EP1489029A2 - Aufwickelvorrichtung - Google Patents

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EP1489029A2
EP1489029A2 EP04102677A EP04102677A EP1489029A2 EP 1489029 A2 EP1489029 A2 EP 1489029A2 EP 04102677 A EP04102677 A EP 04102677A EP 04102677 A EP04102677 A EP 04102677A EP 1489029 A2 EP1489029 A2 EP 1489029A2
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EP
European Patent Office
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force
pressure
winding
winding device
pressure limiting
Prior art date
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EP04102677A
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English (en)
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EP1489029B1 (de
EP1489029A3 (de
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Erwin Fürst
Siegfried Gnirs
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Publication of EP1489029A3 publication Critical patent/EP1489029A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/22—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/2238—The web roll being driven by a winding mechanism of the nip or tangential drive type
    • B65H19/2253—The web roll being driven by a winding mechanism of the nip or tangential drive type and the roll being displaced during the winding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2408/00—Specific machines
    • B65H2408/20—Specific machines for handling web(s)
    • B65H2408/23—Winding machines
    • B65H2408/236—Pope-winders with first winding on an arc of circle and secondary winding along rails

Definitions

  • the invention relates to a device for winding a material web, in particular Paper or cardboard web, on a reel that is in a primary winding phase is guided by the primary lever and then from the primary lever Secondary lever is passed to further wound in a secondary winding phase to be, whereby the material web is guided over a carrying drum, between the drum or the roll to be formed on it and the carrier drum a winding gap is formed and the drum to generate a line force in the winding gap via a drum holder assigned to the primary levers or the like or can be pressed against the support drum via the secondary lever.
  • Winding devices of this type are for example from the publications DE 101 39 340 A1, DE 35 39 980 C2 and US 3,614,011.
  • Fig. 1 shows a schematic partial representation of a conventional winding device 10, in which the secondary lever 12 by a respective hydraulic cylinder 14th can be acted upon by means of a control device 16 via an actuator 18 can be controlled, which is designed as a proportional directional control valve or control valve.
  • an actuator 18 can be simplified as an electrically adjustable throttle being represented.
  • the pressure actually prevailing in the hydraulic cylinder 14 is detected by a pressure sensor 20 and fed to the control device 16.
  • the actual pressure value obtained is stored in this higher-level control device 16 from the pressure sensor 20 with one supplied to the control device 16 external setpoint value compared, whereupon the control device 16 a corresponding Control signal for the proportional directional valve or control valve Actuator 18 calculates and outputs.
  • 1 also shows the drum 22 of the winding device in question 10 recognizable.
  • the invention has for its object an improved winding device to create of the type mentioned, in which the risk of occurrence of too high linear forces during the transition from the primary winding phase to the secondary winding phase is reduced or eliminated.
  • Control device controllable secondary lever at least in the phase in which they are applied to the newly wound drum, over at least one provided between the control device and the secondary levers Pressure limiting element can be controlled.
  • the force or pressure limitation thus takes place in a separate limiting element, that is provided between the control device and the secondary levers can be and leads to a correspondingly shorter reaction time.
  • the Secondary levers can therefore without the risk of a large line force overshoot practically unrestrained on the newly wound drum become. It is not an elaborate, slow approach to the transfer point more needed. Commissioning, handover and possible troubleshooting is significantly simplified, with time being saved in particular.
  • the force or pressure limiting element preferably comprises a pressure limiting valve.
  • a pressure relief valve over a valve influencing the flow, such as a proportional directional control valve again consists in the fact that the actual pressure control or Limitation takes place directly in the valve itself and accordingly short Response times can be achieved.
  • the force or pressure limiting valve can in particular be a directly controlled one Pressure relief valve include, in which the sealing cone when reaching the Set or set pressure against a spring force from the seat. there can the spring preload, for example mechanically and / or electrically be generated.
  • the winding device is the force or pressure limiting element as an actuator for at least one hydraulic or pneumatic cylinder provided.
  • the control device can be inactive in the application phase or a constant one Deliver the manipulated variable to the force or pressure limiting element.
  • the manipulated variable is preferably selected so that the setting force or the setting pressure just above the force or the pressure for the process of Secondary lever is required.
  • the line or Contact pressure controlled again, for example, according to external setpoints or be regulated.
  • the force or pressure limiting element can be of the set pressure can be variably adjustable.
  • This force or pressure limiting element can for example manually, electrically and / or electronically be adjustable.
  • the pressure relief valve is activated expediently used as an actuator. Then no longer with constant setpoint, but in the classic pressure control loop with setpoint specification according to the selected line force and pressure feedback Pressure transducer.
  • control device is used to control the Movement of the secondary levers each require minimal force or pressure in particular on the basis of determined actual values of the force or the pressure and based on determined changes in the angle of the secondary lever per unit of time can be specified.
  • Fig. 3 shows a schematic partial representation of an exemplary embodiment a device 26 according to the invention for winding a material web a reel 28.
  • the material web can in particular be a Trade paper or cardboard web.
  • the drum 28 guided by the primary lever in a primary winding phase becomes then passed from the primary levers to secondary levers 30 in order to Secondary winding phase to be wound further.
  • the material web is guided over a carrier drum (not shown), which with the drum 28 or the winding 32 to be formed thereon a winding gap forms.
  • the drum 28 is used to generate a line force in this winding gap via a drum holder, load lever or assigned to the primary levers the like or can be pressed against the carrying drum via the secondary lever 30.
  • the secondary levers 30 pivotably mounted about an axis 34 are, for example actuated or pivoted via hydraulic cylinder 36.
  • the secondary levers 30 that can be controlled by means of a control device 38 or Hydraulic cylinders 36 are at least in the phase in which they are on the newly wound Drum 28 can be created via at least one between the control device 38 and the secondary lever 30 or hydraulic cylinder 36 switchable Force or pressure limiting element controllable, that in the present case is formed for example by a pressure relief valve 40.
  • a directly controlled pressure relief valve 40 provided, in which the sealing cone 42 when reaching the setting or Response pressure against the force of at least one spring 44 from the seat 46 takes off.
  • the spring preload can be mechanical and / or electrical, for example be generated.
  • the pressure relief valve 40 thus serves as an actuator for at least one the hydraulic cylinders 36 acting on the secondary levers 30. Via a pressure sensor 48, the actual pressure in the hydraulic cylinder 36 is detected and on the control device 38 passed on.
  • the higher-level control device 38 compares that from the pressure sensor 48 actual pressure value obtained with an external, that is to say externally specified Setpoint to a corresponding control signal for the pressure relief valve 40 calculate and output.
  • control device 38 is preferably inactive in the application phase, that is to say it can in particular supply a constant manipulated variable to the pressure limiting valve 40 in this application phase.
  • the manipulated variable can in particular be selected such that the setting or response pressure is just above the pressure p 1 (cf. FIG. 4) that is required for moving the secondary lever 30.
  • the setting or response pressure forming the limiting pressure is designated “p 2 " in FIG. 4.
  • the line or contact pressure can be controlled using the control device 38 controlled, for example, according to the external setpoints be managed.
  • the pressure relief valve is activated expediently used as an actuator. Then no longer with constant setpoint, but in the classic pressure control loop with setpoint specification according to the selected line force and pressure feedback Pressure transducer.
  • the control device 38 can be used to move the secondary lever 30
  • the minimum pressure required in each case, in particular on the basis of the actual pressure values determined and based on determined changes in the angle of the pivotable Secondary lever 38 can be specified per unit of time.
  • there can be one secondary lever on the driver side and one on the drive side 30 each with an associated hydraulic cylinder 36 and pressure relief valve 40 may be provided.
  • the directly controlled pressure relief valve 40 serves as a seat already mentioned, as an actuator for a respective associated hydraulic cylinder 36. It works as a force comparator. So is the one exerted by the hydraulic pressure Force (actual value) with the spring force, i.e. the force of at least one Spring 44 compared. The spring force in question results from the mechanical or electrically generated spring preload (setpoint). Exceeds the hydraulic Force the spring force, the sealing cone 42 lifts off the seat 46, whereby the Hydraulic cylinder 36 to the tank 50 is relieved.
  • the higher-level control device is inactive during the entire application phase, so the output manipulated variable is constant. It is preferably chosen so that the setting or response pressure p 2 is just above the pressure p 1 that is required for moving the secondary arms 30 (cf. FIG. 4).
  • the expected pressure curve was determined in test bench tests and is in the diagram shown in FIG. 4, from which it can be seen that the overshoot of the pressure and according to the line force during the transition eliminated from the primary winding phase into the secondary winding phase or at least is reduced to a minimum.
  • a secondary lever 30 can be provided on each side his.
  • the secondary lever 30 can now without the risk of a large line force overshoot practically without brakes on the newly wound drum 28 be created. It is not an elaborate, slow approach to the transfer point more needed. Commissioning is much easier, though especially time is saved. Switching to line force control the secondary lever 30 expediently only takes place when when the conditions are stable, i.e. the secondary lever movement is completed. The result is a better quality of the on the Primary levers of wrapped paper.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
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  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
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Abstract

Bei einer Vorrichtung (26) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papieroder Kartonbahn, auf einen Tambour (28), ist der Tambour in einer Primärwickelphase durch Primärhebel geführt, wobei er anschließend von den Primärhebeln an Sekundärhebel (30) übergeben wird, um in einer Sekundärwickelphase weiter bewickelt zu werden. Die Materialbahn wird über eine Tragtrommel geführt, wobei zwischen dem Tambour bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel ein Wickelspalt gebildet ist und der Tambour zur Erzeugung einer Linienkraft in dem Wickelspalt über einen den Primärhebeln zugeordneten Tambourhalter oder dergleichen bzw. über die Sekundärhebel an die Tragtrommel anpressbar ist. Die mittels einer Steuereinrichtung (38) ansteuerbaren Sekundärhebel (30) sind zumindest in der Phase, in der sie an den neu gewickelten Tambour angelegt werden, über wenigstens ein zwischen der Steuereinrichtung und den Sekundärhebeln vorgesehenes Kraft- oder Druckbegrenzungselement (40) ansteuerbar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour, der in einer Primärwickelphase durch Primärhebel geführt ist und anschließend von den Primärhebeln an Sekundärhebel übergeben wird, um in einer Sekundärwickelphase weiter bewickelt zu werden, wobei die Materialbahn über eine Tragtrommel geführt wird, zwischen dem Tambour bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel ein Wickelspalt gebildet ist und der Tambour zur Erzeugung einer Linienkraft in dem Wickelspalt über einen den Primärhebeln zugeordneten Tambourhalter oder dergleichen bzw. über die Sekundärhebel an die Tragtrommel anpressbar ist. Aufwickelvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 101 39 340 A1, DE 35 39 980 C2 und US 3 614 011 bekannt.
Bei derartigen Aufwickelvorrichtungen und insbesondere bei so genannten Horizontalrollem ist darauf zu achten, dass die in der Primärwickelphase entstehende Kernwicklung beim Übergang in die Sekundärwickelphase nicht durch zu hohe Anpressdrücke beschädigt wird. Der Übergang soll möglichst zügig erfolgen.
In der Phase der ersten Berührung des neu gewickelten Tambours durch die Sekundärhebel oder -arme ist es bisher wiederholt zu Problemen hinsichtlich eines leichten bis starken Überschwingens der Linienkraft gekommen. In den Primärhebeln oder -armen drückt ein Tambourhalter, Belastungshebel oder dergleichen auf den Tambour und presst diesen auf die Tragtrommel. Sobald die Sekundärhebel zur Lastübemahme ebenfalls auf den neu gewickelten Tambour drücken, addieren sich die beiden Kräfte. Bisher wird diese Addition der Kräfte durch Druckregelventile, die üblicherweise über eine Speicherprogrammierte Steuerung (SPS) bzw. ein Prozessleitsystem (PLS) angesteuert werden, geregelt. Das Problem dabei ist, dass die Reaktionszeit der elektrischen und hydraulischen Steuerungssysteme insgesamt zu langsam ist, um dieses Überschwingen der Linienkraft zu vermeiden.
Fig. 1 zeigt in schematischer Teildarstellung eine herkömmliche Aufwickelvorrichtung 10, bei der die Sekundärhebel 12 durch einen jeweiligen Hydraulikzylinder 14 beaufschlagbar sind, der mittels einer Steuereinrichtung 16 über ein Stellglied 18 ansteuerbar ist, das als Proportionalwegeventil oder Regelventil ausgeführt ist. Vereinfacht kann ein solches Stellglied 18 als elektrisch verstellbare Drossel dargestellt werden. Der im Hydraulikzylinder 14 tatsächlich vorherrschende Druck wird über einen Druckaufnehmer 20 erfasst und der Steuereinrichtung 16 zugeführt. In dieser übergeordneten Steuereinrichtung 16 wird der erhaltene Druck-Istwert vom Druckaufnehmer 20 mit einem der Steuereinrichtung 16 zugeführten externen Sollwert verglichen, woraufhin die Steuereinrichtung 16 ein entsprechendes Stellsignal für das als Proportionalwegeventil oder Regelventil ausgeführte Stellglied 18 berechnet und ausgibt.
In der Fig. 1 ist überdies auch der Tambour 22 der betreffenden Aufwickelvorrichtung 10 zu erkennen.
Bei dieser herkömmlichen Aufwickelvorrichtung 10 kommt es durch den Umweg über die Steuereinrichtung 16 und die damit einhergehenden Verzögerungen beim Anlegen der Sekundärhebel 12 an den neu gewickelten Tambour 22 zu einer Druckspitze 24 (vgl. Fig. 2) im Hydraulikzylinder, da mit dem Anlegen der Druck sehr schnell ansteigt und die Steuerung erst dann eingreifen kann, wenn der Ist-Druck über den Sollwert angestiegen ist.
In der Fig. 2 ist ein entsprechender zeitlicher Druckverlauf p(t) wiedergegeben, der sich durch Messungen an laufenden herkömmlichen Anlagen ergeben hat und die Druckspitze 24 zeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Gefahr eines Auftretens von zu hohen Linienkräften beim Übergang von der Primärwickelphase zur Sekundärwickelphase verringert oder beseitigt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mittels einer Steuereinrichtung ansteuerbaren Sekundärhebel zumindest in der Phase, in der sie an den neu bewickelten Tambour angelegt werden, über wenigstens ein zwischen der Steuereinrichtung und den Sekundärhebeln vorgesehenes Kraft- oder Druckbegrenzungselement ansteuerbar sind.
Die Kraft- bzw. Druckbegrenzung erfolgt also in einem gesonderten Begrenzungselement, das zwischen der Steuereinrichtung und den Sekundärhebeln vorgesehen sein kann und eine entsprechend kürzere Reaktionszeit mit sich bringt. Die Sekundärhebel können also ohne die Gefahr eines größeren Linienkraft-Überschwingens praktisch ungebremst an den neu gewickelten Tambour angelegt werden. Es ist kein aufwändiges, langsames Herantasten an den Übergabepunkt mehr erforderlich. Die Inbetriebnahme, Übergabe und mögliche Fehlersuche ist deutlich vereinfacht, wobei insbesondere auch Zeit eingespart wird.
Das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement umfasst vorzugsweise ein Druckbegrenzungsventil. Der Vorteil eines solchen Druckbegrenzungsventils gegenüber einem den Durchfluss beeinflussenden Ventil wie zum Beispiel einem Proportionalwegeventil besteht wieder darin, dass die eigentliche Druckregelung bzw. Begrenzung unmittelbar im Ventil selbst erfolgt und dementsprechend kurze Reaktionszeiten erzielt werden.
Das Kraft- bzw. Druckbegrenzungsventil kann insbesondere ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil umfassen, bei dem der Dichtkegel bei Erreichen des Einstell- oder Ansprechdrucks entgegen einer Federkraft vom Sitz abhebt. Dabei kann die Federvorspannung beispielsweise mechanisch und/oder elektrisch erzeugt sein.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung ist das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement als Stellglied für wenigstens einen die Sekundärhebel beaufschlagenden hydraulischen oder pneumatischen Zylinder vorgesehen.
Die Steuereinrichtung kann in der Anlegephase inaktiv sein bzw. eine konstante Stellgröße an das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement liefern. Dabei ist die Stellgröße bevorzugt so gewählt, dass die Einstellkraft- bzw. der Einstelldruck knapp über der Kraft bzw. dem Druck liegt die bzw. der für das Verfahren der Sekundärhebel erforderlich ist.
Nach der Anlegephase kann mittels der Steuereinrichtung dann die Linien- bzw. Anpresskraft wieder beispielsweise entsprechend extemer Sollwerte gesteuert oder geregelt werden.
Das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement kann bezüglich der Einstellkraft bzw. des Einstelldrucks variabel einstellbar sein. Dabei kann dieses Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement beispielsweise manuell, elektrisch und/oder elektronisch einstellbar sein.
Ein Abschalten des Druckbegrenzungsventils nach der Anlegephase ist zwar möglich, aber nicht sinnvoll.
Auch nach dem Anlegen im normalen Wickelbetrieb wird das Druckbegrenzungsventil zweckmäßigerweise als Stellglied verwendet. Dann allerdings nicht mehr mit konstantem Sollwert, sondern im klassischen Druckregelkreis mit Sollwertvorgabe entsprechend der gewählten Linienkraft und Druckistwertrückmeldung über Druckaufnehmer.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn mittels der Steuereinrichtung die zum Verfahren der Sekundärhebel jeweils minimal erforderliche Kraft bzw. Druck insbesondere anhand von ermittelten Istwerten der Kraft bzw. des Drucks und anhand von ermittelten Winkelveränderungen der Sekundärhebel pro Zeiteinheit vorgebbar ist.
Zweckmäßigerweise ist auf beiden Seiten der Materialbahn jeweils wenigstens ein insbesondere elektronisch verstellbares Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement vorgesehen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1
eine schematische Teildarstellung einer herkömmlichen Aufwickelvorrichtung,
Fig. 2
der sich in den Hydraulikzylindern der Aufwickelvorrichtung gemäß Fig. 1 in der Anlegephase ergebende zeitliche Druckverlauf,
Fig. 3
eine schematische Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung und
Fig. 4
der sich in den Hydraulikzylindern der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung gemäß Fig. 3 in der Anlegephase ergebende zeitliche Druckverlauf.
Fig. 3 zeigt in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 26 zum Aufwickeln einer Materialbahn auf einen Tambour 28. Bei der Materialbahn kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.
Der in einer Primärwickelphase durch Primärhebel geführte Tambour 28 wird anschließend von den Primärhebeln an Sekundärhebel 30 übergeben, um in einer Sekundärwickelphase weiter gewickelt zu werden.
Dabei wird die Materialbahn über eine Tragtrommel (nicht gezeigt) geführt, die mit dem Tambour 28 bzw. dem darauf zu bildenden Wickel 32 einen Wickelspalt bildet. Zur Erzeugung einer Linienkraft in diesem Wickelspalt ist der Tambour 28 über einen den Primärhebeln zugeordneten Tambourhalter, Belastungshebel oder dergleichen bzw. über die Sekundärhebel 30 an die Tragtrommel anpressbar.
Die um eine Achse 34 schwenkbar gelagerten Sekundärhebel 30 werden beispielsweise über Hydraulikzylinder 36 betätigt bzw. verschwenkt.
Die mittels einer Steuereinrichtung 38 ansteuerbaren Sekundärhebel 30 bzw. Hydraulikzylinder 36 sind zumindest in der Phase, in der sie an den neu gewickelten Tambour 28 angelegt werden, über wenigstens ein zwischen die Steuereinrichtung 38 und die Sekundärhebel 30 bzw. Hydraulikzylinder 36 schaltbares Kraft- oder Druckbegrenzungselement ansteuerbar, das im vorliegenden Fall beispielsweise durch ein Druckbegrenzungsventil 40 gebildet ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil 40 vorgesehen, bei dem der Dichtkegel 42 bei Erreichen des Einstell- oder Ansprechdrucks entgegen der Kraft wenigstens einer Feder 44 vom Sitz 46 abhebt. Die Federvorspannung kann beispielsweise mechanisch und/oder elektrisch erzeugt sein.
Das Druckbegrenzungsventil 40 dient hier also als Stellglied für wenigstens einen die Sekundärhebel 30 beaufschlagenden Hydraulikzylinder 36. Über einen Druckaufnehmer 48 wird der tatsächliche Druck im Hydraulikzylinder 36 erfasst und an die Steuereinrichtung 38 weitergegeben.
Die übergeordnete Steuereinrichtung 38 vergleicht den vom Druckaufnehmer 48 erhaltenen Druck-Istwert mit einem externen, das heißt von außen vorgegebenen Sollwert, um ein entsprechendes Stellsignal für das Druckbegrenzungsventil 40 zu berechnen und auszugeben.
Im vorliegenden Fall ist die Steuereinrichtung 38 in der Anlegephase vorzugsweise inaktiv, das heißt sie kann in dieser Anlegephase insbesondere eine konstante Stellgröße an das Druckbegrenzungsventil 40 liefern. Dabei kann die Stellgröße insbesondere so gewählt sein, dass der Einstell- oder Ansprechdruck knapp über dem Druck p1 (vgl. Fig. 4) liegt, der für das Verfahren der Sekundärhebel 30 erforderlich ist.
Der den Begrenzungsdruck bildende Einstell- oder Ansprechdruck ist in der Fig. 4 mit "p2" bezeichnet.
Nach der Anlegephase kann die Linien- bzw. Anpresskraft mittels der Steuereinrichtung 38 beispielsweise entsprechend der externen Sollwerte gesteuert oder geregelt werden.
Ein Abschalten des Druckbegrenzungsventils nach der Anlegephase ist zwar möglich, aber nicht sinnvoll.
Auch nach dem Anlegen im normalen Wickelbetrieb wird das Druckbegrenzungsventil zweckmäßigerweise als Stellglied verwendet. Dann allerdings nicht mehr mit konstantem Sollwert, sondern im klassischen Druckregelkreis mit Sollwertvorgabe entsprechend der gewählten Linienkraft und Druckistwertrückmeldung über Druckaufnehmer.
Mittels der Steuereinrichtung 38 kann der zum Verfahren der Sekundärhebel 30 jeweils minimal erforderliche Druck insbesondere anhand von ermittelten Druck-Istwerten und anhand von ermittelten Winkelveränderungen der schwenkbaren Sekundärhebel 38 pro Zeiteinheit vorgegeben werden.
Es kann beispielsweise auf der Führerseite und der Triebseite jeweils ein Sekundärhebel 30 mit jeweils zugeordnetem Hydraulikzylinder 36 und Druckbegrenzungsventil 40 vorgesehen sein.
Das direkt gesteuerte Druckbegrenzungsventil 40 in Sitzbauweise dient, wie bereits erwähnt, als Stellglied für einen jeweiligen zugeordneten Hydraulikzylinder 36. Es arbeitet als Kraftvergleicher. So wird die durch den Hydraulikdruck ausgeübte Kraft (Istwert) mit der Federkraft, das heißt der Kraft der wenigstens einen Feder 44 verglichen. Die betreffende Federkraft ergibt sich aus der mechanisch oder elektrisch erzeugten Federvorspannung (Sollwert). Überschreitet die hydraulische Kraft die Federkraft, so hebt der Dichtkegel 42 vom Sitz 46 ab, wodurch der Hydraulikzylinder 36 zum Tank 50 hin entlastet wird.
Wesentlich ist, dass die Regelung bzw. Begrenzung des Hydraulikdrucks im Druckbegrenzungsventil 40 selbst stattfindet und somit sehr kurze Ansprechzeiten erzielt werden, die nur von der Trägheit des Feder/Masse-Systems im Ventil bestimmt werden. Die übergeordnete Steuereinrichtung ist während der gesamten Anlegephase inaktiv, die ausgegebene Stellgröße ist also konstant. Sie wird bevorzugt so gewählt, dass der Einstell- oder Ansprechdruck p2 knapp über dem Druck p1 liegt, der für das Verfahren der Sekundärarme 30 erforderlich ist (vgl. Fig. 4).
Nach dem Anlegen der Sekundärhebel 30 übernimmt dann wie bisher wieder die übergeordnete Steuereinrichtung 38 die Regelung, wobei der Druck auf den neuen Sollwert z.B. entsprechend der Linienkraftvorgabe durch den Bediener eingeregelt wird.
Der zu erwartende Druckverlauf wurde in Prüfstandsversuchen ermittelt und ist in dem Diagramm gemäß der Fig. 4 wiedergegeben, woraus zu erkennen ist, dass das Überschwingen des Drucks und entsprechend der Linienkraft beim Übergang von der Primärwickelphase in die Sekundärwickelphase eliminiert oder zumindest auf ein Minimum reduziert ist.
In der Anlegephase wird die zur Verfügung stehende Kraft, hier speziell der Öldruck, also auf einen Wert begrenzt, der gerade für ein Bewegen bzw. Verschwenken der Sekundärhebel 30 ausreicht, jedoch nur so groß ist, dass höhere Linienkräfte vermieden werden.
Dies kann beispielsweise durch ein von Hand einstellbares Druckbegrenzungsventil 40 erreicht werden, das nur während der Bewegungsphase der Sekundärhebel 30 zugeschaltet ist.
Wie bereits erwähnt, besteht der Vorteil eines Druckbegrenzungsventils gegenüber einem den Durchfluss beeinflussenden Ventil wie insbesondere Proportionalwegeventil darin, dass die eigentliche Druckregelung bzw. -begrenzung über eine im Druckbegrenzungsventil vorgesehene, hydraulisch oder elektrisch vorgespannte Feder unmittelbar im Ventil selbst erfolgt, womit die für die klassische Regelung auf der Basis einer Istwert-Messung, Istwert-Erfassung in der Speicherprogrammierten Steuerung (SPS), einer Reaktion des Reglerbausteins in der Speicherprogrammierten Steuerung, einer Ausgabe eines Sollwertes an das Stellglied (Ventil) und einer Reaktion des Ventils typische relativ lange Reaktionszeit entfällt.
Es sind beispielsweise solche Ausführungen denkbar, bei denen pro Seite jeweils ein elektronisch verstellbares Druckbegrenzungsventil verwendet wird.
Neben der elektronischen Einstellbarkeit besteht hier zudem die Möglichkeit, während der Bewegung der Sekundärhebel den minimal notwendigen Druck für ein Aufrechterhalten der Sekundärhebelbewegung durch eine entsprechende Programmierung insbesondere in der Steuereinrichtung 38 mittels Ist-Druck und Winkelveränderung pro Zeiteinheit zu ermitteln und somit zu optimieren.
Sobald die Sekundärhebelbewegung beendet ist, werden die Sekundärhebel 30 auf "Belasten" geschaltet, woraufhin jetzt die Sekundärhebel 30 geregelt und über eine Zeitrampe die Last von den Primärhebeln übernehmen.
Es kann beispielsweise auf jeder Seite jeweils ein Sekundärhebel 30 vorgesehen sein.
Die Sekundärhebel 30 können jetzt ohne die Gefahr eines größeren Linienkraft-Überschwingens praktisch ungebremst an den neu gewickelten Tambour 28 angelegt werden. Es ist kein aufwändiges, langsames Herantasten an den Übergabepunkt mehr erforderlich. Die Inbetriebnahme ist wesentlich einfacher, wobei insbesondere auch Zeit eingespart wird. Das Umschalten auf die Linienkraft-Regelung durch die Sekundärhebel 30 erfolgt zweckmäßigerweise erst dann, wenn stabile Verhältnisse vorliegen, das heißt die Sekundärhebelbewegung abgeschlossen ist. Im Ergebnis erhält man eine bessere Qualität des auf den Primärhebeln gewickelten Papiers.
Bezugszeichenliste
10
Aufwickelvorrichtung
12
Sekundärhebel
14
Hydraulikzylinder
16
Steuereinrichtung
18
Stellglied
20
Druckaufnehmer
22
Tambour
24
Druckspitze
26
Aufwickelvorrichtung
28
Tambour
30
Sekundärhebel
32
Wickel
34
Achse
36
Hydraulikzylinder
38
Steuereinrichtung
40
Kraft- oder Druckbegrenzungselement, Druckbegrenzungsventil
42
Dichtkegel
44
Feder
46
Sitz
48
Druckaufnehmer
50
Tank
p1
Druck zum Verfahren der Sekundärhebel
p2
Einstell- oder Ansprechdruck, Begrenzungsdruck

Claims (13)

  1. Vorrichtung (26) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (28), der in einer Primärwickelphase durch Primärhebel geführt ist und anschließend von den Primärhebeln an Sekundärhebel (30) übergeben wird, um in einer Sekundärwickelphase weiter bewickelt zu werden, wobei die Materialbahn über eine Tragtrommel geführt wird, zwischen dem Tambour (28) bzw. dem darauf zu bildenden Wickel und der Tragtrommel ein Wickelspalt gebildet ist und der Tambour (28) zur Erzeugung einer Linienkraft in dem Wickelspalt über einen den Primärhebeln zugeordneten Tambourhalter oder dergleichen bzw. über die Sekundärhebel (30) an die Tragtrommel anpressbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mittels einer Steuereinrichtung (38) ansteuerbaren Sekundärhebel (30) zumindest in der Phase, in der sie an den neu bewickelten Tambour (28) angelegt werden, über wenigstens ein zwischen der Steuereinrichtung (38) und den Sekundärhebeln (30) vorgesehenes Kraft- oder Druckbegrenzungselement (40) ansteuerbar sind.
  2. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement ein Druckbegrenzungsventil (40) umfasst.
  3. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil (40) umfasst, bei dem der Dichtkegel (42) bei Erreichen des Einstelldrucks entgegen einer Federkraft vom Sitz (46) abhebt.
  4. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorspannung mechanisch und/oder elektrisch erzeugt ist.
  5. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement (40) als Stellglied für wenigstens einen die Sekundärhebel (30) beaufschlagenden hydraulischen oder pneumatischen Zylinder (36) vorgesehen ist.
  6. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) in der Anlegephase inaktiv ist bzw. eine konstante Stellgröße an das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement liefert.
  7. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße so gewählt ist, dass die Einstellkraft- bzw. der Einstelldruck knapp über der Kraft bzw. dem Druck (p1) liegt, die bzw. der für das Verfahren der Sekundärhebel erforderlich ist.
  8. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anlegephase mittels der Steuereinrichtung (38) die Linien- bzw. Anpresskraft steuer- oder regelbar ist.
  9. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement bezüglich der Einstellkraft bzw. des Einstelldrucks variabel einstellbar ist.
  10. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement manuell einstellbar ist.
  11. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement elektrisch und/oder elektronisch einstellbar ist.
  12. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung (38) die zum Verfahren der Sekundärhebel (30) jeweils minimal erforderliche Kraft bzw. Druck insbesondere anhand von ermittelten Istwerten der Kraft bzw. des Drucks und anhand von ermittelten Winkelveränderungen der Sekundärhebel (38) pro Zeiteinheit vorgebbar ist.
  13. Aufwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der Materialbahn jeweils wenigstens ein insbesondere elektronisch verstellbares Kraft- bzw. Druckbegrenzungselement (40) vorgesehen ist.
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