DE19524905A1

DE19524905A1 - Tragwalzen-Wickelmaschine

Info

Publication number: DE19524905A1
Application number: DE1995124905
Authority: DE
Inventors: Herbert Schoenmeier
Original assignee: Jagenberg Papiertechnik GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1995-07-08
Filing date: 1995-07-08
Publication date: 1997-01-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Material bahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Herstellung von Wickelrollen aus Papier- oder Kartonbahnen werden bekann terweise Tragwalzen-Wickelmaschinen verwendet, bei denen zunächst die mehrere Meter breite Papier- oder Kartonbahn durch Längsschneiden in mehrere Einzelbahnen unterteilt wird, die anschließend auf Hülsen aufgewickelt werden. Die beiden mit einem Drehantrieb verbundenen Tragwalzen bilden ein Tragwalzenbett, in dem die Wickelrollen axial fluchtend aufgereiht auf den beiden Tragwalzen aufliegen.

Aus der WO 92/03366 ist eine gattungsgemäße Tragwalzen-Wickelmaschine bekannt, bei der in dem von den Tragwalzen und den Wickelrollen begrenzten Raum mittels Druckluft ein Überdruck erzeugt werden kann. Der Überdruck verringert das Auflagegewicht der Wickelrollen und somit die spezifische Linienkraft (= Auflagege wicht pro Längeneinheit) an den beiden Auflagelinien der Wickelrollen auf den Trag walzen, von der die Wickelhärte einer Wickelrolle entscheidend beeinflußt wird. Durch die Entlastung des Auflagegewichts lassen sich Wickelrollen mit sehr großem Durchmesser (mehr als 800 mm) mit sehr guter Wickelqualität wickeln.

Um den Überdruck unterhalb der Wickelrollen zu erzeugen, ist im Bereich des unteren Zwickels zwischen den Tragwalzen ein Luftkasten angeordnet, der sich über die gesamte Arbeitsbreite (= axiale Länge der Tragwalzen) erstreckt und mit einer Druckluftzufuhr versehen ist. Zur Abdichtung sind die den Tragwalzen zugewandten Seitenflächen des Luftkastens im oberen Teil den Mantelflächen der Tragwalzen angepaßt gekrümmt. Die obere, den Tragwalzenspalt zugewandte Begrenzungsfläche weist einen Luftaustrittsschlitz auf, durch den die Druckluft dem von den Tragwalzen und den Wickelrollen begrenzten Raum oberhalb des Tragwalzenspalts zugeführt werden kann. Zur Abdichtung an den beiden Enden der Tragwalzen dienen stirnseiti ge Dichtelemente, die der freien Querschnittsfläche zwischen den Tragwalzen angepaßt geformt sind und gegen die Stirnseiten der beiden äußeren Wickelrollen bewegbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Tragwalzen-Wickel maschine so zu verbessern, daß ohne Steigerung der Betriebskosten eine größere Entlastung der Linienkräfte an den Auflagelinien der Wickelrollen auf den Tragwalzen möglich ist, um schwerere Wickelrollen mit größerem Durchmesser mit guter Qualität aufwickeln zu können.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß einer Erhöhung des Überdrucks unterhalb der Wickelrollen Grenzen gesetzt sind. Der Grund liegt darin, daß mit steigendem Über druck die Druckluftverluste überproportional ansteigen, da es nicht möglich ist, den von den Tragwalzen und Wickelrollen begrenzten Raum vollständig abzudichten. Spaltverluste sind unvermeidbar, da sowohl die Tragwalzen als auch die Wickelrollen möglichst reibungsfrei drehen müssen. Versucht man die steigenden Druckluftver luste mit höheren Gebläseleistungen zu kompensieren, so führt dies zu inakzeptablen Betriebskosten. Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft eine größere Entlastung bei gleichem Überdruck unterhalb der Wickelrollen.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht darge stellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt grobschematisch eine Seitenansicht einer Tragwalzen-Wickelmaschine zu Beginn des Aufwickelns;

Fig. 2 zeigt die Wickelmaschine während das Auflagegewicht der Wickelrollen mit Druckluft entlastet wird.

Die Tragwalzen-Wickelmaschine weist zwei angetriebene Tragwalzen 1, 2 auf, zwischen denen ein Walzenbett 3 ausgebildet ist, in dem die Wickelrollen 4 während des Aufwickelns axial fluchtend auf den Tragwalzen 1, 2 aufliegen. Die in Längs richtung in Einzelbahnen unterteilte Materialbahn 5 - vorzugsweise eine Papier- oder Kartonbahn - wird von der Tragwalze 1 umgelenkt, von unten durch den Spalt zwischen den Tragwalzen 1, 2 in das Tragwalzenbett 3 geführt und dort auf fluch tend aufgereihte Hülsen 6 aufgewickelt. Da zu Beginn der Aufwicklung das Auflage gewicht der Wickelrollen 4 auf den Tragwalzen 1, 2 für die gewünschte Wickelhärte noch nicht ausreicht, ist oberhalb des Walzenbetts 3 im Gestell der Wickelmaschine eine Druckrolle 7 vertikal bewegbar angeordnet. Die Druckrolle 7 kann unter Druck auf die Wickelrollen 4 aufgelegt werden, um die spezifische Linienkraft an den beiden Auflagelinien der Wickelrollen 4 auf den Tragwalzen 1, 2 zu erhöhen.

Die Tragwalzen 1, 2 sind achsparallel nebeneinander mit ihren Wellenzapfen 8, 9 in an beiden Längsseiten angeordneten Lagern 10, 11 drehbar gelagert. Die Lager 10, 11 sitzen horizontal und senkrecht zur Walzenachse bewegbar auf seitlichen Linear führungen 12, die auf waagerechten Längsträgern 13 des Maschinengestells befe stigt sind. Jeweils an den äußeren, dem Tragwalzenspalt abgewandten Seiten greifen an den Lagern 10, 11 in etwa horizontal an den Längsträgern 13 befestigte Kolben- Zylinder-Einheiten 14, 15 an. Mittels der Kolben-Zylinder-Einheiten 14, 15 lassen sich die Tragwalzen 1, 2 senkrecht zu ihren Achsen und in radialer Richtung aufeinander zu und voneinander weg verschieben, um die Breite des Tragwalzen spalts (= geringster Abstand der Mantelflächen der Tragwalzen 1, 2 voneinander) variieren zu können. Im vorliegenden Beispiel sind die Verstellwege der Tragwalzen 1, 2 so ausgelegt, daß die Breite des Tragwalzenspalts von etwa 30 mm bis etwa 600 mm variiert werden kann.

Die Tragwalzen 1, 2 reichen in ihrer axialen Länge über die maximale Breite der zu bearbeitenden Papier- oder Kartonbahn 4, die 8 m und mehr betragen kann. Ihr Durchmesser beträgt bei gängigen Maschinen zwischen 600 mm und 1000 mm. Im vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser der Tragwalze 1800 mm, der Durchmesser der Tragwalze 2750 mm. Es sind auch Tragwalzen-Wickelmaschinen bekannt, bei denen die beiden Tragwalzendurchmesser gleich sind oder stärker differieren; z. B. die zweite Tragwalze nur einen Durchmesser von 400 mm bis 500 mm aufweist. Eine Tragwalze ist dann in der Höhe versetzt zu der anderen Tragwalze angeordnet, so daß sich das Rollengewicht beim Aufwickeln zur Beeinflussung der Wickelhärte zunehmend auf eine Tragwalze verlagert.

Zur Verminderung des Auflagegewichts der Wickelrollen 4 auf den Tragwalzen 1, 2 kann in dem durch die Tragwalzen 1, 2 und die Wickelrollen 4 begrenzten Raum mit Druckluft ein Überdruck erzeugt werden. Dazu ist unterhalb des Tragwalzenspalts zwischen den beiden Tragwalzen 1, 2 ein Luftkasten 1 6 mit einer Druckluftzufuhr angeordnet, der sich über die axiale Länge der Tragwalzen 1, 2 erstreckt. Die den Tragwalzen 1, 2 zugewandten Seitenflächen des Luftkastens 16 sind den Mantel flächen der Tragwalzen 1, 2 angepaßt gekrümmt, damit sie sich dichtend an diese anlegen können. In die gekrümmten Seitenflächen sind mehrere sich axial erstrecken de Filzstreifen außen eingelegt die bei minimaler Reibung den Luftkasten 16 gegen die Tragwalzen 1, 2 und somit den Tragwalzenspalt nach unten abdichten.

Der Luftkasten 16 ist an seitlichen Wangen 17 befestigt, die über Schwenkhebel 18 am Maschinengestell aufgehängt sind. An jeder Maschinenlängsseite greift an der jeweiligen Wange 17 eine in etwa senkrecht wirkende Kolben-Zylinder-Einheit 19 an, mit denen der Luftkasten 16 von einer abgesenkten Ruheposition (Fig. 1) unterhalb des Bereichs der Tragwalzen 1, 2 bis in seine Dichtposition zwischen den Tragwalzen 1, 2 hochgeschwenkt werden kann (Fig. 2). Die in Längsrichtung der Maschine, also parallel zur Verbindungslinie der beiden Tragwalzenachsen gemessende Breite des Luftkastens 16 ist so bemessen, daß er bei maximalem Abstand der Tragwalzen 1, 2 voneinander mit seinen gekrümmten Seitenflächen zwischen die Tragwalzen 1, 2 hochbewegt werden kann, wobei sich die gekrümmten Seitenflächen dichtend an die Mantelflächen der beiden Tragwalzen 1, 2 anlegen (Fig. 2). Die obere, dem Tragwal zenspalt zugewandte Begrenzungsfläche des Luftkastens 16 weist Austrittsöff nungen 20 auf, durch die die Druckluft aus dem Luftkasten 16 dem von den Tragwal zen 1, 2 und den Wickelrollen begrenzten Raum zugeführt wird. Zur Abdichtung dieses Raumes an den beiden Enden der Tragwalzen 1, 2 dienen nicht dargestellte stirnseitige Dichtelemente, die jeweils gegen die äußere Stirnseite der beiden äußeren Wickelrollen 4 bewegbar sind. Die Form der stirnseitigen Dichtelemente ist der freien Querschnittsfläche zwischen den Tragwalzen 1, 2 und dem Luftkasten 16 angepaßt, wobei ihr oberer Teil rechteckförmig bis oberhalb der Verbindungslinie zwischen den beiden Scheitelpunkten der Tragwalzen 1, 2 verlängert ist, um so beim Anlegen an die äußeren Stirnseiten der beiden äußeren Wickelrollen 4 auch bei Wickelrollen 4 mit großem Durchmesser eine ausreichende Dichtfläche zu gewährleisten. Derartige stirnseitige Dichtelemente sind ausführlich in der WO 92/03366 beschrieben.

Vor Beginn des Aufwickelvorgangs werden die beiden Tragwalzen 1, 2 auf minimalen Abstand voneinander eingestellt, im vorliegenden Beispiel auf einen Abstand von ca. 30 mm. Der Luftkasten 16 ist abgesenkt in seiner Warteposition, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Hülsen 6 werden axial fluchtend aufgereiht in das Tragwalzenbett 3 eingelegt, und die Druckwalze 7 wird von oben auf den Hülsensatz aufgelegt. Nach dem Anwickeln der Bahnanfänge an die Hülsen 6 wird zunächst - wie in Fig. 1 gezeigt - ohne Druckluftentlastung bei aufliegender Druckrolle 7 aufgewickelt. Mittels der Druckwalze 7 wird eine spezifische Linienkraft von ca. 25 N/cm eingestellt. Wenn ein Durchmesser der Wickelrollen 4 von ca. 500 mm erreicht ist, beginnen die Kolben-Zylinder-Einheiten 14, 15 die Tragwalzen 1, 2 sich kontinuierlich auseinander zu bewegen. Die Druckwalze 7 wird abgehoben.

Die Auseinanderbewegung der Tragwalzen 1, 2 wird so gesteuert, daß der maximale Abstand der Tragwalzen 1, 2 voneinander erreicht ist, bevor die spezifische Linien kraft aufgrund des Wickelrollengewichts den zulässigen Wert überschreitet. Im vorliegenden Beispiel wird die Auseinanderbewegung bei einem Wickelrollendurch messer von ca. 1100 mm abgestoppt, der erreichte maximale Abstand der beiden Tragwalzen 1, 2 voneinander beträgt dann ca. 600 mm. Der Luftkasten 16 wird nach oben geschwenkt, und der von den Tragwalzen 1, 2 und den Wickelrollen 4 begrenz te Raum wird abgedichtet (Fig. 2). In den Luftkasten 16 wird Druckluft eingeleitet, die in dem Raum unterhalb der Wickelrollen 4 einen Überdruck erzeugt und so die spezifische Linienlast auch bei weiter steigendem Wickelrollengewicht unterhalb des zulässigen Höchstwerts hält. Die Wickelrollen 4 werden bis zu einem Durchmesser von ca. 2100 mm fertig gewickelt (in Fig. 2 strichpunktiert gezeichnet), ohne daß Qualitätseinbußen oder Wickelfehler auftreten, z. B. beim Aufwickeln von Karton aufgrund zu großer spezifischer Linienkräfte ein inakzeptabler Dickenverlust auftritt.

Aufgrund der großen Fläche der Wickelrollen 4, an denen die Druckluft wirkt, kann der Überdruck im Luftkasten 16 so gering gehalten werden, daß die Druckverluste akzeptabel gering bleiben. Im vorliegenden Beispiel sind nur ca. 120 mbar Überdruck erforderlich, um die spezifische Linienkraft auf einen Wert unterhalb von 70 N/cm zu halten.

Claims

1. Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln von Materialbahnen (5), insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit zwei Tragwalzen (1, 2), auf denen die Wickelrollen (4) beim Aufwickeln auflie gen, und mit Mitteln (16) zur Abdichtung des von den Tragwalzen (1, 2) und den Wickelrollen (4) begrenzten Raumes und zur Erzeugung eines Überdrucks in diesem Raum unterhalb der Wickelrollen (4), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Tragwalze (1, 2) senkrecht zu ihrer Achse und radial zur anderen Tragwalze (1, 2) verschiebbar gelagert ist.

2. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß beide Tragwalzen (1, 2) verschiebbar gelagert sind.

3. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß unterhalb des Spalts zwischen den beiden Tragwalzen (1, 2) ein Luftkasten (16) mit einer Druckluftzufuhr angeordnet ist, der den Tragwalzenspalt in Arbeitsposition nach unten abdichtet und dessen den Tragwalzenspalt zugewandte obere Begrenzungsfläche eine Austrittsöffnung für die Druckluft aufweist.

4. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Luftkasten (16) bis in eine Position unterhalb des Bereichs der Tragwalzen (1, 2) absenkbar gelagert ist.

5. Tragwalzen-Wickelmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die den Tragwalzen (1, 2) zugewandten Seitenflächen des Luftkastens (16) den Mantelflächen der Tragwalzen (1, 2) angepaßt gekrümmt verlaufen und die Breite des Luftkastens (16) so bemessen ist, daß sich die ge krümmten Seitenflächen bei maximalem Abstand der Tragwalzen (1, 2) voneinander dichtend an die Tragwalzen (1, 2) anlegen.