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Die
Erfindung betrifft eine Rollenwickelvorrichtung mit einer Einrichtung
zum Überleiten einer Materialbahn von einer Jumborolle
auf einen Leertambour, der zwischen einem Auflaufbereich und einem
Ablaufbereich an der Materialbahn anliegt.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überleiten einer
Materialbahn von einer Jumborolle auf einen Leertambour, bei dem
man den Leertambour zwischen einem Auflaufbereich und einem Ablaufbereich
an die Materialbahn anlegt und die Materialbahn durchtrennt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel
für eine Materialbahn beschrieben. Sie ist aber auch bei
anderen Materialbahnen anwendbar, die sich entsprechend handhaben lassen,
beispielsweise einer Kartonbahn.
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Eine
Papierbahn wird in einer Papiermaschine sozusagen endlos produziert.
Um handhabbar zu sein, wird sie am Ende der Papiermaschine auf einen Tambour
zu einer so genannten Jumborolle aufgewickelt. Eine derartige Jumborolle
hat zwar ein beträchtliches Aufnahmevermögen.
Wenn die Jumborolle aber einen vorbestimmten Durchmesser erreicht hat,
muss die Papierbahn auf einen neuen Tambour, der im Folgenden "Leertambour'
genannt wird, übergeleitet werden. Nach dem Überleiten
dient der Leertambour als Wickelkern für eine neue Jumborolle, während
die zuvor bewickelte Jumborolle abtransportiert werden kann.
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Das Überleiten
der Papierbahn von der Jumborolle auf den Leertambour muss während
der laufenden Produktion erfolgen, um die Papiermaschine nicht stillsetzen
zu müssen. Die Überleitung muss daher bei voller
Produktionsgeschwindigkeit erfolgen.
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Für
das Überleiten sind bereits mehrere Vorgehensweisen bekannt.
So zeigt
WO 86/06357
A1 die Möglichkeit, ein Band am Leertambour zu
befestigen, das im Übrigen aber auf der dem Leertambour abgewandten
Seite der Papierbahn angeordnet ist. Wenn sich der Leertambour weiterdreht,
dann wird das Band durch die Papierbahn geführt und zerreißt diese.
Gleichzeitig wird der dadurch gebildete Anfang der Papierbahn auf
den Leertambour aufgewickelt. Bei dieser Vorgehensweise ergibt sich
der Nachteil, dass das Band auf dem Tambour bleibt und durch seine
Dicke die nächsten Papierlagen zerdrückt, die auf
den mit dem Band versehenen Leertambour gewickelt werden. Diese
zerdrückten Papierlagen sind nicht verkaufsfähiges
Papier, der so genannte Kernausschuss.
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Wenn
das Band aus einem Material besteht, das nicht im Pulper aufgelöst
werden kann, so gelangt es wieder in den Stoffkreislauf und führt
zu Papierfehlern, beispielsweise Löcher in der Papierbahn.
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Aus
EP 1 627 835 A1 ist
bekannt, eine Tragtrommel, über die die Papierbahn dem
Leertambour zuläuft, mit einer Trenneinrichtung auszurüsten,
die die Papierbahn quer zur Laufrichtung oder unter einem Winkel
dazu durchtrennt. Glasdüsen in der Tragtrommel oder Saugdüsen
am Leertambour sorgen dafür, dass die Papierbahn am Leertambour
anhaftet, bis der Anfang der Papierbahn ein zweites Mal durch einen
Nip zwischen dem Leertambour und der Tragtrommel gelaufen ist. Eine
derartige Vorgehensweise ist nicht bei allen Materialbahnarten anwendbar.
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DE 103 42 831 A1 zeigt
eine Rollenwickelvorrichtung, bei der ebenfalls ein Schneidband
zum Durchtrennen der Papierbahn verwendet wird. Dieses Schneidband
wird vor dem zweitmaligen Durchlaufen des Nips zwischen dem Leertambour
und der Tragtrommel entfernt. Der hierzu erforderliche Aufwand ist
nicht zu vernachlässigen.
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DE 103 42 213 A1 beschreibt
eine weitere Rollenwickelvorrichtung, bei der ein Hilfsband um den
Leertambour geschlungen wird und die Papierbahn dort festhält,
bis sie unter der eigenen Spannung auf dem Leertambour hält,
Das Durchtrennen erfolgt durch eine Trenneinrichtung, die berührungslos
arbeitet, insbesondere ein Wasserstrahl- oder Laserstrahl-Schneidelement
oder eine Glasdüse.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Überleiten der
Materialbahn bei einer großen Vielzahl von Bahnqualitäten
zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Rollenwickelvorrichtung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass ein umlaufendes Band auf der dem
Leertambour abgewandten Seit der Materialbahn angeordnet ist, das
unter einem Winkel zur Umfangsrichtung des Leertambours und in Anlage
am Leertambour parallel zur Achse des Leertambours verfahrbar ist
und dabei den Ablaufbereich überdeckt.
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Das
Band wird bei dieser Ausgestaltung für zwei Zwecke verwendet.
Das Band läuft mit einer Geschwindigkeit, bei der es reibungsfrei über
die Oberfläche des Leertambour und über die Materialbahn geführt
ist. Da es einen Winkel mit der Umfangsrichtung des Leertambours
einschließt, durchtrennt es die Materialbahn in dem Augenblick,
wo es die Längskante der Materialbahn überquert.
Dies ergibt sich daraus, dass das Band auch in Laufrichtung hinter
dem Ablaufbereich noch an den Leertambour angedrückt wird,
während die Materialbahn vom Ablaufbereich ausgehend tangential
zur Jumborolle geführt ist. Gleichzeitig führt
des Band den abgetrennten Teil der Materialbahn an den Umfang des
Leertambours. Wenn sich das Band weiter in axialer Richtung des Leertambours
bewegt, dann wird der abgetrennte Teil der Materialbahn vom Band
freigegeben, weil das Band in axialer Richtung verschoben wird.
Der abgetrennte Teil der Materialbahn, der im Grunde eine Spitze
bildet, bleibt an dem Leertambour haften und wird bei der weiteren
Umdrehung des Leertambours aufgewickelt. Da sich das Band weiter
bewegt, wird der dreieckförmige Bereich immer weiter vergrößert,
bis das Band schließlich die gesamte Materialbahn überquert
und damit durchtrennt hat. Für das Durchtrennen der Materialbahn
und das Überführen auf den Leertambour ist es
also nicht erforderlich, ein Trennmittel, beispielsweise ein Band
oder eine Schnur, mit in den sich bildenden Wickel einzuwickeln.
Man benötigt auch keine Luftdüsen, die die Materialbahn
durchtrennen und dann umlenken. Vielmehr reicht ein konstruktiv
relativ einfaches Element aus, nämlich das Band, um die
Materialbahn zu durchtrennen und auf den Leertambour überzuleiten. Zweckmäßigerweise
wird das Band mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit
quer zur Laufrichtung der Materialbahn verschoben, wobei diese Geschwindigkeit
nicht zu klein gewählt werden sollte. Der Überleitvorgang
funktioniert aber auch dann, wenn das Band eine ungleichförmige
Geschwindigkeit haben sollte.
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Vorzugsweise
weist das Band eine geringere Adhäsion an der Materialbahn
auf als der Leertambour. Diese geringere Adhäsion lässt
sich beispielsweise durch eine entsprechende Materialwahl für
das Band erreichen. Es ist aber auch möglich, das Band mit
einer Oberflächenstruktur zu versehen, beispielsweise mit
längs, quer oder diagonal verlaufenden Rillen. Das Band
kann auch gelocht oder auf andere Weise luftdurchlässig
sein. Da man durch die Verlagerung des Bandes in axialer Richtung
ohnehin eine Relativbewegung zwischen dem Band und der Materialbahn
erzeugt, reichen bereits kleinere Maßnahmen aus, um die
Materialbahn besser am Leertambour als an der Materialbahn anhaften
zu lassen.
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Vorteilhafterweise
ist dem Band benachbart eine Haftvermittlungseinrichtung angeordnet,
die auf den Leertambour wirkt. Die Haftvermittlungseinrichtung kann
einen Klebstoff oder auch einfach nur Wasser oder eine andere Feuchtigkeit
auf den Umfang des Leertambours spritzen, so dass das Anhaften der Materialbahn
am Leertambour verbessert wird. Da die Haftvermittlungseinrichtung
dem Band benachbart ist, wird sie bei der Bewegung des Bandes mitgeführt,
so dass immer nur der Bereich des Leertambours mit Haftvermittlern
beaufschlagt wird, in dem der gerade abgetrennte Teil der Materialbahn
zur Anlage kommen soll. Dadurch lässt sich ein sehr sparsamer
Verbrauch des Haftvermittlers erreichen.
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Vorzugsweise
ist das Band auf einem Schlitten angeordnet, der parallel zur Achse
des Leertambours auf einem Querträger verfahrbar ist. Dies
ist eine relativ einfache Konstruktion. Das Band an sich kann durch
eine relativ kompakte Konstruktion gebildet sein. Diese Konstruktion
wird dann auf dem Querträger mit Hilfe des Schlittens verfahren.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass der Schlitten einen Verschiebeantrieb aufweist.
Man nutzt also nicht oder nicht nur die Schrägstellung
des Bandes gegenüber der Umfangsrichtung des Leertambours
aus, um den Schlitten axial zum Leertambour zu bewegen. Man treibt
den Schlitten an. Dies hat den Vorteil, dass Querkräfte
auf das Band klein gehalten werden.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass ein Bandträger schwenkbar am Schlitten
gelagert ist. Wenn der Bandträger verschwenkt werden kann,
dann kann man den Winkel des Bandes zum Schlitten und damit auch
zur Umfangsrichtung des Leertambours einstellen. Man kann die Wirkung
des Bandes dann an unterschiedliche Materialbahnen und/oder an unterschiedliche
Geschwindigkeiten der Materialbahn und/oder an unterschiedliche
Traversiergeschwindigkeiten des Schlittens anpassen.
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Vorzugsweise
weist das Band einen Umlaufantrieb auf. Auch dadurch wird eine übermäßige
Beanspruchung des Bandes verhindert. Das Band wird nicht oder nicht
nur durch die Materialbahn bzw. den Leertambour angetrieben, sondern
durch den Umlaufantrieb mit einer Geschwindigkeit, bei der keine Relativbewegung
zwischen der Materialbahn und dem Band auftritt.
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Vorzugsweise
ist das Band über mindestens zwei Umlenkrollen geführt.
Dabei spannt es zwischen zwei Umlenkrollen ein Trum auf, das am
Umfang des Leertambours zur Anlage gebracht wird, wobei sich die
Materialbahn dann teilweise zwischen dem Leertambour und dem Band
befindet, wenn das Band verwendet wird, um die Materialbahn zu durchtrennen
und auf den Leertambour überzuleiten.
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Vorzugsweise
ist das Band durch eine Spanneinrichtung gespannt. Die Spanneinrichtung
kann beispielsweise eine spannbare, weitere Umlenkrolle aufweisen.
Es ist auch möglich, eine der Umlenkrollen an einem verlagerbaren
Träger zu befestigen und diesen Träger mit einer
Feder oder einem anderen Spannmittel zu spannen. Es ist auch möglich,
zwei feststehende Umlenkrollen zu verwenden und das Band mit einer
Vorspannung auf diese Umlenkrollen aufzulegen. Dazu ist das Band
vorzugsweise aus einem flexiblen Material, wie beispielsweise einem Elastomer,
oder der Bandträger besteht vorzugsweise aus einem flexiblen
Material, wie beispielsweise einem Federstahl. Die Spannung des
Bandes ist insbesondere in dem Abschnitt von Vorteil, der zum Durchtrennen
der Materialbahn verwendet wird. Je härter das Band hier
gespannt ist, desto glatter wird die Trennlinie.
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Vorteilhafterweise
ist eine der Umlenkrollen gegenüber dem Bandträger
um eine Schwenkachse verschwenkbar. Dies kann man für folgende
Vorgehensweise ausnutzen: das Band wird außerhalb der Materialbahn
zur Anlage an den Leertambour gebracht. Der Leertambour kann in
diesem Bereich gummiert sein oder mit einem Kunststoffbelag versehen
sein, so dass das Band durch den Leertambour beschleunigt und auf
eine der Umfangsgeschwindigkeit des Leertambours entsprechende Geschwindigkeit
gebracht wird. Natürlich kann das Band auch einen Umlaufantrieb
aufweisen, so dass die Anlage des Bandes am Leertambour nur zur
Synchronisation der Geschwindigkeiten von Leertambour und Band dient.
Während dieser Beschleunigungs- oder Synchronisierungsphase
läuft das Band parallel zur Umlaufrichtung des Leertambours.
Zum Bewegen des Bandes in axialer Richtung wird der Bandträger dann
einfach verschwenkt. Durch die schwenkbare Lagerung der einen Umlenkrolle
verhalten sich die beiden Umlenkrollen wie ein Fahrrad, das auf
der Oberfläche des Leertambours fährt. Die beiden
Umlenkrollen und das Band folgen der Lenkbewegung der schwenkbaren
Umlenkrollen und damit der Schwenkbewegung des Bandträgers,
so dass der Bandträger gemeinsam mit dem Band in axialer
Richtung über die Materialbahn verfahren werden kann, um
diese zu durchtrennen und auf den Leertambour überzuleiten.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass die Schwenkachse in Laufrichtung der Materialbahn
hinter der Rollenachse angeordnet ist und die verschwenkbare Umlenkrolle
einen Schwenkantrieb aufweist. In diesem Fall kann man den Schwenkantrieb
der Umlenkrolle verwenden, um den Band- träger zu verschwenken. Wenn
nämlich die Umlenkrolle "gelenkt" wird, dann folgt der
Bandträger der Lenkbewegung, so dass der Winkel eingestellt
wird, den das Band gegenüber der Umfangsrichtung des Leertambours
einnimmt.
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Vorzugsweise
verläuft die Schwenkachse parallel zur Radialrichtung des
Leertambours, also im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse
der Umlenkrolle. In diesem Fall ergeben sich wenig Widerstände
beim Verschwenken der Umlenkrolle.
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Vorzugsweise
steht die verschwenkbare Umlenkrolle seitlich über das
Band über. In diesem Fall kann man die Lenkbewegung durchführen,
obwohl die verschwenkbare Umlenkrolle den Umfang des Leertambours
bzw. die darauf aufliegende Materialbahn kontaktiert.
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In
einer Alternative kann vorgesehen sein, dass die verschwenkbare
Umlenkrolle einen vorbestimmten Abstand zum Leertambour aufweist.
Die Lenkbewegung wird also nicht dadurch behindert, dass die verschwenkbare
Rolle am Leertambour anliegt.
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Vorzugsweise
weisen das Band und meistens eine Umlenkrolle eine Querverschiebesicherung auf.
Damit verhindert man, dass das Band bei der axialen Verlagerung
von den Umlenkrollen herunter geschoben wird. Eine derartige Querverschiebesicherung
kann einfach dadurch erfolgen, dass das Band und die Umlenkrolle,
gegebenenfalls auch mehrere Umlenkrollen, eine aneinander angepasste Profilierung
aufweisen. So kann das Band beispielsweise als Keilriemen ausgebildet
sein. Alternativ dazu kann das Band mit zwei Längsstegen
versehen sein, die an den Stirnseiten der Umlenkrollen verlaufen
und so das Band zentrieren. Eine weitere Möglichkeit besteht
darin, dass das Band wenigstens einen Längssteg auf seiner
Unterseite aufweist, der in eine entsprechende Nut auf den Umfang
der Umlenkrollen eingreift.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Band axial
zum Leertambour in eine Bereitschaftsposition verschiebbar ist,
die über eine Beschleunigungsstrecke von der Materialbahn getrennt
ist. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn
das Band einen fest eingestellten Winkel zur Laufrichtung der Materialbahn aufweist.
In diesem Fall benötigt das Band eine gewisse Strecke,
um auf die Geschwindigkeit beschleunigt zu werden, die notwendig
ist, um die Materialbahn in der gewünschten Weise zu durchtrennen.
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Vorzugsweise
ist das Band radial zum Leertambour verlagerbar. Dies hat den Vorteil,
dass der Leertambour mit einer gewissen Toleranz in die Position
verlagert werden kann, in der das Überleiten von der Jumborolle
auf den Leertambour erfolgen kann. Wenn die Überleitungseinrichtung
nicht benötigt wird, dann kann sie weg verlagert werden.
Mit "radialer Verlagerung" ist nicht eine radiale Bewegung im streng
mathematischen Sinne gemeint. Vielmehr soll damit eine Verlagerung
zur Umfangsfläche des Leertambours oder von ihr weg ausgedrückt
werden. Für diese Verlagerungsbewegung gibt es mehrere
Möglichkeiten. Der Schlitten kann mit einer Hubeinrichtung
versehen sein, die auf den Bandträger wirkt. Der Schlitten
kann insgesamt verlagert werden, beispielsweise dadurch, dass der
Querträger verlagert wird, auf dem der Schlitten gelagert
wird. Man kann den Schlitten auch kippen, so dass der Bandträger näher
an den Leertambour kommt oder weiter von ihm entfernt wird.
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Die
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, dass man zum Überleiten ein Band, das
unter einem Winkel zur Umfangsrichtung des Leertambours umläuft,
von der dem Leertambour abgewandten Seite der Materialbahn an den
Leertambour andrückt und unter Überdeckung des
Ablaufbereichs axial zum Leertambour über die Materialbahn
verfährt.
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Die
Umfangsrichtung des Leertambours entspricht der Laufrichtung der
Materialbahn. Wenn man das Band unter einem Winkel an den Leertambour andrückt
und dabei den Ablaufbereich überlappt, dann zerreißt
das Band die Materialbahn, so dass eine Spitze entsteht, und drückt
diese Spitze gleichzeitig gegen den Umfang des Leertambours. Wenn das
Band weiter geführt wird, dann setzt sich die Trennlinie
fort und der durch das Durchtrennen der Materialbahn erzeugte neue
Anfang des Materialbandes wird im Moment seines Entstehens an den Umfang
des Leertambours gedrückt.
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Vorzugsweise
macht man die Umfangsfläche des Leertambours haftend. Insbesondere
bei größeren Flächengewichten oder steiferen
Bahnen verbessert sich dadurch das Anhaften des Anfangs der Materialbahn
am Leertambour, das solange aufrecht erhalten werden sollte, bis
der Anfang den Nip zwischen dem Leertambour und der Tragtrommel einmal
oder mehrmals durchlaufen hat.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
erläutert. Hierin zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform der Erfindung in Ruhestellung;
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2 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise;
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3 die
Ausführungsform nach 1 in Funktion;
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4 eine
abgewandelte, zweite Ausführungsform;
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5 eine vergrößerte Darstellung
von Band und Umlenkrolle nach 4;
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6 eine
dritte Ausführungsform;
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7 eine vierte Ausführungsform;
und
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8 eine
fünfte Ausführungsform.
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1 zeigt
im Ausschnitt eine Rollenwickelvorrichtung 1 zum Aufwickeln
einer Papierbahn 2 oder einer anderen entsprechend ausgebildeten
Materialbahn auf eine Jumborolle 3. Die Papierbahn 2 läuft
dabei über eine Tragtrommel 4 zu. Über
den größten Teil des Aufwickelvorganges liegt
die Jumborolle 3 mit ihrem Umfang an der Tragtrommel 4 an.
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Wenn
die Jumborolle 3 praktisch voll gewickelt ist, wird sie
von der Tragtrommel 4 entfernt und es wird ein Leertambour 5 zur
Anlage an die Materialbahn 2 gebracht. Die Materialbahn 2 liegt
dann zwischen einem Auflaufbereich 6, der sich in einem
Nip zwischen der Tragtrommel 4 und dem Leertambour 5 bildet,
und einem Ablaufbereich 7, von dem die Papierbahn 2 tangential
zur Jumborolle 3 läuft, am Leertambour 5 an.
Der Leertambour 5 ist dabei in nicht näher dargestellter
Weise so vorbeschleunigt, dass seine Umfangsgeschwindigkeit mit
der Geschwindigkeit der Papierbahn 2 übereinstimmt.
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Wenn
die Jumborolle 3 dann ihren vorbestimmten Durchmesser erreicht
hat, muss die Papierbahn 2 von der Jumborolle 3 auf
den Leertambour 5 übergeleitet werden. Hierzu
ist eine Einrichtung 8 vorgesehen, die im Folgenden erläutert
wird.
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Die
Einrichtung 8 weist ein Band 9 auf, das über
zwei Umlenkrollen 10, 11 geführt ist.
Die Umlenkrolle 10 ist an einem Rollenträger 12 drehbar
gelagert. Die Umlenkrolle 11 ist an einem Rollenträger 13 drehbar
gelagert. Die Rollenträger 12, 13 sind
an einem Bandträger 14 gelagert, der gegenüber
einem Schlitten 15 um eine Schwenkachse 16 verschwenkbar
ist. Die Schwenkachse 16 ist etwa radial zum Leertambour 5 gerichtet.
Der Schlitten 15 ist auf einem Querträger 17 parallel
zur Achse 18 des Leertambours 5 verlagerbar. Hierzu
kann ein nicht näher dargestellter Vorschubantrieb vorgesehen
sein.
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Der
Rollenträger 13 ist über ein Gelenk 19 am
Bandträger 14 befestigt, so dass das Band 9 durch
nicht näher dargestellte Spannmittel gespannt werden kann.
Eine Hubeinrichtung 20 ist vorgesehen, um den Bandträger 14 aus
der dargestellten Ruheposition, in der das Band 9, genauer
gesagt sein oberes Trum 21, einen Abstand zum Umfang des Leertambours 5 hat,
in eine in 3 dargestellte Arbeitsposition
zu bewegen.
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In 3 sind
die Teile, die denen der 1 entsprechen, mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Das
Band 9 liegt mit seinem oberen Trum 21 teilweise
auf dem Umfang des Leertambours 5 und teilweise auf dem
Band 2 auf, was in Zusammenhang mit 2 näher
erläutert wird. Es überdeckt dabei den Ablaufbereich 7,
der kurz auch als „Ablaufpunkt" bezeichnet werden kann.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf einen Leertambour 5 und die Papierbahn 2 von
unten, wobei zur Erläuterung eine Abwicklung dargestellt
ist.
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Das
Band 9 wird aus der in 1 dargestellten
Bereitschaftsposition, die beispielsweise auf der Führerseite
(„FS") angeordnet ist, mit einer Geschwindigkeit vq zum
anderen axialen Ende des Leertambours 5 verlagert. Der
Antrieb für diese Verlagerungsbewegung wirkt beispielsweise
auf den Schlitten 15, der mit der Geschwindigkeit vq bewegt wird.
Der entsprechende Antrieb ist nicht extra dargestellt.
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Die
Papierbahn 2 läuft mit einer Geschwindigkeit vp,
wobei die Laufrichtung der Papierbahn 2 mit der Umfangsrichtung
des Leertambours 5 übereinstimmt, jedenfalls dort,
wo die Papierbahn 2 am Leertambour 5 anliegt.
Das Band 9 wird mit einer Umlaufgeschwindigkeit vu angetrieben,
die sich errechnet aus.
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Dementsprechend
entsteht keine größere Reibung, wenn das Band
auf den Leertambour 5 trifft, wie dies in der Position 9' dargestellt
ist, oder in einen Bereich vordringt, in dem die Papierbahn 2 am
Leertambour 5 anliegt (Position 9'').
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Vor
dem Start des Tambourwechsels wird das Band 9 in Bereitschaftsposition
auf Vu gebracht. Dargestellt in Position 9 in der 2.
Beim Start des Tambourwechsels wird der Schlitten 15 quer
zur Papierlaufrichtung auf vq beschleunigt und gleichzeitig mit
der Hubeinrichtung 20 in Richtung Tambour 5 gefahren.
Nachdem der Schlitten 15 seine Zielgeschwindigkeit Vq erreicht
hat, legt das Band 9, mittels der Hubeinrichtung 20, über
die Umlenkrollen 10, 11 an den Tambour 5 an
(3). Das Band 9 liegt nun auf dem gummierten
Bereich des Tambours 5, auf der Führseite („FS")
links von der Papierbahn 2, an. Dargestellt in Position 9' in
der 2.
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Sobald
das Band den Ablaufpunkt 7 erreicht, fängt die
Papierbahn 2 an, einzureißen. Die Papierbahn möchte
nämlich, wie dies in 3 zu erkennen ist,
tangential zur Jumborolle 3 weiterlaufen, was durch das
obere Trum 21 des Bandes 9 aber verhindert wird.
Gleichzeitig drückt das obere Trum 21 des Bandes 9 den
durch das Einreißen gebildeten Anfang 22 an den
Umfang des Leertambours 5. Da der Leertambour 5 eine
bessere Adhäsion zur Papierbahn 2 aufweist als
das Band 9, bleibt die Papierbahn 2 am Umfang
des Leertambours 5 haften. Dieses Haften ist ohnehin nur
solange erforderlich, bis der Anfang 22 der Papierbahn 2 den
Nip zwischen dem Leertambour 5 und der Tragtrommel 4 durchläuft.
Danach wird die Papierbahn 2 durch ihre eigene Spannung auf
dem Leertambour 5 festgehalten.
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Um
das Anhaften zu verbessern, kann vor dem Band 9 eine Haftvermittlungseinrichtung 23 angeordnet
sein, die einen Haftvermittler auf den Umfang des Leertambours 5 aufbringt.
Im einfachsten Fall reicht es aus, hier Wasser auf den Umfang des Leertambours 5 zu
sprühen. Durch das Wasser haftet der Anfang 22 in
ausreichendem Maße am Umfang des Leertambours 5.
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Da
der Schlitten 15 in Axialrichtung außerhalb der
Papierbahn 2 angeordnet ist, steht eine ausreichende Beschleunigung
zur Verfügung, um den Schlitten 15 und damit auch
das Band 9 in axialer Richtung auf die Geschwindigkeit
zu bringen, die zum Durchtrennen der Papierbahn 2 gewünscht
ist. Das Band 9 trennt die Papierbahn 2 schraubenlinienförmig
durch und führt diese auf den Leertambour 5 auf.
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Um
das Ablösen der Papierbahn 2 vom Band 9 zu
erleichtern, kann das Band 9 luftdurchlässig sein,
gelocht sein, längs, quer oder diagonal gerillt sein oder
ein Material aufweisen, an dem die Papierbahn schlecht haftet.
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Der
Winkel a (2) wird eingestellt, indem der
Band- träger 14 um die Schwenkachse 16 verschwenkt
und danach festgelegt wird. Der Winkel a kann der Papierbahngeschwindigkeit
vp und der Traversiergeschwindigkeit vq des Schlittens 15 angepasst
werden. Während des gesamten Überleitvorgangs
bleibt der Winkel a konstant.
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Vorzugsweise
entspricht der Winkel a folgender Gleichung: tana
= vq/vp
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Bei
diesem Winkel a rollt das Band 9 optimal auf der Papierbahn 2 ab
und es wirken keine Querkräfte auf das Band 9.
Alternativ weicht der Winkel a etwas von der obigen Gleichung ab.
In diesem Fall tritt eine Querbewegung zwischen Papierbahn 2 und Band 9 auf.
Diese Querbewegung erzeugt, aufgrund der auftretenden Gleitreibung
zwischen Papierbahn 2 und Band 9, Schubkräfte
auf das Band 9. Gleichzeitig verringert die Querbewegung
die Adhäsionskraft zwischen Papierbahn 2 und Band 9.
Die bereits beschriebene Querverschiebesicherung verhindert, dass
das Band 9 durch die Schubkräfte von den Umlenkrollen
geschoben wird.
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Bei
der Ausgestaltung nach den 1 und 3 ist
eine gewisse Beschleunigungsstrecke für den Schlitten 15 erforderlich.
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4 zeigt
eine abgewandelte Ausgestaltung, die sich insbesondere für
eine Nachrüstung in einer bestehenden Rollenwickelvorrichtung
eignet. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in
den 1 bis 3 versehen. Zu bemerken ist
hierbei, dass der in 2 dargestellte Bereich des Leertambours 5 außerhalb
der Papierbahn 2 gummiert ist. Er kann auch mit einer anderen
Oberflächenschicht versehen sein. Natürlich kann
auch die gesamte Umfangsfläche des Leertambours 5 gummiert
oder mit einer entsprechenden Kunststoffschicht versehen sein oder
der Leertambour 5 besitzt keine Beschichtung.
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Die
Ausgestaltung nach 4 benötigt eine Beschleunigungsstrecke
für den Schlitten 15 nicht Dazu ist der Rollenträger 12 gegenüber
dem Bandträger 14 um eine Schwenkachse 24 verschwenkbar, die
vorzugsweise etwa parallel zur Radialrichtung 25 des Leertambours 5 verläuft.
Der Rollenträger 12 ist abgekröpft, d.
h. die Rotationsachse der Umlenkrolle 10 befindet sich
in Bewegungsrichtung der Papierbahn 2 hinter der Schwenkachse 24.
Wie aus 5 hervorgeht, ist das Band 9 als
Keilriemen ausgebildet und die beiden Umlenkrollen 10, 11 sind
als Keilriemenscheiben ausgebildet. Das Band 9 ist also
gegen eine seitliche Verschiebung gegenüber den Umlenkrollen 10, 11 gesichert.
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Zum
Starten des Überleitvorganges liegt das Band 9 auf
dem gummierten Bereich des Leertambours 5 auf, also außerhalb
der Papierbahn 2, beispielsweise auf der Führerseite.
Durch die Rotation des Leertambours 5 hat das Band die
Geschwindigkeit der Papierbahn 2. Der Winkel a ist in diesem
Moment gleich Null und das Band 9 läuft parallel
zur Laufrichtung der Papierbahn 2.
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Nun
wird der Bandträger 14 um die Schwenkachse 16 verschwenkt.
Dabei verhalten sich die beiden Umlenkrollen 10, 11 wie
ein Fahrrad, das auf der Oberfläche des Leertambours 5 fährt.
Die beiden Umlenkrollen 10, 11 und das Band 9 folgen
der Lenkbewegung der Umlenkrolle 10 und des schwenkenden
Bandträgers 14 im Winkel a um die Schwenkachse 16.
In gleichem Maße beschleunigt sich das Band 9,
weil eine Querkomponente der Bewegung des Schlittens 15 gegenüber
dem Leertambour 5 hinzukommt.
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Damit
die Lenkbewegung funktioniert, steht, wie im Zusammenhang mit 5a erläutert,
die Umlenkrolle 10 radial über das Band 9 über.
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Durch
den Winkel a zur Laufrichtung der Papierbahn 2 bewegt sich
der Schlitten 15 in Querrichtung über die Papierbahn 2,
so dass die Papierbahn 2, wie im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschrieben,
durchtrennt und zur Anlage an den Leertambour 5 gebracht
wird. Wenn das Band 9 die Papierbahn 2 vollständig
durchquert hat, wird der Bandträger 14 wieder
in entgegen gesetzte Richtung parallel zur Papierlaufrichtung geschwenkt
und die Bewegung des Schlittens 15 entlang der Querführung 17 ist
beendet. Der nächste Wechselvorgang verläuft spiegelverkehrt.
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In
einer Alternative sind die beiden Umlenkrollen 10, 11 gleich
ausgebildet (6). Damit die Umlenkrolle 10 lenken
kann, legt die Umlenkrolle 10 das Band 9 in Laufrichtung
der Papierbahn 2 erst nach der Umlenkrolle 10 an
den Leertambour 5 an.
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In
einer in 7 dargestellten weiteren
Ausführungsform, die ansonsten der Ausgestaltung nach 4 entspricht,
ist die Schwenkachse 24 in Laufrichtung der Papierbahn 2 hinter
der Achse der Umlenkrolle 10 angeordnet. In diesem Fall
wird zum Verschwenken des Bandträgers 14 die Umlenkrolle 10 direkt
geschwenkt. Hierzu kann sie einen Schwenkantrieb aufweisen. Durch
das Schwenken der Umlenkrolle 10 folgt der Bandträger 14 der
Lenkbewegung, um den Winkel a.
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In
einer Alternative wird entweder der Bandträger 14 oder
die Umlenkrolle 10 geschwenkt und gleichzeitig wird der
Schlitten 15 über einen Servomotor angetrieben.
Dabei ist die Traversiergeschwindigkeit des Schlittens 15 immer
dem aktuellen Winkel a angepasst, damit das Band 9 nicht
mit Querkräften relativ zu den Umlenkrollen 10, 11 belastet
wird.
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Anstelle
der in 1 und 3 dargestellten Hubeinrichtung 20 lassen
sich auch andere Mittel verwenden, um das obere Trum 21 des
Bandes 9 zur Anlage an den Leertambour 5 und die
Papierbahn 2 zu bringen. Man kann beispielsweise den Querträger 17 insgesamt
anheben (8) oder absenken. Man kann auch
den Bandträger 14 gegenüber dem Schlitten 15 um
eine Achse verschwenken, die im Wesentlichen parallel zur Achse 18 des
Leertambours 5 verläuft.
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In
manchen Fällen kann der Bandträger 14 auch
ohne Schwenkachse 16 am Schlitten 15 befestigt
sein. In diesem Fall ist der Winkel a fest eingestellt. Bandträger 14 und
Schlitten 15 können in diesem Fall auch einstückig
ausgebildet sein.
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Der
Winkel a muss dann, wenn eine Schwenkachse 16 vorgesehen
ist, nicht über die gesamte Breite der Papierbahn 2 konstant
gehalten werden. Wenn das Band 9 mit seinem oberen Trum 21 an
die Oberfläche des Leertambours 5 angelegt wird,
bevor die maximale Traversiergeschwindigkeit des Schlittens 15 erreicht
ist, dann ändert sich der Winkel a während des Überleitvorgangs.
Der Winkel a wird der Traversiergeschwindigkeit vq des Schlittens 15 und
der Papierbahngeschwindigkeit vp ständig so angepasst,
dass der Winkel a des Bandes 9 genau dem Steigungswinkel
entspricht, mit dem sich das Band 9 auf dem Leertambour 5 in
Axialrichtung bewegt. Dies hat den Vorteil, dass die im Zusammenhang
mit 2 genannte Beschleunigungsstrecke sehr kurz gehalten
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 86/06357
A1 [0006]
- - EP 1627835 A1 [0008]
- - DE 10342831 A1 [0009]
- - DE 10342213 A1 [0010]
