DE9115481U1

DE9115481U1 - Winding machine for winding a web, in particular a paper web

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Publication number: DE9115481U1
Application number: DE9115481U
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1991-12-13
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2001-12-14

Description

Anwaltsakte: R 4892Lawyer’s file: R 4892

J. M. VOITH GmbH,J.M. VOITH GmbH,

7920 Heidenheim7920 Heidenheim

Kennwort: "Druckluftentlastung"Keyword: "Compressed air relief"

Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Bahn,
insbesondere einer Papierbahn Winding machine for winding a web,
especially a paper web

Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen.Reference is made to the preamble of claim 1.

Beim Wickeln von Bahnen spielt die Wickelhärte eine wichtige Rolle für die anschließende Weiterverarbeitung. Besonders bei Papierbahnen ist es ganz entscheidend, daß die Wickelhärte über den gesamten Rollendurchmesser einen bestimmten Verlauf hat. Im allgemeinen soll die Wickelhärte von einem gewissen Anfangswert auf einen Endwert abfallen. Der Abfall soll von der ersten bis zur letzten Lage möglichst gleichmäßig sein. Er soll einen bestimmten Gradienten aufweisen, d.h. nicht zu stark und nicht zu schwach sein. Der Verlauf der Wickelhärte soll auf gar keinen Fall Sprungstellen aufweisen, z.b. einen plötzlichen Abfall.When winding webs, the winding hardness plays an important role in the subsequent processing. Especially with paper webs, it is crucial that the winding hardness has a certain progression over the entire roll diameter. In general, the winding hardness should fall from a certain initial value to a final value. The fall should be as even as possible from the first to the last layer. It should have a certain gradient, i.e. not too strong and not too weak. The progression of the winding hardness should under no circumstances have any jumps, e.g. a sudden drop.

Man erreicht dies nur, wenn man bestimmte Maßnahmen ergreift. Unternimmt man nichts, so wird mit zunehmendem Rollendurchmesser der Liniendruck zwischen der Rolle und der Tragwalze bzw. den Tragwalzen immer größer, und damit auch die Wickelhärte.This can only be achieved if certain measures are taken. If nothing is done, the line pressure between the roll and the support roller(s) will increase as the roll diameter increases, and with it the winding hardness.

Um dies zu vermeiden, wendet man &zgr;. &Bgr;. sogenannte Reiterwalzen an, die parallelachsig zu den Tragwalzen angeordnet sind. Mit diesen Reiterwalzen übt man auf die Rolle einen Anpreßdruck aus. Der Anpreßdruck ist gesteuert, wobei er am Anfang groß, und mit zunehmendem Rollengewicht geringer wird.To avoid this, so-called rider rollers are used, which are arranged parallel to the support rollers. These rider rollers exert a contact pressure on the roll. The contact pressure is controlled, and is high at the beginning and decreases as the roll weight increases.

Die Reiterwalze erlaubt somit, den Liniendruck und damit auch die Wickelhärte zu beeinflussen und im gewünschten Sinne zu steuern. Wünscht man jedoch, eine Rolle sehr großen Durchmessers zu erzeugen, so ist auch der Liniendruck in der Endphase des Aufwickeins sehr groß. Desgleichen steigt die Wickelspannung an, so daß es zum Reißen der Bahn oder zu Kreppfalten kommen kann.The rider roller thus allows the line pressure and thus the winding hardness to be influenced and controlled as desired. However, if you want to produce a roll with a very large diameter, the line pressure in the final phase of winding is also very high. The winding tension also increases, which can lead to the web tearing or crepe creases.

Andere Maßnahmen zum Beeinflussen der Wickelhärte bestehen darin, die Last der Rolle auf die einzelnen Tragwalzen zu verteilen. Zu diesem Zwecke wurden schon Tragwalzen gleichen Durchmessers in unterschiedlichen Horizontalebenen angeordnet, oder Tragwalzen unterschiedlichen Durchmessers verwendet. Ferner ist es bekannt, daß man beim Wickeln auf einer Tragwalze kleineren Durchmessers eine härtere Wicklung erhält als beim Wickeln auf einer Tragwalze größeren Durchmessers .Other measures for influencing the winding hardness consist in distributing the load of the roll across the individual support rollers. For this purpose, support rollers of the same diameter have been arranged in different horizontal planes, or support rollers of different diameters have been used. It is also known that when winding on a support roller of smaller diameter, a harder winding is obtained than when winding on a support roller of larger diameter.

Aus DE-DM 7 310 606 ist eine Wickelmaschine bekannt geworden, die zwei gleich große Tragwalzen aufweist. Die eine dieser Tragwalzen kann während des Wickelvorganges aus einer oberen Position oberhalb der Horizontalebene der Achse der anderen Tragwalze zu Beginn des Wickelvorganges abgesenkt werden. Durch dieses Absenken soll ein von Anfang an fest gewickelter Kern erhalten werden.DE-DM 7 310 606 discloses a winding machine that has two equally sized support rollers. One of these support rollers can be lowered during the winding process from an upper position above the horizontal plane of the axis of the other support roller at the beginning of the winding process. This lowering is intended to produce a core that is tightly wound from the start.

US-PS 2 461 387 beschreibt eine Wickelmaschine, die zwei
angetriebene Tragwalzen unterschiedlichen Durchmessers hat; die Tragwalze mit dem kleineren Durchmesser ist mit einem Belag mit größerem Reibwert versehen und mit höherer Geschwindigkeit angetrieben als die andere Tragwalze. Hierdurch wird eine Zugspannung auf die äußere Lage der Bahn ausgeübt.US-PS 2 461 387 describes a winding machine that has two
has driven support rollers of different diameters; the support roller with the smaller diameter is provided with a coating with a higher friction coefficient and is driven at a higher speed than the other support roller. This exerts a tensile stress on the outer layer of the web.

Sämtliche bisher bekannten Maßnahmen sind entweder aufwendig und damit teuer, oder nicht genügend wirksam, oder nicht präzise genug durchführbar, oder bei besonders großen Rollendurchmessern nicht mehr anwendbar.All measures known to date are either complex and therefore expensive, or not sufficiently effective, or cannot be carried out precisely enough, or are no longer applicable for particularly large roll diameters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die Entlastung der Rolle präzise während des gesamten Wickelvorganges durchgeführt werden kann, und zwar mit verhältnismäßig geringem baulichen Aufwand, und insbesondere auch bei großen Rollendurchmessern.The invention is based on the object of designing a winding machine according to the preamble of claim 1 in such a way that the load on the roll can be relieved precisely during the entire winding process, with relatively little structural effort, and in particular also with large roll diameters.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the characterizing features of claim 1.

Der Grundgedanke ist dabei sehr einfach, und mit verblüffend geringem Aufwand durchzuführen. Bereits geringe Luftdrücke genügen, um eine wirksame Entlastung herbeizuführen. Der Liniendruck zwischen Rolle und Tragwalze wird bereits in einer Größenordnung von 0,05 bis 0,5 bar wirksam reduziert. Die Entlastung ist eine sehr feinfühlige. Selbstverständlich läßt sie sich während des Wickelvorganges auf bestimmte Werte einregeln, so daß ein bestimmter Verlauf des Liniendruckes und damit der Wickelhärte genau einstellbar ist.The basic idea is very simple and can be implemented with astonishingly little effort. Even low air pressures are sufficient to bring about effective relief. The line pressure between the roll and the support roller is effectively reduced by as little as 0.05 to 0.5 bar. The relief is very sensitive. Of course, it can be adjusted to certain values during the winding process so that a certain course of the line pressure and thus the winding hardness can be precisely set.

Die Erfindung ist grundsätzlich für jede Art von achsloser
Wickelmaschine anwendbar, d.h. für Wickelmaschinen mit nur einer einzigen Tragwalze, aber auch mit mehreren Tragwalzen, und auch mit einer Reiterwalze.The invention is basically applicable to any type of axleless
Winding machine applicable, ie for winding machines with only a single support roller, but also with several support rollers, and also with a rider roller.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind insgesamt vier verschiedene Ausführungsformen gezeigt, und zwar stets in einer Seitenansicht.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. A total of four different embodiments are shown, always in a side view.

Die in Fig. 1 gezeigte Wickelmaschine weist zwei Tragwalzen 1, 2 auf. Beide Walzen sind in Pfeilrichtung angetrieben. Tragwalze 1 ist von einer Papierbahn 5 umschlungen. Die Papierbahn 5 wird in der Figur von links nach rechts an die Tragwalze herangeführt. Sie wird zur Rolle 6 aufgerollt. Die Rolle 6 hat einen hier nicht dargestellten Wickelkern beispielsweise aus einer Papphülse. Die rechte Tragwalze 2 ist somit von der Papierbahn nicht umschlungen. Auf der Rolle 6 lastet eine Reiterwalze 4.The winding machine shown in Fig. 1 has two support rollers 1, 2. Both rollers are driven in the direction of the arrow. Support roller 1 is wrapped around a paper web 5. In the figure, the paper web 5 is guided from left to right to the support roller. It is rolled up to the roll 6. The roll 6 has a winding core (not shown here), for example made of a cardboard tube. The right support roller 2 is therefore not wrapped around by the paper web. A rider roller 4 rests on the roll 6.

Zwischen den beiden Tragwalzen 1, 2 ist ein Blasraum 7 gebildet. Dieser ist begrenzt durch die Mantelflächen der beiden Tragwalzen 1, 2, ferner durch eine Sperrwand 8, die mittels Dichtleisten 9, 10 an den Mantelflächen der Walzen 1, 2 abgedichtet sind, sowie durch je eine stirnseitige Trennwand 11 an den beiden Enden der Wickelmaschine. Man erkennt ferner einen Druckluftanschluß 12. Der im Blasraum 7 herrschende Luftdruck erzeugt eine nach oben gerichtete Druckkraft, die durch den Pfeil 13 veranschaulicht ist. Diese wirkt auf einen kleinen Sektor der Mantelfläche der Rolle 6, wodurch es zu einer Entlastung der beiden Tragwalzen 1, 2 je nach Größe des eingestellten Luftdruckes kommt.A blowing chamber 7 is formed between the two support rollers 1, 2. This is limited by the outer surfaces of the two support rollers 1, 2, by a barrier wall 8, which is sealed by means of sealing strips 9, 10 on the outer surfaces of the rollers 1, 2, and by a front-side partition wall 11 at each end of the winding machine. A compressed air connection 12 can also be seen. The air pressure prevailing in the blowing chamber 7 generates an upward pressure force, which is illustrated by the arrow 13. This acts on a small sector of the outer surface of the roll 6, which relieves the load on the two support rollers 1, 2 depending on the level of the set air pressure.

Zwischen der Dichtleiste 9 und der Tragwalze 1 läuft ja die Papierbahn 5 hindurch. Aus diesem Grunde kann es zweckmäßig sein, die Dichtleiste 9 in besonderer Weise zu gestalten.The paper web 5 runs between the sealing strip 9 and the support roller 1. For this reason, it may be expedient to design the sealing strip 9 in a special way.

Es besteht grundsätzlich eine gewisse Gefahr, daß die Druckluft aus dem Blasraum 7 zwischen die einzelnen, aufgewickelten Papierlagen eindringt. Deswegen kann es zweckmäßig sein, die Tragwalze 1 mit einer besonderen Oberfläche zu versehen, z. B. aus Gummi. Die Oberfläche paßt sich sodann den Profildicken-Schwankungen der Bahn 5 besser an und wirkt dem Lufteinzug entgegen.There is always a certain risk that the compressed air from the blowing chamber 7 will penetrate between the individual wound-up paper layers. It may therefore be advisable to provide the support roller 1 with a special surface, e.g. made of rubber. The surface then adapts better to the profile thickness fluctuations of the web 5 and counteracts the ingress of air.

Das Problem wird völlig vermieden, wenn man die Ausführungsform gemäß Fig. 2 verwendet. Auch dort erkennt man eine erste Tragwalze 1, die von der Papierbahn umschlungen ist, ferner die Papierrolle 6 sowie die Reiterwalze 4. Jedoch sind zusätzlich zu der ersten Tragwalze 1 zwei weitere Tragwalzen 2, 3 vorgesehen. Diese dienen dazu, den Blasraum 7 zu bilden. Auch hier ist wieder eine Trennwand 8 vorgesehen. Beide Dichtleisten 9, 10 können an den Mantelflächen der Tragwalzen 2, 3 anliegen. An keiner der Dichtleisten wird die Papierbahn vorbeigeführt, so daß diese Ausführungsform weitgehend unproblematisch ist. Außerdem besteht keine Gefahr, daß die Druckluft aus dem Blasraum 7 zwischen die Papierlagen gelangt. Die Tragwalzen 2, 3 können bezüglich Tragwalze 1 beweglich gelagert sein. Eine dieser beiden Tragwalzen wird möglicherweise erst bei mittlerem Rollendurchmesser an die Papierrolle 6 angenähert bzw. angelegt, wodurch erst dann der Überdruckbereich wirksam werden kann.The problem is completely avoided if the embodiment according to Fig. 2 is used. There, too, one can see a first support roller 1, which is wrapped around the paper web, as well as the paper roll 6 and the rider roller 4. However, in addition to the first support roller 1, two further support rollers 2, 3 are provided. These serve to form the blowing chamber 7. Here, too, a partition wall 8 is provided. Both sealing strips 9, 10 can rest on the outer surfaces of the support rollers 2, 3. The paper web is not guided past any of the sealing strips, so that this embodiment is largely unproblematic. In addition, there is no danger of the compressed air from the blowing chamber 7 getting between the paper layers. The support rollers 2, 3 can be movably mounted with respect to the support roller 1. One of these two support rollers may only be brought closer to or placed on the paper roll 6 when the roll diameter is medium, whereby the overpressure area can only then become effective.

Ähnliche Vorteile hat die Ausführungsform gemäß Fig. 3. Dort sind wiederum nur zwei Tragwalzen 1, 2 vorgesehen. Diese können auch unterschiedliche Durchmesser haben. Der Blasraum 7 wird hierbei aus der kleineren Tragwalze 2 sowie einer Sperrwand 8 gebildet. Die Sperrwand 8 ist wieder mittels Dichtleisten 9 und 10 abgedichtet, und zwar zum einen an der Mantelfläche der Tragwalze 2, zum anderen an der Papierrolle 6.The embodiment according to Fig. 3 has similar advantages. Here, only two support rollers 1, 2 are provided. These can also have different diameters. The blowing chamber 7 is formed from the smaller support roller 2 and a barrier wall 8. The barrier wall 8 is again sealed by means of sealing strips 9 and 10, on the one hand on the outer surface of the support roller 2, and on the other hand on the paper roll 6.

Bei der Aus führungs form gemäß Fig. 4 ist das Dichtungsproblem auf besonders elegante Weise gelöst. Hierbei sind drei Tragwalzen 1, 2 und 3 vorgesehen. Der Blasraum ist gebildet aus den beiden Tragwalzen 2, 3 sowie aus drei weiteren Walzen 20, 21 und 22; diese sind parallelachsig zu den beiden Tragwalzen 2, 3 angeordnet und liegen mit ihren Mänteln aneinander bzw. an den Mänteln der Tragwalzen 2 und 3 an. Es bedarf somit keiner Dichtleisten, womit eine gleitende oder schleifende Dichtung vermieden wird. Es müssen lediglich noch die Stirnseiten abgedichtet werden durch entsprechende Sperrwände.In the embodiment according to Fig. 4, the sealing problem is solved in a particularly elegant way. Here, three support rollers 1, 2 and 3 are provided. The blowing chamber is formed by the two support rollers 2, 3 and three further rollers 20, 21 and 22; these are arranged parallel to the two support rollers 2, 3 and their shells rest against each other or against the shells of the support rollers 2 and 3. This means that no sealing strips are required, which avoids a sliding or grinding seal. Only the front sides need to be sealed using appropriate barrier walls.

Es versteht sich, daß statt der genannten drei weiteren Walzen 20, 21 und 22 auch nur eine einzige weitere Walze, z. B. die Walze 20, vorgesehen werden kann. In diesem Falle ist der Blasraum 7 durch die Walzen 2, 20 und 3 abgegrenzt, außerdem wieder durch Stirnwände.It goes without saying that instead of the three additional rollers 20, 21 and 22 mentioned, only one additional roller, e.g. roller 20, can be provided. In this case, the blowing chamber 7 is delimited by the rollers 2, 20 and 3, and also by end walls.

Ganz allgemein läßt sich die Erfindung auch dazu ausnutzen, den Entlastungsdruck - und damit die Linienkraft - der Papierrolle über die Bahnbreite variabel zu beeinflussen. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erzielen, daß der Blasraum - über seine Längserstreckung, also in Achsrichtung der Papierrolle 6 gesehen - in mehrere Zonen unterteilt wird. Diese Zonen können mit Druckluft unterschiedlichen Druckes beaufschlagt werden.In general, the invention can also be used to variably influence the relief pressure - and thus the line force - of the paper roll across the width of the web. This can be achieved, for example, by dividing the blowing chamber - along its length, i.e. in the axial direction of the paper roll 6 - into several zones. These zones can be pressurized with compressed air at different pressures.

Ganz allgemein ließe sich natürlich auch eine Mehrzahl von Blasdüsen unter der Papierrolle 6 anordnen, die wiederum in Achsrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sind. Diese Blasdüsen könnten bezüglich des Luftdurchsatzes bzw. des Luftdruckes unterschiedlich betreibbar sein.Generally speaking, a plurality of blow nozzles could of course also be arranged under the paper roll 6, which in turn are arranged next to one another in the axial direction. These blow nozzles could be operated differently with regard to the air flow rate or the air pressure.

29.10.91
DrW/MJ29.10.91
DrW/MJ

Claims

Lawyer’s file: R 4892

J.M. VOITH GmbH

Heidenheim

Keyword: "Compressed air relief"

EXPECTATIONS

1. Winding machine for the axle-less winding of a web, in particular a paper web, into a roll, having the following features:

1.1 at least one support roller

1.2 a device for relieving one or more
Supporting rollers from the weight of the roller

1.3 a facility for bringing the track to the
support roller or one of the support rollers;
characterized by the following features:

1.4 the relief device comprises a device for applying compressed air to the outer surface of the roller (6) in order to achieve the desired relief.

2. Winding machine according to claim 1, characterized by the following features:

2.1 A blowing chamber (7) is provided;

2.2 The blowing chamber (7) is delimited by the outer surfaces of two support rollers (1, 2; 2, 3), furthermore by a barrier wall (8) which bridges the gap between the outer surfaces of the two support rollers (1, 2; 2, 3) and, if necessary, seals against them, as well as by two end walls;

2.3 The blowing chamber (7) has a compressed air connection (12).

3. Winding machine according to claim 2, characterized in that two support rollers (2, 3) are provided to delimit the blowing space (7), which are not wrapped by the web (5).

4. Winding machine according to claim 3, characterized in that of the two support rollers (2, 3) delimiting the blowing chamber (7), at least one can be positioned against the paper roll.

5. Winding machine according to claim 1, characterized in that the blowing chamber is formed from a support roller (2) around which the web does not wrap, a barrier wall (8) which rests sealingly on this support roller (2) and on the roller (6), and from two end walls.

6. Winding machine according to claim 1, characterized in that the blowing chamber (7) is formed from the roll (6), from two support rollers (2, 3), from an odd number of rollers (20, 21, 22) which are arranged parallel to the axes of the mentioned support rollers (2, 3) and which rest against the outer surfaces of the sealing gaps to form these, and from two end walls.

7. Winding machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the device for applying compressed air to the outer surface of the roll (6) - seen over the roll axis - can be acted upon in a controllable manner.

29. 10.1991
DrW/MJ