DE602005002458T2

DE602005002458T2 - Verfahren und maschine zur herstellung von rollen von gewickeltem bahnmaterial

Info

Publication number: DE602005002458T2
Application number: DE602005002458T
Authority: DE
Inventors: Roberto I-55056 S. Maria A Colle MORELLI; Mauro Gelli
Original assignee: Fabio Perini SpA
Current assignee: Fabio Perini SpA
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2025-02-05
Also published as: WO2005075328A1; EP1713708B1; DE602005002458D1; US20090001210A1; BRPI0507520A; US7896284B2; EP1713708A1; ES2292108T3; ITFI20040028A1; ATE372946T1

Description

Technischer Bereich
Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Aufwickelmaschine zum Aufwickeln eines Bahnmaterials zur Bildung von Stämmen, die beispielsweise jedoch nicht ausschließlich zur Herstellung von Toilettenrollen, Küchenpapier und Ähnlichem vorgesehen sind. Im Einzelnen beschäftigt sich die Erfindung, allerdings nicht ausschließlich mit sogenannten peripheren Aufwickelmaschinen, das heißt solchen, bei denen die Stämme durch Aufwickeln des Bahnmaterials in einem Wickelrahmen gebildet werden, der durch Wickelteile in Kontakt mit der Außenfläche des Stammes gebildet ist. Die Erfindung beschäftigt sich auch mit einem Wickelverfahren und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich mit einem sogenannten peripheren Wickelverfahren.
Stand der Technik
Für die Herstellung von Stämmen aus Papier, sogenanntem Papiergewebe oder anderen endlosen Bahnmaterialien dienen Aufwickelmaschinen, denen das aufzuwickelnde Material zugeführt wird, und die die Stämme mit einer vorgegebenen Menge an aufgewickeltem Material erzeugen. Das Bahnmaterial wird typischerweise von Abwicklern zugeführt, das heißt von Maschinen, die eine oder mehrere beispielsweise von einer Papiermühle kommende Spulen großen Durchmessers abwickeln.
Die Stämme an sich können verkauft oder weiteren Behandlungen unterworfen werden; typischerweise werden sie in Stämme kürzerer axialer Länge geschnitten, die gleich der Enddimension der zum Verkauf angebotenen Rollen ist.
Das Aufwickeln erfolgt in einigen Fällen durch sogenannte zentrale Aufwickelmaschinen, das heißt solche, bei denen die Stämme um motorgetriebene Dorne gebildet werden, auf die Wickelkerne aus Karton oder ähnlichem Material aufgezogen werden können, die innerhalb der Stämme verbleiben können.
Die neuesten Aufwickelmaschinen basieren auf dem Prinzip des sogenannten peripheren oder Oberflächenaufwickelns. In diesem Fall bildet sich der Stamm in einem Wickelrahmen aus, der durch sich drehende Wickelwalzen oder durch andere Wickelteile wie etwa Gurte oder durch Kombinationen von Walzen und Gurten definiert ist.
Ferner sind bekant kombinierte Systeme, bei denen das Aufwickeln durch periphere Teile, kombiniert mit einem Steuersystem zum Steuern der Stammachse in der Bildungsphase erreicht wird. In dem zentralen wie auch in dem peripheren Wickelsystem werden gelegentlich Maschinen eingesetzt, bei denen der Wickelkern oder der Dorn aus dem fertigen Stamm herausgezogen werden, so daß das Endprodukt ein Stamm mit einem zentralen Loch ohne axialen Kern ist. Beispiele peripherer Aufwickelmaschinen dieser Art sind in dem Dokument WO-A-0172620 beschrieben.
Sowohl periphere wie auch zentrale Aufwickelmaschinen arbeiten automatisch und kontinuierlich, das heißt das Bahnmaterial wird kontinuierlich ohne Halt und mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit angeliefert. Das Bahnmaterial ist mit kreuzweisen Perforationslinien versehen, die das Material in einzelne Abschnitte unterteilt, die von der Rolle für den Endverbrauch abgetrennt werden können. Typischerweise besteht das Ziel darin, Stämme mit einer vorgegebenen und genauen Anzahl solcher Abschnitte oder Blätter herzustellen.
Wenn ein Stamm vervollständigt ist, muß die Übergangsphase durchgeführt werden, bei der der fertige Stamm ausgegeben und das Bahnmaterial unterbrochen werden müssen, wobei eine Endkante des fertigen Stammes und eine Anfangskante des nachfolgenden Stammes gebildet werden. Die Anfangskante beginnt sich zu einem neuen Stamm aufzuwickeln. Die Unterbrechung geschieht bevorzugt längs einer Perforationslinie, sodaß das Endprodukt eine ganze vorgegebene Anzahl von Abschnitten an Bahnmaterial enthält.
Diese Operationen finden ohne wesentliche Änderungen in der Zufuhrgeschwindigkeit des Nahmaterials statt und stellen den kritischsten Augenblick des Aufwickelzyklus dar. In modernen Aufwickelmaschinen für die Herstellung von Papiergewebe erreicht und überschreitet die Zufuhrgeschwindigkeit die Größenordnung von 1000m/min mit Aufwickelzyklen, die manchmal weniger als 2 Sekunden dauern.
Es ist daher wichtig, effiziente, zuverlässige und flexible Systeme zu schaffen, um ein Anhaften der freien Anfangskante des Bahnmaterials an dem neuen Wickelkern zu erhalten, um mit dem Aufwickeln eines neuen Stammes zu beginnen.
Das Dokument GB-1435525 beschreibt eine Aufwickelmaschine, bei der der Unterbruch des Bahnmaterials mit einem Messer oder einem Druckluftstrahl erreicht werden soll, welche das Bahnmaterial reißen oder eine Schlaufe erzeugen, die sich zwischen den neuen in den Wickelrahmen eingefügten Wickelkern und eine der Wickelwalzen einzwängt.. Luftstrahle bewirken die erste Umdrehung des Bahnmaterials beim Aufwickeln um den Kern.
In der Schrift US-A-4327877 wird eine Aufwickelmaschine beschrieben, bei der das Bahnmaterial durch die kombinierte Wirkung eines Unterdruckes über der Oberfläche einer der Wickelwalzen und dem Quetschen des Bahnmaterials zwischen dem neuen in den Wickelrahmen eingefügten Wickelkern und der Unterdruckwickelwalze unterbrochen wird. Der Unterdruck bildet eine Materialschlaufe aus, die gequetscht und in eine Richtung gezogen wird, die entgegen der Zufuhrrichtung des Bahnmaterials weist, die sich um den Stamm wickelt wenn er fertig ist. Das Aufwickeln der Anfangskante um den neuen Kern wird durch Luftströme erreicht.
In moderneren Maschinen beginnt das Aufwickeln durch Anhaften der freien Anfangskante an den neuen Kern mittels Klebstoff, der auf freie Kante oder vorzugsweise auf den Kern aufgetragen wird.
In den Schriften GB-A-2150536 und US-A-5368252 werden Aufwickelverfahren und- maschinen beschrieben, bei denen das Bahnmaterial am Ende des Aufwickelns durch eine gesteuerte Beschleunigung einer der Wickelwalzen gerissen wird. Das gleiche System, das auf dem Prinzip des Bahnmaterialreißens längs einer Perforationslinie mittels Beschleunigung einer der Wickelwalzen beruht, ist in dem Dokument EP-A-1219555 beschrieben. Die durch das Reißen erzeugte freie Kante des Bahnmaterials haftet am neuen Kern durch auf den Kern aufgebrachten Klebstoff.
In dem Dokument GB-A-2105687 wird ein Aufwickelverfahren und eine Aufwickelmaschine beschrieben, bei welchen der Unterbruch des Bahnmaterials durch Schneiden mittels eines Messers in einem Kanal einer der Wickelwalzen durchgeführt wird. Auch in diesem Fall wird das Anhaften der durch den Schnitt gebildeten freien Anfangskante an dem neuen Kern durch auf den Kern aufgetragenen Klebstoff erreicht.
Ein besonders zuverlässiges und flexibles Verfahren und zugehörige Maschine sind in der Schrift US-A-5979818 beschrieben. In diesem Fall wird das Zerreißen durch ein bewegliches Bauteil vollzogen, das mit einer der Wickelwalzen, um die das Bahnmaterial läuft, zusammenarbeitet, oder durch einen Gurt, der um die Walze läuft und der das Bahnmaterial unterstützt, wenn es zum Wickelrahmen geführt wird. Der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Wickelwalze und dem Bahnmaterial einerseits und dem beweglichen Bauteil andererseits bewirkt das Reißen des Bahnmaterials längs einer Perforationslinie. Der Kern ist mit Klebstoff versehen, damit die freie Anfangskante an dem Kern anhaftet. Mit Bezug auf die vorherigen Reißsysteme erlaubt diese Aufwickelmaschine eine sehr hohe Aufwickelpräzision auch bei hohen Geschwindigkeiten verbunden mit einer relativ einfachen und wirtschaftlichen Konfiguration und einer hohen Produktionsflexibilität.
Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufwickelverfahren und eine Aufwickelmaschine mit einem effizienten System des Anbringens der freien Anfangskante auf den Wickelkern zu Beginn jedes Wickelzyklus zu schaffen.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung, die dem Fachmann nach Kenntnisnahme der folgenden Beschreibung deutlich werden, werden im Wesentlichen erreicht mit einer Aufwickelmaschine nach Patentanspruch 1. Diese Maschine umfaßt:
einen Weg zum Zuführen des Bahnmaterials zu einem Aufwickelsystem, vorzugsweise vom sogenannten peripheren oder Oberflächentyp; ein Unterbrechungsteil zum Unterbrechen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns eines Stammes; einen Kernspender zum Einführen von Wickelkernen in Folge in das Wickelsystem; und eine elektrostatische Vorrichtung zum elektrostatischen Aufladen der Wickelkerne und/oder des Bahnmaterials, wodurch ein Anhaften der freien Anfangskante des Bahnmaterials, die durch Unterbruch des Materials am Ende des Aufwickeln jedes Stammes erhalten wird, an den Kernen aufgrund der elektrostatischen Ladungen.
Die Verwendung eines Systems des elektrostatischen Aufladens der Kerne und/oder des Bahnmaterials eliminiert die Verwendung von Klebstoff zum Anheften der freien Anfangskante des Bahnmaterials an den Kern, auf welchen jedes Mal der Stamm aufzuwickeln ist. Verglichen mit anderen klebstofffreien Wickelsystemen, bei denen die erste Windung mittels Luftstrahlen oder anderen pneumatischen Systemen aufgewickelt wird, führt die Verwendung elektrostatischer Ladungen zu größerer Zuverlässigkeit auch bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten, die typisch für moderne Aufwickelmaschinen sind. Die elektrostatische Ladung wird bevorzugt auf die Kerne statt auf das Bahnmaterial aufgebracht, oder aber sowohl auf die Kerne wie auch (mit entgegengesetztem Vorzeichen) auf das Bahnmaterial.
In der praktischen Ausführungsform sieht die Erfindung eine Aufwickelmaschine vor, die umfaßt: einen Weg zum Heranführen des Bahnmaterials zu einem Aufwickelsystem; Unterbrechungsteile zum Unterbrechen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns eines Stammes; einen Kerneinführkanal, der durch eine Rollfläche und ein bewegliches Teil definiert ist; eine längs des des Kanals positionierte elektrostatische Vorrichtung zum elektrostatischen Aufladen der Wickelkerne und/oder des Bahnmaterials, um aufgrund der elektrostatischen Ladungen ein reziprokes Anhaften des Kernes und der freien Anfangskante des Bahnmaterials zu bewirken, die durch Unterbruch am Ende des Aufwickelns jedes Stammes erhalten wird.
Das bewegliche Bauteil kann aus einem Kernzuführteil bestehen und umfaßt einen Gurt oder eine Reihe von parallelen Gurten oder ein anderes flexibles Bauteil, die über Rollen laufen, beispielsweise auch um eine der Wickelwalzen, die den Wickelrahmen zur Bildung des Stammes definieren. In einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung kann das bewegliche Teil oder das Zuführteil aus einer der Wickelwalzen bestehen, typischerweise der Wickelwalze eines peripheren Wickelrahmens, auf welcher das Bahnmaterial läuft. In diesem Fall ist die Abwicklung der Rollfläche ein Teil der Wickelwalze.
Bei dieser Anordnung wird jeder Kern sehr nahe zu der Bewegung elektrostatisch aufgeladen, wenn die freie Anfangskante sich durch den Unterbruch des Bahnmaterials formt und am Kern anhaftet. Dies vermeidet die Gefahr einer Dispersion der elektrostatischen Ladungen vom Kern, ehe er in Kontakt mit dem Anfangsteil des aufzuwickelnden Bahnmaterials kommt. Die elektrostatischen Ladungen können alternativ oder in Kombination auf das Bahnmaterial übertragen werden, auch in diesem Fall bei einer Bewegung, die in vorteilhafter Weise sehr nahe oder koinzident mit der Bewegung ist, bei welcher das Anhaften an den neuen Kern stattfinden muß.
In einer Konfiguration dieser Art kann das Unterbrechungsteil in vorteilhafter Weise mit dem beweglichen Teil oder dem Zuführteil kombiniert und auf der gegenüberliegenden Seite bezüglich des Kanals positioniert sein, um auf das Bahnmaterial durch das Zuführteil einzuwirken. Bei dieser Anordnung ist der gesamte Bereich unterhalb der Kernrollfläche frei, und dies bietet eine Anzahl von Vorteilen einschließlich einer möglichen Vereinfachung der Struktur, die die Kernrollfläche definiert sowie ferner einer einfacheren Anordnung der elektrostatischen Vorrichtung.
Die elektrostatische Vorrichtung kann einen oder mehrere Hochspannungsbalken aufweisen, die mit einer Spannungsquelle verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Zuführteil ein flexibles Teil, das beispielsweise vorteilhaft aus mehreren parallelen Gurten besteht, die zwischen wenigstens zwei Rollen laufen. Ein oder mehrere Ladungsbalken der elektrostatischen Vorrichtung können in diesem Fall vorteilhaft zwischen diesen beiden Rollen angeordnet sein, und zwar in dem endlosen Weg, der durch das flexible Teil definiert ist. Das Unterbrechungsteil kann auch zweckmäßig in dem gleichen Bereich zwischen den Rollen in dem endlosen Weg des flexiblen Teils positioniert sein. Eine der Rollen kann durch die erste Wickelwalze eines peripheren Wickelrahmens, der das Aufwickelsystem bildet, gebildet sein, welches in diesem Fall ein peripheres oder sogenanntes Oberflächenaufwickelsystem ist. Die Zufuhr des Bahnmaterials zu dem Aufwickelsystem ist bevorzugt kontinuierlich und mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit, auch während der Übergangsphasen, das heißt während des Unterbruches des Bahnmaterials und der Einfügung des neuen Wickelkernes. Alternativ kann der Kanal zwischen der Rollfläche und einer Wickelwalze definiert sein, um die das Bahnmaterial läuft. In diesem Fall können ein oder mehrere Ladungsbalken längs des Kanals unter der Rollfläche positioniert sein.
Das Bahnmaterial-Unterbrechungsteil kann von verschiedener Art und entsprechend einer oder mehrerer bekannter Techniken ausgestaltet sein, basierend auf Messerschneid- oder Luftstrahlsystemen, Quetsch- und Reißsystemen oder mit synchronisierter Variation der Drehgeschwindigkeiten der Wickelwalzen oder einer Kombination dieser Systeme. In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist das Unterbrechungsteil ein Unterdruckteil, welches eine Kraft auf das Bahnmaterial ausübt, die seine Zuführung hemmt. Beispielsweise kann das Unterdruckteil eine Gegenfläche umfassen, längs welcher das flexible Teil läuft. In einer alternativen Ausführungsform ist das Unterbrechungsteil ein mechanisches Bauteil, welches die Zufuhr des Bahnmaterials hemmt. Beispielsweise kann das mechanische Unterbrechungsteil mit dem Kernspender synchronisiert sein, um auf das Bahnmaterial in Verbindung mit einem Wickelkern einzuwirken, der sich längs des Kanals bewegt. Das Bahnmaterial kann in diesem Fall zwischen dem Kern und dem Unterbrechungsteil gequetscht werden. Das Unterbrechungsteil kann auch an einer anderen Stelle einwirken, jedoch und vorzugsweise abstromseitig zu dem Kern in Zuführrichtung des Bahnmaterials.
Nach einem aneren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung von Stämmen aus aufgewickeltem Bahnmaterial entsprechend Anspruch 16. Dieses Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:

– Zuführen des Bahnmaterials zu einem Aufwickelsystem;
– Aufwickeln eines ersten Stammes aus Bahnmaterial auf einen ersten Wickelkern;
– Unterbrechen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns des ersten Stammes, wobei eine freie Endkante des ersten Stammes und eine freie Anfangskante zum Aufwickeln eines zweiten Stammes gebildet werden;
– Anheften der freien Anfangskante an einen zweiten Wickelkern, um die Bildung eines zweiten Stammes durch reziproke elektrostatische Anziehung zwischen Kern und freier Kante zu beginnen.

Entsprechend einem praktischen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Stämmen aus aufgewickeltem Bahnmaterial, das die folgenden Schritte aufweist: Zuführen des Bahnmaterials zu einem Aufwickelsystem; Aufwickeln eines ersten Stammes aus Bahnmaterial auf einen ersten Wickelkern; Unterbrechen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns des ersten Stammes, wobei eine freie Endkante des ersten Stammes und eine freie Anfangskante zum Aufwickeln eines zweiten Stammes gebildet werden; Anheften der freien Anfangskante an einen zweiten Kern durch Auftragen elektrostatischer Ladungen, die eine reziproke Anziehung zwischen Kern und freier Kante bewirken; und wobei die elektrostatischen Ladungen angewandt werden, nachdem der Kern mit dem Bahnmaterial in Kontakt gekommen ist.
Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung von Stämmen aus aufgewickeltem Bahnmaterial, das die folgenden Schritte umfaßt: Zuführen des Bahnmaterials zu einem Aufwickelsystem; Aufwickeln eines ersten Stammes aus Bahnmaterial auf einen ersten Wickelkern; Unterbrechen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns des ersten Stammes, wobei eine freie Endkante des ersten Stammes und eine freie Anfangskante zum Aufwickeln eines zweiten Stammes gebildet werden; Anheften der freien Anfangskante an einen zweiten Kern durch Anwendung elektrostatischer Ladungen, die eine reziproke Anziehung zwischen Kern und freier Kante bewirken; und wobei die Kerne in einen Einfügkanal eingefügt werden, der durch eine Rollfläche und ein bewegliches Teil definiert ist, und wobei die elektrostatischen Ladungen in Höhe des Kanals angewandt werden.
In einer praktischen Ausführungsform wird der Kern elektrostatisch geladen um das Anheften der freien Anfangskante auf ihm zu bewirken.
Diese Maßnahmen verhindern die Streuung der elektrostatischen Ladung, die auf den Kern und/oder das Bahnmaterial aufgetragen worden ist insgesamt oder in jedem Falle in einem Ausmaß, das ihre Arbeitsweise beeinflußt, ehe sie die Anziehung und Adhäsion der freien Anfangskante bewirkt hat; nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite Kern in Kontakt mit dem Bahnmaterial gebracht, ehe er elektrostatisch aufgeladen wird. Vorzugsweise wird das Bahnmaterial unterbrochen und somit eine freie Anfangskante gebildet, nachdem der Kern mit dem Bahnmaterial in Kontakt gebracht worden ist, und vorzugsweise unmittelbar nachdem der Kern elektrostatisch aufgeladen worden ist oder während der Kern elektrostatisch aufgeladen wird.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Aufwickelmaschine und des erfindungsgemäßen Aufwickelverfahrens sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben und werden im Einzelnen weiter unten anhand einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Kurze Angabe der Figuren
Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung praktischer und nichtbeschränkender Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung, die in den beigefügten Figuren dargestellt sind, besser verstanden werden. Es zeigen:
1A bis 1D eine Arbeitsabfolge einer erfindungsgemäßen Maschine in einer ersten Ausführungsform;
2 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht entsprechend einer Ebene quer zur Zuführrichtung des Bahnmaterials, von einem Unterdruckteil und dem Wickelkern-Zuführteil;
3 einen Teilschnitt entsprechend III-III aus 2;
4 einen Schnitt durch das Unterdruckteil in einer anderen Ausführungsform;
5 einen Schnitt entsprechend V-V aus 4;
6A-6E eine Betriebsabfolge einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine;
7 eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele mit einem peripheren Aufwickelsystem beschrieben. Jedoch können die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien auch mit einem zentralen Aufwickelsystem kombiniert werden.
Die beigefügte Zeichnung zeigt die grundsätzlichen Elemente der erfindungsgemäßen Maschine in einer Darstellung, die ihre Betriebsweise erläutert. In der in den 1A-1D dargestellten Aufwickelmaschine umfaßt die Maschine einen Aufwickelrahmen, der durch drei Wickelwalzen, nämlich eine erste Wickelwalze 1, eine zweite Wickelwalze 2 und eine dritte Wickelwalze 3 gebildet ist. Die drei Wickelwalzen 1, 2, 3 drehen um parallele Achsen und mit Umfangsgeschwindigkeiten, die während des Aufwickelzyklus im Wesentlichen gleich sind, während sie in an sich bekannter Weise am Ende des Aufwickelns variieren können, um den vervollständigten Stamm auszugeben und/oder den neuen Kern einzufügen, auf welchen das Aufwickeln des nachfolgenden Stammes durch einen Walzenspalt 5 begonnen hat, der zwischen den Wickelwalzen 1 und 2 definiert ist.
Die Wickelwalze 3 ist von einem Paar von Schwingarmen 7 getragen, die um eine Schwingachse 7A aufgehängt sind. Die Schwingbewegung erlaubt den Aufbau des Stammes R, der innerhalb des Aufwickelrahmens 1, 2, 3 gebildet und als vervollständigter Stamm über eine Rutsche 9 ausgegeben wird.
Das zur Bildung des Stammes R aufzuwickelnde Bahnmaterial ist mit N bezeichnet. Es bewegt sich längs eines Zuführweges, der eine nicht dargestellte Perforationseinheit kreuzt, die das Material N in an sich bekannter Weise längs Perforationslinien, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Zuführrichtung fN des Materials N erstrecken, perforiert. Abstromseitig zur Perforationseinheit läuft das Bahnmaterial N um eine Führungsrolle 11, die sich um eine zu den Achsen der Wickelwalzen 1, 2, 3 parallele Achse dreht. Der Bahnmaterial-Zuführweg erstreckt sich dann weiter über einen Abschnitt tangential zu der Walze 1 und der Rolle 11 und ist durch ein flexibles Zuführteil 13, bestehend aus mehreren ebenen parallelen Gurten, die um die Walze 1 und die Rolle 11 laufen, definiert. Das Zuführteil dient hauptsächlich zum Einfügen und Vorwärtsbewegen der tubusförmigen Wickelkerne A, auf die die Stämme R aufgewickelt werden sollen, was nachstehend noch deutlich wird. Da die das Zuführteil 13 bildenden Gurte um die Walze 1 und die Rolle 11 laufen, bewegen sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Bahnmaterial N, sodaß keine Relativbewegung zwischen dem letzteren und den Gurten besteht.
Unterhalb des Abschnittes des Zuführteiles parallel zum Bahnmaterial N befindet sich eine gebogene Rollfläche 15, die durch einen Metallbogen oder einen gebogenen Balken, mehrere Metallbogen oder gebogene Balken definiert ist, die parallel zueinander sind oder eine kammartige Struktur haben. Zwischen der Rollfläche 15 und dem Zuführteil 13 ist ein Einfüg- und Zufuhrkanal 17 für die Wickelkerne definiert, welcher einen Einlaß auf der linken Seite der Figuren und einen im Wesentlichen dem Walzenspalt 5 zwischen den Wickelwalzen 1 und 2 entsprechenden Auslaß aufweist. Der Endteil des Kanals ist daher zwischen der Rollfläche 15 und der Außenfläche der Wickelwalze 1 definiert, um welche das Zuführteil 13 läuft, wobei die Rollfläche derart gebogen ist, das sie im Großen und Ganzen mit der Oberfläche der Walze 1 koaxial ist. Der Endteil der Fläche 15 drint in in der Wickelwalze 2 ausgebildete ringförmige Nuten ein, um ein leichtes Passieren der auf der Fläche 15 zum Walzenspalt 5 und von dort zum Aufwickelrahmen 1, 2, 3 zu ermöglichen.
Nahe zum Einlaß des Kanals 17 ist ein Kerneinzug vorgesehen, der aus einem rotierenden Element 19 besteht, das im geeigneten Augenblick einen Wickelkern A in den Kanal 17 einfügt. Die Kerne sind vor dem Kerneinzug 19 mittels eines Kettenförderers 21 positioniert. Die Arbeitsweise des Kerneinfügmechanismus ist an sich bekannt, beispielsweise aus den in der Beschreibungseinleitung genannten Dokumenten und wird hier nicht im Einzelnen beschrieben.
Die Höhe des Kanals 17 ist gleich oder geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Wickelkerne A, sodaß sie dann, wenn sie durch den Kerneinzug 19 in den Kanal hineingeschoben werden, drehbeschleunigt werden und auf der Fläche 15 rollen, gestoßen durch die Bewegung des Zuführteiles 13. Das Bahnmaterial N bleibt zwischen den Gurten, die das Zuführteil 13 bilden, und dem in den Kanal eingefügten Kern eingeklemmt.
Oberhalb des unteren Trums des Zuführteils 13 befindet sich ein Unterdruck- oder Ansaugteil 23, das nachfolgend genauer beschrieben wird. Es besitzt eine Ansaugfläche, die sich zur Zuführrichtung der Kerne A und des Bahnmaterials N quer erstreckt. Das Ansaugteil übt auf das Bahnmaterial N in der Übergangsphase einen Unterdruck aus, das heißt, wenn der Stamm R fast vervollständigt ist und das Bahnmaterial N unterbrochen werden muß, um eine freie Endkante, die auf den fertigen Stamm aufgewickelt werden soll, und eine freie Anfangskante zu erzeugen, die auf einen neuen in den Kanal 17 eingefügten Kern A zum Beginn des Aufwickelns eines neuen Stammes aufgewickelt werden soll. Der Unterdruck erzeugt eine Kraft orthogonal zur Unterfläche des Ansaugteils 23. Die auf das bahnmaterial durch die Fläche ausgeübte Reibkraft genügt, Zug und Bruch des Materials zu erzeugen.
In dem Raum innerhalb des durch das Zuführteil gebildeten geschlossenen Weges ist ein elektrostatischer Ladungsbalken 501 positioniert. Ein zweiter Balken 503 ist unter der Rollfläche 15 positioniert. Diese Balken und die mit ihnen verbundenen Hochspannungsgeneratoren sind an sich bekannt und dienen beispielsweise zum elektrostatischen Aufladen von Kunststofffilmen oder im Gegenteil als Ionisierer zum Eliminieren elektrostatischer Ladungen von Kunststofffilmen oder anderen Produkten.
Elektrostatische Ladevorrichtungen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind beispielsweise im Handel von der Firma Haug GmbH & Co KG (Deutschland) oder von Haug Biel AG (Schweiz) mit den Codes ALS-A und ALS-R. Die Balken 501 und 503 geben Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens, sodaß das Bahnmaterial N mit einem Vorzeichen und die Kerne mit dem entgegengesetzten Vorzeichen geladen werden. Das Ladungsvorzeichen kann von dem Material abhängen, das die Kerne A und das Material N bilden.
Es ist auch möglich, einen einzigen Balken oder selbst mehrere Balken des gleichen Vorzeichens zu verwenden und so anzuordnen, daß sie nur die Kerne oder, weniger bevorzugt, nur das Bahnmaterial laden. Jedenfalls stellt sich die reziproke Anziehung zwischen Kernen und Bahnmaterial aufgrund der elektrostatischen Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens stets ein.
Der Betrieb der soweit beschriebenen Maschine läuft wie folgt ab. 1A zeigt den Anfangsmoment der Einfügung des neuen Kernes A2 in den Kanal 17; auf diesen Kern wird nach Vervollständigung des auf den Kern A1 aufgewickelten Stammes R ein neuer Stamm aufgewickelt werden. 1B zeigt den Augenblick darnach, wenn der Kern A2 sich in Kontakt mit der Rollfläche 15 und dem Bahnmaterial N befindet, welches zwischen dem Kern und dem Teil 13 eingeklemmt ist. Der Kern rollt auf der Fläche 15 und wird drehbeschleunigt bis sein Kontaktpunkt mit dem Bahnmaterial N auf die gleiche Zuführgeschwindigkeit gebracht worden ist wie diejenige des Materials selbst.
1C zeigt den Augenblick unmittelbar vor dem Bruch oder der Unterbrechung des Bahnmaterials. Der auf den Wickelkern A1 aufgewickelte Stamm R ist bereit, aus dem Aufwickelrahmen ausgestoßen zu werden, während der neue Kern A2 zwischen den beiden Balken 501, 503 hindurchläuft und durch den Balken 503 elektrostatisch aufgeladen wird, während der Balken 501 einen Teil des Bahnmaterials neben dem Bereich, in welchem es unterbrochen und in welchem die freie Anfangskante für das Anheften an den neuen Kern A2 gebildet wird, mit entgegengesetztem Vorzeichen lädt.
Aus 1C und 1D sieht man, daß die Rollfläche 15 eine kammartige Struktur oder wenigstens eine Reihe von Kerben aufweist, die es dem Kerneinzug 19 erlauben, die Drehung um seine eigene Drehachse zu vervollständigen und sich für die Einfügung des nächsten Kernes zuzurüsten.
P zeigt die Position einer kreuzweisen Perforationslinie an, die auf dem Bahnmaterial durch die nicht dargestellte Perforiereinheit erzeugt worden ist und längs der das Bahnmaterial gerissen wird. Die Perforation P ist unmittelbar abstromseitig zu einem Ansaugbereich lokalisiert, der durch Unterdruck- oder Ansaugöffnungen, Schlitze oder Löcher längs einer unteren Fläche einer durch das Ansaugteil 23 gebildeten Ansaugbox definiert ist. Der Unterdruck ist als solcher wie auch zeitlich gesteuert, um wirksam zu werden, wenn die Perforationslinie P sich in der in 1C gezeigten Position oder weiter stromabwärts in Zuführrichtung des Bahnmaterials N befindet. Auf diese Weise wird dann, wenn der Unterdruck aktiviert ist, das Bahnmaterial in dem Bereich scharf brechen, in welchem sich die Ansauglöcher oder -öffnungen befinden. Während fortgesetzter Drehung des Stammes R wird das Bahnmaterial zwischen der Tangente an den Stamm R und dem Ansaugbereich gespannt und reißt längs der Perforationslinie, die den schwächsten Abschnitt des Bahnmaterials bildet. Die Wickelwalze 1 hat eine Oberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten zwischen den das Teil 13 bildenden Gurten 13A, sodaß das Reißen des Bahnmaterials auf der Perforationslinie stattfindet, die am nächsten zu dem Bereich liegt, in welchem Unterdruck angewandt wird. In der Praxis verhindert der hohe Reibungskoeffizient der Oberfläche der Walze 1, mit der das Bahnmaterial in Kontakt sich befindet, das abstromseitige Ausbreiten der Spannung zu dem Stamm R1, der sich in der Vervollständigung befindet.
Gemäß 1C ist der Kern A2 schon mit dem Bahnmaterial aufstromseitig des Reiß- und Ansaugbereichs in Kontakt und ist schon in Drehung versetzt und durch die Balken 501, 503 elektrostatisch aufgeladen worden. Wenn die wie oben beschrieben eingeleitete Spannung das Bahnmaterial zum Reißen längs der Perforationslinie P bringt, hält der Kern A2 das Bahnmaterial N gegen die das Zuführteil 13 bildenden Gurte und verhindert somit den Verlust der freien Anfangskante Li des Bahnmaterials N, die sich aufgrund des Reißens gebildet hat. Weiterhin begrenzt und beschränkt der Kern die Dehnung des Bahnmaterials, welches wegen des durch das Ansaugen hervorgerufenen Bremsens erschlafft. Tatsächlicherschlafft das Bahnmaterial aufstromseitig des Kontaktbereichs mit dem Kern A2 nicht mit den sich daraus ergebenden Vorteilen des Fehlens von Falten und dergleichen in den Windungen innerhalb des Stammes. Die freie Endkante Lf des Stammes R beendet das Aufwickeln auf den Stamm, der durch Verändern der Unfangsgeschwindigkeit der Wickelwalze 2 und/oder der Wickelwalze 3 in an sich bekannter Weise ausgestoßen wird. Um das Reißen oder den Unterbruch des Bahnmaterials durch den auf es angewandten Unterdruck zu erleichtern, ist es auch möglich, die Wickelwalze 3 vor dem Aktivieren des Unterdruckes vorübergehend zu beschleunigen. Diese Beschleunigung, selbst wenn sie geringfügig ist, setzt das Bahnmaterial unter Vorspannung und garantiert das Reißen sobald der Unterdruck aktviert ist.
Die auf den Kern A2 unmittelbar vor oder während des Reißens des Bahnmaterials N aufgebrachte elektrostatische Ladung (wenn nötig kombiniert mit der vorzeichenmäßig entgegengesetzten auf das Bahnmaterial N aufgebrachten Ladung) läßt den Anfangsabschnitt des Bahnmaterials elektrostatisch an den Kern anziehen und an ihm haften so als wäre Klebstoff auf den Kern aufgebracht worden (1D). Die Nähe der elektrostatischen Ladung des Kernes und des Reißens des Bahnmaterials N stellt in räumlicher und zeitlicher Hinsicht sicher, daß die elektrostatischen Ladungen sich nicht verstreuen, sodaß die elektrostatische Anziehung sehr effektiv ist.
Da die Wickelwalze 1 und die Rolle 11 ihre Drehung fortsetzen, dreht das Zuführteil 13 nach Bruch des Bahnmaterials weiter und bewegt den Kern A2 längs des Kanals 17 weiter. Die Kontaktstelle zwischen dem Kern und dem Zuführteil 13 überschreitet den Ansaugbereich (1B) und die freie Anfangskante Li des Bahnmaterials N haftet an dem Kern aufgrund seiner elektrostatischen Ladungen, sodaß somit des Aufwickeln eines neuen Stammes beginnt. Der fertige Stamm R befindet sich noch im Aufwickelrahmen, könnte jedoch auch seine Ausgabebewegung eingeleitet haben. In dieser Phase ist das Ansaugen schon unterbrochen worden. Die Endkante Lf des Bahnmaterials beendet das Aufwickeln auf den Stamm R und wird an ihn in bekannter Weise angeklebt.
Wenn das Aufwickeln des neuen Stammes auf den Kern A2 vervollständigt ist, wird der vorstehend beschriebene Übergangszyklus wiederholt.
Wie bereits erwähnt kann der Kerneinfügkanal 17, längs dessen das Ladungen auf den Kern und/oder das Bahnmaterial aufbringende elektrostatische System angeordnet ist, in unterschiedlicher Weise verwirklicht werden. Die Gurte 13 können fehlen, während die Fläche 15 sich ungefähr koaxial mit der Fläche der Wickelwalze 1 über einen Teil derselben entwickelt. In dieser Konfiguration kann beispielsweise ein einziger unterer elektrostatischer Balken vorgesehen sein. Das Bahnmaterial-Unterbrechungssystem kann bekannter Art sein, unter der Fläche 15 positioniert sein, oder kann auf Verfahren basieren, die mit einer Beschleunigung der Wickelwalze 3 und/oder Luftstrahlen, Unterdruck oder Kombinationen dieser Einrichtungen arbeiten. Die Benutzten Reißsysteme können auch solche sein, die in dem Dokument WO-A-2004/005173 beschrieben sind.
2 und 3 zeigen einen Querschnitt und einen Schnitt entsprechend III-III aus 2 von der Ansaugkammer 23. Sie besitzt eine Unterdruckbox 31, deren Boden durch eine Wand 33 definiert ist, längs deren Außenwand 33A das Bahnmaterial läuft. Die Außenfläche der Wand 33 bildet eine Gegenfläche, auf der das Bahnmaterial läuft und gegen die es durch den in den Kanal 17 eingefügten Wickelkern bei jedem Übergangszyklus gepreßt wird. Die Außenflächen der Gurte 13A sind fluchtgerecht mit der Außenfläche 33A der Wand 33 oder stehen aus ihr geringfügig vor.
Zwischen benachbarten Gurten 13A ist die Wand 33 mit jeweils perforierten Abschnitten versehen, d.h. Durchgangslöcher, Öffnungen oder Aperturen 37. In Höhe dieser perforierten Abschnitte sind im Inneren der Unterdruckbox 31 Diaphragmen oder Lamellen 39 vorgesehen, die parallel zur Zuführrichtung des Bahnmaterials N gleiten und ebenso mit Löchern 41 versehen, die bezüglich der Löcher 37 gestaffelt sind, wie man besonders aus 3 erkennt. Die Diaphragmen oder Lamellen 39 bilden Verschluß- und Öffnungselemente, die die Löcher 37 öffnen und schließen, wenn sie abwechselnd in der einen Richtung oder der anderen gleiten, und dabei abwechselnd mit dem Inneren der Box 31 kommunizieren oder nicht kommunizieren. Wenn die Diaphragmen 39 sich alternativ in der einen oder der anderen Richtung bewegen, wird der Unterdruck in zeitlich gesteuerter Weise aktiviert oder deaktiviert entsprechend der Position der Perforationslinie P zum Reißen des Bahnmaterials. Das Innere der Unterdruckbox 31 kann konstant bei einem Unterdruck bleiben, d.h. bei einem Druck unterhalb dem Atmosphärendruck, was ein schnelles Eintreten des Unterdrucks selbst bei sehr kurzem Wickelzyklus garantiert. Der Unterdruck in der Unterdruckbox 31 wird beispielsweise durch eine Verbindung mit einer Vakuumpumpe, einem Gebläse oder anderen geeigneten nicht dargestellten Mitteln aufrechterhalten.
4 und 5 zeigen andere Konfigurationen des Ansaufteils. In diesem fall umfaßt das Ansaugteil 23 eine kontinuierliche Unterdruckkammer 51, d.h. eine Kammer, in welcher ein Druck unterhalb Atmosphärendruck dauernd aufrecht erhalten wird. Die Kammer kann zu bestimmten eingestellten Zeiten mit einer zeitlich gesteuerten Unterdruckkammer 53 verbunden sein, deren untere Wand 55 eine Gegenfläche 55A mit Funktionen definiert, die analog jenen der oben beschriebenen Gegenwand 33A sind. In der Wand 55 sind Gehäuse 57 vorgesehen, in denen das Zuführteil 13 bildende Gurte 13A laufen.
Die Wand hat einen Kreuzschlitz oder eine Apertur 59, die wenn nötig in Höhe der Gurte 13A unterbrochen ist. Über diesen Kreuzschlitz oder diese Apertur 59 wird der Unterdruck-Bremseffekt auf das Bahnmaterial N übertragen, was zu dessen Bruch längs der Perforationslinie P führt. Um einen Ansaugeffekt zu erhalten, der genau zeitlich gesteuert ist, die richtige Dauer hat und auf den Vorbeilauf der Perforationslinie P zeitlich abgestimmt ist, sind die Kammern 53, 55 über ein eine feste Platte 61 aufweisendes Ventilsystem mit eine Reihe von Aperturen oder Schlitzen 63 verbunden, die entsprechend der Zuführrichtung des Bahnmaterials N verlängert und nebeneinander kreuzweise zur Zuführrichtung positioniert sind. Unter der festen Platte 61 befindet sich eine mit Schlitzen oder Aperturen 67 versehene Gleitplatte 65, die sich analog zu den Aperturen oder Schlitzen 63 erstreckt. Die Gleitplatte ist weiterhin mit einem Betätiger 69 verbunden, der das Gleiten der Platte entsprechend dem Doppelpfeil f65 (5) zeitlich steuert.
Gemäß 5 können die beiden Platten 61 und 65 derart positioniert sein, sodaß die Schlitze 63 und 67 gestaffelt sind und deshalb die beiden Unterdruckkammern 51 und 53 voneinander isoliert sind. In diesem Fall wird kein Unterdruck auf das Bahnmaterial N angewandt. Dies ist die Einstellung während normalen Aufwickelns des Stammes R. Wenn das Bahnmaterial gerissen oder unterbrochen werden soll, wird die bewegliche Platte 65 in die eine Richtung oder die andere Richtung entsprechend dem Pfeil f65 bewegt, um die Aperturen oder Schlitze 67 auf die Schlitze 63 (wie in 5) auszurichten und daher die Unterdruckkammer 53 mit der Unterdruckkammer 51 zu verbinden. Unter diesen Umständen wird Unterdruck auf das Bahnmaterial N ausgeübt, sodaß es gebrochen und sein Reißen veranlaßt wird.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufwickelmaschine ist in den 6A-6E dargestellt, in welchen gliche Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile aus den vorstehenden Ausführungsformen bedeuten. In dem Ausführungsbeispiel der 6A-6E ist die Konfiguration der Aufwickelteile im Wesentlichen die gleiche wie in den 1A-1D. Jedoch ist die Unterdruckkammer durch ein mechanisches Unterbrechungsteil ersetzt. Das mechanische Unterbrechungsteil 111 ist in dem Raum positioniert, der von dem flexiblen Teil 13 und der Wickelwalze 1 und der Rolle 11 umschlossen ist, und dreht um eine Achse X, die parallel zu den Achsen der Walze und Rolle ist. Die Drehrichtung ist in diesem Beispiel entgegengesetzt zur Drehrichtung der Walze 1 und der Rolle 11, d.h. es dreht gemäß der Zeichnung in Uhrzeigerrichtung.
Das Teil 111 ist mit einer Reihe von Drückern 113 an dem Ende von Armen versehen, deren Länge so ist, daß die zylindrische Envelopenfläche der Drücker 113 geringfügig über die durch die Gurte 13A des flexiblen Teils 13 definierte Fläche vorsteht.
Gemäß 6A befindet sich der auf dem Kern A1 gebildete Stamm R im Aufwickelrahmen, der durch die Walzen 1, 2, und 3 gebildet ist, und ist fast vollständig. Der neue Kern A2 ist in den Kanal 17 durch den Kerneinzug 19 hineingestoßen, der zwischen den Gurten 13A des flexiblen Teils 13 und der Rollfläche 15 gebildet ist. P zeigt die augenblickliche Position der Perforationslinie an, längs der das Bahnmaterial brechen wird. Diese Position befindet sich aufstromseitig zur Position des neuen Kern A2. Das Unterbrechungsteil dreht sich um seine eigene Drehachse X und die Drücker 113 weisen nach oben, d.h. auf die entgegengesetzte Seite bezüglich des Kanals 17.
In 6B beginnt der Kern A2 in den Kanal 17 zu rollen und bewegt sich zum Arbeitsbereich der Balken 501, 503 der elektrostatischen Vorrichtung. Das drehende Unterbrechungsteil 111 setzt seine Drehung fort. Die Perforationslinie P, längs der das Bahnmaterial unterbrochen werden wird, befindet sich noch aufstromseitig zum Kern A2.
In 6C hat sich der Kern weiter bewegt, rollt auf die Fläche 15 und die Perforationslinie P befindet sich abstromseitig zum Kern A2, welcher beim Durchlauf zwischen den Balken 501, 503 elektrostatisch aufgeladen wurde. Die Drücker 113 des drehenden Unterbrechungsteils 111 weisen jetzt nach unten und sind dabei, zwischen den Gurten 13A hindurchzudringen.
Gemäß 6D befinden sich die Drücker 113 in einer zu derjenigen Fläche orthogonalen Position, die durch das untere Trum des flexiblen Teils 13 definiert ist, und zwar in dem Augenblick, wenn der Kern A2 unter ihm hindurchläuft. Auf diese Weise und aufgrund des Umstandes, daß die Drücker 113, die mit einem Material hohen Reibungskoeffizienten bedeckt sind, geringfügig über das flexible Teil 13 vorstehen, wird das bahnmaterial N zwischen den Drückern und dem Kern A2 gequetscht. Die Geschwindigkeit des Teiles 111 unterscheidet sich von der Geschwindigkeit des Bahnmaterials (ist beispielsweise entgegengesetzt), was zum Reißen längs der Perforationslinie P aufgrund der zu großen Spannung im Bahnmaterial führt. 6E zeigt den Augenblick, nachdem dann, wenn das Teil 111 mit dem Bahnmaterial N nicht länger in Kontakt ist, die freie Endkante Lf das Aufwickeln des Stammes R beendet und die freie Anfangskante Li an den Wickelkern A2 elektrostatisch angezogen wird und mit dem Aufwickeln auf ihn beginnt.
Das Teil 111 könnte auch in entgegengesetzter Richtung bezüglich der in den 6A-6E gezeigten Richtung drehen, vorausgesetzt, daß die Drücker 113 eine andere Geschwindigkeit haben als die Geschwindigkeit des Bahnmaterials N, um einen Bremseffekt auf es auszuüben, es daher zu spannen und zu brechen.
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann das mechanische Unterbrechungsteil vor dem Durchlauf des Kernes A2 wirken. In diesem Fall wird es dem Kern A2 nicht entgegenhandeln. Dennoch kann das Reißen des Bahnmaterials erhalten werden beispielsweise dadurch, daß der mit dem Bahnmaterial in Kontakt kommenden Oberfläche des Unterbrechungsteils ein besonders hoher Reibungskoeffizient mit einer gering abrasiven oder adhärenten Beschichtung gegeben wird, beispielsweise mit einer Beschichtung aus abrasivem Material. Alternativ kann das mechanische Teil mit Spitzen oder Stiften versehen werden, die in das Bahnmaterial eindringen, es zurückhalten oder es in die entgegengesetzten Richtung bezüglich der Zuführrichtung des Bahnmaterials N ziehen. In jedem Fall übt das mechanische Teil eine verzögernde, bremsende, zurückhaltende oder behindernde Wirkung auf die Vorwärtsbewegung des Bahnmaterials N aus und die Wirkung reicht für das Reißen desselben aus. Umgekehrt kann Vorsorge dafür getroffen werden, daß das mechanische Teil, wenn es wie in 6A-6E gezeigt dreht, eine örtliche Beschleunigungswirkung auf das Bahnmaterial ausübt. Beispielsweise kann das mechanische Teil derart drehen, daß es bei seiner Einflußnahme auf das Bahnmaterial N sich in der gleichen Richtung wie das letztere bewegt, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit. Durch einen hinreichend hohen Reibungskoeffizienten einer Fläche und/oder durch in das Bahnmaterial eindringende Spitzen oder Stifte kann das Bahnmaterial zwischen der Quetschstelle durch den neuen Kern A2 und der Kontaktstelle mit dem mechanischen Unterbrechungsteil gespannt werden. Die Unterbrechung wird ausgeführt durch Reißen der Perforationslinie, die bei geeigneter zeitlicher Steuerung der Maschine in demjenigen Teil des Bahnmaterials lokalisiert ist, der dem Zug unterworfen ist.
Der Wickelkern kann so gestaltet sein, daß er in dem Endprodukt verbleibt, oder nach dem Aufwickeln des Stammes herausgezogen und recycled werden kann. Das Bahnmaterial-Unterbrechungssystem arbeitet in beiden Fällen äquivalent. Die Abwesenheit von Klebstoff erleichtert die Verwendung wiederverwendbarer Kerne, die nicht gesäubert werden müssen, um an ihnen hängende Klebstoffreste und/oder Bahnmaterial zu entfernen.
7 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei welcher die elektrostatischen Ladungen in Verbindung mit Klebstoff verwendet werden. Gleiche Bezugszeichen zeigen gleiche oder solche Teile an, die jenen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen. Gemäß 7 ist aufstromseitig zum Einlaß in den Kanal 17 das Ende einer Rutsche 601 für die Wickelkerne A positioniert. Der erste Kern der reihe wird von einem Einzug erfaßt, welcher aus einem um eine Achse 603A drehenden Teil 603, das mit einer festen Klaue 605 versehen ist, und einer beweglichen von einem Betätiger 609 gesteuerten Klaue 607 besteht, welcher von dem Drehteil 603 getragen ist. Die Arbeitsweise wird nachstehend erläutert.
Unter der Rutsche 601 befindet sich ein Klebstoffspender 611 mit einem Klebstoffbehälter 613, innerhalb dessen eine eine im vorliegenden Beispiel hin und hergehende Bewegung ausführende Vorrichtung 615 eingetaucht ist, die in den Klebstoff eintaucht und aus ihm hervortritt, um einen Klebstoffstreifen auf einen in der Position Ax befindlichen Kern aufzutragen.
Die Wirkungsweise der Maschine gemäß 7 gestaltet sich wie folgt: Wenn der Stamm R dabei ist, fertiggestellt zu werden, wird ein endloser oder diskontinuierlicher Klebstoffstreifen auf den Kern in der Position Ax durch die Vorrichtung 615 aufgetragen, die Klebstoff aus dem Behälter 613 entnimmt. Der Kern wird von der festen Klaue 605 und von der beweglichen Klaue 607 ergriffen, die vom Drehteil 603 getragen ist. In dem Augenblick, wenn der Kern in den Kanal 17 eingefügt werden muß, dreht sich das Drehteil 603 in Uhrzeigerrichtung, um die Klauen aus derjenigen Position, in welcher sie den Kern in der Position Ax ergreifen, in die Position für das Einfügen des Kernes in den Kanal 17 zu bringen, wobei der Kern zwischen der Rollfläche 15 und dem Bahnmaterial N geschoben wird und auf dem flexiblen Teil 13 läuft. Der auf diese Weise eingefügte Kern beginnt sich zu drehen und rollt auf der Fläche 15, wobei sein Vorschub durch öffnen der beweglichen Klaue 607 unter Steuerung des Betätigers 609 ermöglicht wird.
Durch die Verwendung der Klauen 605, 607 wird der Winkel, unter welchem der Kern A in den Kanal 17 eingefügt wird, und daher auch die Position der auf den Kern aufgebrachten Klebstoffstreifen in zuverlässiger und definierter Weise gesteuert. Die Position der Klebstoffstreifen ist bezüglich der Perforationslinie P, längs der das Bahnmaterial N unterbrochen werden soll, zeitlich gesteuert, sodaß dann, wenn der Kern auf der Fläche 15 zu rollen beginnt, der Klebstoffstreifen das Bahnmaterial unmittelbar abstromseitig zur Perforationslinie P berührt, das heißt in dem Bereich des Materials, der nach der Unterbrechung die freie Endkante Lf des vervollständigten Stammes R bildet. Auf diese Weise wird ein Klebstoffstreifen auf die freie Endkante Lf aufgebracht, um die freie Endkante zu schließen, ohne daß eine Klebstoffmaschine abstromseitig zur Aufwickelmaschine erforderlich ist. Um die Rückkehr der Kerngreiferklauen in ihre Anfangsposition zu ermöglichen, kann der nächste Kern durch ein Rückhaltesystem, beispielsweise durch einen beweglichen Anschlag, vorübergehend zurückgehalten werden.
Das Anhaften der durch den Unterbruch des Bahnmaterials erhaltenen freien Anfangskante Li an dem Kern tritt umgekehrt hauptsächlich durch die elektrostatische Anziehung zwischen der freien Anfangskante Li und dem Kern ein, wie oben im Einzelnen beschrieben worden ist.
Der Unterbruch des Bahnmaterials kann wie im Zusammenhang mit den 1A-1D oben beschrieben durch Unterdruck (7) erhalten werden. Alternativ kann das Unterdrucksystem 23 durch ein anderes Unterdrucksystem wie beispielsweise gemäß 6A-6E oder ein anderes system ersetzt werden.
Das Auftragen von Klebstoff auf das Bahnmaterial in Höhe der freien Endkante Lf kann auch in derer Weise verwirklicht werden, beispielsweise durch direkten Auftrag durch ein Sprühsystem oder Ähnliches.
Die Zeichnung zeigt nur praktische Ausführungsformen der Erfindung, die in Formen und Anordnungen variiren kann, ohne daß vom Schutzbereich des Konzepts, auf dem die Erfindung beruht, abgewichen wird. Das Vorhandensein von Bezugszeichen in den beigefügten Ansprüchen dient dem einzigen Zweck, das Lesen derselben im Lichte der Beschreibung und der beigefügten Figuren zu erleichtern, beschränkt jedoch in keiner Weise den Schutzbereich.

Claims

Wickelmaschine mit einem Zuführweg für Bahnmaterial (N) zu einem Aufwickelsystem (1, 2, 3), einem Trennteil (23; 111) zum Unterbrechen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns eines Stammes; einem Kern-Einführkanal (17), der definiert ist durch eine stationäre Rollfläche (15) und einem beweglichen Bauteil (13) mit einer Reihe von parallelen beabstandeten flexiblen Teilen, die um wenigstens zwei Walzen (1; 11) mitgenommen werden; einem Kernzuführer (19) zum Einfügen von Wickelkernen (A1, A2) nacheinander in den Kanal, gekennzeichnet durch eine elektrostatische Vorrichtung (501, 503) zum elektrostatischen Aufladen der Wickelkerne und/oder des Bahnmaterials, um aufgrund der elektrostatischen Ladungen eine reziproke Anhaftung der Kerne und der freien Anfangskante des Bahnmaterials zu erzeugen, die durch die Trennung des Materials am Ende des Aufwickelns jedes Stammes erhalten worden ist, wobei die elektrostatische Vorrichtung wenigstens einen mit einer Spannungsquelle verbundenen Ladungsbalken (501, 503) umfasst, der längs des Kanals (17) positioniert ist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Ladungsbalken gesteuert und längs des Kanals in einer Position angeordnet ist derart, dass elektrostatische Ladungen von dem Balken auf das Bahnmaterial und/oder den Kern übertragen werden, nachdem der Kern mit dem Bahnmaterial in Kontakt gelangte.
Maschine nach Anspruch 1, bei der das bewegliche Bauteil (13) und die Rollfläche (15) derart positioniert sind, dass dann, wenn ein Kern (A2) in den Kanal eingefügt ist, das Bahnmaterial (N) sich zwischen dem Kern und dem beweglichen Bauteil befindet und mit dem beweglichen Bauteil in Kontakt ist.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, bei welcher das bewegliche Bauteil ein Kernzuführteil ist.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine der wenigstens zwei Walzen (1, 11), um welche die Gurte mitgenommen werden, eine Wickelwalze als Teil des Aufwickelsystems (1, 2, 3) ist, um die das Bahnmaterial mitgenommen wird, wobei das Aufwickelsystem ein peripheres Aufwickelsystem ist.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das Trennteil (23; 111) mit den flexiblen Bauteilen (13) kombiniert und bezüglich der flexiblen Bauteile auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals (17) positioniert ist, um auf das Bahnmaterial durch die flexiblen Bauteile einzuwirken.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Balken (501; 503) derart positioniert ist, dass er die Kerne (A1, A2) elektrostatisch auflädt.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, welche einen Balken (501; 503) aufweist, der das Bahnmaterial (N) elektrostatisch auflädt.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei welcher ein oder mehrere Balken der elektrostatischen Vorrichtung zwischen den Walzen (11; 11), um welche die flexiblen Bauteile (13) mitgenommen werden, innerhalb eines von den flexiblen Bauteilen definierten endlosen Weges beherbergt sind.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das Trennteil (23; 111) zwischen den wenigstens zwei Walzen (1; 11), um die die flexiblen Bauteile (13) mitgenommen werden, angeordnet ist und auf das Bahnmaterial (N) durch das flexible Bauteil hindurch einwirkt.
Maschine nach Anspruch 10, bei welcher wenigstens ein Ladungsbalken (503) an einer Seite des Kanals gegenüber dem Trennteil angeordnet ist.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die stationäre Rollfläche (15) von einer kammartigen Struktur gebildet ist, wobei ein Ladungsbalken der elektrostatischen Vorrichtung unterhalb der stationären Rollfläche (15) angeordnet ist.
Maschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, welche eine Klebstoffvorrichtung (611) zum Auftragen von Klebstoff auf die freie Endkante der Stämme umfasst.
Maschine nach Anspruch 13, bei der die Klebstoffvorrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf den Kern einen Klebstoffspender aufweist, der Klebstoff auf das Bahnmaterial überträgt.
Verfahren zum Herstellen von Stämmen (R) aus aufgewickeltem Bahnmaterial (N) mit folgenden Schritten: Zuführen des Bahnmaterials zu einem Wickelsystem (1, 2, 3); Aufwickeln eines ersten Stammes (R) an Bahnmaterial um einen ersten Wickelkern (A1); Trennen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns des ersten Stammes, Bilden einer freien Endkante (Lf) des ersten Stammes und einer freien Anfangskante (Li) zum Aufwickeln eines zweiten Stammes; Anhängen der freien Anfangskante an einen zweiten Kern (A2) durch Anwendung elektrostatischer Ladungen, die eine wechselseitige Anziehung zwischen Kern und freier Kante erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrostatischen Ladungen angewandt werden, nachdem der Kern mit dem Bahnmaterial in Kontakt gelangte.
Verfahren zum Herstellen von Stämmen (R) aus aufgewickeltem Bahnmaterial (N) mit den folgenden Schritten: Zuführen des Bahnmaterials zu einem Aufwickelsystem (1, 2, 3); Aufwickeln eines ersten Stammes aus Bahnmaterial um einen ersten Wickelkern (A1); Trennen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns des ersten Stammes, Bilden einer freien Endkante (Lf) des ersten Stammes und einer freien Anfangskante (Li) zum Aufwickeln eines zweiten Stammes, gekennzeichnet durch Anhängen der freien Anfangskante an einen zweiten Kern (A2) durch Anwendung elektrostatischer Ladungen, die eine wechselseitige Anziehung zwischen Kern und freier Kante erzeugen; wobei die Kerne in einen Einführkanal (17), der durch eine stationäre Rollfläche (15) und ein bewegliches Teil (13) einschließlich einer Reihe von beabstandeten flexiblen Bauteilen, die um wenigstens zwei Walzen (1; 11) mitgenommen werden, definiert ist, wobei die elektrostatischen Ladungen längs des Kanals (17) angewandt werden.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei welchem der Kern elektrostatisch aufgeladen wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei welchem das Bahnmaterial elektrostatisch aufgeladen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, bei welchem das Bahnmaterial unterbrochen wird, nachdem der Kern mit dem Bahnmaterial in Kontakt gebracht worden ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, bei dem das Bahnmaterial sofort nach Anwendung der elektrostatischen Ladung unterbrochen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 20 bei dem die elektrostatischen Ladungen aufgebracht werden, wenn der Kern den Kanal passiert.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 21, bei welchem das Aufwickelsystem ein peripheres Aufwickelsystem mit einem Wickelgestell (1, 2, 3) ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem die flexiblen Bauteile um eine einen Teil des Aufwickelgestells (1, 2, 3) bildende Aufwickelwalze (1) mitgenommen werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 23, bei welchem Klebstoff auf die freie Endkante des Stammes aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem der Klebstoff auf den zweiten Kern aufgetragen und über den Kern auf das Bahnmaterial übertragen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 25, bei welchem ein Bahntrennteil (23; 111) zwischen den wenigstens zwei Walzen (1; 11) angeordnet wird, wobei das Trennteil auf das Bahnmaterial durch die flexiblen Bauteile einwirkt, die um die wenigstens zwei Walzen mitgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem ein elektrostatischer Ladungsbalken (503) längs des Kanals gegenüber dem Trennteil angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, bei dem ein elektrostatischer Ladungsbalken (501) längs des Kanals und zwischen den ersten und zweiten Walzen (1; 11) innerhalb des endlosen Weges angeordnet wird, der durch die flexiblen Bauteile definiert ist.