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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Überführen einer
vorzugsweise über
einen Teilbereich einer Wickelwalze laufenden Materialbahn, insbesondere
einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen mit der Wickelwalze einen
Nip bildenden neuen Wickelkern, insbesondere einen Leertambour,
wobei vorzugsweise in mindestens einem Bereich, insbesondere Randbereich,
der Materialbahn mindestens ein Überführstreifen
mittels mindestens einer vor dem Nip in Laufrichtung der Materialbahn
angeordneten Trenneinrichtung aufgebracht wird und wobei mindestens
ein Initialtrennstück
zwischen den mindestens einen Überführstreifen
und die Wickelachse direkt oder indirekt mittels mindestens einer
Abgabeeinrichtung eingebracht wird.
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Ein derartiges Verfahren wird bereits
in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 101 61 073 A1 (PR11333 DE) des Anmelders
vorgeschlagen. Das dort beschriebene Verfahren dient zur Überführung einer
Materialbahn, beispielsweise im Bereich einer Aufrolleinrichtung
einer Papier- oder Kartonmaschine, einer Streichmaschine oder einer äquivalenten Maschine,
um die Materialbahn ohne Unterbrechung des Herstellungsprozesses,
das heißt
ohne Abschalten der Papier- oder Kartonmaschine, nacheinander auf
leere Wickelkerne, die auch als Leertamboure bezeichnet werden,
oder um die Materialbahn in besonderen Situationen, etwa nach dem
Abriss der Papier- oder Kartonbahn oder nach dem Anfahren der Papier-
oder Kartonmaschine, auf einen vorzugsweise leeren Wickelkern aufzuwickeln.
Hierbei muss dafür gesorgt
werden, dass der durch das Trennen der Materialbahn entstehende
Bahnanfang dem neuen Wickelkern zugeführt wird, um auf diesem eine
neue Wickelrolle zu bilden.
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Durch das Einbringen des mindestens
einen Initialtrennstücks
zwischen den mindestens einen Überführstreifen
und die Wickelwalze, welches nach dem Erreichen des Nips in dem
von dem Überführstreifen
nicht überdeckten
Bereich mit dem neuen Wickelkern verbunden wird, und das definierte
Trennen des Überführstreifens
durch das Initialtrennstück unter
Ausbildung eines neuen, an das Initialtrennstück und den neuen Wickelkern
gebundenen Bahnanfangs wird ein völlig sauberer Wickelbeginn
gewährleistet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, das bekannte Verfahren und die bekannte Wickelmaschine
weiterzubilden, um eine sichere Zuführung des Initialtrennstücks zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Initialtrennstück auf eine
mit wenigstens einer vektoriellen Komponente in Bewegungsrichtung
der Materialbahn gerichtete Einschussgeschwindigkeit bezüglich der
Materialbahn beschleunigt wird.
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Durch das beschleunigte und kontrollierte Zuführen des
Initialtrennstücks
in Richtung zu der Materialbahn wird eine größtmögliche Sicherheit beim Wechselvorgang
erzielt. Dabei kann der Transport des Initialtrennstücks sowohl
in einem einzigen Verfahrensschritt als auch in mehreren Verfahrensschritten
von einem ersten Aufbewahrungsort der Initialtrennstücke zum Überführbereich
vollzogen werden, wobei der ursprüngliche Aufbewahrungsort entweder
innerhalb oder außerhalb
der Maschinenstuhlung der Maschine zur Verarbeitung der Materialbahn liegt.
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Das Initialtrennstück weist
mindestens eine Schutzfolie auf, unterhalb der ein oder mehrere
Klebestreifen angeordnet sind. Die Schutzfolie wird entweder vor
dem Einbringen der Initialtrennstücke an den ersten Aufbewahrungsort
oder an einer Übergabestelle
innerhalb des Zuführungsweges
zur Überführstation
entfernt. Die Initialtrennstücke
werden entweder einzeln oder von Massenspeichern zur Verfügung gestellt.
Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Initialtrennstücks und
des Trägers
und deren weiterer Eigenschaften wird auf die deutsche Offenlegungsschrift
DE 102 06 576 A1 (PR11379
DE) des Anmelders verwiesen, der Inhalt dieser Offenlegungsschrift
wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Der Träger
erfüllt vorzugsweise
die Anforderung einer erhöhten
Steifigkeit für
das System Initialtrennstück-Träger und
ist in Bezug auf den Beschleunigungsvorgang vorzugsweise speziell
ausgebildet, das heißt
er weist beispielsweise stabile Randzonen und eine stabile stromaufwärtige Stoßkante auf.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung
in Verbindung mit den Zeichnungen.
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Von Vorteil ist es insbesondere,
wenn das mindestens eine Initialtrennstück auf eine Einschussgeschwingkeit
beschleunigt wird, die mindestens ein Hundertstel, vorzugsweise
mindestens ein Zehntel, des Wertes der Geschwindigkeit der Materialbahn beträgt. Dies
ist insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten der Materialbahn von
Vorteil, um einerseits durch eine zu hohe Differenzgeschwindigkeit
keinen Bahnabriss zu erzeugen und um zum anderen den Wechselvorgang
kurz zu halten.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung
des Verfahrens wird das mindestens eine Initialtrennstück im Bereich
zwischen der Materialbahn und der Wickelwalze beschleunigt.
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Zur Beschleunigung bieten sich zahlreiche Möglichkeiten
an, insbesondere wird das mindestens eine Initialtrennstück durch
Rollen, ein Förderband, durch
Luftdruck, durch eine aus einem Zylinder heraustretende Führungsstange
oder durch eine Luftgrenzschicht der Materialbahn oder der Wickelwalze beschleunigt.
Dabei wird bei der ersten Variante die erforderliche Reibkraft zwischen
der Wickelrolle und dem Initialtrennstück an dem Aufführstreifen
insbesondere durch Rollen oder das Förderband erzeugt. Das Förderband
wird vorzugsweise so betrieben, dass es zunächst das Initialtrennstück aufnimmt, während es
einen festen Abstand zu der Wickelrolle hat. Anschließend drückt es das
Initialtrennstück
auf die Mantelfläche
der Wickelrolle. Das Anpresselement, also beispielsweise das Förderband,
hat einen eigenen Antrieb. Wenn das Initialtrennstück in einer anderen
Ausführungsform
in die Luftgrenzschicht der Wickelwalze hineingerät, wird
es durch diese beschleunigt.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführung des
Verfahrens wird das mindestens eine Initialtrennstück durch
aus einer Hochgeschwindigkeitsdüse, insbesondere
Lavaldüse,
ausströmende
Luft beschleunigt.
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Mit Vorteil kommt bei einem dieser
erfindungsgemäßen Verfahren
ein beweglicher Schlitten zum Einsatz, der das mindestens eine Initialtrennstück führt.
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Eine Maßnahme, um eine genaue und
zielsichere Zuführung
zu erreichen, besteht darin, dass das mindestens eine Initialtrennstück zwischen
seitlich feststehenden Führungsschienen
geführt
wird.
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Die Erfindung betrifft auch eine
Wickelmaschine zur Durchführung
eines der oben beschriebenen Verfahren. Hierzu ist die Wickelmaschine
mit mindestens einer Abgabeeinrichtung ausgestattet, die eine Anordnung
zum Beschleunigen des mindestens einen Initialtrennstücks umfasst.
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Die Wickelmaschine umfasst vorzugsweise eine
Fördereinrichtung,
insbesondere ein Förderband,
einen durch Luft oder durch eine Führungsstange eines Zylinders
beweglichen Schlitten.
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Von Vorteil ist es außerdem,
dass die mindestens eine Anordnung das mindestens eine Initialtrennstück nur an
den Stellen berührt,
an denen es keine Klebestellen aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es zeigen:
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1:
eine schematisch und perspektivisch dargestellte Wickelmaschine
gemäß dem Stand
der Technik ohne Abgabeeinrichtung;
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2:
eine Ausführungsform
der Wickelmaschine mit einer Abgabeeinrichtung in schematisierter
Seitenansicht,
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3:
eine Ausführungsform
der Wickelmaschine mit einer als Fördereinrichtung ausgebildeten Abgabeeinrichtung
in der Seitenansicht in einer Stellung zur Aufnahme eines Initialtrennstücks;
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4:
die Wickelmaschine gemäß 3, wobei die Fördereinrichtung
das Initialtrennstück
an die Wickelwalze übergibt;
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5:
einen Schlitten zum Befördern
von Initialtrennstücken
in den Bereich zwischen der Wickelwalze und dem Materialband in
seitlicher Ansicht;
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6 und 7: zwei weitere Schlitten
in perspektivischer Draufsicht;
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8:
einen Förderschlitten
mit einem Vakuumkissen im Bereich zwischen der Wickelwalze und dem
Materialband in seitlicher Ansicht; und
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9:
eine schematische Darstellung des Ansaugvorgangs eines Initialtrennstücks im Bereich zwischen
der Wickelwalze und dem Materialband mit einer Ansaugung des Initialtrennstücks.
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Eine Wickelmaschine 1 (1), wie sie beispielsweise
aus der WO 98/52858 A1 bekannt ist, umfasst unter anderem eine auch
als Anpresstrommel oder Tragtrommel bezeichnete Wickelwalze 2. Eine
Materialbahn wird entweder aus einem hier nicht dargestellten Glättwerk,
einem Kalander, einer Schlussgruppe einer Veredelungsmaschine oder
einer hier ebenfalls nicht dargestellten Trockenpartie einer Papier-
oder Kartonmaschine herausgeführt, umschlingt
dann meistens eine ebenfalls nicht dargestellte Leit- oder Breitstreckwalze
und läuft
dann in Pfeilrichtung L auf der Mantelfläche 4 der Wickelwalze 2 auf,
umschlingt die Mantelfläche
der Wickelwalze 2 um einen gewissen Winkel („Umschlingungswinkel") bis zu einem zwischen
der Wickelwalze 2 und der Wickelrolle 5 vorhandenen
Nip N1, das heißt
einem Bereich, in dem diese einen Einfluss auf die Wickelrolle 5 ausüben kann,
und wird schließlich
auf die Wickelrolle 5 aufgewickelt.
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Wenn nun die Wickelrolle 5 einen
bestimmten Durchmesser Dw erreicht hat, wird ein neuer Wickelkern 6 (Leertambour)
mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung vorbeschleunigt
und in Kontakt mit der Wickelwalze 2 unter Ausbildung eines
Nips N2 gebracht. Darnach wird üblicherweise
in die laufende Materialbahn 3 vor oder auf der Wickelwalze 2 mindestens
eine Trennung 7 in mindestens einem Bereich 8,
insbesondere Randbereich, mittels mindestens einer an sich bekannten
Trenneinrichtung 9 angebracht, wodurch mindestens ein Überführstreifen 10 ausgebildet
wird. Zum Überführen der gesamten
Materialbahn 3 auf den neuen Wickelkern 6 wird
der Überführstreifen 10 durchgetrennt
und auf den neuen Wickelkern 6 überführt.
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Viele Varianten dieses Verfahrens
zum Überführen einer
laufenden Materialbahn 2 unter Ausbildung mindestens eines Überführstreifens
sind bekannt.
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Erfindungsgemäß wird das Einbringen eines Initialtrennstücks 11 zwischen
den Überführstreifen 10 und
die Wickelwalze 2 mittels einer der Abgabeeinrichtungen 12, 12.1 oder 12.2 auf
einem direkten oder indirekten Wege realisiert. Die Abgabeeinrichtung 12, 12.1 oder 12.2 weist
beispielsweise die Form und die Funktion eines Papiermagazins eines Plotters
oder eines Druckers mit Multi- oder mit Einzelblattabgabe auf.
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In der bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die lediglich angedeutete Abgabeeinrichtung 12 derart
angeordnet ist, dass das Initialtrennstück 11 im wesentlichen
direkt zwischen den Überführstreifen 10 und
die Wickelwalze 2 einbringbar ist. Vorteilhaft bei dieser
Ausführung
ist neben der einfachen Ausgestaltung der Abgabeeinrichtung 12 und
des Initialtrennstücks 11 auch
die Geschwindigkeit, mit der das Initialtrennstück 11 einbringbar
ist, die um ein Vielfaches geringer als die Materialbahngeschwindigkeit
sein kann, beispielsweise beträgt
sie nur ein Prozent der Materialbahngeschwindigkeit. Darüber hinaus
kann auf eine besondere Führung des
Initialtrennstücks 11 zwar
verzichtet werden, da dieses auf dem Weg zu dem Nip N2 von dem Überführstreifen 10 und
der Wickelwalze 2 ausreichend geführt ist. Eine Führung wird
jedoch in anderen Ausführungsformen
(5 – 7)
näher erläutert.
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Alternativ dazu kann die Abgabeeinrichtung
12.1 derart
angeordnet sein, dass das Initialtrennstück
11 zunächst unterseitig
auf den Überführstreifen
10 oder
die Materialbahn
3 aufbringbar ist und darnach mittels
der Materialbahn
3 und/oder des Überführstreifens
10 zwischen
den Überführstreifen
10 und
die Wickelwalze
2 einbringbar ist. Diese Variante bietet
insbesondere bei eingeschränkten
Platzverhältnissen
eine gute Möglichkeit
zum Einbringen des Initialtrennstücks
11. Die Ab gabeeinrichtung
12.2 kann
auch so angeordnet sein, dass das Initialtrennstück
11 zunächst bei
temporärer
Verbindung auf der Mantelfläche
4 der
Wickelwalze
2 aufbringbar ist und dann mittels der Wickelwalze
2 zwischen
den Überführstreifen
10 und
die Wickelwalze
2 einbringbar ist. Die temporäre Verbindung
kann durch eine an sich bekannte lösbare Klebeverbindung oder
bei einer besaugten Wickelwalze, die aus der
DE 198 22 052 A1 bekannt
ist, mittels Vakuum ausgeführt
sein.
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Außerdem besteht die Möglichkeit,
eine geeignete Abgabeeinrichtung in der Verlängerung der Wickelwalze 2 vorzusehen,
wie es üblicherweise
bei den bekannten Seilscheiben der Fall ist. Jede dieser Varianten
kann in Abhängigkeit
von der Führung
der Materialbahn 3, ihren Eigenschaften und den Besonderheiten
der Wickelmaschine von Vorteil sein.
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Die Trenneinrichtung 9 kann
gemäß dem Stand
der Technik oberseitig oder unterseitig der Materialbahn 3 vor
dem Nip N2 angeordnet sein und mindestens ein Schneidelement, vorzugsweise
ein Schneidelement mit einem Strahl hoher Energiedichte, insbesondere
ein Wasserstrahl- oder ein Laserstrahl-Schneidelement aufweisen.
Da keine eindeutig bevorzugte Anordnung der Trenneinrichtung 9 existiert,
ergibt sich, wie aus 2 deutlich
erkennbar ist, eine durchaus große Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten
in der Anordnung der Abgabeeinrichtung 12, 12.1, 12.2 und
der Trenneinrichtung 9 in der Wickelmaschine 1.
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In einer Ausführungsform (3) einer Wickelmaschine, die der in den 1 und 2 dargestellten Form entspricht, ist
neben einer zusätzlichen
Umlenkwalze 20 für
die Materialbahn 3 eine Fördereinrichtung 13 vorgesehen,
die mindestens ein Förderband 14,
das über
Rollen 15 läuft,
aufweist und Initialtrennstücke 11 transportiert,
die sie von einem nicht dargestellten Stapel einer Zuführeinrichtung
oder von weiteren der Fördereinrichtung 13 vorgelagerten
Förderbändern übernimmt.
Während
des Transports wird auch mindestens ein Klebstreifen 18 auf
dem jewei ligen Initialtrennstück 11 freigelegt,
beispielsweise durch Entfernen eines Abdeck- oder Schutzstreifens, damit das Initialtrennstück 11 an
der Materialbahn anhaften kann. Die Fördereinrichtung 13 ist
dabei so mit dem Förderband 14 oder
mit mehreren in Abständen
zu einander parallel laufenden Förderbändern ausgestattet,
dass dieses bzw. diese das mindestens eine Initialtrennstück 11 nicht
berühren können.
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Wenn das Initialtrennstück 11 mit
seiner vollen Länge
auf der Fördereinrichtung 13 aufliegt,
wird diese in Richtung eines Pfeils A an die Mantelfläche 4 der
Wickelwalze 2 herangefahren, um es an diese zu übergeben.
Dadurch wird das Initialtrennstück 11 weiter
beschleunigt und erhält
dabei eine Geschwindigkeit, die mindestens ein Hundertstel, vorzugsweise
mindestens ein Zehntel, der Materialbahngeschwindigkeit beträgt.
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In einer anderen Ausgestaltung der
Erfindung (5) ist ein
Schlitten 16 vorgesehen, der über eine oder zwei Schienen 17 geführt wird
und bis gegen einen Anschlag 17 bewegt wird, wo er das
Initialtrennstück 11 samt
Träger 11a mit
mindestens einem auf diesem aufgebrachten Klebestreifen 18 entweder
direkt an die Materialbahn 3 oder auf die Mantelfläche 4 der
Wickelwalze 2 abgibt. Auf dem Schlitten 16 ist
eine fest mit diesem verbundene Halteplatte 16a mit einem
L-förmigen
Querschnitt aufgebracht, die das Initialtrennstück 11 trägt, während dieses
nach schräg
oben zu der Materialbahn 3 bzw. der Wickelwalze 2 befördert wird.
Der Schlitten 16 wird mittels aus einer Hochgeschwindigkeitsdüse 19,
insbesondere Lavaldüse,
ausströmender
Druckluft bewegt. Der besondere Vorteil der Hochgeschwindigkeitsdüse 19 besteht
darin, dass sie den Luftdruck auf einen durch ihre Dimensionierung
vorgegebenen oberen Grenzwert begrenzt. Alternativ hat der Schlitten 16 einen
motorischen Antrieb.
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Der Schlitten 16 kann in
weiterer Ausführung jedoch
auch mittels eines Gaskolbens oder einer Feder und einem Dämpfersystem
beschleunigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform
(6) wird ein Schlitten 21 zwischen
seitlichen Führungsschienen 22, 23 geführt. Er
transportiert das mit den Klebestreifen 18 versehene Initialtrennstück 11 samt Träger 11a,
wobei er von einer mit einem Kolben eines Zylinders 24 verbundenen
Führungsstange 25 geführt wird,
die ihn in Richtung zu der Materialbahn 3 oder der Mantelfläche 4 der
Wickelwalze 2 bewegt. Der Kolben des Zylinders 24 und
damit die mit ihm verbundene Führungsstange 25 wird
entweder pneumatisch, hydraulisch, durch Federkraft oder durch einen
unmittelbaren motorischen Antrieb bewegt.
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In einer anderen Ausgestaltung (7) wird ein Schlitten 26 in
derselben Weise wie der Schlitten 21 über die Führungsstange 25 bewegt.
In diesem Fall ist der Schlitten 26 auf seiner Unterseite
mit einer Führung 26a in
einer Führungsschiene 27 gelagert und
verschiebbar.
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In einer weiteren Ausführungsform
(8) ist eine Fördereinrichtung 29 mit
einem Förderband 30
zum Transport eines Initialtrennstücks 11 vorgesehen,
das durch den von einem Vakuumkasten 31 erzeugten Unterdruck
auf dem Förderband 30 gehalten
wird, bis es den Vakuumkasten 31 verlässt und in den Spalt zwischen
der Materialbahn 3 und der Wickelwalze 2 übergeben
wird.
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In einer anderen Ausgestaltung der
Erfindung (9) wird ein
Initialtrennstück 32 von
einem angedeutet dargestellten Träger 11a in die Nähe der Materialbahn 3 gebracht,
beispielsweise durch einen der in den 3 bis 8 dargestellten Fördermechanismen;
und dann durch eine von der Materialbahn 3 beschleunigte
Luftgrenzschicht und den durch diese erzeugten Unterdruck gegen
diese in eine Position 32' gezogen
oder in den Einflussbereich der Luftgrenzschicht gebracht wird.
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In einer anderen Variante dieser
Ausgestaltung ist ein Initialtrennstück 33 zunächst in
der Nähe der
Mantelfläche 4 der
Wickelwalze 2 im wesentlichen parallel zu einer Tangente
an der Mantelfläche 4 angeordnet
und wird in eine Position 33' und schließlich durch
die auf der Mantelfläche 4 mitgeführte Luftgrenzschicht
zu dieser hingeführt
und zur Unterseite der Materialbahn 3 transportiert.
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- 1
- Wickelmaschine
- 2
- Wickelwalze
- 3
- Materialbahn
- 4
- Mantelfläche
- 5
- Wickelrolle
- 6
- Neuer
Wickelkern (Leertambour)
- 7
- Trennung
- 8
- Bereich
- 9
- Trenneinrichtung
- 10
- Überführstreifen
- 11,
32, 33
- Initialtrennstück
- 11a
- Träger
- 12,
12.1, 12.2
- Abgabeeinrichtung
- 13
- Fördereinrichtung
- 14
- Förderband
- 15
- Rolle
- 16,
21, 26
- Schlitten
- 16a
- Halteplatte
- 17
- Schiene
- 18
- Klebestreifen
- 19
- Hochgeschwindigkeitsdüse
- 20
- Umlenkwalze
- 22,
23, 27
- Führungsschiene
- 24
- Zylinder
- 25
- Führungsstange
- 26a
- Führung
- 29
- Fördereinrichtung
- 30
- Förderband
- 31
- Vakuumkasten
- 32'', 33''
- Position
- A
- Pfeil
- DW
- Durchmesser
- L
- Pfeilrichtung
- N1
- Nip
(Wickelwalze – Wickelrolle)
- N2
- Nip
(Wickelwalze – neuer
Wickelkern)