DE19807897A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinu­ ierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbeson­ dere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle nach Anspruch 1 und eine Wickel­ maschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Ma­ terialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle gemäß Ober­ begriff des Anspruchs 9.

Verfahren und Wickelmaschinen der hier angespro­ chenen Art werden im Zusammenhang mit einer Ma­ schine zur Herstellung oder Bearbeitung einer Mate­ rialbahn, zum Beispiel Papier- oder Kartonbahn, eingesetzt. Es wurde bereits ein Verfahren und eine Wickelmaschine vorgeschlagen (DE 197 35 590.0), bei dem die Materialbahn über einen Umfangsbereich ei­ ner Anpreßtrommel geführt wird, die mit einer Wic­ kelrolle einen Wickelspalt bildet. In dieser Wic­ kelphase wird der größer werdende Durchmesser der Wickelrolle durch eine Relativbewegung der Wickel­ rolle gegenüber der Anpreßtrommel ausgeglichen und die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlage­ rung der Anpreßtrommel gesteuert. Zur Vorbereitung eines Tambourwechsels wird ein neuer Tambour in eine oberhalb der Anpreßtrommel liegende Anwickel­ position eingebracht. Danach wird ein Wickelspalt zwischen dem neuen Tambour und der Anpreßtrommel durch eine Relativbewegung zwischen Anpreßtrommel und neuem Tambour gebildet. Die Materialbahn wird getrennt und deren freies Ende auf den neuen Tambour aufgewickelt. Der neue Tambour wird mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle über einen Um­ fangsbereich der Anpreßtrommel entlang einer zum Beispiel kreisbogenförmigen, ersten Führungsbahn in eine tieferliegende Fertigwickelposition überführt. Während der Überführung wird ein Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurchmessers und die Steuerung der Linienkraft im Wickelspalt durch Ver­ lagerung der Anpreßtrommel realisiert. Während des übrigen Wickelvorgangs, also wenn die Wickelrolle sich in der Fertigwickelposition befindet, wird der Durchmesserzuwachs der Wickelrolle durch eine Rela­ tivbewegung der Wickelrolle gegenüber der Anpreß­ trommel entlang einer zweiten Führungsbahn ausge­ glichen und die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel gesteuert. Es hat sich gezeigt, daß die Einstellung der Linien­ kraft während des Anwickelns nicht in allen Fällen feinfühlig genug möglich ist, was sich nachteilig auf die Wickelqualität auswirkt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wickelmaschine zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorge­ schlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Das Verfahren sieht vor, daß während des laufenden Wickelvorgangs die über einen Umfangsbe­ reich einer Anpreßtrommel geführte Materialbahn durch einen Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel und einer Wickelrolle geführt und auf diese aufgewic­ kelt wird. Während dieser Wickelphase wird der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegenüber der An­ preßtrommel ausgeglichen und die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrom­ mel gesteuert, vorzugsweise geregelt. Zur Vorberei­ tung eines Tambourwechsels wird die Anpreßtrommel gemäß der Erfindung mit ihren Lagern in eine Aus­ gangsposition verlagert und in dieser drehbeweglich fixiert; dies erfolgt derart, daß der Kontakt mit der Wickelrolle unter Beibehaltung der gewünschten Linienkraft aufrechterhalten bleibt. Dann wird ein Wickelspalt zwischen einem vorzugsweise oberhalb der Anpreßtrommel bereitgestellten leeren Tambour und der Anpreßtrommel durch eine Relativbewegung des leeren Tambours gegenüber der vorübergehend stationär angeordneten Anpreßtrommel gebildet (An­ wickelposition). Danach wird die Materialbahn ge­ trennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt. Die neue, nur wenige Wickellagen auf­ weisende Wickelrolle wird von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition entlang einer vorzugs­ weise bogenförmigen, ersten Führungsbahn überführt. Während des Anwickel beziehungsweise Überführungs­ vorgangs und eine variierbare Zeitspanne nach Er­ reichen der Fertigwickelposition wird die Linien­ kraft im Wickelspalt durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegenüber der ortsfest gehaltenen An­ preßtrommel gesteuert, vorzugsweise geregelt. Dies ist für sich allein bei einer Wickelmaschine mit dauernd ortsfest gelagerten Tragtrommel bekannt (DE 35 39 980). Durch das Verlagern der Wickelrolle zum Einstellen der Linienkraft auf einen definier­ ten, vorzugsweise variierbaren Wert, wird automa­ tisch deren Durchmesserzuwachs ausgeglichen. Schließlich wird die Fixierung der Lager der An­ preßtrommel gelöst beziehungsweise aufgehoben, so daß die Anpreßtrommel wieder zur Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt vorzugsweise hori­ zontal oder im wesentlichen horizontal verlagert werden kann. Während dieser Wickelphase wird der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegenüber der An­ preßtrommel ausgeglichen. Das oben beschriebene Verfahren wird bei jedem Tambourwechsel wiederholt.

Das Gewicht der Anpreßtrommel ist sowohl größer als das eines leeren Tambours als auch einer nur wenige Wickellagen aufweisenden Wickelrolle. Die zur Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt zu bewegende Masse der Wickelrolle zu Beginn des Wickelvorgangs ist also gegenüber der Masse der An­ preßtrommel relativ gering, so daß insbesondere während des Anwickelvorgangs eine besonders fein­ fühlige Einstellung der Linienkraft möglich ist. Dies ermöglicht wiederum eine optimale Kernwicklung und somit einen definierten Aufbau der Wickelrolle, wodurch das Wickelergebnis verbessert wird. Erst nachdem die Wickelrolle in die Fertigwickelposition überführt worden ist, findet also ein Wechsel in der Steuerbewegung zur Einstellung der Linienkraft statt. Dazu wird, wie bereits beschrieben, die sta­ tionäre Lagerung der Anpreßtrommel gelöst, so daß diese zur Einstellung der Linienkraft verlagert werden kann, während der Ausgleich des größer wer­ denden Wickelrollendurchinessers durch eine Relativ­ bewegung der Wickelrolle gegenüber der Anpreßtrom­ mel durchgeführt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein gutes Wickelergebnis, das heißt eine Wickelrolle mit ei­ ner definierten, gleichmäßigen Wickelhärte erzielt werden, da eine Feinstregulierung der Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel und der Wickelrolle während des Anwickelns des Tambours und dessen Überführung in die Fertigwickelposition mög­ lich ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens erge­ ben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Wickelma­ schine mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorge­ schlagen. Diese umfaßt eine Anpreßtrommel, die mit­ tels einer Anpreßeinrichtung - vorzugsweise horizon­ tal - verlagerbar ist. Über einen Umfangsbereich der Anpreßtrommel wird eine Materialbahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour ge­ führt und zu einer Wickelrolle aufgewickelt. Der Tambour bildet mit Anpreßtrommel einen Wickelspalt, also einen Nip, durch den die Materialbahn geführt wird. Während des Anwickelvorgangs wird der Tambour von einer Primärlagerung gestützt und drehbeweglich gehalten, mittels derer der Tambour an die Anpreß­ trommel andrückbar und entlang einer ersten, bei­ spielsweise bogenförmigen oder geraden Führungsbahn verlagerbar ist. Die Wickelmaschine umfaßt ferner eine Sekundärlagerung mit mindestens einer Trans­ porteinrichtung, die den Tambour stützt und drehbe­ weglich hält, und mittels derer der Tambour entlang einer zweiten, vorzugsweise geraden Führungsbahn verlagerbar ist. Mit Hilfe der mit der Anpreßtrom­ mel zusammenwirkenden Anpreßeinrichtung, die bei­ spielsweise von einer Kolben-/Zylindereinheit, einen Spindelantrieb oder dergleichen gebildet wird, wird die Anpreßtrommel kurz vor dem Ende ei­ nes Wickelvorgangs in eine Ausgangsposition verla­ gert und in dieser vorübergehend stationär fixiert, das heißt gehalten. Aufgrund dieser Ausgestaltung der Wickelmaschine, mit der das oben beschriebene Verfahren realisierbar ist, kann die Linienkraft im Wickelspalt während des Anwickelns der Wickelrolle besonders feinfühlig durch eine Verlagerung des Tambours mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle relativ gegenüber der Anpreßtrommel eingestellt werden. Somit ist eine besonders gute Kernwicklung des Tambours möglich, was wiederum die Qualität der Wickelrolle erhöht.

Weitere Ausführungsformen der Wickelmaschine erge­ ben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

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

Fig. 1 bis 5 jeweils eine Prinzipskizze eines Ausfüh­ rungsbeispiels einer Wickelmaschine in verschiedenen Wickelphasen, und

Fig. 6 ein Diagramm, in dem der Linienkraftver­ lauf während des Wickelvorgangs beispiel­ haft dargestellt ist.

Fig. 1 bis 5 zeigen jeweils eine stark schemati­ sierte Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels ei­ ner Wickelmaschine 1, die zum Aufwickeln einer im folgenden allgemein als Materialbahn 3 bezeichneten Papierbahn auf einem Tambour dient. Aus den Fig. 1 bis 5 geht eine Folge von Funktionsschritten der Wickelmaschine 1 hervor.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt eine auch als Tragtrom­ mel oder Stützwalze bezeichnete Anpreßtrommel 5, die mittels einer Anpreßeinrichtung 6 entlang einer gedachten - gestrichelt dargestellten - horizontalen Geraden G verlagerbar ist (Doppelpfeil 7). Die von einem Antrieb, vorzugsweise Zentrumsantrieb ange­ triebene Anpreßtrommel 5 ist auf einem Führungs­ schlitten 8 drehbeweglich gehalten, der auf einer horizontalen Führung 9 verfahrbar ist. Die bei die­ sem Ausführungsbeispiel als hydraulische Kolben- /Zylindereinheit ausgebildete Anpreßeinrichtung 6 umfaßt einen in einem Zylinder 11 geführten Kolben 13 auf, der mit einer an dem Führungsschlitten 8 angreifenden Kolbenstange 15 fest verbunden ist. Bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange 15 aus dem an einem lediglich angedeuteten Maschinenge­ stell 17 befestigten Zylinder 11 wird der Führungs­ schlitten 8 und somit die Anpreßtrommel 5 in Fig. 1 in Richtung eines Pfeils 19 nach rechts verla­ gert. Bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange 15 in den Zylinder 11 erfolgt eine Verlagerung der An­ preßtrommel 6 in Fig. 1 nach links.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin eine Primär­ lagerung 21, die zwei Schwenkhebel 23 umfaßt, von denen in Fig. 1 lediglich einer dargestellt ist. Die Schwenkhebel 23 sind um eine ortsfeste, senk­ recht in die Bildebene der Fig. 1 sich erstrec­ kende Achse schwenkbar. An den Schwenkhebeln 23 ist eine Haltevorrichtung 25 angebracht, die mit Hilfe einer nur symbolisch mit einem Pfeil 72 dargestell­ ten Primäranpreßeinrichtung relativ zu den Schwenk­ hebeln 23 verlagerbar ist. Die Haltevorrichtung 25 dient dem drehbeweglichen Halten und Führen eines Tambours. Bei der in Fig. 1 dargestellten Wickel­ phase wird ein leerer Tambour 27 von der Haltevor­ richtung 25 in einem Abstand von der Anpreßtrommel 5 gehalten ("Bereitschaftsposition"). An dem leeren Tambour 27 greift ein im folgenden als Primäran­ trieb 29 bezeichneter Zentrumsantrieb an, mittels dessen ein Drehmoment auf den von der Primärlage­ rung 21 beziehungsweise der Haltevorrichtung 25 ge­ haltenen Tambour aufgebracht werden kann. Die Pri­ märanpreßeinrichtung (Pfeil 72) ist bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kolben-/Zylindereinheit, deren Aufbau - zumin­ dest im wesentlichen - dem der Anpreßeinrichtung 6 entspricht. Alternativ kann zur Verlagerung der Haltevorrichtung 25 relativ zu den Schwenkhebeln 23 auch ein Spindelantrieb oder dergleichen eingesetzt werden. Auf die Funktion der Primärlagerung 21 wird im folgenden noch näher eingegangen.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt ferner eine Sekundärla­ gerung 31, die horizontal angeordnete Schienen 33 und eine mittels einer Hubeinrichtung 35 verfahr­ bare Transporteinrichtung 37 umfaßt. Die Hubein­ richtung 35 ist hier von einem Spindelantrieb ge­ bildet, der eine von einem Elektromotor 39 ange­ triebene Gewindespindel 41 umfaßt. Die Transport­ einrichtung 37 dient zum Halten und Führen eines auf den Schienen 33 aufliegenden Tambours; bei der in Fig. 1 dargestellten Wickelphase eines Tambours 43, auf den eine Wickelrolle 45 aufgewickelt wird. Der Sekundärlagerung 31 ist ein mit einem Symbol angedeuteter, im folgenden als Sekundärantrieb 47 bezeichneter Zentrumsantrieb zugeordnet, der den von der Sekundärlagerung beziehungsweise der Trans­ porteinrichtung 37 gehaltenen Tambour 43 antreibt. Der Sekundärantrieb 47 ist in bekannter Weise ge­ meinsam mit der Transporteinrichtung 37 parallel zu den Schienen 33 verlagerbar.

Der Tambour 43 ist in Fig. 1 in einer Fertigwic­ kelposition angeordnet. Mit "Fertigwickelposition" wird der Teil des Wickelvorgangs bezeichnet, bei dem die Wickelrolle auf den Schienen 33 der Sekun­ därlagerung 31 aufliegt und gegebenenfalls auf die­ sen entlang einer zweiten, linearen Führungsbahn verlagert wird; bei diesem Ausführungsbeispiel ent­ lang der Geraden G.

In der in Fig. 1 dargestellten Wickelphase wird die Anpreßtrommel 5 mittels der Anpreßeinrichtung 6 definiert an den Umfang der auf den Tambour 43 auf­ gewickelten Wickelrolle 45 gepreßt, wodurch ein Wickelspalt gebildet wird. Die Materialbahn 3 wird über einen Umfangsbereich der Anpreßtrommel 5 ge­ führt und auf die Wickelrolle 45 aufgewickelt. Die Linienkraft (Pfeil L) im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel 5 und der auf den Schienen aufliegen­ den und von der Transporteinrichtung 37 geführten Wickelrolle 45 wird durch eine Verlagerungsbewegung der Anpreßtrommel 5 in Richtung des Doppelpfeils 7 eingestellt beziehungsweise optimiert. Hierfür ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Regeleinrich­ tung 49 vorgesehen. Zur Einstellung der Linienkraft wird die Anpreßtrommel 5 nur relativ geringfügig in Richtung des Doppelpfeils 7 aus ihrer Mittelstel­ lung verlagert, in der der Kolben 13 der Anpreßein­ richtung 6 sich in etwa in der Mitte des Zylinders 11 befindet. Die Anpreßtrommel 5 weist gegenüber der mit größer werdenden Durchmesser schwerer wer­ denden Wickelrolle 45 ein geringeres Gewicht auf, so daß eine Änderung der Verlagerungsrichtung der Anpreßtrommel 5 sehr schnell durchgeführt werden kann. Somit können beispielsweise durch eine Un­ wucht der Wickelrolle auftretende Änderungen, selbst Sprünge der Linienkraft schnell ausgeglichen werden, so daß eine Wickelrolle mit einer definier­ ten Wickelhärte beziehungsweise einem gleichmäßigen Wickelhärteverlauf gebildet werden kann.

Bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Aus­ führungsbeispiel sind die Anpreßeinrichtung 6 und die Primäranpreßeinrichtung (Pfeil 72) als hydrau­ lische Kolben-/Zylindereinheiten ausgebildet. Die im folgenden beschriebene Regeleinrichtung 49 ist speziell für ein Hydrauliksystem geeignet und ist bei einer anderen - in den Figuren nicht dargestell­ ten - Ausführungsform der Anpreß- und/oder Anpreß­ einrichtung entsprechend angepaßt beziehungsweise abgeändert. Die Regeleinrichtung 49 umfaßt hier eine Meßeinrichtung 51 für die Linienkraft L, einen Regler 53 und einen Sollwertgeber 55. Die Meßein­ richtung 51 ist über eine Meßleitung 57 mit der Regler 53 verbunden. Die Regeleinrichtung 49 umfaßt ein erstes, in zwei Funktionsstellungen schaltbares Ventil 59. In der in Fig. 1 dargestellten ersten Funktionsstellung verbindet das Ventil 59 eine vom Regler 53 kommende Leitung 61 mit dem Zylinder 11.

Der Druck der in der Leitung 61 anstehenden Hydrau­ likflüssigkeit wird vom Regler 53 eingestellt und ist kleiner als der von einer Druckquelle 63 be­ reitgestellte Maximaldruck. Der maximale Druck des Hydrauliksystems steht auch in einer Bypassleitung 65 an, die den Regler 53 umgeht. In der zweiten Funktionsstellung des Ventils 59 (Fig. 2) wird der Zylinder 11 der Anpreßeinrichtung 6 mit dem maxima­ len Druck des Hydrauliksystems beaufschlagt. Die Regeleinrichtung 49 umfaßt ferner ein zweites Ven­ til 67, das in zwei Funktionsstellungen schaltbar ist. In einer zweiten Funktionsstellung wird die Leitung 61 über eine Leitung 69 mit dem Zylinder der nur symbolisch dargestellten Primäranpreßein­ richtung (Pfeil 72) verbunden (Fig. 2). In der er­ sten Funktionsstellung des Ventils 67 (Fig. 1) wird die Verbindung zwischen Leitung 61, in der der für die Einstellung der Linienkraft erforderliche, vom Regler 53 eingestellte Druck vorliegt, und der Primäranpreßeinrichtung (Pfeil 72) unterbrochen.

Im folgenden sollen die Funktion der Wickelmaschine 1 und das Verfahren sowie die Regeleinrichtung 49 anhand eines Wickelvorgangs näher erläutert werden: Die Materialbahn 3 wird über die Anpreßtrommel 5 geführt und auf die von der Sekundärlagerung 31 ge­ haltene Wickelrolle 45 aufgewickelt (Fig. 1). Beide Ventile 59, 67 der Regeleinrichtung 49 sind in ihrer ersten Funktionsstellung gehalten, das heißt, der Zylinder 11 der Anpreßeinrichtung 6 wird mit dem in der Leitung 61 anliegenden, vom Regler 53 eingestellten Druck beaufschlagt. Dadurch wird die Anpreßtrommel 5 in Richtung des Pfeils 19 nach rechts verschoben und definiert gegen die Wickel­ rolle 45 gedrückt. Für den Fall, daß der von der Meßeinrichtung 51 gemessene Wert der Linienkraft im zwischen der Anpreßtrommel 5 und der Wickelrolle 45 gebildeten Wickelspalt, von dem vom Sollwertgeber 55 vorgegebenen Sollwert abweicht, ändert der Reg­ ler 53 daraufhin den Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 61 und somit im Zylinder 11 derart, daß sich der gemessene Wert der Linienkraft dem Sollwert annähert. Hierdurch kann die Linienkraft auch dann auf einem, beispielsweise konstanten Wert gehalten werden, wenn eine Störung im Wickelvorgang auftritt. Eine Störung kann zum Beispiel ein nicht ganz präzises Verfahren der Transporteinrichtung 37 sein, so daß sich die Position des von der Anpreß­ trommel 5 und der Wickelrolle 45 gebildeten Wickel­ spaltes geringfügig verschiebt. Der Ausgleich des größer werdenden Durchmessers der von der Sekundär­ lagerung 31 geführten und gehaltenen Wickelrolle 45 wird während dieser Wickelphase durch ein Verfahren der Transporteinrichtung 37 in Richtung des Pfeils 19 mittels der Hubeinrichtung 35 realisiert.

Zur Vorbereitung eines Tambourwechsels, beispiels­ weise bei Erreichen eines gewünschten Durchmessers der in der Fertigwickelposition angeordneten Wic­ kelrolle 45, werden Anpreßtrommel 5 und Wickelrolle 45 gemeinsam in Richtung des Pfeils 19 nach rechts verfahren. Dies wird dadurch ausgelöst, daß die Hub­ einrichtung 35 die die Wickelrolle 45 haltende Transporteinrichtung 37 nach rechts verfährt. Die Anpreßtrommel 5 wird der Wickelrolle 45 automatisch nachgeführt, um die Linienkraft L auf einem ge­ wünschten Wert zu halten. Die Anpreßtrommel 5 folgt der Wickelrolle 45 so lange, bis der Kolben 13 der Anpreßeinrichtung 6 auf Anschlag fährt, hier gegen die Wandung des Zylinders 11. Nun werden die Ven­ tile 59, 67 der Regeleinrichtung 49 in ihre zweite Funktionsstellung umgeschaltet. Dadurch wird der Zylinder 11 der Anpreßeinrichtung 6 mit dem maxima­ len Druck des Hydrauliksystems beziehungsweise der Druckquelle 63 beaufschlagt, während der Zylinder der Primäranpreßeinrichtung (Pfeil 72) mit einem geringeren Druck beaufschlagt wird, nämlich dem in der Leitung 61 herrschenden Druck zur Einstellung der Linienkraft im Wickelspalt. Dadurch ergibt sich folgende Situation: Der leere, von der Primärlage­ rung 21 gehaltene und vom Primärantrieb auf Bahnge­ schwindigkeit beschleunigte Tambour 27 wird aus seiner in Fig. 1 dargestellten Bereitschafts- Position in die sogenannte Anwickelposition verla­ gert, das heißt definiert gegen den Umfang der An­ preßtrommel 5 gepreßt; dies erfolgt mittels der in den Figuren mit einem Pfeil 72 dargestellten Pri­ märanpreßeinrichtung. Da die Kräfte, mittels derer der Tambour 27 gegen die Anpreßtrommel 5 gedrückt wird kleiner sind als die, die den Kolben 13 der Anpreßeinrichtung 6 auf Anschlag drücken, ist die Anpreßtrommel 5 ortsfest, das heißt stationär fi­ xiert. Unter "stationärer Fixierung" wird verstan­ den, daß eine Rotation der Anpreßtrommel um ihre Längsachse möglich ist, eine translatorische Bewe­ gung der Anpreßtrommel 5 aufgrund des Kräfteun­ gleichgewichts verhindert wird.

Die durch den Nip zwischen leerem Tambour 27 und Anpreßtrommel 5 und dem Wickelspalt zwischen dieser und der Wickelrolle 45 geführten Materialbahn 3 wird mittels einer in den Figuren nicht dargestell­ ten Trenneinrichtung getrennt und das freie Ende der Materialbahn auf den leeren Tambour 27 aufge­ wickelt. Die fertige Wickelrolle 45 wird nun in Richtung des Pfeils 19, also nach rechts, unter Ausbildung eines Zwischenraums zwischen ihr und der Anpreßtrommel in eine Ausbringposition verfahren und abgebremst. Der Tambour 27 wird mit der darauf aufgewickelten, nur wenige Wickellagen aufweisenden Wickelrolle durch Verschwenken der Schwenkhebel 23 der Primärlagerung 21 im Uhrzeigersinn von der An­ wickelposition (Fig. 2) in die Fertigwickelposi­ tion (Fig. 3) entlang einer bogenförmigen, ersten Führungsbahn überführt. Während des gesamten Über­ führungsvorgangs wird der von der Primärlagerung 21 gehaltene Tambour 27 vom Primärantrieb 29 angetrie­ ben. Während des Überführungsvorgangs wird die Li­ nienkraft im Wickelspalt zwischen der auf dem Tam­ bour 27 aufgewickelten Wickelrolle und der Anpreß­ trommel durch eine Verlagerung des Tambours 27 re­ lativ gegenüber der ortsfest gehaltenen Anpreßtrom­ mel eingestellt beziehungsweise geregelt, und zwar dadurch, daß der Regler 53 den Druck in der Leitung 61 entsprechend ändert. Durch diese Regelung der Linienkraft wird automatisch auch der Durchmesser­ zuwachs der neuen Wickelrolle kompensiert.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Wickelphase ist der Tambour 27 bereits in der Fertigwickelposition angeordnet, das heißt, der Tambour 27 liegt auf den Schienen 33 der Sekundärlagerung 31. Bis der Tam­ bour 27 mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle 71 von der Primärlagerung 21 an die Sekundärlage­ rung übergeben worden ist, bleibt die Anpreßtrommel 5 weiterhin in ihrer Ausgangsposition fixiert, da der Zylinder 11 der Anpreßeinrichtung 6 weiterhin mit dem maximalen Druck des Hydrauliksystems ver­ bunden ist. In Fig. 3 ist die fertige Wickelrolle 45 bereits aus der Sekundärlagerung 31 entfernt worden, nachdem diese abgebremst und vom Sekundär­ antrieb 47 getrennt wurde.

Nachdem die auf den Tambour 27 aufgewickelte Wic­ kelrolle 71 eine gewünschte Schichtdicke d erreicht und/oder bevor sich der Kolben der Primäranpreßein­ richtung (Pfeil 72) sich dem Zylinderende genähert hat, beispielsweise bis auf 10 mm bis 30 mm, wird der Tambour 27 von der Primärlagerung 21 an die Se­ kundärlagerung 31 übergeben. Dazu wird die Trans­ porteinrichtung 37 der Sekundärlagerung 31 wieder von der Ausbringposition nach links in Richtung zum Tambour 27 bis auf einen Abstand a von diesem, zum Beispiel 5 mm, verfahren (Fig. 4). Der Druck im Zylinder 11 der Anpreßeinrichtung 6 wird nun zeit­ gesteuert vom maximalen Druck des Hydrauliksystems auf den Regeldruck in der Leitung 61 abgesenkt. Dazu wird das erste Ventil 59 in seine erste Funk­ tionsstellung umgeschaltet und der im Zylinder 11 herrschende Maximaldruck über ein Druckreduzierele­ ment 73 allmählich bis etwa auf den in der Leitung 61 herrschenden Druck abgesenkt. Der Abstand a zwi­ schen dem Tambour 27 und der Transporteinrichtung 37 verringert sich mit zunehmenden Durchmesser der Wickelrolle 71. Wenn der Abstand a nur noch sehr gering ist, zum Beispiel 1 mm, beginnt die Hubein­ richtung 35 der Sekundärlagerung 31 damit, die Transporteinrichtung 37 und den Tambour 27 sowie die Anpreßtrommel 5 nach links zu schieben (Fig. 5). Dabei kann sich die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Wickelrolle 71 und der Anpreßtrommel 5 geringfügig erhöhen. Nach einem Verschiebeweg c bleibt der auf den Schienen liegende Tambour 27 vorübergehend in einer fixierten Position, wobei der Kolben 13 der Anpreßeinrichtung 6 in etwa die in Fig. 1 dargestellte mittlere Position einnimmt. Schließlich wird auch das zweite Ventil 67 in seine erste Funktionsstellung umgeschaltet, wodurch der Druck im Zylinder der Primäranpreßeinrichtung (Pfeil 72) auf Null abgesenkt wird. Ab diesem Zeit­ punkt erfolgt die Regelung der Linienkraft dann wieder allein mittels der Anpreßeinrichtung 6.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind während der Über­ gabe des Tambours 27 von der Primärlagerung 21 an die Sekundärlagerung 31 sowohl der Primärantrieb 29 als auch der Sekundärantrieb 47 mit dem Tambour 27 gekuppelt. Nachdem der Tambour 27 von der Trans­ porteinrichtung 37 übernommen worden ist, wird der Primärantrieb 29 abgekuppelt und die in Fig. 5 nicht dargestellten Schwenkhebel der Primärlagerung 21 entgegen dem Uhrzeigersinn noch oben in die in Fig. 1 dargestellte Stellung verschwenkt. Damit ist der Tambourwechsel abgeschlossen. Es kann nun ein neuer Tambour in die Primärlagerung 21 einge­ bracht werden.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in dem die Linienkraft beziehungsweise der Druck L im Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel und Wickelrolle, der Druck im Zylin­ der der Anpreßeinrichtung 6 und der im Zylinder der Primäranpreßeinrichtung herrschende Druck vor, wäh­ rend und nach einem Tambourwechsel aufgetragen ist. Auf der Ordinatenachse ist der Druck p und auf der Abszissenachse ist die Zeit t aufgetragen. Mit durchgezogener Linie ist der Druck L im Nip zwi­ schen Wickelrolle und Anpreßtrommel dargestellt. Ferner sind mit gestrichelter Linie der Verlauf des Druckes p_Z11 im Zylinder 11 der Anpreßeinrichtung 6 und mit strichpunktierter Linie der Druck p_PA im Zylinder der Primäranpreßeinrichtung (Pfeil 72) dargestellt. Der Druck L, also die Linienkraft im Wickelspalt weist hier rein beispielhaft einen im wesentlichen konstanten Wert auf.

Auf der Abszissenachse sind mehrere Zeitpunkte 1 bis 5 gekennzeichnet, worauf im folgenden näher eingegangen wird. Zum Zeitpunkt 1 erreicht die von der Sekundärlagerung geführte und gehaltene neue Wickelrolle 71 die gewünschte Schichtdicke d (Fig. 4). In der Zeit von 2 bis 3 wird der Druck im Zy­ linder 11 der Anpreßeinrichtung 6 mittels des Druckreduzierelements 73 abgesenkt, während der Druck im Zylinder der Primäranpreßeinrichtung kon­ stant bleibt. Zum Zeitpunkt 3 ist der Druck im Zy­ linder 11 geringfügig höher als der im Zylinder der Primäranpreßeinrichtung herrschende Druck, der zum Zeitpunkt 4 auf Null abgesenkt wird. Dadurch wird die Linienkraft wieder ausschließlich durch Ein­ stellen des Drucks im Zylinder 11 der Anpreßein­ richtung 6 gesteuert beziehungsweise geregelt, so daß der Druck im Nip zwischen Wickelrolle und An­ preßtrommel geringfügig ansteigt. Zum Zeitpunkt 5 wird der Druck im Zylinder 11 wieder geringfügig abgesenkt und somit auch der Druck L im Wickel­ spalt. Der Grund dafür, daß der Druck p_Z11 zum Zeitpunkt 3 nicht auf den Druck p_PA im Zylinder der Primäranpreßeinrichtung abgesenkt worden ist, ist der, daß während der Übergabe des Tambours von der Primärlagerung an die Sekundärlagerung ein Absinken des Drucks im Wickelspalt verhindert werden soll. Ein leichtes Ansteigen des Drucks L im Wickelspalt zum Zeitpunkt 4, wie im Diagramm dargestellt, führt praktisch zu keiner feststellbaren Änderung des Wickelergebnisses.

Bei der Übergabe des Tambours 27 von der Primär- an die Sekundärlagerung sind zumindest für einen kur­ zen Moment beide Antriebe, also der Primärantrieb 29 und der Sekundärantrieb 47, mit dem Tambour 27 gekuppelt. Dadurch wird sichergestellt, daß der Tambour während des gesamten Wickelvorgangs mit ei­ nem exakten, einstellbaren Drehmoment (Antriebs- /Bremsmoment) beaufschlagbar ist.

Die anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebene Wickel­ maschine ist allgemein zum Aufwickeln einer Materi­ albahn einsetzbar. Die Wickelmaschine kann am Ende einer Maschine zur Herstellung oder Bearbeitung, beispielsweise Veredelung, einer Materialbahn, bei­ spielsweise einer Papier- oder Kartonbahn, angeord­ net werden, um die fertige Materialbahn zu einer Wickelrolle aufzuwickeln. Die Wickelmaschine kann aber auch dazu verwendet werden, bereits fertig ge­ wickelte Wickelrollen umzurollen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des mit der Wickelmaschine 1 realisierten Verfahrens wird die fast fertige, von der Sekundärlagerung geführte Wickelrolle 45 in Richtung des Pfeils 19 nach rechts in eine in Fig. 2 beispielhaft mit gestri­ chelter Linie dargestellte Position verfahren, be­ vor die Materialbahn 3 auf den leeren Tambour 27 überführt wird. Bei dieser Variante des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß bevor der Zwischenraum zwischen der Wickelrolle 45 und der Anpreßtrommel 5 gebildet wird, eine unterhalb der Wickelrolle 45 angeordnete, auch als Abquetschwalze bezeichnete Andrückwalze an den Umfang der Wickel­ rolle 45 gepreßt wird. Diese ist in den Fig. 1 bis 5 nicht dargestellt. Die Andrückwalze dient dazu, ein Einschleppen von Luft zwischen die Wic­ kellagen der Wickelrolle 45 - zu verhindern, bei­ spielsweise dann, wenn die Materialbahn in einem freien Zug von der Anpreßtrommel 5 zur Wickelrolle 45 geführt wird. Die Anpreßkraft, mit der die An­ drückwalze an den Umfang der Wickelrolle 45 gepreßt wird, ist einstellbar. Die Andrückwalze kann von einem Antrieb, beispielsweise einem Zentrumsan­ trieb, angetrieben werden, vorzugsweise bevor und während die Andrückwalze an den Umfang der von der Sekundärlagerung gehaltenen Wickelrolle 45 gedrückt wird.

Die Ausbildung eines Zwischenraums zwischen der fast fertigen Wickelrolle und der Anpreßtrommel vor einem Tambourwechsel schafft Platz, um beispiels­ weise eine Trenneinrichtung zur Trennung der Mate­ rialbahn in den Bereich zwischen dem neuen Tambour, der Anpreßtrommel und der fast fertigen Wickelrolle einzubringen. Es ist auch möglich, von unten einen Mediumstrom, zum Beispiel Luftstrom, in den Zwi­ schenraum zu leiten, der bei gleichzeitiger Abbrem­ sung der fast fertigen Wickelrolle zur Bildung ei­ ner Materialbahnschlaufe führt. Im Bereich der Schlaufe kann die Materialbahn mittel der Trennein­ richtung getrennt werden. Selbstverständlich ist auch ein "Nordischer Wechsel" möglich, das heißt, die Materialbahnschlaufe wird in den Nip zwischen leerem Tambour und Anpreßtrommel eingewickelt. Da­ bei reißt dann die Materialbahn ab. Derartige Ver­ fahren und Einrichtungen zur Trennung der Material­ bahn sind allgemein bekannt, so daß hier nicht nä­ her darauf eingegangen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch mit einer aus der DE 197 37 709.2 hervorgehenden Wickelma­ schine realisierbar, die einen ähnlichen Aufbau wie die anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebene Wickel­ maschine aufweist. Bei dieser Ausführungsform liegt der neue Tambour bereits auf den Schienen der Se­ kundärlagerung auf, bevor ein Wickelspalt zwischen dem leeren Tambour und der Anpreßtrommel gebildet und die Materialbahn auf den leeren Tambour über­ führt wird. Bei dieser Wickelmaschine wird der Tam­ bour während des gesamten Wickelvorgangs entlang einer geraden Führungsbahn verlagert. Der Inhalt der DE 197 37 709.2 wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß durch die Verlagerung des leeren Tambours während des Anwic­ kelns zur Einstellung der Linienkraft im Wickel­ spalt, die Steuerung/Regelung der Linienkraft ver­ einfacht werden kann. Dies führt neben den sich daraus ergebenden wirtschaftlichen Vorteilen auch noch zur Herabsetzung der Störungsanfälligkeit der Wickelmaschine. Überdies ist eine Feinstregulierung der Linienkraft am Anfang des Wickelvorgangs mög­ lich, wodurch ein besonders gutes Wickelergebnis realisierbar ist.

Claims (10)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle mit folgen­ den Schritten:

• - Führen der Materialbahn über einen Umfangsbe­ reich einer Anpreßtrommel, die mit einer Wic­ kelrolle einen Wickelspalt bildet,
• - Ausgleich des größer werdenden Wickelrollen­ durchmessers durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegenüber der Anpreßtrommel und Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickel­ spalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel,
• - Verlagerung der Anpreßtrommel in eine Aus­ gangsposition, in der die Lagerung der Anpreß­ trommel vorübergehend fixiert wird,
• - Einbringen eines leeren Tambours in eine An­ wickelposition und Ausbildung eines Wickel­ spalts zwischen dem leeren Tambour und der An­ preßtrommel durch eine Relativbewegung des lee­ ren Tambours gegenüber der vorübergehend sta­ tionär angeordneten Anpreßtrommel,
• - Trennen der Materialbahn und Aufwickeln des freien Endes der Materialbahn auf den leeren Tambour,
• - Überführen der neuen Wickelrolle von der An­ wickelposition in die Fertigwickelposition ent­ lang einer - vorzugsweise bogenförmigen und/oder geraden - ersten Führungsbahn,
• - Verlagerung der Anpreßtrommel zur Steue­ rung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt, nachdem der Durchmesser der größer werdenden neuen Wickelrolle einen definierten, vorzugs­ weise variierbaren, Wert erreicht hat und Aus­ gleich des größer werdenden Wickelrollendurch­ messers durch eine Relativbewegung der Wickel­ rolle gegenüber der Anpreßtrommel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß vor dem Überführen der Materialbahn auf einen leeren Tambour ein freier Zug der Material­ bahn zwischen der Anpreßtrommel und der fast ferti­ gen Wickelrolle gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß während die Materialbahn in einem freien Zug von der Anpreßtrommel zur fast fertigen Wickel­ rolle geführt wird, ein Wickelspalt zwischen der Wickelrolle und einer Andrückwalze gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Wickel­ rolle, nachdem sie aus der Anwickelposition in die Fertigwickelposition verlagert worden ist, für eine variierbare Zeitdauer drehbeweglich fixiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Wickel­ rolle aus der Anwickelposition in die Fertigwickel­ position abgesenkt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel und/oder die in Fertigwickelposition befindliche Wickelrolle horizontal oder im wesentlichen hori­ zontal verlagert werden/wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß während der Über­ führung der neuen Wickelrolle von der Anwickelposi­ tion in die Fertigwickelposition die neue Wickel­ rolle an den Umfang der Anpreßtrommel gepreßt wird, deren Lager vorübergehend fixiert sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die neue, bereits in die Fertigwickelposition überführte Wickelrolle während eines Teils des Wickelvorgangs an den Um­ fang der Anpreßtrommel gepreßt wird, deren Lager vorübergehend fixiert sind.

9. Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn (3), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour (27, 43) zu einer Wickelrolle (71, 45), mit einer Anpreßtrommel (5), die mit der Wickelrolle (71, 45) einen Wickelspalt bildet, mit einer den Tambour (27, 43) haltenden Primärlagerung (21), mit deren Hilfe der Tambour (27, 43) entlang einer ersten Führungsbahn verlager­ bar ist, und mit einer mindestens eine Transport­ einrichtung (37) umfassenden Sekundärlagerung (31), die den Tambour (43) entlang einer zweiten Füh­ rungsbahn führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (5) mittels einer Anpreßeinrichtung (6) - vorzugsweise horizontal oder im wesentlichen horizontal - verlagerbar (Fig. 1 und 5) und in einer Ausgangsposition (Fig. 2 und 4) vorüberge­ hend stationär fixierbar ist.

10. Wickelmaschine nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Primärlagerung (21) eine den Tambour (27, 43) drehbeweglich haltende, verlager­ bare Primäranpreßeinrichtung (Pfeil 72) umfaßt, mittels derer der Tambour (27, 43) in Richtung auf den Umfang der Anpreßtrommel (5) und in entgegenge­ setzter Richtung verlagerbar ist.