DE2220025A1 - Band-Spreizvorrichtung - Google Patents

Description

Beloit Corporation

Belogt, Wisconsin, U.S.A. . '

Beloit 44

Band-Spreizvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Band-Spreizvorrichtung zum fächerartigen Auseinanderspreizen gespaltener Bänder vor dem Aufwickeln, bestehend aus einer der Aufwickelvorrichtung vorgeordneten, mit einer Einrichtung zum einstellbaren Biegen versehenen, undrehbaren Walze.

Bei der kontinuierlichen Herstellung von Bahnen, beispielsweise Papierbahnen, werden üblicherweise schwere Maschinen benutzt, die Bahnen von derartiger Breite herstellen, die kaum unmittelbar verwendet werden können. Eb ist beispielsweise in der Papierindustrie nicht unüblich, Papierrollen mit einer Breite von ca. 9 m und einem Durchmesser von ca. j5m herzustellen, die normalerweise nioht unmittelbar der Verwendung zugeführt werden können. In Zeitungsdruckereien beispielsweise haben die in die Druckmaschinen eingesetzten Papierrollen sowohl eine geringere Breite als auch einen geringeren Durchmesser.

Wenn im Folgenden auf Papierbahnen Bezug genommen wird, so ist hierin keine Beschränkung zu sehen, obwohl die Erfindung vorzugsweise die Behandlung von Papierbahnen betrifft. Die Erfindung ist aber auf jedes Bahnmaterial anwendbar, insbesondere auf solche Bahnen, die normalerweise kontinuierlich in schweren und leichten Rollen hergestellt werden.

Um die Abmessungen von Fapierrol.lon zu verringern, wird die von einer schweren Rolle ablaufende Bahn üblicherweise nach eincrc

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Aufspalten auf eine Mehrzahl von axial fluchtenden Dornen geeigneter Länge wieder aufgewickelt, sodaß eine Mehrzahl . von Bändrollen geeigneter Breite hergestellt werden. Die Bandbreite entspricht der Länge der einzelnen Dorne, auf denen das betreffende Band aufgewickelt wird. Dabei kann es nicht hingenommen werden, daß die Bänder sich in der Aufwickelvorrichtung mit ihren Rändern überlappen, weshalb die aufgespaltenen Bänder mittels einer Band-Spreizvorrichtung fächerartig auseinandergesprei/tjzjl werden.

Eine übliche Band-Spreizvorrichtung kann entweder aus einer Walze mit einer einstellbar biegsamen Welle und einer um die ' Welle rotierenden zylindrischen Aussenflache bestehen, oder es handelt sich um einen sogenannten D-Stab.

Eine weitverbreitete Spreizwalze hat eine äussere zylindrische Oberfläche mit Gummi-Leinwand, die sich über die gesamte Länge der biegbaren Welle erstreckt. Die Spreizwalze ist zuweilen fest und zuweilen auf einen gleichmässigen Krümmungsradius einstellbar, der in der Papierindurstrie normalerweise zwischen 1^0 m und 1000 m liegt. Von dem eingestellten Krümmungsradius der Spreizwalze hängt es ab, in welchem Maße die aufgespaltenen Bänder fächerartig auseinandergespreizt werden.

Der sogenannte D-Stab hat einen D-förmigen Querschnitt und besitzt alle 8 bis 30 cm quer durch die Maschine individuelle Einstellmöglichkeiten. Dieser biegsame Stab wird in der Weise zum Auseinanderspreizen einer Mehrzahl von Bändern eingestellt, daß mit einer optimalen Einstellung eine gleichmässige Krümmung des Stabes erhalten wird. Obwohl derartige Vorrichtungen weit verbreitet sind, sind sie in mancherlei Hinsicht als unbefriedigend anzusehen.

Das über die Spreizvorrichtung laufende Papier hat eine relativ geringe Masse. Andererseits besitzt die Spreizwalze mit ihrer äusseren Oberfläche eine relativ hohe Masse. Wenn eine Bahn über die Spreizwalze läuft, entsteht häufig ein Luftfilm zwischen der Bahn und der Walzen-Oberfläche, wodurch ein Zugverlust entstehen kann, der zu einem Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Bahn und der Spreizwalze führt. Wo aber ein solcher Qesohwindigkeitsunterßchied auftritt, kann sich die wirksame

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Haftung der Bahn auf der Spreizvorrichtung ändern, wodurch das Auseinanderspreizen der unterteilten Bänder gestört wird und die unerwünschten Überlappungen beim Wieder-Aufwiekeln der Bänder begünstigt werden. Aus diesem Grunde werden massive drehbare Spreizwalzen, die - wie erwähnt - mit Gummi-Leinwand bezogen sind, üblicherweise zwangläufig mit Bahngeschwindigkeit angetrieben, wozu es einer relativ komplizierten Einrichtung bedarf.

Wie gesagt wird eine Papierwalze großen Durchmessers normalerweise in Form von verschiedenen Rollen kleineren Durchmessers zum Einsatz gebracht. Dies bedingt ein diskontinuierliches Aufwickeln, da mit dem Fertigwickeln einer, jeden kleineren Rolle die Maschine gebremst und. angehalten werden muss, die fertig gewickelte Rolle ausgebaut, ein neuer Satz von leeren Dornen in die Wickelvorrichtung eingesetzt und der Vorgang des VJieder-Aufwickelns erneut begonnen werden muss. Jedesmal wenn die Papierbahn in ihrer Geschwindigkeit verzögert oder angehalten werden muss, muss auch die schwere zylindrische äussere Oberfläche der Spreizwalze angehalten werden, wenn man verhindern will, daß die Papierbahn durch den Geschwindigkeitsunterschied ihren Kontakt mit der Spreizvorrichtung verliert und die unerwünschten Überlappungen auftreten. Andererseits hat der sogenannte D-Stab eine Mehrzahl von über die Stablänge verteilten Einstellrnögliclikeiten hinsichtlich seiner Durchbiegung. Da ein optimales Auseinanderspreizen der gespaltenen Bänder an eine gleiehmässige Stabkrümmung gebunden ist und der Bedienungsmann diese gleichmässige Krümmung nicht mit Sicherheit einzustellen vermag, sind auch hier die unerwünschten Überlappungen der Bänder beim.Wieder-Aufwickeln zu befürchten.·

Die Erfindung geht von einer konventionellen Band-Spreizvorrichtung mit undrehbarer, einer einstellbaren Biegung unter-· worfenen Spreizwalze aus, um die erwähnten kostspieligen Einrichtungen zum Erhalten eines Gleichlaufes zwischen der Walzenoberfläche und der Bahn zu vermeiden. Es ist die Aufgabe gestellt, trotz der sich bei Gesehwindiglceitsänderungen der Bahn einstellenden Andfcjrungon' in den Haftungrr/erh'dltnissen zwischen der Bahn uvjo dor Vprei!zwalze sicliervaistellen, duB die aufgespaltenen Bänder*

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frei von Überlappungen auf den einzelnen Kernen der Aufwickelvorrichtung aufgewickelt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Oberfläche der Walze in eine Mehrzahl von zylindrischen Ringen gleichen Durchmessers aufgeteilt ist, die undrehbar auf einer mit einer Biegeeinrichtung versehenen Tragwelle befestigt sind, wobei die Abstände, zwischen den eine kontinuierliche und undrehbare zylindrische Oberfläche bildenden Ringen so groß gewählt sind, wie es die Krümmung der Tragwelle erfordert. Durch die Aufteilung der bisher ununterbrochenen zylindrischen Oberfläche der Spreizeinrichtung in voneinander getrennte Ringe erhält jedes Band einen deutlicheren Richtungimpuls im Sinne des erwünschten Auseinanderfächerns als es bei einer konventionellen Spreizwalze mit möglichst gleichmässiger Krümmung möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß vom Inneren der Tragwelle her und durch Öffnungen in den undrehbaren zylindrischen Ringen ein Luftstrom einstellbar ist, der zwischen den Ring-Oberflächen und den jeweilig gegenüberliegenden bewegten Bändern einen Luftfilm erzeugt, über diesen künstlich erzeugten und regelbaren Luftfilm können die Haftungsverhältnisse zwischen den Bändern und den' Ringflächeri auch während des Auf- und Niederregeins der Bahngeschwindigkeit gleichmässig gehalten v/erden, sodaß auch die Spreizwirkung keine Änderung erfährt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen

Fig.l eine schaubildliche Darstellung'einer Umwiekelvorrichtung mit einer Band-Spreizvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen teilweisen Längsschnitt durch die Band-Spreizvorrichtung, und
Fig.J eine Einzelheit von Fig.2. in vergrößertem Maßstab,

Man erkennt in Figd eine Papierrolle 1 großen Durchmessers und großer Breite, deren ablaufende Bahn durch Spaltmesser 2 in elno Mehrzahl von Bändern geringerer Breite aufgeteilt wird. Im Aus-

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•.:fUtn*Jitigsbeispiel wird die Bahn so aufgespalten, daß vier Rollen k1filKierer>· aber gleicher Breite erhalten werden. Hierzu werden *r3{fi BHndrVi- R .auf eine Mehrzahl von Kernen 3 umgewickelt, die in axialer Ausrichtung in den Spalt zwischen zwei angetriebenen UmvJiekelroll en 4 und 5 eingesetzt werden. Der Einfachheit halber i-rt- r^r- fin Kern 3 dargestellt. Auf diese Weise wird der Kern 3 '•δι einer iiolle 6 umwickelt, deren Breite der Länge des jeweiligen Kexris entspricht. Die Breite ergibt sieh aus der Stellung der ■Spaltmesser 2, die änderbar ist.

In einer Vorrichtung dieser Art dürfen sich die Bänder 8 beim Wiederaufwickeln zu benachbarten Rollen 6 an den Rändern nicht überlappen. Aus diesem Grunde wird die gespaltene· Bahn über eine Spreizvorrichtung 7 geführt, um die Einzelbänder.8 fächerartig . vor dem V/iederaufwickeln auseinanderzuspreizen.

Die Spreizvorrichtung 7 gemäß der Erfindung ist in Fig.2 und 3 näher dargestellt'. Tragendes Element der Spreizvorrichtung ist' eine Tragwelle 11, die in irgendeiner bekannten Weise einer gleichmässigen Durchbiegung, wie in Flg.l angedeutet, unterworfen werden kann. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 besteht die Biegeeinrichtung darin, daß die undrehbare Tragwelle 11 durch einen Schlitz 12, der sich von dem Ende 13 der Welle bis zu einem Punkt 14 erstreckt, in zwei Teile II¹ und,ll" aufgeteilt wird. Das Ende 1.4 des Schlitzes 12 liegt im Bereich eines massiven ■ Endes 11 ^flf der Tragwelle 11. Am Ende 13 der Tragwelle 11 ist in einer Bohrung 17 ein Bolzen 16 eingesetzt, durch den die Tragwelle 11 in Richtung des Pfeiles 15 ausgebogen werden kann. Die Bohrung 17 ist konzentrisch zur Trägwelle 11 und endet mit einer Grundfläche 18, gegen die der Bolzen 16 anliegt. An dem der Grundfläche 18 zugeordneten Ende hat der Bolzen 16 eine Ausfräsung derart, daß seine Stirnfläche nur an der dem Tragwellenteil ll" zugeordneten Teil der Grundläche l8 anliegt.

Das massive Ende 11 ^llf der Tragwelle 11 ist an einer Hülse 19 verschweißt oder anderweitig befestigt, die ihrerseits in einem Lager 20 festgelegt ist. Das Lager 20 besteht in bekannter Weise aus'einem Lagerring 21, der aufgrund einer balligen Umfangsflache beweglich innerhalb eines feststehenden Lagerringes 22 angeordnet

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ist, der letztenendes das Ende II¹¹¹ der Tragwelle unterstützt. * Ein ähnliches Lager 2;5 mit den Teilen 24 und 25 trägt das andere Ende der Tragwelle 11. ·

über einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben 26 kann der Bolzen 16 mit seiner stehengebliebenen Stirnfläche gegen die Grundfläche l8 der Bohrung 17 gedrückt werden. Hierzu wird das hydraulische Druckmittel in ni'cht näher dargestellter Weise zwischen den Kolben 26 und ein Gehäuse 27 eingeleitet, das den Zylinder für den Kolben 26 darstellt.. Unter dem hydraulischen Druck wird der Bolzen l6 nach links verstellt, wodurch eine Kraft auf-die Grundfläche 18, soweit sie dem Teil ll" der Tragwelle 11 zugeordnet

*ird/
_ )t. /Durch diesen aussermittigen Kraftangriff wird, die

Tragwelle 11 in'Richtung des Pfeiles 15 ausgebogen. Der Bolzen 16 ist im Übrigen in der Bohrung 17 undrehbar festgelegt.

Die Tragwelle 11 wird in bekannter Weise montiert, wobei die sphärischen Lager 20 und 23 das gesteuerte Durchbiegen der Tragwelle 11 nicht behindern; andererseits aber eine Veränderung der Drehlage der Tragwelle erlauben, um die Winkellage der Ausbiegung relativ zur ungebogenen Wellenachse verändern zu können (nicht dargestellt).

Gemäß der Erfindung ist die mit Biogesteuerung versehene Spreizvorrichtung mit einer Mehrzahl von nicht drehbaren Segmenten 28 versehen, die mit einer zylindrischen äussercn Oberfläche versehen und in einer axialen Ausrichtung entlang der Welle 11 angeordnet sind. Jede äussere Zylinderfläche 29 eines jeden Segmentes 28 ist gegenüber der Tragwelle 11 undrehbar festgelegt, wie aus der vergrößerten Darstellung von Pig.3 hervorgeht, die nähere Einzelheiten über den Aufbau und die Befestigung der Segmente 28 erkennen lässt.

Nach Fig.3 besteht jedes Segment 28 aus einem Ring 30 mit einer zylindrischen Bohrung 31 für den Durchgang der Tragvrelle 11 und einer äusseren Oberfläche 29· Über Setzschrauben 32 oder ähnliche Mittel 1st jedes Segment 28 gegenüber der Tragwelle 11 undrehbar festgelegt. Die Innenbohrung 31 hat vorzugsweise einen engen SIt? gegenüber der Umfangsflache der Welle 11.

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Zwischen den Planschen 33 und y\ sind eine Mehrzahl von Ringsegmenten. 28 auf der Tragwelle 11 angeordnet. Die Ringe haben einen derartigen Abstand voneinander, daß sie das Ausbiegen der Tragwelle 11 bezw. der gesamten Walze nicht behindern. Die Aussenflachen 29 der Ringsegmente sind zweckmässig glatt ausgeführt, um die Ausbildung eines Luftfilms zwischen den Oberflächen und den Bändern 8 zu fördern. Wenn es auch zu empfehlen ist., die Ringe aus gehärtetem Stahl herzustellen, so kann doch auch jedes andere Metall verwandt werden.

Die Spreizvorrichtung kann auch dafür hergerichtet sein. Luft zwischen die Bahnen 8 und die äus-seren Oberflächen 29 der Ringsegmente 28 zu führen. Wie aus Fig.3 hervorgeht, kann Druckluft beispielsweise über eine exzentrische Leitungsbohrung J>6 innerhalb der Tragwelle 11 in einen Speicherraum 35 eingeleitet werden, von dem aus die Luft über eine Leitung 38 in jedem Ringsegment 28 einer Mehrzahl von Öffnungen 37 in der ausseren Oberfläche 29 zugefüht werden. Die Öffnungen 37 sind selbstverständlich auf demjenigen Umfangsteil der ausseren Zylinderfläche der Spreizvorrichtung angeordnet, über den die bewegte Bahn läuft. Da der Umfangsbereich, der von der laufenden Bahn berührt wird, ■ von der Bahnbreite, dem Umschlingungswinkel der Bahn oder von anderen Umständen abhängig ist, ist die Spreizvorrichtung; zweckmässigerweise mit Ventilen und Leitungen oder dergl. ausgestattet, durch, die das Maß der von der Druckluft beaufschlagten Oberfläche geändert"werden kann.

Die Band-Spreizvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst demgemäß eine undrehbare Walze mit einer Mehrzahl von Ringen gleicheiraDurchmessers, die eine zylindrische äussere Oberfläche aufweisen. Die ausseren Oberflächen stehen in axialer Ausrichtung und über die Länge der Tragwelle in einem Abstand voneinander, der genügt, eine Durchbiegung der Tragwelle zu erlauben und eine allgemein . kontinuierliche glatte zylindrische Walzen-Oberfläche zu bilden.

Die Abmessungen eines jeden Segmentes 28 können in weiten Grenzen veränderlich gewählt werden. Der Durchmesser hängt weitgehend von den Betriebsbedingungen ab und entspricht im wesentlichen dem Durchmesser konventioneller ßpreizwalzen. Die Breite eines jeden Ringsegmentes, kann ebenso entsprechend der gewünschton Wirkungs- _Λ

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weise verändert werden. In den meisten Fällen wird die Breite

der Segmente zwischen 2,5 und JO cm liegen. Sie wird logischer- · weise so eng wie möglich gewählt, um. einer kontinuierlichen gebogenen Zylinderfläche möglichst nahezukommen. Um eine wirksame undrehbare Spreizwalzen-Oberfläche zu erhalten, werden mindestens drei oder vier/unter jedem Einzelband 8 vorhanden sein. Somit, wird die Breite der- Segmente nicht mehr als· l/j5 oder l/h der Breite des Bandes ausmachen, das darüberläuft. Eine praktikable untere Grenze für die Segmentbreite ist etwa 2,5 oder , _oc- _nm

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Die Abstände zwisehen den Ringsegmenten 28 sollten genügend eng sein, um eine möglichst kontinuierliche wirksame Spreizwalzen-Oberfläche zu erhalten. Andererseits dürfen die Segmente nicht so eng stehen, daß sie das Alfobiegen der Tragwelle 11 innerhalb eines vorgegebenen Betrages behindern. Die Abstände hängen von dem Durchmesser und der Breite der Ringsegmente, wie auch von deren Elastizität ab und sind leicht zu berechnen. Die äusseren Bereiche der Ringe - radial gesehen - stehen zweckmässig auf größerem Abstand voneinander als die inneren Bereiche, die ganz eng beieinander stehen können, insbesondere wenn die Ringe aus einem nachgiebigen Material hergestellt sind.

Anstelle der in der Zeichnung dargestellten biegsamen Welle 11 können auch andere Tragwellen benutzt werden* wie sie bei spiels- , weise in den US-PS j5.463.377i 2.689-392; 2.898.662 und3.500.52^ offenbart sind.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Spreizvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst eine VielIe mit einstellbarer Biegung, auf der eine nicht drehbare zylindrische äussere Oberfläche montiert ist. Wenn die Bahn über die gebogene Spreizvorrichtung läuft, entwickelt sich ein Luftfilm, wie schon erläutert wurde. Durch die Erfindung jedoch wird die Gleitfläche gewissermaßen durch die Luft geschmiert und kann durch die Einführung von gesteuerter Druckluft weiterhin erhöht oder angehoben werden.· Eine Änderung der relativen Geschwindigkeit zwischen der Bahn und der Walzenoberfläche tritt in keinem Falle mehr auf.

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Auf diese Weise wird ein beständiger Kontakt zwischen dem Band und der zylindrischen Oberfläche aufrechterhalten, wodurch die Einzelbänder 8 fächerartig auseinandergespreizt werden, zwischen denen sieh Zwischenräume 9 bilden (Pig.l)* Die Zwischenräume 9 bestimmen Ihrerseits die Zwischenräume 10 zwischen den benachbarten Rollen 6₃ die auf den· Umwickelrollen 4 und 5 gebildet: werden. Nicht dargestellt sind Mittel zum Antreiben der verschiedenen Rollen und zum Halten der Kerne j3 und der Rollen 6 in genauer Ausrichtung auf den Umwickelrollen 4 und 5·.

- Patentansprüche -

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Claims (3)

1. Beloit Corporation
   Beloit, Wisconsin, U.S.A.

   Patentansprüche

   Γΐ.Λ .Band-Spreizvorrichtung zum fächerartigen Auseinander-' ^"*^ spreizen gespaltener Bänder vor dem Aufwickeln, bestehend aus einer der Aufwickelvorrichtung vorgeordneten, mit einer Einrichtung zum einstellbaren Biegen versehenen, undrehbaren Waise, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Oberfläche der Walze in eine Mehrzahl von zylindrischen Ringen (28) gleichen Durchmessers aufgeteilt ist, die undrehbar auf einer mit der Biegeeinrichtung versehenen Tragwelle (ll) befestigt sind, wobei die Abstände zwischen den'eine kontinuierliche undrehbare zylindrische Oberfläche bildenden Ringen so groß gewählt ist, wie es die Krümmung der Tragwelle erfordert. ·
2. 2. Spreizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 'daß vorn Inneren der Tragwelle (ll) her und durch Öffnungen

   (37) in den undrehbaren Ringen (28) hindurch ein Luftstrom einstellbar ist, der zwischen den,Ring-Oberflächen (£9) und den jeweilig gegenüberliegenden bewegten Bändern (8) einen Luftfilni erzeugt. \
3. 3. Spreizvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zum Führen eines Bandes in lagemässiger Zuordnung

   zu der gebogenen Oberfläche (29).

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   ff

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