EP1777181A2 - Wickelkern, Wickelmaschine und Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents
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- EP1777181A2 EP1777181A2 EP06113980A EP06113980A EP1777181A2 EP 1777181 A2 EP1777181 A2 EP 1777181A2 EP 06113980 A EP06113980 A EP 06113980A EP 06113980 A EP06113980 A EP 06113980A EP 1777181 A2 EP1777181 A2 EP 1777181A2
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- B65H19/22—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
- B65H19/28—Attaching the leading end of the web to the replacement web-roll core or spindle
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- B65H2301/40—Type of handling process
- B65H2301/41—Winding, unwinding
- B65H2301/414—Winding
- B65H2301/41419—Starting winding process
- B65H2301/41426—Starting winding process involving suction means, e.g. core with vacuum supply
Definitions
- the invention relates to a winding core for preferably continuous winding a material web, in particular a paper or board web, comprising a drum comprising a jacket and two covers, each having a journal, the shell of which has a number of passage openings.
- the invention relates to both a winding machine and a method for preferably continuous winding a material web, in particular a paper or board web, on a winding core.
- Such a winding core is already known and used for example in a winding machine for the production of paper or cardboard (fibrous web) to the finished and running paper or board web without interrupting the manufacturing process, that is, without switching off the paper or board machine, one after the other alswickeln on several hubs, which are also referred to as Tamboure.
- the hubs previously used each comprise a drilled or perforated drum, over which during a starting process of the winding machine or a demolition of the web a narrow threading strip also referred to as Einfädelst Shape and during normal operation of the winding machine, the entire web width is performed.
- the winding core is connected via a bore introduced in the bearing journal of its cover with a suction device which acts on the interior of the winding core with a negative pressure.
- the negative pressure is transmitted to the outer surface of the shell via the openings penetrating the shell of the winding core.
- a particular disadvantage of the known winding cores is that with increasing machine speeds, the vortex losses of the air flow in the interior of the winding core and the friction losses in the journal holes are so large that a sufficient aspiration of the interior of the hub is no longer possible. To remedy this, the cross-section of the bore in the journal must be increased. However, this is not arbitrarily possible, so that the winding core described above for high machine speeds is no longer applicable.
- the apparatus comprises at least one drum comprising a jacket and two lids provided with journals, the shell of which is provided with a number of passage openings.
- at least one impeller is arranged, which divides the interior of the drum - seen in the longitudinal direction of the drum - into separate chambers with different pressures.
- a disadvantage of this device is, inter alia, that the passage openings extend almost over the entire length of the drum and thus due to the suction at least one chamber is generated with overpressure, wherein the outwardly exiting through the through holes Air of the pressure chamber, the material web pushes away from the surface and thus prevents a safe and efficient transfer of the complete transfer strip on the winding core.
- devices are known in which a number of air passage openings in the jacket having Direction winding core is sucked by a suction box on the outer surface of the shell, whereby a negative pressure is introduced into the interior of the winding core.
- the negative pressure spreads over the air passage openings to the area covered by the material web of the winding core. Due to the high space requirements of such devices, which is not available in all cases within the machine, their applications are limited.
- a winding core of the type mentioned above in that the jacket is provided with passage openings at least in the region in which a leader strip initially formed from the material web is applied to the winding core and that at least one means is provided which comprises these a suction zone forming through openings at least during the application of the AufzhoustMails on the winding core inside with a preferably controllable / regulated negative pressure applied.
- the means comprises at least one external and preferably controllable vacuum source which can be coupled to the at least one bearing journal provided with an axial passage opening at least during the application of the threading strip to the winding core by means of at least one movable vacuum line.
- the winding core receives an axial passage opening through the bearing pin, it does not receive any installation in comparison to known winding cores.
- the coupling of the movable vacuum line is relatively simple due to a simple axial movement with respect to the winding core, wherein only stationary elements ultimately find their use in the region of the winding core.
- the vacuum source is preferably a fan, a higher-level vacuum system, in particular for a DuoStabilisator system for a dryer section, or the like.
- the possible connection of the vacuum line to a higher-level vacuum system provides in particular the advantage that no system together with its own unit for temporary generation of negative pressure is necessary.
- the means comprises at least one internal and preferably controllable venturi unit, which is arranged stationary in the region of the suction zone such that its suction region is assigned to the through openings on the inside and the suction region in the opposite direction via at least one suction channel with its jet pump is connected to the outlet side has a discharge diffuser and inlet side a nozzle for a driving compressed air, wherein the nozzle via an axial passage opening in the journal and at least one preferably movable overpressure line with an externally and externally coupled to the bearing pin and preferably controllable / regulated compressed air source at least during the application of the AufgarstMails is connectable to the winding core.
- the essential elements for the temporary generation of the negative pressure are fixedly arranged in the interior of the winding core and that in comparison to the first embodiment of smaller diameter of the axial passage opening in the bearing pin is required to efficiently the negative pressure produce.
- the coupling of the movable vacuum line again turns out relatively easy due to a simple axial movement with respect to the winding core.
- the means comprises at least one internal and preferably controllable / controllable negative pressure source, which Interior of the drum in at least two separate chambers with at least during the application of the AufzhoustMails on the winding core different pressures divides, wherein the chamber is associated with at least temporary negative pressure of the suction zone.
- the winding core can therefore be considered as a closed system, the system can also be designed largely maintenance-free.
- the vacuum source is preferably a fan comprising at least one impeller, wherein the impeller is mounted in a floating manner in a cover of the drum or the impeller is non-rotatably connected to a drive shaft, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the drum.
- the impeller the inner of the drum - viewed in the longitudinal direction of the drum - divide so that the drum is only partially sucked, that is, the interior and the outer surface are only partially applied with a negative pressure.
- the impeller preferably has outer dimensions which are adapted to the interior of the drum such that an undesired backflow of the air conveyed by the impeller from the pressure side to the suction side of the impeller is prevented or at least kept very small.
- two embodiments of the fan are preferred, which are characterized in that the impeller is driven from the outside by means of the drive shaft or can be driven by a arranged in the interior of the drum electric motor.
- On the drive shaft for example, a pulley connected to a drive device or a belt drive is arranged, which acts on the drive shaft with a drive torque.
- the second possibility provides the advantage that the required space is further reduced.
- the costs for the winding core are further reduced.
- the negative pressure generated at least temporarily by the agent in the region of the suction zone preferably has a value in the range from 0.1 to 1.3 kPa, preferably from 0.3 to 1 kPa. This relatively small range of values results from the fact that the required and therefore also generated negative pressure essentially only has to overcome the centrifugal force and that the suction zone is designed according to the requirements imposed by the threading strip.
- the suction zone of the winding core according to the invention has a sufficient suction width in the range of 50 to 300 mm, preferably from 100 to 250 mm, to a sufficient extent.
- the winding machine according to the invention for preferably continuous winding of a material web, in particular a paper or board web, on a winding core, is characterized in particular by the fact that the winding core is formed at least according to the invention.
- the inventive method for preferably continuous winding a material web, in particular a paper or board web, on a winding core, wherein the winding core has a jacket and two provided with a bearing journal cover comprehensive drum, the jacket has a number of through holes is characterized in particular in that a winding core according to the invention is used.
- the winding core described below is generally used for winding a moving material web, for example a paper or board web, in a winding machine.
- the winding machine can be arranged at the end of a machine for producing or finishing a moving material web to wind the finished moving material web to a winding roll. But the winding machine can also be used to roll finished winder rolls. Purely by way of example, it is assumed that this is a winding machine for winding a continuous material web.
- the winding core 1 respectively shown in FIGS. 1 to 3 for preferably continuous winding of a material web, in particular a paper or board web, has a drum 2 which comprises a jacket 3 and two covers 4 provided with bearing pins 5 and arranged on the face side.
- the jacket 3 of the drum 2 is provided with a number of passage openings 6, which connect the outer surface 7 of the shell 3 with the interior 8 of the winding core 1.
- the passage openings 6 are formed as bores and have in the region of the outer surface 7 a preferably enlarged cross-section.
- the respective bearing pin 5 for supporting the winding core 1 is formed as shown in one piece with the cover 4 and provided approximately centrally with a bearing 9 of known construction. Furthermore, at the end of the bearing pin 5 is a Tambourglocke 10th attached, which protrudes flush and radially on the outside beyond the end of the bearing journal 5 with a projection 11.
- the jacket 3 is provided with passage openings 6 only in the region 12 in which an initially formed from the material web and merely indicated AufzhoustMail 13 is applied to the winding core 1.
- a means 14 is provided, which at least during the application of the AufzhoustMails 13 on the winding core 1 on the inside with a preferably controllable / controllable negative pressure p u applied to the 12 in the region 12, a suction zone 15 forming through holes.
- the means 14 comprises at least one external and preferably controllable, but only indicated in the figure 1 vacuum source 16, at least during the application of the AufzhoustMails 13 on the winding core 1 by means of at least one movable vacuum line 17 to the at least one with an axial passage opening 18 provided bearing pin 5 can be coupled.
- the movement B of the vacuum line 17 is shown by means of a double arrow and the direction of movement R of the air flow in the interior 8 of the winding core 1 with arrows.
- the vacuum source 16 may be in a preferred embodiment, a fan, a higher-level vacuum system, in particular for a DuoStabilisator system for a dryer section, or the like.
- FIG. 2 shows a partial view of a further embodiment variant of the winding core 1 according to the invention in a sectional view.
- the jacket 3 is provided with passage openings 6 only in the region 12 in which an initially formed from the material web and merely indicated AufzhoustMail 13 is applied to the winding core 1.
- a means 14 is provided, which at least during the application of the AufzhoustMails 13 on the winding core 1 on the inside with a preferably controllable / controllable negative pressure p u applied to the 12 in the region 12, a suction zone 15 forming through holes.
- the means 14 comprises at least one internal and preferably controllable Venturihow 20, which is arranged stationary in the interior 8 of the drum 2 and in the region of the suction zone 15 that its suction portion 21 inside the through holes 6 is assigned and that the suction portion 21 in opposite direction is connected via at least one suction channel 22 with its jet pump 23, the outlet side has a discharge diffuser 24 and inlet side a nozzle 25 for a driving compressed air 26.
- the nozzle 25 is for this purpose via an axial passage opening 18 in the bearing pin 5 and a movable pressure line 27 with an external and externally connectable to the bearing pin 5, controllable / controllable and in the figure 3 but only indicated compressed air source 28 at least during the application of the AufriostMails 13 on the winding core 1 connectable.
- the movement B of the pressure line 28 is shown by arrows and the direction of movement R of the compressed air 26, wherein the stream of compressed air 26 after passing through the nozzle 25 is added to the suction areas 22 removed air flow (arrow) in the interior 8 of the winding core 1.
- the passage opening 18 in the bearing journal 5 and the jet pump 23 are aligned with each other in the axial direction of the winding core 1.
- the suction channel 23 may preferably also consist of a plurality of individual channels, which are flow-optimized from the suction region 21 to the jet pump 23.
- the suction channel 23 may be formed completely circumferentially.
- the jacket 3 shows a partial view of a third embodiment of the winding core 1 according to the invention in a sectional view.
- the jacket 3 is provided with passage openings 6 only in the region 12 in which an initially formed from the material web and merely indicated AufzhoustMail 13 is applied to the winding core 1.
- a means 14 is provided, which at least during the application of the AufzhoustMails 13 on the winding core 1 on the inside with a preferably controllable / controllable negative pressure p u applied to the 12 in the region 12, a suction zone 15 forming through holes.
- the means 14 includes at least one internal and preferably controllable / adjustable vacuum source 29, the interior space 8 of the drum 2 in at least two separate chambers K 1, K 2, at least during the application of the leader 13 different on the winding core 1 pressures p 1 , P 2 divides, wherein the chamber K1 associated with at least temporary negative pressure p u of the suction zone 15.
- the vacuum source 29 is an impeller 31 comprehensive fan 30, wherein the impeller 31 is driven by a arranged in the interior 8 and the lid 4 of the drum 2 electric motor 32. At the other, but not shown lid openings are preferably mounted for discharging the air flow generated by the impeller 31 during operation.
- the direction of movement R of the air flow is shown by arrows.
- the impeller may also be non-rotatably connected to a drive shaft, which is arranged concentrically to the axis of rotation of the drum.
- the means 14 shown in FIGS. 1 to 3 are designed such that the negative pressure p u generated at least temporarily in the region of the suction zone 15 has a value in the range from 0.1 to 1.3 kPa, preferably from 0.3 to 1 kPa, having.
- the suction zone 15 moreover has a suction width B s in the range from 50 to 300 mm, preferably from 100 to 250 mm.
- winding core 1 shown in the figures is excellently suitable for use in a winding machine known to those skilled in the art for preferably continuous winding of a material web, in particular a paper or board web, onto a winding core.
Landscapes
- Replacement Of Web Rolls (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Wickelkern zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer einen Mantel und zwei mit je einem Lagerzapfen versehene Deckel umfassenden Trommel, deren Mantel eine Anzahl von Durchgangsöffnungen aufweist.
- Ferner betrifft die Erfindung sowohl eine Wickelmaschine als auch ein Verfahren zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern.
- Ein derartiger Wickelkern ist bereits bekannt und kommt beispielsweise in einer Wickelmaschine für die Herstellung von Papier oder Karton (Faserstoffbahn) zum Einsatz, um die fertige und laufende Papier- oder Kartonbahn ohne Unterbrechung des Herstellungsprozesses, das heißt ohne Abschalten der Papier- oder Kartonmaschine, nacheinander auf mehrere Wickelkerne, die auch als Tamboure bezeichnet werden, aufzuwickeln.
- Hierbei muss dafür gesorgt werden, dass der durch das Durchtrennen der laufenden Materialbahn entstehende neue Bahnanfang in Form eines Aufführstreifens dem neuen Wickelkern unter anderem schnell und prozesssicher zugeführt wird, um auf diesem danach eine neue Wickelrolle bilden zu können.
- Die bisher verwendeten Wickelkerne umfassen jeweils eine gebohrte oder gelochte Trommel, über die bei einem Anfahrvorgang der Wickelmaschine oder bei einem Abriss der Materialbahn ein auch als Einfädelstreifen bezeichneter schmaler Aufführstreifen und während des Normalbetriebs der Wickelmaschine die gesamte Materialbahnbreite geführt wird. Der Wickelkern ist über eine im Lagerzapfen ihres Deckels eingebrachte Bohrung mit einer Absaugeinrichtung verbunden, die den Innenraum des Wickelkerns mit einem Unterdruck beaufschlagt. Der Unterdruck wird über die den Mantel des Wickelkerns durchdringenden Öffnungen auf die Außenfläche des Mantels übertragen. Durch diese Maßnahme werden ein Flattern und ein unruhiger Lauf der Materialbahn vermieden. Besonders nachteilig bei den bekannten Wickelkernen ist, dass bei steigenden Maschinengeschwindigkeiten die Wirbelverluste der Luftströmung im Innenraum des Wickelkerns und die Reibungsverluste in deN Lagerzapfenbohrungen derart groß werden, dass eine ausreichende Besaugung des Innenraums des Wickelkerns nicht mehr möglich ist. Um Abhilfe zu schaffen, muss der Querschnitt der im Lagerzapfen angeordneten Bohrung vergrößert werden. Dies ist jedoch nicht beliebig möglich, so dass der vorstehend beschriebene Wickelkern für hohe Maschinengeschwindigkeiten nicht mehr einsetzbar ist.
- Weiterhin ist aus der
europäischen Patentschrift EP 0 860 545 B1 eine Vorrichtung zur Führung einer Materialbahn innerhalb einer Maschine bekannt. Die Vorrichtung weist mindestens eine einen Mantel und zwei mit Lagerzapfen versehene Deckel umfassende Trommel auf, deren Mantel mit einer Anzahl von Durchgangsöffnungen versehen ist. Im Innern der Trommel ist mindestens ein Laufrad angeordnet, das den Innenraum der Trommel - in Längsrichtung der Trommel gesehen - in voneinander getrennte Kammern mit unterschiedlichen Drücken unterteilt. Nachteilhaft an dieser Vorrichtung ist unter anderem, dass sich die Durchgangsöffnungen fast über die gesamte Länge der Trommel erstrecken und somit aufgrund der Besaugung mindestens eine Kammer mit Überdruck erzeugt wird, wobei die nach außen über die Durchgangsöffnungen austretende Luft der Überdruckkammer die Materialbahn von der Oberfläche wegdrückt und somit ein sicheres und effizientes Überführen des kompletten Überführstreifens auf den Wickelkern verhindert. - Überdies sind Vorrichtungen bekannt, bei denen ein eine Anzahl von Luftdurchtrittsöffnungen im Mantel aufweisender Wickelkern mittels eines Saugkastens an der Außenfläche des Mantels besaugt wird, wodurch ein Unterdruck in den Innenraum des Wickelkerns eingeleitet wird. Der Unterdruck breitet sich über die Luftdurchtrittsöffnungen bis zu dem von der Materialbahn abgedeckten Bereich des Wickelkerns aus. Aufgrund des hohen Raumbedarfs derartiger Vorrichtungen, der innerhalb der Maschine nicht in allen Fällen zur Verfügung steht, sind deren Einsatzmöglichkeiten beschränkt.
- Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Wickelkern der eingangs genannten Art anzugeben, der einen sicheren und effizienten Aufführvorgang eines Aufführstreifens auf seinen Mantel gewährleistet. Weiterhin soll eine entsprechende Wickelmaschine und ein entsprechendes Verfahrens angegeben werden.
- Diese Aufgabe wird bei einem Wickelkern der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Mantel zumindest in dem Bereich, in welchem ein anfänglich aus der Materialbahn gebildeter Aufführstreifen auf den Wickelkern aufgebracht wird, mit Durchgangsöffnungen versehen ist und dass mindestens ein Mittel vorgesehen ist, das diese eine Saugzone bildenden Durchgangsöffnungen zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens auf den Wickelkern innenseitig mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Unterdruck beaufschlagt.
- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird hiermit vollständig gelöst.
- Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wickelkerns wird der während des Wickelkernwechsels ausgebildete Aufführstreifen sicher in einer ausgewählten Saugzone an den Mantel des Wickelkerns herangezogen und gleichzeitig ausreichend fixiert. Somit entsteht ein schneller und effizienter Aufführvorgang des Aufführstreifens auf den Wickelkern bei größter Anpassungsmöglichkeit an verschiedene Bahnqualitäten aufgrund eines vorzugsweise steuer-/regelbaren Unterdrucks. Weiterhin sind keine Fremdstoffe, wie beispielsweise Klebstoffe oder Klebestreifen, zur Fixierung des Aufführstreifens an dem Mantel des Wickelkerns notwendig, wodurch also kein Fremdstoffeintrag in den Produktionsprozess der Materialbahn erfolgt. Dadurch entstehen letztlich ein sauberer Wickelkern und weniger Restschwarte.
- In erster erfindungsgemäßer Ausgestaltung umfasst das Mittel wenigstens eine externe und vorzugsweise steuer-/regelbare Unterdruckquelle, die zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens auf den Wickelkern mittels mindestens einer bewegbaren Unterdruckleitung an den wenigstens einen mit einer axialen Durchgangsöffnung versehenen Lagerzapfen ankoppelbar ist.
- Von Vorteil ist hierbei, dass der Wickelkern zwar eine axiale Durchgangsöffnung durch den Lagerzapfen hindurch, aber keinen Einbau im Vergleich zu bekannten Wickelkernen erhält. Auch die Ankoppelung der bewegbaren Unterdruckleitung gestaltet sich aufgrund einer einfachen axialen Bewegung in Bezug auf den Wickelkern relativ einfach, wobei beim Bereich des Wickelkerns letztendlich nur ortsfeste Elemente ihre Verwendung finden.
- Die Unterdruckquelle ist bevorzugt ein Ventilator, ein übergeordnetes Vakuumsystem, insbesondere für ein DuoStabilisator-System für eine Trockenpartie, oder dergleichen. Die mögliche Anbindung der Unterdruckleitung an ein übergeordnetes Vakuumsystem erbringt insbesondere den Vorteil, dass kein System samt eigenem Aggregat zur temporären Erzeugung des Unterdrucks notwendig ist.
- Damit der mit Unterdruck zu besaugende Raum möglichst klein und die Besaugung dadurch kostengünstiger und effizienter ist, ist in einem Bereich neben der Saugzone und gegenseitig der axialen Durchgangsöffnung des Lagerzapfens wenigstens eine Trennwand zur Aufteilung des Innenraums der Trommel in mindestens zwei voneinander getrennte Kammern mit zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens auf den Wickelkern unterschiedlichen Drücken angeordnet.
- In zweiter erfindungsgemäßer Ausgestaltung umfasst das Mittel wenigstens eine interne und vorzugsweise steuer-/regelbare Venturieinheit, die im Bereich der Saugzone derart ortsfest angeordnet ist, dass ihr Saugbereich innenseitig den Durchgangsöffnungen zugeordnet ist und dass der Saugbereich in abgewandter Richtung über mindestens einen Saugkanal mit ihrer Strahlpumpe verbunden ist, die auslaufseitig einen Auslaufdiffusor und einlaufseitig eine Düse für eine treibende Druckluft aufweist, wobei die Düse über eine axiale Durchgangsöffnung in dem Lagerzapfen und über mindestens eine vorzugsweise bewegbare Überdruckleitung mit einer externen und außenseitig an den Lagerzapfen ankoppelbaren und vorzugsweise steuer-/regelbaren Druckluftquelle zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens auf den Wickelkern verbindbar ist.
- Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist die Tatsache, dass die wesentlichen Elemente zur temporären Erzeugung des Unterdrucks ortsfest im Innenraum des Wickelkerns angeordnet sind und dass ein im Vergleich zur ersten Ausgestaltung geringerer Durchmesser der axialen Durchgangsöffnung in dem Lagerzapfen benötigt wird, um in effizienter Weise den Unterdruck zu erzeugen. Die Ankoppelung der bewegbaren Unterdruckleitung gestaltet sich aufgrund einer einfachen axialen Bewegung in Bezug auf den Wickelkern wiederum relativ einfach.
- Und in dritter erfindungsgemäßer Ausgestaltung umfasst das Mittel wenigstens eine interne und vorzugsweise steuer-/regelbare Unterdruckquelle, die den Innenraum der Trommel in mindestens zwei voneinander getrennte Kammern mit zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens auf den Wickelkern unterschiedlichen Drücken aufteilt, wobei die Kammer mit zumindest zeitweisem Unterdruck der Saugzone zugeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung sind in vorteilhafter Weise alle wesentlichen Elemente zur temporären Erzeugung des Unterdrucks im Innenraum des Wickelkerns angeordnet, der Wickelkern kann also als ein geschlossenes System betrachtet werden, wobei das System zudem weitestgehend wartungsfrei ausgebildet werden kann.
- Die Unterdruckquelle ist bevorzugt ein mindestens ein Laufrad umfassender Ventilator, wobei das Laufrad in einem Deckel der Trommel fliegend gelagert ist oder das Laufrad drehfest mit einer Antriebswelle verbunden ist, die konzentrisch zur Drehachse der Trommel angeordnet ist. Infolge dieser Ausführungsformen der Unterdruckquelle kann das Laufrad das Innere der Trommel - in Längsrichtung der Trommel betrachtet - derart unterteilen, dass die Trommel lediglich teilweise besaugt wird, das heißt der Innenraum und die Außenfläche nur bereichsweise mit einem Unterdruck beaufschlagt werden. Das Laufrad weist dabei bevorzugt äußere Abmessungen auf, die an den Innenraum der Trommel derart angepasst sind, dass ein unerwünschtes Rückströmen der von dem Laufrad geförderten Luft von dessen Druckseite auf die Saugseite des Laufrads verhindert oder zumindest sehr klein gehalten wird.
- Außerdem werden zwei Ausführungsformen des Ventilators bevorzugt, die sich dadurch auszeichnen, dass das Laufrad von außen mittels der Antriebswelle antreibbar ist oder von einem im Innenraum der Trommel angeordneten Elektromotor antreibbar ist. An der Antriebswelle ist beispielsweise ein mit einer Antriebseinrichtung oder eine mit einem Riementrieb verbundene Riemenscheibe angeordnet, die die Antriebswelle mit einem Antriebsmoment beaufschlagt. Die zweite Möglichkeit erbringt den Vorteil, dass der benötigte Bauraum weiter verkleinert wird. Hinzu kommt, dass die durch die unmittelbare Anordnung des Elektromotors im Bereich des Laufrads, infolge eines verkürzten Antriebsstrangs, die Kosten für den Wickelkern weiters reduziert werden.
- Der von dem Mittel im Bereich der Saugzone zumindest zeitweise erzeugte Unterdruck weist bevorzugt einen Wert im Bereich von 0,1 bis 1,3 kPa, vorzugsweise von 0,3 bis 1 kPa, auf. Dieser relativ kleine Wertebereich ergibt sich aufgrund der Gegebenheit, dass der benötigte und damit auch erzeugte Unterdruck im Wesentlichen nur die Fliehkraft zu überwinden hat und dass die Saugzone entsprechend den durch den Aufführstreifen vorgegebenen Anforderungen ausgebildet ist. Die Saugzone des erfindungsgemäßen Wickelkerns weist in ausreichendem Maße eine Saugbreite im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, auf.
- Die erfindungsgemäße Wickelmaschine zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Wickelkern zumindest gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
- Und das erfindungsgemäße Verfahren zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern, wobei der Wickelkern einen Mantel und zwei mit je einem Lagerzapfen versehene Deckel umfassenden Trommel besitzt, deren Mantel eine Anzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Wickelkern gemäß der Erfindung verwendet wird.
- Sowohl die Wickelmaschine als auch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die bereits genannten erfindungsgemäßen Vorteile auf.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
- Es zeigen
- Figur 1
- einen schematischen Ausschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wickelkerns in Seitenansicht; und
- Figuren 2 und 3
- eine jeweilige Teilansicht weiterer Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Wickelkerns in Schnittdarstellung.
- Der im Folgenden beschriebene Wickelkern ist allgemein zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn, beispielsweise einer Papier- oder Kartonbahn, in einer Wickelmaschine einsetzbar. Die Wickelmaschine kann am Ende einer Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer laufenden Materialbahn angeordnet werden, um die fertige laufende Materialbahn zu einer Wickelrolle aufzuwickeln. Die Wickelmaschine kann aber auch zum Umrollen fertiger Wickelrollen verwendet werden. Rein beispielhaft wird davon ausgegangen, dass es sich hier um eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer fortlaufenden Materialbahn handelt.
- Der in den Figuren 1 bis 3 jeweils dargestellte Wickelkern 1 zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, weist eine Trommel 2 auf, die einen Mantel 3 und zwei mit Lagerzapfen 5 versehene und stirnseitig angeordnete Deckel 4 umfasst.
- Der Mantel 3 der Trommel 2 ist mit einer Anzahl von Durchgangsöffnungen 6 versehen, die die Außenfläche 7 des Mantels 3 mit dem Innenraum 8 des Wickelkerns 1 verbinden. Die Durchgangsöffnungen 6 sind als Bohrungen ausgebildet und weisen im Bereich der Außenfläche 7 einen vorzugsweise erweiterten Querschnitt auf. Der jeweilige zur Lagerung des Wickelkerns 1 dienende Lagerzapfen 5 ist gemäß Darstellung einstückig mit dem Deckel 4 ausgebildet und etwa mittig mit einem Lager 9 bekannter Bauweise versehen. Weiterhin ist endseitig auf dem Lagerzapfen 5 eine Tambourglocke 10 angebracht, die bündig und radial außenseitig über das Ende des Lagerzapfens 5 mit einem Vorsprung 11 hinausragt.
- Die Figur 1 zeigt nun einen schematischen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wickelkerns 1 in Seitenansicht. Dabei ist der Mantel 3 lediglich in dem Bereich 12, in welchem ein anfänglich aus der Materialbahn gebildeter und lediglich angedeuteter Aufführstreifen 13 auf den Wickelkern 1 aufgebracht wird, mit Durchgangsöffnungen 6 versehen. Ferner ist ein Mittel 14 vorgesehen, das die im Bereich 12 eine Saugzone 15 bildenden Durchgangsöffnungen 6 zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens 13 auf den Wickelkern 1 innenseitig mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Unterdruck pu beaufschlagt.
- Das Mittel 14 umfasst wenigstens eine externe und vorzugsweise steuer-/regelbare, jedoch in der Figur 1 lediglich angedeutete Unterdruckquelle 16, die zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens 13 auf den Wickelkern 1 mittels mindestens einer bewegbaren Unterdruckleitung 17 an den wenigstens einen mit einer axialen Durchgangsöffnung 18 versehenen Lagerzapfen 5 ankoppelbar ist. Die Bewegung B der Unterdruckleitung 17 ist mittels eines Doppelpfeils und die Bewegungsrichtung R des Luftstroms im Innenraum 8 des Wickelkerns 1 mit Pfeilen dargestellt.
- Die Unterdruckquelle 16 kann in bevorzugter Ausführung ein Ventilator, ein übergeordnetes Vakuumsystem, insbesondere für ein DuoStabilisator-System für eine Trockenpartie, oder dergleichen sein.
- Weiterhin ist in der Ausführung der Figur 1 vorgesehen, dass in einem Bereich neben der Saugzone 15 und gegenseitig der axialen Durchgangsöffnung 18 des Lagerzapfens 5 eine Trennwand 19 zur Aufteilung des Innenraums 8 der Trommel 2 in mindestens zwei voneinander getrennte Kammern K1, K2 mit zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens 13 auf den Wickelkern 1 unterschiedlichen Drücken p1, p2 angeordnet ist. Der Druck p1 entspricht hierbei dem Unterdruck pu.
- Die Figur 2 zeigt nun eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Wickelkerns 1 in Schnittdarstellung. Dabei ist der Mantel 3 lediglich in dem Bereich 12, in welchem ein anfänglich aus der Materialbahn gebildeter und lediglich angedeuteter Aufführstreifen 13 auf den Wickelkern 1 aufgebracht wird, mit Durchgangsöffnungen 6 versehen. Ferner ist ein Mittel 14 vorgesehen, das die im Bereich 12 eine Saugzone 15 bildenden Durchgangsöffnungen 6 zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens 13 auf den Wickelkern 1 innenseitig mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Unterdruck pu beaufschlagt.
- Das Mittel 14 umfasst wenigstens eine interne und vorzugsweise steuer-/regelbare Venturieinheit 20, die im Innenraum 8 der Trommel 2 und im Bereich der Saugzone 15 derart ortsfest angeordnet ist, dass ihr Saugbereich 21 innenseitig den Durchgangsöffnungen 6 zugeordnet ist und dass der Saugbereich 21 in abgewandter Richtung über mindestens einen Saugkanal 22 mit ihrer Strahlpumpe 23 verbunden ist, die auslaufseitig einen Auslaufdiffusor 24 und einlaufseitig eine Düse 25 für eine treibende Druckluft 26 aufweist. Die Düse 25 ist hierzu über eine axiale Durchgangsöffnung 18 in dem Lagerzapfen 5 und über eine bewegbare Überdruckleitung 27 mit einer externen und außenseitig an den Lagerzapfen 5 ankoppelbaren, steuer-/regelbaren und in der Figur 3 jedoch lediglich angedeuteten Druckluftquelle 28 zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens 13 auf den Wickelkern 1 verbindbar. Die Bewegung B der Überdruckleitung 28 ist mittels eines Doppelpfeils und die Bewegungsrichtung R der Druckluft 26 mit Pfeilen dargestellt, wobei dem Strom der Druckluft 26 nach Passierung der Düse 25 ein den Saugbereichen 22 entnommener Luftstrom (Pfeildarstellung) im Innenraum 8 des Wickelkerns 1 hinzukommt.
- Die Durchgangsöffnung 18 in dem Lagerzapfen 5 und die Strahlpumpe 23 verlaufen fluchtend zueinander in axialer Richtung des Wickelkerns 1. Der Saugkanal 23 kann in bevorzugter Weise auch aus mehreren einzelnen Kanälen bestehen, die strömungsoptimiert vom Saugbereich 21 zur Strahlpumpe 23 verlaufen. Selbstverständlich kann der Saugkanal 23 auch vollständig umlaufend ausgebildet sein.
- Die Figur 3 zeigt nun eine Teilansicht einer dritten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Wickelkerns 1 in Schnittdarstellung. Dabei ist der Mantel 3 lediglich in dem Bereich 12, in welchem ein anfänglich aus der Materialbahn gebildeter und lediglich angedeuteter Aufführstreifen 13 auf den Wickelkern 1 aufgebracht wird, mit Durchgangsöffnungen 6 versehen. Ferner ist ein Mittel 14 vorgesehen, das die im Bereich 12 eine Saugzone 15 bildenden Durchgangsöffnungen 6 zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens 13 auf den Wickelkern 1 innenseitig mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Unterdruck pu beaufschlagt.
- Das Mittel 14 umfasst wenigstens eine interne und vorzugsweise steuer-/regelbare Unterdruckquelle 29, die den Innenraum 8 der Trommel 2 in mindestens zwei voneinander getrennte Kammern K1, K2 mit zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens 13 auf den Wickelkern 1 unterschiedlichen Drücken p1, p2 aufteilt, wobei die Kammer K1 mit zumindest zeitweisem Unterdruck pu der Saugzone 15 zugeordnet ist.
- In der Ausführung der Figur 3 ist die Unterdruckquelle 29 ein ein Laufrad 31 umfassender Ventilator 30, wobei das Laufrad 31 von einem im Innenraum 8 und am Deckel 4 der Trommel 2 angeordneten Elektromotor 32 angetrieben ist. An dem anderen, jedoch nicht dargestellten Deckel sind vorzugsweise Öffnungen zur Abführung des durch das Laufrad 31 im Betrieb erzeugten Luftstroms angebracht. Die Bewegungsrichtung R des Luftstroms ist mit Pfeilen dargestellt.
- In weiterer nicht dargestellter Ausgestaltung kann das Laufrad auch drehfest mit einer Antriebswelle verbunden sein, die konzentrisch zur Drehachse der Trommel angeordnet ist.
- Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Mittel 14 ist derart ausgebildet, dass der im Bereich der Saugzone 15 zumindest zeitweise erzeugte Unterdruck pu einen Wert im Bereich von 0,1 bis 1,3 kPa, vorzugsweise von 0,3 bis 1 kPa, aufweist. Die Saugzone 15 weist überdies eine Saugbreite Bs im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, auf.
- Weiterhin eignet sich der in den Figuren dargestellte Wickelkern 1 in vorzüglicher Weise zur Verwendung in einer dem Fachmann bekannten Wickelmaschine zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern.
- Auch ein Verfahren zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern, wobei der Wickelkern eine einen Mantel und zwei mit je einem Lagerzapfen versehene Deckel umfassende Trommel besitzt, deren Mantel eine Anzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, verwendet in bevorzugter Weise einen in den Figuren dargestellten Wickelkern 1.
- Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Wickelkern der eingangs genannten Art so weitergebildet wird, dass er einen sicheren und effizienten Aufführvorgang eines Aufführstreifens auf seinen Mantel gewährleistet.
-
- 1
- Wickelkern
- 2
- Trommel
- 3
- Mantel
- 4
- Deckel
- 5
- Lagerzapfen
- 6
- Durchgangsöffnung
- 7
- Außenfläche
- 8
- Innenraum
- 9
- Lager
- 10
- Tambourglocke
- 11
- Vorsprung
- 12
- Bereich
- 13
- Aufführstreifen
- 14
- Mittel
- 15
- Saugzone
- 16
- Unterdruckquelle
- 17
- Unterdruckleitung
- 18
- Durchgangsöffnung
- 19
- Trennwand
- 20
- Venturieinheit
- 21
- Saugbereich
- 22
- Saugkanal
- 23
- Strahlpumpe
- 24
- Auslaufdiffusor
- 25
- Düse
- 26
- Druckluft
- 27
- Druckluftquelle
- 28
- Überdruckleitung
- 29
- Unterdruckquelle
- 30
- Ventilator
- 31
- Laufrad
- 32
- Elektromotor
- B
- Bewegung (Doppelpfeil)
- Bs
- Saugbreite
- K1, K2
- Kammer
- p1, p2
- Druck
- pu
- Unterdruck
- R
- Bewegungsrichtung (Pfeil)
Claims (12)
- Wickelkern (1) zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer einen Mantel (3) und zwei mit je einem Lagerzapfen (5) versehene Deckel (4) umfassenden Trommel (2), deren Mantel (3) eine Anzahl von Durchgangsöffnungen (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (3) zumindest in dem Bereich (12), in welchem ein anfänglich aus der Materialbahn gebildeter Aufführstreifen (13) auf den Wickelkern (1) aufgebracht wird, mit Durchgangsöffnungen (6) versehen ist und
dass mindestens ein Mittel (14) vorgesehen ist, das die eine Saugzone (15) bildenden Durchgangsöffnungen (6) zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens (13) auf den Wickelkern (1) innenseitig mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Unterdruck (pu) beaufschlagt. - Wickelkern (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mittel (14) wenigstens eine externe und vorzugsweise steuer-/regelbare Unterdruckquelle (16) umfasst, die zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens (13) auf den Wickelkern (1) mittels mindestens einer vorzugsweise bewegbaren Unterdruckleitung (17) an den wenigstens einen mit einer axialen Durchgangsöffnung (18) versehenen Lagerzapfen (5) ankoppelbar ist. - Wickelkern (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterdruckquelle (16) ein Ventilator, ein übergeordnetes Vakuumsystem, insbesondere für ein DuoStabilisator-System für eine Trockenpartie, oder dergleichen ist. - Wickelkern (1) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Bereich neben der Saugzone (15) und gegenseitig der axialen Durchgangsöffnung (18) des Lagerzapfens (5) wenigstens eine Trennwand (19) zur Aufteilung des Innenraums (8) der Trommel (2) in mindestens zwei voneinander getrennte Kammern (K1, K2) mit zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens (13) auf den Wickelkern (1) unterschiedlichen Drücken (p1, p2) angeordnet ist. - Wickelkern (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mittel (14) wenigstens eine interne und vorzugsweise steuer-/regelbare Venturieinheit (20) umfasst, die im Bereich (12) der Saugzone (15) derart ortsfest angeordnet ist, dass ihr Saugbereich (21) innenseitig den Durchgangsöffnungen (6) zugeordnet ist und dass der Saugbereich (21) in abgewandter Richtung über mindestens einen Saugkanal (22) mit ihrer Strahlpumpe (23) verbunden ist, die auslaufseitig einen Auslaufdiffusor (24) und einlaufseitig eine Düse (25) für eine treibende Druckluft (26) aufweist, wobei die Düse (25) über eine axiale Durchgangsöffnung (18) in dem Lagerzapfen (5) und über mindestens eine vorzugsweise bewegbare Überdruckleitung (28) mit einer externen und außenseitig an den Lagerzapfen (5) ankoppelbaren und vorzugsweise steuer-/regelbaren Druckluftquelle (27) zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens (13) auf den Wickelkern (1) verbindbar ist. - Wickelkern (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mittel (14) wenigstens eine interne und vorzugsweise steuer-/regelbare Unterdruckquelle (29) umfasst, die den Innenraum (8) der Trommel (2) in mindestens zwei voneinander getrennte Kammern (K1, K2) mit zumindest während der Aufbringung des Aufführstreifens (13) auf den Wickelkern (1) unterschiedlichen Drücken (p1, p2) aufteilt, wobei die Kammer (K1) mit zumindest zeitweisem Unterdruck (pu) der Saugzone (15) zugeordnet ist. - Wickelkern (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterdruckquelle (29) ein mindestens ein Laufrad (31) umfassender Ventilator (30) ist, wobei das Laufrad (31) in einem Deckel (4) der Trommel (2) fliegend gelagert ist oder das Laufrad (31) drehfest mit einer Antriebswelle verbunden ist, die konzentrisch zur Drehachse der Trommel (2) angeordnet ist. - Wickelkern (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Laufrad (31) von außen mittels der Antriebswelle antreibbar ist oder von einem im Innenraum (8) der Trommel (2) angeordneten Elektromotor (32) antreibbar ist. - Wickelkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der von dem Mittel (14; 16, 20, 29) im Bereich (12) der Saugzone (15) zumindest zeitweise erzeugte Unterdruck (pu) einen Wert im Bereich von 0,1 bis 1,3 kPa, vorzugsweise von 0,3 bis 1 kPa, aufweist. - Wickelkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Saugzone (15) eine Saugbreite (Bs) im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, aufweist. - Wickelmaschine zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern (1)
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wickelkern (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. - Verfahren zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Wickelkern (1), wobei der Wickelkern (1) ein einen Mantel (3) und zwei mit je einem Lagerzapfen (5) versehene Deckel (4) umfassende Trommel (2) besitzt, deren Mantel (3) eine Anzahl von Durchgangsöffnungen (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Wickelkern (1) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
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