DE20320296U1

DE20320296U1 - Roller winding paper onto roll, has oversized elastic covering with hardness varying in accordance with nip thickness, and tensioning roller under automatic control

Info

Publication number: DE20320296U1
Application number: DE20320296U
Authority: DE
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2013-02-20

Abstract

An elastic layer (6) covers the support cylinder in the nip region. It is made of material with a hardness which can be varied in the direction of its thickness. This variation occurs in accordance with expansion in its area. The layer is not permanently bonded to the support cylinder. A unit (8) is included to cause variation in the area-expansion of the layer. The layer is made of a constant volume material. It is a rubbery-elastic material. It is a belt wrapped around both the support roller (5) and a tensioning roller (7), the latter varying its length. The tensioning roller has an actuator displacing it. The belt strand (9) approaching the nip, is longer than that (10) leaving it. The approach strand (9) forms the resting surface for an approaching web of material (2). The actuator (8) is connected to a controller (11) which operates it in accordance with the diameter of the roll of paper (3), which rests against the support roller (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze, insbesondere Rollenwickler-Walze, mit einem Tragkörper, der zumindest in einem Nipbereich mit einer elastischen Schicht bedeckt ist.The invention relates to a roller, in particular roll winder roller, with a support body that at least is covered with an elastic layer in a nip area.

Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit dem Aufwickeln einer Papierbahn zu einer Wickelrolle beschrieben. Die vorgeschlagene Lösung ist aber prinzipiell bei allen Walzen anwendbar, bei denen man Änderungen der Härte in der Oberflächenschicht herbeiführen möchte.The invention is in the following Connection with winding a paper web into a winding roll described. The proposed solution is, however, in principle applicable to all rollers where changes in hardness in the surface layer cause would like to.

Papierbahnen werden quasi endlos und in relativ großen Breiten bis zu 10 m produziert. Um später für einen Verwender handhabbar zu sein, müssen sie auf die passende Breite geschnitten werden. Die dabei entstehenden Teilbahnen werden zu Wickelrollen aufgewickelt. Beide Vorgänge werden üblicherweise zusammengefaßt in einem Rollenschneider durchgeführt. Dabei entstehen Wickelrollen mit einer Breite im Bereich von 0,2 bis 5 m. Der Durchmesser der fertigen Wickelrollen liegt im Bereich von 0, 5 bis 2, 5 m.Paper webs become almost endless and in relatively large Widths up to 10 m are produced. To be handled later by a user have to be they are cut to the appropriate width. The resulting Partial webs are wound up into winding rolls. Both processes are common summarized performed in a slitter. This creates winding rolls with a width in the range of 0.2 to 5 m. The diameter of the finished winding rolls is in the range of 0.5 to 2.5 m.

Beim Wickeln von Wickelrollen möchte man einen vorbestimmten Wickelhärteverlauf erreichen. Die Wickelhärte sollte von innen nach außen abnehmen oder allenfalls konstant bleiben. Wenn die Wickelhärte einen anderen Verlauf hat, kann es zu Hülsenläufern kommen. Die Papierbahn kann Falten werfen oder sogar platzen.When winding winding rolls you want one predetermined winding hardness curve to reach. The winding hardness should be inside out decrease or at most remain constant. If the winding hardness one has a different course, sleeve runners can occur. The paper web can wrinkle or even burst.

Die Wickelrolle muß beim Wickeln abgestützt werden. Eine Möglichkeit hierzu ist es, die Wickelrolle an einer Walze anliegen zu lassen. Hierbei übernimmt die Walze zumindest einen Teil des Gewichts der Wickelrolle. Die Druckspannungen im Nip zwischen der Wickelrolle und der Walze sind ein Faktor, der Einfluß auf die Wickelhärte nimmt.The winding roll must be when winding supported become. A possibility to do this, let the winding roll rest against a roller. This takes over the roller at least part of the weight of the winding roll. The There are compressive stresses in the nip between the winding roller and the roller a factor that affects the winding hardness takes.

Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle wächst entsprechend auch das Gewicht der Wickelrolle an. Dementsprechend erhöht sich auch die Streckenlast im Berührungsnip zwischen der Wickelrolle und der Walze. Dies würde ohne zusätzliche Maßnahmen dazu führen, daß die Wickelhärte von innen nach außen ansteigt, was unerwünscht ist.With increasing diameter of the winding roll grows accordingly also the weight of the winding roll. Accordingly elevated the line load in the contact nip between the winding roll and the roller. This would without additional measures cause that the winding hardness from the inside to the outside increases, which is undesirable is.

Man verwendet daher Walzen mit einer relativ weichen Oberfläche, so daß sich der Bereich vergrößert, in dem die Wickelrolle an der Walze anliegt. Damit sinken die Druckspannungen. Diese Vorgehensweise ist zwar gut ge eignet, um die Druckspannungen nicht zu groß werden zu lassen. Sie hat aber den Nachteil, daß das Anwickeln der Wickelrolle erschwert wird. Beim Anwickeln möchte man nämlich eine möglichst große Wickelhärte erzeugen können, wozu große Druckspannungen günstig sind.Rollers with one are therefore used relatively soft surface, so that the area enlarged in which the winding roller lies against the roller. This reduces the compressive stress. This procedure is well suited to the compressive stresses don't get too big allow. But it has the disadvantage that the winding of the winding roll is difficult. Want to start up namely one preferably size winding hardness can produce what size Compression stresses cheap are.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise den Einfluß des Eigengewichts einer an der Walze anliegenden Rolle auf die Wickelhärte zu vermindern.The invention is based on the object simple way the influence of Reduce the weight of a roll against the roll to the winding hardness.

Diese Aufgabe wird bei einer Walze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die elastische Schicht aus einem Material gebildet ist, dessen Härte in Dickenrichtung sich bei einer Änderung seiner Flächenausdehnung ändert, die Schicht nicht fest mit dem Tragkörper verbunden ist und eine auf die Schicht wirkende Flächenausdehnungs-Änderungseinrichtung vorgesehen ist.This task is done with a roller of the type mentioned in that the elastic layer a material is formed, the hardness of which varies in the thickness direction in the event of a change changes its surface area, the Layer not firmly with the supporting body is connected and a surface expansion changing device acting on the layer is provided.

Man verwendet also ein Material, das härter wird, wenn man es in die Länge oder in die Breite zieht, und weicher, wenn man es entspannen läßt. Eine Änderung der Flächenausdehnung läßt sich leicht bewirken, weil die Schicht nicht fest mit dem Tragkörper verbunden ist. Es ist hierbei zwar möglich, die Schicht partiell am Tragkörper zu fixieren. Die Schicht muß aber die Möglichkeit haben, ihre Flächenausdehnung relativ zum Tragkörper zu ändern, so daß man ihre Härte ändern kann.So you use a material that gets harder, if you lengthen it or pulls out, and softer if you let it relax. A change the surface area is easy cause because the layer is not firmly connected to the support body is. It is possible here the layer partially on the supporting body to fix. But the shift must the possibility have their surface area relative to the supporting body to change so that he can change their hardness.

Vorzugsweise ist die Schicht aus einem volumenkonstanten Material gebildet. Ein volumenkonstantes Material behält sein Volumen bei, wenn die Flächenausdehnung geändert wird. Wenn man das Material durch Aufbringen einer Zugkraft verlängert, dann ändert es seine Dicke und wird dünner. Es ist leicht vorstellbar, daß ein dünneres Material, das auf dem Tragkörper aufliegt, eine härtere Schicht bildet als das gleiche Material, das eine dickere Schicht bildet. Durch die einfache Veränderung der Flächenausdehnung läßt sich also die Härte der Schicht variabel gestalten.The layer is preferably made of a constant volume material. A constant volume Retains material its volume when the areal extent changed becomes. If you lengthen the material by applying tensile force, it changes its thickness and gets thinner. It is easy to imagine that a thinner Material on the supporting body rests a harder Layer forms as the same material that a thicker layer forms. Through the simple change the surface area let yourself so the hardness make the layer variable.

Vorzugsweise ist die Schicht aus einem gummielastischen Material gebildet. Ein gummielastisches Material ist beispielsweise unter der Bezeichnung "Jagflex" auf dem Markt verfügbar. Es hat die notwendigen Rückstelleigenschaften, d.h. wenn man eine Zugspannung, die man zur Vergrößerung der Länge oder der Breite verwendet, kleiner werden läßt, dann vermindert sich auch die Länge oder Breite und die Dicke steigt an. Mit anderen Worten wird die Härte geringer.The layer is preferably made of a rubber-elastic material. A rubber-elastic material is available on the market, for example, under the name "Jagflex". It has the necessary Recovery properties, i.e. if you have a tension that you can increase the length or the width used, can be reduced, then also decreases the length or width and the thickness increases. In other words, the hardness becomes less.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Schicht als Band ausgebildet ist, das den Tragkörper und eine Spannrolle umschlingt, wobei die Länge des Bandes mit Hilfe der Spannrolle veränderbar ist. Dies ist eine besonders einfache Maßnahme, um die Flächenausdehnung des Materials zu ändern. Geändert wird hierbei die Längenausdehnung. Wenn man einen erhöhten Zug auf das Band ausübt, indem man die Spannrolle vom Tragkörper weg verlagert, dann vermindert sich die Dicke des Bandes und die Schicht wird härter.In a preferred embodiment it is envisaged that the Layer is formed as a band, which wraps around the support body and a tension roller, wherein the length the belt can be changed with the help of the tension pulley. this is a particularly simple measure, around the surface area to change the material. Changed is the linear expansion. If you have an elevated Pulls on the tape by moving the tensioning roller away from the supporting body, then reducing it the thickness of the tape and the layer becomes harder.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Spannrolle einen Verlagerungsantrieb aufweist. Durch den Verlagerungsantrieb hat man ein einfaches Mittel an der Hand, um die Härte der Schicht einzustellen.It is preferred that the tension pulley has a displacement drive. Through the relocation drive one has a simple tool at hand to measure the hardness of the Adjust layer.

Vorzugsweise weist das Band zwischen der Spannrolle und dem Tragkörper ein zulaufendes und ein ablaufendes Trum jeweils bis zum Nipbereich auf, wobei das zulaufende Trum länger als das ablaufende Trum ist. Damit liegt das Band im gespannten Zustand über einen längeren Bereich auf dem Tragkörper auf. Die Spannung wird also vor dem Nipbereich sozusagen eingefroren. Damit wird auch die Härte eingefroren. Die Steuerung der Härte der Schicht ist einfacher.Preferably, the band between the tensioning roller and the supporting body has a tapering and a tapping strand each up to the nip area, the tapering strand being longer than the tapering strand. The tape thus lies on the support body over a longer area in the tensioned state. So the tension is in front of the nip area frozen so to speak. This also freezes the hardness. Controlling the hardness of the layer is easier.

Vorzugsweise bildet das zulaufende Trum eine Auflagefläche für eine zulaufende Materialbahn. Die Materialbahn liegt dann auf dem Band auf, d.h. man kann die Spannrolle zusätzlich als Umlenkwalze für die Materialbahn verwenden.Preferably, the tapered Run a support surface for one incoming material web. The material web then lies on the belt on, i.e. you can also use the tensioning roller as a deflection roller for the material web use.

Vorzugsweise ist der Verlagerungsantrieb mit einer Steuereinrichtung verbunden, die den Verlagerungsantrieb in Abhängigkeit vom Durchmesser einer Rolle betätigt, die auf der Walze aufliegt. Man berücksichtigt dabei die Tatsache, daß das Eigengewicht der Rolle mit zunehmendem Durchmesser ansteigt und man Maßnahmen treffen muß, um den Einfluß dieses ansteigenden Rollengewichts auf die Wickelhärte klein zu halten. Man kann nun auf einfache Weise durch eine entsprechende Ansteuerung des Verlagerungsantriebs dafür sorgen, daß die Spannrolle bei zunehmendem Durchmesser der Rolle wieder näher an den Tragkörper bewegt wird. Damit wird die Flächenausdehnung verringert und die Dicke vergrößert. Das Band wird weicher und die Druckspannungen im Auflagenip sinken.The displacement drive is preferably included a control device connected to the displacement drive in dependence actuated by the diameter of a roller, that rests on the roller. One takes into account the fact that this The weight of the roll increases with increasing diameter and one measures must meet to the influence of this increasing the roll weight to keep the winding hardness small. One can now in a simple way by appropriate control of the displacement drive ensure, that the As the diameter of the pulley increases, the tension pulley gets closer to the supporting body is moved. This will expand the area decreased and the thickness increased. The The tape becomes softer and the compressive stresses in the support lip decrease.

Die Erfindung betrifft auch eine Wickelvorrichtung mit einer Walze der geschilderten Art.The invention also relates to a Winding device with a roller of the type described.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:The invention is illustrated below of a preferred embodiment described in more detail in connection with the drawing. Show here:

1 eine Walze mit aufliegender Rolle mit großem Durchmesser und 1 a roller with a large diameter roller and

2 die Walze mit aufliegender Rolle mit kleinem Durchmesser. 2 the roller with an overlying roller with a small diameter.

1 zeigt eine Walze 1, die als Stütz- oder Tragwalze beim Aufwickeln einer Materialbahn 2 zu einer Wickelrolle 3 verwendet wird. Die Wickelrolle 3 wird im folgenden auch kurz als "Rolle" bezeichnet. 1 shows a roller 1 that as a support or support roller when winding a web of material 2 to a winding roll 3 is used. The winding roll 3 is also briefly referred to below as "role".

Die Rolle 3 liegt unter der Wirkung ihres Eigengewichts auf der Walze 1 auf und bildet einen Auflagenip 4. In dem Auflagenip 4 wirkt dabei eine vom Gewicht der Rolle 3 abhängige Streckenlast. Diese Streckenlast führt wiederum zu Druckspannungen, die abhängig sind von der Erstreckung des Auflagenips 4 in Umfangsrichtung. Die Druckspannungen sind kleiner, wenn diese Erstreckung in Umfangsrichtung der Rolle 3 größer ist. Hierzu ist es erforderlich, daß die Walze 1 eine relativ weiche Oberfläche aufweist. Wenn man hingegen höhere Druckspannungen wünscht, dann müßte die Oberfläche der Walze 1 härter sein, so daß die Länge des Auflagenips 4 in Umfangsrichtung verkleinert wird.The role 3 is under the effect of its own weight on the roller 1 and forms a support ip 4 , In the edition ip 4 acts one of the weight of the role 3 dependent line load. This line load in turn leads to compressive stresses which are dependent on the extension of the support element 4 in the circumferential direction. The compressive stresses are smaller when this extension extends in the circumferential direction of the roller 3 is bigger. This requires that the roller 1 has a relatively soft surface. If, on the other hand, you want higher compressive stresses, then the surface of the roller would have to 1 be harder so that the length of the support lip 4 is reduced in the circumferential direction.

Um dies zu realisieren, weist die Walze 1 einen Tragkörper 5 auf, beispielsweise einen zylinderförmigen Walzenkörper, der drehbar gelagert ist. Der Tragkörper 5 ist zumindest teilweise umschlungen von einem Band 6 aus einem gummielastischen Material, beispielsweise einem "Jagflex"-Riemen oder -Tuch. Bei diesem Material handelt es sich um ein gummielastisches Material, das weitgehend volumenkonstant ist. Das Band 6 ist darüber hinaus um eine Spannrolle 7 geführt, die einen Verlagerungsantrieb 8 aufweist. Wie aus einem Vergleich der 1 und 2 hervorgeht, ist der Verlagerungsantrieb 8 in der Lage, den Abstand zwischen dem Tragkörper 5 und der Spannrolle 7 zu vergrößern oder zu verkleinern. Damit wird die Längenausdehnung des Bandes 6 geändert. Wenn die Länge größer wird, nimmt die Dicke des Bandes 6 ab. Das Band wird härter. Wenn umgekehrt die Länge des Bandes 6 abnimmt, wird das Band 6 weicher.To realize this, the roller points 1 a supporting body 5 on, for example a cylindrical roller body which is rotatably mounted. The supporting body 5 is at least partially wrapped in a ribbon 6 made of a rubber-elastic material, for example a "Jagflex" strap or cloth. This material is a rubber-elastic material that is largely constant in volume. The ribbon 6 is also about a tension pulley 7 which led a relocation drive 8th having. As from a comparison of the 1 and 2 emerges is the relocation drive 8th able to set the distance between the supporting body 5 and the tension pulley 7 enlarge or reduce. So that the linear expansion of the tape 6 changed. As the length increases, the thickness of the tape increases 6 from. The tape is getting harder. If the reverse is the length of the tape 6 decreases, the tape 6 softer.

Die Spannrolle 7 ist relativ zu einer Ebene, die durch die Rotationsachsen der Rolle 3 und des Tragkörpers 5 verläuft, seitlich versetzt. Dadurch erhält das Band ein dem Auflagenip zulaufendes Trum 9 und ein ablaufendes Trum 10, wobei das zulaufende Trum 9, auf dem auch die Materialbahn 2 bis zum Auflagenip 4 aufliegt, länger ist als das ablaufende Trum 10. Das Band liegt also im gespannten Zustand länger vor als hinter dem Auflagenip 4 auf dem Umfang des Tragkörpers 5 auf.The tension pulley 7 is relative to a plane through the axis of rotation of the roll 3 and the supporting body 5 runs, laterally offset. This gives the tape a run that runs towards the support lip 9 and a running run 10 , with the incoming run 9 , on which the material web 2 until the edition ip 4 is longer than the running run 10 , The tape is therefore longer in the tensioned state than behind the support pin 4 on the circumference of the supporting body 5 on.

Eine Durchmessermeßeinrichtung 11 ist mit dem Verlagerungsantrieb 8 gekoppelt. Die Durchmessermeßeinrichtung 11 ermittelt fortlaufend den Durchmesser der Rolle 3. Mit zunehmendem Durchmesser nimmt das Eigengewicht der Rolle 3 zu, so daß die Streckenlast im Auflagenip 4 steigt. Um eine entsprechende Zunahme der Druckspannung zu kompensieren, wird die Spannrolle 7 stärker an den Tragkörper 5 angenähert, so daß das Band 6 im Auflagenip 4 weicher wird.A diameter measuring device 11 is with the displacement drive 8th coupled. The diameter measuring device 11 continuously determines the diameter of the roll 3 , The weight of the roll increases with increasing diameter 3 too, so that the line load in the support ip 4 increases. In order to compensate for a corresponding increase in the compressive stress, the tension pulley 7 closer to the supporting body 5 approximated so that the tape 6 in the edition ip 4 becomes softer.

Wenn hingegen eine hohe Druckspannung gewünscht ist, wie beispielsweise zu Beginn eines Wickelvorgangs, dann wird, wie in 2 dargestellt, die Spannrolle 7 vom Tragkörper 5 weg bewegt. Die Länge des Bandes 6 wird vergrößert. Damit steigt seine Härte.If, on the other hand, a high compressive stress is desired, such as at the start of a winding process, then, as in 2 shown the tension pulley 7 from the supporting body 5 moved away. The length of the tape 6 is enlarged. This increases its hardness.

Claims

Roller, in particular roll winder roller, with a support body which is covered at least in a nip area with an elastic layer, characterized in that the elastic layer ( 6 ) is formed from a material, the hardness of which changes in the thickness direction when its surface area changes, the layer ( 6 ) not firmly with the supporting body ( 5 ) is connected and a surface expansion changing device acting on the layer ( 8th ) is provided.

Roll according to claim 1, characterized in that the layer ( 6 ) is formed from a constant volume material.

Roll according to claim 1 or 2, characterized in that the layer ( 6 ) is formed from a rubber-elastic material.

Roll according to one of claims 1 to 3, there characterized in that the layer ( 6 ) is designed as a tape that the support body ( 5 ) and an idler pulley ( 7 ) wraps around, the length of the band using the tension roller ( 7 ) is changeable.

Roller according to claim 4, characterized in that the tensioning roller ( 7 ) a displacement drive ( 8th ) having.

Roller according to claim 4 or 5, characterized in that the band between the tensioning roller ( 7 ) and the supporting body ( 5 ) an incoming and an outgoing run ( 9 . 10 ) up to the nip area ( 4 ), with the incoming run ( 9 ) longer than the running run ( 10 ) is.

Roller according to one of claims 4 to 6, characterized in that the tapered run ( 9 ) a support surface for an incoming material web ( 2 ) forms.

Roller according to one of claims 5 to 7, characterized in that the displacement drive ( 8th ) with a control device ( 11 ) connected to the displacement drive ( 8th ) depending on the diameter of a roll ( 3 ) operated on the roller ( 1 ) rests.

Winding device with a roller ( 1 ) according to one of claims 1 to 8.