Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Faserstoffbahn

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, beispielsweise Tissuebahn, wobei die Bahn über eine Tragtrommel geführt und in weiterer Folge auf einer Wickeleinrichtung aufgewickelt wird.

[0002] Derartige Vorrichtungen sind bei der Herstellung von Papierbahnen seit langem bekannt. Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass entweder der Anpressdruck des Tambours an die Tragwalze derart ist, dass der Tambour durch die durch Reibung erzeugte Kraft angetrieben wird, wie dies z.B. die US 5,611,500 A (Smith) oder die US 5,845,868 A (Klerelid et al.) zeigen, oder wenn ein separater Antrieb des Tambours vorgesehen wird, wie z.B. bei der DE 197 48 995 A1 (Voith), kann die Anpresskraft nicht exakt eingestellt werden, da zu viele Stellen vorliegen, an denen nicht kalkulierbare Verluste z.B. durch Reibung entstehen. Der vorgegebene Druck, der in den Anpressdruckzylindern eingestellt wird, definiert daher nicht die tatsächliche Anpresskraft zwischen Tragtrommel und Tambour. Speziell bei Tissuepapier mit hohem Volumen ist eine geringe Anpresskraft erwünscht, um das hohe Volumen nicht durch den Anpressdruck wieder zu zerstören. Bei den bisherigen konventionellen Einrichtungen ist die Anpresskraft jedoch nur ungenau einstellbar und die Verluste durch Reibung in den Mechanikteilen liegen bereits über dem erforderlichen Anpressdruck, so dass eine exakte Regelung nicht erfolgen kann. Weiters beschreibt die US 6,036,137 einen Apparat, bei dem Papier aufgewickelt wird, wobei hier die Nipkraft aus der Position von Tragrolle und Tambour unter Berücksichtigung der auf dem Tambour befindlichen Papiermenge (Radius der Rolle) und weiterer Papierparameter (u.a. Kompressibilität) berechnet wird. Weiters soll primär der Zusammenhang zwischen dem Radius und einer gewünschten Position des Anstellzylinders als Maß genommen werden. Dies führt jedoch speziell bei Tissuepapier zu unerwünschten ungleichmäßigen Lagen, da hier das gekreppte Papier teilweise zusammengedrückt wird und keine klare Korrelation von Papiermenge und B. Kompressibilität gegeben ist. Ebenfalls wird hier der Tambour lediglich auf den Schienen durch spezielle Arme derart festgehalten, dass er nicht weiterrollen kann. Die US 4,697,755 beschreibt einen Umroller, bei dem über einen Druckfühler ein Tragarm für die Rolle gesteuert wird. Auch hier liegt der Tambour (die Rolle) nicht auf einer Kraftmesseinrichtung auf, so dass hier ebenfalls nur sehr ungenau die Nipkraft gemessen werden kann. Weiters wird hier auch die Zugspannung des Materials (Ptastikfilm oder Papier) gemessen, was insbesonders bei Tissuepapier wegen der Kreppung nicht möglich ist.

[0003] Weiters beschreibt die US 4,552,317 einen Aufwickter für eine Kunststoffbahn, bei dem Kraftmesseinrichtungen vorgesehen sind, die das Gewicht der Rolle messen. Mittels eines Winkelgebers wird dann die Anpresskraft errechnet. Ziel dieser Ausführung ist es, lineare Einstellungen zu erreichen. Auch dieses System ist für die Produktion von Tissuepapier viel zu ungenau. Auch bei der DE 36 27 463 wird der Druck durch die Messung der Position und mittels anderen Vorgabegrößen errechnet. Bei der JP 61 075758 und der JP 61 155147 wird die Kraft gegen eine feststehend Wand bestimmt, aus der dann eine Nipkraft berechnet wird. Eine direkte Messung ist mit dieser Unordnung nicht möglich. Die DE 198 18 816 betrifft eine Wickelmaschine, bei der der Tambour auf den Schienen aufliegt und ebenfalls der Durchmesserzuwachs gemessen wird. Die DE 33 47 733 stellt eine Aufwickelvorrichtung dar, bei der ebenfalls die Position der Walze bestimmt wird. Auch bei der Anlage gemäß der DE 197 48 995 wird die Position des Tambours durch eine Durchmessermessung bestimmt Die DE 38 05 950 beschriebt einen Umroller bei dem die Anpresswalzen über Hydraulikzylinder angepresst und der Pressdruck gemessen wird.

[0004] Ziel der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei der auch bei kleinen Anpressdrücken eine gute Regelbarkeit während des Aufwickelvorgangs gegeben ist.

[0005] Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass der Tambour, vorzugsweise während des gesamten Aufrollvorganges, mit seinen Achsenenden auf Kraftmesseinrichtungen zur Messung von Horizontalkräften zur verlustfreien Messung der Nipkraft gelagert ist. Damit wird eine direkte und verlustfreie Messung der Anpresskraft möglich, wobei auch eine gleichmäßige Papierqualität über den gesamten Aufwickelvorgang gewährleistet werden kann.

[0006] Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtungen in einer horizontal verschiebbaren Haltevorrichtung vorgesehen sind. Somit kann eine gleichbleibende Kraftrichtung und einfache Übertragung der (geregelten) Druckkraft gewährleistet werden.

[0007] Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Tambour, vorzugsweise während des gesamten Aufrollvorganges, auf Kraftmesseinrichtungen gelagert ist. Damit wird eine direkte und verlustfreie Messung der Anpresskraft möglich, wobei auch eine gleichmäßige Papierqualität über den gesamten Aufwickelvorgang gewährleistet werden kann.

[0008] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal verschiebbare Haltevorrichtung mit Tragrollen versehen ist, die in Führungsprofilen laufen, wobei die Führungsprofile durch ein vertikal laufendes Band abgedichtet sind. So wird eine sichere und reibungsarme Verschiebung gewährleistet, die eine exakte Anpassung der Druckkraft auch bei kleinen Werten ermöglicht.

[0009] Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband aus Gewebe, Kunststoff oder Stahl besteht. Auf diese Weise kann je nach Anforderung und Umgebung jeweils die günstigste Ausführung gefunden werden.

[0010] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das vertikal laufende Band als Endlosband ausgeführt ist und über zwei an den Enden der Führungsprofile vorgesehenen Rollen umgelenkt wird. So wird eine reibungsfreie Dichtung erzielt.

[0011] Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen Trapeznuten zur Führung des Bandes aufweisen, wobei das Endlosband mindestens ein trapezförmiges Profil aufweist, das in die Trapeznuten der Umlenkrollen eingreift. Auf diese Weise ist eine sehr gute seitliche Führung des Bandes möglich, wobei keine Reibungsverluste und kein seitliches Verlaufen auftreten kann.

[0012] Mit all diesen Maßnahmen lässt sich eine exakte Messung und ein Konstanthalten des Anpressdruckes im Nip praktisch zu jedem Zeitpunkt des Aufwickelvorgangs gewährleisten.

[0013] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 eine Anlage gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 4,

[0014] Fig. 6 einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in Fig. 4 und Fig. 7 einen Ausschnitt gemäß Kreis VII in Fig. 6 darstellt.

[0015] Anhand von Fig. 1 wird nun die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben. Die Wickelwelle (Tambour) 1 wird über eine Absenkvorrichtung 2 in den Primärarm 3 eingelegt und hydraulisch senkrecht über der Tragtrommel 4 festgeklemmt. Auf der Führerseite FS ist ein Getriebemotor 6, der auf einer Platte in Achsrichtung verschiebbar angeordnet ist, montiert. Dieser wird mit der Wickelwelle 1 gekuppelt, um diese auf Maschinengeschwindigkeit zu bringen.

[0016] Der Primärarm 3 wird nun mittels einer Schwenkeinrichtung 7 solange um die Achse der Tragtrommel 4 gedreht, bis die Wickelwelle 1 auf dieser aufsetzt. Dabei übernimmt die Wickelwelle 1 mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung die Papierbahn P in voller Breite und beginnt sie aufzuwickeln und vergrößert dabei ihren Durchmesser. Die erforderliche Anpresskraft zwischen Wickelwelle 1 und Tragtrommel 4 wird über Hydraulikzylinder 8, die mit einer Kraftmesseinrichtung ausgerüstet sind, aufgebracht und geregelt. Dabei wird auch die Kompensation des Gewichtes der Wickelwelle 1 berücksichtigt. Der Primärarm 3 wird nun weiter um die Achse der Tragtrommel 4 geschwenkt bis die Wickelwelle 1 in eine horizontale Lage kommt. Dabei nimmt die Dicke der Papierrolle kontinuierlich bis maximal 350 mm zu. Der äußere Teil des Primärarms 3 bewegt sich dabei teleskopartig nach außen. Er ist auf Rollenlager 9 geführt, um die Reibungseinflüsse auf die Nipkraft möglichst gering zu halten. Der Papierwickel wird auf eine horizontal verschiebbare Haltevorrichtung 11 aufgesetzt und festgeklemmt.

[0017] Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1. Die Haltevor richtung 11 besteht aus einem Aufnahmeteil 12 mit zwei hydraulisch betätigten Klemmhebeln 13, 14 und sitzt auf einer Kraftmesseinrichtung 16 die ihrerseits wieder auf dem Verschiebeteil 17 montiert ist. Die gesamte Einheit wird auch Sekundärarm 10 genannt. Auf der Triebseite TS ist nun ein in Achsrichtung verschiebbarer Getriebemotor 18 mit der Haltevorrichtung 11 verbunden. Sobald der Papierwickel in horizontaler Lage ist, wird dieser Antrieb 18 auf der Triebseite TS an die Wickelwelle 1 angekuppelt und der Antrieb 6 im Primärarm 3 ausgekuppelt. Während des weiteren Wickelvorganges wird über den Sekundärarm 10 die horizontale Nipkraft (Anpresskraft zwischen Tambour 1 und Tragrolle 4) über je einen Hydraulikzylinder 19 auf Führerseite FS und Triebseite TS erzeugt und über die Kraftmesseinrichtungen geregelt.

[0018] Während des weiteren Wickelvorganges im Sekundärarm 10 wird im Primär arm 3 die nächste Wickelwelle 1 vorbereitet. Sobald der Papierwickel die gewünschte Größe erreicht hat, wird er von der Tragtrommel 4 weggezogen, die neue Wickelwelle 1 im Primärarm 3 in die Anwickelposition auf die Tragtrommel 4 gesetzt und die volle Papierbahn P übernommen. Nach dem Ausstoßen der fertigen Papierrolle aus dem Sekundärarm 10 bewegt sich dieser wieder zur Tragtrommel 4 und übernimmt dann die neue Wickelwelle 1 aus dem Primärarm 3. Die Kraftmesseinrichtungen 16 sind derart gestaltet, dass sie nur die tatsächlich aufgebrachten Horizontalkräfte im Nip zwischen Tambour 1 und Tragtrommel 4 erfassen. Vertikalkomponenten aus den Antrieben bzw. aus dem sich veränderten Eigengewicht des Papierwickels beeinflussen die Messwerte nicht. Die erfassten Messwertsignale steuern die Bewegung der beiden Hydraulikzylinder 19, sodass dafür gesorgt ist, dass ein absoluter Parallellauf der Sekundärarme 10 auf Führerseite FS und Triebseite TS sowie ein vorgewählter Nipkraftverlauf (konstant oder veränderlich) über den gesamten Wickelvorgang gesichert ist. Der Verschiebeteil 17 des Sekundärarms 10 ist auf horizontal laufenden Tragrollen 21 gelagert, die in Führungsrollen 20 laufen, um auch hier die Reibungseinflüsse gering zu halten.

[0019] Fig. 3 zeigt nun einen Ausschnitt aus Fig. 1, der den Sekundärarm 10 darstellt. Man kann hier einerseits die Tragrolle 4 und Wickelwelle 1 mit einem bereits teilweise aufgewickelten Papierwickel erkennen. Die Anpresskraft A kann über die Kraftmesseinrichtung 16 unabhängig von der Position und verlustfrei gemessen werden, da keine verlustbehafteten Zwischenelemente vorhanden sind. Während des Wickelvorgangs wird der Verschiebeteil 17 des Sekundärarms 10 durch die Hydraulikzylinder 19 verschoben, so dass immer die, gleiche Anpresskraft A der Wickelwelle 1 gegen die Tragrolle 4 wirkt. Die jeweilige Position des Sekundärarms 10 wird dabei durch in den Zylindern 19 integrierte Meßsysteme erfasst.

[0020] Um das Volumen der Papierbahn P nicht zu zerstören werden sehr geringe Anpresskräfte (bis minimal ca. 0,1 N/mm) angewandt. Mittels der Tragrollen 21 kann eine Verschiebung des Verschiebeteils 17 mit geringsten Reibungsverlusten erzielt werden.

[0021] Diese Tragrollen 21 werden vor Verschmutzung durch eine spezielle Einrichtung geschützt, wie sie aus Fig. 4 (Schnitt IV-IV in Fig. 1) erkennbar ist. Sie besteht aus zwei Umlenkrollen 22 pro Führungseinheit 26 (insgesamt 8 Umlenkrollen für eine Anlage), wobei eine Rolle 22 spannbar ist. Um die Umlenkrollen 22 läuft ein Endlosband 23 aus Gewebe, Kunststoff oder Stahl. An diesem Band 23 sind die Tragrollen 21 befestigt, wobei hier beispielhaft nur eine Tragrolle 21 dargestellt ist.

[0022] Fig. 5 zeigt nun einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 4, wobei hier der Aufbau der Tragrollen 21 erkennbar ist. Die Tragrollen 21 laufen dabei auf Schienen 27. Auf der Ober- und Unterseite sind die Flächen 28 des Führungsprofils 26 erkennbar. Auch kann man hier das Endlosband 23, an dem die Tragrollen 21 befestigt sind und das auf der anderen Seite ebenfalls dicht an den Wandflächen 28 des Führungsprofils 26 entlang bewegt wird, gut erkennen.

[0023] Fig. 6 zeigt nun einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in Fig. 4, der durch eine Umlenkwalze 22 gelegt ist. Die Umlenkwalzen 22 sind mit beispielsweise je zwei Trapeznuten versehen, wobei auf dem Endlosband 23 beispielsweise ebenfalls zwei Trapezprofile 24 aufgebracht sind, die in die Nuten der Umlenkrollen 22 eingreifen und damit ein seitliches Verlaufen verhindern. Die Anzahl der Nuten kann je nach Bandbreite variieren.

[0024] Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt VII in Fig. 6. Man erkennt hier sehr deutlich seitliche Schlitze 25 an der Wand 28 des Führungsprofils 26 die zur Führung der Bänder 23 sowie zur Abdichtung dienen. Zusätzlich wird der durch diese Vorrichtung geschaffene Hohlraum 29 durch stetiges Einblasen von Druckluft vor Eindringen von Staub geschützt.

[0025] Die Messung und Regelung der Nipkraft kann somit auch bei kleinsten Anpressdrücken sehr gut und sicher durchgeführt werden.

[0026] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Neben Hydraulikzylindern können z.B. auch Pneumatikzylinder eingesetzt werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, beispielsweise Tissuebahn, wobei die Bahn Ober eine Tragtrommel (4) geführt und in weiterer Folge auf einer Wickelwelle (1) einer Wickeleinrichtung aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelwelle des Tambours mit ihren Achsenenden auf einer horizontal verschiebbaren Haltevorrichtung (11) festgeklemmt ist und dass die Achsenenden der Wickelwelle und die Haltevorrichtung (11) auf Kraftmesseinrichtungen (16) zur Messung von Horizontalkräften zur verlustfreien Messung der Nipkraft gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal verschiebbare Haltevorrichtung (11) mit Tragrollen (21) versehen ist, die in Führungsprofilen (26) laufen, wobei die Führungsprofile (26) durch ein vertikal laufendes Band (23) abgerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband (23) aus Gewebe, Kunststoff oder Stahl besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikal laufende Band (23) als Endlosband ausgeführt ist und über zwei an den Enden der Führungsprofile (26) vorgesehenen Umlenkrollen (22) verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen (22) Trapeznuten zur Führung des Bandes (23) aufweisen, wobei das Endlosband (23) mindestens ein trapezförmiges Führungsprofil (24) aufweist, das in die Trapeznuten der Umlenkrollen (22) eingreift.

Claims

1. Device for continuous reeling of a pulp web, particularly a paper web, e.g. a tissue web, where the web runs over a reel drum (4) and is then wound on a winding shaft (1) in a winding unit, characterised by the winding shaft (1) of the reel spool being clamped on a horizontally adjustable holding device (11) with its axle arms and the axle arms of the winding shaft and the holding device (11) resting on load-sensing units (16) for measuring horizontal forces for the purpose of measuring the nip force without losses.

2. Device according to Claim 1, characterised by the horizontally adjustable holding device (11) being provided with support rollers (21) that run in guide profiles (26), where the guide profiles (26) are sealed off by a vertically moving belt (23).

3. Device according to Claim 2, characterised by the endless belt (23) being made of woven fabric, synthetic material or steel.

4. Device according to one of Claims 2 or 3, characterised by the vertically moving belt (23) being an endless belt and by being guided over two deflection rolls (22) provided at the ends of the guide profiles (26).

5. Device according to Claim 4, characterised by the deflection rolls (22) having trapezoidal grooves to guide the belt (23), with the endless belt (23) having at least one trapezoidal guide profile (24) that meshes into the trapezoidal grooves in the deflection rolls (22).

Revendications

1. Dispositif d'enroulement continu d'une nappe de pâte fibreuse, surtout d'une nappe de papier, p. ex. de papier ouate, où la nappe est guidée sur un tambour-porteur (4) et est par la suite enroulée sur l'arbre d'enroulement (1) d'un dispositif enrouleur, caractérisé en ce que l'arbre d'enroulement (1) du tambour est coincé sur un dispositif de retenue horizontalement ajustable (11) avec ses fusées d'essieu et que le dispositif de retenue (11) est supporté par des capteurs de force (16) de mesure de forces horizontales pour le but de mesurer la force de contact entre rouleaux et cela sans perte.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue horizontalement ajustable (11) est pourvu des rouleaux porteurs (21) qui coulent dans des profils de guidage (26), les profils de guidage (26) étant obturés par une bande en mouvement vertical (23).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bande sans fin (23) est en tissu, matière synthétique ou acier.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la bande en mouvement vertical (23) est une bande sans fin et est guidée sur deux poulies de renvoi (22) prévues aux bouts des profils de guidage (26).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les poulies de renvoi (22) ont des rainures trapézoïdales pour le guidage de la bande (23), la bande sans fin (23) ayant au moins un profil trapézoïdal (24) qui s'engrène dans les rainures trapézoïdales des poulies de renvoi (22).

Zeichnung