-
Die
Erfindung betrifft eine Tragwalzen-Wickelmaschine zum Aufwickeln
einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn,
auf mindestens eine Wickelhülse
zu mindestens einer Wickelrolle, die in einem von zwei Tragwalzen
gebildeten Wickelbett liegt, mit einer die mindestens eine Wickelrolle
in das Wickelbett drückenden
Belastungswalze.
-
Materialbahnen
müssen,
bevor sie versandt werden können,
zu Versand- oder Fertigrollen aufgewickelt werden. Als Rollenkerne
werden hierfür üblicherweise
Wickelhülsen
verwendet, die vorzugsweise aus Pappe bestehen. Die Fertigrollen
werden dadurch erzeugt, dass so genannte Mutter- oder Tambourrollen,
die am Ausgang einer Papiermaschine oder nach der Satinage erzeugt
werden, abgewickelt, in Längsrichtung
geschnitten und dann jeweils auf Wickelhülsen aufgewickelt werden. Diese
Wickelhülsen
liegen in einem von zwei Tragrollen einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine
gebildeten Wickelbett.
-
In
einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine, wie sie beispielsweise aus
der
DE 200 13 319
U1 oder der
EP
0 792 245 B1 bekannt ist, liegen entsprechend der Anzahl
der aus der ursprünglichen
Materialbahn durch Längsschnitte
erzeugten einzelnen Materialbahnen mehrere Wickelhülsen nebeneinander in
dem Wickelbett, auch wenn nachfolgend aus Gründen der einfachen Darstellung
stets nur eine einzige Wickelhülse
in Verbindung mit einer auf ihr aufgewickelten Materialbahn angesprochen
wird. Es ist jedoch auch möglich,
lediglich eine einzige Wickelrolle in einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine
zu wickeln.
-
Aus
der
DE 199 46 400
B4 ist eine Tragwalzen-Wickelmaschine bekannt, in der die
Wickelrolle von einer senkrecht oberhalb der Wickelrolle angeordneten
Belastungswalze in das Wickelbett gedrückt wird. Die Belastungswalze übt während des gesamten
Wickelvorgangs eine Mindestbelastung von 0,5 kN/m auf die Wickelrolle
aus. Die Belastungswalze dient dazu, während des Aufwickelns einen
gewünschten
Wickelhärteverlauf
zu erreichen. Die Wickelrolle soll nämlich im Innern härter gewickelt
sein als im Bereich des Umfangs. Um bereits zu Beginn des Wickelvorgangs
eine ausreichende Wickelhärte trotz
des anfangs nur geringen Eigengewichts der nur mit wenigen Lagen
der Materialbahn umwickelten Wickelhülse zu erzielen, drückt die
Belastungswalze die Wickelrolle mit einer vorbestimmten Kraft in
das Wickelbett hinein. Hierdurch lässt sich diese relativ hart
anwickeln, das heißt
die Wickelhärte
ist im Bereich des Rollenkerns oder der Wickelhülse hoch genug. Da mit zunehmendem
Rollendurchmesser die Gewichtskraft zunimmt, wird die Belastung
durch die Belastungswalze zurückgeführt.
-
Bekannte
Belastungswalzen sind an das Maschinengestell angebunden; dabei
geht der Kraftfluss durch das Maschinengestell in das Fundament;
das Maschinengestell muss daher eine hohe Steifigkeit aufweisen.
Es kommt hinzu, dass ein derartiger Aufbau mit erheblichen Kosten
verbunden ist.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Tragwalzen-Wickelmaschine zu
schaffen, die die Erzeugung von Wickelrollen mit verbesserten Wickelqualitäten ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer Tragwalzen-Wickelmaschine der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
dass die Belastungswalze über
ein Gestell mit einer die Tragwalzen-Wickelmaschine tragenden Grundplatte
verbunden ist.
-
Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
-
Dadurch,
dass das Gestell auf einer Grundplatte befestigt ist, werden alle
Wickelkräfte
ebenso wie die von den Tragwalzen, der Belastungswalze und die durch
die Anbindung des Belastungswalzenzylinders ausgeübten Kräfte in eine
gemeinsame Grundplatte eingeleitet. Durch die höhere Steifigkeit des Systems
und die dadurch erzeugten stabilisierenden Kräfte werden weniger Vibrationen
erzeugt, was sich unter anderem positiv auf die Wickelqualitäten der
erzeugten Wickelrollen auswirkt. Gegenüber herkömmlichen Tragwalzen-Wickelmaschinen
lässt sich
eine Wickelmaschine gemäß der Erfindung
auch einfacher montieren.
-
Damit
die stabilisierenden Kräfte
weitergehend unterstützt
werden, ist in bevorzugter Ausführung
wenigstens eine weitere Belastungswalze über ein vorzugsweise gemeinsames
Gestell mit einer die Tragwalzen-Wickelmaschine tragenden Grundplatte verbunden.
-
Dabei
sind die Belastungswalzen bevorzugt derart angeordnet, dass die
Belastungswalze einseitig zu einer durch die Drehachse der mindestens
einen Wickelrolle gehenden Senkrechten gegen die mindestens eine
Wickelrolle andrückbar
ist und dass die mindestens eine weitere Belastungswalze gegenseitig
zu der durch die Drehachse der mindestens einen Wickelrolle gehenden
Senkrechten gegen die mindestens eine Wickelrolle andrückbar ist.
Auf diese Weise werden beidseitig die stabilisierenden und vorzugsweise
gleich großen
Kräfte
in das System eingeleitet.
-
Unter
technologischen und konstruktiven Aspekten ist es von Vorteil, wenn
die Belastungswalze gegenseitig zu der einlaufenden Tragwalze in
Bezug zu der durch die Drehachse der mindestens einen Wickelrolle
gehenden Senkrechten angeordnet ist und wenn die mindestens eine
weitere Belastungswalze gleichseitig zu der einlaufenden Tragwalze
in Bezug zu der durch die Drehachse der mindestens einen Wickelrolle
gehenden Senkrechten angeordnet ist. Damit wird Wickelrolle stabilisiert.
-
In
einer besonders geeigneten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass das vorzugsweise gemeinsame Gestell
jeweils eine Schwinge für die
jeweilige Belastungswalze umfasst und dass die jeweilige Belastungswalze
jeweils am äußeren Ende der
dazugehörigen
Schwinge drehbar gelagert ist.
-
Die
jeweilige Belastungswalze ist an dem Gestell, insbesondere an der
Schwinge, derart angebracht, dass es bevorzugt zumindest seitlich
gegen die Wickelrolle drückt.
Zudem drückt
die erste Belastungswalze anfänglich
auch senkrecht von oben gegen die Wickelrolle. Nur durch eine seitliche
Anordnung der Belastungswalze in Bezug auf die Wickelrolle lässt sich
das Schaukeln oder Vibrieren des Wickels eindämmen. Die Belastungswalze lässt sich entweder
auf einer um eine Drehachse schwenkbaren Schwinge oder auf einer
Linearführung
befestigen; die Funktion der Belastungswalze ist unabhängig davon,
ob sie auf einer Geraden oder einer Kreisbahn geführt wird.
Damit ist die jeweilige Belastungswalze geneigt gegenüber einer
durch die Drehachse der Wickelrolle hindurchgehenden, die Verbindungslinie
zwischen den beiden Tragwalzen unter einem rechten Winkel schneidenden
Mittelsenkrechten angeordnet, wenigstens während der meisten Zeit des Wickelvorgangs,
das heißt
wenigstens ab dem Erreichen eines vorherbestimmten Wickeldurchmessers.
-
Von
Vorteil ist es, wenn die Drehachse der Schwinge der Belastungswalze
zumindest während des
Wickelvorgangs wenigstens für
die meiste Zeit seitlich unterhalb der Drehachse der mindestens
einen Wickelrolle liegt und wenn die Drehachse der Schwinge der
wenigstens einen weiteren Belastungswalze zumindest während des
Wickelvorgangs seitlich oberhalb der Drehachse der mindestens einen
Wickelrolle liegt. Damit sind exzellente Voraussetzungen für eine bestmögliche Stabilisierung
der Wickelrolle gegeben.
-
Vorzugsweise
erstreckt die jeweilige Schwinge sich über die gesamte Breite der
mindestens einen Wickelrolle oder sie umfasst zwei seitlich an der mindestens
einen Wickelrolle vorbeiführbare Schwenkarme.
-
In
vorteilhafter Weise lässt
sich vorsehen, dass die jeweilige Schwinge wenigstens mittels eines vorzugsweise
steuer-/regelbaren Andrücksystems gegen
die Wickelrolle andrückbar
ist. Das jeweilige vorzugsweise steuer-/regelbare Andrücksystem
umfasst dabei bevorzugt mindestens einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder,
insbesondere zwei seitlich der mindestens einen Wickelrolle angeordnete
Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, oder eine Elektrospindel. Derartige
Komponenten zeichnen sich insbesondere durch eine gute Funktionalität aus.
-
Ferner
ist der Hydraulikzylinder, der Pneumatikzylinder oder die Elektrospindel
bevorzugt am freien Ende der Schwinge, insbesondere in der Nähe der Belastungswalze,
an der Schwinge angelenkt.
-
Von
Vorteil ist es ebenso, wenn die jeweilige Schwinge bewegbar gegenüber einer
Grundplatte angeordnet ist, auf der ebenfalls wenigstens eine der Tragwalzen
drehbar gelagert ist.
-
Zusätzlich lässt sich
zur Unterdrückung
von Schwingungen vorsehen, dass die Belastungswalze eine in ihrem
Inneren, in ihrer Schwinge oder mit ihrem Andrücksystem angeordnete beziehungsweise verbundene
Dämpfungseinrichtung
umfasst. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, in
der die Belastungswalze eine im Inneren der Belastungswalze oder
an der Führung,
das heißt
an dem Antrieb, der Belastungswalze angeordnete Dämpfungseinrichtung
umfasst.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
-
Es
zeigen
-
1 eine
Seitenansicht einer Tragwalzen-Wickelmaschine während des Wickelvorgangs;
-
2 eine
perspektivische Ansicht der Tragwalzen-Wickelmaschine gemäß 1; und
-
3 bis 6 mehrere
Wickelphasen des mit der Tragwalzen- Wickelmaschine ausgeführten Wickelvorgangs.
-
Die 1 zeigt
eine Tragwalzen-Wickelmaschine 1 zum Aufwickeln einer Materialbahn 2,
insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens eine
Wickelhülse 3 zu
mindestens einer Wickelrolle 4 während des Wickelvorgangs. Die
Wickelrolle 4 liegt dabei in einem von zwei Tragwalzen 5, 6 gebildeten
Wickelbett 7 und sie ist von mindestens einer Belastungswalze 8 in
das Wickelbett 7 gedrückt.
-
Die
Materialbahn 2 wird von einer nicht dargestellten, dem
Fachmann jedoch bekannten Längsschneideinrichtung
vor dem Aufwickeln in mehrere Einzelbahnen geschnitten, die anschließend seitlich, wie
dargestellt, um den Mantel 9 der Tragwalze 5 oder
alternativ durch den Spalt G zwischen den Tragwalzen 5, 6 herum
in das Wickelbett 7 geführt
werden, wo sie auf fluchtend aufgereihte Wickelhülsen 3 aufgewickelt
werden.
-
Oberhalb
der Wickelrollen 4 ist nun die über ein Gestell 10 mit
einer die Tragwalzen-Wickelmaschine 1 tragenden Grundplatte 11 verbundene
Belastungswalze 8 angeordnet, die sich über die gesamte Breite aller
nebeneinander liegenden Wickelrollen 4 erstreckt und die
die Wickelrollen 4 in das Wickelbett 7 drückt.
-
Weiterhin
ist oberhalb der Wickelrollen 4 eine weitere Belastungswalze 12 angeordnet,
die auch über
das gemeinsame Gestell 10 mit der die Tragwalzen-Wickelmaschine 1 tragenden
Grundplatte 11 verbunden ist. Auch diese weitere Belastungswalze 12 erstreckt
die sich über
die gesamte Breite aller nebeneinander liegenden Wickelrollen 4 und
drückt
die Wickelrollen 4 in das Wickelbett 7.
-
Die
beiden Belastungswalzen 8, 12 sind allgemein derart
angeordnet, dass die Belastungswalze 8 einseitig zu einer
durch die Drehachse 13 der Wickelrollen 4 gehenden
Senkrechten S gegen die Wickelrollen 4 andrückbar ist
und dass die weitere Belastungswalze 12 gegenseitig zu
der durch die Drehachse 13 der Wickelrollen 4 gehenden
Senkrechten S gegen die Wickelrolle 4 andrückbar ist.
-
In
der Ausführung
der 1 ist die Belastungswalze 8 gegenseitig
zu der einlaufenden Tragwalze 4 in Bezug zu der durch die
Drehachse 13 der Wickelrollen 4 gehenden Senkrechten
S angeordnet und die weitere Belastungswalze 12 ist gleichseitig zu
der einlaufenden Tragwalze 4 in Bezug zu der durch die
Drehachse 13 der Wickelrollen 4 gehenden Senkrechten
S angeordnet.
-
Das
Gestell 10 umfasst jeweils eine Schwinge 14, 15 für die jeweilige
Belastungswalze 8, 12, die wiederum jeweils am äußeren Ende
der dazugehörigen
Schwinge 14, 15 drehbar gelagert ist. Die Schwingen 14, 15 sind
ihrerseits schwenkbar um eine jeweilige Drehachse 16, 17 gelagert,
die in einem nach oben ragenden Ansatz 18 der Grundplatte 11 angebracht
sind. Es versteht sich, dass die Schwingen 14, 15 auch
unmittelbar an der Grundplatte 11 ohne Zwischenschaltung
des Ansatzes 18 angelenkt sein können.
-
Die
Drehachse 16 der Schwinge 14 der Belastungswalze 8,
welche sich über
die gesamte Breite der Wickelrollen 4 erstreckt, liegt
zumindest während des
Wickelvorgangs wenigstens für
die meiste Zeit seitlich unterhalb der Drehachse 13 der
Wickelrollen 4 und die Drehachse 17 der Schwinge 15 der
weiteren Belastungswalze 12 liegt hingegen zumindest während des
Wickelvorgangs seitlich oberhalb der Drehachse 13 der Wickelrollen 4.
Die Schwinge 15 umfasst zwei seitlich an den stirnseitigen
Wickelrollen 4 vorbeiführbare
Schwenkarme 19.
-
In
der Grundplatte 11 sind ebenfalls die Tragwalzen 4, 5 über Ansätze 20, 21 gelagert.
Zusätzlich ist
die jeweilige Schwinge 14, 15 mittels eines vorzugsweise
steuer-/regelbaren Andrücksystems 22 gegen
die Wickelrollen 4 andrückbar.
Das einzelne Andrücksystem 22 umfasst über eine
Schwenkwelle 23 in der Grundplatte 11 gelagerte
Hydraulikzylinder 24, deren Kolbenstangen 25 am
freien Ende oder in der Nähe
des freien Endes der Schwingen 14, 15 angelenkt
sind, um über
die Belastungswalzen 8, 12 die gewünschten
Anpressdrücke
auf die Wickelrollen 3 auszuüben. Anstelle von Hydraulikzylindern
können selbstverständlich auch
Pneumatikzylinder oder Elektrospindeln ihre Verwendung finden.
-
Weiterhin
kann die jeweilige Belastungswalze 8, 12 eine
in ihrem Innern, in ihrer Schwinge oder mit ihrem Andrücksystem
angeordnete beziehungsweise verbundene Dämpfungseinrichtung umfassen.
-
Zu
Beginn des Wickelvorgangs ist die Belastungswalze 8 zunächst senkrecht
oder im Wesentlichen senkrecht oberhalb der Wickelrollen 4 angeordnet,
da das Wickelbett 7 aufgrund des großen Durchmessers der Tragwalzen 4, 5 keinen
Platz für
eine geneigte Anordnung der Belastungswalze 8 gegenüber den
Wickelrollen 4 lässt.
Während
des weiteren Ablaufs des Wickelvorgangs wird die Belastungswalze 8 dann
allmählich
nach oben geführt
und erreicht gegen Ende des Wickelprozesses die in 2 dargestellte
Position.
-
Die 2 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Tragwalzen-Wickelmaschine 1 gemäß 1,
allerdings ohne die zweite Belastungswalze 12 samt dazugehöriger Baugruppen.
-
Hinsichtlich
eines besseren Verständnisses der 2 wurde
diese in Anlehnung an die 1 mit Bezugszeichen
versehen.
-
Die 3 bis 6 zeigen
mehrere Wickelphasen des mit der lediglich schematisch dargestellten
Tragwalzen-Wickelmaschine 1 ausgeführten Wickelvorgangs.
-
Die 3 zeigt
eine Wickelphase während des
Beginns des Wickelvorgangs. Dabei ist die Belastungswalze 8 zunächst senkrecht
oder im Wesentlichen senkrecht oberhalb der Wickelrollen 4 angeordnet,
da das Wickelbett 7 aufgrund des großen Durchmessers der Tragwalzen 5, 6 keinen
Platz für eine
geneigte Anordnung der Belastungswalze 8 gegenüber den
Wickelrollen 4 lässt.
Die Belastungswalze 12 hingegen liegt bei dieser Wickelphase
aus Platzgründen
noch nicht an den Wickelrollen 4 an. Die Bewegungen der
Belastungswalzen 8, 12 sind in den 3 bis 6 mittels
so genannter Bewegungslinien L8, L12 dargestellt.
-
Während der
in der 4 gezeigten Wickelphase des Wickelvorgangs wird
die Belastungswalze 8 dann allmählich aufgrund des Durchmesserzuwachses
der Wickelrollen 4 nach oben geführt und die Belastungswalze 12 legt
sich nun an die Wickelrollen 4 an.
-
Die 5 zeigt
eine Wickelphase des weiters fortgeschrittenen Wickelvorgangs. Dabei
werden beide Belastungswalzen 8, 12 allmählich aufgrund des
Durchmesserzuwachses der Wickelrollen 4 so lange nach oben
geführt,
bis sie letztendlich die in 6 dargestellte
Position erreichen. Diese Wickelphase stellt im Grund das Ende des
Wickelprozesses für
die Wickelrollen 4 dar.
-
Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Tragwalzen-Wickelmaschine der
eingangs genannten Arten derart weitergebildet wird, dass sie eine
höhere
Stabilität
aufweist und in der der Betrieb sicherer gemacht wird.
-
- 1
- Tragwalzen-Wickelmaschine
- 2
- Materialbahn
- 3
- Wickelhülse
- 4
- Wickelrolle
- 5
- Tragwalze
- 6
- Tragwalze
- 7
- Wickelbett
- 8
- Belastungswalze
- 9
- Mantel
- 10
- Gestell
- 11
- Grundplatte
- 12
- Belastungswalze
- 13
- Drehachse
- 14
- Schwinge
- 15
- Schwinge
- 16
- Drehachse
- 17
- Drehachse
- 18
- Ansatz
- 19
- Schwenkarm
- 20
- Ansatz
- 21
- Ansatz
- 22
- Andrücksystem
- 23
- Schwenkwelle
- 24
- Hydraulikzylinder
- 25
- Kolbenstange
- G
- Spalt
- L8
- Bewegungslinie
- L12
- Bewegungslinie
- S
- Senkrechte