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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer laufenden
Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, bei dem die Materialbahn nacheinander
auf mehrere Wickelkerne zu Wickelrollen aufgewickelt wird, wobei
die Materialbahn über einen Umfangsbereich einer vorzugsweise
verlagerbaren und mit der zu bildenden Wickelrolle einen Wickelspalt
bildenden Tragtrommel geführt wird, wobei vor dem Beginn
des Überführens der Materialbahn die zu bildende
Wickelrolle von der Tragtrommel bei Auflösung des Wickelspalts
und bei Ausbildung eines freien Zugs in der Materialbahn wegbewegt
wird und wobei ein neuer Wickelkern an die Tragtrommel bei Ausbildung
eines neuen Wickelspalts derart gebracht wird, dass er zumindest
in einem Umfangsbereich von der Materialbahn umschlungen wird.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer
laufenden Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, bei der
die Materialbahn nacheinander auf mehrere Wickelkerne zu Wickelrollen
aufgewickelt wird, wobei die Materialbahn über einen Umfangsbereich
einer vorzugsweise verlagerbaren und mit der zu bildenden Wickelrolle
einen Wickelspalt bildenden Tragtrommel geführt ist, wobei
vor dem Beginn des Überführens der Materialbahn
die zu bildende Wickelrolle von der Tragtrommel bei Auflösung
des Wickelspalts und bei Ausbildung eines freien Zugs in der Materialbahn
wegbewegbar ist, und wobei ein neuer Wickelkern an die Tragtrommel
bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts derart bringbar ist, dass
er zumindest in einem Umfangsbereich von der Materialbahn umschlingbar ist.
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Derartige
Aufwickelverfahren und Wickelmaschinen werden beispielsweise in
der Papier- oder Kartonherstellung angewendet, 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, zu Wickelrollen aufzuwickeln. Auch können sie dazu
dienen, eine bereits fertig gewickelte Wickelrolle umzuwickeln.
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Dabei
muss dafür gesorgt werden, dass der durch das Durchtrennen
der Materialbahn entstehende neue Anfang der Materialbahn dem neuen
Wickelkern zugeführt wird, um auf diesem danach eine neue
Wickelrolle zu bilden.
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Ein
derartiges Aufwickelverfahren ist beispielsweise aus der europäischen
Patentschrift
EP 1 035
054 B1 bekannt. In dieser Offenbarung ist überdies
vorgesehen, dass die Materialbahn mittels zweier allgemein quer
zu der Bahnlaufrichtung verfahrbarer Trennelemente geschnitten wird,
indem die beiden Trennelemente in dem Bereich der beiden Bahnränder
zur Bildung eines Streifens im Abstand vom jeweiligen Bahnrand angesetzt
und anschließend bei laufender Materialbahn zumindest bis
zu der Bahnmitte verfahren werden. Hierbei kann die Materialbahn
mittels der zwei Trennelemente an dem neuen, noch leeren Tambour
geschnitten werden. Auch kann zur Unterstützung des Anwickelns
der ersten Lagen an den neuen Tambour ein doppelseitiges Klebeband verwendet
werden. Es sind jedoch keine weiteren Ausführungen hinsichtlich
der Verwendung des doppelseitigen Klebebands gemacht. So ist es
beispielsweise völlig offen, wo und wie das doppelseitige
Klebeband eingebracht wird.
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Ein
erster Nachteil dieses Aufwickelverfahrens besteht darin, dass die
Materialbahn nicht vollständig durchtrennt wird. Die vollständige
Durchtrennung der teilweise geschnittenen Materialbahn hat mit einem
selbstständigen und unkontrollierten Reißen der
Materialbahn in ihren zwei Randbereichen zu erfolgen. Und dieses
Reißen kann insbesondere bei höheren Grammsturen,
also höheren Flächengewichten mit einigen Schwierigkeiten,
die sich nachteilhaft sowohl auf die Prozesssicherheit als auch
auf die Runnability des Aufwickelverfahrens auswirken, verbunden
sein.
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Ein
weiterer Nachteil dieses Aufwickelverfahrens ist darin zu sehen,
dass die Materialbahn nicht sauber auf den neuen, noch leeren Tambour aufgeführt
werden kann. Die beiden in den zwei Randbereichen gebildeten Überführstreifen
erfahren keinerlei Wirkungen für ein sauberes und geordnetes Überführen
auf den neuen, noch leeren Tambour. Somit lässt die Überführqualität
und die Überführsicherheit in mancherlei Fällen
doch zu wünschen übrig.
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Weiterhin
ist aus der europäischen Patentschrift
EP 0 997 417 B1 ein Verfahren
zum Durchtrennen einer laufenden Materialbahn bekannt. Bei dem Verfahren
wird die Materialbahn nacheinander auf mehrere Wickelkerne aufgewickelt
und jeweils mit dem Aufwickeln auf einen neuen Wickelkern begonnen,
wenn eine auf dem vorherigen alten Wickelkern gebildete Wickelrolle
einen vorbestimmten Durchmesser erreicht hat. Dabei wird der neue
Wickelkern zwischen eine Wickelwalze und den alten Wickelkern, dem
die Materialbahn über die Wickelwalze zugeführt
wird, gebracht. Die Materialbahn wird dann in dem Bereich zwischen
einem Spalt, der von der Wickelwalze und dem neuen Wickelkern gebildet
wird, und der auf dem alten Wickelkern gebildeten Wickelrolle durchtrennt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Materialbahn
dabei in einem den neuen Wickelkern berührenden Bereich durchtrennt.
Auch kann nach dem Durchtrennen der Materialbahn der neue Anfang
der Materialbahn auf den neuen Wickelkern insbesondere durch Blasen, Anfeuchten,
Leimen und/oder Vorsehen von Klebestreifen aufgebracht werden. Es
sind jedoch keine weiteren Ausführungen hinsichtlich der
Aufbringung des neuen Anfangs der Materialbahn auf den neuen Wickelkern
gemacht. So ist es beispielsweise völlig offen, wo und
wie ein mögliches Anfeuchten vollzogen wird. An diesem
Verfahren ist nachteilhaft, dass seine Durchführung einerseits
recht aufwändig ist, andererseits einer hohen Präzision
bedarf.
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Aus
der deutschen Patentschrift
DE
42 08 746 C2 ist ferner ein Verfahren zum Wechseln von Spulen
bekannt, bei welchem eine kontinuierlich zu einer Aufrolltrommel
zugeführte Materialbahn auf eine neue Spule aufgewickelt
wird, wobei die neue Spule zuerst in einer Warteposition über
der Auftrolltrommel gehalten und anschließend in Kontakt
mit der Aufrolltrommel gebracht wird.
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Danach
wird die Materialbahn mittels zweier Schneideinrichtungen in dem
Mittelteil entlang zweier paralleler Linien geschnitten, wobei die
Schnittstellen oberhalb einer Aufrolltrommel, das heißt
in Bahnlaufrichtung vor der Aufrolltrommel liegen. Anschließend erfolgt
ein Schneiden in Dreiecksform durch Bewegen der Schneideinrichtung
in Richtung der jeweiligen Bahnkanten zur Abtrennung der gesamten
Materialbahn. Dabei wird der schmale Mittelstreifen der Materialbahn
in Bahnlaufrichtung hinter der Kontaktstelle von neuer Spule und
Aufrolltrommel quergetrennt. Auch wird ein Klebeetikett mit beidseitigen Klebeflächen
einem Kontaktpunkt an der Spule zugeführt, der zwischen
den beiden Linien liegt, um so ein Führungsband zu bilden,
wobei das Führungsband durch das Etikett exakt auf die
neue Spule gebracht, befestigt und das vordere Ende des Führungsbands durch
das Etikett von der Aufrolltrommel unter Bildung eines Raums angehoben
wird, so dass es leicht in Laufrichtung vor dem Etikett durch einen
gegen diesen Raum eingeblasenen Hochdruck-Luftstrahl durchtrennbar
ist. Auch an diesem Verfahren ist nachteilhaft, dass seine Durchführung
einerseits recht aufwändig ist, andererseits einer hohen
Präzision bedarf.
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In
der kanadischen Patentanmeldung
CA 2,227,113 A1 wird eine Maschine zum kontinuierlichen
Aufwickeln einer laufenden Materialbahn offenbart, bei dem die Materialbahn
nacheinander auf mehrere Wickelkerne zu Wickelrollen aufgewickelt wird,
wobei die Materialbahn über einen Umfangsbereich einer
mit der zu bildenden Wickelrolle einen Wickelspalt bildenden Tragtrommel
geführt ist und wobei ein neuer Wickelkern an die Tragtrommel
bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts bringbar ist. Es ist mindestens
eine Wasserstrahlschneideinrichtung vorgesehen, mittels derer die
Materialbahn nach der Ausbildung des neuen Wickelspalts durchtrennt
wird, wobei die mindestens eine Trennstelle in Bahnlaufrichtung
vor dem Wickelspalt und auf der Tragtrommel liegt. Ergänzend
kann eine Auftragseinrichtung zum Auftragen eines adhäsiven
Fluids in dem Bereich des Anfangs der Materialbahn vorgesehen sein.
Abschließend wird die Materialbahn durch ein Bewegen der
Wasserstrahlschneideinrichtung bahnbreit durchtrennt.
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Und
letztlich wird in der europäischen Patentschrift
EP 0 907 600 B1 eine
Anwickelvorrichtung für eine aufzuwickelnde Materialbahn
gezeigt. Es ist ein Schneidmittel vorgesehen, das zur Bewegung in Richtung
senkrecht zu der Maschine angebracht ist, um die Materialbahn zu
schneiden und dabei ein Bahnende zu definieren. Ferner ist eine
Aufrollrolle unter dem Schneidmittel angebracht, um dadurch die Materialbahn
zu unterstützen. Auch ist eine Spule über der
Aufrollrolle und im Eingriff mit derselben angebracht, um in der
Richtung entgegen gesetzt zu der Rotationsrichtung der Aufrollrolle
zu rotieren, worin sich das Ende zwischen die Aufrollrolle und die Spule
und auf die Spule aufweitet. Weiterhin ist ein Mittel zum Auftragen
eines Klebstoffs auf die Materialbahn vorgesehen, um die Materialbahn
mit der Spule klebend zu verbinden, wobei es keinen offenen Zug
der Materialbahn zwischen dem Schneidmittel und der Spule gibt.
Das Schneidmittel umfasst ein Wassermesser, das sich zum Schneiden
der Materialbahn gegen die Aufrollrolle bewegen kann, um ein Ende
zu definieren, und das Klebstoffauftragemittel bringt den Klebstoff
auf das Bahnende auf, wodurch das Bahnende mit der Spule klebend
verbunden wird.
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Es
ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wickelmaschine
der eingangs genannten Arten zu schaffen, die ein optimales Anwickeln
des neuen Anfangs der Materialbahn auf dem neuen Wickelkern bei
einer gleichzeitigen Reduzierung des Ausschusses ermöglichen.
Weiterhin soll ein möglichst sicherer Trennvorgang bei
minimalem baulichem Aufwand gewährleistet sein. Zudem sollen auch
beste Voraussetzungen für eine optimale Runnability und
günstige Investitions- und Verfahrenskosten gegeben sein.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Materialbahn von einer zwei Trennelemente umfassenden und
somit zwei Trennlinien erzeugenden Trenneinrichtung durchtrennt
wird, wobei das eine Trennelement der Trenneinrichtung die Materialbahn
in Laufrichtung der Materialbahn vor dem neuen Wickelspalt zumindest
bereichsweise durchtrennt, wobei das andere Trennelement der Trenneinrichtung
die Materialbahn in dem von der Materialbahn umschlungenen Umfangsbereich
des neuen Wickelkerns zumindest bereichsweise durchtrennt und wobei
die beiden Trennelemente der Trenneinrichtung allgemein quer zu
der Laufrichtung der Materialbahn zum jeweils gegenüber
liegenden Rand der Materialbahn bewegt werden und somit die beiden
erzeugten Trennlinien sich in dem Bereich der Materialbahn, insbesondere
in dem Bereich der Mitte der Materialbahn schneiden und dadurch
einen neuen Anfang der Materialbahn ausbilden, und dass wenigstens
in dem Bereich des auszubildenden neuen Anfangs der Materialbahn
ein adhäsives Medium unmittelbar oder mittelbar zwischen
die Materialbahn und den neuen Wickelkern eingebracht wird, damit der
neue und mit dem adhäsiven Medium versehene neue Anfang
der Materialbahn auf den neuen Wickelkern überführt
wird.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
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Durch
das zumindest bereichsweise Durchtrennen der Materialbahn in Laufrichtung
der Materialbahn vor dem neuen Wickelspalt und das zumindest bereichsweise
Durchtrennen der Materialbahn in dem von ihr umschlungenen Umfangsbereich
des neuen Wickelkerns, also nach dem neuen Wickelspalt und vor dem
freien Zug in der Materialbahn wird der Trennvorgang insgesamt prozesssicherer,
so dass die Gefahr eines Bahnabrisses auf nahezu Null reduziert
wird. Zudem muss der Bahnzug vor der Aufrollung zum Durchtrennen
und Überführen der Materialbahn nicht wesentlich,
im Grunde gar nicht abgesenkt werden, da keine Schwächung
der Materialbahn vor dem neuen Wickelspalt erfolgt.
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Durch
die Ausbildung des dargelegten neuen Anfangs der Materialbahn aufgrund
der Schneidung der beiden erzeugten Trennlinien und das Aufbringen
des adhäsiven Mediums wird eine saubere und faltenfreie
Trennung der Materialbahn erreicht, die sich insbesondere in einem
deutlich reduzierten Kernausschuss auf dem neuen Wickelkern bemerkbar
macht.
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Ferner
wird durch das Trennen auf dem neuen Wickelkern und das Erzeugen
einer überkreuzten Trennung in Kombination mit dem Aufbringen
des adhäsiven Mediums die Materialbahn nicht von dem neuen
Wickelkern abgeschält.
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Die
unmittelbare oder mittelbare Aufbringung des adhäsiven
Mediums gewährleistet ein ausgezeichnetes Haften des neuen
Anfangs der Materialbahn an den neuen Wickelkern von Anbeginn an.
Der neue Anfang der Materialbahn wird sauber und faltenfrei an dem
neuen Wickelkern befestigt und von der Verwendung eines Hilfsmittels
zum Überführen des neuen Anfangs der Materialbahn
auf den neuen Wickelkern, wie beispielsweise eines Luftstroms, kann
gänzlich abgesehen werden.
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Auch
ist ein Trennelement der Tennvorrichtung unterhalb der Materialbahn
angeordnet, was letztlich einen sehr guten Zugang zu ihr ermöglicht, und
dies auch während des Betriebs der Wickelmaschine. Zudem
kann das erfindungsgemäße Verfahren problemlos
auch mehrmals durchgeführt werden, beispielsweise im Falle
einer temporären Nichtfunktion eines Trennelements.
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Im
Regelfall wird ein neuer und leerer Wickelkern an die Tragtrommel
bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts gebracht. Es kann im Einzelfall aber
auch sein, dass ein neuer, jedoch bereits angewickelter Wickelkern
an die Tragtrommel gebracht wird, um diesen auf den vorgegebenen
Wickelrollendurchmesser fertig zu wickeln. Die Anwicklung des Wickelkerns
erfolgte beispielsweise vor einem Bahnabriss.
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Weiterhin
wird das adhäsive Medium in bevorzugter Weise zumindest
während des Trennens der Materialbahn aufgebracht, damit
wenigstens der auszubildende neue Anfang der Materialbahn prozesssicher
mit dem adhäsiven Medium versehen ist.
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Das
adhäsive Medium erwirkt allgemein eine Adhäsion,
die Haftkräfte an den Kontaktflächen zweier unterschiedlicher
oder gleicher Stoffe durch Molekularkräfte umfasst. Die
Stoffe können sich in festem oder in flüssigem
Zustand befinden. Im Bereich der Klebstoffe versteht man unter Adhäsion
die Haftung von Klebschichten an den Fügeteiloberflächen.
Die Vorgänge bei der Adhäsion sind noch nicht
vollständig aufgeklärt. Sie gestalten sich besonders
schwierig, weil die Abhängigkeiten zwischen den Klebstoffsystemen
und den verschiedenen Fügeteiloberflächen sehr
komplex sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird das adhäsive
Medium bereits vor der Ausbildung des neuen Anfangs der Materialbahn
zwischen die Materialbahn und den neuen Wickelkern eingebracht,
so dass der neue Anfang von Anbeginn an an den neuen Wickelkern
anhaftet.
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Die
beiden Trennelemente zum Durchtrennen der Materialbahn können
zeitgleich, annähernd zeitgleich oder zeitversetzt aktiviert
und zeitgleich, annähernd zeitgleich oder zeitversetzt
allgemein quer zu der Laufrichtung der Materialbahn bewegt werden.
So lassen sich unterschiedliche Trennkonturen erzielen, die eine
individuelle Anpassung an möglicherweise unterschiedliche
Materialbahnqualitäten erlauben.
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Die
beiden Trennelemente zum Durchtrennen der Materialbahn können
an in Laufrichtung der Materialbahn im Wesentlichen symmetrisch
liegenden Stellen der Materialbahn angesetzt werden. Somit ergeben
sich verschiedene Trennkonturen, die wiederum eine individuelle
Anpassung an möglicherweise unterschiedliche Materialbahnqualitäten
erlauben.
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Weiterhin
können die beiden Trennelemente während des Durchtrennens
der Materialbahn in einer zu der Materialbahn etwa parallelen Ebene
relativ zu der Materialbahn bewegt werden, wodurch die Materialbahn
in idealer Weise vollständig durchtrennt wird. Zudem muss
die Geschwindigkeit der Materialbahn bei ihrem Durchtrennen der
Materialbahn nicht verringert werden und die beiden Trennelemente werden
bevorzugt mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 2 bis 20 m/s,
vorzugsweise von 4 bis 15 m/s, insbesondere von 6 bis 12 m/s, bewegt.
Somit wird ein undefiniertes Einreißen der Materialbahn verhindert,
so dass die führende Kante des neuen Anfangs der Materialbahn
stets die gleiche, vorgebbare Form aufweist und somit in definierter
Weise an den neuen Wickelkern herangeführt werden kann.
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Überdies
können die beiden Trennelemente jeweils mittels einer elektromotorisch, pneumatisch und/oder
hydraulisch betriebenen Antriebseinrichtung bewegt werden. Eine
derartige Antriebseinrichtung erfüllt einerseits in ausreichendem
Maße die an sie gestellten Betriebsanforderungen, andererseits zeichnet
sie sich durch relativ geringe Anschaffungs- und Betriebskosten
bei jeweils geringem Wartungsaufwand aus.
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Im
Hinblick auf eine möglichst einfache und doch prozesssichere
Konstruktion werden die beiden Trennelemente bevorzugt jeweils mittels
eines Linearantriebsaggregats allgemein quer zu der Laufrichtung
der Materialbahn bewegt. Ein derartiges Linearantriebsaggregat hat
sich in ähnlichen Anwendungsfällen bereits bestens
bewährt und es weist eine zuverlässige und doch
ausreichend hohe Dynamik auf.
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Ferner
ist im Hinblick auf eine ausreichende und somit prozesssichere Erzeugung
des neuen Anfangs der Materialbahn vorgesehen, dass als Trennelemente
bevorzugt berührungslos arbeitende und eine hohe Energiedichte
aufweisende Trennelemente wie insbesondere Wasserstrahl- oder Laserstrahl-Trennelemente
verwendet werden. Derartige Techniken haben sich in ähnlichen
Anwendungsfällen bereits bestens bewährt, insbesondere
im Hinblick auf einen geringst möglichen maschinenbaulichen
Aufwand und die Funktionssicherheit beziehungsweise Runnability.
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Je
nach Auslegung der Wickelmaschine kann die Drehachse des neuen Wickelkerns
während des Durchtrennens der Materialbahn im Wesentlichen
in oder oberhalb einer die Drehachse der Tragtrommel enthaltenden
horizontalen Ebene liegen. Dabei weist der von der Materialbahn
umschlungene Umfangsbereich an dem neuen Wickelkern bevorzugt einen
Umschlingungswinkel im Bereich von 5 bis 90°, vorzugsweise
von 15 bis 80°, insbesondere von 30 bis 75°, auf.
Diese Winkelbereiche unterstützen in ausreichendem Maße
die Haftung der Materialbahn an dem neuen Wickelkern.
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Hinsichtlich
der Auf- beziehungsweise Einbringung des adhäsiven Mediums
bestehen mehrere vorteilhafte und somit bevorzugte Möglichkeiten:
Das adhäsive Medium kann in Laufrichtung der Materialbahn
vor dem neuen Wickelspalt, insbesondere in dem von der Materialbahn
umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel oberseitig auf die
Materialbahn aufgebracht werden. Es kann aber auch auf die Oberfläche
des neuen, mit der Tragtrommel den neuen Wickelspalt bildenden Wickelkerns
aufgebracht oder in den neuen, von der Tragtrommel und dem neuen
Wickelkern gebildeten Wickelspalt eingebracht werden. In allen Fällen
wird das adhäsive Medium bevorzugt mit mindestens einem
Auftragswerk auf- bzw. eingebracht.
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Bei
einer anderen vorteilhaften und somit bevorzugten Möglichkeit
wird das adhäsive Medium unterseitig auf die Materialbahn
vorzugsweise nach deren Ablauf von dem neuen Wickelkern derart aufgebracht,
dass es durch die Materialbahn hindurch dringt und die Oberfläche
des neuen Wickelkerns zumindest bereichsweise benetzt. Hierbei wird
das adhäsive Medium bevorzugt mit mindestens einem unterseitig
der Materialbahn angeordneten Hochdruck-Auftragswerk aufgebracht.
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Damit
eine ausreichende Adhäsionswirkung zwischen dem neuen Anfang
der Materialbahn und dem neuen Wickelkern gegeben ist, weist das
adhäsive Medium bevorzugt einen Wirkbereich mit einer Wirkbreite
im Bereich von 5 bis 150 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, insbesondere
von 15 bis 30 mm, auf.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass eine zwei Trennelemente umfassende und somit
zwei Trennlinien erzeugende Trenneinrichtung zur Durchtrennung der
Materialbahn vorgesehen ist, wobei das eine Trennelement der Trenneinrichtung
zur zumindest bereichsweisen Durchtrennung der Materialbahn in Laufrichtung
der Materialbahn vor dem neuen Wickelspalt angeordnet ist, wobei
das andere Trennelement der Trenneinrichtung zur zumindest bereichsweisen
Durchtrennung der Materialbahn in dem von der Materialbahn umschlungenen
Umfangsbereich des neuen Wickelkerns angeordnet ist und wobei die
beiden Trennelemente der Trenneinrichtung allgemein quer zu der
Laufrichtung der Materialbahn zum jeweils gegenüber liegenden
Rand der Materialbahn bewegbar sind und somit die beiden erzeugten
Trennlinien sich in dem Bereich der Materialbahn, insbesondere in
dem Bereich der Mitte der Materialbahn schneiden und dadurch einen
neuen Anfang der Materialbahn ausbilden, und dass mindestens ein
Auftragswerk vorgesehen ist, welches zumindest während
des Trennens der Materialbahn wenigstens in dem Bereich des auszubildenden
neuen Anfangs der Materialbahn ein adhäsives Medium unmittelbar
oder mittelbar zwischen die Materialbahn und den neuen Wickelkern
einbringt, damit der neue und mit dem adhäsiven Medium
versehene neue Anfang der Materialbahn auf den neuen Wickelkern überführt
wird.
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Diese
erfindungsgemäße Wickelmaschine eignet sich in
hervorragender Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, so dass sich letztlich die bereits genannten erfindungsgemäßen
Vorteile ergeben.
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Die
beiden Trennelemente zum Durchtrennen der Materialbahn können
zeitgleich, annähernd zeitgleich oder zeitversetzt aktiviert
und zeitgleich, annähernd zeitgleich oder zeitversetzt
allgemein quer zu der Laufrichtung der Materialbahn bewegbar sein.
So lassen sich unterschiedliche Trennkonturen erzielen, die eine
individuelle Anpassung an möglicherweise unterschiedliche
Materialbahnqualitäten erlauben.
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Die
beiden Trennelemente sind während des Durchtrennens der
Materialbahn bevorzugt in einer zu der Materialbahn etwa parallelen
Ebene relativ zu der Materialbahn bewegbar, wodurch die Materialbahn
in idealer Weise vollständig durchtrennt wird. Zudem muss
die Geschwindigkeit der Materialbahn bei ihrem Durchtrennen der
Materialbahn nicht verringert werden und die beiden Trennelemente
sind bevorzugt mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 2 bis 20
m/s, vorzugsweise von 4 bis 15 m/s, insbesondere von 6 bis 12 m/s,
bewegbar. Somit wird ein undefiniertes Einreißen der Materialbahn
verhindert, so dass die führende Kante des neuen Anfangs
der Materialbahn stets die gleiche, vorgebbare Form aufweist und
somit in definierter Weise an den neuen Wickelkern herangeführt
werden kann.
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Ferner
sind in einer vorteilhaften Ausführungsform elektromotorisch,
pneumatisch und/oder hydraulisch betriebene Antriebseinrichtungen
zur Bewegung der beiden Trennelemente vorgesehen. Eine derartige
Antriebseinrichtung erfüllt einerseits in ausreichendem
Maße die an sie gestellten Betriebsanforderungen, andererseits
zeichnet sie sich durch relativ geringe Anschaffungs- und Betriebskosten
bei jeweils geringem Wartungsaufwand aus.
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Im
Hinblick auf eine möglichst einfache und doch prozesssichere
Konstruktion sind die beiden Trennelemente bevorzugt jeweils mittels
eines Linearantriebsaggregats allgemein quer zu der Laufrichtung
der Materialbahn bewegbar. Ein derartiges Linearantriebsaggregat
hat sich in ähnlichen Anwendungsfällen bereits
bestens bewährt und es weist eine zuverlässige
und doch ausreichend hohe Dynamik auf.
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Ferner
ist im Hinblick auf eine ausreichende und somit prozesssichere Erzeugung
des neuen Anfangs der Materialbahn vorgesehen, dass die beiden Trennelemente
bevorzugt berührungslos arbeitende und eine hohe Energiedichte
aufweisende Trennelemente wie insbesondere Wasserstrahl- oder Laserstrahl-Trennelemente
umfassen. Derartige Techniken haben sich in ähnlichen Anwendungsfällen
bereits bestens bewährt, insbesondere im Hinblick auf einen
geringst möglichen maschinenbaulichen Aufwand und die Funktionssicherheit
beziehungsweise Runnability.
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Hinsichtlich
der Auf- beziehungsweise Einbringung des adhäsiven Mediums
bestehen mehrere vorteilhafte und somit bevorzugte Möglichkeiten:
Der einzelne Auftragswerk kann derart angeordnet sein, dass das
adhäsive Medium in Laufrichtung der Materialbahn vor dem
neuen Wickelspalt oberseitig auf die Materialbahn aufgebracht wird
oder auf die Oberfläche des neuen, mit der Tragtrommel
den neuen Wickelspalt bildenden Wickelkerns aufgebracht wird oder
in den neuen, von der Tragtrommel und dem neuen Wickelkern gebildeten
Wickelspalt eingebracht wird. Bei einer Aufbringung des adhäsiven Mediums
in Laufrichtung der Materialbahn vor dem neuen Wickelspalt kann
das einzelne Auftragswerk auch so angeordnet sein, dass das adhäsive
Medium in dem von der Materialbahn umschlungenen Umfangsbereich
der Tragtrommel oberseitig auf die Materialbahn aufgebracht wird.
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Bei
einer anderen vorteilhaften und somit bevorzugten Möglichkeit
ist ein Hochdruck-Auftragswerk derart angeordnet, dass das adhäsive
Medium unterseitig auf die Materialbahn vorzugsweise nach deren
Ablauf von dem neuen Wickelkern derart aufgebracht wird, dass es
durch die Materialbahn hindurch dringt und die Oberfläche
des neuen Wickelkerns zumindest bereichsweise benetzt.
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Damit
eine ausreichende Adhäsionswirkung zwischen dem neuen Anfang
der Materialbahn und dem neuen Wickelkern gegeben ist, weist das
Auftragswerk bzw. das Hochdruck-Auftragswerk bevorzugt eine vorzugsweise
einstellbare Auftragsbreite auf, so dass das adhäsive Medium
einen Wirkbereich mit einer Wirkbreite im Bereich von 5 bis 150
mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, insbesondere von 15 bis 30 mm,
ausbildet.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht in der
jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
und in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung.
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Es
zeigen
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1 eine
schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine während
der Hauptwickelphase;
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2 eine
schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine während
der Endwickelphase;
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3 eine
schematisierte Detailansicht der in der 2 dargestellten
Wickelmaschine während der Endwickelphase;
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4 eine
schematische Darstellung von möglichen Trennkonturen in
der Materialbahn;
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5 eine
weitere schematisierte und teilweise Seitenansicht einer Wickelmaschine
während der Endwickelphase; und
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6 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für
einen Trennvorgang, bei dem die Materialbahn mittels zweier Trennelemente in
einem Umfangsbereich auf dem neuen Wickelkern geschnitten wird.
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Die
in 1 in schematisierter Seitenansicht dargestellte
Wickelmaschine 1 dient zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn 4,
wobei die Materialbahn 4 nacheinander auf mehrere Wickelkerne 10, 11 zu
Wickelrollen 6 aufgewickelt wird. Bei der Materialbahn 4 kann
es sich insbesondere um eine Faserstoffbahn, wie beispielsweise
eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn, handeln und sie weist eine
Laufrichtung R (Pfeil) auf.
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Die
Wickelmaschine
1 umfasst eine auch als Anpresstrommel oder
Stützwalze bezeichnete Tragtrommel
2, die entweder
starr gelagert oder entlang einer gedachten, gestrichelt dargestellten
horizontalen Geraden G mittels einer nicht dargestellten Anpresseinrichtung
verlagerbar ist (Doppelpfeil
3) und von einem Antrieb angetrieben
ist. Die Tragtrommel
2 kann in bekannter Weise eine geschlossene,
gummierte, gerillte und/oder gebohrte Oberfläche aufweisen.
Die verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten für die
Tragtrommel
2 sind insbesondere in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 07 897 A1 offenbart;
ihr Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.
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Die
Materialbahn 4 wird entweder aus einem hier nicht dargestellten
Glättwerk oder aus einer hier ebenfalls nicht dargestellten
Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine herausgeführt.
Sie umschlingt dann zunächst eine nicht dargestellte Breitstreckwalze,
läuft sodann in Pfeilrichtung auf der Mantelfläche 5 der
Tragtrommel 2 auf und umschlingt diese Mantelfläche 5 um
einen gewissen Winkel („Umfangsbereich”) bis zum
Ablösen durch die zu bildende Wickelrolle 6. Dabei
kann die Materialbahn 4, wie gestrichelt angedeutet, in
verschiedenen Geometrien auf die Mantelfläche 5 der
Tragtrommel 2 auflaufen. Das Ablösen der Materialbahn 4 von
der Tragtrommel 2 und das Überführen
auf die zu bildende Wickelrolle 6 geschieht im so genannten
Wickelspalt („Nip”) 7, der sich während
der Hauptwickelphase zwischen der Tragtrommel 2 und der
zu bildenden Wickelrolle 6 ausbildet. Die zu bildende Wickelrolle 6 wird
mittels einer nicht dargestellten Hub- oder Anpresseinrichtung einer
verfahrbaren Transporteinrichtung in die mit dem Pfeil 8 gekennzeichnete
Bewegungsrichtung geführt. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise
zumindest ein Spindelantrieb, der eine von einer Motoreinheit angetriebene
Gewindespindel umfasst, oder zumindest ein Stellantrieb in Ausgestaltung
eines Linearantriebs oder eines Hydraulikzylinders sein. Die Transporteinrichtung
dient zum Halten und Führen des auf den Schienen („Führungsbahn”) 9 aufliegenden
Wickelkerns 10 der zu bildenden Wickelrolle 6.
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Eine
Vorrichtung zum Regeln der im Wickelspalt
7 entstehenden
Linienkraft L während der Hauptwickelphase ist beispielsweise
in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 07 897 A1 offenbart.
In der in
1 dargestellten Hauptwickelphase
wird ein neuer Wickelkern („Leertambour”)
11 von
einer nicht dargestellten Haltevorrichtung in einem Abstand von
der Tragtrommel
2 gehalten („Bereitschaftsposition”).
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Unterhalb
der zu bildenden Wickelrolle 6, also in einem unteren Bereich
der Wickelmaschine 1, ist in strichpunktierter Form eine
Luftabquetscheinrichtung in Ausgestaltung einer Luftabquetschwalze 12 dargestellt,
die während der dargestellten Hauptwickelphase in keinem
Wirkverhältnis mit der zu bildenden Wickelrolle 6 steht.
Sie steht vielmehr in einer Warteposition. Die Luftabquetschwalze 12 wird
erst bei Erreichen einer gewünschten Schichtdicke mittels
mindestens einer nicht dargestellten Bewegungseinrichtung an die
zu bildende Wickelrolle 6 angelegt. Die Luftabquetscheinrichtung
kann selbstverständlich auch als eine Bürste,
ein Foil, eine Röllchen-Anordnung oder dergleichen ausgebildet
sein.
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Die
Luftabquetschwalze 12 kann mit allgemein bekannten Mechanismen
sowohl im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder
vertikal, als auch im Wesentlichen entlang einer Kontur eines Kreissegments
bewegbar sein.
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Die 2 zeigt
eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine 1 mit
der Luftabquetschwalze 12 während der Endwickelphase.
Die räumliche Anordnung der dargestellten Luftabquetschwalze 12 weist
lediglich exemplarischen Charakter auf; sie kann auch in angedeuteter
Weise direkt unterhalb der Tragtrommel 2 oder unterseitig der
Wickelrolle 6 und sogleich gegenseitig der Tragtrommel 2 angeordnet
sein.
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Während
dieser Endwickelphase wird die zu bildende Wickelrolle 6 mit
der bereits beschriebenen Transporteinrichtung von der Tragtrommel 2 bei
Auflösung des Wickelspalts 7 (vgl. 1)
und bei Ausbildung eines freien Zugs in der eine Laufrichtung R (Pfeil)
aufweisenden Materialbahn 4 in der mit dem Pfeil 8 gekennzeichneten
Bewegungsrichtung 8 weg bewegt. Zeitlich versetzt wird
dann der bisher in einem Abstand von der Tragtrommel 2 gehaltene
neue Wickelkern 11 von der nicht dargestellten Haltevorrichtung
auf die Tragtrommel 2 mit Ausbildung eines neuen Wickelspalts 7.1 auf
die Schienen 9 aufgesetzt, womit er zumindest in einem
Umfangsbereich 13 von der Materialbahn 4 umschlungen
wird. Die Drehachse des neuen Wickelkerns 11 liegt also
im Wesentlichen in einer die Drehachse der Tragtrommel 2 enthaltenden
horizontalen Ebene H. In einer alternativen Ausführung
kann die Drehachse des neuen Wickelkerns 11 auch oberhalb
einer die Drehachse der Tragtrommel 2 enthaltenden horizontalen Ebene
H liegen.
-
Mit
der nicht dargestellten Trennung der Materialbahn 4 beginnt
dann die Anwickelphase für den Wickelkern 11,
wobei die vorzugsweise volle Wickelrolle 6 dann nicht mehr
bewickelt und horizontal in eine Endposition E („Tambourwechselposition”)
bewegt wird.
-
Vor
der Öffnung des Wickelspalts 7 (vgl. 1)
zwischen der Tragtrommel 2 und der zu bildenden Wickelrolle 6 wird
die Luftabquetschwalze 12 an die zu bildende Wickelrolle 6 angelegt.
Sofort bei Ausbildung eines Wirkbereichs W zwischen der zu bildenden
Wickelrolle 6 und der Luftabquetschwalze 12 wird
die Wirkkraft F im Wirkbereich W durch eine Verlagerung der Luftabquetschwalze 12 geregelt. Hierdurch
wird ein gutes, bis in die letzten Wickellagen vorliegendes Wickelergebnis,
das heißt eine zu bildende Wickelrolle 6 mit einer
definierten, gleichmäßigen Wickelhärte über
die gesamte Wickeldauer, erzielt, da eine Feinstregulierung der
Wirkkraft F im Wirkbereich W zwischen der zu bildenden Wickelrolle 6 und
der Luftabquetschwalze 12 auch während der abschließenden
Wickelphase, in der kein Wickelspalt zwischen der Tragtrommel 2 und
der zu bildenden Wickelrolle 6 mehr vorliegt, möglich
ist. Die Luftabquetschwalze 12 wird unter Beibehaltung
der Wirkkraft F im Wirkbereich W zu der zu bildenden Wickelrolle 6 verlagert.
Die Verlagerung wird erst dann beendet, wenn die zu bildende Wickelrolle 6 horizontal ihre
Endposition E („Tambourwechselposition”) erreicht
hat.
-
Die 3 zeigt
eine schematisierte Detailansicht der in der 2 dargestellten
Wickelmaschine 1 während der Endwickelphase.
-
Der
neue Wickelspalt 7.1 wird zwischen der Tragtrommel 2 und
dem auf die Schienen 9 aufgesetzten neuen Wickelkern 11 ausgebildet
und der neue Wickelkern 11 wird in dem Umfangsbereich 13 von
der Materialbahn 4 umschlungen. Der Umfangsbereich 13 auf
dem neuen Wickelkern 11 ist hierbei per Definition die
Umfangslänge l.11 zwischen dem neuen Wickelspalt 7.1 und
dem Ablaufpunkt P der Materialbahn 4 von dem neuen Wickelkern 11.
Der Umfangsbereich 13 auf dem neuen Wickelkern 11 erstreckt
sich in vorliegender Ausführung über einen Umschlingungswinkel α von
beinahe 90°; er kann jedoch auch einen größeren
oder kleineren Wert annehmen. Der Umschlingungswinkel α sollte
unter prozesstechnischen Aspekten jedoch immer einen Wert im Bereich
von 5 bis 90°, vorzugsweise von 15 bis 80°, insbesondere
von 30 bis 75°, aufweisen.
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Es
ist nun eine zwei Trennelemente 15.1, 15.2 umfassende
und somit zwei Trennlinien 16.1, 16.2 (vgl. 4)
erzeugende Trenneinrichtung 14 zur Durchtrennung der Materialbahn 4 vorgesehen.
-
Das
eine Trennelement 15.1 der Trenneinrichtung 14 zur
zumindest bereichsweisen Durchtrennung der Materialbahn 4 ist
in Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 vor dem neuen
Wickelspalt 7.1 angeordnet. In vorliegender Ausführungsform wirkt
das Trennelement 15.1 im Bereich der von der Materialbahn 4 umschlungenen
Umfangsbereich 27 der Tragtrommel 2; es kann jedoch
auch vor dem Auflauf der Materialbahn 4 auf die Tragtrommel 2 wirken.
Das Trennelement 15.1 der Trenneinrichtung 14 ist
während des Durchtrennens der Materialbahn 4 in einer
zu der Materialbahn 4 etwa parallelen Ebene relativ zu
der Materialbahn 4 bewegbar und es ist eine elektromotorisch,
pneumatisch und/oder hydraulisch betriebene Antriebseinrichtung 19.1 zur
Bewegung des Trennelements 15.1 vorgesehen. So ist es beispielsweise
mittels eines Linearantriebsaggregats 20.1 allgemein quer
zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 bewegbar
und es umfasst je nach Wirkort ein berührungslos arbeitendes
und eine hohe Energiedichte aufweisendes Trennelement wie insbesondere
ein Wasserstrahl- oder Laserstrahl-Trennelement. Der das Trennelement 15.1 umfassende Teil
der Trenneinrichtung 14 ist an einem Träger 21.1 angebracht,
der mittels eines Betätigungselements 22.1 zwischen
einer in der 3 in durchgezogenen Linien dargestellten
Trennstellung und einer nicht näher dargestellten Wartestellung
verschwenkbar ist. Die Verschwenkbarkeit des Trägers 21.1 und
somit dieses Teils der Trenneinrichtung 14 ist durch einen Doppelpfeil 23 angedeutet.
Die Verschwenkbarkeit des Trennelements 15.1 ist insbesondere
bei einer verlagerbaren Tragtrommel 2 von Vorteil. Der
das Trennelement 15.1 umfassende Teil der Trenneinrichtung 14 kann
selbstverständlich aber auch ortsfest angeordnet sein.
-
Das
andere Trennelement 15.2 der Trenneinrichtung 14 zur
zumindest bereichsweisen Durchtrennung der Materialbahn 4 ist
in dem von der Materialbahn 4 umschlungenen Umfangsbereich 13 des neuen
Wickelkerns 11 angeordnet. Das Trennelement 15.2 der
Trenneinrichtung 14 ist während des Durchtrennens
der Materialbahn 4 in einer zu der Materialbahn 4 etwa
parallelen Ebene relativ zu der Materialbahn 4 bewegbar
und es ist eine elektromotorisch, pneumatisch und/oder hydraulisch
betriebene Antriebseinrichtung 19.2 zur Bewegung des Trennelements 15.2 vorgesehen.
So ist es beispielsweise mittels eines Linearantriebsaggregats 20.2 allgemein quer
zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 bewegbar
und es umfasst ein berührungslos arbeitendes und eine hohe
Energiedichte aufweisendes Trennelement wie insbesondere ein Wasserstrahl- oder
Laserstrahl-Trennelement. Der das Trennelement 15.2 umfassende
Teil der Trenneinrichtung 14 ist an einem Träger 21.2 angebracht,
der mittels eines Betätigungselements 22.2 zwischen
einer in der 3 in durchgezogenen Linien dargestellten
Trennstellung und einer nicht näher dargestellten Wartestellung
verschwenkbar ist. Die Verschwenkbarkeit des Trägers 21.2 und
somit dieses Teils der Trenneinrichtung 14 ist durch einen
Doppelpfeil 23 angedeutet. Die Verschwenkbarkeit des Trennelements 15.2 ist
insbesondere bei einer verlagerbaren Tragtrommel 2 von
Vorteil. Der das Trennelement 15.2 umfassende Teil der
Trenneinrichtung 14 kann selbstverständlich aber
auch ortsfest angeordnet sein.
-
Die
beiden Trennelemente 15.1, 15.2 der Trenneinrichtung 14 sind,
wie in der 4 dargestellt, allgemein quer
zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 zum jeweils
gegenüber liegenden Rand 17.1, 17.2 der
Materialbahn 4 bewegbar. Somit schneiden sich die beiden
erzeugten Trennlinien 16.1, 16.2 in dem Bereich
der Mitte M der Materialbahn 4 und bilden dadurch einen
neuen Anfang 18 der Materialbahn 4 aus. Zudem
sind die beiden Trennelemente 15.1, 15.2 der Trenneinrichtung 14 zeitgleich,
annähernd zeitgleich oder zeitversetzt aktivierbar und
zeitgleich, annähernd zeitgleich oder zeitversetzt allgemein
quer zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 bewegbar.
-
Ferner
ist ein Auftragswerk 24 vorgesehen, welches zumindest während
des Trennens der Materialbahn 4 wenigstens in dem Bereich
des auszubildenden neuen Anfangs 18 der Materialbahn 4 ein
adhäsives Medium 25 unmittelbar oder mittelbar
auf zwischen die Materialbahn 4 und den neuen Wickelkern 11 einbringt,
damit der neue und mit dem adhäsiven Medium 25 versehene
neue Anfang 18 der Materialbahn 4 auf den neuen
Wickelkern 11 überführt wird. Das beispielsweise
an einem nicht dargestellten Träger angebrachte Auftragswerk 24 ist
in vorliegender Ausführung derart angeordnet, dass das
adhäsive Medium 25 auf die Oberfläche 26 des
neuen, mit der Tragtrommel 2 den neuen Wickelspalt 7.1 bildenden
Wickelkerns 11 aufgebracht wird. Das Auftragswerk 24 weist
hierbei eine vorzugsweise einstellbare Auftragsbreite A auf, so
dass das adhäsive Medium 25 nach dem Durchlaufen
des neuen Wickelspalts 7.1 einen Wirkbereich B mit einer
Wirkbreite C im Bereich von 5 bis 150 mm, vorzugsweise von 10 bis
100 mm, insbesondere von 15 bis 30 mm, ausbildet (vgl. 6).
-
Die 4 zeigt
eine schematische Darstellung von möglichen Trennkonturen
in der Materialbahn 4, wobei die Auftragung des adhäsiven
Mediums 25 (vgl. 6) nicht
dargestellt ist.
-
Die
beiden Trennelemente 15.1; 15.2 der Trenneinrichtung 14 sind
in Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 in einem Abstand
voneinander angeordnet und werden zum Durchtrennen der Materialbahn 4 jeweils
bezüglich deren Querrichtung etwa mittig angesetzt. Um
die Materialbahn 4 nun vollständig zu durchtrennen,
werden die beiden Trennelemente 15.1, 15.2 vorbeschleunigt
und in Abhängigkeit von ihrer eigenen Geschwindigkeit im
Bereich von 2 bis 20 m/s, vorzugsweise von 4 bis 15 m/s, insbesondere
von 6 bis 12 m/s, sowie von der Geschwindigkeit der Materialbahn 4 derart
an der Materialbahn 4 angesetzt, dass sich die beiden entstehenden
Trennlinien 16.1, 16.2 in einem Schnittpunkt 29 schneiden.
Hierdurch ergibt sich ein spitz zulaufender neuer Anfang 18 der
Materialbahn 4.
-
Die
beiden Trennelemente 15.1, 15.2 zum Durchtrennen
der Materialbahn 4 können zeitgleich, annähernd
zeitgleich oder zeitversetzt aktiviert und zeitgleich, annähernd
zeitgleich oder zeitversetzt allgemein quer zu der Laufrichtung
R (Pfeil) der Materialbahn 4 und mit vorzugsweise gleicher
Geschwindigkeit bewegt werden. Je nach Wahl dieser Parameter ergeben
sich spezielle Trennkonturen.
-
Bei
der dargestellten Trennkontur T.1 sind die Parameter so gewählt,
dass die beiden Trennelemente 15.1, 15.2 zeitversetzt
aktiviert und zeitgleich allgemein quer zu der Laufrichtung R (Pfeil)
der Materialbahn 4 bewegt werden. Somit schneiden sich die
beiden Trennlinien 16.1, 16.2 direkt in der Mitte
M der Materialbahn 4. Hingegen sind bei der gestrichelt dargestellten
Trennkontur T.2 die Parameter so gewählt, dass das Trennelement 15.2 zeitversetzt,
das heißt später als das Trennelement 15.1 allgemein quer
zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 bewegt
wird. Und bei der strichpunktiert dargestellten Trennkontur T.3
sind die Parameter so gewählt, dass das Trennelement 15.2 zeitversetzt,
das heißt früher als das Trennelement 15.1 allgemein
quer zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 bewegt wird.
Somit ergeben sich auch unterschiedliche Konturen für den
jeweiligen neuen Anfang 18 der Materialbahn 4.
-
Die
Trennelemente 15.1, 15.2 können auch jeweils
ausgehend von den Rändern 17.1, 17.2 der Materialbahn 4 senkrecht
zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 in Richtung
der Mitte M der Materialbahn 4 wiederum derart bewegt werden, dass
sich die Trennlinien schneiden. Hierbei würde sich ein
V-artig oder schwalbenschwanzartig eingeschnittener neuer Anfang
der Materialbahn ergeben.
-
Die 5 zeigt
eine weitere schematisierte und teilweise Seitenansicht einer Wickelmaschine 1 während
der Endwickelphase, wobei die Trennelemente 15.1, 15.2 der
Trenneinrichtung 14 (vgl. 3 und 4)
der Übersicht halber nicht dargestellt ist.
-
In
der in der 5 dargestellten Ausführung ist
das Auftragswerk 24 derart angeordnet, dass das adhäsive
Medium 25 auf die Oberfläche 26 des neuen,
mit der Tragtrommel 2 den neuen Wickelspalt 7.1 bildenden
Wickelkerns 11 aufgebracht wird. Der für diese
Anordnung des Auftragswerks 24 mögliche Bereich
ist mit dem Bezugszeichen „I” gekennzeichnet.
-
In
weiteren und lediglich gestrichelt angedeuteten Ausführungen
ist es auch möglich, dass das jeweilige Auftragswerk 24 zur
Auf- bzw. Einbringung des adhäsiven Mediums 25 derart
angeordnet ist, dass das adhäsive Medium 25 in
Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 vor dem neuen
Wickelspalt 7.1 oberseitig auf die Materialbahn 4 aufgebracht wird.
Hierbei ist insbesondere eine Anordnung möglich, bei welcher
das adhäsive Medium 25 in dem von der Materialbahn 4 umschlungenen
Umfangsbereich 27 der Tragtrommel 2 oberseitig
auf die Materialbahn 4 aufgebracht wird, wobei der Umfangsbereich 27 auf der
Tragtrommel 2 hierbei per Definition die Umfangslänge
l.2 zwischen dem Auflaufpunkt Q der Materialbahn 4 auf
die Tragtrommel 2 und dem neuen Wickelspalt 7.1 ist.
Der für diese beiden Anordnungen des einzelnen Auftragswerks 24 jeweils
mögliche Bereich ist mit den Bezugszeichen „II” und „III” gekennzeichnet.
Auch ist es möglich, dass das jeweilige Austragswerk 24 derart
angeordnet ist, dass das adhäsive Medium 25 in
den neuen, von der Tragtrommel 2 und dem neuen Wickelkern 11 gebildeten
Wickelspalt 7.1 eingebracht wird. Der für diese
Anordnung des Auftragswerks 24 mögliche Bereich
ist mit dem Bezugszeichen „IV” gekennzeichnet.
Rein beispielhaft ist für jeden Bereich „I” bis „IV” ein
Auftragswerk 24 dargestellt bzw. strichliniert angedeutet.
-
Ferner
kann auch ein lediglich angedeutetes Hochdruck-Auftragswerk 28 derart
angeordnet sein, dass das adhäsive Medium 25 unterseitig
auf die Materialbahn 4 vorzugsweise nach deren Ablauf (Ablaufpunkt
P) von dem neuen Wickelkern 11 derart aufgebracht wird,
dass es durch die Materialbahn 4 hindurch dringt und die
Oberfläche 26 des neuen Wickelkerns 4 zumindest
bereichsweise benetzt. Der für diese Anordnung des Hochdruck-Auftragswerks 28 mögliche
Bereich ist mit dem Bezugszeichen „V” gekennzeichnet,
wobei sich dieser Bereich auch entgegen der Laufrichtung R (Pfeil)
der Materialbahn vor den Ablaufpunkt P erstrecken kann.
-
Die 6 zeigt
eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
für einen Trennvorgang, bei dem die eine Breite D aufweisende
Materialbahn 4 mittels zweier Trennelemente 15.1, 15.2 in einem
Umfangsbereich auf dem neuen Wickelkern geschnitten wird. Die Anordnung
der beiden Trennelemente 15.1, 15.2 ist exemplarisch
in die 6 hineinverlegt und das lediglich angedeutete
Auftragswerk 24 für das adhäsive Medium 25 ist
in Laufrichtung R (Peil) der Materialbahn 4 vor dem Trennelement 15.2 angeordnet
(vgl. Bereich „II” oder „III” in 5).
-
Die
beiden in Laufrichtung P (Pfeil) der Materialbahn beabstandeten
Trennelemente 15.1; 15.2 der Trenneinrichtung 14 sind
allgemein quer zu der Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 4 zum
jeweils gegenüber liegenden Rand 17.1, 17.2 der
Materialbahn 4 bewegbar. Somit schneiden sich die erzeugten
Trennlinien 16.1, 16.2 in dem Bereich der Mitte
M der Materialbahn 4 in einem Schnittpunkt 29 und
bilden dadurch einen neuen Anfang 18 der Materialbahn 4 aus.
Die beiden Trennelemente 15.1, 15.2 umfassen berührungslos
arbeitende und eine hohe Energiedichte aufweisende Trennelemente
wie insbesondere Wasserstrahl- oder Laserstrahl-Trennelemente. Die
dargestellten linearen Trennlinien 16.1, 16.2 weisen
lediglich exemplarischen Charakter auf; sie können auch
nichtlinear, wie beispielsweise gebogen und dergleichen, ausgeführt
sein.
-
Die
beiden Trennelemente 15.1, 15.2 zum Durchtrennen
der Materialbahn 4 werden bevorzugt an in Laufrichtung
R (Pfeil) der Materialbahn 4 im Wesentlichen symmetrisch
liegenden Stellen der Materialbahn 4 angesetzt. Zudem werden
beide Trennelemente 15.1, 15.2 während
des Durchtrennens der Materialbahn 4 bevorzugt in einer
zu der Materialbahn 4 etwa parallelen Ebene relativ zu
der Materialbahn 4 bewegt.
-
Das
lediglich angedeutete Auftragswerk 24 für das
adhäsive Medium 25 weist eine vorzugsweise einstellbare
Auftragsbreite A auf, so dass das adhäsive Medium 25 nach
dem Durchlaufen des neuen Wickelspalts (vgl. 3) einen
Wirkbereich B mit einer Wirkbreite C im Bereich von 5 bis 150 mm,
vorzugsweise von 10 bis 100 mm, insbesondere von 15 bis 30 mm, ausbildet.
-
Die
in den 1 bis 6 dargestellte Wickelmaschine 1 eignet
sich in besonderem Maße zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn 4,
bei dem die Materialbahn 4 nacheinander auf mehrere Wickelkerne 10, 11 zu
Wickelrollen 6 aufgewickelt wird, wobei die Materialbahn 4 über
einen Umfangsbereich 13 einer vorzugsweise verlagerbaren
und mit der zu bildenden Wickelrolle 6 einen Wickelspalt 7 bildenden
Tragtrommel 2 geführt wird, wobei vor dem Beginn
des Überführens der Materialbahn 4 die
zu bildende Wickelrolle 6 von der Tragtrommel 2 bei
Auflösung des Wickelspalts 7 und bei Ausbildung
eines freien Zugs in der Materialbahn 4 wegbewegt wird und
wobei ein neuer Wickelkern 11 an die Tragtrommel 2 bei
Ausbildung eines neuen Wickelspalts 7.1 derart gebracht
wird, dass er zumindest in einem Umfangsbereich 13 von
der Materialbahn 4 umschlungen wird.
-
Dabei
wird die Materialbahn 4 von einer zwei Trennelemente 15.1, 15.2 umfassenden
und somit zwei Trennlinien 16.1, 16.2 erzeugenden
Trenneinrichtung 14 durchtrennt, wobei das eine Trennelement 15.1 der
Trenneinrichtung 14 die Materialbahn 4 in Laufrichtung
R (Pfeil) der Materialbahn 4 vor dem neuen Wickelspalt 7.1 zumindest
bereichsweise durchtrennt, wobei das andere Trennelement 15.1 der
Trenneinrichtung 14 die Materialbahn 4 in dem von
der Materialbahn 4 umschlungenen Umfangsbereich 13 des
neuen Wickelkerns 11 zumindest bereichsweise durchtrennt
und wobei die beiden Trennelemente 15.1, 15.2 der
Trenneinrichtung 14 allgemein quer zu der Laufrichtung
R (Pfeil) der Materialbahn 4 zum jeweils gegenüber
liegenden Rand 17.1, 17.2 der Materialbahn 4 bewegt
werden und somit die beiden erzeugten Trennlinien 16.1, 16.2 sich
in dem Bereich der Materialbahn 4, insbesondere in dem
Bereich der Mitte M der Materialbahn 4 schneiden und dadurch
einen neuen Anfang 18 der Materialbahn 4 ausbilden.
Ferner wird wenigstens in dem Bereich des auszubildenden neuen Anfangs 18 der Materialbahn 4 ein
adhäsives Medium 25 unmittelbar oder mittelbar
zwischen die Materialbahn 4 und den neuen Wickelkern 11 eingebracht,
damit der neue und mit dem adhäsiven Medium 25 versehene
neue Anfang 18 der Materialbahn 4 auf den neuen
Wickelkern 11 überführt wird.
-
Zusammenfassend
kann festgehalten werden, dass durch die Erfindung ein Verfahren
und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Arten geschaffen
werden, die ein optimales Anwickeln des neuen Anfangs der Materialbahn
auf dem neuen Wickelkern bei einer gleichzeitigen Reduzierung des Ausschusses
ermöglichen. Weiterhin wird ein möglichst sicherer
Trennvorgang bei minimalem baulichem Aufwand gewährleistet
und auch beste Voraussetzungen für eine optimale Runnability
und günstige Investitions- und Verfahrenskosten gegeben.
-
- 1
- Wickelmaschine
- 2
- Tragtrommel
- 3
- Doppelpfeil
- 4
- Materialbahn
- 5
- Mantelfläche
- 6
- Wickelrolle
- 7
- Wickelspalt
- 7.1
- Neuer
Wickelspalt
- 8
- Pfeil
- 9
- Schiene
- 10
- Wickelkern
- 11
- Neuer
Wickelkern
- 12
- Luftabquetschwalze
- 13
- Umfangsbereich
- 14
- Trenneinrichtung
- 15.1
- Trennelement
- 15.2
- Trennelement
- 16.1
- Trennlinie
- 16.2
- Trennlinie
- 17.1
- Rand
- 17.2
- Rand
- 18
- Neuer
Anfang
- 19.1
- Antriebseinrichtung
- 19.2
- Antriebseinrichtung
- 20.1
- Linearantriebsaggregat
- 20.2
- Linearantriebsaggregat
- 21.1
- Träger
- 21.2
- Träger
- 22.1
- Betätigungselement
- 22.2
- Betätigungselement
- 23
- Doppelpfeil
- 24
- Auftragswerk
- 25
- Adhäsives
Medium
- 26
- Oberfläche
- 27
- Umfangsbereich
- 28
- Hochdruck-Auftragswerk
- 29
- Schnittpunkt
- A
- Auftragsbreite
- B
- Wirkbereich
- C
- Wirkbreite
- D
- Breite
- E
- Endposition
- F
- Wirkkraft
- G
- Horizontale
Gerade
- H
- Horizontale
Ebene
- I
- Bereich
- II
- Bereich
- III
- Bereich
- IV
- Bereich
- V
- Bereich
- L
- Linienkraft
- l.2
- Umfangslänge
- l.11
- Umfangslänge
- M
- Mitte
- P
- Ablaufpunkt
- Q
- Auflaufpunkt
- R
- Laufrichtung
(Pfeil)
- T.1
- Trennkontur
- T.2
- Trennkontur
- T.3
- Trennkontur
- W
- Wirkbereich
- α
- Umschlingungswinkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1035054
B1 [0005]
- - EP 0997417 B1 [0008]
- - DE 4208746 C2 [0009]
- - CA 2227113 A1 [0011]
- - EP 0907600 B1 [0012]
- - DE 19807897 A1 [0055, 0057]