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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Klebestelle
an einer Wickelrolle, die in einem Rollenwickler an einer Walze
anliegt und mit der Walze einen Auflagenip bildet, bei dem man eine gerissene
Bahn an der Wickelrolle durchtrennt, um ein Bahnende zu erzeugen,
und in einem Zufuhrbereich durchtrennt, um einen Bahnanfang zu erzeugen,
wobei man einen Klebestreifen am Bahnanfang erzeugt und damit das
Bahnende mit dem Bahnanfang verklebt. Ferner betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn zu einer Wickelrolle
mit einer Walze, an der die Wickelrolle beim Wickeln anliegt, einer
Klebstoffauftragseinrichtung und einer Halteeinrichtung zum Halten
eines Bahnanfangs am Umfang der Walze.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel
für eine
Materialbahn beschrieben. Sie ist jedoch auch bei anderen Materialbahnen
anwendbar, die in ähnlicher
Weise zu relativ großen
Rollen aufgewickelt werden müssen,
nämlich zu
Rollen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 3,0 m und einer
Breite im Bereich von 0,5 bis 5,0 m.
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Eine
Papierbahn wird quasi endlos produziert. Um später für den Versand und einen Verwender
handhabbar zu sein, wird sie zu sogenannten Wickelrollen oder Materialbahnrollen
aufgewickelt. Kurz vor dem Aufwickeln wird die Papierbahn in der
Regel noch durch Längsschneiden
in schmalere Teilbahnen unterteilt. Die Breite der Teilbahnen bestimmt
dann die axiale Länge
der Wickelrollen.
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Im
Idealfall wird eine Wickelrolle von Anfang bis Ende durchgehend
gewickelt. In diesem Fall tritt keine Unterbrechung des Wickelvorgangs
auf.
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In
der Realität
ist es aber praktisch unvermeidlich, daß die Papierbahn ab und zu
reißt.
In diesem Fall wird der Wickelvorgang unterbrochen. Um wieder geordnete
Wickelverhältnisse
herzustellen, muß die
Papierbahn wieder zusammengeklebt werden. Hierzu wird das Bahnende,
also das Ende der Papierbahn, die bereits auf die Wickelrolle aufgewickelt
ist, begradigt. Die Bedienungsperson führt also einen Schnitt durch
die Papierbahn, der möglichst rechtwinklig
zur Laufrichtung der Papierbahn beim Wickeln verlaufen soll. In ähnlicher
Weise wird der Anfang der Papierbahn begradigt, also der Teil der Papierbahn,
der von einer Quelle, beispielsweise einer Abwickelvorrichtung,
zugeführt
wird.
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Man
muß dann
den Bahnanfang und das Bahnende zusammenbringen, wobei man zuvor
eine Klebeschicht so aufgebracht hat, daß sie zwischen den Bahnanfang
und das Bahnende zu liegen kommt. Wenn Bahnanfang und Bahnende so
zusammengefügt
worden sind, kann der Wickelvorgang wieder gestartet werden.
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Das
Herstellen einer derartigen Klebeverbindung erfordert von der Bedienungsperson
eine gewisse Geschicklichkeit. Die Bedienungsperson muß nämlich mehrere
Anforderungen erfüllen.
Zum einen sollte sich der Klebstoff nur zwischen den beiden Abschnitten
der Papierbahn befinden, also zwischen dem Bahnanfang und dem Bahnende.
Darüber
hinausgehender Klebstoff birgt die Gefahr, daß sich weitere Papierbahnlagen
auf der Wickelrolle untereinander verkleben. Die über den
Klebestreifen hinausgehenden freien Abschnitte von Bahnanfang und
Bahnende dürfen
hingegen nicht zu groß sein.
Derartige "Fahnen" können sich
beim Weiterwickeln in nicht vorhersehbarer Weise umfalten und führen dann
zu einer weiteren Störung
des Wickelvorgangs mit der Gefahr eines erneuten Bahnabrisses.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Probleme mit Klebestellen
zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß man den
Bahnanfang am Umfang der Walze festlegt und die Bahn an der Wickelrolle
an einer Position am Umfang durchtrennt, deren Abstand zum Auflagenip
an der Walze genauso groß ist
wie der Abstand des nachlaufenden Endes der Klebestelle zum Auflagenip.
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Mit
dieser Vorgehensweise wird eine genaue Abstimmung des Bahnendes
mit dem entsprechenden nachlaufenden Ende der Klebestelle dann erreicht,
wenn beim Weiterwickeln der Bahnanfang mit dem Bahnende in Kontakt
kommt. Hierbei ist es erforderlich, daß man verschiedene Parameter
der Wickelvorrichtung kennt, nämlich
den derzeitigen Durchmesser der Wickelrolle und den Durchmesser der
Walze, an der die Wickelrolle anliegt. Wenn diese Daten bekannt
sind, kann man auf einfache Weise die Umfangslängen von Wickelrolle und Walze
errechnen, die aufeinander abgestimmt werden müssen. Diese Vorgehensweise
kann man sowohl bei einem Stütz-
oder Kontaktwalzenwickler verwenden, bei dem die Wickelrolle zentrisch
gehalten wird und nur unter einem gewissen Druck an der Walze anliegt,
als auch bei einem Doppeltragwalzenwickler, bei dem die Wickelrolle
auf zwei Tragwalzen ruht. Wenn der Bahnanfang in den Auflagenip
zwischen der Wickelrolle und der Walze eintritt, dann kommt das
Bahnende mit dem Anfang eines Endabschnitts, der später zur
Verklebung benutzt wird, in Kontakt mit der Klebestelle oder dem
Klebestreifen. Beim Weiterdrehen ergibt sich dann eine ausgezeichnete Übereinstimmung
zwischen dem nachlaufenden Ende des Abschnitts des Bahnendes und
dem nachlaufenden Ende des Klebestreifens. Auf diese Weise ist unter
Kenntnis der obengenannten geometrischen Parameter eine problemlose
Bestimmung der einzelnen Schnittlinien oder des Orts des Auftrags
des Klebstoffs möglich.
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Vorzugsweise
zeigt man die Position, an der die Bahn an der Wickelrolle durchtrennt
werden soll, mit einer Hilfseinrichtung an. Dies macht es für die Bedienungsperson
einfacher, die Bahn an der Wickelrolle zu durch trennen. Mit der
Hilfseinrichtung ist es daher möglich,
den Klebevorgang zumindest teilweise dadurch zu automatisieren,
daß die
Bedienungsperson von sich aus keine Berechnungen mehr vornehmen
muß. Die
Berechnungen werden vielmehr im System, also in der Wickelvorrichtung,
vorgenommen, so daß die
Bedienungsperson sozusagen nur noch gewisse Vorgaben nacharbeiten
muß.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß man
die Position berührungslos
anzeigt. Dies hält
die Gefahr gering, daß die
Wickelrolle bzw. darauf aufgewickelte Lagen der Bahn beschädigt werden.
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Besonders
bevorzugt ist, daß man
zum Anzeigen der Position einen Laser-Pointer verwendet. Ein Laser-Pointer
kann auf einfache Weise eine durchgehende gerade Linie erzeugen.
Dieser Linie muß die
Bedienungsperson nur mit einer geeigneten Schneideinrichtung folgen,
um den geraden Schnitt zur Herstellung des Bahnendes durchzuführen. Dabei
werden üblicherweise
mehrere bereits auf der Wickelrolle aufgewickelte Lagen der Bahn
durchtrennt.
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Bevorzugterweise
positioniert man den Bahnanfang an einer festen Position am Umfang
der Walze und errechnet die Position des Bahnendes mit Hilfe des
Durchmessers der Wickelrolle. Zum Festhalten des Bahnanfangs am
Umfang der Walze kann man beispielsweise einen Unterdruck verwenden. Wenn
der Bahnanfang immer an einer festen Position liegt, dann kann man
dort beispielsweise eine Klebstoffauftragseinrichtung anordnen,
die den zum Verbinden von Bahnanfang und Bahnende notwendigen Klebstoff
auf den Bahnanfang aufträgt.
Die Position des Schnitts, mit dem die auf die Wickelrolle bereits
auf gewickelte Bahn durchtrennt wird, richtet sich dann nach dem
Durchmesser der Wickelrolle. Diese Position kann sich also in Abhängigkeit
vom Durchmesser der Wickelrolle durchaus in einem gewissen Bereich
verändern.
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Alternativ
dazu kann man das Bahnende an einer festen Position am Umfang der
Wickelrolle erzeugen und den Bahnanfang in Abhängigkeit vom Durchmesser der
Wickelrolle am Umfang der Walze positionieren. Auch hierdurch wird
sichergestellt, daß man
eine Übereinstimmung
mit dem Bahnende und dem nachlaufenden Ende der Klebestelle erreicht. Das
Bahnende kann dann beispielsweise immer am Scheitelpunkt der Wickelrolle
erzeugt werden. Dies hat den Vorteil, daß das "Abschwarten", d.h. das Entfernen überflüssiger Bahnlagen,
vereinfacht wird.
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Alternativ
oder zusätzlich
dazu kann man vorsehen, daß man
die Länge
der Klebestelle in Abhängigkeit
vom Durchmesser der Wickelrolle so wählt, daß das Ende der Klebestelle
mit dem Bahnende abschließt.
In diesem Fall fließt
der Durchmesser der Wickelrolle in die Länge der Klebestelle ein.
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In
allen Fällen
ist von Vorteil, wenn man die Klebestelle bis zum Bahnanfang führt. In
diesem Fall wird der Bahnanfang von seiner Förderkante an mit dem Bahnende
verklebt. Dementsprechend entstehen überhaupt keine freien Fahnen
mehr, die den weiteren Wickelvorgang stören könnten.
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Die
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß eine Durchmessererfassungseinrichtung
vorgesehen ist, die den Durchmesser der Wickelrolle erfaßt, und
die mit einer Anzeigeeinrichtung, die die Lage einer Trennstelle
zur Erzeugung eines Bahnendes an der Wickelrolle anzeigt, oder einer
Trenneinrichtung, die das Bahnende am Umfang der Wickelrolle erzeugt, verbunden
ist.
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Wie
oben im Zusammenhang mit dem Verfahren ausgeführt, ist es auf diese Weise
möglich, das
nachlaufende Ende der Klebestelle am Bahnanfang und das Bahnende
so aufeinander abzustimmen, daß die
Klebestelle genau bis zum Bahnende geht. Dementsprechend werden
an die Fähigkeiten der
Bedienungsperson geringere Anforderungen gestellt. Der Vorgang des
Herstellens einer Verklebung nach einem Bahnabriß läßt sich zumindest teilweise automatisieren.
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In
einer alternativen Ausgestaltung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Durchmessererfassungseinrichtung
vorgesehen ist, die den Durchmesser der Wickelrolle erfaßt, und
die mit einer Steuereinrichtung zum Positionieren der Walze mit
dem aufliegenden Bahnanfang verbunden ist.
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In
diesem Fall kann das Bahnende immer an einer festen Position am
Umfang der Wickelrolle erzeugt werden. Die Steuereinrichtung positioniert dann
den Bahnanfang in Abhängigkeit
vom Durchmesser der Wickelrolle.
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Schließlich ist
in einer dritten Alternative vorgesehen, daß eine Durchmessererfassungseinrichtung
vorgesehen ist, die den Durchmesser der Wickelrolle erfaßt, und
die mit der Klebstoffauftragseinrichtung verbunden ist.
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Damit
läßt sich
die Länge
der Klebestelle so an den Umfang der Wickelrolle anpassen, daß das Bahnende
genau mit dem nachlaufenden Ende der Klebestelle abschließt, wenn
der Bahnanfang durch den Auflagenip zwischen der Wickelrolle und
der Walze läuft.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
Rollenwickeleinrichtung mit einer Wickelrolle nach einem Bahnabriß,
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2 die
Wickelvorrichtung in einer Vorbereitungsposition,
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3 die
Wickeleinrichtung beim Durchtrennen der Bahn am Bahnende,
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4 die
Wickelvorrichtung beim Herausfahren einer Restschwarte,
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5 die
Wickelvorrichtung beim Übergeben
des Bahnanfangs und
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6 die
Situation der Wickelvorrichtung beim Herstellen der Klebestelle.
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1 zeigt
in stark vereinfachter Form die Vorrichtung 1 zum Aufwickeln
einer Bahn 2 zu einer Wickelrolle 3. Dargestellt
ist eine Situation, in der die Bahn 2 gerade abgerissen
ist. Eine freie "Fahne" 4, die
ohne Spannung ist, bildet einen Rest der Bahn 2, die im übrigen auf
der Wickelrolle 3 aufgewickelt ist.
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Die
Wickelrolle liegt dabei in einem Wickelbett 5, das durch
zwei Tragwalzen 6, 7 gebildet ist. Beide Tragwalzen
weisen jeweils einen Antrieb 8, 9 auf. Im Betrieb
werden die beiden Tragwalzen 6, 7 entgegen dem
Uhrzeigersinn angetrieben. Die auf den beiden Tragwalzen 6, 7 ruhende
Wickelrolle 3 wird dadurch ebenfalls in Rotation versetzt
und zieht die Bahn 2 auf sich.
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Eine
Durchmessermeßeinrichtung 10 stellt fortlaufend
oder bei Bedarf den Durchmesser der Wickelrolle 3 fest.
Diese Durchmessermeßeinrichtung 10 kann
unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Vorzugsweise arbeitet
sie berührungslos,
beispielsweise mit Ultraschall oder Infrarot.
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Die
Wickelrolle 3 bildet mit den beiden Tragwalzen 6, 7 jeweils
einen Auflagenip 11, 12. Die Position der Auflagenips 11, 12 verändert sich
im Laufe des Wickelvorgangs. Mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle 3 wandert
die Wickelrolle 3 weiter aus dem Wickelbett 5 heraus.
Gegebenenfalls kann man die Position der Auflagenips 11, 12 oder
ihren Abstand auch für
die Bestimmung des Durchmessers der Wickelrolle 3 verwenden.
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Nach
einem Abriß hat
ein Ende 13 der Bahn 2 in der Regel einen unbestimmten
Verlauf. Es ist ausgesprochen unwahrscheinlich, daß die Rißkante einer
geraden Linie folgt. Genauso unwahrscheinlich ist es, daß das Ende 13 rechtwinklig
zur Laufrichtung der Bahn 2 verläuft. Das durch den Bahnabriß entstandene
Ende 13 ist also im Grunde nicht für die Weiterverarbeitung zu
gebrauchen. Eine Bedienungsperson muß daher gewisse Maßnahmen
treffen, die im folgenden erläutert
werden.
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Zunächst wird
die Bedienungsperson die Wickelvorrichtung 1 von Bahnresten
säubern
und das Bahnende am Umfang der Wickelrolle 3 provisorisch abtrennen.
Diese Situation ist in 2 dargestellt. Das Ende der
Bahn läßt sich
beispielsweise im Auflagenip 12 abtrennen, weil die Bahn
dort zwischen der Tragwalze 7 und der Wickelrolle 3 eingeklemmt ist.
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Für die folgende
Vorgehensweise wird davon ausgegangen, daß sich die Wickelrolle schlupffrei
auf den Tragwalzen 6, 7 bewegt, d.h. wenn man
die Tragwalzen 6, 7 dreht, dann weiß man aufgrund
des durch die Durchmessermeßeinrichtung 10 bekannten
Durchmesserverhältnisses
an der Wickelrolle 3, um wie viel sich die Wickelrolle 3 gedreht
hat.
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Neben
der Tragwalze 7 ist eine Leimauftragseinrichtung 14 positioniert,
die einen Klebstoff in Richtung auf die Tragwalze 7 ausgeben
kann. Dies wird weiter unten im Zusammenhang mit 5 erläutert. Die
Position der Leimauftragseinrichtung 14 ist in einer ersten
Ausführungsform
festgelegt und bekannt. Diese Position kann einer ebenfalls nur
schematisch dargestellten Steuereinrichtung 15 auf geeignete
Weise mitgeteilt worden sein, beispielsweise über eine Tastatur. Mit der
Steuereinrichtung 15 ist die Durchmessermeßeinrichtung 10 verbunden.
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3 zeigt
nun eine Situation, in der eine Bedienungsperson die Bahn auf dem
Umfang der Wickelrolle 3 durchtrennt. Hierzu verwendet
die Bedienungsperson ein Messer 17 oder ein vergleichbares Werkzeug. Üblicherweise
wird hierbei nicht nur eine einzelne äußere Lage auf der Wickelrolle 3 durchtrennt,
sondern mehrere Lagen. Die Position, an der die Bedienungsperson
das Messer 17 durch die Lagen führt, wird ihr durch einen Laser-Pointer 16 angezeigt,
der durch die Steuereinrichtung 15 angesteuert wird. Der
Laser-Pointer 16 erzeugt eine achsparallele gerade Linie
am Umfang der Wickelrolle 3 und zwar dort, wo der Schnitt
geführt
werden soll.
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Die
Steuereinrichtung 15 dreht nun die beiden Tragwalzen 6, 7 durch
Betätigen
der Antriebe 8, 9 weiter, so daß die Bedienungsperson
die Restschwarte 18 herausziehen kann, die durch das Durchtrennen
der äußeren Lagen
der Wickelrolle 3 entstanden ist. Wie oben erwähnt, bleibt
hierbei der winkelmäßige Zusammenhang
zwischen der Wickelrolle 3 und den beiden Tragwalzen 6, 7 erhalten,
so daß die
Steuereinrichtung 15 fortlaufend weiß, an welcher Position sich
das Bahnende am Umfang der Wickelrolle 3 befindet. Dieses
Bahnende 19 ist hier aus Gründen der Übersicht in den 3 und 4 als
Dreieck dargestellt. In den 5 und 6 ist das
Bahnende 19 von dem Umfang der Wickelrolle 3 abgehoben
dargestellt, auch wenn es insbesondere in der Situation der 5 auf
dem Umfang der Wickelrolle 3 aufliegen wird.
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Sobald
die Restschwarte 18 entfernt worden ist, wird die Wickelrolle
in die in 5 dargestellte Position gedreht.
Gleichzeitig wird ein Bahnanfang 20, der zuvor ebenfalls
begradigt worden ist, an die Tragwalze 7 übergeben
und dort festgehalten, beispielsweise durch Anlegen eines Unterdrucks
an die Tragwalze 7.
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Die
Leimauftragseinrichtung 14 trägt nun einen Klebstoff 21 auf
den Bahnanfang 20 auf und zwar so, daß das vorlaufende Ende des
Klebstoffs 21 mit der vorlaufenden Kante des Bahnanfangs 20 abschließt. Die
Länge des
Klebstoffs 21 in Laufrichtung der Bahn 2 bzw.
des Bahnanfangs 20 ist bei diesem Ausführungsbeispiel fixiert.
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Das
Bahnende 19 befindet sich aufgrund des Schnitts, dessen
Linie durch den Laser-Pointer 16 angezeigt worden ist,
in einer Position, in der es genau mit der nachlaufenden Kante 22 des
Klebstoffs 21 abschließt,
wenn das Bahnende 19 und der Klebstoff 21 gemeinsam
durch den Auflagenip 12 bewegt werden. Damit ist eine vollflächige Verklebung
zwischen dem Bahnanfang 20 und dem Bahnende 19 erreicht
worden, ohne daß es
freie Fahnen gibt, die später
stören
könnten.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Bedienungsperson
die Bahn 2 am Umfang der Wickelrolle 3 an einer
fest definierten Position durchtrennt, beispielsweise am Zenit der
Wickelrolle 3. Auch hier kann sie gegebenenfalls durch einen
Laser-Pointer 16 unterstützt werden. Jedoch wird vor
dem Schnitt die Tragwalze 7 so positioniert, daß der Klebstoff 21 wieder
genau mit dem Bahnende 19 abschließt, wenn der Klebstoff 21 und
das Bahnende gemeinsam den Auflagenip 12 durchlaufen.
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In
einer weiteren Alternative kann vorgesehen sein, daß man den
Ausgleich zwischen Bahnanfang 20 und Bahnende 19 dadurch
bewirkt, daß die Länge des
Klebstoffs 21 variabel gestaltet wird.
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In
allen Fällen
benötigt
man zusätzlich
zu den bisher vorliegenden Daten lediglich den Durchmesser der Wickelrolle,
um die Position der Klebestelle 21 bzw. die Länge der
Klebestelle 21 bestimmen zu können.