DE10392814T5 - Verfahren zum Steuern des Aufbaus einer Rolle aus einer faserartigen Bahn, beispielsweise eine Papierrolle oder eine Kartonrolle - Google Patents

Verfahren zum Steuern des Aufbaus einer Rolle aus einer faserartigen Bahn, beispielsweise eine Papierrolle oder eine Kartonrolle Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Steuern des Aufbaus einer Rolle aus einer faserartigen Bahn, wobei bei diesem Verfahren eine faserartige Bahn (W) zu einer Faserbahnrolle (15, 25, 35) durch einen Wickelspalt (N) zwischen der Faserbahnrolle (15, 25, 35), die ausgebildet wird, und einer Wickeltrommel (13, 23, 33) gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei diesem Verfahren der Aufbau der Faserbahnrolle (15, 25, 35), die ausgebildet wird, gesteuert wird, indem die Richtung des Passierens der Bahn zu einem Aufwickler reguliert wird, wodurch der Umhüllungswinkel reguliert wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Wie dies im Stand der Technik bekannt ist, wird eine faserartige Bahn zu Rollen mittels vieler verschiedener Arten an Wicklern, beispielsweise Zwei-Trommel-Wicklern, gewickelt, bei denen eine faserartige Bahn zu einer Rolle, während sie an zwei Wickeltrommeln gestützt ist, durch einen Spalt zwischen einer Wickeltrommel und einer faserartigen Bahn, die ausgebildet wird, gewickelt wird. Die Bahn kann zu dem Zwei-Trommel-Wickler entweder von oben, das heißt von oberhalb der Wickeltrommel zu dem Spalt zwischen der Wickeltrommel und der Rolle der faserartigen Bahn, die den Wickelspalt ausbildet, oder von unten so treten, dass die Bahn von unterhalb der Wickeltrommel zu dem Wickelspalt zwischen der Wickeltrommel und der Rolle der faserartigen Bahn, die ausgebildet wird, tritt.
  • Hauptsächlich sind drei Arten an Zwei-Trommel-Wicklern aus dem Stand der Technik bekannt: Wickler mit Wickeltrommeln, die mit einer harten aus Stahl bestehenden Oberfläche ausgebildet sind; Wickler, bei denen die hintere Wickeltrommel oder beide Wickeltrommeln mit einer weichen Oberfläche beispielsweise mit einer Gummioberfläche versehen ist/sind, und der Wickler, der durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen WinBelt auf den Markt gebracht worden ist, bei dem ein Riemenaufbau, der um zwei Führungswalzen herum angeordnet ist, als eine Wickeltrommel verwendet wird.
  • Beim Wickeln wird beispielsweise ein Mittenwickeln oder Zentralwickeln ebenfalls angewendet, bei dem die Bahnrolle, die aufgebaut wird, an ihrer Mitte gestützt ist, und die faserartige Bahn zu einer Bahnrolle durch einen Spalt zwischen einer Wickeltrommel und der Bahnrolle, der ausgebildet wird, gewickelt wird.
  • Wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird beim Steuern des Aufbaus einer Rolle aus einer faserartigen Bahn vor allem ihre Härte unter anderem beeinflusst, indem die Spannung der Bahn, die gewickelt wird, geändert wird, indem der Momentunterschied zwischen den Wickeltrommeln bei einem Zwei-Trommel-Wickler reguliert wird, und indem der Mittenantrieb oder die Oberflächentraktion bei einem Mittelwickler reguliert wird. Außerdem ist der Aufbau der Rolle der faserartigen Bahn mittels Reibung beeinflusst worden, beispielsweise durch die Auswahl der Beschichtung der Wickeltrommel.
  • Es war möglich, Rollen mit einem geringfügig größeren Durchmesser an Zwei-Trommel-Wicklern des Standes der Technik zu wickeln, die eine Trommel mit weicher Oberfläche als eine oder beide Wickeltrommeln im Vergleich zu Zwei-Trommel-Wicklern verwenden, die harte Wickeltrommeln mit einer Stahloberfläche verwenden, da eine weiche Oberfläche die Rolle stärker dichter gestaltet als eine harte Oberfläche, ohne dass sich eine Zunahme von Wickelfehlern darbietet. Wenn jedoch Wickeltrommeln mit weicher Oberfläche verwendet werden, kann es ein Problem sein, dass die weiche Oberfläche die Rolle sogar zu stark verdichten kann.
  • Wenn eine Trommel mit weicher Oberfläche beim Wickeln verwendet wird, nimmt der Verdichtungseffekt von dem Spalt an der Bahn zu, was zu dem Problem führen kann, dass der Verdichtungseffekt zu stark ansteigt, so dass die Rolle zu dicht wird und die Oberflächenblätter der Rolle an einem Förderer oder während des Transportes reißen kann.
  • Bei den derzeit bekannten Anwendungen wird die radiale Verteilung der Spannung innerhalb einer Rolle in der Laufrichtung der Bahn mittels drei Wickelparametern gesteuert (Kenneth G. Frye, Winding, Seite 13, 17, Tappi Press, 1990):
    • 1. Regulieren der Spannung der Bahn, die gewickelt wird, unmittelbar vor einem Aufwickeln.
    • 2. Regulieren der Wickelkraft. Die Wickelkraft ist das Verdichten oder Festziehen des Blattes, das durch einen Momentunterschied bei der äußersten Lage der Rolle bewirkt wird.
    • 3. Regulieren der radialen Spaltbelastung in den Spalten, die in Verbindung mit dem Wickeln wirken, beispielsweise Rollenspalte, Wickeltrommelspalte, Reiterrollenspalte und dergleichen.
  • Genauer gesagt, kann dazu aufgeführt werden, dass aufgrund des Effektes der Wickelparameter die Spannung der Bahn unmittelbar vor dem Aufroller sich in eine Aufwickelspannung WTO ändert (WOT = Wound-On-Tension = Aufwickelspannung, das heißt, die Spannung in der Maschinenrichtung der Bahn bei der äußersten Lage der Bahn der Rolle, die aufgebaut wird). Diese Aufwickelspannung bestimmt die Innenspannungsverteilung der Rolle, die ausgebildet wird.
  • Aufgrund der physikalischen Begrenzungen der Wertbereiche der vorstehend erwähnten Wickelparameter ist es bei Aufwicklern häufig erforderlich, den durch die Wickelparameter erzielbaren WOT-Wert zu stärken oder abzuschwächen.
  • Anders ausgedrückt, haben die drei vorstehend beschriebenen Wickelparameter Einstellgrenzen im Hinblick auf die physikalischen Begrenzungen, bei denen deren Effekt angewendet werden kann.
  • Zusätzliche Steuermöglichkeiten sind für das Steuern des Walzenaufbaus erforderlich.
  • Darüber hinaus besteht bei der Anwendung eines Mittenwicklers oder Zentralwicklers in einigen Situationen ein Bedarf an einem separaten Regulieren von einem Teilbahn-Wickelprozess bei einer speziellen Station, wobei in diesem Zusammenhang ein Bedarf darin besteht, einen größeren Regulierbereich für diesen Wickelvorgang zu finden, während die Steuerparameter der anderen Teilbahnwickelparameter nicht berührt werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, weitere Möglichkeiten für ein Steuern des Aufbaus einer Rolle aus einer faserartigen Bahn zu schaffen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, einen vierten Wickelparameter vorzusehen.
  • Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgaben und jener Aufgaben, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung hauptsächlich durch die Angaben in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gekennzeichnet.
  • Bei der vorliegenden Erfindung haben die Erfinder die Möglichkeit des Anwendens der Richtung des Passierens einer Bahn in einen Aufwickler, beispielsweise einen Zwei-Trommel-Wickler, einen Maschinenwickler oder einen Mittenwickler oder Zentralwickler, als einen vierten Wickelparameter verwirklicht. Die vorliegende Erfindung kann insbesondere dann nützlich angewendet werden, wenn die Wickeltrommel mit einem annähernd nicht komprimierbaren "weichen" Überzug bedeckt ist. Mit dem Begriff "weich" ist in diesem Zusammenhang ein Überzug bzw. eine Bedeckung gemeint, dessen Verformungen in dem Spalt in der gleichen Größenordnung wie die Verformungen der gewickelten Rolle sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Anwendung der vorliegenden Erfindung wird der Aufbau einer auszubildenden Rolle aus einer faserartigen Bahn mittels eines vierten Wickelparameters, die Richtung des Passierens der Bahn in eine Wickeleinrichtung, beeinflusst, indem der Umhüllungswinkel oder der Winkel, der durch die faserartige Bahn dann abgedeckt wird, wenn sie an einer Wickeltrommel, das heißt an der Trommel läuft, die einen Wickelspalt mit der Bahnrolle, die sich aufbaut, ausbildet, bevor sie in den Wickelspalt eintritt, reguliert wird. Die Dichtheit oder die Festigkeit des Wickelns wird während des Laufs gesteuert, indem der Umhüllungswinkel reguliert wird. Der Effekt des Umhüllungswinkelregulierens auf den Aufbau der Bahnrolle, die ausgebildet wird, hängt von den Eigenschaften der faserartigen Bahn und von den angewendeten Rollenüberzügen, wie beispielsweise harte Rollen und Weichüberzugrollen, ab, bei denen insbesondere zusätzlich zu der Weichheit das Poisson-Verhältnis des Überzugs von Bedeutung ist.
  • Somit kann der vierte Wickelparameter gemäß der vorliegenden Erfindung sehr nützlich bei einem Zwei-Trommel-Wickler angewendet werden, der eine weiche gummiartige hintere Trommel hat. In diesem Fall ist es, indem der Umhüllungswinkel kleiner gestaltet wird, möglich, zu verhindern, dass Rollen mit einem großen Durchmesser an der Oberfläche zu hart werden, was ein Problem beim Stand der Technik ist. In der Praxis wird dieser Umhüllungswinkel als eine Funktion des Durchmessers der Rolle experimentell bestimmt, das heißt, eine bestimmte Umhüllungswinkelfunktion wird bei dem Steuersystem der Rollenschneideeinrichtung eingestellt, und die Härteverteilung der Rollen wird gemessen. Die Umhüllungswinkelfunktion wird geändert, bis der erwünschte Rollenaufbau erzielt wird. Diese Härteregulierung von einer Einstellung kann ebenfalls für eine spezielle Station oder Rolle ausgeführt werden, wenn der Umhüllungswinkel der Teilbahnen gesteuert werden kann.
  • Der vierte Wickelparameter, der in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ermöglicht außerdem eine Teilsteuerung von einigen anderen Kraftgrößen zusätzlich zu WOT. Als ein Beispiel können die tangentialen Belastungen des Wickelspaltes erwähnt werden, wobei diese Belastungen bei bestimmten Faserbahnen im wesentlichen Maße zu einer Erzeugung von J-Linien beitragen, wobei die J-Linien Wickelfehler repräsentieren, die durch ein Rutschen zwischen den Wickellagen bewirkt werden (Kenneth G. Frye, Winding, Seite 15, 25 und 26, Tappi Press, 1990).
  • Somit kann das Steuerprinzip gemäß der vorliegenden Erfindung bei verschiedenen beispielsweise bei Zwei- Trommel-Wicklern und bei Mittenwicklern oder Zentralwicklern und unter anderem bei Rollenschneidemaschinen und insbesondere in geeigneter Weise bei Zwei-Trommel-Wicklern, die mit Wickeltrommeln mit einem weichen Überzug versehen sind, angewendet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Umhüllungswinkelkurve oder der Umhüllungswinkel als eine Funktion des Durchmessers der Rolle bei Bedarf nach jeder Einstellungsänderung derart geändert, dass der erwünschte Rollenaufbau erzielt wird. Wenn eine Bestimmung auf der Grundlage eines Umhüllungswinkels angewendet wird, wird, je fester oder je härter die Rolle wunschgemäß erzeugt werden soll, der gewählte Umhüllungswinkel um so größer, während die anderen den Aufbau der Rolle beeinflussenden Parameter unverändert bleiben.
  • Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Die 1A bis 1D zeigen schematisch eine Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Zwei-Trommel-Wickler, wenn die Bahn von oben während des Wickelns tritt.
  • Die 2A bis 2C zeigen schematisch eine Anwendung der Erfindung bei einem Zwei-Trommel-Wickler, wenn die Bahn von unten während des Wickelns tritt.
  • Die 3A bis 3D zeigen schematisch eine Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Mittenwickeln.
  • 4 zeigt in schematischer Weise ein Blockdiagramm, das zu der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zugehörig ist.
  • Die 1A bis 1D zeigen in schematischer Weise ein Wickeln bei einem Zwei-Trommel-Wickler, bei dem eine Rolle 15 aus einer faserartigen Bahn ausgebildet wird, die durch Wickeltrommeln 13, 14 gestützt wird, und wobei das Wickeln durch einen Wickelspalt N zwischen einer Wickeltrommel 13 und der auszubildenden Rolle 15 der faserartigen Bahn stattfindet. Eine faserartige Bahn W tritt in den Wickelspalt N über Führungswalzen 11 und 12. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Aufbau der Rolle 15, die ausgebildet wird, gesteuert, indem die Größe des Umhüllungswinkels α geändert wird, indem der Ort der Führungswalzen 11, 12 in Bezug auf die Wickeltrommel 13 derart geändert wird, dass sich der Umhüllungswinkel ändert.
  • Ein positiver großer Umhüllungswinkel α ist bei 1A verwendet worden; ein positiver kleiner Umhüllungswinkel α ist bei 1B verwendet worden; ein Winkel α von null ist bei 1C verwendet worden, und ein negativer Umhüllungswinkel α ist bei 1D verwendet worden.
  • Die 2A bis 2C zeigen die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Zwei-Trommel-Wickler, bei dem eine Bahn von unten tritt und bei dem die faserartige Bahn W über Führungswalzen 21, 22 in einen Wickelspalt N von unterhalb einer Wickeltrommel 23 tritt, die den Wickelspalt N mit der Rolle der faserartigen Bahn ausbildet. Eine zweite Wickeltrommel, die die Rolle 25, die ausgebildet wird, stützt, ist mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet. Der Umhüllungswinkel α wird reguliert, indem der Ort der Führungswalzen 21, 22 in Bezug auf die Wickeltrommel 23, die den Wickelspalt N ausbildet, derart geändert wird, dass der Winkel α, durch den die Bahn W an der Wickeltrommel 23 vor dem Eintreten in den Wickelspalt N läuft, sich wunschgemäß ändert.
  • In 2A gibt es einen positiven großen Umhüllungswinkel α; in 2B gibt es einen positiven kleinen Umhüllungswinkel α, und ein Winkel α von null ist bei 2C verwendet worden.
  • Die 3A bis 3D zeigen schematische Ansichten einer Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Mittenwickeln oder Zentralwickeln, bei dem eine Rolle 35 einer faserartigen Bahn, die ausgebildet wird, an ihrer Mitte gestützt ist und das Wickeln durch einen Wickelspalt N zwischen der Rolle 35, die ausgebildet wird, und einer Wickeltrommel 33 stattfindet. Eine faserartige Bahn W tritt zu der Wickeltrommel 33 über eine Führungswalze 31. Der Umhüllungswinkel α wird geändert, indem die Position der Führungswalze 31 in Bezug auf die Wickeltrommel 33 derart bewegt wird, dass der Winkel, durch den die Bahn W an der Wickeltrommel 33 vor dem Eintreten in den Wickelspalt N läuft, sich wunschgemäß ändert.
  • In 3A gibt es einen positiven großen Umhüllungswinkel α; in 3B gibt es einen positiven kleinen Umhüllungswinkel α; in 3C gibt es einen Winkel α von null, und in 3D gibt es einen negativen Umhüllungswinkel α.
  • Gemäß der schematischen Darstellung des Blockdiagramms von 4 wird beim Wickeln der ersten Einstellung der Umhüllungswinkel gemäß der Gleichung α0 = α0 (d), siehe Block 41, beispielsweise in Abhängigkeit von der Papiersorte auf der Grundlage von Erfahrung gewählt. Nach dem Wickeln wird die Härteverteilung der Rollen, die ausgebildet werden, gemessen, wie dies bei dem Block 42 dargestellt ist. Die Untersuchung der Verteilung der Härte wird bei dem Block 43 ausgeführt, wenn die Härteverteilung wunschgemäß, das heißt in einem günstigen Bereich ist, der schematisch beispielsweise bei dem Block 45 dargestellt ist, und der Umhüllungswinkel wird gemäß dem ersten Wickeln bei dem Block 44 derart gewählt, dass αi = αi (d) (i = 0) der Fall ist. Wenn die Verteilung der Härte, die bei der ersten Einstellung erzielt wird, nicht wunschgemäß ist, wird eine Änderung des Umhüllungswinkels ausgeführt, und ein neuer Umhüllungswinkel wird als eine Funktion der Verteilung der Härte bei dem Block 46 bestimmt, und in dieser Weise werden Versuche unternommen, um experimentell einen derartigen Umhüllungswinkel zu bestimmen, bei dem eine erwünschte Verteilung der Härte für die Rollen erzielt wird.
  • Wenn es möglich ist, WOT bei der Schneideeinrichtung während des Laufens zu messen, kann der Umhüllungswinkel durch eine geschlossene Steuerschleife gesteuert werden, bei der die Referenz WOTref = WOTref (d) vorgegeben ist und der Umhüllungswinkel auf der Grundlage der Messung von WOT reguliert wird.
  • Vorstehend ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf lediglich einige ihrer als vorteilhaft erachteten Ausführungsbeispiele beschrieben; jedoch soll die vorliegende Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten von ihnen beschränkt sein.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern des Aufbaus einer Rolle einer faserartigen Bahn, wobei bei dem Verfahren eine faserartige Bahn (W) zu einer Faserbahnrolle (15) durch einen Wickelspalt (N) zwischen der Faserbahnrolle (15), die ausgebildet wird, und einer Wickeltrommel (13) gewickelt wird. Bei dem Verfahren wird der Aufbau der Faserbahnrolle (15), die ausgebildet wird, gesteuert, indem die Richtung des Passierens der Bahn zu einem Aufwickler reguliert wird, wodurch der Umhüllungswinkel reguliert wird.
  • 1A

Claims (7)

  1. Verfahren zum Steuern des Aufbaus einer Rolle aus einer faserartigen Bahn, wobei bei diesem Verfahren eine faserartige Bahn (W) zu einer Faserbahnrolle (15, 25, 35) durch einen Wickelspalt (N) zwischen der Faserbahnrolle (15, 25, 35), die ausgebildet wird, und einer Wickeltrommel (13, 23, 33) gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei diesem Verfahren der Aufbau der Faserbahnrolle (15, 25, 35), die ausgebildet wird, gesteuert wird, indem die Richtung des Passierens der Bahn zu einem Aufwickler reguliert wird, wodurch der Umhüllungswinkel reguliert wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei diesem Verfahren der Umhüllungswinkel (α) reguliert wird, indem die Position der Führungswalze/Führungswalzen (11, 12, 21, 22, 31) der faserartigen Bahn (W) in Bezug auf die Wickeltrommel (13, 23, 33) bewegt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren der Umhüllungswinkel dann reguliert wird, wenn ein Rutschen zwischen der faserartigen Bahn (W) und der Wickeltrommel (13, 23, 33) auftritt.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während eines Wickelvorgangs in Verbindung mit jeder Einstellung ausgeführt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit zumindest einem anderen Steuermodus ausgeführt wird, der den Aufbau der Faserbahnrolle (15, 25, 35) beeinflusst, wobei bei diesem Verfahren der Aufbau der Faserbahnrolle, die ausgebildet wird, gesteuert wird, indem die Spannung der Bahn vor einem Aufwickler reguliert wird und/oder indem die Wickelkraft reguliert wird und/oder indem die radiale Spaltbelastung in den Spalten reguliert wird.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umhüllungswinkel (α) größer gestaltet wird, um eine härtere Faserbahnrolle (15, 25, 35) vorzusehen.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umhüllungswinkel (α) kleiner gestaltet wird, um eine weichere Faserbahnrolle vorzusehen.
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