DE4208790C2 - Tragwalzen-Wickeleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragwalzen-Wickelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Vorrichtung ist bekanntgeworden aus EP 03 69 977 A2. Dieses Dokument beschreibt eine sogenannte Tragwalzen-Wickeleinrichtung, bei der zwei Stützwalzen vorgesehen sind; wobei eine einen festen Trägerkern und einen an beiden Enden abgestützten und rotierbaren Zylindermantel aufweist. Ferner sind Druckeinrichtungen in Form von Kolben und Druckräumen vorgesehen, zu dem Zweck, eine veränderliche Bombierung der Stützwalze zu erreichen. Dabei sind die Druckeinrichtungen dem Bahnwickel diametral gegenüberliegend angeordnet. Die als Kolben ausgebildeten Druckelemente weisen eine konvexe Oberfläche als Tragfläche für den Walzenmantel auf.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Preßzone zwischen dem Bahnwickel und dem Mantel der Tragwalze - in einer Seitenansicht gesehen - eine relativ geringe Erstreckung hat, sondern mehr linienförmig ist. Hierdurch kann die Qualität des Bahnwickels, insbesondere die Wickelhärte, beeinträchtigt werden.

Aus DE 32 21 929 A1 ist eine Doppeltragwalzen-Wickeleinrichtung bekanntgeworden. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß wegen der hohen Linienpressung des Bahnwickels schon vor Erreichen seiner maximalen Größe es zu Störstellen oder sogar zu Bruchstellen im Wickelaufbau kommen kann. Ferner ist es auch schwierig, bei sehr großen Wickeldurchmessern den Unterstützungsdruck über die gesamte Wickellänge konstant zu halten. Bei Stützwalzenmaschinen werden die Wickel jeweils in zwei Spannzapfen geführt. Dadurch ist es möglich, einen beliebigen Teil des Rollengewichts durch Entlastungseinrichtungen aufzunehmen und entsprechend die Pressung des Wickels zu verringern. Diese Einrichtungen sind aber sehr aufwendig.

DE 38 16 777 A1 beschreibt eine Wickeleinrichtung mit einer starren Tragwalze sowie mit einem flexiblen Tragglied in Form eines über zwei Stützwalzen geführten Riemens. Dies ist eine sehr aufwendige Lösung.

DE-PS 6 78 585 beschreibt eine Doppeltragwalzen-Wickeleinrichtung mit zwei Tragwalzen, deren eine einen elastischen Mantel hat und deren andere eine harte Oberfläche aufweist. Dabei ist der Anpreßdruck zwischen dem Bahnwickel und den Tragwalzen während des Betriebes nicht einstellbar, außer durch eine sogenannte Reiterwalze, die gegebenenfalls auf dem Wickel angeordnet ist, die aber weitere Nachteile hat.

US-PS 45 63 245 beschreibt eine Walzenpresse für eine Papiermascine mit einer ersten Preßeinheit, die einen feststehenden Tragkörper aufweist, dessen Achse parallel zur Bahn verläuft, einen umlaufenden Mantel, der auf dem Tragkörper gleitet, sowie eine umlaufende Gegenwalze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragwalzen- Wickeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die derart gestaltet ist, daß der Liniendruck auf dem Bahnwickel relativ gering bleibt, so daß verhältnismäßig große Durchmesser des Wickels erreichbar sind, daß ferner der Liniendruck während des Betriebes einstellbar ist, und daß ein sattes Anschmiegen des Unterstützungselementes am Wickel erzielt werden kann, um eine in Bahnlaufrichtung gesehen verhältnismäßig lange Auflagezone zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Beispiele erläutert; dabei stellen

Fig. 1 und 2 jeweils eine prinzipielle Stirnansicht - teils im Schnitt - einer ersten erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 3 eine ebensolche Schnittansicht einer weiteren Aus­ führungsform und

Fig. 4 eine weitere Variante dar.

Gemäß Fig. 1 ist für einen flexiblen schlauchartigen Mantel 7 ein kreiszylindrischer hohler Träger 4 vorgesehen, der noch Unter­ stützungselemente 6 für den Mantel aufweist. Diese können auch hydrodynamisch geschmiert sein bzw. wirken, um den Mantel z. B. nicht nur während der Montage, sondern auch im Betrieb zu füh­ ren. An einer Stelle ist an dem Träger 4 ein sich über die Län­ ge des Trägers bzw. über die Papierbahnbreite erstreckender Tragschuh 5 befestigt, der eine Lauffläche - in bezug auf einen Bahnwickel (W′, siehe Fig. 3) - aufweist, die hydrodynamisch geschmiert ist und konkav entsprechend dem maximalen Wickeldurchmesser (Tambour T, siehe Fig. 2) ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Bahn W über den flexiblen Mantel geleitet. Eine - insoweit starre - Tragwalze 2 für den Wickel ist angetrieben. Eine Wickelhülse 9 wird hier durch eine Andruckrolle 21 an die tra­ genden Oberflächen gepreßt. Bei dieser Anordnung kann vorzugs­ weise der flexible schlauchartige Mantel 7 angetrieben sein, z. B. durch Stirnscheiben. Es ist auch möglich, einen Reibantrieb über den Umfang des Man­ tels, wie es in Fig. 3 angedeutet ist, vorzusehen. Es kann aber auch die Bahn über die Tragwalze 2 geleitet werden (wie im Falle von Fig. 3).

Es ist natürlich wichtig, daß der Tragschuh 5 (5′ in Fig. 3) auf einem erheblich tieferen Niveau (mindestens etwa 100 mm) als die oberste Mantellinie (Mantelerzeugende) der starren Tragwalze 2 angeordnet ist, so daß der Tragschuh den weitaus größeren Anteil des Wickelgewichts trägt.

Beim Beginn des Wickelvorganges ist nur die kleine Wickelhülse 9 vorhanden, und es setzt der Wickelvorgang ein, wobei wegen des dann noch kleinen Wickeldurchmessers der Tragschuh 5 in einer ziemlich unteren Position angeordnet ist. Mit wachsendem Wickeldurchmesser wird der Tragschuh 5 mehr und mehr nach oben geschwenkt - hier einfach durch Drehung des Tragkörpers 4 um dessen Längsachse -, so daß wie bei üblichen Doppeltragwal­ zen-Rollern an zwei länglichen Bereichen, die am Umfang des Wickels voneinander beabstandet sind, dieser getragen wird. Es ist natürlich so, daß der Krümmungsradius des Tragschuhes 5 den kleineren Durchmessern des Wickels nicht entspricht, so daß hier kein wesentlicher Vorteil gegenüber dem üblichen Doppel­ tragwalzen-Roller besteht. Sobald aber der Wickel eine Größe im Bereich seines maximalen Durchmessers hat, erhöht sich die Tragfläche, auf der sich der Wickel auf dem Tragschuh 5 ab­ stützt, erheblich. (Es ist ja bekannt, daß selbst bei einer Walze mit harter, glatter Oberfläche sich eine Preßfläche einer Länge in Umfangsrichtung zwischen 20 und 25 mm bei großem Wickeldurchmesser und entsprechend großem Tambourgewicht ergibt.)

In Fig. 2 ist die oberste Stellung des Tragschuhes 5 bei vol­ lendetem Wickeldurchmesser dargestellt. In den Figuren sind noch Schmiermittelleitungen 38 für den Tragschuh 5 und weitere Tragleisten angedeutet. Es ist auch möglich - bei durch Trag­ scheiben und stirnseitigen Enden des Mantels abgedichtetem Man­ tel - diesen mittels Druckluft unter einen inneren Überdruck zu setzen, so daß er ohne Führung durch Tragleisten 6 verhältnis­ mäßig "rund" um den Träger 4 umläuft.

Wie aus Fig. 2 erkennbar, wird der Tragschuh 5 so angeordnet, daß er das Hauptgewicht des Tambours T im Verhältnis zur weite­ ren Tragwalze 2 aufnimmt.

Ein notwendiger Schmierfilm zur Überwindung des Losbrechmomen­ tes beim Anwickeln kann gebildet werden durch die Zuführung eines unter hohem Druck stehenden Schmiermittels zwischen dem Mantel und dem Tragschuh im Bereich der anliegenden Hülse. Außerdem kann das Anwickeln unterstützt werden durch in die Walze eingeleitete Druckluft, sofern man nicht fortwährend die­ sen Zustand ohnehin aufrecht erhält. Den "Durchmesser" der Man­ telwalze - des flexiblen Walzenmantels - sollte man relativ groß wählen, z. B. größer als 800 mm. Dadurch wird die notwen­ dige Umdrehungszahl, um einen bestimmten Tambourdurchmesser herzustellen, verhältnismäßig geringer, so daß die Lebensdauer des Mantels erhöht wird.

Eine Schwenkvorrichtung können Hebel sein, die an den stirnsei­ tigen Enden des Trägers 4 angreifen und die zum Beispiel durch hydraulische Hubelemente betätigt werden.

In Fig. 3 ist entsprechend der Darstellung in Fig. 1 eine Vari­ ante dargestellt, bei welcher der Tragschuh 5′ auf dem rohrför­ migen Träger 4′ mit kreiszylindrischem Querschnitt verschwenk­ bar um eine zur Längsachse des Trägers bzw. des Bahnwickels pa­ rallele Achse angeordnet ist. Die Verschwenkbewegung wird durch hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten 27 be­ wirkt, die an Laschen 29 des Tragschuhes angreifen. Der Mantel 7′ wird dann noch über Tragblöcke 42 und 43 geführt, zu denen noch Schmiermittelleitungen 44 und 45 angedeutet sind. Ein wei­ teres Tragelement ist in diesem Falle ein hydrodynamisch wirk­ samer als Kolben betätigter Tragschuh 8, der im wesentlichen dem Tragschuh 5′ diametral gegenüber angeordnet ist und dem in diesem Falle eine Antriebsrolle 32 zugeordnet ist, die am Um­ fang des flexiblen, schlauchartigen Mantels 7′ angreift. Man kann diesen Antrieb auch nur für den Anfangszeitraum vorsehen, während welchem der Bahnwickel noch relativ klein ist und noch nicht ein so hohes Gewicht hat.

Beim Beginn des Wickelvorganges - wenn im wesentlichen nur die Hülse 9 oder mit wenigen Windungen umwickelt vorhanden ist - befindet sich der Tragschuh 5′ in der ausgezogen dargestellten Position. Er weist in seinem der Tragwalze 2 gegenüber befind­ lichen Bereich einen Tragteil 10 mit konvex gewölbter Trag­ fläche auf, um die Wickelhülse und den Wickel kleinen Durchmes­ sers zu tragen. Sobald der Bahnwickel eine gewisse Größe er­ reicht hat, wird der Tragschuh in die strichpunktiert darge­ stellte Position 7′′ um Achse 34 hochgeschwenkt, um ein einwand­ freies Führen und Tragen des Wickels zu gewährleisten.

Praktisch wird hier durch das Verschwenken des Tragschuhes das gleiche erreicht wie bei der Einrichtung nach Fig. 1 und 2. Hat der Bahnwickel etwa die dargestellte Größe W′ erreicht, so wird der Tragschuh wieder allmählich heruntergeschwenkt, bis er wieder die ausgezogen dargestellte Position erreicht hat, um schließlich auf diese Weise auch den Tambour mit dem größten Wickeldurchmesser zu tragen.

Wählt man einen sehr großen Durchmesser des flexiblen Mantels 7 bzw. 7′ von mindestens 1500 mm, und ordnet die "zweite Tragwal­ ze" 2 relativ weit oben in bezug auf den flexiblen Mantel an, kann man die Flächenpressung sehr weitgehend vermindern und so­ mit einen sehr großen Bahnwickel-Durchmesser zulassen.

Man kann auch noch, wie strichpunktiert angedeutet, mittels Druckschläuchen 46 anstelle der Kolbenzylindereinheiten 27 den Tragschuh 5′ verschwenken. Er kann dadurch mit geringerer Wandstärke ausgeführt werden, weil er über seine ganze Länge von den Druckschläuchen unterstützt wird. Seine Durchbiegung - vor allem in der Mitte bzw. in den Mittelbereichen des Bahnwickels - ist dadurch wesentlich gerin­ ger und man kann den Außendurchmesser des hohlzylindrischen Tragkörpers 4′ - bei gegebenem Durchmesser des flexiblen Man­ tels - eventuell größer ausführen.

Man kann auch durch ein Schutzblech 31 das Anlaufen des Mantels 7′ an "eckigen" Teilen (wie die Halterung der Kolben-Zylinder- Einheit 27) vermeiden.

In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Wal­ zen auf einem zweiarmigen Hebel 54 angeordnet sind, wobei sich der Träger 4 und 5 des flexiblen Mantels 7 auf dem einen Arm und die starre Tragwalze 2 auf dem anderen Arm mit jeweils zuge­ ordneten Lagern 58 bzw. 59 befinden. Solche Hebel sind natür­ lich an beiden Enden der Walzen vorgesehen. Die Verstellung der Hebel erfolgt mittels Hubelementen 52, vorzugsweise hydrauli­ schen Zylinder-Kolben-Einheiten. Die Hebel sind auf Ständern 56 aufgelagert. Man kann durch diese Anordnung auch eventuell eine Anpassung der Position des Tragschuhes 5 an die unterschied­ lichen Wickeldurchmesser vornehmen. Auf jeden Fall kann eine genaue Anpassung der Position der Tragwalzen hinsichtlich vibrationsfreiem Betrieb der Anordnung erfolgen.

Es ist hier die Variante gemäß den Fig. 1 und 2 berücksich­ tigt, wobei der Träger 4 über Achsstummel 55 aufgelagert ist.

Claims (5)

1. Tragwalzen-Wickeleinrichtung für Papier oder Karton mit min­ destens zwei achsparallelen Tragwalzen (2) für den Bahnwickel, die sich mindestens über die Länge des Bahnwickels (T) erstrecken, wobei eine Tragwalze einen starren, feststellbaren Träger (4) aufweist, um den ein Mantel (7) koaxial und relativ zum Träger (4) drehbar gelagert ist, wobei bei dieser Tragwalze 2 der Bahnwickel über den rotierbar um den Träger herum angeordneten oder geführten, flexibel ausgebildeten, schlauchartigen Mantel (7, 7′) abgestützt wird, wobei an der Innenseite des Mantels (7, 7′) anliegend und auf dem Träger (4) gelagert mehrere Unterstützungselemente (6) und ein mit ihm in Kontakt stehender und hydrodynamisch in bezug auf den Mantel (7, 7′) wirksamer Tragschuh (5, 5′) für die Aufrecht­ erhaltung bzw. Einstellung der Mantelkontur vorgesehen sind, wobei der Tragschuh (5, 5′) mit einer konkaven Druckfläche (12, 12′) versehen ist, deren Krümmungsradius dem größten Wickel (T) zuzüglich der Mantelwandstärke im wesentlichen entspricht, wobei der Tragschuh (5, 5′) in seiner Position der jeweils vorhandenen, gewickelten Größe (Lage der Peripherie) des Bahnwickels (W′) anpaßbar ist, um so zum einen entsprechend der Größe des Bahnwickels und der dazu korrespondierenden Stellung des Tragschuhes eine flexible Anpassung des dazwischenliegenden Mantels zu gewährleisten bzw. zum anderen im verbleibenden Bereich des Mantels eine verhältnismäßig runde Kontur desselben sicherzustellen.

2. Tragwalzen-Wickeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tragschuh (5) entlang dem Umfangskreis des zy­ lindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildeten Trägers (4) verschieblich angeordnet ist.

3. Tragwalzen-Wickeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Tragschuh (5) fest mit dem Träger (4) verbunden und mit diesem entsprechend dessen Drehung um seine Längsachse verschwenkbar ist.

4. Tragwalzen-Wickeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tragschuh (5′) am Träger (4′) um eine seiner Längsachsen oder eine zu dieser parallele Achse schwenkbar befestigt ist und an seinem der (anderen) Tragwalze (2) zu­ gewandten Bereich eine konvexe Tragfläche (10) für die Wickelhülse (9) und den entstehenden Bahnwickel (W′) sehr kleinen Durchmessers aufweist.

5. Tragwalzen-Wickeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Tragschuh (5′) und Träger (4′) mindestens ein hydraulisches oder pneumatisches Hubelement (27) zum Ver­ schwenken des Tragschuhes (4′) um die genannten Achsen an­ geordnet ist.