DE102008040350A1

DE102008040350A1 - Verfahren zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn sowie Wickelmaschine zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102008040350A1
Application number: DE200810040350
Authority: DE
Inventors: Uwe Binder; Klaus Rossmann; Roland Möller
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-14
Also published as: EP2310306B1; EP2310306A1; WO2010004029A1; CN102089230A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn (4), insbesondere einer Faserstoffbahn, bei dem die Materialbahn (4) nacheinander auf mehrere Wickelkerne (10, 11) zu Wickelrollen (6) aufgewickelt wird, wobei die Materialbahn (4) vorzugsweise über einen Umfangsbereich einer vorzugsweise verlagerbaren und mit einer herzustellenden Wickelrolle (6) einen Wickelspalt (7) bildenden Tragtrommel (2) geführt und anschließend auf einen Wickelkern (10) zu einer herzustellenden Wickelrolle (6) aufgewickelt wird, wobei ein neuer Wickelkern (11) vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers (D) in den von der Materialbahn (4) umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel (2) an dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts (7.1) gebracht wird, wobei die Materialbahn (4) nach Ausbildung des neuen Wickelspaltes (7.1) zwischen dem neuen Wickelkern (11) und der Tragtrommel (2) mittels mindestens einer Trenneinrichtung (12) durchtrennt und auf den neuen Wickelkern (11) überführt und auf ihm aufgewickelt wird und wobei die hergestellte Wickelrolle (6) bei Auflösung des Wickelspalts (7) in eine Endlage (E) ausgeworfen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass an die hergestellte Wickelrolle (6) zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage (E) in wenigstens einem Randbereich (R), vorzugsweise in beiden Randbereichen (R) jeweils mindestens ein Bürstenelement (13) angelegt wird. ...

Description

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 vorzugsweise über einen Umfangsbereich einer vorzugsweise verlagerbaren und mit einer herzustellenden Wickelrolle einen Wickelspalt bildenden Tragtrommel geführt und anschließend auf einen Wickelkern zu einer herzustellenden Wickelrolle aufgewickelt wird, wobei ein neuer Wickelkern vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers in dem von der Materialbahn umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel an dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts gebracht wird, wobei die Materialbahn nach Ausbildung des neuen Wickelspalts zwischen dem neuen Wickelkern und der Tragtrommel mittels mindestens einer Trenneinrichtung durchtrennt und auf den neuen Wickelkern überführt und auf ihm aufgewickelt wird und wobei die hergestellte Wickelrolle bei Auflösung des Wickelspalts in eine Endlage ausgeworfen wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 7. Diese Wickelmaschine eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Derartige Aufwickelverfahren und Wickelmaschinen werden beispielsweise in der Papier- oder Kartonherstellung eingesetzt, 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 Leertamboure bezeichnet werden, zu Wickelrollen aufzu wickeln. Auch können sie dazu dienen, eine bereits fertig gewickelte Wickelrolle umzuwickeln.
Die Durchtrennung und die Überführung der laufenden Materialbahn auf den neuen und mit der Tragtrommel einen neuen Wickelspalt bildenden Wickelkern kann beispielsweise mit einem in den europäischen Patentschriften EP 1 456 105 B1 und EP 1 612 173 B1 offenbarten Verfahren realisiert werden.
Im Zuge der technischen Fortentwicklung der Wickelmaschinen und der Steigerung sowohl der Betriebsparameter, wie beispielsweise der Maschinengeschwindigkeiten, als auch der Produktparameter, wie beispielsweise der Wickelrollendurchmesser, wurde nun festgestellt, dass die hergestellten und in ihre Endlage ausgeworfenen Wickelrollen in ihren Außenlagen aufgrund einer nicht mehr wirksamen Bahnspannung an Wickelhärte verlieren. Dieser Verlust an Wickelhärte drückt sich zum Beispiel in losen und/oder axial versetzten Papierlagen aus, die letztlich einen nicht verkäuflichen Ausschuss darstellen. Die losen und/oder axial versetzten Papierlagen können gut und gerne die Menge von 50 und mehr Papierlagen annehmen. Überdies werden die dabei entstehenden Probleme umso größer, je schneller die Wickelmaschinen betrieben werden und je größer die Durchmesser der hergestellten Wickelrollen sind.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Arten derart weiterzubilden, dass die bekannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig beseitigt werden. Insbesondere soll der in losen und/oder axial versetzten Papierlagen zum Tragen kommende Außenlagenausschuss, der während des Auswerfens der hergestellten Wickelrolle in ihre Endlage bei gleichzeitiger oder zeitlich versetzter Abbremsung entsteht, mit einfachen und räumlich begrenzten Mitteln minimiert werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an die hergestellte Wickelrolle zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage in wenigstens einem Randbereich, vorzugsweise in beiden Randbereichen jeweils mindestens ein Bürstenelement angelegt wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Das erfindungsgemäße Anlegen mindestens eines Bürstenelements in wenigstens einem Randbereich der hergestellten Wickelrolle zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage erzeugt eine Wirkfläche an der hergestellten Wickelrolle. Aufgrund dieser Wirkfläche werden die Außenlagen der hergestellten Wickelrolle merklich besser gespannt, verlieren also weniger Wickelhärte, dass letztlich lose und/oder axial versetzte Papierlagen zwischen den einzelnen äußeren Lagen minimiert, vorzugsweise gänzlich vermieden werden. Das Bürstenelement unterbindet schließlich das Entstehen etwaiger Schädigungen, beispielsweise Längsrillen oder sonstige Markierungen, und negativer Eigenschaftsveränderungen, beispielsweise Glanzstellen, auf der berührten Endlage der hergestellten Wickelrolle. Zudem werden auch bei einer Abbremsung der hergestellten Wickelrolle bis zu ihrem Stillstand deutlich weniger Schubkräfte zwischen die einzelnen äußeren Lagen der Wickelrolle eingebracht. Somit können die während der Herstellung der Wickelrolle erzeugten Qualitätsparameter der Wickelrolle bis in die letzten Außenlagen gehalten und ein qualitativ hochwertiges Produkt an die nachfolgenden Weiterverarbeitungs- oder Veredelungsprozesse übergeben werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bürstenelement an die hergestellte Wickelrolle in einem randseitigen Bereich von 0,5 bis 2,0 m, vorzugsweise von 0,75 bis 1,75 m, insbesondere von 1,0 bis 1,5 m, angelegt. Diese angegebenen Längenbereiche reichen vollkommen aus, um die erfindungsgemäßen Vorteile, also insbesondere die Vermeidung von losen und/oder axial versetzten Papierlagen zwischen den einzelnen äußeren Lagen der hergestellten Wickelrolle, zu erreichen.
Damit das Entstehen von losen und/oder axial versetzten Papierlagen in den Außenlagen der hergestellten Wickelrolle gänzlich vermieden wird, wird das Bürstenelement bevorzugt zumindest so lange an die hergestellte Wickelrolle in dem Randbereich angelegt, bis sie zum Stillstand gebracht worden ist. Nach dem Erreichen des Stillstands kann das Bürstenelement dann umgehend oder zeitlich versetzt, insbesondere nach Ablauf einer wählbaren Verweilzeit, in eine Parkposition verlagert werden.
Im Hinblick auf einen wunschgemäß hohen Wirkungsgrad des Verfahrens ist es von Vorteil, wenn das Bürstenelement bereits vor der Auflösung des Wickelspalts, insbesondere vor der Durchtrennung der Materialbahn, an die hergestellte Wickelrolle in dem Randbereich angelegt wird. Somit wird gleich von Anbeginn an, also bereits vor der Ausbildung einer frei rotierenden Wickelrolle, ein mögliches Entstehen von losen und/oder axial versetzten Außenlagen in der hergestellten Wickelrolle vermieden.
Weiterhin wird das Bürstenelement bevorzugt mit einer vorzugsweise gesteuerten/geregelten Anpresskraft in einem Bereich von 250 bis 2000 N/m an Bürstenelement, vorzugsweise von 500 bis 1500 N/m an Bürstenelement, insbesondere von 750 bis 1250 N/m an Bürstenelement, an die hergestellte Wickelrolle angedrückt. Diese Anpresskraft stellt in ausreichendem Maße sicher, dass die Wirkfläche an der hergestellten Wickelrolle auch in einem prozesssicheren Umfang ausgebildet ist, das Entstehen von losen und/oder axial versetzten Papierlagen in den Außenlagen der hergestellten Wickelrolle also wirksam unterdrückt wird. Dabei ist es zudem von Vorteil, wenn die Anpresskraft zumindest während der Anlage des Bürstenelements an die hergestellte Wickelrolle konstant oder wenigstens annähernd konstant gehalten wird, um fortwährend gleiche oder annähernd gleiche Betriebsbedingungen zu schaffen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Bürstenelement vorgesehen ist, welches an die hergestellte Wickelrolle zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage in wenigstens einem Randbereich anlegbar ist.
Diese erfindungsgemäße Wickelmaschine eignet sich in hervorragender Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass sich letztlich die bereits genannten erfindungsgemäßen Vorteile ergeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei Bürstenelemente vorgesehen, welche an die hergestellte Wickelrolle zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage in beiden Randbereichen anlegbar sind. Durch die Beaufschlagung der hergestellten Wickelrolle in beiden Randbereichen wird eine symmetrische Beaufschlagung der hergestellten Wickelrolle erzeugt, was sich letztlich in mehreren Aspekten positiv für die Wickelmaschine und das durchführbare Verfahren auswirkt.
Überdies weist das Bürstenelement bevorzugt eine Bürstenbreite in einem Bereich von 0,5 bis 2,0 m, vorzugsweise von 0,75 bis 1,75 m, insbesondere von 1,0 bis 1,5 m, auf. Diese angegebenen Längenbereiche reichen vollkommen aus, um die erfindungsgemäßen Vorteile, also insbesondere die Vermeidung von losen und/oder axial versetzten Papierlagen zwischen den einzelnen äußeren Lagen der hergestellten Wickelrolle, zu erreichen.
In einer weiteren praktischen und bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bürstenelement einen Borstenträger und eine Vielzahl von auf dem Borstenträger oberseitig angeordneten Borsten, vorzugsweise Kunststoffborsten oder Naturhaarborsten. Der Borstenträger und die Borsten bilden hierbei eine Verschleißeinheit, die im Regelfall leicht zu montieren und zu demontieren ist. Generell müssen die Borsten, vorzugsweise Kunststoffborsten oder Naturhaarborsten, aufgrund der möglichen Wärmeentwicklung während der Anpressung des Bürstenelements an die hergestellte Wickelrolle in ausreichendem Maße hitzebeständig sein. Zudem erbringt der Einsatz dieses Borstenträgers den Vorteil eines in hohem Maße selbstdämpfenden Systems, welches von der hergestellten Wickelrolle induzierte Schwingungen weitestgehend eliminieren kann.
Weiterhin weisen die Borsten bevorzugt eine Borstenlänge im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 80 mm, insbesondere von 30 bis 60 mm, auf. Diese Borstenbereiche weisen in Abhängigkeit vom eingesetzten Borstenmaterial noch eine ausreichende Steifigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit auf, so dass eine effektive und wirksame Anpressung des Bürstenelements an die hergestellte Wickelrolle noch möglich ist. Ein mögliches Entstehen von losen und/oder axial versetzten Außenlagen in der hergestellten Wickelrolle kann also noch vermieden werden.
Auch sind die Borsten bevorzugt unter einem Winkel von 5 bis 45°, vorzugsweise von 10 bis 30°, zu der hergestellten Wickelrolle ausgerichtet, wobei der Winkel zwischen der Senkrechten der hergestellten Wickelrolle und der Längsachse der einzelnen Borsten gebildet wird. Die Borsten zeigen also in die Bewegungsrichtung der hergestellten Wickelrolle, wodurch einerseits Schädigungen, beispielsweise Längsrillen oder sonstige Markierungen, und negative Eigenschaftsveränderungen, beispielsweise Glanzstellen, auf der berührten Endlage der hergestellten Wickelrolle gänzlich vermieden werden, andererseits aber auch die Lebensdauer der Borsten aufgrund einer geringeren Abrasion merklich verlängert wird.
Das Bürstenelement ist weiterhin bevorzugt auf einer Bewegungseinrichtung vorzugsweise leicht austauschbar angebracht und es ist mittels der Bewegungseinrichtung zwischen einer Parkposition und einer Arbeitsposition, in welcher das Bürstenelement an die hergestellte Wickelrolle anlegbar ist, bewegbar. Dabei kann die Bewegungseinrichtung als ein selbstdämpfendes System, welches von der hergestellten Wickelrolle induzierte Schwingungen weitestgehend eliminiert, ausgeführt sein. Das Bürstenelement kann dabei entlang einer Kontur eines Kreissegments oder im Wesentlichen linear, vorzugsweise horizontal und/oder vertikal, an die hergestellte Wickelrolle anlegbar sein. Von Wichtigkeit ist hierbei nur, dass das Bürstenelement fortwährend eine prozesstechnisch notwendige Wirkfläche an der hergestellten Wickelrolle ausbildet und dies vorzugsweise während ihrer gesamten Bewegung, also von der Auflösung des Wickelspalts bis zum Erreichen der Endlage.
Ferner ist das Bürstenelement bevorzugt in einem unteren Bereich an die hergestellte Wickelrolle anlegbar. Diese Ausführungsform unterstützt einerseits die Vermeidung von Kollisionen mit benachbarten Baugruppen der Wickelmaschine, andererseits trägt sie räumlich nicht auf und wirkt infolgedessen nicht behindernd für das Bedienungspersonal der Wickelmaschine. Das Bürstenelement samt Bewegungseinrichtung kann vielmehr innerhalb und im unteren Bereich der beiden Seitenwände des Sekundärbereichs der Wickelmaschine untergebracht werden. Das Bürstenelement kann hierbei vor oder hinter der hergestellten Wickelrolle anlegbar und der Bewegung der hergestellten Wickelrolle vor- bzw. nachführbar sein. Selbstverständlich kann das Bürstenelement auch in einem oberen Bereich an die hergestellte Wickelrolle anlegbar sein, was jedoch mit entsprechenden Nachteilen verbunden sein sollte.
Weiterhin kann mindestens eine Anpresseinrichtung zur vorzugsweise gesteuerten/geregelten Anpressung des Bürstenelements mit einer Anpresskraft in einem Bereich von 250 bis 2000 N/m an Bürstenelement, vorzugsweise von 500 bis 1500 N/m an Bürstenelement, insbesondere von 750 bis 1250 N/m an Bürstenelement, an die hergestellte Wickelrolle vorgesehen sein. Diese Anpresskraft stellt in ausreichendem Maße sicher, dass die Wirkfläche an der hergestellten Wickelrolle auch in einem prozesssicheren Umfang ausgebildet ist, das Entstehen von losen und/oder axial versetzten Papierlagen in den Außenlagen der hergestellten Wickelrolle also wirksam unterdrückt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine schematisierte Seitenansicht einer Wickelmaschine gemäß dem Stand der Technik während einer letzten Sequenz einer Hauptwickelphase;
2 eine schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine gemäß dem Stand der Technik während einer ersten Sequenz einer neuen Hauptwickelphase;
3 eine schematische Detailansicht der in der 2 dargestellten Wickelmaschine während einer Anfangswickelphase;
4 eine schematische Detailansicht der in der 3 dargestellten Wickelmaschine; und
5 eine schematische Detailansicht der in der 3 dargestellten Wickelmaschine.
Die in der 1 in schematisierter Seitenansicht dargestellte 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 verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten für die Tragtrommel 2 sind insbesondere in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 897 A1 offenbart; ihr diesbezüglicher Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.
Die Materialbahn 4 in bevorzugter Ausführung in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn wird entweder aus einem hier nicht dargestellten Glättwerk, einer Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine oder einer Streichmaschine herausgeführt. Sie umschlingt dann zunächst eine nicht dargestellte Papier- oder 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 entstehende Wickelrolle 6. Das Ablösen der Materialbahn 4 von der Tragtrommel 2 und das Überführen auf die entstehende Wickelrolle 6 geschieht im so genannten Wickelspalt 7, der sich während der Hauptwickelphase zwischen der Tragtrommel 2 und der Wickelrolle 6 ausbildet. Die Wickelrolle 6 wird mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung einer verfahrbaren Transporteinrichtung in die mit dem Pfeil 8 gekennzeichnete Bewegungsrichtung geführt. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise zumindest ein Spindelantrieb sein, der eine von einer Motoreinheit angetriebene Gewindespindel umfasst. Die Transporteinrichtung dient zum Halten und Führen des auf den Schienen 9 („Führungsbahn”) aufliegenden Wickelkerns 10 der Wickelrolle 6.
Eine Vorrichtung zum Regeln der im Nip 7 entstehenden Linienkraft L während der Hauptwickelphase ist beispielsweise in der bereits genannten deutschen Offenle gungsschrift DE 198 07 897 A1 offenbart; ihr diesbezüglicher Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.
In der in 1 dargestellten letzten Sequenz einer Hauptwickelphase wird ein neuer Wickelkern 11 von einer nicht dargestellten Haltevorrichtung in einem Abstand von der Tragtrommel 2 gehalten („Bereitschaftsposition”).
Die Materialbahn 7 wird bei diesem dargestellten Wickelverfahren nacheinander auf mehrere Wickelkerne 10, 11 zu Wickelrollen 6 aufgewickelt.
Die 2 zeigt nun eine schematisierte Seitenansicht der Wickelmaschine 1 während einer ersten Sequenz einer neuen Hauptwickelphase.
Vor dieser neuen Hauptwickelphase hat die so genannte Anfangswickelphase stattgefunden. Während dieser wurde ein neuer Wickelkern 11 vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers D der Wickelrolle 6 in dem von der Materialbahn 4 umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel 2 an dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts 7.1 samt entstehender Linienkraft L gebracht. Die Drehachse des neuen Wickelkerns 11 lag dabei oberhalb einer die Drehachse der Tragtrommel 2 enthaltenden horizontalen Ebene H. Danach wurde die Materialbahn 4 mittels mindestens einer dem Fachmann bekannten und somit nicht näher dargestellten Trenneinrichtung 12 durchtrennt und auf den neuen Wickelkern 11 überführt und sogleich auf ihn aufgewickelt.
Die Durchtrennung und die Überführung der laufenden Materialbahn 4 auf den neuen und mit der Tragtrommel 2 einen neuen Wickelspalt 7.1 bildenden Wickelkern 11 kann beispielsweise mit einem in den europäischen Patentschriften EP 1 456 105 B1 und EP 1 612 173 B1 offenbarten Verfahren realisiert werden.
Die hergestellte Wickelrolle 6 wird bei Auflösung des bisherigen Wickelspalts 7 (vgl. 1) mittels einer Bewegung B (Pfeil) in eine Endlage E ausgeworfen, aus welcher sie dann nach erfolgtem Stillstand in bekannter Weise entnommen und einem nachfolgenden Weiterverarbeitungs- oder Veredelungsprozess zugeführt werden kann. Die Abbremsung der hergestellten Wickelrolle 6 kann in dem Fachmann bekannter Weise erfolgen. Zeitlich versetzt zu der Auflösung des bisherigen Wickelspalts 7 (vgl. 1) wurde der neue und bereits angewickelte Wickelkern 11 bei Aufrechterhaltung des gebildeten neuen Wickelspalts 7.1 samt entstehender Linienkraft L von der nicht dargestellten Haltevorrichtung auf die Schienen 9 aufgesetzt. Er kann nunmehr in der Hauptwickelphase zu einer Wickelrolle bewickelt werden.
Die 2 zeigt überdies, dass mindestens ein Bürstenelement 13 vorgesehen ist, welches an die hergestellte Wickelrolle 6 zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage E in wenigstens einem Randbereich R anlegbar ist.
Das Bürstenelement 13 wird dabei mit einer vorzugsweise gesteuerten/geregelten Anpresskraft F (Pfeil) in einem Bereich von 250 bis 2000 N/m an Bürstenelement, vorzugsweise von 500 bis 1500 N/m an Bürstenelement, insbesondere von 750 bis 1250 N/m an Bürstenelement, an die hergestellte Wickelrolle 6 angedrückt. Das Bürstenelement 13 wird hierbei zumindest so lange an die hergestellte Wickelrolle 6 in dem Randbereich R angelegt, bis sie zum Stillstand gebracht worden ist. Auch wird das Bürstenelement 13 vorzugsweise bereits vor der Auflösung des bisherigen Wickelspalts 7 (vgl. 1), insbesondere vor der Durchtrennung der Materialbahn 4, an die hergestellte Wickelrolle 6 in dem Randbereich R angelegt.
Die 3 zeigt eine schematische Detailansicht der in der 2 dargestellten Wickelmaschine 1 während einer Anfangswickelphase gemäß dem Ausschnitt X.
Der neue Wickelkern 11 wurde vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers D der Wickelrolle 6 in dem von der Materialbahn 4 umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel 2 an dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts 7.1 samt entstehender Linienkraft L gebracht. Die Drehachse des neuen Wickelkerns 11 liegt dabei oberhalb einer die Drehachse der Tragtrommel 2 enthaltenden horizontalen Ebene H. Danach wurde die Materialbahn 4 mittels mindestens einer dem Fachmann bekannten und somit nicht näher dargestellten Trenneinrichtung 12 durchtrennt und auf den neuen Wickelkern 11 überführt und sogleich auf ihn aufgewickelt.
Weiterhin wurde bereits mit dem Auswerfen der hergestellten Wickelrolle 6 begonnen (Pfeildarstellung), wobei an dieselbige in wenigstens einem Randbereich R, vorzugsweise in beiden Randbereichen R jeweils ein Bürstenelement 13 mit einer Anpresskraft F (Pfeil) angelegt wurde. Da die Anpresskraft F (Pfeil) konstant oder wenigstens annähernd konstant gehalten werden soll, wird das Bürstenelement 13 zusammen mit der hergestellten Wickelrolle 6 verlagert. Diese Verlagerung ist mit einem Pfeil V angedeutet und sie wird erst dann beendet, wenn die hergestellte Wickelrolle 6 zum Stillstand gebracht wurde und vorzugsweise auch noch ihre Endposition E erreicht hat.
Das Bürstenelement 13 umfasst einen Borstenträger 14 und eine Vielzahl von auf dem Borstenträger 14 oberseitig angeordneten Borsten 15, vorzugsweise Kunststoffborsten oder Naturhaarborsten, und der Borstenträger 14 ist wiederum vorzugsweise leicht austauschbar auf einem Trägermittel 17 einer lediglich angedeuteten Bewegungseinrichtung 16 angeordnet. Das Trägermittel 17 kann beispielsweise ein Trägerrohr mit einem rechteckigen oder quadratischen Rohrquerschnitt sein.
Weiterhin ist das Bürstenelement 13 mittels der lediglich angedeuteten Bewegungseinrichtung 16 in einem unteren Bereich an die hergestellte Wickelrolle 6 anlegbar. Es ist jedoch anzumerken, dass das Bürstenelement 13 im Grunde an jeder beliebigen Position an die hergestellte Wickelrolle 6 angelegt werden kann. Das Bürstenelement 13 ist hierbei mittels der Bewegungseinrichtung 16 zwischen einer gestrichelt angedeuteten Parkposition P und der dargestellten Arbeitsposition A, in welcher das Bürstenelement 13 an die hergestellte Wickelrolle 6 anlegbar ist, bewegbar. Die Bewegungseinrichtung 16 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine Hubstange 18, die einseitig ortsfest gelagert ist und gegenseitig das Bürstenelement 13 trägt. Die Hubstange 18 ist dabei in bekannter Weise von einem Hubelement 19, wie beispielsweise einem hydraulischen oder pneuma tischen und doppelt beaufschlagbaren Zylinder, beaufschlagt. Dieses Hubelement 19 ist sogleich ein Teil einer Anpresseinrichtung 20 zur vorzugsweise gesteuerten/geregelten Anpressung des Bürstenelements 13 mit einer Anpresskraft F (Pfeil) in einem Bereich von 250 bis 2000 N/m an Bürstenelement, vorzugsweise von 500 bis 1500 N/m an Bürstenelement, insbesondere von 750 bis 1250 N/m an Bürstenelement, an die hergestellte Wickelrolle 6. Die Anpresskraft F (Pfeil) soll, wie bereits ausgeführt, konstant oder wenigstens annähernd konstant gehalten werden, so dass das Bürstenelement 13 zusammen mit der hergestellten Wickelrolle 6 verlagert wird.
Die 4 zeigt eine schematische Detailansicht der in der 3 dargestellten Wickelmaschine 1 gemäß dem Ausschnitt Y.
Das Bürstenelement 13 umfasst einen Borstenträger 14 und eine Vielzahl von auf dem Borstenträger 14 oberseitig angeordneten Borsten 15, vorzugsweise Kunststoffborsten oder Naturhaarborsten, und der Borstenträger 14 ist wiederum vorzugsweise leicht austauschbar, beispielsweise mittels einer dem Fachmann bekannten Verschraubung oder einer formschlüssigen Anbringung samt Sicherung, auf dem lediglich angedeuteten Trägermittel 17 der Bewegungseinrichtung 16 angeordnet.
Die Borsten 15 des Bürstenelements 13 weisen eine Borstenlänge I im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 80 mm, insbesondere von 30 bis 60 mm, auf und sie sind flächig, beispielsweise in Reihen, auf dem Borstenträger 14 angeordnet. Weiterhin sind die Borsten 15 während ihrer Anlage an der hergestellten Wickelrolle 6 unter einem Winkel α von 5 bis 45°, vorzugsweise von 10 bis 30°, zu der hergestellten Wickelrolle 6 ausgerichtet, wobei der Winkel α zwischen der Senkrechten S der hergestellten Wickelrolle 6 und der Längsachse C der einzelnen Borsten 15 gebildet wird.
Die 5 zeigt eine Detailansicht der in der 3 dargestellten Wickelmaschine 1 gemäß der Ansicht Z.
Das an dem Trägermittel 17 der Bewegungseinrichtung 16 angeordnete Bürstenelement 13 weist eine Bürstenbreite b in einem Bereich von 0,5 bis 2,0 m, vorzugsweise von 0,75 bis 1,75 m, insbesondere von 1,0 bis 1,5 m, auf und es wird in einem entsprechenden Randbereich R an die auf dem Wickelkern 10 hergestellte Wickelrolle 6 angelegt. Die Anlegung des Bürstenelements 13 kann hierbei zumindest ein wenig innenversetzt zu der Stirnseite 21 der hergestellten Wickelrolle 6 erfolgen.
Das Bürstenelement 13 wird in der Bewegung B (Pfeil) der hergestellten Wickelrolle 6 hinter ihr angelegt und es wird somit der Bewegung B (Pfeil) der hergestellten Wickelrolle nachgeführt. Selbstverständlich kann das Bürstenelement 13 auch in einem oberen Bereich an die hergestellte Wickelrolle 6 anlegbar sein, was jedoch mit entsprechenden Nachteilen verbunden sein sollte.
Die in den 2 bis 5 dargestellte Wickelmaschine 1 eignet sich in besonderem Maße zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn 4, insbesondere einer Faserstoffbahn, bei dem die Materialbahn 4 nacheinander auf mehrere Wickelkerne 10, 11 zu Wickelrollen 6 aufgewickelt wird. Dabei wird die Materialbahn 4 vorzugsweise über einen Umfangsbereich einer vorzugsweise verlagerbaren und mit einer herzustellenden Wickelrolle 6 einen Wickelspalt 7 bildenden Tragtrommel 2 geführt und anschließend auf einen Wickelkern 10 zu einer herzustellenden Wickelrolle 6 aufgewickelt. Ein neuer Wickelkern 11 wird vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers D in dem von der Materialbahn 4 umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel 2 an dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts 7.1 gebracht und die Materialbahn 4 wird nach Ausbildung des neuen Wickelspalts 7.1 zwischen dem neuen Wickelkern 11 und der Tragtrommel 2 mittels mindestens einer Trenneinrichtung 12 durchtrennt und auf den neuen Wickelkern 11 überführt und auf ihm aufgewickelt. Die hergestellte Wickelrolle 6 wird anschließend bei Auflösung des Wickelspalts 7 in eine Endlage E ausgeworfen.
Dabei wird an die hergestellte Wickelrolle 6 zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage E in wenigstens einem Randbereich R, vorzugsweise in beiden Randbereichen R jeweils mindestens ein Bürstenelement 13 angelegt.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verfahren und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Arten derart verbessert werden, dass die bekannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig beseitigt werden. Insbesondere wird der in losen und/oder axial versetzten Papierlagen zum Tragen kommende Außenlagenausschuss, der während des Auswerfens der hergestellten Wickelrolle in ihre Endlage bei gleichzeitiger oder zeitlich versetzter Abbremsung entsteht, mit einfachen und räumlich begrenzten Mitteln minimiert.

1: Wickelmaschine
2: Tragtrommel
3: Doppelpfeil
4: Materialbahn
5: Mantelfläche
6: Wickelrolle
7: Wickelspalt („Nip”)
7.1: Neuer Wickelspalt („Neuer Nip”)
8: Pfeil (Bewegungsrichtung)
9: Schiene
10: Wickelkern („Tambour”)
11: Neuer Wickelkern („Leertambour”)
12: Trenneinrichtung
13: Bürstenelement
14: Borstenträger
15: Borsten
16: Bewegungseinrichtung
17: Trägermittel
18: Hubstange
19: Hubelement
20: Anpresseinrichtung
21: Stirnseite
A: Arbeitsposition
B: Bewegung (Pfeil)
b: Bürstenbreite
C: Längsachse
D: Wickelrollendurchmesser
E: Endlage
F: Anpresskraft (Pfeil)
G: Gerade
H: Horizontale Ebene
L: Linienkraft
I: Borstenlänge
P: Parkposition
R: Randbereich; Randseitiger Bereich
S: Senkrechte
V: Verlagerung (Pfeil)
X: Detailansicht (Ausschnitt)
Y: Detailansicht (Ausschnitt)
Z: Detailansicht (Ansicht)
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1456105 B1 [0004, 0038]
- EP 1612173 B1 [0004, 0038]
- DE 19807897 A1 [0031, 0033]

Claims

Verfahren zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn (4), insbesondere einer Faserstoffbahn, bei dem die Materialbahn (4) nacheinander auf mehrere Wickelkerne (10, 11) zu Wickelrollen (6) aufgewickelt wird, wobei die Materialbahn (4) vorzugsweise über einen Umfangsbereich einer vorzugsweise verlagerbaren und mit einer herzustellenden Wickelrolle (6) einen Wickelspalt (7) bildenden Tragtrommel (2) geführt und anschließend auf einen Wickelkern (10) zu einer herzustellenden Wickelrolle (6) aufgewickelt wird, wobei ein neuer Wickelkern (11) vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers (D) in dem von der Materialbahn (4) umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel (2) an dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts (7.1) gebracht wird, wobei die Materialbahn (4) nach Ausbildung des neuen Wickelspalts (7.1) zwischen dem neuen Wickelkern (11) und der Tragtrommel (2) mittels mindestens einer Trenneinrichtung (12) durchtrennt und auf den neuen Wickelkern (11) überführt und auf ihm aufgewickelt wird und wobei die hergestellte Wickelrolle (6) bei Auflösung des Wickelspalts (7) in eine Endlage (E) ausgeworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass an die hergestellte Wickelrolle (6) zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage (E) in wenigstens einem Randbereich (R), vorzugsweise in beiden Randbereichen (R) jeweils mindestens ein Bürstenelement (13) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) an die hergestellte Wickelrolle (6) in einem randseitigen Bereich (R) von 0,5 bis 2,0 m, vorzugsweise von 0,75 bis 1,75 m, insbesondere von 1,0 bis 1,5 m, angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) zumindest so lange an die hergestellte Wickelrolle (6) in dem Randbereich (R) angelegt wird, bis sie zum Stillstand gebracht worden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) bereits vor der Auflösung des Wickelspalts (7), insbesondere vor der Durchtrennung der Materialbahn (4) an die hergestellte Wickelrolle (6) in dem Randbereich (R) angelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) mit einer vorzugsweise gesteuerten/geregelten Anpresskraft (F) in einem Bereich von 250 bis 2000 N/m an Bürstenelement (13), vorzugsweise von 500 bis 1500 N/m an Bürstenelement (13), insbesondere von 750 bis 1250 N/m an Bürstenelement (13), an die hergestellte Wickelrolle (6) angedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft (F) zumindest während der Anlage des Bürstenelements (13) an die hergestellte Wickelrolle (6) konstant oder wenigstens annähernd konstant gehalten wird.
Wickelmaschine (1) zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn (4), insbesondere einer Faserstoffbahn, auf mehrere Wickelkerne (10, 11) zu Wickelrollen (6), wobei die Materialbahn (4) vorzugsweise über einen Umfangsbereich einer vorzugsweise verlagerbaren und mit einer herzustellenden Wickelrolle (6) einen Wickelspalt (7) bildenden Tragtrommel (2) geführt und anschließend auf einen Wickelkern (10) zu der herzustellenden Wickelrolle (6) aufwickelbar ist, wobei ein neuer Wickelkern (11) vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers (D) in dem von der Materialbahn (4) umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel (2) an dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts (7.1) bringbar ist, wobei die Materialbahn (4) nach Ausbildung des neuen Wickelspalts (7.1) zwischen dem neuen Wickelkern (11) und der Tragtrommel (2) mittels mindestens einer Trenneinrichtung (12) durchtrennbar und auf den neuen Wickelkern (11) überführbar und auf ihm aufwickelbar ist und wobei die hergestellte Wickelrolle (6) bei Auflösung des Wickelspalts (7) in eine Endlage (E) auswerfbar ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bürstenelement (13) vorgesehen ist, welches an die hergestellte Wickelrolle (6) zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage (E) in wenigstens einem Randbereich (R) anlegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bürstenelemente (13) vorgesehen sind, welche an die hergestellte Wickelrolle (6) zumindest während ihres Auswerfens in ihre Endlage (E) in beiden Randbereichen (R) anlegbar sind.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) eine Bürstenbreite (b) in einem Bereich von 0,5 bis 2,0 m, vorzugsweise von 0,75 bis 1,75 m, insbesondere von 1,0 bis 1,5 m, aufweist.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) einen Borstenträger (14) und eine Vielzahl von auf dem Borstenträger (14) oberseitig angeordneten Borsten (15), vorzugsweise Kunststoffborsten oder Naturhaarborsten, umfasst.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (15) eine Borstenlänge (I) im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 80 mm, insbesondere von 30 bis 60 mm, au weisen.
Wickelmaschine (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (15) unter einem Winkel (α) von 5 bis 45°, vorzugsweise von 10 bis 30°, zu der hergestellten Wickelrolle (6) ausgerichtet sind, wobei der Winkel (α) zwischen der Senkrechten (S) der hergestellten Wickelrolle (6) und der Längsachse (C) der einzelnen Borsten (15) gebildet wird.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) auf einer Bewegungseinrichtung (16) vorzugsweise leicht austauschbar angebracht ist und dass das Bürstenelement (13) mittels der Bewegungseinrichtung (16) zwischen einer Parkposition (P) und einer Arbeitsposition (A), in welcher das Bürstenelement (13) an die hergestellte Wickelrolle (6) anlegbar ist, bewegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenelement (13) in einem unteren Bereich an die hergestellte Wickelrolle (6) anlegbar ist.
Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anpresseinrichtung (20) zur vorzugsweise gesteuerten/geregelten Anpressung des Bürstenelements (13) mit einer Anpresskraft (F) in einem Bereich von 250 bis 2000 N/m an Bürstenelement (13), vorzugsweise von 500 bis 1500 N/m an Bürstenelement (13), insbesondere von 750 bis 1250 N/m an Bürstenelement (13), an die hergestellte Wickelrolle (6) vorgesehen ist.