DE60008709T2 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln einer bahn - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für ein Wickeln einer Bahn, wobei das Verfahren aus den folgenden Schritten besteht: Wickeln einer Bahnrolle, indem die Bahn auf einen Kern über einen Pressspalt (N) tritt, der zwischen einer Wickeltrommel und der zu wickelnden Rolle ausgebildet ist, wobei der Kern mittels Einspanneinrichtungen gestützt ist, die an Rollenstützarmen montiert sind, wobei bei dem Verfahren die Pressspaltkraft in dem zwischen der Rolle und der Wickeltrommel ausgebildeten Spalt gesteuert wird.
• Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Wickeln einer Bahn, wobei die Vorrichtung für eine Verwendung in Verbindung mit dem Wickeln einer Bahnrolle auf einen Kern über einen Spalt gedacht ist, der zwischen einer Wickeltrommel und der Rolle ausgebildet ist, wobei der Kern mittels Einspanneinrichtungen gestützt ist, die an Rollenstützarmen montiert sind, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Druckspaltkraft in dem zwischen der Rolle und der Wickeltrommel ausgebildeten Spalt umfasst.
• Wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird die Bahnrolle bei zentral angetriebenen Wickeleinrichtungen durch Einspanneinrichtungen gestützt, die in der Mitte des Kerns eingefügt sind. Die Einspanneinrichtungen sind an Bahnrollenstützarmen montiert, die daran angepasst sind, dass sie zu voreingestellten Positionen seitlich beweglich sind. Bei einigen Wicklergestaltungen wird die Wickelspaltkraft gesteuert, indem auf beide Zylinder, die die Bahnrolle von ihren Enden stützen, ein gleichmäßiger Liniendruck aufgebracht wird, das heißt dabei sind die Zylinder parallel verbunden, während bei bestimmten anderen Gestaltungen jeder Wickelarm separat auf der Grundlage von Rückführsignalen gesteuert wird, die von den Sensoren erhalten werden. Ein diese herkömmlichen Wicklerkonstruktionen behinderndes Problem ist, dass eine sich an der Bahnrolle ausbildende Unebenheit eine seitliche Neigung der Rolle bewirkt, wodurch eine per Druck oder per Kraft gesteuerte Rückführanordnung zu einer teleskopartigen Rolle führen kann. Offensichtlich führt dies zu einer nicht ausgewuchteten Rolle.
• Wie dies Fachleuten bekannt ist, tritt diese Komplikation hauptsächlich so auf, dass die sich allmählich an der Rolle ausbildende Unebenheit bewirkt, dass die Rolle sich so neigt, dass der Druckspalt an einem Ende offen ist, während das andere Ende einem hohen Spaltdruck ausgesetzt ist, wodurch einer der Rollenstützarme höher von der Rolle als der andere bleibt, wenn der Wickelvorgang vollendet ist.
• Im Hinblick auf den Stand der Technik wird auf das finnische Patent Nr. 100 467 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, in dem ein Verfahren für eine Verwendung beim Wickeln einer Bahn offenbart ist, wobei bei dem Verfahren das Wickeln der Bahn gestützt an einer Trägerwalze auf einem Kern über einen Druckspalt stattfindet, der zwischen der Trägerwalze und der zu wickelnden Papierrolle ausgebildet ist. Bei diesem verfahren des Standes der Technik dreht sich der Kern zumindest teilweise gestützt und der Kern/die Rolle wird durch eine Vorrichtung gestützt und/oder belastet, deren Position beweglich eingerichtet ist. Während der Anfangsstufe des Wickelns wird werden das Belastungselement/Stützelement beziehungsweise die Belastungselemente/Stützelemente der Vorrichtung durch eine im Wesentlichen lineare Bewegung in einer Ebene versetzt, die im Wesentlichen durch die Achsen der Trägerrolle und der zu wickelnden Papierrolle tritt, womit das Belasten und/oder Stützen der Rolle verwirklicht wird, die bei der Wickelstation aufgewickelt wird. Mit dem Voranschreiten des Wickelvorgangs wird/werden das Belastungselement/Stützelement beziehungsweise die Belastungselemente/Stützelemente entlang einer Trajektorie nach unten bewegt, die im Wesentlichen mit dem Umfang der zu wickelnden Rolle übereinstimmt, und bei der Endstufe des Wickelns wird die fertige Rolle von unten durch das Element/die Elemente gestützt. Mittels des Elementes/der Elemente wird die auf die zu wickelnde Rolle auferlegte Belastungskraft und/oder Stützkraft hauptsächlich durch die Druckspaltkraft und die Oberflächenantriebskraft gesteuert.
• In Bezug auf den sich auf die vorliegende Erfindung beziehenden Stand der Technik wird außerdem auf das US Patent Nr. 3 568 944 verwiesen, bei dem ein Antriebsmechanismus und eine Steuerschaltung eine kontinuierlich und automatisch variable Kraft vorsehen, die ein Teil des Gewichtes einer Fabrikrolle oder Werksrolle anhebt, die an der Kernwelle gewickelt wird, um einen optimalen Druck an der hereinkommenden Bahn beizubehalten, die zwischen der Fabrikrolle und der die Rolle stützenden Wickeltrommel läuft. Ein anderer Aspekt dieses Aufbaus nach dem Stand der Technik ist, dass der Antriebsmechanismus eine Länge der Bahn von einer fertigen Rolle so abrollt, dass die Bahn von einem geeigneten Ort abgetrennt werden kann und noch reichlich freie Bahn belässt, um die nächste Rolle zu starten. Ein weiteres Merkmal ist ein automatischer Spaltschutz, wenn die Maschine bei einem Wickelvorgang verwendet wird.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Komplikationen überwinden können, die durch eine Unebenheit bewirkt werden, die möglicherweise sich an einer Bahnrolle ausbildet, die gewickelt wird.
• Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine leichtere und genauere Steuerung des Bahnrollenaufbaus anbieten, der sich von einem Wickelvorgang ergibt.
• Um die vorstehend aufgeführte Aufgabe und andere Aufgaben, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, zu lösen weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale von Anspruch 1 auf.
• Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die Merkmale von Anspruch 4 auf.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Druckspaltkraft unter Verwendung eines Positionsrückführverfahrens gesteuert, bei dem die Bewegung der Rollenstützarme mit der Hilfe von beispielsweise elektrischen, mechanischen oder hydraulischen Einrichtungen synchronisiert wird. Eine mechanische Synchronisation kann beispielsweise über den Kern oder die Einspanneinrichtungen stattfinden, während eine hydraulische Synchronisation unter Verwendung von in Reihe verbundenen Zylindern ausgeführt werden kann. Eine elektrische Synchronisation wiederum ist jedoch als das kosteneffizienteste Verfahren zum Ausführen einer derartigen Synchronisation befunden worden. Einer der Rollenstützarme wird durch eine Kraftrückführschleife gesteuert, während der andere Arm durch eine Positionsrückführschleife gesteuert wird und der Bewegung des per Kraft gesteuerten Armes folgt. Dieser Aufbau repräsentiert eine einfache elektrische Synchronisation. Hierbei tritt ein kleineres Risiko eines möglichen Auftretens der Unebenheit an der Seite des per Position gesteuerten Armes auf, wodurch der Aufbau der gewickelten Rolle minderwertig bleiben kann. Es ist jedoch möglich, dieses Risiko zu vermeiden. Das Ausführen der elektrischen Synchronisation ist derart, dass beide Arme parallel durch eine Positionsrückführschleife als eine Funktion der Rollendurchmesserzunahmerate gesteuert werden und die Druckkraft des Spaltes wird als ein Korrekturausdruck bei der Steuerschleife berücksichtigt. In vorteilhafter Weise wird die Druckkraft des Spaltes an beiden Armen gemessen und der Korrekturausdruck kann als beispielsweise die Summe, ein maximaler Wert oder Durchschnittswert von beiden Messsignalen ausgebildet werden. Somit bewirkt eine Zunahme der Spaltkraft, dass die Mitte der Rolle, die gewickelt wird, von dem Spalt bei einer schnelleren Rate weg versetzt wird. Folglich werden Störungen effektiv für jede Seite der Rolle, die gewickelt wird, ausgeglichen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung können beide Rollenstützarme mechanisch zueinander beispielsweise über den Kern oder alternativ durch eine elektrische Einrichtung wie beispielsweise eine Steuerschleife synchronisiert werden, bei der einer der Arme durch eine Kraftrückführschleife gesteuert wird und der andere so synchronisiert wird, dass er sich mit diesem gesteuert durch eine Positionsrückführschleife bewegt. Durch den erfindungsgemäßen Steueraufbau wird der Aufbau der Rolle, die gewickelt wird, leicht handhabbar aufgrund der vorstehend beschriebenen synchronisierten Steuerung der Rollenstützarme, die ermöglicht, dass die Druckspaltkraft durch eine Positionsrückführschleife gesteuert wird.
• In besonders vorteilhafter Weise ist die vorliegende Erfindung für eine Verwendung in Verbindung mit dem Verfahren und dem Gerät geeignet, das in dem aufgeführten finnischen Patent Nr. 100 468 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung offenbart sind, wobei der Belastungsaufbau/Stützaufbau des Standes der Technik mit dem per Position gesteuerten Zentrumsbelastungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Steuern der Druckspaltkraft ausgeführt werden kann.
• Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die Einzelheiten eng begrenzt sein soll.
• Es wird auf die Zeichnung Bezug genommen, wobei in ihr schematisch ein Wickler gezeigt ist, der ein Ausführungsbeispiel einer Steueranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung hat, der daran angepasst ist, dass er mit dieser funktioniert.
• Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, wird eine Papierrolle 11 über einen Spalt N gewickelt, der zwischen einer Wickeltrommel 10 und der Bahnrolle 11 ausgebildet ist, und die Rolle 11 wird um einen Kern 12 gestützt gewickelt, der über Einspanneinrichtungen 14 oder dergleichen an Rollenstützarmen 13 montiert ist. An den Rollenstützarmen 13 sind Positions- und Kraftmesssensoren 15, 16 angebracht, von denen die Messsignale zu einer Kraftrückführschaltung 17 genommen werden, deren Ausgabesignal bei einer Rückführsteuereinheit 19 zusammen mit dem Signal der Rollendurchmesserzunahme überwacht wird, das von einer Steuereinheit 18 erhalten wird. Anschließend tritt die Information zu parallel arbeitenden Positionssteuereinrichtungen 20, die die Position der Rollenstützarme 13 über eine Steuereinheit 22 steuern, die die Belastung der Rolle mit der Hilfe von beispielsweise hydraulischen Zylindern 21 lenkt. Die Bewegungen der Rollenstützarme 13 werden zueinander so elektrisch synchronisiert, dass beide Rollenstützarme 13 parallel durch eine Positionsrückführschleife als eine Funktion der Rollendurchmesserzunahmerate angetrieben werden, und die Druckkraft des Spaltes wird als ein Korrekturausdruck bei der Steuerschleife berücksichtigt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Druckspaltkraft durch eine Positionsrückführschleife gesteuert, bei der die Bewegungen der Rollenstützarme 13 synchronisiert sind. Eine mechanische Synchronisation wird über beispielsweise den Kern 12 oder die Einspanneinrichtungen 14 ausgeführt, während eine hydraulische Synchronisation mit der Hilfe von in Reihe verbundenen Zylindern, Differentialgetriebemotoren oder dergleichen verwirklicht wird. Wenn eine elektrische Synchronisation verwendet wird, wird beispielsweise ein Rollenstützarm 13 durch eine Kraftrückführschleife gesteuert, während der andere Arm 13 durch eine Positionsrückführschleife so gesteuert wird, dass er der Bewegung des per Kraft gesteuerten Armes folgt. Dieser Aufbau verwirklicht die elektrische Synchronisation.

Claims (6)

1. Verfahren zum Wickeln einer Bahn, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Wickeln einer Bahnrolle (11), indem eine Bahn zu einem Kern (12) über einen Druckspalt (N) tritt, der zwischen einer Wickeltrommel (10) und der zu wickelnden Bahnrolle (11) ausgebildet ist, wobei der Kern (12) mittels zwei Einspanneinrichtungen (14) gestützt wird, die jeweils an einem der beiden Rollenstützarme (13) montiert sind, Steuern der Druckspaltkraft in dem Druckspalt (N) zwischen der Bahnrolle (11), die gewickelt wird, und der Wickeltrommel (10) unter Verwendung eines Positionsrückführverfahrens, und Synchronisieren der Bewegungen der Rollenstützarme (13), damit diese parallel angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der Rollenstützarme (13) parallel durch eine Positionsrückführschleife als eine Funktion der Zunahmerate des Durchmessers der zu wickelnden Bahnrolle (11) angetrieben werden und die Druckspaltkraft gemessen wird und als ein Korrekturausdruck bei der Steuerschleife verwendet wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckspaltkraft bei beiden Rollenstützarmen (13) gemessen wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der Rollenstützarme (13) durch eine elektrische Einrichtung so synchronisiert werden, dass ein Rollenstützarm durch eine Kraftrückführschleife gesteuert wird, während der andere Rollenstützarm durch eine Positionsrückführschleife gesteuert wird, um der Bewegung des per Kraft gesteuerten Rollenstützarmes zu folgen.
4. Vorrichtung zum Wickeln einer Bahn, wobei die Vorrichtung für eine Verwendung in Verbindung mit einem Wickeln einer Bahnrolle (11) auf einen Kern (12) über einen Druckspalt (N) gedacht ist, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: den Kern (12), eine Wickeltrommel (10), wobei der Druckspalt (N) zwischen der Wickeltrommel (10) und der Bahnrolle (11), die gewickelt wird, ausgebildet ist, zwei Einspanneinrichtungen (14), die jeweils an einem der beiden Rollenstützarme (13) montiert sind, wobei die Einspanneinrichtungen (14) den Kern (12) stützen, und eine Einrichtung (15 bis 22) zum Steuern der Druckspaltkraft in dem Druckspalt (N), der zwischen der zu wickelnden Bahnrolle (11) und der Wickeltrommel (10) ausgebildet ist, unter Verwendung eines Positionsrückführverfahrens, wobei die Bewegungen der Rollenstützarme (13) synchronisiert werden, damit diese parallel angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung folgendes aufweist: Positions- und Kraftmesssensoren (15, 16), die Messsignale vorsehen, eine Druckspaltkraftsteuereinheit (17) zum Verarbeiten der von den Messsensoren (15, 16) erhaltenen Messsignale, eine Steuereinheit (18) für ein Überwachen der Zunahmerate des Durchmessers der Bahnrolle (11), die gewickelt wird, und Positionssteuereinheiten (20) für ein Steuern der Position der Rollenstützarme (13).
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Rückführsteuereinheit (19) für ein Verarbeiten der Signale hat, die von der Druckspaltkraftsteuereinheit (17) und der Steuereinheit (18) erhalten werden.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Steuerelemente (22) für ein Antreiben von Belastungselementen (21) der Rollenstützarme (13) hat.