DE10007833A1 - Verfahren zum Durchtrennen einer Materialbahn und Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Durchtrennen einer Materialbahn am Ende eines Aufwickelns der Materialbahn (2) zu einer Wickelrolle (3) angegeben und eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn (2) zu einer Wickelrolle (3) mit mindestens einer Walze (5), an der die Wickelrolle (3) unter Zwischenlage der Materialbahn (2) anliegt. DOLLAR A Hierbei möchte man das Trennen auf einfache Weise unabhängig vom Flächengewicht der Materialbahn bewirken können. DOLLAR A Hierzu wird ein Sprengmittel (8) zwischen der Materialbahn (2) und der Wickelrolle (3) eingewickelt und das Sprengmittel (8) expandiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchtrennen einer Materialbahn am Ende eines Aufwickelns der Ma­ terialbahn zu einer Wickelrolle. Die Erfindung betrifft auch eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Ma­ terialbahn zu einer Wickelrolle mit mindestens einer Walze, an der die Wickelrolle unter Zwischenlage der Materialbahn anliegt, und einer Trenneinrichtung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für die Materialbahn beschrieben. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen anwendbar, die sich auf vergleichbare Weise behandeln lassen.

Papierbahnen werden in Papiermaschinen quasi endlos produziert. Um für einen Verbraucher später handhabbar zu sein, müssen sie zu Wickelrollen aufgewickelt wer­ den. Derartige Wickelrollen haben Breiten im Bereich von 0,3 bis 3,8 m und Durchmesser im Bereich von 0,8 bis 2,5 m. Es ist daher von Zeit zu Zeit notwendig, die Materialbahn zu durchtrennen, wenn die Wickelrolle ih­ ren gewünschten Enddurchmesser erreicht hat, das dabei entstehende Ende der Papierbahn auf der Wickelrolle festzulegen und den Anfang an einem neuen Rollenkern zu befestigen.

Hierzu ist es bekannt, die Papierbahn vor dem Erreichen der eigentlichen Trennstelle zu perforieren. Die Wic­ kelrolle wird dann weitergedreht und zieht die Papier­ bahn weiter auf sich, bis die Perforationslinie die ge­ wünschte Trennstelle erreicht hat. Dann wird die Pa­ pierbahn festgehalten und die Wickelrolle aus ihrer Wickelposition ausgestoßen. Dabei reißt die Papierbahn entlang der Perforationslinie durch.

Diese Vorgehensweise hat sich im Grunde bewährt. Sie ist allerdings nur bis zu gewissen Flächengewichten bis zu etwa 100 bis 130 g/m² anwendbar. Danach läßt sich das Trennen mit Hilfe einer Perforation nicht mit der notwendigen Zuverlässigkeit bewirken. Darüber hinaus ist die Perforation relativ aufwendig und damit teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Durch­ trennen der Materialbahn auf einfache Weise weitgehend unabhängig vom Flächengewicht zu bewirken.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß man ein Sprengmittel zwischen der Materialbahn und der Wickelrolle einwic­ kelt und das Sprengmittel expandiert.

Man wickelt also das Sprengmittel zwischen der Wickel­ rolle und der äußersten Materialbahnlage ein. Wenn man das Sprengmittel dann expandiert, steht im Grunde kein Raum zum Ausdehnen des Sprengmittels zur Verfügung. Die Expansion des Sprengmittels bewirkt daher, daß die Um­ gebung des Sprengmittels an der "schwächsten" Stelle zerstört wird. Dies ist die äußerste Lage der Material­ bahn. Die Materialbahn wird also durch die Expansion des Sprengmittels gesprengt, reißt also auf. Im Endef­ fekt ergibt sich damit ein Durchreißen, also ein Durch­ trennen, der Materialbahn.

Vorzugsweise führt man das Sprengmittel durch einen Nip zwischen der Wickelrolle und einer Walze hindurch, an der die Wickelrolle unter Zwischenlage der Materialbahn anliegt, und expandiert das Sprengmittel hinter dem Nip. Die Wickelrolle klemmt die zulaufende Materialbahn zwischen sich und der Walze ein. Wenn das Sprengmittel expandiert, dann wird verhindert, daß sich der zur Ex­ pansion notwendige Raum dadurch vergrößert, daß Ma­ terialbahn nachgefördert wird. Die Materialbahn wird vielmehr festgehalten. Dies hat zwei Vorteile. Zum ei­ nen wird die Zuverlässigkeit des Trennvorgangs erhöht. Zum anderen ist die Stelle, an der getrennt wird, bes­ ser definiert.

Mit Vorteil verwendet man ein wiederverwendbares Sprengmittel. Man spart sich also einen Austauschvor­ gang nach jedem Trennvorgang.

Bevorzugterweise verwendet man als Sprengmittel einen sich quer zur Materialbahn erstreckenden Schlauch, der aufgeblasen wird. Bei einem derartig aufblasbaren Schlauch ist das Risiko, daß die Wickelrolle an tiefer gelegenen Materialbahnlagen beschädigt wird, ver­ gleichsweise gering. Wenn der Schlauch aufgeblasen wird, dann sprengt er lediglich die äußerste Material­ bahnlage der Wickelrolle, weil dies die schwächste Stelle ist. Nennenswerte negative Rückwirkungen auf der Wickelrolle sind nicht zu beobachten.

Vorzugsweise erfolgt das Aufblasen schlagartig. Je schneller das Aufblasen erfolgt, desto besser ist der Trennvorgang. Ein Durchtrennen der Materialbahn erfolgt immer dann, wenn die Expansionsgeschwindigkeit die ma­ ximale Dehngeschwindigkeit der Materialbahn übersteigt. Durch ein schlagartiges Aufblasen kann man auch Ma­ terialbahnen durchtrennen, die in gewissen Grenzen dehnbar sind. Insbesondere bei stärkeren Materialien, beispielsweise Papier oder Karton mit einem Flächenge­ wicht von über 120 g/m² hat ein schlagartiges Aufblasen gute Erfolge erzielt.

Vorzugsweise wird das Sprengmittel nach dem Durchtren­ nen der Materialbahn von der Wickelrolle weg bewegt. Damit wird nicht nur die Materialbahn durchtrennt. Ma­ terialbahnanfang und Materialbahnende werden auch noch räumlich voneinander getrennt, so daß die weitere Be­ handlung vereinfacht wird.

Die Aufgabe wird auch durch eine Wickelvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst und zwar dadurch, daß die Trenneinrichtung ein Sprengmittel aufweist, daß zwi­ schen Materialbahn und Wickelrollen einwickelbar und dort expandierbar ist.

Wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren ausgeführt, kann das Sprengmittel dann die oberste Lage der Ma­ terialbahn auf der Wickelrolle beim Expanideren durch­ reißen. Die oberste Lage bildet das schwächste Glied in der Umgebung des Sprengmittels. Damit ist es möglich, auch dickere Materialbahnen zuverlässig zu durchtren­ nen. Erstaunlicherweise ist die dabei entstehende Reißkante sogar relativ "sauber". Sie bildet zwar keine ge­ rade Linie. Sie ist aber auch nicht im eigentlichen Sinne zerfetzt.

Vorzugsweise ist das Sprengmittel als Schlauch ausge­ bildet, der mit Druckluft befüllbar ist. Ein derartiger Schlauch hat den Vorteil, daß er ein wiederverwendbares Sprengmittel bildet. Druckluft steht in den meisten Produktionsstätten ohnehin zur Verfügung, so daß für den eigentlichen Trennvorgang nur relativ wenige zu­ sätzliche Hilfsmittel benötigt werden.

Vorzugsweise ist das Sprengmittel an Haltearmen ange­ ordnet, die durch eine Drehung der Wickelrolle spannbar sind. Das Sprengmittel wird im Zuge einer Drehbewegung der Wickelrolle zwischen die oberste Lage der Material­ bahn und den Umfang der Wickelrolle gebracht. Wenn man durch diese Bewegung dafür sorgt, daß die Haltearme ge­ spannt werden, dann wird das Sprengmittel nach dem Durchtrennen der Materialbahn automatisch in Richtung der Spannung zurückgezogen. Man kann das Sprengmittel dann gleichzeitig dazu verwenden, den Anfang der durch­ trennten Materialbahn vom Umfang der Wickelrolle abzu­ heben. Dies hat beispielsweise dann Vorteile, wenn man vor dem Durchtrennen der Materialbahn einen Klebstoff auf die Materialbahn aufträgt. Man muß dann nicht mehr so genau darauf achten, daß die Trennlinie außerhalb des klebriggemachten Bereichs verläuft. Auch wenn hin­ ter dem Sprengmittel, also am Anfang der neuen Ma­ terialbahn etwas Klebstoff verbleibt, wird die Ma­ terialbahn mit hoher Zuverlässigkeit vom Umfang der Wickelrolle abgehoben, wenn das Sprengmittel zurückge­ zogen wird.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Haltearme um die Achse der Walze verschwenkbar sind. Damit wird einerseits si­ chergestellt, daß das Sprengmittel beim Fördern der Ma­ terialbahn über die Walze synchron mit der Materialbahn eingezogen werden kann. Es entsteht also keine Reibung zwischen der Materialbahn und dem Sprengmittel, die die Materialbahn beschädigen könnte. Beim weiteren Drehen wird sich jedoch die Materialbahn von der Oberfläche der Walze entfernen und damit das Sprengmittel mitneh­ men, die Arme also spannen. Wenn dann das Durchtrennen durch das Expandieren des Sprengmittels erfolgt, dann wird das Sprengmittel wieder zurück an die Walze gezo­ gen und bewegt den Anfang der Materialbahn dorthin.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß das Sprengmittel nach dem Durchtrennen die Materialbahn auf der Walze festhält. Das Sprengmittel wird also nicht nur dazu verwendet, die Materialbahn zu durchtrennen und von der Oberfläche der Wickelrolle abzuheben, es dient auch da­ zu, den Anfang der Materialbahn auf der Walze festzu­ halten. Man kann die Wickelrolle von der Walze entfer­ nen, beispielsweise mit Hilfe einer Ausstoßeinrichtung, und dann einen neuen Wickelkern zur Anlage an den An­ fang der Materialbahn bringen. Danach kann man das Sprengmittel wieder von der Materialbahn lösen.

Vorzugsweise bildet die Walze eine Tragwalze eines Dop­ peltragwalzenwicklers mit einem Wickelbett und das Sprengmittel ist mit einer Steuereinrichtung verbunden, die die Expansion im Wickelbett auslöst. Wenn die Wic­ kelrolle im Wickelbett liegt, dann hat sie zwei Abstüt­ zungen, in denen die oberste Lage der Materialbahn durch das Eigengewicht der Wickelrolle auf den beiden Tragwalzen festgelegt ist. Wenn man nun dafür sorgt, daß die Expansion des Sprengmittels im Wickelbett erfolgt, dann besteht praktisch keine Möglichkeit, daß die Materialbahn von einer der beiden Seiten nachgeför­ dert wird, weil sie zwischen der Wickelrolle und den beiden Tragwalzen eingeklemmt ist. Man erreicht mit ei­ ner hohen Zuverlässigkeit die Durchtrennung der Ma­ terialbahn genau dort, wo man sie haben möchte.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Wickelvor­ richtung vor und

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Wickelvorrich­ tung beim Durchtrennen einer Materialbahn.

Fig. 1 zeigt eine Wickelvorrichtung 1 zum Aufwickeln einer Materialbahn 2 zu einer Wickelrolle 3. Die Wic­ kelrolle 3 ruht hierbei in einem Wickelbett 4, das durch eine erste Tragwalze 5 und eine zweite Tragwalze 6 gebildet ist. Die Materialbahn läuft von oben über die erste Tragwalze 5 in das Wickelbett 4 hinein. Aus Gründen der Übersicht ist die Wickelrolle 3 mit einem kleinen Abstand zu den beiden Tragwalzen 5, 6 darge­ stellt. In Wirklichkeit liegt die Wickelrolle 3 natür­ lich auf den beiden Tragwalzen 5, 6 auf und klemmt die oberste Lage der Materialbahn 2 auf ihrem Umfang 3 fest.

Zum Durchtrennen der Materialbahn ist eine Trennein­ richtung 7 vorgesehen, die einen Schlauch 8 aufweist, der über eine Feder 9 an einem Paar von Hebeln 10 ange­ ordnet ist, wobei die Hebel 10 (nur einer ist darge­ stellt, der andere befindet sich am anderen axialen Ende der Tragwalze 5) um eine Achse 11 verschwenkbar sind. Diese Achse 11 kann, muß aber nicht zwingend, mit der Achse der ersten Tragwalze 5 übereinstimmen.

Zum Durchtrennen der Materialbahn 2 wird der Schlauch mit nicht näher dargestellten Mitteln auf die Material­ bahn 2 abgesenkt und durchläuft mit ihr den Nip 12 zwi­ schen Wickelrolle und erster Tragwalze 5. Damit wird der Schlauch 8 zwischen der obersten Materialbahnlage und der darunter befindlichen Umfangsfläche der Wickel­ rolle 3 eingeklemmt. Wenn der Schlauch 8 dann ins Wic­ kelbett 4 gelangt, werden die Federn 9 gespannt, weil sich der Schlauch 8 vom Umfang der ersten Tragwalze 5 entfernt.

Der Schlauch 8 wird dann sehr schnell mit Luft gefüllt, so daß er sich schlagartig ausdehnt. Die Materialbahn 2 wird hierbei in Laufrichtung vor und hinter dem Schlauch 8 zwischen den beiden Tragwalzen 5, 6 und der Wickelrolle 3 eingeklemmt. Die Materialbahn 2 liegt al­ so vor dem Aufblasen des Schlauchs 8 fest am Umfang der Wickelrolle 3 an. Das Aufblasen des Schlauches 8 bedeu­ tet eine Expansion. Da hierfür im Grunde kein Raum zur Verfügung steht und keine Materialbahn 2 nachgefördert werden kann, platzt die Umgebung des Schlauchs 8 an ih­ rer schwächsten Stelle. Dies ist die Materialbahn 2. Durch die Expansion des Schlauches wird die Material­ bahn sozusagen gesprengt. Dabei entsteht eine Rißlinie, die im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Schlauches, also im wesentlichen parallel zur Rotati­ onsachse der Wickelrolle 3 verläuft. Auch wenn es sich hierbei nicht um eine glatte Kante handelt, wie sie beispielsweise bei einem Schnitt entstehen würde, reicht die Qualität der aufgesprengten Kante doch aus.

Nachdem der Schlauch 8 durch seine Expansion die Ma­ terialbahn 2 durchtrennt hat, wird er durch die Federn 9 wieder auf die erste Tragwalze 5 zugezogen. Hierbei nimmt er den Anfang 13 der Materialbahn mit und legt ihn gegebenenfalls sogar auf der Oberfläche der Trag­ walze 5 fest. Man kann dann in nicht näher dargestell­ ter, aber an sich bekannter Weise eine neue Wickelhülse oder eine neuen Rollenkern einlegen und das Wickeln ei­ ner neuen Wickelrolle 3 beginnen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Durchtrennen einer Materialbahn am Ende eines Aufwickelns der Materialbahn zu einer Wickelrolle, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Sprengmittel zwischen der Materialbahn und der Wic­ kelrolle einwickelt und das Sprengmittel expan­ diert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sprengmittel durch einen Nip zwischen der Wickelrolle und einer Walze hindurchführt, an der die Wickelrolle unter Zwischenlage der Ma­ terialbahn anliegt, und das Sprengmittel hinter dem Nip expandiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man ein wiederverwendbares Sprengmit­ tel verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Sprengmittel einen sich quer zur Materialbahn erstreckenden Schlauch ver­ wendet, der aufgeblasen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufblasen schlagartig erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprengmittel nach dem Durchtrennen der Materialbahn von der Wickelrolle weg bewegt wird.

7. Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn zu einer Wickelrolle mit mindestens einer Walze, an der die Wickelrolle unter Zwischenlage der Ma­ terialbahn anliegt, und einer Trenneinrichtung, da­ durch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (7) ein Sprengmittel (8) aufweist, daß zwischen Ma­ terialbahn (2) und Wickelrolle (3) einwickelbar und dort expandierbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprengmittel als Schlauch (8) ausgebildet ist, der mit Druckluft befüllbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sprengmittel an Haltearmen (10) angeordnet ist, die durch eine Drehung der Wickel­ rolle (3) spannbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Haltearme (10) um die Achse (11) der Walze (5) verschwenkbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Sprengmittel (8) nach dem Durchtrennen die Materialbahn (2) auf der Walze (5) festhält.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Walze (5) eine Trag­ walze eines Doppeltragwalzenwicklers mit einem Wic­ kelbett (4) bildet und das Sprengmittel (8) mit ei­ ner Steuereinrichtung verbunden ist, die die Expan­ sion im Wickelbett (4) auslöst.