Wickelvorrichtung für Bahnen aus Papier oder Karton

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Wickeleinrichtung für Papier oder Karton mit mindestens zwei achsparallelen Unterstützungselementen für den Bahnwickel, die sich mindestens über die Länge des Bahnwickels (T) erstrecken und von denen mindestens eines eine Tragwalze (2) ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das andere Unterstützungselement einen starren Träger (4) aufweist, der den Bahnwickel über eine rotierbar um den Träger herum angeordneten oder geführten schlauchartigen Mantel (7, 7') und einen mit ihm verbundenen und hydrodynamisch in bezug auf den Mantel (7, 7') wirksamen Tragschuh (5, 5') führt, der 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.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus DE 32 21 929 C3. Solche sogenannte Doppel-Tragwalzen-Wickeleinrichtungen haben 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.

[0002] Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wickeleinrichtung zu schaffen, bei der zwei Unterstützungselemente so angeordnet oder aufgebaut sind, daS der Liniendruck auf den Bahnwickel relativ gering bleibt, so daS verhältnismäßig große Durchmesser des Wickels erreichbar sind.

[0003] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0004] Es sind zwar schon Preßvorrichtungen mit Walzen oder walzenähnlichen Preßelementen bekannt, bei denen das eine Preßelement eine sogenannte Schlauchwalze ist (siehe US 45 63 245). Dabei ist das eine Preßelement ein von einem Preßschuh angepreßter schlauchförmiger umlaufender Mantel, wobei Mantel und Preßschuh von einem starren, oft rohrförmig ausgebildeten Träger gehalten sind. Erfindungsgemäß ist aber erkannt worden, daS diese für Preßeinrichtungen an sich gedachte Vorrichtung auch erfindungsgemäß mit entsprechenden Abwandlungen einsetzbar ist, um den Liniendruck der Wickel zu verringern.

[0005] Dabei wird vorzugsweise so vorgegangen, daS der Preßschuh jeweiligen Lage bzw. der Größe des Wickels angepaßt wird, um jeweils immer eine ausreichende Führung und Unterstützung desselben zu haben.

[0006] Dabei kann man einmal so vorgehen, daß man den Preßschuh (oder hier besser Tragschuh) entlang einem Umfangskreis verschiebt, wobei man vorzugsweise den Tragschuh fest mit einem - günstigerweise zylinderförmigen - Träger verbindet, der dann um seine Längsachse gedreht wird, um den Tragschuh in die erforderliche Stellung zu schwenken. Man kann auch den Tragschuh schwenkbar an einem zentralen Träger anordnen, welcher auch hohlzylinderförmig ausgebildet sein kann. Als Hubelemente können dann hydraulische Kolben-Zylindereinheiten dienen. Es ist auch möglich, Druckschläuche zwischen dem Träger und dem Tragschuh vorzusehen. Diese haben den Vorteil, daß sie den Tragschuh über seine ganze Länge unterstützen. Um eine Durchbiegung desselben zu verhindern, kann er dann dünner ausgebildet sein, als wenn an seinen Enden Kolbenstangen angreifen würden.

[0007] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Beispiele erläutert; dabei stellt

Figur 1 und 2

jeweils eine prinzipielle Stirnansicht - teils im Schnitt - einer ersten erfindungsgemäßen Einrichtung,

Figur 3

eine ebensolche Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform und

Figur 4

eine weitere Variante

dar.

[0008] Gemäß Fig. 1 ist für den flexiblen schlauchartigen Mantel 7 ein kreiszylindrischer hohler Träger 4 vorgesehen, der noch Unterstützungselemente 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 führen. An einer Stelle ist an dem Träger 4 ein sich über die Länge des Trägers bzw. über die Papierbahnbreite erstreckender Tragschuh 5 befestigt, der eine Lauffläche - in bezug auf den Bahnwickel (W', siehe Fig. 3) -, 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. Die - insoweit starre - Tragwalze 2 für den Wickel ist angetrieben. Die Wickelhülse 9 wird hier durch eine Andruckrolle 21 an die tragenden Oberflächen gepreßt. Bei dieser Anordnung kann vorzugsweise der flexible schlauchartige Mantel 7 angetrieben sein, z.B. durch Stirnscheiben entsprechend der DE 38 06 350 C2. Es ist auch möglich, einen Reibantrieb über den Umfang des Mantels, 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).

[0009] 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.

[0010] 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 Doppeltragwalzen-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 Doppeltragwalzen-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 abstützt, 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.)

[0011] In Fig. 2 ist die oberste Stellung des Tragschuhes 5 bei vollendetem Wickeldurchmesser dargestellt. In den Figuren sind noch Schmiermittelleitungen 38 für den Tragschuh 5 und weitere Tragleisten angedeutet. Es ist auch möglich - bei durch Tragscheiben und stirnseitigen Enden des Mantels abgedichtetem Mantel - diesen mittels Druckluft unter einen inneren Überdruck zu setzen, so daß er ohne Führung durch Tragleisten 6 verhältnismäßig "rund" um den Träger 4 umläuft.

[0012] Wie aus Fig. 2 erkennbar, wird der Tragschuh 5 so angeordnet, daß er das Hauptgewicht des Tambours T im verhältnis zur weiteren Tragwalze 2 aufnimmt.

[0013] Ein notwendiger Schmierfilm zur Überwindung des Losbrechmomentes 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 diesen Zustand ohnehin aufrecht erhält. Den "Durchmesser" der Mantelwalze - des flexiblen Walzenmantels - sollte man relativ groß wählen, z.B. größer als 800 mm. Dadurch wird die notwendige Umdrehungszahl, um einen bestimmten Tambourdurchmesser herzustellen, verhältnismäßig geringer, so daß die Lebensdauer des Mantels erhöht wird.

[0014] Man kann auch günstigerweise für den Fall der Fig. 1 vorsehen, daß der Mantel elektrostatisch aufgeladen wird, um den Bahneinzug und die Bahntrennung zu unterstützen.

[0015] Eine Schwenkvorrichtung können Hebel sein, die an den stirnseitigen Enden des Trägers 4 angreifen und die zum Beispiel durch hydraulische Hubelemente betätigt werden.

[0016] In Fig. 3 ist entsprechend der Darstellung in Fig. 1 eine Variante dargestellt, bei welcher der Tragschuh 5' auf dem rohrförmigen Träger 4' mit kreiszylindrischem Querschnitt verschwenkbar um eine zur Längsachse des Trägers bzw. des Bahnwickels parallele Achse angeordnet ist. Die Verschwenkbewegung wird durch hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten 27 bewirkt, 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 weiteres Tragelement ist in diesem Falle ein hydrodynamisch wirksamer 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 Umfang 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.

[0017] 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 befindlichen Bereich einen Tragteil 10 mit konvex gewölbter Tragfläche auf, um die Wickelhülse und den Wickel kleinen Durchmessers zu tragen. Sobald der Bahnwickel eine gewisse Größe erreicht hat, wird der Tragschuh in die strichpunktiert dargestellte Position 7'' um Achse 34 hochgeschwenkt, um ein einwandfreies Führen und Tragen des Wickels zu gewährleisten.

[0018] Praktisch wird hier durch das Verschwenken des Tragschuhes das gleiche erreicht wie bei der Einrichtung nach Figur 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.

[0019] Wählt man einen sehr großen Durchmesser des flexiblen Mantels 7 bzw. 7' von mindestens 1500 mm, und ordnet die "zweite Tragwalze" 2 relativ weit oben in bezug auf den flexiblen Mantel an, kann man die Flächenpressung sehr weitgehend vermindern und somit einen sehr großen Bahnwickel-Durchmesser zulassen.

[0020] Man kann auch noch, wie strichpunktiert angedeutet, mittels - strichpunktiert dargestellten - 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 geringer und man kann den Außendurchmesser des hohlzylindrischen Tragkörpers 4' - bei gegebenem Durchmesser des flexiblen Mantels - eventuell größer ausführen.

[0021] Man kann auch durch ein Schutzblech 31 das Anlaufen des Mantels 7' an "eckigen" Teilen (wie die Halterung der Kolben-Zylinder-Einheit 27) vermeiden.

[0022] In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Walzen auf einem zweiarmigen Hebel 54 angeordnet sind, wobei sich der Träger 4, 55 des flexiblen Mantels 7 auf dem einen Arm und die starre Tragwalze 2 auf dem anderen Arm mit jeweils zugeordneten Lagern 58 bzw. 59 befinden. Solche Hebel sind natürlich an beiden Enden der Walzen vorgesehen. Die Verstellung der Hebel erfolgt mittels Hubelementen 52, vorzugsweise hydraulischen 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 unterschiedlichen Wickeldurchmesser vornehmen. Auf jeden Fall kann eine genaue Anpassung der Position der Tragwalzen hinsichtlich vibrationsfreiem Betrieb der Anordnung erfolgen.

[0023] Es ist hier die Variante gemäß den Figuren 1 und 2 berücksichtigt, wobei der Träger 4 über Achsstummel 55 aufgelagert ist.

Ansprüche

1. Wickeleinrichtung für Papier oder Karton mit mindestens zwei achsparallelen Unterstützungselementen für den Bahnwickel, die sich mindestens über die Länge des Bahnwickels (T) erstrecken und von denen mindestens eines eine Tragwalze (2) ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Unterstützungselement einen starren Träger (4) aufweist, der den Bahnwickel über eine rotierbar um den Träger herum angeordneten oder geführten schlauchartigen Mantel (7, 7') und einen mit ihm verbundenen und hydrodynamisch in bezug auf den Mantel (7, 7') wirksamen Tragschuh (5, 5') führt, der 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.

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschuh (5) entlang dem Umfangskreis des zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildeten Trägers (4) verschieblich angeordnet ist.

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

4. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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) zugewandten Bereich eine konvexe Tragfläche (10) für die Wickelhülse (9) und den entstehenden Bahnwickel (W') sehr kleinen Durchmessers aufweist.

5. Wickelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Tragschuh (5') und Träger (4') mindestens ein hydraulisches oder pneumatisches Hubelement (27) zum Verschwenken des Tragschuhes (4') um die genannten Achsen angeordnet ist.

Zeichnung