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Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Wickeln von Warenbahnen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Bei den bekannten Wendewicklern sind auf einem zweiarmigen Schwenkarm oder einer großen Drehscheibe zwei oder mehr Wickelstationen vorgesehen, wobei zunächst in einer ersten Wickelstation die Bewicklung auf einer zentralen, angetriebenen Wickelrolle erfolgt. Eine nicht angetriebene Kontaktwalze liegt außen an der sich aufbauenden Bewicklung an und ist relativ beweglich zur Wickelwalze im Hinblick auf den kontinuierlichen Aufbau der Bewicklung gehalten. Die Wendewickler haben eine besondere Schneideinrichtung, die im Wesentlichen aus einem schlagartig vortreibbaren Trennmesser für einen rechtwinkligen Folienschnitt sowie aus Leitwalzen besteht, die beide auf einem Schwenkarm gelagert sind. In der Wechselphase wird bei einem kontinuierlichem Weiterlauf der Folienbahn die fast volle Wickelwalze aus einer vorderen Lage in eine rückwärtige Entnahmelage verschwenkt, wobei eine neue Wickelstation dann in eine entsprechend vordere Bewicklungslage gelangt und hier eine neue Wickelwalze mit unpräparierter Hülse bereitgestellt wird. Dabei schwenkt dann auch die geschilderte Schneideinrichtung in die Folienbahn ein. Deren Umschlingungswalzen geben der Folienbahn dann einen solchen Verlauf, dass sie die Wickelhülse auf der neuen Wickelachse sehr weitgehend umschlingen kann. Gleichzeitig trennt schlagartig das Trennmesser die Folienbahn durch, so dass sich kontinuierlich die neue Bewicklung aufbauen kann. Die Vorteile des Wendewicklers liegen im rechtwinkligen Folienschnitt, so dass hier praktisch kein Abfall entsteht. Die Zentralbewicklung durch den zentralen Antrieb der Wickelwalze ist für manche Folien von Vorteil und ermöglicht auch mit einer entsprechenden Messwalze eine gute Bahnspannungskontrolle, wie sie zahlreiche Qualitätsfolien für die Bewicklung erfordern. Ein erheblicher Nachteil der bekannten Wendewickler ist der aufwendige Wickelwechsel, da hier die Folie auf der Wickelhülse angelegt und mittels Klebepunkten fixiert wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wickelmaschine der oben genannten Art zu schaffen, mit der ein Wickelwechsel schneller erfolgen kann.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Lehre nach Anspruch 1, und 9; weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
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Gemäß der technischen Lehre nach Anspruch 1 umfasst die Wickelstation zum Wickeln von Warenbahnen, insbesondere für Folien, eine Entnahmegabel, die bei kontinuierlichem Weiterlaufen der Warenbahn den fast vollen Wickel von einer vorderen Lage in eine rückwärtige Entnahmelage verschwenkt, während eine neue Wickelhülse in eine Wickelposition verbracht wird.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelstation Mittel aufweist, mit der die Warenbahn nach der Trennung von dem vollen Wickel automatisch auf eine neue Wickelhülse aufwickelbar ist.
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In bevorzugter Ausführungsform bilden die Mittel mit der Wickelhülse drei Zwickel. Damit wird die Warenbahn vollständig um die neue Wickelhülse geführt, so dass ein Anbringen von Klebepunkten nicht erforderlich ist. Damit ist ein vollautomatischer Wickelwechsel ohne Stillstand möglich. Die Zwickel sorgen für ein automatisches Umlaufen der Warenbahn um die Wickelhülse, da die Warenbahn in den jeweiligen Spalt des Zwickels eingezogen und zum Teil um die Wickelhülse bis zum nächsten Zwickel geführt wird.
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Die Mittel zur Erzeugung des Zwickels können durch ein Anlegesystem in Form von Walzen, Bändern oder Führungen gebildet werden. Nachdem die Warenbahn um die Wickelhülse geführt wurde, bilden die Walzen, Bänder oder Führungen gleichzeitig Kontaktstellen, mit denen die Warenbahn an die Wickelhülse angedrückt und geführt wird
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Vorzugsweise können die Mittel eine erste und eine zweite Walze umfassen, die auf die Wickelhülse zu- oder wegverfahrbar sind. Die Ausführungsform mit Walzen hat den Vorteil, dass diese sehr leicht und mit geringem Aufwand mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden können, wie die Geschwindigkeit der Warenbahn. Hierzu eignen sich direkte oder indirekte Antriebe, beispielsweise Elektromotoren oder Riemenantriebe.
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Um die Zwickel möglichst nur für den Anwickelvorgang zu erzeugen, kann mindestens eine Walze auf einem Schlitten angeordnet sein, der entlang einer Führung auf die Wickelhülse zu oder wegverfahrbar ist. Damit kann für einen aufbauenden Wickel mit zunehmendem Durchmesser die Führung bzw. der Verlauf der Warenbahn so optimiert werden, dass keine zusätzliche Reibung durch die Kontaktwalzen auftritt. Die Spannung auf die Warenbahn kann so konstanter gehalten werden.
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Die Mittel zur Bildung des dritten Zwickels werden durch eine Andrückrolle gebildet, die mittels eines Schwenkarmes bewegbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wickeln von Warenbahnen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Warenbahn nach der Trennung von dem vollen Wickel automatisch auf eine neue Wickelhülse aufwickelbar ist, wobei die Warenbahn zumindest zeitweise an mindestens drei Kontaktstellen um die Wickelhülse geführt wird. Die Kontaktstellen können durch Walzen, Riemen oder Führungen erzeugt werden.
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Dabei wird nach einer bevorzugten Ausführungsform die erste Kontaktstelle durch eine Walze gebildet, die unter die Wickelhülse verfahren wird.
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Die zweite Kontaktstelle wird durch eine Kontaktwalze gebildet, die verschwenkbar oder verfahrbar ist.
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Die dritte Kontaktstelle wird durch mindestens eine Andrückrolle gebildet, die während der Trennung der Warenbahn an die Wickelhülse verschwenkt wird.
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Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; in diesen zeigt
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1 eine Gesamtanlage einer Wickelmaschine;
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2 eine seitliche Schnittdarstellung auf eine Wickelmaschine;
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2a, 2b eine schematische Darstellung des Wickelvorganges;
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3 eine perspektivische Darstellung auf eine Wickelmaschine.
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Gemäß 1 umfasst die Gesamtanlage der Wickelmaschine eine Zulaufstation 10, in der eine oder mehrere Warenbahnen 11, 12 einlaufen, übereinander gelegt und als eine Warenbahn 21 zu einer nachfolgenden Wickelstation 20 zum Aufwickeln auf eine Hülse 28 weitergeführt werden. Nach dem Aufwickeln wird ein voller Wickel von der Wickelstation 20 zu einer Transportstation 50 übergeben.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird eine erste Warenbahn 11 über mehrere Umlenkrollen 13 in den Bereich der Wickelstation 20 geführt. Auf dem Weg dorthin kann die Spannung der Warenbahn 11 gemessen und mittels kraftbetätigter Pendelrollen 14 an einen vorgegebenen Wert angepasst werden. Weiterhin können im Bereich der Zulaufstation 10 verschiedene Vorrichtungen zur Inspektion 15 der Warenbahn angeordnet sein, mit denen beispielsweise Fehlstellen oder Spannungsabweichungen erkannt werden können. Eine zweite Warenbahn 12 kann von oben kommend in die Zulaufstation 10 eingeführt und mit der ersten Warenbahn 11 verbunden werden. Hierzu legt sich die zweite Warenbahn 12 auf die erste Warenbahn 11, wobei die aufeinander liegenden Warenbahnen zu einer gemeinsamen Warenbahn 21 durch einen Satz Presswalzen 16 gebildet wird. Eine kurz vor der Wickelstation 20 angeordnete Walze oder ein Paar von Walzen 17 kann ausgebildet sein, die Warenbahn 21 in Streifen zu zerschneiden, die in der nachfolgenden Wickelmaschine gleichzeitig, aber seitlich voneinander getrennt, aufgewickelt werden. Die in die Zulaufstation 10 einlaufenden Warenbahnen 11, 12 können aus natürlichen oder nicht natürlichen Stoffen bestehen, beispielsweise aus einem Vlies aus Baumwolle oder aus einem Nonwoven-Material. Alternativ können die Warenbahnen 11, 12 auch aus Folien beispielsweise aus Kunststoff oder Aluminium bestehen.
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Die Wickelstation 20 umfasst zumindest eine linke und rechte Gestellwand 20a, 20b, zwischen denen die Warenbahn 21 einläuft und auf einer Wickelhülse 28, die in einer Aufnahme 36 gelagert und angetrieben wird, aufgewickelt wird. Zwischen den Gestellwänden 20a, 20b sind alle weiteren Komponenten ortsfest oder verschwenk- oder verschiebbar angeordnet.
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In 1 ist sowohl die leere Wickelhülse 28 und die volle Wickelhülse 28a im laufenden Betrieb zu sehen. In 3 ist die Wickelstation 20 ohne die Wickelhülse 28 dargestellt.
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Die Warenbahn 21 läuft nach der 2 über eine erste Walze 22 und dann nachfolgend über eine zweite Walze 23 in die Wickelstation 20 ein, wobei die Walze 23 die Warenbahn um ca. 90° senkrecht nach unten zu einer weiteren Walze 25 umgelenkt. Die Walze 25 lenkt die Warenbahn ebenfalls um ca. 90° horizontal zu einer nachfolgenden Walze 26 weiter, die die Warenbahn ebenfalls um ca. 90° nach oben zur Wickelhülse 28 führt. Dabei wird die Warenbahn 21 auf die Wickelhülse 28 von oben aufgewickelt, d.h. die in die Wickelstation einlaufende Oberseite der Warenbahn 21 befindet sich beim Wickeln auf der Außenseite des Wickels.
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Die Walzen 23, 25, 26 und 37 sind auf jeweils einem Schlitten 24 angeordnet, die entlang je einer Führung 27 horizontal verfahrbar sind. Die Führungen 27 sind jeweils an der linken und rechten Gestellwand 20a, 20b angeordnet. Die Walzen 25 und 26 sind dabei beabstandet in einer horizontalen Ebene angeordnet, die sich im Bereich der Höhe der Führung 27 befindet. Die Walzen 23 und 37 sind ebenfalls von einander beabstandet auf dem Schlitten 24 angeordnet, befinden sich aber vertikal oberhalb der Walzen 25 und 26. Lediglich die Kontaktwalze 37 ist separat auf dem Schlitten 24 mittels Zylinder 38 im Abstand zur Wickelhülse 28 einstellbar, wobei die Kontaktwalze 37 verschwenk- oder verfahrbar auf dem Schlitten 24 angeordnet ist. Damit können die Walzen 23, 25, 26 und 37 auf dem Schlitten 24 zur Wickelhülse gemeinsam hin und zurück gefahren werden. Zusätzlich ist die Kontaktwalze 37 auf dem Schlitten 24 relativ zu den anderen auf dem Schlitten 24 angeordneten Walzen 23, 25, 26 verfahrbar angeordnet.
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In den 2 und 2a ist der Schlitten 24 mit den Walzen 25 und 26 in eine linke Position verfahren worden, wobei auch die Kontaktwalze 37 in eine Position verfahren wurde, in der die Kontaktwalze 37 die Warenbahn 21 nicht berührt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Wickel von oben erzeugt, da die Kontaktwalze 37 (1 und 2b) so nah an die Wickelhülse 28 fahrbar ist, dass zwischen Kontaktwalze 37 und Wickelhülse 28 ein Zwickel entsteht, mit dem die Warenbahn 21 ohne manuelle Unterstützung im Uhrzeigersinn um die Wickelhülse 28 wickelbar ist. Durch die entstehenden Zwickel wird die Warenbahn 21 in den Spalt eingezogen und um die Wickelhülse 28 geführt. Nach der ersten Umdrehung der Warenbahn 21 um die Wickelhülse 28 erzeugen die Walze 26, die Kontaktwalze 37 und die Andrückrolle 34 zumindest zeitweise jeweils eine Kontaktstelle, die mit dem aufbauenden Wickel durch entfernen bzw. wegschwenken der Walzen/Rollen entfernt wird.
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Zum Anwickeln wird noch einmal auf 1 und 2b verwiesen. Die Warenbahn 21 läuft ebenfalls über eine erste Walze 22 und dann nachfolgend über eine zweite Walze 23 in die Wickelstation 20 ein, wobei die Walze 23 die Warenbahn um ca. 90° senkrecht nach unten zu einer weiteren Walze 25 umlenkt. Die Walze 25 lenkt die Warenbahn 21 ebenfalls um ca. 90° horizontal zu einer nachfolgenden Walze 26 weiter, die die Warenbahn 21 um mehr als 90° nach oben zur Wickelhülse 28 leitet. In der 1 und der vergrößerten Darstellung der 2b ist der Schlitten 24 mit den Walzen 25 und 26 in eine rechte Position verfahren worden, so dass die Walze 26 annähernd senkrecht unter der Wickelhülse 28 angeordnet ist und mit ihr einen ersten Zwickel bildet, durch den die Warenbahn im Uhrzeigersinn von unten an bzw. um die Wickelhülse geleitet wird. Die Kontaktwalze 37 wird durch den Zylinder 38 in eine Position verfahren, in der sie die Wickelhülse 28 fast berührt und mit ihr einen zweiten Zwickel bildet. Dieser zweite Zwickel ist ausreichend, dass ohne manuelle Unterstützung oder mittels Klebepunkten die Warenbahn 21 an der Wickelhülse 28 anhaftet und aufgewickelt werden kann.
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Nach mehreren vollen Umdrehungen der Wickelhülse 28 wird erst die Kontaktwalze 37 wieder von der Wickelhülse 28 weg verfahren und anschließend der gesamte Schlitten 24 nach links verfahren, wie dies in den 2 und 2a dargestellt ist.
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Oberhalb der Schlitten 24 und oberhalb der Wickelhülse 28 ist jeweils an einer Seite der Gestellwand 20a, 20b ein Schwenkarm 31 angeordnet, der um den Drehpunkt 30 verschwenkbar angeordnet ist und an einem äußeren Ende eine drehbare Umlenkrolle 29 aufweist. An den Schwenkarmen 31 ist weiterhin über verschwenkbare Hebel 33 ein Messer 32 angeordnet, das sich über die gesamte Breite der Wickelhülse 28 bzw. der Arbeitsbreite der Wickelmaschine erstreckt. Im Bereich des oder der Messer 32 ist über weitere separate Schwenkarme 35 eine oder mehrere Andrückrollen 34 angeordnet, die sich ebenfalls einzeln oder in Summe im Wesentlichen über die Länge der Wickelhülse 28 erstrecken.
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Unterhalb der Führung 27 ist an jeweils einem beidseitig angeordneten Hebel 41 ein Gegenhalter 40 angeordnet, der mit dem Messer 32 beim Schneiden der Warenbahn 21 zusammen wirkt und ein Wegdrücken der Warenbahn beim Schneiden verhindert.
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Bezugnehmend auf 1 erfolgt der Wechsel des fast fertigen Wickels wie folgt:
Bei kontinuierlichem Weiterlaufen der Warenbahn wird die fast volle Wickelhülse 28a aus der vorderen Lage mittels einer oder mehrerer Entnahmegabeln 51 um den Schwenkkreis 39 in eine rückwärtige Entnahmelage in die Transportstation 50 verschwenkt, wobei gleichzeitig eine neue Wickelhülse 28 in die neue Wickelposition oberhalb der Walze 26 gebracht wird. Der Schlitten 24 verfährt mit den Walzen 23, 25, 26 und 37 entlang der Führung 27 in eine rechte Position, so dass die Walze 26 mit der Wickelhülse 28 einen ersten Zwickel bildet. Die Kontaktwalze 37 fährt auf dem Schlitten 24 ebenfalls in eine rechte Position, so dass sich zwischen der Kontaktwalze 37 und der Wickelhülse 28 ein zweiter Zwickel bildet. Dann verschwenken die Schwenkarme 31 mit der Umlenkwalze 29 um den Drehpunkt 30, wodurch die Warenbahn 21 heruntergedrückt wird, bis sie auf der Höhe der Walze 26 durch die Umlenkwalze 29 umgelenkt wird. Die Warenbahn 21 umschlingt dabei die Wickelhülse 28 um mehr als 270°, was für den Beginn des neuen Wickels ausreichend ist. Dabei verschwenken auch gleichzeitig die Schwenkarme 35 mit der oder den Andrückrollen 34 in die Warenbahn 21 ein. Die Andrückrollen 34 geben der Warenbahn 21 dann einen solchen Verlauf, dass sie die Wickelhülse 28 auf der neuen Wickelachse sehr weit umschlingen kann. Gleichzeitig trennt schlagartig das Messer 32 die Warenbahn 21 rechtwinklig zur Wickelrichtung durch, so dass sich kontinuierlich die neue Bewicklung auf der Wickelhülse 28 aufbauen kann. Dadurch, dass die Andrückrollen 34 den Wickelanfang an die Wickelhülse 28 drücken (2b), der Wickelanfang durch den ersten Zwickel zwischen der Walze 26 und der Wickelhülse 28 geführt wird und weiter durch den zweiten Zwickel zwischen der Kontaktwalze 37 und der Wickelhülse 28 um die Wickelhülse 28 geführt wird, erfolgt mit dem Trennen der Warenbahn 21 gleichzeitig ein automatisches Anwickeln, bei dem kein manueller Eingriff, beispielsweise durch ein Aufbringen von Klebepunkten, erforderlich ist.
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Mit dem Messer 32 kommt gleichzeitig der Gegenhalter 40 in den Bereich der Warenbahn 21, der dabei als eine Art Schnittauflage für das Messer 32 dient.
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Nachdem die Warenbahn 21 durchtrennt wurde, wird der volle Wickel an der Wickelhülse 28a mit der bzw. den Entnahmegabeln 51 um den Drehpunkt 52 in die Transportvorrichtung 50 auf einen Ablagetisch 53 abgelegt, der selbst- oder fremdangetrieben verfahrbar ist und den Wickel zur weiteren Verarbeitung ablegt.
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Mit dem zunehmenden Aufbau des neuen Wickels verfährt die Umlenkwalze 29 über die Schwenkarme 31 zurück in ihre obere Ausgangsposition. Die Kontaktwalze 37 verfährt entlang des Pfeiles wieder in ihre linke Position und der Schlitten 24 verfährt mit den Walzen 23, 25, 26 und 37 entlang des Pfeiles nach links, um Platz für den größer werdenden Wickel zu machen.
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Vorteilhafterweise werden die Wickelhülse 28 und die Umlenkwalze 29 direkt oder indirekt angetrieben, beispielsweise über einen Servomotor oder einen Riemenantrieb.
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Die Umlenkrollen 13, Walzen 22, 23, 25, 26, 37 und Andrückrollen 34 können als drehbare, nicht angetriebene Rollen bzw. Walzen ausgeführt sein, oder je nach Funktion direkt oder indirekt angetrieben sein.
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Die Schwenkarme 31, 35 und Hebel 41 werden in diesem Ausführungsbeispiel mittel pneumatischen oder hydraulischen Zylindern betätigt. Alternativ sind motorische Betätigungen ebenfalls denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zulaufstation
- 11
- Warenbahn
- 12
- Warenbahn
- 13
- Umlenkrolle
- 14
- Pendelrolle
- 15
- Inspektionsvorrichtung
- 16
- Presswalzen
- 17
- Walze
- 20
- Wickelstation
- 20a, 20b
- Gestellwand
- 21
- Warenbahn
- 22
- Walze
- 23
- Walze
- 24
- Schlitten
- 25
- Walze
- 26
- Walze
- 27
- Führung
- 28, 28a
- Wickelhülse
- 29
- Umlenkwalze
- 30
- Drehpunkt
- 31
- Schwenkarm
- 32
- Messer
- 33
- Hebel
- 34
- Andrückrolle
- 35
- Schwenkarm
- 36
- Aufnahme
- 37
- Kontaktwalze
- 38
- Zylinder
- 39
- Schwenkkreis
- 40
- Gegenhalter
- 41
- Hebel
- 50
- Transportstation
- 51
- Entnahmegabel
- 52
- Drehpunkt
- 53
- Ablagetisch
