EP0481029A1 - Vorrichtung zum aufwickeln von materialbahnen. - Google Patents

Vorrichtung zum aufwickeln von materialbahnen.

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EP0481029A1
EP0481029A1 EP91907124A EP91907124A EP0481029A1 EP 0481029 A1 EP0481029 A1 EP 0481029A1 EP 91907124 A EP91907124 A EP 91907124A EP 91907124 A EP91907124 A EP 91907124A EP 0481029 A1 EP0481029 A1 EP 0481029A1
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EP
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winding
support roller
cooled
pct
webs
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Reinhard Hehner
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Jagenberg AG
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    • Y10S242/00—Winding, tensioning, or guiding
    • Y10S242/909—Heating or cooling

Definitions

  • the invention relates to a device for winding material webs, in particular paper or cardboard webs, onto winding cores according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic winding device which has a driven support roller and winding stations arranged on both sides of the support roller.
  • Each winding station consists of two swiveling support arms, each of which is equipped with a hydraulic winding drive.
  • the two hydraulic motors of a winding station are connected in parallel and are fed by a hydraulic variable pump.
  • the invention has for its object to provide a generic device in which the winding stations can be easily adjusted to different formats, especially very narrow formats.
  • Liquid-cooled electric motors provide the required acceleration and braking performance with a relatively small size.
  • the size of the motor is important because the support elements (e.g. winding frames) must be kept as close together as possible with the motor for small format widths.
  • the liquid-cooled motors also require supply hoses for the coolant, the pressure required in the hoses is significantly lower than in the supply hoses of hydraulic drives. It has been shown that a coolant pressure of 0.1 bar is sufficient. Due to the low pressure, the feed hoses are very flexible and can therefore easily adjust their position when changing formats.
  • Fig. 1 shows a side view of a backup roll winding machine according to the invention.
  • Three-phase asynchronous motors are used as rotary drives 17, 18, the stator winding of which is cooled with water. Cooling with oil is also possible.
  • the housings of the motors 17, 18 have circumferential cooling channels for the cooling liquid. So that the winding stands 11, 12 can be moved as close as possible to one another for narrow formats, the motors 17, 18 are installed in the longitudinal direction, that is to say in the web running direction, and are connected to the guide heads 15, 16 via an angular gear.
  • the gears are flanged to the motors 17, 18, each flange also having cooling channels. In the flange area, cooling can be increased to also dissipate heat generated in the transmission.
  • direct current or servo motors can also be used, the stator winding of which is cooled with water or oil.
  • DC motors require more complex maintenance due to the wear of carbon brushes, and a complex control concept is required for servomotors.
  • the cooling channels of the motors 17, 18 are connected to supply hoses for coolant, which are supplied by a common cooling system outside the winding machine.
  • the supply hoses on each side of the winding machine are combined into tows, due to the low pressure in the hoses (0.1 bar), the hoses are very flexible and can therefore be arranged in a space-saving manner and easily moved with a format adjustment. Furthermore, the risk of leaks is minimal at the low pressure.
  • a longitudinal cutting device 21 is arranged above the support roller 8 in the area between the guide rollers 6 and 7 and consists of a plurality of pairs of circular knives 21.1, 21.2 which can be adjusted transversely to the running direction to different format widths of the individual webs to be cut.
  • a roller 22 is supported on the side pivot levers 23 against the support roller 8 in the area wrapped by the webs 1.
  • the roller 22 serves, together with the support roller 8, to interrupt the tension of the webs 1 in front of the winding stations 9, 10.
  • the tension behind the nip formed by the roller 22 and the support roller 8 is determined by the torques of the motors 17, 18 by means of a frequency converter regulated to the value required for the desired winding hardness.
  • the tension for each winding roll 19, 20 can be regulated individually via the motors 17, 18, so that each winding station 9, 10 can be operated as an independent winding machine.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Photographic Developing Apparatuses (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)

Description

B E S C H R E I B U N G
Vorrichtung zum Aufwickeln von Materialbahnen
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf Wickelhülsen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Aus dem Aufsatz "Rollenschneid- und Rollmaschinen für die Papierausrüstung, Teil 3" in COATING 1/89, Seiten 8-12, ist eine gattungsgemäße AufWickelvorrichtung bekannt, die eine angetriebene Stützwalze und beidseits der Stützwalze angeordnete Wickelstationen aufweist. Jede Wickelstation besteht aus zwei schwenkbaren Tragarmen, die jeweils mit einem hydraulischen Wickelantrieb ausgerüstet sind. Die beiden Hydromotoren einer Wickelstation sind parallel geschaltet und werden von einer hydraulischen Verstellpumpe gespeist.
Hydraulikantriebe weisen zwar bei hohen Leistungen verhältnismäßig geringe Größe auf, es hat sich jedoch gezeigt, daß ihr Einsatz an Wickelmaschinen Nachteile nach sich bringt:
So sind außerhalb der Wickelmaschine große Hydraulikanlagen erforderlich, und die Verstellung der Wickelstationen beim Formatwechsel bereitet Probleme. Aufgrund des erforderlich hohen Drucks (z. B. 300 bar) in den Zufuhrschlauchen, sind diese sehr steif und lassen sich daher bei einer Formatverstellung nur schwierig in die erforderliche neue Lage bringen. Darüber hinaus ist die erforderliche Regelung bei Hydraulikantrieben sehr komplex.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, bei der die Wickelstationen problemlos auf unterschiedliche Formate, insbesondere auf sehr schmale Formate, eingestellt werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Flüssigkeitsgekühlte Elektromotoren erbringen die geforderte Beschleunigungs- und Bremsleistung bei relativ geringer Baugröße. Die Größe des Motors ist von Bedeutung, da die Tragelemente (z. B. Wickelböcke) mit dem Motoren für geringe Formatbreiten auf möglichst geringen Abstand voneinander gebracht werden müssen. Zwar benötigen die flüssigkeitsgekühlten Motoren ebenfalls Zufuhrschläuche für die Kühlflüssigkeit, jedoch ist der erforderliche Druck in den Schläuchen bedeutend geringer als in den Versorgungsschläuchen von Hydraulikantrieben. Es hat sich gezeigt, daß ein Kühlflüssigkeitsdruck von 0,1 bar ausreicht. Aufgrund des geringen Drucks sind die Zufuhrschläuche sehr biegsam und können ihre Position somit bei einem Formatwechsel problemlos anpassen.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Insbesondere der Einsatz eines Drehstromasynchronmotors nach Patentanspruch 3 ermöglicht ein geringes Motorvolumen bei großer Leistung, da bei diesen Motoren die Wärmebildung hauptsächlich in der Statorwicklung erfolgt und die Regelung über einen Freguenzumformer am wenigsten aufwendig ist (Patentanspruch 4) Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Stützwalzen-Wickelmaschine nach der Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die von einer nicht dargestellten Vorratsrolle abgezogene Materialbahn 1, im vorliegenden Beispiel eine Papierbahn, wird von Leitrollen 2 - 7 von oben an eine angetriebene Stützwalze 8 geführt. Zu beiden Seiten der Stützwalze 8 sind Wickelstationen 9, 10 angeordnet, die jeweils aus zwei parallel zur Stützwalzenachse verfahrbaren Tragelementen bestehen. Im vorliegenden Beispiel sind die Tragelemente Wickelböcke 11, 12, ebenso ist der Einsatz von schwenkbaren Tragarmen möglich. Jeder Wickelbock 11, 12 trägt an seiner Oberseite einen radial zur Stützwalze 8 verfahrbaren Schlitten 13, 14, an dem ein Führungskopf 15, 16 mit seinem Drehantrieb 17, 18 befestigt ist. Die Führungsköpfe 15, 16 sind zum Halten und Antreiben der Wickelrolle 19, 20 in deren Wickelhülsen einfahrbar.
Als Drehantriebe 17, 18 sind Drehstromasynchronmotoren eingesetzt, deren Statorwicklung mit Wasser gekühlt wird. Ebenso ist eine Kühlung mit öl möglich. Dazu weisen die Gehäuse der Motoren 17, 18 umlaufende Kühlkanäle für die Kühlflüssigkeit auf. Damit die Wickelböcke 11, 12 für schmale Formate möglichst nahe aneinandergefahren werden können, sind die Motoren 17, 18 in Längsrichtung, also in Bahnlaufrichtung eingebaut und über ein Winkelgetriebe mit den Führungsköpfen 15, 16 verbunden. Die Getriebe sind jeweils an den Motoren 17, 18 angeflanscht, wobei jeder Flansch ebenfalls Kühlkanäle aufweist. Im Flanschbereich kann so verstärkt gekühlt werden, um im Getriebe entstehende Wärme ebenfalls abzuführen. Eine nicht dargestellte Regel- oder Steuereinrichtung regelt oder steuert die Wickelhärte der Wickelrollen 19, 20 über die Drehmomente der Motoren 17, 18. Bei den im Ausführungsbeispiel eingesetzten Drehstromasynchronmotoren erfolgt die Drehmomentregelung bzw. -Steuerung über einen Freguenzumformer.
Anstelle von Drehstromasynchronmotoren sind auch Gleichstrom- oder Servomotoren einsetzbar, deren Statorwicklung mit Wasser oder Öl gekühlt wird. Gleichstrommotoren benötigen jedoch aufgrund verschleißender Kohlebürsten eine aufwendigere Wartung, und bei Servomotoren ist ein aufwendiges Regelungskonzept erforderlich. Die Kühlkanäle der Motoren 17, 18 sind mit Zufuhrschläuchen für Kühlflüssigkeit verbunden, die von einer gemeinsamen Kühlanlage außerhalb der Wickelmaschine versorgt werden. Die Zufuhrschläuche jeder Seite der Wickelmaschine sind zu Schlepps zusammengefaßt, aufgrund des geringen Drucks in den Schläuchen (0,1 bar) sind die Schläuche sehr biegsam und können somit platzsparend angeordnet und bei einer Formatverstellung problemlos bewegt werden. Weiterhin ist die Gefahr von Undichtigkeiten bei dem geringen Druck minimal.
Oberhalb der Stützwalze 8 ist im Bereich zwischen den Leitrollen 6 und 7 eine Längsschneideeinrichtung 21 angeordnet, die aus mehreren Kreismesserpaaren 21.1, 21.2 besteht, die quer zur Laufrichtung auf verschiedene Formatbreiten der zu schneidenden Einzelbahnen verstellbar sind. Oberhalb der Stützwalze 8 ist eine Rolle 22 an seitlichen Schwenkhebeln 23 gegen die Stützwalze 8 in den von den Bahnen 1 umschlungenen Bereich andrückbar gelagert. Die Rolle 22 dient dazu, gemeinsam mit der Stützwalze 8 die Zugspannung der Bahnen 1 vor den Wickelstationen 9, 10 zu unterbrechen. Die Zugspannung hinter der von der Rolle 22 und der Stützwalze 8 gebildeten Klemmstelle wird über die Drehmomente der Motoren 17, 18 mittels eines Freguenzumformers auf die für die gewünschte Wickelhärte erforderlichen Wert geregelt. Dabei kann die Zugspannung für jede Wickelrolle 19, 20 individuell über die Motoren 17, 18 geregelt werden, so daß sich jede Wickelstation 9, 10 als eigenständige Wickelmaschine betreiben läßt.
Bevorzugt wird die Wickelmaschine zum Herstellen von Rollen mit großem Durchmesser (z. B. 1,5 m) aus HWC-Papieren (High Weight Coated) eingesetzt. Diese Papiere sind markierungsempfindlich, so daß die Linienkraft an der Stützwalze 8 gering gehalten werden soll. Da die zum Wickeln erforderliche Zugspannung der Bahn 1 von den Antrieben 17, 18 aufgebracht wird, läßt sich die Linienkraft, mit der die Wickelrollen 19, 20 gegen die Stützwalze 8 gedrückt werden, während des Wickeins auf Werten kleiner als 30 N/m halten. Die Linienkraft sollte jedoch mindestens 10 N/m betragen, damit keine Luft eingewickelt wird und auch bei Profilschwankungen in der Bahn 1 runde Wickelrollen gewickelt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. .
Vorrichtung zum Aufwickeln von Materialbahnen (1) , insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf Wickelhülsen mit einer Längsschneideeinrichtung (21) zum Aufteilen der
Materialbahn (1) in Einzelbahnen und mit beidseits einer angetriebenen Stützwalze (8) angeordneten
Wickelstationen (9, 10), jeweils bestehend aus zwei parallel zur Stützwalzenachse verfahrbaren Tragelementen
(Wickelböcke 11, 12), an denen ein in die Wickelhülsen einfahrbarer, in Richtung zur Stützwalze (8) bewegbarer
Führungskopf (15, 16) mit seinem Drehantrieb (17, 18) befestigt ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h flüssigkeitsgekuhlte Elektromotoren als Drehantriebe (17, 18) für die Führungsköpfe (15, 16).
2.
Vorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Regel- oder Steuereinrichtung, die die Wickelhärte der Wickelrollen (19, 20) über die Drehmomente der Elektromotoren regelt oder steuert.
3.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h¬ n e t d u r c h einen Drehs tromasynchronmotor , dessen Statorwicklung mit Wasser oder Öl gekühlt wird.
4.
Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t, daß der Drehstromasynchronmotor über einen Freguenzumformer geregelt oder gesteuert wird.
5.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h¬ n e t d u r c h einen Gleichstrom- oder Servomotor, dessen Statorwicklung mit Wasser oder öl gekühlt wird.
EP91907124A 1990-05-07 1991-03-28 Vorrichtung zum aufwickeln von materialbahnen Expired - Lifetime EP0481029B1 (de)

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EP0481029A1 true EP0481029A1 (de) 1992-04-22
EP0481029B1 EP0481029B1 (de) 1995-09-20

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EP (1) EP0481029B1 (de)
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