DE19818816A1 - Verfahren und Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer kontinuierlichen Materialbahn insbesondere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 1 und eine Wickelmaschine zum kontinuierli­ chen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 12.

Aus der EP 0 697 006 B1 geht eine Wickelmaschine der hier angesprochenen Art hervor, die eine auf einem vertikal verlagerbaren Hubtisch drehbeweglich angeordnete Anpreßtrommel aufweist. Eine kontinu­ ierlich zulaufende Materialbahn, beispielsweise Pa­ pierbahn, wird über einen Umfangsbereich der auch als Stützwalze oder Tragtrommel bezeichneten An­ preßtrommel geführt und auf einen Tambour zu einer Wickelrolle aufgewickelt. Die Anpreßtrommel, die an den Umfang der Wickelrolle angedrückt wird und mit dieser einen Wickelspalt bildet, ist während des gesamten Wickelvorgangs unterhalb einer horizonta­ len Führungsbahn angeordnet, entlang derer der zunächst leere Tambour und nach der Trennung und Überführung der Materialbahn dieser mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle geführt wird. Zur Vorbe­ reitung eines Tambourwechsels wird die Anpreßtrom­ mel vertikal nach oben verfahren und gleichzeitig die fast fertige, bis dahin ortsfest in einer Wickelposition gehaltene Wickelrolle entlang der Führungsbahn in Richtung einer Fertigwickelposition verlagert. Währenddessen bleibt der Linienkontakt zwischen Anpreßtrommel und der fast fertigen Wickelrolle bestehen. Die Anpreßtrommel wird an den Umfang eines aus einer Warteposition in eine Anwickelposition entlang der Führungsbahn ver­ lagerten leeren Tambour gedrückt und bildet mit diesem einen zweiten Wickelspalt. Daran an­ schließend wird die Materialbahn getrennt, deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt und die fertige Wickelrolle horizontal derart verla­ gert, daß der Kontakt zwischen dieser und der An­ preßtrommel aufgehoben wird. Zur Überführung der neuen Wickelrolle von der Anwickelposition in die Wickelposition werden die Anpreßtrommel vertikal nach unten und die neue Wickelrolle entlang der Führungsbahn verlagert. Dabei rollt die neue Wik­ kelrolle über einen Umfangsbereich der Anpreßtrom­ mel ab, das heißt, der Wickelspalt bleibt während der Überführung der neuen Wickelrolle in die Wik­ kelposition bestehen und wandert über einen Um­ fangsbereich der Anpreßtrommel. Nachdem die neue Wickelrolle die Wickelposition erreicht hat und in dieser ortsfest fixiert ist, wird der größer wer­ dende Wickelrollendurchmesser durch eine vertikale Abwärtsbewegung der Anpreßtrommel ausgeglichen. Die Anpreßtrommel wird also während des gesamten Wik­ kelvorgangs von unten an den Umfang der Wickelrolle gedrückt und muß daher einen Teil des Wickelrollen­ gewichts tragen. Aufgrund der Durchbiegung des Tam­ bours mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle ist die Linienkraft im Wickelspalt über die Bahnbreite ungleichmäßig, wodurch die Qualität des fertigen Produkts verringert wird. Ferner können Schwankun­ gen in der Linienkraft auftreten, während die neue Wickelrolle von der Anwickelposition in die Wickel­ position überführt wird, also über den Umfangsbe­ reich der Anpreßtrommel wandert. Auch dies kann zu Schwankungen der Linienkraft führen und somit zu Unstetigkeiten der Wickelhärte beziehungsweise des Wickelhärteverlaufs, wodurch ebenfalls das Wik­ kelergebnis in unerwünschter Weise beeinflußt wird. Ferner hat sich gezeigt, daß durch das vertikale Verfahren der Anpreßtrommel zur Beeinflussung der Linienkraft eine aufwendige Steuerung erforderlich ist. Dennoch kann in vielen Fällen die Linienkraft nicht ausreichend genau eingestellt beziehungsweise Sprünge und Schwankungen der Linienkraft, die bei­ spielsweise durch eine Unwucht der Wickelrolle her­ vorgerufen werden, nicht ausreichend genau einge­ stellt werden.

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 mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß die kontinuierlich zulaufende Materialbahn über einen Umfangsbereich einer Anpreßtrommel geführt wird, die mit einer in einer Wickelposition drehbeweglich gehaltenen Wik­ kelrolle einen Wickelspalt bildet. Zur Vorbereitung eines Tambourwechsels wird die vorzugsweise verti­ kal, zumindest aber im wesentlichen vertikal verla­ gerbare Anpreßtrommel nach unten verfahren, also abgesenkt. Dann werden die fast fertige Wickelrolle aus der Wickelposition in Richtung einer Fertigwik­ kelposition und ein leerer Tambour aus einer Warte­ position in Richtung der Wickelposition entlang ei­ ner vorzugsweise horizontalen, zumindest aber im wesentlichen horizontalen Führungsbahn verlagert. Die Anpreßtrommel wird nun angehoben, das heißt senkrecht nach oben verlagert und ein Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel und leerem Tambour durch eine horizontale oder im wesentlichen horizontale Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber dem leeren Tambour gebildet. Die Position der Anpreß­ trommel gegenüber dem leeren Tambour ist dabei der­ art gewählt, daß der Wickelspalt in einer gedach­ ten, horizontal verlaufenden Ebene, in der der Mit­ telpunkt der Anpreßtrommel liegt, oder unterhalb dieser Ebene gebildet wird. Schließlich wird die Materialbahn getrennt, deren freies Ende auf den leeren Tambour überführt und aufgewickelt.

Bei einem Tambourwechsel wird die Anpreßtrommel also in eine Position verlagert, in der der leere Tambour - in horizontaler Richtung gesehen - diese passieren kann, ohne daß diese miteinander in Kon­ takt kommen. Erst dann wird die Anpreßtrommel ange­ hoben und durch eine horizontale Relativbewegung gegenüber dem leeren Tambour mit definierter Kraft an dessen Umfang gedrückt und ein Wickelspalt ge­ bildet. Dabei ist die Position der Anpreßtrommel gegenüber dem leeren Tambour derart gewählt, daß sich der Mittelpunkt - in vertikaler Richtung gese­ hen - zumindest auf gleicher Höhe oder oberhalb des Mittelpunkts des leeren Tambours befindet. Dadurch wird sichergestellt, daß auf die Anpreßtrommel le­ diglich die Kräfte wirken, die durch die Anpressung der Anpreßtrommel an den Umfang des Tambours bezie­ hungsweise der darauf aufgewickelten Wickelrolle gebildet werden. Mit anderen Worten, während des Wickelvorgangs wird nicht ein Teil des Eigenge­ wichts der Wickelrolle (wie beim Stand der Technik) von der Anpreßtrommel getragen. Folglich hat die Durchbiegung der Wickelrolle praktisch keinen, zu­ mindest aber nur sehr geringen Einfluß auf die Li­ nienkraft im Wickelspalt. Es ist daher möglich, über die Bahnbreite eine gleichmäßige Linienkraft einzustellen, wodurch eine hohe Wickelqualität er­ reicht werden kann. Durch die vorzugsweise - in ver­ tikaler Richtung gesehen - gleichbleibende Position des Wickelspalts während des gesamten Wickelvor­ gangs werden Schwankungen und Sprünge der Linien­ kraft, wie sie bei der - eingangs beschriebenen - be­ kannten Wickelmaschine bei der Überführung der neuen Wickelrolle in die Wickelposition durch das Abrollen der Wickelrolle über einen Umfangsbereich der Anpreßtrommel auftreten, vermieden. Ferner ist ein Ausgleich von im Wickelspalt auftretenden Schwankungen und Sprünge der Linienkraft bezie­ hungsweis des Linienkraftverlaufs durch die hori­ zontale Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber der Wickelrolle möglich, insbesondere deshalb, weil die ein relativ großes Gewicht aufweisende Anpreß­ trommel nur verschoben und nicht angehoben oder ab­ gesenkt zu werden braucht. Dadurch ist die Linien­ kraft feinfühlig genug einstellbar, wodurch eine hohe Wickelqualität erreicht werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfah­ rens ist vorgesehen, daß der Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel und leerem Tambour erst dann gebildet wird, wenn der leere Tambour in der Wickelposition angeordnet ist. Bevor der Wickelspalt gebildet wird, wird also der leere Tambour von der Wartepo­ sition in die Wickelposition überführt und in die­ ser ortsfest gehalten. Im Zusammenhang mit der vor­ liegenden Erfindung wird unter "ortsfest" verstan­ den, daß eine Rotation des Tambours um seine Längsachse möglich ist und eine translatorische Be­ wegung des Tambours verhindert wird. Die Steuerung der Verlagerungsbewegungen der Wickelrolle und der Anpreßtrommel vom Beginn des Wickelvorgangs bis zur Fertigstellung der Wickelrolle ist relativ einfach, wobei sichergestellt ist, daß in jeder Phase des Wickelvorgangs eine definierte Linienkraft im Wik­ kelspalt einstellbar ist. Bei einer weiteren Aus­ führungsvariante des Verfahrens wird der Wickel­ spalt zwischen Anpreßtrommel und leerem Tambour während der Verlagerung des leeren Tambours aus der Warteposition in die Wickelposition gebildet. Da­ durch kann ein Tambourwechsel in sehr kurzer Zeit durchgeführt werden, so daß die Anzahl der Wickel­ lagen, die während die Materialbahn in einem freien Zug von der Anpreßtrommel zu der fast fertigen Wik­ kelrolle geführt und auf diese aufgewickelt werden, gering sind.

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

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird auch eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer kontinuierlich zulaufenden Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle vorgeschlagen, die die in Anspruch 12 genannten Merkmale aufweist. Die Wickelmaschine umfaßt einen vorzugsweise vertikal, zumindest aber im wesentli­ chen vertikal verlagerbaren Hubtisch, auf dem eine vorzugsweise angetriebene Anpreßtrommel drehbeweg­ lich angeordnet ist. Weiterhin ist eine Führung für den Tambour vorgesehen, die mindestens zwei in ei­ nem Abstand voneinander, parallel oder im wesentli­ chen parallel zu einer gedachten Horizontalen ange­ ordnete Führungsschienen umfaßt, entlang derer der Tambour verfahrbar ist. Die Wickelmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß auf dem Hubtisch eine Trans­ porteinrichtung vorgesehen ist, auf der die Anpreß­ trommel drehbeweglich angeordnet ist und daß die Transporteinrichtung auf dem Hubtisch mittels einer Hubeinrichtung horizontal oder im wesentlichen ho­ rizontal verlagerbar ist. Hierdurch ist ein schnel­ ler Ausgleich von im Wickelspalt auftretenden Schwankungen und Sprüngen der Linienkraft bezie­ hungsweise des Linienkraftverlaufs möglich, da die Anpreßtrommel dazu nicht senkrecht angehoben bezie­ hungsweise abgesenkt werden muß, sondern lediglich horizontal verschoben werden braucht.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine, das sich dadurch auszeichnet, daß die Anpreßtrommel drehbeweglich auf einem auf der Transporteinrichtung verfahrbaren Führungs­ schlitten gehalten ist, der mittels einer Anpreß­ einrichtung horizontal oder im wesentlichen hori­ zontal verlagerbar ist. Der vertikal verfahrbare Hubtisch dient also ausschließlich dazu, während eines Tambourwechsels ein Passieren eines leeren Tambours zu ermöglichen, der von einer Warteposi­ tion in die Wickelposition überführt wird. Der größer werdende Durchmesser der in der Wickelposi­ tion ortsfest gehaltenen Wickelrolle wird bei die­ sem Ausführungsbeispiel durch eine Ausgleichsbewe­ gung der Anpreßtrommel, die durch eine horizontale Verlagerung der Transporteinrichtung realisiert wird, kompensiert, während gleichzeitig die Linien­ kraft im Wickelspalt durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber der Wickelrolle durch eine horizontale Verlagerung des Führungsschlittens ge­ steuert wird. Um den Wickelvorgang zu automatisie­ ren, kann die Relativbewegung der Anspreßtrommel zur Einstellung der Linienkraft mit Hilfe geeigne­ ter Mittel auch geregelt werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Wik­ kelmaschine ergeben sich aus den übrigen Unteran­ sprüchen. Die im Anspruch 18 beschriebene Antriebs­ bauart ist im Zusammenhang mit einer anderen Wickelmaschine bekannt aus US 5,251,835.

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

Fig. 1a bis 1d jeweils eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels der er­ findungsgemäßen Wickelmaschine in verschiedenen Wickelphasen;

Fig. 2 eine Prinzipskizze der Wickelmachine gemäß der Fig. 1a bis 1d, die nach einer weiteren Ausführungs­ variante des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens arbeitet und

Fig. 3a bis 3b jeweils eine Prinzipskizze der nach einer dritten Ausführungsvariante des Verfahrens arbeitenden Wickel­ maschine in verschiedenen Funktions­ stellungen.

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, beispiels­ weise Streichmaschine, einer Materialbahn, bei­ spielsweise einer Papierbahn, angeordnet werden, um die fertige Materialbahn zu einer Wickelrolle auf­ zuwickeln. Die Wickelmaschine kann aber auch dazu verwendet werden, eine bereits fertig gewickelte, auch als Wickel bezeichnete, Wickelrolle umzurol­ len.

Die Fig. 1a bis 1d zeigen jeweils eine Seitenan­ sicht eines Ausführungsbeispiels einer Wickelma­ schine l, die zum Aufwickeln einer Materialbahn 3, beispielsweise einer Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour dient. Dieser kann beispielsweise von einer rohrförmigen Walze mit Lagerzapfen gebildet werden, oder von einer Hülse, die von einer Wickel­ stange getragen wird. Aus den Fig. 1a bis 1d geht eine Abfolge von Funktionsschritten der Wickelmaschine 1 hervor.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt eine Hubtisch 5, der mittels einer Führungseinrichtung 7, von der in Fig. 1a lediglich ein Führungsmittel 9 dargestellt ist, in Richtung eines Doppelpfeils 11 vertikal verlagerbar. Auf dem Hubtisch 5 ist eine auch als Schlitten bezeichnete Transporteinrichtung 13 vor­ gesehen, die in horizontaler Richtung (Doppelpfeil 15) auf einer nicht dargestellten Führung verfahr­ bar ist, die am Hubtisch 5 angebracht ist. Zum Ver­ fahren der Transporteinrichtung 13 auf dem Hubtisch 5 ist eine Hubeinrichtung 17 vorgesehen, die bei diesem Ausführungsbeispiel von einem Spindelantrieb gebildet ist, der eine von einem Motor 19 angetrie­ bene Gewindespindel 21 umfaßt. Die Ausgestaltung der Hubeinrichtung 17 ist grundsätzlich variierbar und kann beispielsweise auch von einer - vorzugs­ weise hydraulischen - Kolben-/Zylindereinheit gebil­ det werden. Auf der Transporteinrichtung 13 ist ein Führungschlitten 23 angeordnet, der auf einer nicht dargestellten zweiten Führung, die - zumindest teil­ weise - an der Transporteinrichtung 13 befestigt ist, mittels einer Anpreßeinrichtung 25 in horizon­ taler Richtung (Doppelpfeil 27) verfahrbar. Die An­ preßeinrichtung 25 ist hier als - vorzugsweise hydraulische - Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet, die einen in einem Zylinder 29 geführten - nicht dargestellten - Kolben umfaßt. An dem Kolben ist eine Kolbenstange 31 befestigt, die an ihrem ande­ ren Ende mit dem Führungsschlitten 23 beziehungs­ weise mit einer darauf befestigten Lagerung 33 ver­ bunden ist. Die Ausgestaltung der Anpreßeinrichtung 25 ist variierbar, das heißt, bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine 1 kann die Anpreßeinrichtung 25 beispielsweise von einem Spin­ delantrieb gebildet werden.

Des weiteren ist eine auch als Anpreßwalze bezeich­ nete Anpreßtrommel 35 vorgesehen, die mittels der Lagerung 33 ortsfest am Führungsschlitten 23 gehal­ ten ist. Die Anpreßtrommel 35 wird von einem mit einem Symbol dargestellten Antrieb 37, der hier als Zentrumsantrieb ausgebildet ist, angetrieben, der stationär, also in einer fixen Position auf dem Führungsschlitten 23 angeordnet ist. Mit Hilfe des Antriebs 37 kann ein einstellbares Antriebsmoment auf die Anpreßtrommel 35 aufgebracht werden.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin eine Führung 39 für einen Tambour, auf den die Materialbahn 3 aufgewickelt wird. Die Führung 39 umfaßt mindestens zwei in einem Abstand voneinander, parallel zu ei­ ner gedachten Horizontalen H angeordnete Führungs­ schienen, von denen in der Darstellung gemäß der Fig. 1a bis 1d lediglich die Führungsschiene 41 erkennbar ist. In Fig. 1a liegt ein leerer Tambour 45 mit seinen Lagerzapfen 43 und mittels nicht dar­ gestellter Lager auf den Führungsschienen 41 der Führung 39. Bei der in Fig. 1a dargestellten Wickelphase wird auf einen Tambour 47, der mit sei­ nen Lagerzapfen 43 ebenfalls auf den Führungsschie­ nen 41 ruht, die kontinuierlich zulaufende Materi­ albahn 3 zu einer Wickelrolle 49 aufgewickelt. Des weiteren sind zum Führen und Halten eines Tambours zwei - nicht dargestellte - an sich bekannte Lager- und Transporteinrichtungen vorgesehen, die auch als Primär- und Sekundärlagerung bezeichnet werden, mittels derer ein Tambour während des Wickelvor­ gangs entlang der Führungsschienen 41 verfahrbar ist. Die Primär- und die Sekundärlagerung können zum Beispiel eine ähnliche Konstruktion wie der Führungsschlitten 23 aufweisen.

Weiterhin sind ein erster Antrieb 51 und ein zwei­ ter Antrieb 53 vorgesehen, die jeweils mit einem Symbol dargestellt sind. Bei der in Fig. 1a darge­ stellen Wickelphase sind beide Antriebe 51, 53, die auf gegenüberliegenden Seiten der Wickelmaschine 1 angeordnet sind, mit dem in Wickelposition (III) gehaltenen Tambour 49 gekuppelt. Mittels der vor­ zugsweise als Zentrumsantriebe ausgebildeten An­ triebe 51, 53 kann ein definiertes Drehmoment auf die Wickelrolle beziehungsweise auf den Tambour, auf den die Wickelrolle aufgewickelt wird, aufge­ bracht werden. Die Antriebe 51, 53 sind mittels nicht dargestellter Verlagerungsmittel unabhängig voneinander parallel zu den Führungsschienen 41 der Führung 39 verlagerbar, also in horizontaler Rich­ tung. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungs­ beispiel der Wickelmaschine, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet, ist jeweils einer der Antriebe 51, 53 an einer der Lager- und Transport­ einrichtungen stationär gehalten.

Die in den Fig. 1a und 1b ortsfest in einer Wic­ kelposition (III) gehaltene Wickelrolle 49 bildet mit der Anpreßtrommel 35, über deren Umfang die Ma­ terialbahn 3 bereichsweise geführt wird, einen Wik­ kelspalt, der bei diesem Ausführungsbeispiel wäh­ rend des gesamten Wickelvorgangs in einer gedach­ ten, horizontal verlaufenden - strichpunktiert dar­ gestellten - Ebene E liegt. In der Ebene E, die eine senkrecht auf der Bildebene der Fig. 1a stehende Fläche aufspannt, liegen die Mittelpunkte der in einer angehobenen Position befindlichen Anpreßtrom­ mel 35 und der auf den Führungsschienen 41 auflie­ genden Tamboure 45, 47.

Wie aus Fig. 1a ersichtlich, wird die Materialbahn 3 von der der Wickelmaschine 1 - in Laufrichtung der Materialbahn 3 gesehen (Pfeil 55)- vorgeordneten Herstellungs- oder Verarbeitungsmaschine zunächst über eine innerhalb der Wickelmaschine 1 stationär angeordnete Umlenkrolle 57 geführt und von dieser zu einer am Führungsschlitten 23 befestigten Um­ lenkrolle 59, die beispielsweise als Breitstreck­ walze ausgebildet ist. Von der Umlenkrolle 59 wird die Materialbahn 3 der Anpreßtrommel 35 zugeführt, über einen Umfangsbereich der Anpreßtrommel 35 von ca. 180° geführt und auf die Wickelrolle 49 aufge­ wickelt. Die Anpreßtrommel 35 wird mittels der An­ preßeinrichtung 25 mit einer definierten Kraft an den Umfang der Wickelrolle 49 gepreßt, so daß ein Wickelspalt gebildet wird, durch den die Material­ bahn 3 geführt wird. Die auch als Klemmdruck bezie­ hungsweise -kraft bezeichnete Linienkraft im Wik­ kelspalt wird durch ein Verfahren des Führungs­ schlittens 23, auf dem die Anpreßtrommel 35 orts­ fest gehalten ist, auf der Transporteinrichtung 13 gesteuert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine 1 ist vorgesehen, daß die Lini­ enkraft im Wickelspalt geregelt wird, das heißt, die Linienkraft wird mit Hilfe einer Regelung selbsttätig auf einen gewünschten Wert eingestellt. Hierfür ist eine - lediglich in Fig. 1a schematisch dargestellte - Steuereinheit 61 vorgesehen, auf die im folgenden noch näher eingegangen wird. In beiden Fällen, also bei einem Steuern oder Regeln der Li­ nienkraft, wird hierzu die Anpreßeinrichtung 25, die dem die Anpreßtrommel 35 tragenden Führungs­ schlitten 23 zugeordnet ist, definiert beeinflußt. Durch die Verlagerung der Anpreßtrommel 35 können Schwankungen der Linienkraft ausgeglichen bezie­ hungsweise vermieden werden, so daß kontinuierlich eine gewünschte Wickelhärte erzielt werden kann. Der größer werdende Durchmesser der Wickelrolle 49 wird - während die Wickelrolle 49 ortsfest in der Wickelposition (III) gehalten wird - durch ein Ver­ fahren der Transporteinrichtung 13 auf dem Hubtisch 5 entgegen der Bahnlaufrichtung (Pfeil 55), also bei dem in den Fig. 1a bis 1d dargestellten Aus­ führungsbeispiel der Wickelmaschine nach rechts, ausgeglichen.

Unterhalb der in Wickelposition (III) befindlichen Wickelrolle 49 ist eine sich über die gesamte Breite der Wickelrolle 49 erstreckende, auch als Andrückwalze bezeichnete Abquetschwalze 63 angeord­ net, die mittels einer nicht dargestellten Füh­ rungseinrichtung verlagerbar und an den Umfang der mit der Anpreßtrommel 35 einen Wickelspalt bilden­ den Wickelrolle 49 gepreßt werden kann. Die Ab­ quetschwalze 63 dient dazu, ein Einschleppen von Luft zwischen die Wickel lagen der Wickelrolle 49 zu verhindern, beispielsweise dann, wenn die Material­ bahn 3 in einem freien Zug geführt wird. Die An­ preßkraft, mit der die Abquetschwalze 63 an den Um­ fang der Wickelrolle 49 gepreßt wird, ist einstell­ bar. Die Abquetschwalze 43 kann von einem Antrieb, beispielsweise einem Zentrumsantrieb, angetrieben werden.

Im folgenden soll die Funktion der Wickelmaschine 1 anhand eines Wickelvorgangs näher erläutert werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den Fig. 1b bis 1d die anhand der Fig. 1a beschriebenen Teile der Wickelmaschine 1, mittels derer die An­ preßtrommel 35 verlagerbar ist, nicht dargestellt. Die Materialbahn 3 wird über die Anpreßtrommel 35 geführt und auf die ortsfest in der Wickelposition (III) gehaltene Wickelrolle 49 aufgewickelt (Fig. 1a). Bevor die Wickelrolle 49 ihren End- /Solldurchmesser erreicht, wird die Abquetschwalze 63 an den Umfang der Wickelrolle 49 gepreßt. Daran anschließend wird die Anpreßtrommel 35 vertikal nach unten in die in Fig. 1b dargestellte, abge­ senkte Position verfahren, in der die Materialbahn 3 in einem freien Zug von der Anpreßtrommel 35 zur Wickelrolle 49 geführt wird. Des weiteren wird der leere Tambour 45 aus der in Fig. 1a dargestellten Warteposition (I) in Richtung der Wickelposition (III), in der sich noch die Wickelrolle 49 befin­ det, verfahren. Bevor oder während der leere Tam­ bour 45 in Richtung der Wickelposition (III) ver­ fahren wird, wird der erste Antrieb 51 mit dem lee­ ren Tambour 45 gekuppelt und dieser auf Laufge­ schwindigkeit der Materialbahn 3 beschleunigt. Be­ vor der in Richtung des Pfeils 55 verfahrende leere Tambour 45 die Position (II) überfahren, also ober­ halb der Anpreßtrommel 35 diese passiert hat, wird die fast fertige Wickelrolle 49 in Richtung einer Fertigwickelposition (IV) verlagert, so daß die Wickelposition (III) frei ist und der leere Tambour 45 darin ortsfest mit geeigneten Mitteln gehalten werden kann.

Die Anpreßtrommel 35 wird dann senkrecht nach oben in die in Fig. 1c dargestellte, angehobene Posi­ tion verlagert, in der der Mittelpunkt der Anpreß­ trommel 35 in der gedachten Ebene E liegt. Der Wik­ kelspalt zwischen Anpreßtrommel 35 und leerem Tam­ bour 45 wird durch eine horizontale Relativbewegung der Anpreßtrommel 35, die durch ein Verfahren der Transporteinrichtung 13 und/oder des Führungs­ schlitten 23 realisiert wird, in Richtung des Pfeils 55 gebildet. Diese Wickelphase ist in Fig. 1c dargestellt. Die von der Anpreßtrommel 35 über einen Umfangsbereich des leeren Tambours 45 und von dieser in einem freien Zug zur Wickelrolle 49 ge­ führte Materialbahn 3 wird im Bereich des freien Bahnzuges mittels einer an sich bekannten, mit ei­ nem Pfeil 65 angedeuteten Trennvorrichtung, die zum Beispiel von einer Luftblasdüse gebildet sein kann, getrennt und deren freies Ende auf den Tambour 45 aufgewickelt (Fig. 1d). Der größer werdende Durch­ messer der auf den ortsfest in der Wickelposition (III) gehaltenen Tambour 45 aufgewickelten - nicht dargestellten - Wickelrolle wird durch ein Verfahren der Transporteinrichtung 13 - wie anhand von Fig. 1a beschrieben - entgegen der Laufrichtung der Mate­ rialbahn (Pfeil 55) nach rechts ausgeglichen und die Linienkraft im Wickelspalt durch ein Verfahren des Führungsschlittens 23 in Richtung des Doppel­ pfeils 27 gesteuert, gegebenenfalls geregelt.

Die volle Wickelrolle 49 wird nach Erreichen der Fertigwickelposition (IV), wie in Fig. 1d darge­ stellt, von dem zweiten Antrieb 53 bis zum Still­ stand abgebremst. Der zweite Antrieb 53 wird dann von der Wickelrolle 49 gelöst, zu dem in Wickelpo­ sition (III) ortsfest gehaltenen Tambour 45 ge­ führt, der von dem ersten Antrieb 51 angetrieben wird, und mit diesem gekuppelt. Anschließend wird der erste Antrieb 51 vom Tambour 45 gelöst. Es sind also kurzzeitig beide Antriebe 51, 53 mit dem Tam­ bour 45 wirksam verbunden. Somit ist der Tambour­ wechsel abgeschlossen. Wie in Fig. 1d dargestellt, wird zur Vorbereitung des darauffolgenden Tambour­ wechsels ein leerer Tambour 67 in die Warteposition (I) eingebracht.

Bei der anhand der Fig. 1a bis 1d beschriebenen Wickelmaschine 1 werden die Antriebe 51, 53 alter­ nierend, also nacheinander mit einer Wickelrolle beziehungsweise mit dem Tambour, auf dem die Wik­ kelrolle aufgewickelt ist, gekuppelt, um auf diesen ein definiertes Antriebs- oder Bremsmoment auf zu­ bringen. Nach einer weiteren - nicht dargestellten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß jeweils ei­ ner der Antriebe 51, 53 während des gesamten Wik­ kelvorgangs einer Wickelrolle beziehungsweise einem Tambour zugeordnet ist. Dadurch werden in vorteil­ hafter Weise Unstetigkeiten der Linienkraft und so­ mit der Wickelhärte beziehungsweise des Wickelhär­ teverlaufs vermieden, die möglicherweise bei einem Wechsel des Antriebs - wie anhand der Fig. 1a bis 1d beschrieben - auftreten können. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist also auch nur eine der beiden Lager- und Transporteinrichtungen einem Tambour zu­ geordnet, die diesen von der Warteposition (I) bis zur Fertigwickelposition (IV) führt. Der nächste Tambour wird dann von der anderen der Lager- und Transporteinrichtungen geführt.

Fig. 2 zeigt die anhand der Fig. 1a bis 1d be­ schriebene Wickelmaschine 1, bei der der Tambour­ wechsel nach einer weiteren Ausführungsvariante durchgeführt wird. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß die Anpreßtrommel 35 aus ihrer abgesenkten, in Fig. 2 mit durchgezogener Linie dargestellten Po­ sition erst dann senkrecht nach oben in ihre in Fig. 2 mit gestrichelter Linie dargestellte, angeho­ bene Position verfahren wird, wenn der in Richtung der Wickelposition (III) verfahrende leere Tambour 45 diese bereits passiert und die Wickelposition (III) erreicht hat sowie in dieser ortsfest gehal­ ten wird. Durch diese Maßnahme und durch den defi­ nierten Abstand der Wickelposition (III) zur Posi­ tion (II) wird sichergestellt, daß nachdem die An­ preßtrommel 35 ihre angehobene Position erreicht hat, die Materialbahn 3 den Umfang des leeren (von dem ersten Antrieb 51 angetriebenen) Tambours 45 zunächst lediglich tangiert oder nur schwach um­ schlingt. Der Umfangsbereich des leeren Tambours 45, über den die Materialbahn 3 geführt wird, kann dann definiert durch ein Verfahren der Anpreßtrom­ mel 35 in Richtung auf den in Wickelposition (III) gehaltenen Tambour 45 vergrößert werden. Vorteil­ haft hierbei ist, daß mit einer relativ einfachen Steuerung die beim Auflegen der Materialbahn 3 auf den Umfang des Tambours 45, also bei einer Ver­ größerung des Umschlingungswinkels, auf die Materi­ albahn wirkenden Kräfte klein gehalten werden kön­ nen. Die oben genannte Position II ist vorzugsweise eine Ausgangsstellung für die Anpreßtrommel 35, in der diese mittels des Hubtischs 5 senkrecht verfah­ ren wird.

Eine dritte Ausführungsvariante des Aufwickelver­ fahrens mit der anhand der Fig. 1a bis 1d be­ schriebene Wickelmaschine 1 wird im folgenden an­ hand der Fig. 3a und 3b näher erläutert. Der leere Tambour 45 wird aus der Warteposition (I) in die in Fig. 3a dargestellte Position verlagert und gehalten, die zwischen der Ausgangsposition (II) der Anpreßtrommel 35 und der Wickelposition (III) liegt. Dann wird die Anpreßtrommel 35 mittels des Hubtischs 5 vertikal nach oben verfahren, bis deren Mittelpunkt in der Ebene E liegt. Durch horizonta­ les Verfahren der Anpreßtrommel 35 mittels der Transporteinrichtung 13 und/oder des Führungs­ schlittens 23 in Richtung des Pfeils 55, also in Fig. 3a nach links, wird der Wickelspalt mit dem leeren Tambour 45 gebildet. Dann werden der leere Tambour 45 und die Anpreßtrommel 35 gemeinsam in Richtung des Pfeils 55 verfahren, bis der leere Tambour 45 die Wickelposition (III) erreicht hat.

Nun kann die Materialbahn - wie anhand der Fig. 1c und 1d beschrieben - an den leeren Tambour 45 überführt werden.

Aus der Beschreibung zu den Fig. 1a bis 3b er­ gibt sich das oben angesprochene Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ohne weiteres. Dieses zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die vertikale Position des Wickelspalts vorzugsweise während des gesamten Wickelvorgangs in der horizon­ talen Ebene E liegt und daß der Mittelpunkt der An­ preßtrommel in der Ebene E oder darüber liegt. Fer­ ner wird der Tambour mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle zumindest während des Wickelvorgangs ausschließlich entlang einer horizontalen Führungs­ bahn verlagert, die durch die Anordnung der Füh­ rungsschienen 31 der Führung 39 festgelegt ist.

Die Anpreßtrommel 35 ist bei dem anhand der Fig. 1a bis 1d erläuterten Wickelmaschine 1 senkrecht entlang einer Geraden verfahrbar. Selbstverständ­ lich ist es auch möglich, diese entlang einer einen ansteigenden Verlauf aufweisenden schiefen Ebene zu verfahren oder die vertikale Verlagerung der An­ preßtrommel 35 durch ein Verschwenken der Anpreß­ trommel beziehungsweise des Hubtischs 5 zu reali­ sieren. Wichtig ist, daß die Anpreßtrommel in ver­ tikaler Richtung verlagerbar ist, so daß diese aus der horizontalen Führungsbahn des Tambours heraus- und in diese wieder hineingefahren werden kann. Da­ durch wird sichergestellt, daß der Tambour die An­ preßtrommel horizontal passieren und in die Wickel­ position verlagert werden kann, ohne daß diese mit­ einander in Kontakt kommen.

Zur Steuerung der Wickelmaschine 1 ist die in Fig. 1a stark schematisiert dargestellte Steuereinheit 61 vorgesehen, die den Motor 19 der Gewindespindel 21 der Hubeinrichtung 17 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Durchmesserzuwachses der Wik­ kelrolle 49 steuert. Der Durchmesserzuwachs der Wickelrolle 49 wird mittels einer Meßeinrichtung 69 gemessen. Die horizontale Position der Transport­ einrichtung 13 verändert sich vorzugsweise also al­ lein, das heißt ausschließlich entsprechend der Zu­ nahme des Wickelrollendurchmessers. Die Größe der Linienkraft im zwischen der Anpreßtrommel 35 und der Wickelrolle 49 gebildeten Wickelspalt wird vor­ zugsweise allein, also ausschließlich durch ein Verfahren des die Anpreßtrommel 35 haltenden Füh­ rungsschlittens 23 bestimmt, vorzugsweise mittels einer Regeleinrichtung 71 geregelt. Diese umfaßt eine Meßeinrichtung 73 für die Linienkraft, einen Regler 75, einen Sollwertgeber 77 und eine nicht dargestellte Steuereinheit/-einrichtung. Die Meß­ einrichtung 73 ist über eine Meßleitung 79 mit dem Regler 75 verbunden beziehungsweise mündet in die­ sen. Der Sollwertgeber 77 gibt dem Regler 75 den gewünschten Sollwert an.

Für den Fall, daß der von der Meßeinrichtung 73 ge­ messene Wert der Linienkraft im Wickelspalt von dem vom Sollwertgeber 77 vorgegebenen Sollwert ab­ weicht, gibt der Regler 75 ein Signal an die Steuereinheit/-einrichtung. Diese ändert daraufhin den Druck im Zylinder 29 der Anpreßeinrichtung 25 derart, daß sich der gemessene Wert der Linienkraft dem Sollwert annähert. Hierdurch kann die Linien­ kraft auch dann auf einem, beispielsweise konstan­ ten Wert gehalten werden, wenn eine Störung im Wik­ kelvorgang auftritt. Eine Störung kann zum Beispiel ein nicht ganz präzises Verfahren der Transportein­ richtung 13 sein, so daß sich die Position des von der Anpreßtrommel 35 und der Wickelrolle 49 gebil­ deten Wickelspalts geringfügig verschiebt.

Bei einem weiteren - nicht dargestellten -Ausfüh­ rungsbeispiel der Wickelmaschine 1 ist vorgesehen, daß die Anpreßtrommel 35 ortsfest, also drehbeweg­ lich unmittelbar an der Transporteinrichtung 13 ge­ halten ist. Durch horizontales Verfahren der An­ preßtrommel 35 mit Hilfe der Transporteinrichtung 13 wird hier die Linienkraft im Wickelspalt gesteu­ ert/geregelt und dadurch ein Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurchmessers durchgeführt. Mit anderen Worten, um die Linienkraft auf einen gewünschten Wert einzustellen, wird die Transport­ einrichtung 13 horizontal entgegen der Laufrichtung der Materialbahn 3, also in den Fig. 1a bis 3b nach rechts verfahren, wobei durch eine Beeinflus­ sung des Verfahrvorganges die Linienkraft gesteu­ ert/geregelt wird. Dadurch, daß bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel auf den Führungsschlitten 23 verzich­ tet wird, kann der Aufbau der Wickelmaschine 1 ver­ einfacht werden.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß dadurch, daß die Linienkraft im Wickelspalt während des gesamten Wickelvorgangs durch eine horizontale Verlagerung der Anpreßtrommel eingestellt beziehungsweise gere­ gelt wird, eine präzise Steuerung der Wickelhärte vom Anfang des Wickelvorgangs bis zu dessen Ende möglich ist, wodurch eine gutes Wickelergebnis er­ zielt werden kann.

Claims (20)

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

• - Führung der Materialbahn über einen Umfangsbe­ reich einer Anpreßtrommel, die mit einer in ei­ ner Wickelposition drehbeweglich gehaltenen Wickelrolle einen Wickelspalt bildet,
• - Absenken der vertikal oder im wesentlichen ver­ tikal verlagerbaren Anpreßtrommel,
• - Verlagerung der fast fertigen Wickelrolle aus der Wickelposition in Richtung einer Fertigwik­ kelposition und eines leeren Tambours aus einer Warteposition in Richtung der Wickelposition entlang einer horizontalen oder im wesentlichen horizontalen Führungsbahn, wobei der leere Tam­ bour ohne Kontakt zur Anpreßtrommel bleibt,
• - Anheben der Anpreßtrommel und anschließend Aus­ bildung eines Wickelspalts zwischen Anpreßtrom­ mel und leerem Tambour durch eine horizontale oder im wesentlichen horizontale Relativbewe­ gung der Anpreßtrommel gegenüber dem leeren Tambour, wobei der Wickelspalt in einer gedach­ ten, horizontal verlaufenden Ebene, in der der Mittelpunkt der Anpreßtrommel liegt, oder un­ terhalb dieser Ebene gebildet wird,
• - Trennen der Materialbahn und Aufwickelung des freien Endes der Materialbahn auf den leeren Tambour.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel und leerem Tambour erst dann gebildet wird, wenn der leere Tambour die Wickelposition erreicht hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel und leerem Tambour während der Verlagerung des leeren Tambours aus der Warteposition in die Wickelposi­ tion gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Relativbewegung der Anpreß­ trommel gegenüber der Wickelrolle gesteu­ ert/geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der größer wer­ dende Wickelrollendurchmesser durch eine Aus­ gleichsbewegung der Anpreßtrommel kompensiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausgleichsbewegung der Anpreßtrommel deren Relativbewegung gegenüber der Wickelrolle zum Steuern/Regeln der Linienkraft überlagert ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsbe­ wegung der Anpreßtrommel und deren Relativbewegung gegenüber der Wickelrolle zum Steuern/Regeln der Linienkraft horizontal oder im wesentlichen hori­ zontal erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Tambour wäh­ rend des gesamten Wickelvorgangs angetrieben wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel angetrieben wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorbereitung eines Tambourwechsels und/oder zur Beeinflussung der Wickelhärte der Wickelrolle eine Abquetschwalze an den Umfang der in Wickelposition gehaltenen Wik­ kelrolle gedrückt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Absenken der Anpreßtrommel zur Vorbereitung eines Tambour­ wechsels ein freier Materialbahnzug zwischen der Anpreßtrommel und der fast fertigen Wickelrolle ge­ bildet wird.

12. Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kar­ tonbahn, unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tambour, mit einer mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildenden Anpreßtrommel (35), die auf einem Hubtisch (5) drehbeweglich angeordnet ist, der vertikal oder im wesentlichen vertikal verla­ gerbar ist, und mit einer Führung (39) für den Tam­ bour, die parallel oder im wesentlichen parallel zu einer gedachten Horizontalen (H) angeordnete Füh­ rungsschienen (41) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hubtisch (5) eine Transporteinrichtung (13) vorgesehen ist, auf der die Anpreßtrommel (35) drehbeweglich angeordnet ist, und daß die Trans­ porteinrichtung (13) mittels einer Hubeinrichtung (17) horizontal oder im wesentlichen horizontal verlagerbar ist.

13. Wickelmaschine nach Anspruch 12, dadurch g.­ kennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (35) drehbeweg­ lich auf einem auf der Transporteinrichtung (13) verfahrbaren Führungsschlitten (23) gehalten ist, der mittels einer Anpreßeinrichtung (25) horizontal oder im wesentlichen horizontal verlagerbar ist.

14. Wickelmaschine nach Anspruch 12 oder 13, ge­ kennzeichnet durch eine Steuerung/Regelung zum Be­ einflussen der Linienkraft im Wickelspalt, die mit der Hubeinrichtung (17) und/oder der Anpreßeinrich­ tung (25) zusammenwirkt.

15. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (35) mittels eines Antriebs (37), vorzugsweise Zentrumsantriebs, mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist.

16. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Antrieb (51) und einen zweiten An­ trieb (53) umfaßt, um ein Drehmoment auf die Wik­ kelrolle aufzubringen.

17. Wickelmaschine nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während eines Wickelvorgangs zunächst der erste Antrieb (51) und anschließend der zweite Antrieb (53) der Wickelrolle zugeordnet ist.

18. Wickelmaschine nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wickelrolle während eines ge­ samten Wickelvorgangs nur einer (51 oder 53) der zwei Antriebe zugeordnet ist, und daß der nachfol­ genden Wickelrolle während des gesamten nächsten Wickelvorgangs der andere der zwei Antriebe zuge­ ordnet ist.

19. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, gekennzeichnet durch eine an den Umfang der Wickelrolle andrückbare Ab­ quetschwalze (63).

20. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelspalt während des gesamten Wickelvorgangs in einer gedachten Ebene (E) liegt, die vorzugs­ weise horizontal oder im wesentlichen horizontal angeordnet ist.