[0001] Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln
einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Tissuebahn. Die Bahn wird dabei
über eine Tragtrommel geführt und in weiterer Folge auf einer Wickelwelle aufgewickelt.
Die Wickelwelle wird in der Primärwickelphase von verschwenkbaren Primärarmen gehalten
und danach an Sekundärarme übergeben und in einer Sekundärwickelphase fertiggewickelt.
[0002] Den Gegenstand dieser Erfindung bildet auch eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0003] Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der
EP 1 225 142 A beschrieben. Die Wickelwelle (Leertambour) wird über eine Absenkvorrichtung in die
Primärarme eingelegt und senkrecht über der rotierenden Tragtrommel festgeklemmt.
Ein Getriebemotor wird dann auf der Führerseite FS mit der Wickelwelle gekuppelt,
um diese während der Primärwickelphase anzutreiben. Die Primärarme werden nun mit
einer Schwenkeinrichtung solange um die Achse der Tragtrommel gedreht, bis die rotierende
Wickelwelle auf dieser aufsetzt. Dabei übernimmt die Wickelwelle die Papierbahn und
beginnt diese aufzuwickeln und vergrößert dabei ihren Durchmesser. Die Primärarme
werden nun weiter um die Achse der Tragtrommel geschwenkt bis die Primärarme in eine
horizontale Lage kommen. Die Papierrolle berührt während des Wickelvorganges mit ihrem
Umfang bzw. mit einer peripheren Lage stets die Tragtrommel. Dabei nimmt die Dicke
der Papierrolle kontinuierlich zu. Daher bewegt sich der äußere Teil der Primärarme
teleskopartig nach außen. Schließlich wird die Wickelwelle auf den horizontal verschiebbaren
Sekundärarmen aufgesetzt und mit einem weiteren Getriebemotor auf der Triebseite TS
gekuppelt, der in der Sekundärwickelphase die Wickelwelle weiter antreibt. Während
der Sekundärwickelphase bewegen sich die Sekundärarme von der Tragtrommel weg. Der
führerseitig angeordnete Getriebemotor wird ausgekuppelt und die Primärarme nach oben
geschwenkt, um eine neue Wickelwelle aufzunehmen.
[0004] Sobald der Papierwickel in der Sekundärwickelphase die gewünschte Größe (Volltambour)
erreicht hat, wird er von der Tragtrommel weggezogen, die neue Wickelwelle durch die
Primärarme auf die Tragtrommel aufgesetzt und die Faserstoffbahn auf der neuen Wickelwelle
aufgewickelt. Nach dem Ausstoß der fertigen Papierrolle aus den Sekundärarmen bewegen
sich diese wieder zur Tragtrommel und übernehmen die neue Wickelwelle von den Primärarmen.
[0005] Dieses herkömmliche Aufwickelverfahren funktioniert in der Praxis gut, erfordert
aber einen recht komplexen Aufbau der Aufwickelvorrichtung. Insbesondere die Anordnung
von Getriebemotoren auf der Führerseite und auf der Triebseite ist nachteilig.
[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, bei
dem die Wickelwelle sowohl in der Primär- als auch in der Sekundärwickelphase angetrieben
wird, das jedoch kostengünstiger und wartungsfreundlicher durchgeführt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Also einem Verfahren
zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Faserstoffbahn, bei dem die Wickelwelle in der
Primärwickelphase und in der Sekundärwickelphase von derselben verschwenkbaren Antriebseinheit
angetrieben wird.
[0007] Somit sind für den Antrieb der Wickelwelle nur noch ein Motor und ein Getriebe erforderlich.
Dies führt einerseits zu einer Kosteneinsparung und andererseits muss nicht mehr führer-
und triebseitig ein Antrieb vorgesehen werden. Dies führt zu einer Platzeinsparung.
Ebenso ist eine Nachrüstung von bestehenden Anlagen ohne großen Eingriff in den vorhandenen
Roller möglich. Die vorhandenen Primärarme bzw. Sekundärarme / Schlitten können beibehalten
werden. Es wäre auch denkbar, einen Direktantrieb (Torquemotor) als verschwenkbare
Antriebseinheit zu verwenden, somit könnte auch das Getriebe eingespart werden.
[0008] Vorzugsweise wird die verschwenkbare Antriebseinheit gegen Ende der Sekundärwickelphase
von der Wickelwelle entkuppelt, hochgeschwenkt und mit einer neuen in den Primärarmen
eingelegten Wickelwelle gekuppelt. Die letzten Minuten der Sekundärwickelphase können
auch ohne separaten Antrieb der Wickelwelle fertiggewickelt werden, da die notwendige
Antriebsleistung auch durch die angetriebene Tragtrommel bereitgestellt werden kann.
[0009] Es ist günstig, wenn die Wickelwelle mit einem Tambouranwurf auf Maschinengeschwindigkeit
gebracht wird, bevor sie mit der Antriebseinheit gekuppelt wird. Ein Tambouranwurf
ist eine kleine Antriebseinheit, die eine leere Wickelwelle (Leertambour) auf Maschinengeschwindigkeit
beschleunigen kann. Dadurch verkürzt sich die Zeitspanne, während der die Wickelwelle
in der Sekundärwickelphase nicht direkt angetrieben wird.
[0010] Den Gegenstand der Erfindung bildet auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Diese Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Faserstoffbahn auf einer angetriebenen
Wickelwelle weist eine Tragtrommel, verschwenkbare Primärarme und Sekundärarme zur
Lagerung der Wickelwelle auf. Die Wickelwelle wird auf den Primärarmen und auf den
Sekundärarmen durch dieselbe Antriebseinheit angetrieben.
[0011] Vorzugsweise weist die Antriebseinheit einen Motor und ein Getriebe auf, die mit
Hilfe eines Schwenkrahmens synchron mit den Primärarmen verschwenkbar sind. Der Schwenkrahmen
kann dabei mit den Primärarmen kuppelbar sein.
Wenn der Schwenkrahmen separat von den Primärarmen gelagert und nur wahlweise kuppelbar
ist, können die Primärarme und der Schwenkrahmen mit der Antriebseinheit unabhängig
voneinander verschwenkt werden. Dadurch können die Primärarme bereits zur Aufnahme
einer neuen Wickelwelle hochschwenken, während die Antriebseinheit noch die fast fertig
bewickelte Wickelwelle in der Sekundärwickelphase antreibt. Erst kurz vor der Bahnübergabe
auf die neue Wickelwelle schwenkt die Antriebseinheit hoch und kuppelt in den vorzugsweise
bereits durch einen Tambouranwurf beschleunigten Leertambour ein.
[0012] Es ist günstig, wenn die Antriebseinheit auf einem Schlitten montiert ist, der auf
Führungsschienen am Schwenkrahmen verfahrbar ist. So kann die Antriebseinheit der
sich stetig von der Tragtrommel wegbewegenden Wickelwelle leicht folgen.
[0013] Die exakte Position der Antriebseinheit auf dem Schwenkrahmen kann über Linearwegaufnehmer
erfasst werden.
[0014] Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Aufwicklers;
Fig. 2 eine schematische (Seitenansicht) von Figur 1;
Fig. 3 einen Schnitt durch die Kupplungsvorrichtung zwischen Getriebe und Wickelwelle;
Fig. 4 einen Schnitt (in Maschinenlaufrichtung betrachtet) durch die Kupplungsvorrichtung
zwischen Getriebe und Wickelwelle;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Aufwicklers;
Fig. 6 eine schematische (Seitenansicht) von Figur 5;
[0015] Gleiche Bezugszeichen in den jeweiligen Figuren bezeichnen jeweils gleiche Bauteile.
[0016] Figur 1 und Figur 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebseinheit
1 besteht im Wesentlichen aus einem Motor 6, einem damit verbundenen Getriebe 5 und
der Zahnkupplungseinheit 7, die auf einem Schlitten 8 angeordnet sind. Der Schlitten
8 ist auf Führungsschienen 9 verschiebbar gelagert und wird mittels Spindelhubgetriebe
10 und einem Servomotor 11 exakt positioniert. Anstatt des Spindelhubgetriebes könnte
auch ein Hydraulikzylinder eingesetzt werden.
[0017] Die Positionierung der Antriebseinheit 1 erfolgt so, dass die Mitte der Getriebe-Ausgangswelle
12 immer zentrisch zur Wickelwelle 4 ist.
Ein Linearwegaufnehmer 13 ermittelt jederzeit die exakte Position der Antriebseinheit
1.
[0018] Die Antriebseinheit 1, die Führungsschienen 9, das Spindelhubgetriebe 10 und der
Servomotor 11 befinden sich auf einem Schwenkrahmen 2.
[0019] In der Primärwickelphase schwenkt der Schwenkrahmen 2 synchron mit den Primärarmen
3 auf dem die Wickelwelle 4 gelagert ist. Die Abstandsvergrößerung (hervorgerufen
durch Durchmesserzuwachs der bewickelten Wickelwelle 4 durch das aufzuwickelnde Medium)
wird durch Verfahren der Antriebseinheit 1 auf den Führungsschienen 9 abgedeckt.
[0020] Die Schwenkbewegung des Schwenkrahmens 2 kann mittels eines (zum Beispiel druckgesteuertem)
Zylinders 18 erfolgen, um die Hydraulikzylinder der Primärarme 3 nicht zusätzlich
mit dem Schwenkmoment des Schwenkrahmens 2 zu belasten.
[0021] In der Sekundärwickelphase bleibt der Schwenkrahmen 2 in der horizontalen Position.
Der Durchmesserzuwachs des Papierwickels wird durch den großen Fahrbereich der Antriebseinheit
1 auf den Schienen 9 während der gesamten Sekundärwickelphase abgedeckt.
[0022] Die Zahnkupplungseinheit 7 sitzt auf einem separaten Schlitten 20, welcher auf Führungsschienen
21 quer zur Maschinenlaufrichtung verschiebbar ist.
[0023] Durch Verschieben des Schlittens 20 quer (senkrecht) zur Maschinenlaufrichtung kuppelt
so das Antriebsritzel 22 in die Wickelwellenglocke 23 ein oder aus.
[0024] Das Verfahren dieses Schlittens 20 kann zum Beispiel durch einen Pneumatik- oder
Hydraulikzylinder 24 erfolgen.
[0025] In Figur 1 und 2 ist der Schwenkrahmen 2 auf einer Seite auf einem Untersatz 14 drehbar
gelagert und auf der anderen Seite direkt an dem Primärarm 3 angeflanscht.
[0026] Die Anflanschung des Mitnehmers 15 erfolgt an eine beliebige Fläche des Primärarmes
3.
[0027] So kann die Anflanschung des Mitnehmers 15 auch in der Schwenk-Mitte des Primärarmes
3 erfolgen (wie in Figur 1 dargestellt), sofern dies bei vorhandenen bzw. neuen Rollern
möglich ist.
Eine mögliche Variante, bei der Nachrüstung einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit
1 an einem bestehenden Roller ist das Einschweißen einer Scheibe 16 in die Mitte des
triebseitigen Primärarmes 3, um dort den Mitnehmer 15 anzuflanschen.
[0028] Die Figuren 3 und 4 zeigen die Zahnkupplungseinheit 7 im Detail. Das Antriebsritzel
22 ist auf einem separaten Vertikalschlitten 25 gelagert. Um geringe Positionsabweichungen
(Mitte Getriebe-Ausgangswelle 12 zu Mitte Wickelwelle 4) ausgleichen zu können, ist
das Antriebsritzel 22 auf einem separatem Vertikalschlitten 25 gelagert.
Der Vertikalschlitten 25 ist auf Führungsschienen 26 verschiebbar und wird zum Beispiel
über (Pneumatik- oder Hydraulik-) Zylinder 27, bzw. über Luftbälge zentriert und zusätzlich
stabilisiert.
Die Positionsabweichung (Mitte Antriebsritzel 22 zu Mitte Getriebe-Ausgangswelle 12)
wird durch einen separaten Positionsaufnehmer 28 erfasst.
Die Abweichung wird umgehend durch Positionskorrektur der Antriebseinheit 1 korrigiert.
Der Schlitten 8 der Antriebseinheit 1 wird somit laufend durch
Positionskorrektur auf den Schienen 9 nachgeführt, sodass der Vertikalschlitten 25
möglichst in der Mitte bleibt und dass somit der Wellenversatz (Mitte Antriebsritzel
22 zu Mitte der Getriebe-Ausgangswelle 12) möglichst gering bleibt.
[0029] Der Wellenversatz wird zum Beispiel mittels einer geschwindigkeitstreuen Doppelkurbel-Kupplung
19 (Schmidt Kupplung) bzw. einer Gelenkwelle ausgeglichen.
[0030] Erfolgt die Abweichung (Mitte Antriebsritzel 22 zu Mitte der Getriebe-Ausgangswelle
12) zu schnell oder übersteigt diese ein voreingestelltes zulässiges Maß, kuppelt
die Zahnkupplungseinheit 7 umgehend aus der Wickelwelle 4 aus, um einen möglichen
Maschinenschaden zu vermeiden.
[0031] Die Figuren 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Primärarme
3 und der Schwenkrahmen 2 können unabhängig voneinander bewegt werden.
Der Schwenkrahmen 2 ist auf beiden Seiten unabhängig auf den Untersätzen 14 drehbar
gelagert und über einen Mitnehmer 15 mit dem Primärarm 3 gekoppelt.
Der Mitnehmer 15 kann mechanisch mit dem Schwenkrahmen 2 fix gekoppelt und entkoppelt
werden.
[0032] Die Koppelung kann zum Beispiel über einen durch einen Zylinder betätigten Bolzen
17 erfolgen.
[0033] Beim Wickeln während der Primärwickelphase wird der Schwenkrahmen 2 über den Bolzen
17 fix mit dem Primärarm 3 gekoppelt, um exakt die gleiche Schwenkposition zu haben.
[0034] Beim Wickeln während der Sekundärwickelphase ist es möglich, den Schwenkrahmen 2
in der Horizontlage zu entkoppeln. Somit können die Primärarme 3 unabhängig vom Schwenkrahmen
2 hochschwenken. Dadurch ist es möglich, wieder eine neue Wickelwelle 4 (Leertambour)
in den Primärarmen 3 zu platzieren, während die Antriebseinheit 1 noch die Wickelwelle
4 auf den Sekundärarmen antreibt.
[0035] Durch die Koppelung des Schwenkrahmens 2 mit dem Primärarmen 3 ist gewährleistet,
dass der Schwenkrahmen 2 völlig synchron mit den Primärarmen 3 mitschwenkt.
[0036] Mit dem erfindungsgemäßen Aufwickler können unterschiedliche Wickelsequenzen realisiert
werden.
Sequenz 1:
[0037] Die Antriebseinheit 1 treibt die Wickelwelle 4 während der Primär- und Sekundärwickelphase
an.
[0038] Nur die letzten 2-3 Minuten der Sekundärwickelphase wickelt der Roller ohne direkt
angetriebene Wickelwelle 4.
[0039] Diese Zeit wird benötigt, um gleichzeitig mit den Primärarmen 3 auch die Antriebseinheit
1 hochzuschwenken, den Schlitten 8 zurückzufahren und das Antriebsritzel 22 in eine
neue Wickelwelle 4 einzukuppeln, um diese in weiterer Folge auf Maschinengeschwindigkeit
zu beschleunigen.
Sequenz 2:
[0040] Die Antriebseinheit 1 und die Primärarme 3 können unabhängig voneinander verschwenkt
werden.
[0041] Die Antriebseinheit 1 treibt die Wickelwelle 4 beinahe während der gesamtem Primär-
und Sekundärwickelphase an. Die Primärarme 3 werden früher als der Schwenkrahmen 2
hochgeschwenkt.
[0042] Die letzte Minute der Sekundärwickelphase wickelt der Roller ohne die Antriebseinheit
1. Diese Zeit wird benötigt, um auch die Antriebseinheit 1 hochzuschwenken und um
das Antriebsritzel 22 in eine neue Wickelwelle 4 einzukuppeln. Diese neue Wickelwelle
4 wurde in den Primärarmen 3 zuvor bereits mittels Tambouranwurf auf Maschinengeschwindigkeit
gebracht und die Antriebseinheit 1 kuppelt erst kurz vor dem Tambourwechsel (Wickelwellenwechsel)
in die neue Wickelwelle 4 ein.
Sequenz 3:
[0043] Auch hier können die Antriebseinheit 1 und die Primärarme 3 unabhängig voneinander
verschwenkt werden.
Diese Sequenz ist für Roller möglich, die auch ohne Antriebseinheit 1 betrieben werde
können, weil die Wickelwelle 4 auch über die Tragtrommel 29 angetrieben wird.
Die Wickelwelle 4 (Leertambour 4) wird im Primärhebel 3 mittels Tambouranwurf auf
Maschinengeschwindigkeit gebracht. Die Antriebseinheit 1 kuppelt zu einem beliebigen
Zeitpunkt während der Primär- oder Sekundärwickelphase ein. So kann mit der Antriebseinheit
1 auch ein Tambour in der Sekundärwickelphase "fertiggewickelt werden".
[0044] Die nachfolgende neue Wickelwelle 4 wird dann dementsprechend erst ab dem Zeitpunkt
durch die Antriebseinheit 1 angetrieben, bis die Antriebseinheit 1 wieder eingekuppelt
hat. Das Antriebsritzel 22 kuppelt also bereits in eine bewickelte Wickelwelle 4 ein.
1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Faserstoffbahn, insbesondere einer
Papier- oder Tissuebahn, wobei die Bahn über eine rotierende Tragtrommel (29) geführt
und in weiterer Folge auf einer rotierenden Wickelwelle (4) aufgewickelt wird und
wobei die Wickelwelle (4) in einer Primärwickelphase von verschwenkbaren Primärarmen
(3) gehalten wird und danach an Sekundärarme übergeben und in einer Sekundärwickelphase
weiterbewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelwelle (4) in der Primärwickelphase und in der Sekundärwickelphase von derselben
verschwenkbaren Antriebseinheit (1) angetrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1) gegen Ende der Sekundärwickelphase von der Wickelwelle (4)
entkuppelt, hochgeschwenkt und mit einer neuen in den Primärarmen (3) eingelegten
Wickelwelle (4) gekuppelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelwelle (4) mit einem Tambouranwurf auf Maschinengeschwindigkeit gebracht
wird, bevor sie mit der Antriebseinheit (1) gekuppelt wird.
4. Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Faserstoffbahn, insbesondere einer
Papier- oder Tissuebahn, auf einer angetriebenen Wickelwelle (4) mit einer Tragtrommel
(29), mit verschwenkbaren Primärarmen (3) und Sekundärarmen zur Lagerung der Wickelwelle
(4), dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelwelle (4) auf den Primärarmen (3) und auf den Sekundärarmen durch dieselbe
Antriebseinheit (1) antreibbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1) einen Motor (6) und ein Getriebe (5) aufweist, die mit Hilfe
eines Schwenkrahmens (2) synchron mit den Primärarmen (3) verschwenkbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkrahmen (2) mit den Primärarmen (3) kuppelbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkrahmen (2) separat von den Primärarmen (3) gelagert ist, sodass die Primärarme
(3) und der Schwenkrahmen (2) unabhängig voneinander verschwenkbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1) auf einem Schlitten (8) montiert ist, der auf Führungsschienen
(9) am Schwenkrahmen (2) verfahrbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die exakte Position der Antriebseinheit (1) auf dem Schwenkrahmen (2) über Linearwegaufnehmer
(13) erfassbar ist.