DE19735590A1 - Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinu­ ierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbeson­ dere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Wickelmaschine zum kontinuier­ lichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 8.

Verfahren und Wickelmaschinen der hier angespro­ chenen Art sind bekannt (EP 0 483 092 A1). Sie wer­ den beispielsweise am Ende einer Maschine zur Her­ stellung einer Materialbahn eingesetzt und dienen zum kontinuierlichen Aufwickeln der Materialbahn auf einen Tambour. Eine bekannte Wickelmaschine um­ faßt eine ortsfest angeordnete, auch als Tragtrom­ mel bezeichnete Anpreßtrommel, über deren Umfang die Materialbahn bereichsweise geführt wird. Zum Aufwickeln der Materialbahn wird ein von einer Pri­ märlagerung geführter leerer Tambour zunächst auf Schienen einer Sekundärlagerung abgelegt, an­ schließend wird der leere Tambour von einer Trans­ porteinrichtung der Sekundärlagerung übernommen, die den Tambour während des gesamten Wickelvorgangs führt. Der Tambour wird mittels der Transportein­ richtung an den Umfang der Anpreßtrommel gepreßt, so daß ein Wickelspalt gebildet wird, durch den die Materialbahn hindurchgeführt wird. Nachdem das freie Ende der Materialbahn auf den leeren Tambour aufgewickelt worden ist, wird der größer werdende Durchmesser der auf dem Tambour aufgewickelten Wickelrolle durch eine Verlagerung der Transport­ einrichtung ausgeglichen. Gleichzeitig wird durch eine Beeinflussung der Verlagerungsbewegung der Transporteinrichtung die Linienkraft im Wickelspalt eingestellt. Es hat sich gezeigt, daß die Linien­ kraft im Wickelspalt zwischen der Wickelrolle und der Anpreßtrommel nicht kontinuierlich auf einem gewünschten Wert gehalten werden kann. Durch das hohe Gewicht der Wickelrolle, das bis zu 100 Tonnen und darüber betragen kann, und das der entsprechend stabil konstruierten Transporteinrichtung können Schwankungen oder Sprünge der Linienkraft bezie­ hungsweise des Linienkraftverlaufs, beispielsweise durch eine Unwucht der Anpreßtrommel oder der Wickel­ rolle, häufig nicht schnell genug ausgeglichen werden. Dadurch können Radial- oder Tangentialspan­ nungen in der Materialbahn auftreten, die die Qua­ lität der Wickelrolle beeinträchtigen und in eini­ gen Fällen die gesamte Wickelrolle oder einen Teil der Wickelrolle sogar zerstören. Nachteilig ist weiterhin, daß zur Durchführung eines Tambourwech­ sels ein Zwischenraum zwischen der fertigen Wickel­ rolle und der Anpreßtrommel gebildet werden muß, in den der leere, von der Primärlagerung geführte Tam­ bour eingefahren wird. Währenddessen wird die Mate­ rialbahn weiterhin auf die fast fertige Wickelrolle aufgewickelt. Um ein Einziehen von Luft zwischen die Wickellagen zu vermeiden, während die Material­ bahn in einem freien Zug geführt wird, wird eine auch als Andrückwalze bezeichnete Abquetschwalze von unten gegen den Umfang der Wickelrolle ge­ drückt. Es hat sich gezeigt, daß in dieser Phase die Wickelqualität negativ beeinflußt wird, da sich die Bedingungen im Wickelspalt geändert haben, was zu einem schlechteren Verhalten der Wickelrolle bei einer Weiterverarbeitung führt. Da ein Tambourwech­ sel bis zu zwei Minuten dauern kann, in denen die Wickelrolle einen Durchmesserzuwachs von mehreren Zentimetern aufweist, ist der eine verminderte Qua­ lität aufweisende Teil der Wickelrolle relativ groß.

Weiterhin ist aus der EP 0 697 006 B1 eine Wickel­ maschine bekannt, bei der ein Tambour während des gesamten Wickelvorgangs von einer Lagerung geführt wird. Der Tambour ist auf einer im wesentlichen parallel zu einer gedachten, horizontal angeordne­ ten Geraden verlagerbar. Hierfür ist eine große Standfläche erforderlich. Zur Ausbildung eines Wickel­ spalts ist eine in vertikaler Richtung verlager­ bare Anpreßtrommel vorgesehen, die unterhalb der Führungsebene des Tambours angeordnet ist. Zur Aus­ bildung eines Wickelspalts wird die Anpreßtrommel mittels einer Antriebseinrichtung vertikal nach oben verlagert und gegen den Umfang des Tambours gepreßt. Um den Tambour entlang seiner Führungsbahn zu verlagern, muß während des Wickelvorgangs die Anpreßtrommel wieder abgesenkt, das heißt nach un­ ten verlagert werden. Es hat sich als besonders nachteilig herausgestellt, daß die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel und der auf den Tambour aufgewickelten Wickelrolle nicht in al­ len Fällen feinfühlig genug eingestellt werden kann. Der Grund dafür ist, die Antriebseinrichtung der Anpreßtrommel sowohl die im Wickelspalt ge­ wünschte Wickelkraft aufbringen muß, als auch die Kraft, um die Anpreßtrommel, deren Gewicht bis zu 20 Tonnen und darüber betragen kann, entgegen der Schwerkraft anzuheben. Der Toleranzbereich einer für derartig hohe Kräfte eingesetzten Steuerung ist so groß, daß eine präzise Einstellung der Linien­ kraft im Wickelspalt nicht möglich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wickelmaschine zu schaffen, bei der die genannten Nachteile nicht auftreten, die kostengün­ stig herstellbar und dabei funktionssicher einsetz­ bar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorge­ schlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Das Verfahren erfolgt in folgenden Schritten: Zunächst wird während eines Wickelvor­ gangs in einem oberhalb einer Anpreßtrommel liegen­ den Bereich ein leerer Tambour in eine Anwickelpo­ sition gebracht. Zwischen dem leeren Tambour und der Anpreßtrommel wird durch eine Relativbewegung zwischen Anpreßtrommel und Tambour ein Wickelspalt ausgebildet, wobei währenddessen eine annähernd volle Wickelrolle im wesentlichen mit der Anpreß­ trommel in Kontakt bleibt. Anschließend wird die Materialbahn getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt. Der Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurchmessers und die Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt wird durch eine im wesentlichen horizontalen Verla­ gerung der Anpreßtrommel realisiert. Nach dem An­ wickeln wird der Tambour mit der darauf aufgewickel­ ten Wickelrolle in eine Fertigwickelposition überführt. Nach Erreichen dieser Position findet ein Ausgleich des größer werdenden Wickelrollen­ durchmessers allein durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegenüber der Anpreßtrommel statt. Die Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt erfolgt ausschließlich durch eine im wesentlichen horizontale Verlagerung der Anpreßtrommel. Für einen Tambourwechsel ist es also nicht erforder­ lich, einen Zwischenraum zwischen der fertigen Wickel­ rolle und der im wesentlichen horizontal verla­ gerbaren Anpreßtrommel zu bilden. Dadurch ist ein schneller Tambourwechsel möglich. Durch die im we­ sentlichen horizontale Verlagerung der Anpreßtrom­ mel ist eine präzise Steuerung/Regelung der Linien­ kraft mittels einer Steuer-/Regeleinheit möglich, weil die Gewichtskraft der Anpreßtrommel nicht die Steuerung/Regelung beeinflußt.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den üb­ rigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird auch eine Wickelmaschine vorgeschlagen, die die in Anspruch 8 genannten Merkmale aufweist. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß durch eine Verlagerung der Anpreß­ trommel der größer werdende Wickelrollendurchmesser ausgleichbar und die Linienkraft im Wickelspalt steuerbar/regelbar sind, während die Wickelrolle von der Primärlagerung geführt wird, daß der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Verla­ gerung der Transporteinrichtung ausgleichbar und die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlage­ rung der Anpreßtrommel einstellbar, vorzugsweise regelbar, sind, während die Wickelrolle von der Transporteinrichtung geführt wird, und daß durch eine Verlagerung der mittels einer Antriebseinrich­ tung verlagerbaren Anpreßtrommel der Abstand zwi­ schen dieser und der ersten Führungsbahn verändert wird. Die Primärlagerung ist also derart gestaltet, daß die Position der ersten Führungsbahn innerhalb der Wickelmaschine immer gleich ist, auch dann, wenn die Anpreßtrommel verlagert wird. Da dabei zunächst sowohl der Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurchmessers als auch die Steue­ rung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel realisiert wird, kann der Aufbau der Primärlagerung vereinfacht wer­ den, weil auf aufwendige Stelleinrichtungen, die eine Verlagerung des Tambours beziehungsweise der darauf aufgewickelten Wickelrolle radial in Rich­ tung auf die Anpreßtrommel bewirken, verzichtet werden kann. Durch die verlagerbare Anpreßtrommel kann auf die Ausbildung eines Zwischenraums, um einen Tambourwechsel vorzunehmen, verzichtet wer­ den, wodurch einerseits die Baulänge der Wickelma­ schine verkürzt und andererseits die Qualität der fertigen Wickelrolle verbessert werden kann. Wei­ terhin ist ein sehr schneller Tambourwechsel mög­ lich. Während der Tambour mit der darauf aufgewickel­ ten Wickelrolle von der Sekundärlagerung geführt wird, wird der größer werdende Wickelrollendurch­ messer durch eine Verlagerung der den Tambour füh­ renden Transporteinrichtung ausgeglichen. Die Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt zwischen der auf dem Tambour aufgewickelten Wickel­ rolle und der Anpreßtrommel wird allein durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel vorgenommen. Durch das gegenüber dem der größer werdenden Wickelrolle relativ leichte Gewicht der Anpreßtrommel kann diese schnell verlagert werden. Somit können Sprünge und Schwankungen der Linienkraft sehr schnell ausgeglichen werden. Hierdurch ist eine ex­ akte, gleichmäßige Linienkraft im Wickelspalt, vor­ zugsweise während des gesamten Wickelvorgangs ein­ stellbar/regelbar, so daß insgesamt eine gute Wickel­ qualität erzielt werden kann. Besonders vorteil­ haft ist, daß durch das gegenüber der Wickelrolle relativ geringe Gewicht der Anpreßtrommel eine Richtungsänderung der Verlagerungsbewegung der Transporteinrichtung sehr schnell mittels der An­ triebseinrichtung durchführbar ist.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den üb­ rigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 jeweils eine detaillierte Prinzip­ skizze eines Ausführungsbeispiels der der erfindungsgemäßen Wickelma­ schine;

Fig. 4 bis 9 jeweils eine schematische Prinzip­ skizze eines Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine gemäß Fig. 1 bis 3;

Fig. 10 bis 12 jeweils eine stark schematisierte Prinzipskizze einer weiteren Wickel­ maschine;

Fig. 13 und 14 jeweils eine schematische Prinzip­ skizze weiterer Ausführungsbeispiele der Wickelmaschine und

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Trenneinrichtung.

Die im folgenden beschriebene Wickelmaschine ist allgemein zum Aufwickeln einer Materialbahn ein­ setzbar. Die Wickelmaschine kann am Ende einer Ma­ schine zur Herstellung oder Veredelung einer Mate­ rialbahn, beispielsweise einer Papierbahn angeord­ net werden, um die fertige Materialbahn zu einer Wickelrolle aufzuwickeln. Die Wickelmaschine kann aber auch dazu verwendet werden, einen bereits fer­ tig gewickelten, auch als Wickelrolle bezeichneten Wickel umzurollen. Im folgenden wird rein beispiel­ haft davon ausgegangen, daß es sich hier um eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Papierbahn han­ delt.

Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Wickelma­ schine 1, die zum Aufwickeln einer im folgenden allgemein als Materialbahn 3 bezeichneten Papier­ bahn auf einen Tambour dient. Aus den Fig. 1 bis 3 geht eine Abfolge von Funktionsschritten der Wickel­ maschine 1 hervor. Die Wickelmaschine 1 umfaßt eine Primärlagerung 5, die hier zwei um eine Achse 7 schwenkbare Hebel 9 aufweist, von denen in den Fig. 1 bis 3 lediglich einer erkennbar ist. Die auf gegenüberliegenden Seiten der Wickelmaschine angeordneten Hebel 9 dienen der ortsfesten Lagerung eines Tambours 11. Im Zusammenhang mit der vorlie­ genden Erfindung wird unter "ortsfest" eine Lage­ rung verstanden, die lediglich eine rotatorische Bewegung des Tambours 11 zuläßt. Mittels der Hebel 9 kann der Tambour 11 entlang einer ersten Füh­ rungsbahn 12 verlagert werden, die bei diesem Aus­ führungsbeispiel ein Teil einer Kreisbahn ist. Der Mittelpunkt des Kreises liegt auf der Achse 7. An dem Tambour 11 greift ein im folgenden als Primär­ antrieb 13 bezeichneter - mit einem Symbol angedeu­ teter - Antrieb an, mittels dessen ein Drehmoment auf den Tambour 11 aufgebracht werden kann. Der Primärantrieb 13 ist entlang der ersten Füh­ rungsbahn 12 verlagerbar.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin eine Sekun­ därlagerung 15, die bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich eine Transporteinrichtung 17 umfaßt, die auf einer nicht dargestellten Linearführung ver­ fahrbar ist. Die Transporteinrichtung 17 dient zum Halten und Führen eines Tambours. Weiterhin sind Schienen 19 vorgesehen, von denen in Fig. 1 ledig­ lich eine erkennbar ist. Die Schienen 19 sind par­ allel zu einer gedachten Horizontalen angeordnet und an einem Maschinengestell 21 befestigt. Ein Lagerzapfen aufweisender Tambour kann auf den Schienen 19 abgelegt werden, das heißt das Gewicht des Tambours und das der darauf aufgewickelten Wickel­ rolle wird von den Schienen 19 abgestützt.

Zum Verfahren der Transporteinrichtung 17 ist hier ein Antrieb 23 vorgesehen, der eine von einem Motor 25 angetriebene Gewindespindel 27 umfaßt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel führt die Transporteinrichtung 17 eine auf einen Tambour 29 aufgewickelte Wickelrolle 31 entlang einer zwei­ ten Führungsbahn 32, die im wesentlichen parallel zu einer gedachten Horizontalen angeordnet ist und in einer gedachten ersten Ebene E1 liegt. Die von der Ebene E1 aufgespannte Fläche erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Blattebene. An dem Tam­ bour 29 greift ein mit einem Symbol dargestellter, im folgenden als Sekundärantrieb 33 bezeichneter Zentrumsantrieb an, mittels dessen ein Drehmoment auf den Tambour 29 aufgebracht werden kann. Der Se­ kundärantrieb 33 ist entlang der zweiten Füh­ rungsbahn 32 verlagerbar und auf der dem Primäran­ trieb 13 gegenüberliegenden Seite der Wickelma­ schine angeordnet.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin eine mittels eines lediglich angedeuteten Zentrumsantrieb an­ treibbare, auch als Tragtrommel bezeichnete Anpreß­ trommel 35, die von einem Führungsschlitten 37 ge­ halten wird, der auf einer im wesentlichen parallel zu den Schienen 19 der Sekundärlagerung 15 angeord­ neten Führung 39 verfahrbar ist. Der Mittelpunkt der Anpreßtrommel 35 liegt auf einer gedachten er­ sten Gerade G1, die parallel zur zweiten Führungs­ bahn 32 verläuft. Der Abstand zwischen der Anpreß­ trommel 35 und den Schienen 19 ist also konstant.

Dem Führungsschlitten 37 ist eine hier als hydrau­ lische Kolben-/Zylindereinheit ausgebildete An­ triebseinrichtung 43 zugeordnet, die am Maschinen­ gestell 21 befestigt ist. Die Antriebseinrichtung 43 weist einen in einem Zylinder 45 geführten Kol­ ben 47 auf, der mit einer an dem Führungsschlitten 37 angreifenden Kolbenstange 49 fest verbunden ist. Bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange 49 wird der Führungsschlitten 37 und somit die Anpreßtrom­ mel 35 in Richtung eines Pfeils 50 auf die Wickel­ rolle 31 zubewegt. Bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange 49 in den Zylinder 45 erfolgt eine Verlagerung der Anpreßtrommel 35 in entgegengesetz­ ter Richtung, also in Fig. 1 nach links. Der maxi­ male Hub des Kolbens 47, also inwieweit die Kolben­ stange 49 aus dem Zylinder 45 ausfahren beziehungs­ weise einfahren kann, ist vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materialschichtdicke einer fertigen Wickelrolle. Bei der in Fig. 1 dargestellten Wickel­ phase der Wickelmaschine bildet die Anpreßtrom­ mel 35 mit der von der Transporteinrichtung 17 ge­ führten Wickelrolle 31 einen Wickelspalt.

Die Materialbahn 3 wird von der der Wickelmaschine 1 - in Laufrichtung (Pfeil 51) der Materialbahn 3 gesehen - vorgeordneten Herstellungs- oder Verarbei­ tungsmaschine zunächst einer Umlenkrolle 53 zuge­ führt und durch diese umgelenkt. Von dieser läuft die Materialbahn 3 auf die Anpreßtrommel 35 auf, wird über diese geführt und auf die Wickelrolle 31 aufgewickelt. Die Linienkraft im Wickelspalt wird mittels der der Anpreßtrommel 35 zugeordneten An­ triebseinrichtung 43 geregelt. Die Antriebseinrich­ tung 43 ist Teil eines Regelkreises, der die Linienkraft selbsttätig auf einem gewünschten Wert hält beziehungsweise einstellt. Durch die Verlage­ rung der Anpreßtrommel 35 mittels der Antriebsein­ richtung 43 können Schwankungen der Linienkraft si­ cher ausgeglichen beziehungsweise vermieden werden, so daß kontinuierlich eine gewünschte Wickelhärte erzielt werden kann. Der größer werdende Durchmes­ ser der Wickelrolle 31 wird durch eine Verlagerung der Wickelrolle 31 in Richtung des Pfeils 50, also bei dem anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel nach rechts, ausgeglichen. Hierzu wird die Transporteinrichtung 17 mittels des Antriebs 23 nach rechts verfahren, wodurch eine Mitnahme und Führung des auf den Schienen 19 auf­ liegenden Tambours 29 und somit der Wickelrolle 31 erfolgt.

Im folgenden soll die Funktion der Wickelmaschine 1 anhand eines Wickelvorgangs näher erläutert werden: Die Materialbahn 3 wird über die Anpreßtrommel 35 geführt und auf die von der Transporteinrichtung 17 der Sekundärlagerung 15 geführten Wickelrolle 31, die von dem Sekundärantrieb 33 angetrieben wird, aufgewickelt (Fig. 1). Bevor die Wickelrolle 31 ihren End-/Solldurchmesser erreicht, wird oberhalb der Anpreßtrommel 35 der leere Tambour 11 in die Primärlagerung 5 eingebracht und von deren Hebel 9 ortsfest gehalten, das heißt, die Bewegung des lee­ ren Tambours 11 ist auf einer Rotation um seine Längsachse beschränkt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der sich in der Anwickelposition befindliche Tambour 11 derart beabstandet von der Anpreßtrommel 35 ist, daß noch kein Wickelspalt gebildet wird. In der Anwickelposition liegt der Mittelpunkt des lee­ ren Tambours auf einer gedachten, gestrichelt dar­ gestellten zweiten Geraden G2, die im wesentlichen parallel zur Geraden G1 verläuft und gegenüber die­ ser auf einem höher liegenden Niveau angeordnet ist. Bei einem Tambourwechsel wird vor der Überfüh­ rung der Materialbahn 3 der leere Tambour 11 von dem Primärantrieb 13 beschleunigt und auf Laufge­ schwindigkeit der Materialbahn 3 gebracht. Zur Überführung der kontinuierlichen Materialbahn 3 auf den leeren Tambour 11 wird die Fahrgeschwindigkeit der die Wickelrolle 31 führenden Transporteinrich­ tung 17 durch eine entsprechende Ansteuerung des die Gewindespindel 27 antreibenden Motors 25 er­ höht. Dabei bleibt die Anpreßtrommel 35 im ständi­ gen Kontakt mit der Wickelrolle 31, das heißt, die Anpreßtrommel wird bei Verlagerung der Wickelrolle 31 entlang der zweiten Führungsbahn 32 dieser nach­ geführt, so daß die Linienkraft im Wickelspalt auf einem gewünschten Wert gehalten wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Abstand zwi­ schen den Geraden G1 und G2 kleiner als die Summe der Radien der Anpreßtrommel 35 und des Tambours 11. Dadurch fährt die Anpreßtrommel 35 bei einer Verlagerung in Fig. 1 nach rechts gegen den Tam­ bour 11. Dies entspricht der in Fig. 2 dargestell­ ten Wickelphase. In dem Moment, in dem zwischen der Anpreßtrommel 35 und dem leeren Tambour 11 ein Wickel­ spalt gebildet wird, wird der Tambourwechsel ausgelöst. Bei dem Tambourwechsel wird die Materi­ albahn 3 mittels einer in den Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten Trenneinrichtung abgetrennt, auf den Tambour 11 überführt und aufgewickelt. Im Moment des Tambourwechsels, also nach vor dem Trennen und Überführen der Materialbahn 3 auf den leeren Tam­ bour, kann die Wickelrolle 31 mit der Anpreßtrommel 35 noch in Kontakt stehen und erst nach dem Anwickeln des Tambours 11 vollständig von der Anpreß­ trommel 35 abgehoben werden. Es ist aber auch mög­ lich, daß im Moment des Tambourwechsels bereits ein Zwischenraum zwischen der Wickelrolle 31 und der Anpreßtrommel 35 gebildet ist. Nach dem Anwickeln des Tambours 11 wird dieser durch Verschwenken der Hebel 9 der Primärlagerung 5 um die Achse 7 im Uhr­ zeigersinn entlang der ersten Führungsbahn 12 in die Fertigwickelposition überführt. Während des Schwenkvorgangs wird der Tambour 11 von den Hebeln 9 der Primärlagerung 5 gehalten und abgestützt. Der Tambour 11 wird dabei ständig von dem Primärantrieb 13 angetrieben, das heißt, dieser wird ebenfalls entlang der ersten Führungsbahn 12 verlagert.

In Fig. 3 ist der neue Tambour 11 in seiner Fer­ tigwickelposition dargestellt, das heißt, dieser liegt mit seinen Lagerzapfen auf den Schienen 19 der Sekundärlagerung 15 auf, die das Gewicht des Tambours 11 und der darauf aufgewickelten - nicht dargestellten - nur wenige Wickellagen aufweisende Wickelrolle abstützen. Während der Überführung des Tambours 11 von der Anwickelposition (Fig. 1 und 2) in die Fertigwickelposition (Fig. 3) wird die Anpreßtrommel 35 mittels der Antriebseinrichtung 43 entlang der Geraden G1 verlagert, so daß die Linienkraft im Wickelspalt während der gesamten Überführung auf einem gewünschten Wert gehalten wird.

In Fig. 3 ist die Wickelrolle 31 in einer Aus­ bringposition angeordnet, in der die Wickelrolle mittels bekannter Einrichtungen von den Schienen 19 der Sekundärlagerung 15 abgehoben und aus der Wickel­ maschine 1 ausgebracht werden kann. Die Trans­ porteinrichtung 17 und der Sekundärantrieb 33 sind bereits zur Übernahme des Tambours 11 von der Pri­ märlagerung 5 in die Fertigwickelposition verla­ gert. Die Transporteinrichtung 17 und der Sekundär­ antrieb 33 können dabei gemeinsam oder voneinander unabhängig in die Fertigwickelposition verlagert werden. Während die Transporteinrichtung 17 den Tambour 11 von der Primärlagerung 5 beziehungsweise den Hebeln 9 übernimmt, wird der Sekundärantrieb 33 an den Tambour 11 angekuppelt, so daß vorübergehend beide Antriebe 13, 33 am Tambour 11 angekuppelt sind. Danach wird der Primärantrieb 13 vom Tambour 11 abgekuppelt und entlang der ersten Führungsbahn 12 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Anwickelposi­ tion zurückverlagert. Der größer werdende Durchmes­ ser der auf dem von der Transporteinrichtung 17 ge­ führten Tambour 11 aufgewickelten nicht dargestellten Wickelrolle wird durch eine Verlage­ rung der Transporteinrichtung 17 und somit des Tam­ bours 11 in Richtung des Pfeils 50 nach rechts aus­ geglichen. Die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der auf dem Tambour 11 aufgewickelten Wickelrolle und der Anpreßtrommel 35 wird durch Verlagerung der Anpreßtrommel 35 gesteuert, wie oben beschrieben.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich in Fig. 2 eine Steuerung der Wickelmaschine 1 darge­ stellt, die eine Steuereinheit 55 umfaßt, die den Motor 25 der Gewindespindel 27 in Abhängigkeit des Durchmesserzuwachses der Wickelrolle 31 steuert. Der Durchmesserzuwachs der Wickelrolle 31 wird mit­ tels einer Meßeinrichtung 57 gemessen. Die Position der Transporteinrichtung 17 verändert sich also al­ lein, das heißt ausschließlich entsprechend der Zu­ nahme des Wickelrollendurchmessers. Die Größe der Linienkraft im zwischen der Anpreßtrommel 35 und der Wickelrolle 31 gebildeten Wickelspalt wird al­ lein, also ausschließlich durch ein Verfahren des die Anpreßtrommel 35 haltenden Führungsschlittens 37 bestimmt, vorzugsweise mittels einer Regelein­ richtung 59 geregelt. Diese umfaßt eine Meßeinrich­ tung 61 für die Linienkraft, einen Regler 63, einen Sollwertgeber 65 und eine Steuereinheit 67. Die Meßeinrichtung 61 ist über eine Meßleitung 69 mit dem Regler 63 verbunden. Der Sollwertgeber 65 ist über eine Leitung 71 mit dem Regler 63 verbunden und gibt diesem den gewünschten Sollwert an. Der Regler 63 ist wiederum über eine Leitung 73 mit der Steuereinheit 67 verbunden.

Für den Fall, daß der von der Meßeinrichtung 61 ge­ messene Wert der Linienkraft im zwischen der An­ preßtrommel 35 und der Wickelrolle 31 gebildeten Wickelspalt von dem vom Sollwertgeber vorgegebenen Sollwert abweicht, gibt der Regler 63 über die Lei­ tung 73 ein Signal an die Steuereinheit 67. Diese ändert daraufhin den Druck im Zylinder 45 der An­ triebseinrichtung 43 derart, daß die Anpreßtrommel 35 verlagert wird, so daß sich der gemessene Wert der Linienkraft dem Sollwert annähert. Hierdurch kann die Linienkraft auch dann auf einem, bei­ spielsweise konstanten Wert gehalten werden, wenn eine Störung im Wickelvorgang auftritt. Eine Stö­ rung können beispielsweise ein nicht ganz präzises Verfahren der Transporteinrichtung 17 sein, so daß sich die Position des von der Anpreßtrommel 35 und der Wickelrolle 31 gebildeten Wickelspalts gering­ fügig verschiebt, oder eine Unwucht der Anpreßtrom­ mel und/oder der Wickelrolle.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vor­ gesehen, daß die Anpreßtrommel 35 zur Steuerung der Linienkraft unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Transporteinrichtung 17 verlagerbar ist. Wei­ terhin ist es möglich, daß der der Transportein­ richtung 17 zugeordnete Antrieb 23, das heißt, der die Gewindespindel 27 antreibende Motor 25 derart steuerbar ist, daß die Position des zwischen der Anpreßtrommel 35 und der Wickelrolle 31 gebildeten Wickelspalts im wesentlichen konstant ist. Unter "konstanter Position" des Wickelspalts wird dessen Position innerhalb der Wickelmaschine 1 verstanden. Die Wickelrolle 31 wird also mittels der Transport­ einrichtung 17 mit einer lediglich den Durchmesser­ zuwachs der Wickelrolle 31 kompensierenden Ge­ schwindigkeit in Richtung des Pfeils 50 verlagert.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgese­ hen, daß der der Transporteinrichtung 17 zugeord­ nete Antrieb 23 derart steuerbar ist, daß sich die Position des zwischen Anpreßtrommel 35 und der Wickel­ rolle 31 gebildeten Wickelspalts mit zunehmendem Wickelrollendurchmesser während des Wickelvorgangs verschiebt, beispielsweise in einem Bereich von 50 mm bis 200 mm.

Fig. 4 bis 9 zeigen stark schematisiert eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Wickel­ maschine gemäß den Fig. 1 bis 3. Gleiche Teile sind mit gleichem Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf deren Beschreibung zu den Fig. 1 bis 3 verwiesen wird. Die Fig. 4 bis 9 zeigen eine Abfolge von Funktionsschritten der Wickelma­ schine 1. Im folgenden wird auf die Positionen ein­ zelner Teile der Wickelmaschine 1 bei verschiedenen Wickelphasen näher eingegangen werden.

In Fig. 4 liegt der - nicht dargestellte - Tambour, auf dem die Wickelrolle 31 aufgewickelt ist, mit seinen Lagerzapfen auf den Schienen 19 der Sekun­ därlagerung 15 auf. Die Längsachse 41 des Tambours liegt in der Ebene E1. Der Mittelpunkt 36 der mit der Wickelrolle 31 einen Wickelspalt bildenden An­ preßtrommel 35 liegt in einem geringen Abstand links von einem Schnittpunkt von zwei gedachten, sich schneidenden Geraden G1 und G3 auf der Gerade G1. Die Gerade G1 ist im wesentlichen parallel zu einer gedachten Horizontalen und die Gerade G3 im wesentlichen parallel zu einer gedachten Vertikalen angeordnet. Im Schnittpunkt der Geraden G1, G3 liegt die stationär angeordnete Schwenkachse 7 der Hebel 9. Die Gerade G3 definiert eine gedachte, ge­ strichelt dargestellte Nullage der Anpreßtrommel 35, in der der Kolben 47 der Antriebseinrichtung 43 vorzugsweise in der Mitte des Zylinders 45 liegt.

Die Anpreßtrommel 35 ist auf einem - in vertikaler Richtung gesehen - höher liegenden Niveau angeordnet als die Wickelrolle 31. In einem oberhalb der An­ preßtrommel 35 liegenden Bereich ist ein leerer Tambour 11 angeordnet, dessen Mittelpunkt auf einer gedachten, gestrichelt dargestellten zweiten Gera­ den G2 liegt, die im wesentlichen parallel zur er­ sten Geraden G1 verläuft. Zwischen dem Tambour 11 und der Anpreßtrommel 35 ist eine Lücke ausgebil­ det, das heißt, der Tambour und die Anpreßtrommel berühren in Fig. 4 einander nicht. Der Tambour 11 ist in der Anwickelposition angeordnet, in der - wie nachfolgend anhand der Fig. 5 beschrieben wird - ein Wickelspalt zwischen diesem und der Anpreßtrom­ mel 35 gebildet wird. Der Tambour 11 ist aus seiner Anwickelposition entlang einer hier kreisförmigen ersten Führungsbahn 12 in eine Fertigwickelposition verlagerbar. In Fig. 4 ist der Tambour in der Fer­ tigwickelposition gestrichelt dargestellt. Unter "Fertigwickelposition" wird eine Position des Tam­ bours verstanden, in der dieser lediglich entlang der zweiten Führungsbahn 32 verlagerbar ist, die bei diesem Ausführungsbeispiel in der Ebene E1 liegt. In diesem Zusammenhang wird unter fertigwickeln also nicht eine ortsfeste Anordnung des Tam­ bours verstanden, da dieser - wie anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben - entlang der zweiten Führungs­ bahn 32 verlagert wird, um den größer werdenden Durchmesser der auf den Tambour aufgewickelten Wickel­ rolle auszugleichen.

Zur Überführung der Materialbahn 3 auf den leeren Tambour 11 wird die fast volle Wickelrolle 31 ent­ lang der zweiten Führungsbahn 32 in Richtung des Pfeils 50 nach rechts mit einer höheren Geschindig­ keit verlagert, als zum Ausgleich des größer wer­ denden Wickelrollendurchmessers notwendig. Gleich­ zeitig wird die Anpreßtrommel 35 der Wickelrolle 31 nachgeführt, um die Linienkraft im Wickelspalt auf einen gewünschten Wert einzustellen/zu halten. Da­ bei fährt die Anpreßtrommel 35 gegen den in der An­ wickelposition angeordneten leeren Tambour 11, wie in Fig. 5 dargestellt. Dies erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel in einer Position der Anpreß­ trommel 35, in der deren Mittelpunkt 36 auf der Ge­ raden G3 liegt, sich also in Nullage befindet. Der Kontakt zwischen der Anpreßtrommel 35 und dem lee­ ren Tambour 11 löst den Tambourwechsel aus. Durch Verlagern der Anpreßtrommel 35 wird nun die Linien­ kraft in dem zwischen dem Tambour 11 und der An­ preßtrommel 35 gebildeten Wickelspalt auf einen ge­ wünschten Wert einstellt. Gleichzeitig wird durch ein Verlagern der Wickelrolle 31 entlang der zwei­ ten Führungsbahn 32 zwischen dieser und der Anpreß­ trommel 35 ein Zwischenraum 75 gebildet, in dem die Materialbahn 3 in einem freien Zug geführt wird. Die Wickelrolle 31 wird von der in Fig. 5 darge­ stellten Position in die in Fig. 6 dargestellte Position entlang der zweiten Führungsbahn 32 um eine Wegstrecke x1 verlagert, die der Größe des Zwischenraums 75 entspricht. Die Größe des Zwi­ schenraums ist immer - vorzugsweise deutlich - klei­ ner, als der Durchmesser eines leeren Tambours. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird kein Zwi­ schenraum zwischen der Anpreßtrommel und der fast fertigen Wickelrolle gebildet, um die Materialbahn auf einen leeren Tambour zu überführen. Unabhängig davon kann bei beiden Ausführungsvarianten ein Tam­ bourwechsel in sehr kurzer Zeit durchgeführt wer­ den.

Fig. 7 zeigt eine Wickelphase der Wickelmaschine 1, in der die Materialbahn 3 bereits auf den Tam­ bour überführt worden ist und zu einer Wickelrolle 77 aufgewickelt wird. Der Tambour 11 mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle 77 ist in der in Fig. 7 dargestellten Position bereits aus seiner Anwickel­ position (siehe Fig. 5 und 6) entlang der ersten Führungsbahn 12 verlagert. Der Ausgleich des größer werdenden Durchmessers der Wickelrolle 77 wird durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel entlang der Geraden G1 in Richtung eines Pfeils 79 nach links ausgeglichen. Gleichzeitig wird durch die Verlagerung der Anpreßtrommel die Linienkraft im Wickelspalt gesteuert. Die Anpreßtrommel 35 ist in ihrer in Fig. 7 dargestellten Position um eine Wegstrecke x2 aus der Nullage verfahren. Die Wickel­ rolle 31 wird während der Tambour 11 verlagert wird entlang der zweiten Führungsbahn 32 in Rich­ tung des Pfeils 50 in die Ausbringposition ge­ bracht, in der die Wickelrolle 31 beispielsweise mittels eines Krans aus der Wickelmaschine 1 her­ ausgehoben werden kann.

Fig. 8 zeigt das Aufwickeln der Wickelrolle 77 in einem gegenüber Fig. 7 fortgeschrittenen Stadium. Der Tambour 11 ist in seiner Fertigwickelposition angeordnet, in der er mit seinen Lagerzapfen auf den Schienen 19 der Sekundärlagerung 15 aufliegt. Die Anpreßtrommel 35 ist mittlerweile um eine Wegstrecke x3 < x2 nach links in Richtung des Pfeils 79 aus der Nullage verlagert. Nachdem der Tambour 11 die Fertigwickelposition erreicht hat, werden die bis dahin allein durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel 35 ausgeführten Funktionen, näm­ lich Ausgleich des größer werdenden Wickelrollen­ durchmessers und Steuerung der Linienkraft im Wickel­ spalt, aufgeteilt. Der größer werdende Durchmes­ ser der Wickelrolle 77 wird nun allein durch Verla­ gerung der Wickelrolle entlang der zweiten Füh­ rungsbahn 32 in Richtung des Pfeils 50 ausgegli­ chen, während die Steuerung der Linienkraft im Wickel­ spalt allein durch eine Verlagerung der Anpreß­ trommel 35 entlang der Geraden G1 eingestellt, vor­ zugsweise geregelt, wird. Dadurch, daß die Einstel­ lung der Linienkraft unabhängig von der Verlagerung der anwachsenden Wickelrolle erfolgt, kann die Be­ lastung im Wickelspalt sehr präzise abgestimmt be­ ziehungsweise eingestellt werden. Die Anpreßtrommel weist gegenüber der mit zunehmendem Durchmesser schwerer werdenden Wickelrolle ein wesentlich ge­ ringeres Gewicht auf, so daß ein schneller Aus­ gleich im Wickelspalt auftretender Schwankungen oder Sprünge der Linienkraft beziehungsweise des Linienkraftverlaufs möglich ist. Hierdurch kann eine gewünschte Wickelhärte eingestellt werden, so daß insbesondere eine exakte Kernwicklung möglich ist, wodurch ein gutes Wickelergebnis erzielt wer­ den kann.

In der in Fig. 9 dargestellten Wickelphase hat die Wickelrolle 77 fast ihren End-/Solldurchmesser er­ reicht. Bei einer Zusammenschau der Fig. 8 und 9 wird deutlich, daß während die Wickelrolle 77 auf­ gewickelt und entlang der zweiten Führungsbahn 32 geführt wird, die Anpreßtrommel 35 entlang der Ge­ raden G1 wieder in ihre Nullage zurückverlagert wird. Die Position der Anpreßtrommel 35 in Fig. 9 entspricht also der in Fig. 5.

Fig. 10 bis 12 zeigen jeweils eine stark schema­ tisierte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wickelmaschine 1. Teile, die mit denen anhand der Fig. 1 bis 9 beschriebenen übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern zur Beschreibung der Fig. 1 bis 9 verwiesen wird. Im folgenden soll le­ diglich auf die Funktion des Primärantriebs 13 und des Sekundärantriebs 33 näher eingegangen werden. Der Primärantrieb 13 ist entlang der einen kreisbo­ genförmigen Verlauf aufweisenden ersten Führungs­ bahn 12 verlagerbar, wie in Fig. 10 mit Pfeilen angedeutet. Der Primärantrieb 13 ist entgegen dem Uhrzeigersinn zumindest soweit verlagerbar, daß er an einen in Anwickelposition angeordneten leeren Tambour 11 angekuppelt werden kann, um diesen mit einem Drehmoment zu beaufschlagen. Während der Tam­ bour 11 gemeinsam mit dem Primärantrieb 13 von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition, in der die Längsachse des Tambours 11 in der Ebene E1 liegt, verlagert wird, führt die Transporteinrich­ tung 17 der Sekundärlagerung 15 die fertige Wickel­ rolle 31 in eine Ausbringposition, in der der Mit­ telpunkt der Wickelrolle auf einer gedachten, ge­ strichelt dargestellten vierten Geraden G4 liegt. Der Sekundärantrieb 33 wird während der Überführung der Wickelrolle 31 mitverlagert und beaufschlagt den in den Fig. 10 bis 12 nicht dargestellten Tambour, auf den die Wickelrolle 31 aufgewickelt ist, mit einem Bremsmoment. Der Sekundärantrieb 33 kann gemeinsam mit der Transporteinrichtung 17 bis in die Ausbringposition der Wickelrolle 31 verla­ gert werden und erst dann abgekuppelt werden. Al­ ternativ ist es möglich, daß der Sekundärantrieb 33 bereits vor dem Erreichen der Ausbringposition der Wickelrolle 31 von deren Tambour abgekuppelt wird, nämlich wenn dieser eine gedachte, parallel zu den Geraden G3 und G4 verlaufende fünfte Gerade G5 überfährt. Es ist aber auch möglich, daß der Sekun­ därantrieb 33 in dem - in Richtung der zweiten Füh­ rungsbahn 32 gesehen - zwischen der Geraden G5 und G4 liegenden Bereich von dem Tambour abgekuppelt wird.

In Fig. 11 ist der Tambour 11 bereits in der Fer­ tigwickelposition angeordnet, das heißt seine Längsachse liegt in der Ebene E1, die im wesentli­ chen parallel zu einer gedachten Horizontalen ange­ ordnet ist. Der Tambour 11 wird noch immer mit dem Primärantrieb 13 angetrieben. Der Sekundärantrieb 33 wird zur Übernahme des Tambours 11 in die Fer­ tigwickelposition des Tambours 11 zurückverlagert und - wie aus Fig. 12 ersichtlich - an den Tambour 11 angekuppelt, der noch mit dem Primärantrieb 13 verbunden ist. Am Tambour 11 sind also beide An­ triebe 13, 33 gleichzeitig angekuppelt. Danach werden - wie aus Fig. 12 ersichtlich - beide An­ triebe 13, 33 gemeinsam mit der nicht dargestell­ ten, den Tambour 11 führenden Transporteinrichtung 17 zumindest eine Teilstrecke entlang der zweiten Führungsbahn 32 verlagert. Der Primärantrieb 13 ist hier also sowohl entlang der ersten Führungsbahn 12 als auch zumindest teilweise entlang der zweiten Führungsbahn 32 verlagerbar, während der. Sekundär­ antrieb 33 nur entlang der zweiten Führungsbahn 32 linear verfahren werden kann.

Bei einem anderen in den Figuren nicht dargestell­ ten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Primärantrieb 13 lediglich von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition verlagerbar ist, bei­ spielsweise entlang einer kurvenförmigen oder gera­ den Bahn. Dies ist eine besonders einfache und da­ mit kostengünstige Ausführung.

Der Wickelspalt ist bei einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel beim Anwickeln eines leeren Tambours an der gleiche Stelle, das heißt, seine Position innerhalb der Wickelmaschine ist im wesentlichen konstant. Dadurch liegen beim Anwickeln eines lee­ ren Tambours immer gleiche Winkelverhältnisse, bei­ spielsweise der auf den Tambour wirkenden Anpreß­ kräfte, vor, so daß die Durchbiegung des leeren Tambours berechnet und entsprechend ausgeglichen werden kann, um einen gewünschten Linienkraftver­ lauf im Wickelspalt einzustellen.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Wickelspalt in einer die Längsachsen der Anpreßtrommel und des leeren Tambours schneidenden Ebene liegt, die mit einer gedachten Vertikalen, in Fig. 5 mit der Ge­ raden G3, einen Winkel β einschließt, der in einem Bereich von -90° < β < 90° liegt. Mit negativem Vorzeichen wird ein Winkel β versehen, der links der Gerade G3 liegt und mit positiven Vorzeichen ein rechts der Geraden G3 liegender Winkel β.

Fig. 13 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine 1. Teile, die mit denen anhand der Fig. 1 bis 3 be­ schriebenen übereinstimmen, sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen, so daß insofern zu deren Be­ schreibung zu den Fig. 1 bis 3 verwiesen wird. Die Primärlagerung 5 wird bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel von einer auf einer Linearführung 81 entlang eines Doppelpfeils 85 verfahrbaren Halte­ einrichtung 83 gebildet. Der Tambour 11 wird von der Halteeinrichtung 83 abgestützt und ortsfest ge­ halten, das heißt die Halteeinrichtung läßt eine rotatorische Bewegung des Tambours 11 zu und hin­ dert diesen an einer translatorischen Bewegung. Durch Verfahren der Halteeinrichtung 83 kann der Tambour 11 von der Anwickelposition in die Fertig­ wickelposition auf der Linearführung 81 entlang ei­ ner geraden Führungsbahn 12' verlagert werden. Da­ bei wird der Tambour 11 von einem höher liegenden Niveau (G2) auf ein tiefer liegendes Niveau (G1) verlagert. Die linear verlaufende erste Führungs­ bahn 12' verläuft derart schräg, daß der Laufweg des Tambours 11 von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition ähnlich dem Laufweg eines mit­ tels Hebel um eine stationäre Achse verschwenkten Tambours (Fig. 1) ist.

Aus Fig. 13 geht weiterhin eine zweite Ausfüh­ rungsvariante einer Steuerung/Regelung der Wickel­ maschine 1 hervor, die sich von der anhand Fig. 2 beschriebenen Steuerung/Regelung dadurch unter­ scheidet, daß die Fahrgeschwindigkeit der Transpor­ teinrichtung 17 in Abhängigkeit der Position des Kolbens 47 im Zylinder 45 der Antriebseinrichtung 43 eingestellt beziehungsweise verändert wird. Der Regler 67 kann den Druck im Zylinder 45 und somit die Linienkraft im Wickelspalt in Abhängigkeit meh­ rerer Parameter steuern/regeln. Die Parameter sind die mit einer Meßeinrichtung 87 gemessene Längs­ spannung der Materialbahn 3 (Bahnzug), der Durch­ messer D der Wickelrolle 31 und ein Winkel α, der die Position eines von der Primärlagerung 5 geführ­ ten Tambours angibt. Der Durchmesser D der Wickel­ rolle 31 und der Winkel α werden einer berechne­ ten/ermittelten - in Fig. 13 dargestellten - bei­ spielhaften Steuerkurve entnommen.

Der Winkel α wird zwischen einer die Längsachsen der Anpreßtrommel 35 und des leeren Tambours 11 schneidenden Ebene 89 und der Geraden G1 gemessen. Über eine Leitung 91 wird der Steuereinheit 55 die Lage des Kolbens 47 im Zylinder 43 übermittelt, die den die Gewindespindel 27 antreibenden Motor 25 steuert.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wickelmaschine 1 mit einer anhand zu Fig. 2 beschriebenen Steuerung. Gleiche Teile sind mit gleichem Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu den vorhergehenden Figuren verwiesen wird. Die Anpreßtrommel 35 wird hier entlang einer gedachten, gestrichelt darge­ stellten Geraden G1' verlagert. Die Gerade G1' schließt mit einer gedachten Horizontalen einen spitzen Winkel ein. Die Anpreßtrommel 35 wird bei einer Verlagerung durch die Antriebeinrichtung 43 in Richtung eines Pfeils 93 von einem tiefer gele­ genen Niveau auf ein höher liegendes Niveau angeho­ ben, das heißt schräg nach oben verlagert. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, ist die Anpreßtrommel 13 gleichzeitig mit der Wickelrolle 31 und dem leeren, in Anwickelposition angeordneten Tambour 11 in Kon­ takt. Der Winkel zwischen der gedachten Horizonta­ len und der Geraden G1' ist vorzugsweise so ge­ wählt, daß die Linienkraft in beiden Wickelspalten im wesentlichen gleich, zumindest aber nur in einem geringen Maße voneinander abweichen.

Auch bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungs­ beispiel wird das Gewicht der Anpreßtrommel noch größtenteils von der Führung 39 abgestützt, so daß eine ausreichend präzise Steuerung der Linienkraft im Wickelspalt ohne weiters möglich ist. Nur ein geringer Anteil des Gewichts der Anpreßtrommel be­ einflußt die Meß- und/oder die Einstellgenauigkeit der Linienkraft, nämlich nur die Hangabtriebskompo­ nente.

Bei einem weiteren - in den Figuren nicht darge­ stellten - Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die von der Führung 39 und dem Führungsschlitten 37 gebildete Linearführung für die Anpreßtrommel 35 schwenkbar ist, beispielsweise mittel eines Hebels.

Aus der Beschreibung zu den Fig. 1 bis 14 ergibt sich das oben angesprochene Verfahren ohne wei­ teres. Es besteht darin, daß oberhalb einer Anpreß­ trommel ein leerer Tambour in eine Anwickelposition gebracht wird. Durch eine Relativbewegung zwischen Anpreßtrommel und Tambour wird ein Wickelspalt ge­ bildet. Anschließend wird die Materialbahn getrennt und deren freies Ende auf den Tambour aufgewickelt. Es findet ein Ausgleich des größer werdenden Wickel­ rollendurchmessers und eine Steuerung der Linienkraft im Wickelspalt durch eine im wesentli­ chen horizontale Verlagerung der Anpreßtrommel statt. Die Wickelrolle wird in eine Fertigwickelpo­ sition überführt. Nach Erreichen dieser Position wird der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegen­ über der Anpreßtrommel ausgeglichen. Die Steue­ rung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt wird hierbei durch eine im wesentlichen horizontale Ver­ lagerung der Anpreßtrommel realisiert.

Die Anpreßtrommel 35 kann als Profilwalze ausgebil­ det werden, deren Durchbiegung beeinflußbar ist.

Durch die gewölbte Außenkontur der Anpreßtrommel 35 kann die darüber geführte Materialbahn - quer zur Laufrichtung der Bahn gesehen - definiert gespannt werden, vorzugsweise bevor die Materialbahn in den Wickelspalt einläuft. Hierdurch können eine Falten­ bildung der auf die Wickelrolle aufgewickelte Wickel­ lagen verhindert und somit das Wickelergebnis verbessert werden. Die Durchbiegung der Profilwalze ist - in Längsrichtung der Walze gesehen - vorzugs­ weise abschnittsweise einstellbar. Dadurch kann die gewünschte Breitenstreckung der Materialbahn durch Variieren der Außenkontur der Profilwalze beein­ flußt, vorzugsweise eingestellt werden. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Anpreß­ trommel 35 Teil eines aktiven Schwingungs-Dämp­ fungs-Systems, das heißt, die Anpreßtrommel ist schwingungsfähig. Im Zusammenhang mit der vorlie­ genden Erfindung wird unter dem Begriff "schwin­ gungsfähig" verstanden, daß die Anpreßtrommel eine schnelle Verlagerungsbewegung in Richtung der Wickel­ rolle und entgegengesetzt durchführen kann. Die Antriebseinrichtung 43, also die in den Fig. 1, 2, 13 und 14 dargestellte hydraulische Kolben/Zylin­ dereinheit kann also einen Richtungswechsel der Verlagerungsbewegung der Anpreßtrommel 35 sehr schnell ausführen.

Fig. 15 zeigt eine perspektivische Darstellung ei­ ner Trenneinrichtung 95, die zum Trennen einer über eine Anpreßtrommel 35 geführten Materialbahn 3 dient. Diese wird durch einen von der Anpreßtrommel 35 und einem Tambour 11 gebildeten Wickelspalt ge­ führt. Unterhalb des Wickelspalts ist ein sich im wesentlichen in Längsrichtung des Tambours 11 er­ streckender Kanal 97 angeordnet, der an seiner dem Tambour 11 zugewandten Seite offen ist. In dem Ka­ nal ist ein von einer Bremseinrichtung 99 ge­ haltenes Reißband 101 angeordnet, das zum Trennen der Materialbahn an seinem freien Ende ein Klebe­ band aufweist, das in einem Randbereich der Anpreß­ trommel 35 auf den Tambour 11 aufgebracht, an­ schließend durch den Wickelspalt hindurchgeführt und auf den Tambour 11 aufgewickelt wird. Dabei wird das Reißband 101 aus dem Kanal 97 herausgeris­ sen und trennt die Materialbahn 3 quer über die Breite. Dadurch, daß die Bremseinrichtung 99 das Herausreißen des Reißbands abbremst, wird dieses spiralförmig auf den Tambour 11 aufgewickelt und reißt beispielsweise nach zwei bis drei Umdrehungen des Tambours die Materialbahn ab.

Alternativ kann zur Trennung der Materialbahn auch eine mindestens ein Messer aufweisende Trennein­ richtung, eine Blasvorrichtung und dergleichen ein­ gesetzt werden.

Aus allem wird deutlich, daß bei den Ausführungs­ beispielen der Wickelmaschine, bei denen der Pri­ märantrieb lediglich entlang der ersten Führungs­ bahn verlagerbar ist, deren Aufbau dadurch verein­ facht werden kann, daß der Primärantrieb auf einem Teil der Primärführung ortsfest montiert wird, der gemeinsam mit dem Tambour entlang der ersten Füh­ rungsbahn verlagerbar ist. Es ist selbstverständ­ lich auch möglich, daß der Sekundärantrieb auf der Transporteinrichtung der Sekundärlagerung stationär angeordnet werden kann, wodurch der Aufbau der Wickel­ maschine weiter vereinfacht wird.

Allen Ausführungsbeispielen der Wickelmaschine ist gemeinsam, daß bei einem Tambourwechsel auf die Ausbildung eines Zwischenraums/Lücke zwischen der fertigen Wickelrolle und der Anpreßtrommel verzich­ tet werden kann, wodurch ein Tambourwechsel in sehr kurzer Zeit durchführbar ist. Weiterhin kann auf eine Stelleinrichtung für die Primärlagerung, wie sie bei bekannten Wickelmaschine häufig eingesetzt wird, die den von der Primärlagerung geführten Tam­ bour radial in Richtung der Anpreßtrommel verla­ gert, um die Linienkraft im Wickelspalt einzustel­ len, und auf eine zusätzliche Steuerung/Regelung für die Stelleinrichtung verzichtet werden. Hier­ durch können die Kosten der Wickelmaschine redu­ ziert werden. Die Steuerung/Regelung der Linien­ kraft im Wickelspalt kann erfindungsgemäß während des gesamten Wickelvorgangs ausschließlich von ei­ ner Einrichtung ausgeführt werden. Besonders vor­ teilhaft ist auch, daß bestehende, also bereits montierte Wickelmaschinen umgebaut werden können.

Claims (32)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tam­ bour, mit folgenden Schritten:

• - Einbringen des leeren Tambours in eine oberhalb einer Anpreßtrommel liegenden Anwickelposition,
• - Ausbildung eines Wickelspalts zwischen der An­ preßtrommel und dem leeren Tambour durch eine Rela­ tivbewegung zwischen Anpreßtrommel und dem leeren Tambour, wobei eine annähernd volle Wickelrolle im wesentlichen mit der Anpreßtrommel in Kontakt bleibt,
• - Trennen der Materialbahn,
• - Aufwickeln des freien Endes der Materialbahn auf den leeren Tambour,
• - Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurch­ messers und Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt durch eine im wesentlichen horizontale Verlagerung der Anpreßtrommel,
• - Überführen der Wickelrolle in eine Fertigwickel­ position,
• - Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurch­ messers durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegenüber der Anpreßtrommel,
• - Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt durch eine im wesentlichen horizontale Verlagerung der Anpreßtrommel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Trennen der Materialbahn ein - vor­ zugsweise kleiner - Zwischenraum zwischen der An­ preßtrommel und der annähernd vollen Wickelrolle gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wickelspalt durch eine Rela­ tivbewegung der Anpreßtrommel gegenüber dem leeren Tambour gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelspalt beim Einbringen des leeren Tambours in die An­ wickelposition gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Linienkraft im Wickel­ spalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel geregelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß während der Wickel­ spalt gebildet wird, der Kontakt zwischen der fertigen Wickelrolle und der Anpreßtrommel aufgeho­ ben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß während des Abhebens der vollen Wickel­ rolle ein Wickelspalt zwischen der fertigen Wickel­ rolle und einer Andrückwalze gebildet wird.

8. Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kar­ tonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle, mit einer Anpreßtrommel, die mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet, mit einer den Tambour haltenden Primärlagerung, mittels derer der Tambour entlang einer ersten Führungsbahn verlagerbar ist, und mit einer mindestens eine verlagerbare Trans­ porteinrichtung umfassenden Sekundärlagerung, die den Tambour entlang einer zweiten Führungsbahn führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrom­ mel (35) mittels einer Antriebseinrichtung (43) verlagerbar ist, daß durch eine Verlagerung der An­ preßtrommel (35) der größer werdende Wickelrollen­ durchmesser ausgleichbar und die Linienkraft im Wickelspalt steuerbar/regelbar sind, während die Wickelrolle von der Primärlagerung (5) geführt wird, daß der größer werdende Wickelrollendurchmes­ ser durch eine Verlagerung der Transporteinrichtung (17) ausgleichbar und die Linienkraft im Wickel­ spalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel (35) einstellbar, vorzugsweise regelbar, sind, während die Wickelrolle von der Transporteinrichtung (17) geführt wird, und daß durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel (35) der Abstand zwischen dieser und der ersten Führungsbahn (12, 12') verändert wird.

9. Wickelmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Führungsbahn (12, 12') kur­ venförmig, vorzugsweise kreisförmig, und/oder li­ near verläuft.

10. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärlagerung (5) ein Antrieb (Primärantrieb (13)), vorzugsweise Zentrumsantrieb, für die Wickelrolle zugeordnet ist.

11. Wickelmaschine nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antrieb (Primärantrieb (13)) entlang der ersten Führungsbahn (12, 12') verlager­ bar ist.

12. Wickelmaschine nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antrieb (Primärantrieb (13)) entlang der zweiten Führungsbahn (32) verlagerbar ist.

13. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 8, 10-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärlage­ rung (15) ein Antrieb (Sekundärantrieb (13)), vor­ zugsweise Zentrumsantrieb, für die Wickelrolle zu­ geordnet ist.

14. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (17) auf einer Führung ver­ fahrbar ist.

15. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung (17) ein Antrieb (23) zugeord­ net ist.

16. Wickelmaschine nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antrieb (23) - unabhängig von der im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel (35) und der Wickelrolle wirkenden Linienkraft - in Ab­ hängigkeit vom größer werdenden Wickelrollendurch­ messer steuerbar/regelbar ist.

17. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (35) zur Steuerung der Linienkraft unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Trans­ porteinrichtung (17) verlagerbar ist.

18. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (17) mittels einer Regelein­ richtung so steuerbar ist, daß die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel (35) und der Wickelrolle - zumindest im wesentlichen - einem Soll­ wert entspricht.

19. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des zwischen der Anpreßtrommel (35) und dem leeren Tambour gebildeten Wickelspalts beim An­ wickeln im wesentlichen konstant ist.

20. Wickelmaschine nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wickelspalt in einer die Längsachsen der Anpreßtrommel (35) und des leeren Tambours (11) schneidenden Ebene (89) liegt, die mit einer gedachten, die Achse (7) schneidenden Vertikalen (Gerade G3) einen Winkel β einschließt, der in einem Bereich von -90° < β < 90° liegt.

21. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärlagerung (15) der Abstützung der Wickel­ rolle dienende Schienen (19) umfaßt.

22. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (19) im wesentlichen parallel zu einer ge­ dachten Horizontalen angeordnet sind.

23. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (17) im wesentlichen parallel zu den Schienen (19) verlagerbar ist.

24. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (35) im wesentlichen parallel zu den Schienen (19) verlagerbar ist.

25. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinrichtung (43) als - vorzugsweise hydrauli­ sche - Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist.

26. Wickelmaschine nach Anspruch 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der maximale Hub des Kolbens (47) kleiner ist als die Hälfte der Materialschichtdicke einer fertigen Wickelrolle.

27. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreß­ trommel (35) mittels eines Antriebs, vorzugsweise Zentrumsantrieb, antreibbar ist.

28. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreß­ trommel (35) als Profilwalze ausgebildet ist, deren Durchbiegung - vorzugsweise abschnittsweise - ein­ stellbar ist.

29. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an den Umfang der Wickelrolle andrückbare Andrückwalze.

30. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickel­ spalt durch eine Verlagerung der Transporteinrich­ tung (17) und/oder der Anpreßtrommel (35) gebildet wird.

31. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickel­ spalt beim Einbringen des leeren Tambours (11) in die Anwickelposition gebildet wird.

32. Wickelmaschine nach einem der der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beste­ hende Wickelmaschinen nachrüstbar sind.