TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneid- und
Aufbringvorrichtung zur Verwendung bei einer
Bahnwickelvorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Haftklebeband (PSA-Band) sowie andere klebende und
nichtklebende Bänder und Bahnen werden oft auf Großrollen gewickelt,
die zum Beispiel 61 cm (24 Zoll) Breite oder 122 cm (48 Zoll)
Breite aufweisen können. Diese Großrollen werden zwecks
Versand und Verkauf später zu vielen einzelnen Rollen (zum
Beispiel von jeweils 2,5 cm Breite) zerschnitten. Im Betrieb
wird eine Bahn tyischerweise auf einen Kern gewickelt, bis
eine vorbestimmte Länge der Bahn darauf gewickelt ist, so daß
eine Großrolle entsteht. Dann wird die Bahn angehalten und in
Querrichtung durchgeschnitten, so daß die Großrolle
abgenommen werden kann. Dann kann ein Streifenelement, das ein Stück
Papier sein könnte, an dem Ende der Bahn auf der Großrolle
entlang aufgebracht werden, damit das Ende der Bahn leichter
ergriffen werden kann. Die Großrolle kann dann durch einen
neuen Kern ersetzt werden, und die vordere Schnittkante der
Bahn kann an dem Kern angeklebt werden, und die Bahn kann um
diesen herumgewickelt werden, um eine neue Großrolle zu
beginnen.
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Bekannte Großrollenwickelvorrichtungen der oben beschriebenen
Art weisen mehrere Nachteile in bezug auf drei getrennte
Vorrichtungen in der wickelvorrichtung auf. Die Vorrichtungen,
die weiter unten erläutert werden, sind die
Schneidvorrichtung zum Durchschneiden der Bahn über ihre gesamte Breite,
die Aufbringvorrichtung zum Aufbringen eines Streifens an
einer
Schnittkante der Bahn über deren Breite und eine
Wickelvorrichtung zur Handhabung der Bahn vor, während und nach dem
Schneid- und dem Aufbringvorgang.
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Was die Bahnschneidvorrichtungen betrifft, so machen es die
meisten bekannten Schneidvorrichtungen erforderlich, daß die
Bahnbehandlungsvorrichtung angehalten ist, während die Bahn
durchgeschnitten wird. Dadurch kann die hintere Schnittkante
der Bahn an der Großrolle befestigt werden, und die vordere
Schnittkante der Bahn kann auf den nächsten Kern aufgeklebt
werden. Es wäre jedoch zu wünschen, daß die Bahn
durchgeschnitten wird, ohne daß die Bahn langsamer bewegt oder
angehalten wird. Dieses Verfahren zum Ausführen eines
Arbeitsgangs, ohne die Anlage anzuhalten, wird hierin als
"fliegende" Ausführung des Arbeitsgangs bezeichnet, in diesem
Falle als das "fliegende" Durchschneiden.
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Bei einer Bahnhandhabungsvorrichtung, die bei der Minnesota
Mining and Manufacturing Company in St. Paul, Minnesota, dem
Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung, ausprobiert
wurde, wird die Bahn auf eine sich drehende Unterdrucktrommel
aufgelegt, wobei die Klebeseite der Bahn von der Trommel
abgewandt ist. Die Bahn wird durchgeschnitten, indem ein Messer
entgegen der umlaufenden Trommel gedreht wird, während die
Bahn gegen die Oberfläche der Trommel gerichtet wird. Durch
die von der Trommel gegen die Bahn ausgeübte Unterdruckkraft
werden die Schnittkanten der Bahn fest gehalten, so daß diese
nicht knittert. Bei dieser Konstruktion kann die Bahn
durchgeschnitten werden und kann das vordere Schnittende der Bahn
fliegend auf einen neuen Kern übergeführt werden, ohne daß
der Wickelvorgang gestoppt wird. Dadurch kann der
Wickelvorgang kontinuierlich weitergehen, was von Vorteil ist.
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Herkömmliche Messer können jedoch typischerweise keine
klebstoffbeschichteten Bahnen bei kontinuierlichen
Wickelvorgängen an einer Trommel durchschneiden, ohne daß Schwierigkeiten
eintreten, die in erster Linie durch den Klebstoff verursacht
werden. Insbesondere treten drei getrennte und miteinander
zusammenhängende Probleme auf. Als erstes kleben die Bahn und
der Klebstoff oft an dem Messer und überziehen dieses, wenn
sich das Messer durch die Schneidestelle dreht. Als zweites
sammelt sich der Klebstoff oft an dem Messer an. Als drittes
wird der Klebstoff oft durch die Schneidestelle in dem Träger
der Bahn hindurch übertragen und bleibt an der sich drehenden
Trommel kleben. Diese Probleme sind unerwünscht, und es wurde
versucht, sie zu beseitigen.
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Durch Aufbringen von Ölen, Fetten, Wachsen und Schmälzmitteln
auf das Messer, wie dies gewöhnlich bei Schneidwerkzeugen an
Drehmaschinen erfolgt, werden die Probleme mit der Ansammlung
und Übertragung des Klebstoffs nicht vollkommen beseitigt.
Auch durch Verändern der Messerschleifwinkel, der
Abmessungen, der Art der Zähne und der Größe der Zähne wurden diese
Probleme nicht beseitigt, und auch nicht durch Veränderung
des Winkels zwischen der Messerachse und der Oberfläche der
Trommel. Wird das Messer auf Temperaturen von -45 ºC bis 5 ºC
(-50 ºF bis 40 ºF) gekühlt, werden die Anhaftungsprobleme
meist beseitigt, jedoch werden der Klebstoff und die Bahn,
die mit dem Messer in Berührung kommen, während der Zeit
steif, in der sich das Messer und die Bahn berührten, und
dadurch kann die Bahn noch schwieriger durchzuschneiden sein.
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Eine weitere ins Auge gefaßte Lösung bestand darin, das
Messer zu erhitzen, wie dies in einem Katalog der Dienes-Werke
in Deutschland beschrieben ist. In dem Katalog ist
beschrieben, wie eine Bahn bei einer Temperatur durchgeschnitten
wird, die zu einem einfachen Weichwerden des Klebstoffs
geeignet ist. Damit der Klebstoff einfach weich wird, werden
die Falz- und Schermesser auf etwa 70 ºC (158 ºF) erhitzt,
was verhindern soll, daß der Klebstoff an dem Messer
klebenbleibt. Die in dem Katalog der Dienes-Werke offenbarten
Messer dienen jedoch zum Zerschneiden der Bahn in Längsrichtung
und nicht zum Durchschneiden in Querrichtung. Soll die Bahn
zerschnitten werden, werden die Messer kontinuierlich
entgegen der klebstoffbeschichteten Bahn gerollt oder gedrückt.
Wird der Klebstoff nahe an dem Messer durch Hitze erweicht,
wird die Scherfestigkeit des Klebstoffs im Bereich des
Messers kleiner als diejenige in dem restlichen Klebstoff. Durch
diese Klebstoff-Grenzschicht mit niedriger Festigkeit nahe an
dem Messer kann das zu zerschneidende Material so
zerschnitten werden, daß der meiste Klebstoff kontinuierlich vom
Messer abgestreift wird. Dennoch bleibt eine dünne Schicht
Klebstoff an dem Messer zurück, und das ist unerwünscht. Wird die
Temperatur erhöht, wird der Klebstoff zunehmend weich, und
das Anhaftungsproblem verschlimmert sich. Diese Ergebnisse
lassen erkennen, daß der Klebstoff noch weicher werden würde
und die Probleme mit dem Anhaften des Klebstoffs und dessen
Übertragung noch größer würden, wenn die Temperatur des
Messers weiter erhöht wird. Des weiteren betrifft die
vorliegende Erfindung nicht direkt das Zerschneiden in Längsrichtung,
sondern eher das Durchschneiden in Querrichtung, was
periodisch erfolgt und nicht kontinuierlich. Außerdem tritt die
kontinuierliche selbstreinigende Anpreß- und Abstreifwirkung
des daran befindlichen Klebstoffs, die beim Zerschneiden in
Längsrichtung auftritt, beim Durchschneiden in Querrichtung
nicht auf. Ohne diese überzieht der Klebstoff, der durch
Erhitzen weich geworden ist, oft das Messer und wird durch die
Bahn hindurch auf die Trommel gepreßt, was einen
inakzeptablen Reinigungsvorgang erfordert.
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In dem oben erwähnten Katalog der Dienes-Werke wird auch ein
Messer mit sehr hoher Temperatur offenbart, das als "Element"
bezeichnet wird, das bis auf 750 ºC (1382 ºF) erhitzt werden
kann. Bei dieser hohen Temperatur verkohlen der
Klebstoffüberzug und die Trägerschicht der Bahn. In dem Katalog der
Dienes-Werke wird erläutert, wie das Element eingesetzt wird,
um das Material zu "trennen" und die Stränge an der Kante
eines Gewebes "anzuschweißen" oder zu versiegeln, um ein
Zerfasern
zu verhindern, so wie beim Durchschneiden eines
Farbbands einer Schreibmaschine. Diese Probleme unterscheiden
sich jedoch von den oben beschriebenen und lassen sich nicht
allgemein bei klebstoffbeschichteten Bahnen anwenden. Es ist
daher zu wünschen, daß eine Schneidvorrichtung geschaffen
wird, die die nach dem Stand der Technik vorhandenen Probleme
beseitigt.
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Wenn die Bahn durchgescnitten ist, kann es wünschenswert
sein, an einer oder an beiden Schneidkanten der Bahn einen
Streifen vorzusehen. Der Streifen ist typischerweise ein
schmaler Materialstreifen, zum Beispiel aus Papier, der auf
die mit Haftkleber beschichtete Seite der Bahn aufgebracht
wird und sich über die Breite der Großrolle erstreckt. Zum
Beispiel kann es in dem Falle, in dem ein Haftklebeband auf
eine Großrolle gewickelt und dann in kleinere, einzelne
Rollen zerschnitten wird, wünschenswert sein, am Ende des
Klebebandes einen Streifen vorzusehen, so daß ein Verbraucher das
Ende des Bandes ergreifen kann. In ähnlicher Weise kann es,
wenn eine nichtklebende Bahn verwendet wird, wünschenswert
sein, einen Klebestreifen an dem Ende der Bahn vorzusehen,
das den Kern zuerst berührt, um die Bahn vor dem Wickeln an
dem Kern zu verankern.
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Die meisten bekannten Aufbringvorrichtungen bringen
typischerweise die Streifen entweder mit der Hand oder von einem
Magazin auf eine Großrolle auf, bevor die Bahn
durchgeschnitten wird. Das Aufbringen des Streifens erfolgt manchmal bei
angehaltener Bahn und manchmal bei laufender Bahn. Dessen
ungeachtet wird der Streifen in einem separaten Arbeitsgang
aufgebracht, bevor die Bahn durchgeschnitten wird, um die
Großrolle zu beenden. Somit ist es sehr schwierig, eine
ordentliche Deckungsgleichheit zwischen der Schnittstelle und
der Lagestelle des Streifens zu erzielen, und das ist
unerwünscht. Deshalb ist zu wünschen, daß eine
Aufbringvorrichtung zur Verwendung an einer Großrollenwickelvorrichtung
geschaffen wird, bei der ein Streifen auf eine Schnittkante der
Bahn aufgebracht werden kann, während die Bahn läuft, wobei
die Probleme mit der Deckungsgleichheit nach dem Stand der
Technik vermieden werden.
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In GB-A-1 207 080 wird eine Bahnwickelvorrichtung offenbart,
bei der eine Bahn über eine Auflagewalze und diese teilweise
umhüllend auf einen Kern auf einer von einer Vielzahl von
drehbar gelagerten Wickeldornen geführt wird. Die Dorne
werden von einem drehbaren Revolverkopf an einer
Aufnahmeposition entlanggeführt, in der eine freie Vorderkante der Bahn,
die durch as Durchtrennen der Bahn in Querrichtung entstanden
ist, auf einen Kern übergeführt wird, der auf einem
darauffolgenden Wickeldorn angeordnet ist. Die Bahn kann auf der
Auflagewalze durch eine rotierende Schneidmesserwalze
durchgeschnitten werden, die ein Messer aufweist und so angeordnet
ist, daß sie mit einem Bahnträgerelement zusammenwirkt, das
auf der Auflagewalze angeordnet ist. Es ist auch eine
Einrichtung vorhanden, um einen Klebstoff an der Lagestelle des
Bahnträgerelementes auf die Bahn aufzubringen, das aus der
Auflagewalze herausragt, um diesen Abschnitt der Bahn in
Kontakt mit der Klebstoffaufbringvorrichtung zu heben. Wenn der
Klebstoff aufgebracht ist, dreht sich die Auflagewalze weiter
in der Richtung der Schneidmesserwalze, die dann die Bahn
direkt vor dem Klebstoff durchschneidet.
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Sobald die Bahn durchgeschnitten und ein Streifen aufgebracht
ist, wenn ein solcher erwünscht ist, muß die fertige
Großrolle aus dem Wickelbereich herausgenommen werden, und ein
leerer Kern muß so angeordnet werden, daß er die vordere
Schnittkante der Bahn aufnimmt und eine neue Großrolle
begonnen wird. Bei einer Bahn, die fliegend durchgeschnitten
wurde, sind die Bahnlaufgeschwindigkeiten sehr hoch (zum
Beispiel 120 m/min), und die Geschwindigkeit, die zum Abnehmen
einer vollen Walze und deren Ersetzen durch einen leeren Kern
erforderlich ist, läßt sich ziemlich schwer erreichen. Damit
ein rechtzeitiges Auswechseln zwischen der vollen Großrolle
und einem leeren Kern erfolgt, wird die volle Rolle oft
abgenommen, bevor die hintere Schnittkante der Bahn vollkommen an
die Großrolle angeklebt ist. Mit einer solchen
Verfahrensweise kann jedoch die Großrollenwickelvorrichtung vielleicht die
vordere Schnittkante der Bahn nicht führen, und dadurch kann
die Bahn knittern oder sich umbiegen, und das ist
unerwünscht.
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In EP-A-0 335 028 werden eine Maschine und ein Verfahren zum
Wickeln von kernlosen Rollen aus einer Bahn offenbart, wobei
ein spiralförmiger Körper in eine Wickeltasche gewickelt
wird, wobei eine Hinterkante von der Tasche nach oben ragt
und der spiralförmig gewundene Körper und die Hinterkante
nach unten von der Tasche weg beschleunigt werden, während
die Hinterkante auf den Körper gewickelt wird, um die Rolle
fertigzustellen. Wird der spiralförmig gewickelte Körper in
dieser Weise beschleunigt, wird auch ein Zwischenraum
zwischen dem hinteren Ende der betreffenden Rolle und dem
vorderen Ende der durchgetrennten Bahn geschaffen, die das vordere
Ende der nachfolgenden Rolle bildet.
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Bei einer Rollenwickelvorrichtung, die von der Stahlkontor
Maschinenbau GmbH hergestellt wird, wird versucht, die oben
genannten Probleme zu beseitigen, indem die Bahn an einer
einzigen Aufwickelstation gewickelt wird. Die Bahn, die
Trommel und die Aufwickelwalze werden angehalten, damit die Bahn
durchgeschnitten werden kann. Nach dem Durchschneiden
beginnen sich die Trommel und die Aufwickelwalze wieder zu drehen,
um das Ende der Bahn aufzuwickeln, während die ankommende
Bahn gestoppt bleibt. Als nächstes wird die Aufwickelwalze
abgenommen, und an ihre Stelle wird ein leerer Kern
positioniert. Zum Schluß beginnt die Wickelvorrichtung die
ankommende Bahn auf den neuen Kern aufzuwickeln. Diese
Wickelvorrichtung hat zwar ihren eigenen Nutzen, schneidet jedoch das Band
weder fliegend durch noch führt dieses fliegend über. Wird
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eine solche Wickelvorrichtung kontinuierlich eingesetzt, ist
eine Sammelvorrichtung erforderlich, um ankommendes Band
während der Zeit aufzufangen, in der die Bahn zum Durchschneiden
und zum Überführen des Endes angehalten ist, und die
Bahnlaufgeschwindigkeiten sind auf 70 m/min beschränkt, um
Spannungsprobleme zu verhindern. Außerdem schneidet die Maschine
vom Stahlkontor das Band durch, bevor das Band die Trommel
berührt, wodurch die Bahn knitteranfällig bleibt.
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Daher ist zu wünschen, daß eine Schneid- und
Aufbringvorrichtung zur Verwendung bei einer Bahnwickelvorrichtung
geschaffen wird, die die im Stand der Technik auftretenden Nachteile
beseitigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schneid-und
Aufbringvorrichtung zur Verwendung bei einer
Bahnwickelvorrichtung geschaffen, wobei die Schneid- und Aufbringvorrichtung
die Bahn entgegen einer sich drehenden Trommel
durchschneidet, während sich die Bahn dreht, und einen
Verbindungsstreifen entlang einer Schnittkante der Bahn auf die Bahn
aufbringt, umfassend ein drehbares Messer und eine
Streifenquelle, wobei die Schneid- und Aufbringvorrichtung gekennzeichnet
ist durch eine Streifenstange, die im Bereich des Messers
angeordnet ist; eine Einrichtung, die die Streifenquelle von
einer ersten, von dem Messer und der Streifenstange
beabstandeten Position zu einer zweiten Position im Bereich des
Messers und der Streifenstange bewegt, damit die Streifenstange
den Verbindungsstreifen aufnehmen kann, während sich das
Messer und die Streifenstange in der zweiten Position befinden;
und eine Einrichtung, die das Messer und die Streifenstange
von der zweiten Position in eine Position zum Schneiden der
Bahn dreht, damit das Messer die Bahn durchschneiden kann,
während die Streifenstange den Verbindungsstreifen entlang
der Schnittkante der Bahn auf die Bahn aufbringt. Die
Streifenquelle
kann einen Tintenstrahldrucker umfassen, der Tinte
auf die Streifenstange aufbringt.
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Die Streifenquelle kann eine Vorrichtung zum Abwickeln von
Streifenpapier darstellen, auf der eine Rolle von
Streifenpapier gelagert ist, wobei die Streifenstange eine Einrichtung
zum Halten des Streifenpapiers umfassen kann, und wobei die
Einrichtung zum Bewegen der Abwickelvorrichtung von einer
ersten Position zu einer zweiten Position das Messer betätigt,
um einen Streifen von der Streifenpapierrolle abzuschneiden.
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Die Schneid- und Aufbringvorrichtung kann bei einer auf der
Rückseite klebstoffbeschichteten Bahn verwendet werden, wobei
das Messer eine Einrichtung umfaßt, die verhindert, daß der
Kleber auf der Bahn an dem Messer festklebt, und die
verhindert, daß der Kleber sich auf dem Messer ansammelt. Diese
Einrichtung zum Verhindern des Festklebens und Ansammelns
kann eine Einrichtung umfassen, die das Messer auf
Temperaturen erhitzt oberhalb der Temperatur, bei der der Kleber weich
wird, und unterhalb der Temperatur, bei der der Kleber
verkohlt, zum Beispiel auf Temperaturen zwischen 149 ºC und 232
ºC (300 ºF und 450 ºF).
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird nun beschrieben anhand der
beigefügten Figuren; darin zeigen:
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Fig. 1A - 1H schematische Ansichten der Schneidvorrichtung,
der Aufbringvorrichtung und der Wickelvorrichung; und
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Fig. 2A und 2B schematische Ansichten einer
Aufbringvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die in den Figuren 1A bis 1H dargestellte Wickelvorrichtung
10 kann in Verbindung mit den meisten bekannten Bändern
eingesetzt werden. Wenn die Bahn 12 bearbeitet ist, wird sie auf
Kerne 14 aufgewickelt. Durch die vorliegende
Wickelvorrichtung 10 kann die Bahn 12 durchgeschnitten, aufgebracht und
auf Kerne 14 gewickelt werden, und kann die Bahn fliegend
zwischen den Kernen 14 übertragen werden. Es können
zahlreiche Rollen 16 vorgesehen werden, von denen eine in der
dargestellten Ausführungsform zu sehen ist. Die Wickelvorrichtung
10 weist auch eine stationäre Zwischenraumausgleichswalze 18
auf, um die sich die Bahn 12 wickelt. Die Rolle 18 kann dazu
dienen, die Bahn 12 auszubreiten, und beseitigt Knitter,
bevor die Bahn 12 zu der sich drehenden Trommel 24 läuft. An
einer Rolle 16 ist ein Spannüngssensor 20 angebracht, um die
Spannung der Bahn zu messen und die Drehzahl der sich
drehenden Rolle 24 zu regulieren, um eine gewünschte Spannung in
der Bahn aufrechtzuerhalten. Dann läuft die Bahn 12 zu einer
zurückziehbaren ersten Abstandsausgleichswalze oder
Stützwalze 22, die unterhalb der Rolle 18 angeordnet ist. Die
Stützwalze 22 ist in einem Radius schwenkbar, der in der Mitte der
Rolle 18 zentriert ist. Die Stützwalze 22 und die Walze 18
besitzen vorzugsweise den gleichen Durchmesser und dadurch
den gleichen Umfang.
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Unterhalb der Stützwalze 22 ist eine sich drehende Trommel 24
so angeordnet, daß die Bahn 12 beim Lauf in Berührung mit
einem Abschnitt der Außenfläche 26 der sich drehenden Trommel
24 kommt, nachdem sie über die Stützwalze 22 gelaufen ist.
Die Fläche 26 ist mit Urethankautschuk oder anderem Material
überzogen, daß die Bahn 12 so hält, daß ein Schneidmesser
durch die Bahn 12 hindurchdringt, wenn das Messer gegen die
Bahn 12 gedrückt wird. Die Oberfläche 26 der Trommel kann aus
Stahl sein, wenn der Lauf des Messers genau gesteuert wird,
um das Messer nicht zu beschädigen. Die Oberfläche 26 kann
auch eine schmale Nut aufweisen, in die das Messer eingreift,
so daß die Ränder der Nut die Bahn 12 fest an der
Durchschneidestelle halten, während das Durchschneiden in dem
offenen Luftraum zwischen den Rändern der Nut erfolgt.
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Die Bahn 12 kann eine Klebstoffseite aufweisen, zum Beispiel
mit Haftkleber, die nach außen gerichtet ist, wenn die Bahn
12 um die Trommel 18 gewickelt wird. Dadurch kann die Bahn 12
nicht an der Oberfläche 20 der klebenbleiben und kann das
vordere Ende der Bahn 12 auf Grund der Anhaftung auf die
Kerne 14 übergeführt werden. Eine Überführung auf die Kerne 14
durch Anhaftung kann bei nichtklebenden Bahnen erfolgen,
indem Klebstoff direkt auf die Kerne aufgebracht wird.
Wahlweise kann ein Klebestreifen auf die vordere Schnittkante der
Bahn aufgebracht werden, um das Anhaften an dem Kern zu
gewährleisten. Die Trommel 24 weist auf ihrer Oberfläche 26
eine Anzahl von Löchern 48 auf, die durch die Trommel 24
hindurch mit einer Unterdruckquelle 50 verbunden sind. Durch den
Unterdruck entsteht ein Mechanismus, um die Bahn 12 beim
Aufwickeln in Berührung mit der Trommel 24 zu halten.
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Im Bereich der sich drehenden Trommel 24 sind zwei
Aufwickelspindeln 28, 30 angeordnet, die die Kerne 14 aufnehmen, auf
die die Bahn 12 gewickelt wird, um die Großrollen zu bilden.
Die erste Aufwickelspindel 28 ist relativ oberhalb der
zweiten Aufwickelspindel 30 angeordnet. Beide Aufwickelspindeln
28, 30 sind beweglich zwischen einer ersten Position, in der
der darauf gehaltene Kern in Berührung mit der sich drehenden
Trommel 24 steht, und einer zweiten Position, in der sich der
Kern (oder die Großrolle) in einem Abstand von der sich
drehenden Trommel 24 befinden. Bei alternativen
Ausführungsformen kann ein Revolverkopf benutzt werden, um mehrere
Aufwikkelstationen aufzunehmen und die Aufwickelspindeln
kontinuierlich zu beschicken und zu entleeren.
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Oberhalb der beiden Aufwickelspindeln 28, 30 ist ein
Schneidmesser 32 angeordnet und schneidet die Bahn 12 durch, wenn
sich die Bahn 12 entgegen der sich drehenden Trommel 24
dreht. Das Messer 32 ist auf einem sich drehenden Rad 34
befestigt. Das Messer 32 schneidet die Bahn 12 entgegen der
sich drehenden Trommel 24 durch, die die hintere Schnittkante
36 und die vordere Schnittkante 36' der Bahn 12 hält, um
Knitter zu verhindern. Auf Grund der zum Durchschneiden der
Bahn in Querrichtung entgegen einer sich drehenden Trommel
erforderlichen Geschwindigkeit sollte das Messer 32
schneiden, indem es durch die klebstoffbeschichtete Bahn 12 drückt
oder stößt. Auf diese Weise kann fliegend durchgeschnitten
und übergeführt werden, ohne daß das Aufwickeln gestoppt
wird, so daß die Rollen während des Prozesses und mit
Maschinengeschwindigkeiten kontinuierlich gewickelt werden können.
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Ein besonders vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden
Bahnschneidvorrichtung besteht darin, daß ein Heizelement 35 das
Messer 32 so aufheizt, daß es besser schneidet. Wenn das
Messer auf Temperaturen erhitzt wird, die höher sind als die zum
Weichmachen des Klebstoffs erforderlichen, jedoch niedriger
als diejenige, bei der der Klebstoff verkohlt, kann die
Wikkelvorrichtung fliegend schneiden und überführen, ohne daß
das Aufwickeln gestoppt wird, wobei die oben beschriebenen
Anhaftungs-, Ansammlungs- und Überführungsprobleme
ausgeschaltet werden. Bei einigen Haftklebebändern läge diese
Temperatur höher als 149 ºC (300 ºF). Wird das Messer auf
diese Temperaturen erhitzt, kleben weder die Bahn noch der
Klebstoff an dem Messer fest, der Klebstoff sammelt sich
nicht auf dem Messer an, und der Klebstoff wird nicht durch
die Durchschneidestelle in dem Bahnträger hindurch übertragen
und lagert sich nicht auf der Trommel ab. Außerdem schneidet
der Bahnträger leichter und mit weniger Kraft.
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Es wird angenommen, daß mit der vorliegenden aufgeheizten
Schneidvorrichtung die gewünschten Ergebnisse erzielt werden,
da eine der wichtigen Klebstoffkomponenten schmilzt, wenn der
Klebstoff mit dem Messer in Berührung kommt. Durch dieses
Schmelzen verändert sich die Rheologie des Klebstoffs viel
mehr als durch einfaches Weichwerden des Klebstoffs bei etwas
erhöhter Temperatur. Des weiteren kann die
Klebstoffkomponente, die schmilzt, zu einem Schmälzmittel nahe am Messer
werden.
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Diese Schneidvorrichtung kann an Trommelwickelvorrichtungen
mit kontinuierlicher oder nichtkontinuierlicher Drehzahl bei
zerschnittenen oder nicht zerschnittenen Bahnen und mit oder
ohne klebstoffbeschichtete Bahnen eingesetzt werden. Das
aufgeheizte Messer kann dazu dienen, jede Art einer Bahn in der
Luft oder auf einem Träger durchzuschneiden. Durch das
aufgeheizte Messer lassen sich auch nichtklebende und anorganische
Bahnen, wie zum Beispiel aus Glasfasergewebe, besser
durchschneiden.
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Ebenso ist eine Aufbringvorrichtung vorgesehen, um ein
Streifenelement auf eine oder auf beide Schnittkanten 36 und 36'
der Bahn 12 aufzubringen. Oberhalb der beiden
Aufwickelspindeln 28, 30 ist eine Schneid- und Aufbringvorrichtung
angeordnet. Nachdem das Messer 32 die Bahn 12 entgegen der sich
drehenden Trommel 24 durchgeschnitten hat, als sich die Bahn
12 darüber hinwegdrehte, schneidet die Vorrichtung einen
Streifen 60 von einer Rolle 62 aus Streifenpapier 64 ab und
bringt den Streifen entlang einer Schnittkante 36 der Bahn 12
auf die Bahn 12 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform
wird der Streifen entlang der hinteren Schnittkante 36 der
Bahn aufgebracht, könnte jedoch anstatt auf die hintere
Schnittkante 36 oder zusätzlich dazu auf die vordere
Schnittkante 36' der Bahn aufgebracht werden. Die Schneid- und
Aufbringvorrichtung 26 weist ein Rad 34 auf, das sich in der
oben beschriebenen Weise dreht. Auf dem Rad 34 ist ein Messer
32 angebracht. Im Bereich des Messers 32 ist eine
Streifenstange 52 auf dem Rad 34 angebracht und weist einen
Mechanismus
auf, der das Streifenpapier 60 hält. Bei einer
Ausführungsform weist dieser Mechanismus eine Unterdruckquelle 66
auf, die durch eine Anzahl von Öffnungen auf der Oberfläche
68 hindurch mit der Oberfläche 68 der Streifenstange 52
verbunden ist. Die Rolle aus Streifenpapier 62 ist auf einer
Abwickelvorrichtung 70 im Bereich des Rades 34 angebracht.
Durch die klebstoffbeschichteten Bahnen 12 kann der Streifen
an der Bahn ohne Klebstoff an dem Streifen angeklebt werden,
obwohl auch eine nichtklebende Bahn und ein klebender
Streifen verwendet werden können. Die Abwickelvorrichtung 70
umfaßt die Rolle 62 aus Streifenpapier 64, eine nahe an der
Rolle 62 aus Streifenpapier 64 angeordnete Stützwalze 72 und
eine Streifenpapierführung 74, die sich von der Rolle 62 aus
Streifenpapier 64 bis zu einem Abschnitt der Stützwalze 72
und um diesen herum erstreckt. Die Abwickelvorrichtung 70 ist
verschiebbar von einer ersten, von dem Messer 32
beabstandeten Position in eine zweite Position nahe an und in Berührung
mit dem Messer 32. Die Abwickelvorrichtung 70 wickelt die
richtige Menge an Streifenpapier 64 ab und bildet einen
Streifen 60 zum Aufbringen auf jede Großrolle 40, während die
Bahn 12 auf die Kerne 14 gewickelt wird.
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Während die Bahn 12 auf die Kerne 14 gewickelt wird, befindet
sich das Rad 34 in der streifenaufnahmenden Position, und die
Abwickelvorrichtung 70 steht in ihrer ersten, von dem Rad 34
beabstandeten Position. Wenn die Abwickelvorrichtung 70 die
richtige Menge an Streifenpapier 64 abgewickelt hat, wird das
Streifenpapier 64 zwischen das Messer 32 und die
Abwickelvorrichtung 70 eingeführt, wie in Figur 1A zu sehen ist. Dann
wird die Abwickelvorrichtung 70 in die zweite Position und in
Kontakt mit dem Messer 32 und der Streifenstange 52 bewegt,
während das Messer 32 und die Streifenstange 52 stationär
bleiben, wie in Figur 1B zu sehen ist. Wenn das
Streifenpapier 64 mit dem Messer 32 in Kontakt kommt, schneidet das
Messer 32 einen Streifen 60 von dem Streifenpapier 64 ab, und
die Unterdruckvorrichtung 66 an der Streifenstange drückt den
Streifen 60 gegen die Oberfläche 68 der Streifenstange 52.
Dann kehrt die Abwickelvorrichtung 70 zu ihrer ersten
Position zurück. Der Streifen 60 wird an der Streifenstange 52
festgehalten, und wenn die gewünschte Länge der Bahn 12 auf
einen Kern 14 gewickelt ist, dreht sich das Rad 34 in
Richtung zu der Bahndurchschneideposition, in der das Messer 32
die Bahn 12 durchschneiden kann, wie in Figur 1C zu sehen
ist. Wenn sich das Rad 34 dreht, transportiert die
Streifenstange 52 den Streifen 28 zu der Bahn 12. Wie in Figur 1D zu
sehen ist, wird dann, wenn das Rad 36 an der Bahn 12 anlangt,
das Band 60 aufgebracht, und das Messer 32 kommt in Kontakt
mit der Bahn 12 und schneidet diese durch. Die Streifenstange
52 bringt den Streifen 60 entlang einer Schnittkante 36, 36'
der Bahn 12 auf die Bahn 12 auf. Durch den Klebstoff auf der
Bahn 12 kann der Streifen 60 auf die Bahn 12 geklebt werden.
Das Messer 32 und die Streifenstange 52 drehen sich weiter,
bis sie in die in Figur 1E dargestellte Position gelangen,
die identisch ist mit der in Figur 1A dargestellten, und der
Ablauf kann von neuem beginnen. Da die Trommel 24 die
Schnittkanten 36, 36' der Bahn 12 festhält, damit diese nicht
knittert, kann fliegend durchgeschnitten und übergeführt
werden, ohne mit dem Wickeln auf zuhören, so daß die Großrollen
40 während des Prozesses und mit Maschinengeschwindigkeiten
kontinuierlich gewickelt werden können.
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Mit diesem Aufbringsystem werden Streifen über die volle
Breite der Schnittkante einer Großrolle von einer Rolle
Streifenpapier in voller Breite präzise abgeschnitten und
aufgebracht mit Hilfe einer einfachen Konfiguration, die in
die Bahnschneidvorrichtung integriert ist. Diese Vorrichtung
weist die folgenden Vorteile gegenüber vorgeschnittenen
Streifen auf. Diese Aufbringvorrichtung kann bei
kontinuierlichen, prozeßgekoppelten Großrollenwickelvorrichtungen sowie
bei herkömmlicheren nichtkontinuierlichen
Großrollenwickelvorrichtungen und Umwickel- und Schneidvorrichtungen
eingesetzt werden. Es ist für sehr hohe Positioniergenauigkeit der
Streifen gesorgt, da das gleiche Messer sowohl den Streifen
abschneidet als auch die Bahn durchschneidet. Separate
Streifenabschneidschritte fallen weg, da die Streifen von einer
Rolle mit voller Breite abgeschnitten werden und einzelne
Bänder aus vorgeschnittenen Streifen nicht behandelt zu
werden brauchen.
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Als alternative Ausführungsform der Schneid- und
Aufbringvorrichtung, die in Figur 2 zu sehen ist, kann eine
thermoplastische Tinte 80 auf die Bahn 12 aufgebracht werden und dient
als Streifen 82, anstatt daß ein Papierstreifen 60
abgeschnitten und an einer Schnittkante 36, 36' der Bahn 12
befestigt wird. Bei dieser Ausführungsform weist die
Streifenstange 52 eine glatte Oberfläche 68 auf. Die Abfolge der
Vorgänge bei dieser Ausführungsform ist ähnlich derjenigen bei
der oben anhand von Figur 1 erläuterten Ausführungsform mit
Papierstreifen. Wenn sich das Rad 34 in seiner
Streifenaufnahmeposition befindet, die in Figur 2A zu sehen ist, bringt
ein Tintenstrahldrucker 84 die Tinte 80 auf die
Streifenstange 52 auf, indem er quer über der Streifenstange 52
changiert. Wenn sich das Rad 34 in die in Figur 28 dargestellte
Bahndurchschneide- und Streifenaufbringposition dreht, bringt
die Streifenstange 52 die Tinte 80 auf die Bahn 12 auf,
während diese durchgeschnitten wird. Alternativ kann die Tinte
80 von dem Drucker 84 direkt auf die Bahn 12 aufgebracht
werden, wenn die Bahn angehalten ist. Die Tinte 80 haftet an dem
Klebstoff auf der Bahn 12 und bildet eine nichtklebrige
Fläche, die als Streifen 82 an dem Ende der Rolle fungiert. Das
Rad 34 dreht sich weiter bis in seine
Streifenaufnahmeposition, und der Zyklus beginnt von neuem. Da der
Tintenstrahldrucker 84 anlaufen und anhalten kann, während er über
der Bahn 12 changiert, kann das Bedrucken des Bandes an einen
Doppelschneide- und Aufwickelprozeß angepaßt werden, bei dem
die Bahn 12 in vorbestimmte Breiten vorgeschnitten wird, und
die Tintenstreifen 82 über die gesamte Breite bedruckt
werden, während die Bahn 12 durchgeschnitten wird. Der Beginn
und das Ende des Druckvorgangs können ohne weiteres auf jedes
Abschneidemesser aufeinander ausgerichtet werden und ohne
weiteres verändert werden, wenn die Breite der zerschnittenen
Bahn verändert wird, indem der Druckkopf des Druckers 84
programmiert wird, der die Tinte auf die Streifenstange 52
aufbringt. Der Streifen kann wechselweise auf vorgeschnittene
Bahnstränge aufgebracht werden, wohingegen er auf die übrigen
Bahnstränge nicht aufgebracht wird.
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Auf der Bahn ist zwar kein Klebstoff erforderlich, um die
Tinte daran haften zu lassen, aber der Klebstoff ist manchmal
der Grund dafür, daß der Streifen erforderlich ist, da der
Streifen als Hilfe dient, um das Ende der Bahn zu finden, und
den Beginn des Abwickelns zu unterstützen. Auf nichtklebenden
Bahnen könnten die Streifentinte oder anderes Material ein
Klebstoff sein, um die letzte Wickellage der Bahn auf ihre
Rolle zu kleben. Auch könnte, wenn eine Streifenstange und
ein Streifen auf der anderen Seite des Messers positioniert
werden, ein Streifen auf die auf den Kern zu wickelnde
vordere Schnittkante 36' aufgebracht werden, und könnte auf diese
Weise die erste Wickellage einer nichtklebenden Bahn auf den
Kern geklebt werden. Außerdem können aushärtbare Überzüge
anstelle einer thermoplastischen Tinte als Streifen verwendet
werden. Die Überzüge könnten mit Hilfe von Licht, chemischen
Reaktionen, Bestrahlung oder Wärme aushärten Antiklebemittel
wie Glaskügelchen oder Talkum könnten ebenfalls verwendet
werden.
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Ein Haftklebeband (PSA-Band) funktioniert bei diesen
Vorrichtungen genauso gut wie andere auf der Rückseite
klebstoffbeschichtete Bahnen. Der Papierstreifen und der bedruckte
Streifen dienen beide dazu, das Ende einer Bahnrolle zu
kennzeichnen, und können verwendet werden, um Werbungen,
Kennzeichnungen oder andere zugehörige Informationen über die
Bahn aufzubringen. Auf dem bedruckten Streifen können diese
Informationen leicht mit Hilfe der programmierbaren
Elektronik des Druckers fliegend verändert werden.
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Unmittelbar anschließend an die oben ausführlich
beschriebenen Durchschneide- und Streifenaufbringschritte weist die
vorliegende Wickelvorrichtung eine Einrichtung auf, die einen
Zwischenraum, der als hinterer Zwischenraum bekannt ist,
zwischen der hinteren Schnittkante 36 und der vorderen
Schnittkante 36' der Bahn herstellt. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist die Stützwalze 22 an einem Arm 42 angebracht,
der um die Mitte der Rolle 18 herum schwenkt. Die Stützwalze
22 schwenkt von einer ersten Position, in der das Wickeln
erfolgt, in eine zweite Position, in der der Abstand, der als
Durchgangslinie bekannt ist, zwischen der Stützwalze 22 und
der sich drehenden Trommel 24 länger wird, so daß ein
Zwischenraum 44 zwischen den Schnittkanten 36 und 36' der Bahn
12 entsteht. Unmittelbar nachdem die Bahn 12 durchgeschnitten
ist, schwenkt die Stützrolle 22 so, daß die Durchgangslinie
länger wird, wodurch die Bahn 12 auf der Oberfläche 26 der
sich drehenden Trommel 24 gleiten und den Zwischenraum 44
zwischen den Schnittkanten 36 und 36' der Bahn 12 herstellen
kann. Die Stützwalze 22 wird von einem schrittweise drehenden
Mechanismus geschwenkt, der in der Technik bekannt ist, zum
Beispiel von einem mechanischen Nocken oder einem
elektrischen Antrieb, so daß die Schwenkgeschwindigkeit eine
Funktion der Anlagengeschwindigkeit ist.
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Die sich drehende Trommel 24 weist eine Anzahl von Löchern 48
auf ihrer Oberfläche auf, die in der oben beschriebenen Weise
durch die sich drehende Trommel 24 hindurch mit einer
Unterdruckquelle 50 verbunden sind. Durch die Unterdruckquelle 50
wird ein Mechanismus geschaffen, um die Reibkraft zwischen
der Bahn 12 und der sich drehenden Trommel 24 zu vergrößern
und die Bahn 12 beim Aufwickeln mit der sich drehenden
Trommel 24 in Kontakt zu halten. Wenn die Bahn 12 infolge des
Schwenkens der Stützwalze 22 auf der Oberfläche 26 der sich
drehenden Trommel gleitet, steuert die Unterdruckquelle 50
die Gleitkraft der Bahn 12 auf der sich drehenden Trommel 24
und hält eine konstante Anlagenspannung aufrecht.
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Die Übertragung der Bahn zwischen den auf die erste und die
zweite Aufwickelspindeln aufgesteckten Kernen geht
folgendermaßen vor sich. Die Bahn 12 beginnt sich um und auf einen
Kern 14 zu wickeln, der in der in Figur 1A dargestellten
Weise auf die Aufwickelspindel 28 aufgesteckt ist. Wenn auf die
erste Aufwickelspindel 28 aufgewickelt wird, ist die erste
Aufwickelspindel 28 gegen die sich drehende Trommel 24
positioniert, während sich die zweite Aufwickelspindel 30 in
einem Abstand von der sich drehenden Trommel 24 befindet. Wenn
die Bahn 12 mit der Klebstoffseite nach außen um die sich
drehende Trommel 24 gewickelt wird, klebt die Bahn 12 an
ihrem Kern 14 auf der Aufwickelspindel 28 fest. Wenn die erste
Aufwickelspindel 28 die erforderliche Länge der Bahn 12
aufgenommen hat, dreht sich das Messerrad 34 mit einer
Umfangsgeschwindigkeit, die gleich der Umfangsgeschwindigkeit der
sich drehenden Trommel 24 ist. Das Messerrad 34 wird mit
einer Geschwindigkeit gedreht, die durch einen Messerantrieb
(nicht dargestellt), der entweder mechanisch oder elektrisch
mit der Trommel 24 verbunden ist, an die Drehzahl der Trommel
24 angepaßt wird. Der Messerantrieb wird in Gang gesetzt,
wenn eine vorbestimmte Länge der Bahn 12 aufgewickelt ist.
Das Messerrad 34 wird in und außer Eingriff mit der Trommel
24 gebracht, um die Bahn 12 in der oben beschriebenen Weise
durchzuschneiden.
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Wenn sich das Messerrad 34 dreht und an der Bahn 12 anlangt,
kommt die Schneide des Messers 32 in Berührung mit der Bahn
12. Das Messer 32 schneidet die Bahn 12 durch, während sich
die Bahn 12 entgegen der sich drehenden Trommel 24 dreht, und
auf die Schnittkante der Bahn wird ein Streifen 60
aufgebracht durch eine Streifenstange 52, die in der dargestellten
Weise auf dem sich drehenden Rad 34 im Bereich des Messers 32
angeordnet werden kann. Die Streifenstange 52 bringt entlang
einer Schnittkante 36 der Bahn 12 einen Streifen auf die Bahn
12 auf. Es können auch andere Steifenaufbringvorrichtungen
verwendet werden.
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Wenn das Messer 32 die Bahn 12 durchschneidet, wird die
Stützrolle 22 auf ihrem Schwenkarm 42 in einem Radius, der in
der Mitte der Rolle 18 zentriert ist, von der sich drehenden
Trommel 24 weggeschwenkt, so daß die Durchgangslinie zwischen
der Stützwalze 22 und der Trommel 24 länger wird. Die
Stützwalze 22 schwenkt mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr
gleich der Laufgeschwindigkeit der Bahn ist. Dadurch wird
bewirkt, daß die Bahn 12 auf der Oberfläche 26 der Trommel 24
gleitet. Da die sich drehende Trommel 24 weiter mit einer
konstanten Drehzahl rotiert, entsteht durch die
Schwenkbewegung der Stützwalze 22 ein Zwischenraum 44 zwischen den
Schnittkanten 36 und 36' der Bahn 12, wie in Figur 1D zu
sehen ist. Der Zwischenraum 44 ist gleich der Zunahme der Länge
der Durchgangslinie. Typischerweise beträgt diese Zunahme,
und damit der Zwischenraum 44, 15 cm (6 Zoll).
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Um den Wickelvorgang von der ersten Aufwickelspindel 28 auf
die zweite Aufwickelspindel 30 zu übertragen, wird die erste
Aufwickelspindel 28 von der Oberfläche 26 der Trommel
wegbewegt, wenn die hintere Schnittkante 36 am Standort der ersten
Aufwickelspindel entlangläuft. Dadurch wird bewirkt, daß die
vordere Schnittkante 36' der Bahn 12 die erste
Aufwickelspindel 28 umgeht und weiterläuft zu der zweiten Aufwickelspindel
30. Der auf die zweite Aufwickelspindel 30 aufgesteckte Kern
14 wird mit der Oberfläche 26 der sich drehenden Trommel in
Kontakt gebracht, wenn sich die erste Aufwickelspindel 28
wegbewegt, und die vordere Schnittkante 36' bleibt an den
Kern 14 auf der zweiten Aufwickelspindel 30 haften und
beginnt sich um den Kern 14 herumzuwickeln.
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Während der Wickelphase in dem Funktionszyklus schwenkt die
Stützwalze 22 langsam in Richtung zu der sich drehenden
Trommel 24 und kehrt in ihre Ausgangsposition zurück, wie in
Figur 1F zu sehen ist. Während sich die Stützwalze 22 in
Richtung zu dieser Position bewegt, wird die Länge der
Durchgangslinie zwischen der Stützwalze 22 und der sich drehenden
Trommel 24 kürzer, während die Drehzahl der Trommel 24 etwas
größer wird, so daß eine konstante Anlagenspannung
aufrechterhalten wird und die Extralänge der Bahn 12 aufgenommen
wird. Die Zunahme der Trommeldrehzahl hängt ab von der
tatsächlichen Rückbewegungsgeschwindigkeit und wird
zustandegebracht in dem entsprechend modifizierten Trommelantrieb durch
das Signal des Spannungssensors.
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Wenn die gewünschte Menge der Bahn 12 um den Kern 14 auf der
zweiten Aufwickelspindel 30 gewickelt ist, wird der
Wickelvorgang von der zweiten Aufwickelspindel 30 auf die erste
Aufwickelspindel 28 übertragen. Zuerst dreht sich das
Messerad 34 und dreht das Messer 32 bis zur Berührung mit der
Bahn 12, um die Bahn durchzuschneiden, wie in Figur 1G zu
sehen ist. Während das Messer 32 die Bahn 12 durchschneidet,
schwenkt die Stützwalze 22 weg von der sich drehenden Trommel
24 und verlängert die Durchgangslinie zwischen der Stützwalze
22 und der Trommel 24, indem sie die Bahn 12 auf der
Oberfläche 26 der sich drehenden Trommel 24 gleiten läßt und einen
Zwischenraum 44 herstellt. Wie in Figur 1H zu sehen ist, wird
der auf die erste Aufwickelspindel 28 aufgesteckte Kern 14
mit der Oberfläche 26 der sich drehenden Trommel in Kontakt
gebracht, während die hintere Schnittkante 36 am Standort der
ersten Aufwickelspindel entlang läuft und bewirkt, daß die
vordere Schnittkante 36' der Bahn 12 auf die erste
Aufwickelspindel 28 gewickelt wird. Die zweite Aufwickelspindel 30
bleibt mit der sich drehenden Trommel 24 in Kontakt, bis die
hintere Schnittkante 36 der Bahn 12 vollständig um die
Großrolle 40 herumgewickelt ist. Dann bewegt sich die zweite
Aufwickelspindel 30 weg von der sich drehenden Trommel 24. Wenn
der wickelvorgang wieder auf der ersten Aufwickelspindel 28
beginnt, kehrt die Stützwalze 22 langsam in ihre in Figur 1A
dargestellten Position mit kurzer Durchgangslinie zurück, und
der Zyklus beginnt erneut.
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Durch diese Wickelvorrichtung 10 verlängert sich die Zeit,
die zur Ausführung der Übergabe zwischen den beiden
Aufwikkelspindeln 28, 30 mit einer stark vereinfachten Konstruktion
zur Verfügung steht. Dadurch, daß ein hinterer Zwischenraum
44 geschaffen wird, werden die Schnittkanten 36 und 36' der
Bahn 36 von dem Messer 32 weggezogen, wenn die Bahn 12
zerschnitten ist, wodurch die Schnittkanten 36 und 36' nicht
aneinander oder an dem Messer 32 festkleben können. Außerdem
verhindert der Zwischenraum 44, daß die Bahn 12 vorzeitig mit
dem Kern 14 in Kontakt kommt, und macht es unnötig, die Bahn
12 in irgendeiner Phase des Zerschneide- und Übergabezyklus
wie bei bekannten Trommelwickelanlagen von dem Kern 14
abzustreifen. Das Durchschneiden und die Übergabe erfolgen
fliegend bei voller Anlagengeschwindigkeit mit der
Geschwindigkeit der oberhalb befindlichen Bahn, und auf diese Weise
bleibt die Umlaufträgheit in Walze 18 und der Stützwalze 22
konstant. Dadurch werden die mit der Geschwindigkeit und der
Trägheit zusammenhängenden Störungen an der oberhalb
befindlichen Anlagen beseitigt.
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Diese Vorrichtung kann an Trommelwickelvorrichtungen mit
kontinuierlicher und mit nichtkontinuierlicher Drehzahl, bei
zerteilten oder unzerteilten Bahnen und mit oder ohne
klebstoffbeschichteten Bahnen eingesetzt werden. Diese
Vorrichtung kann auch dort eingesetzt werden, wo Revolverköpfe oder
andere Mechanismen die Aufwickelspindeln in Aufwickelposition
bringen, und dort, wo die ankommende Aufwickelspindel mit der
Trommel in Kontakt gebracht wird, während der Zwischenraum an
dieser Spindelposition vorhanden ist. Durch den hinteren
Zwischenraum wird der Übergabevorgang jedoch in so hohem Maße
vereinfacht, daß keine Notwendigkeit mehr für
Revolverkopfmechanismen
besteht. Außerdem ist diese Wickelvorrichtung
einfacher, weniger teuer, vielseitiger und sicherer als bekannte
Aufwickelmaschinen.
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Eine Wickelvorrichtung, bei der diese Anordnung genutzt
werden kann, wickelt Bahnen mit Breiten von 63,5 cm (25 Zoll) um
Kerne aus Papier oder Kunststoff, die eine Länge von 73,67 cm
(29 Zoll) und einen Innendurchmesser von 7,62 cm (3 Zoll)
besitzen. Die Wanddicke der Kerne kann 0,25 bis 1,02 cm (0,10
bis 0,40 Zoll) betragen, und es können Rollen mit
Durchmessern bis zu 43,2 cm (17 Zoll) gebildet werden, wobei die
Bedienungsperson die jeweilige Größe wählen kann. Da es keine
Dicken- oder Materialeinschränkungen an der Bahn gibt, können
Glas- und Baumwollgewebe, Faservliesfolien, Verbundstoffe und
Bahnen mit hochfesten Trägern mit dickem Klebstoff verwendet
werden.
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Es wurden Bahnwickelgeschwindigkeiten bis zu 120 m/min (400
ft/min) erreicht. Die Vorrichtung kann einen Zyklus
ausführen, indem sie innerhalb von 8 Sekunden eine volle Großrolle
von einem Kern abnimmt und einen neuen Kern aufsteckt, und
kann mit mittiger Wicklung oder mittig unterstützter
Oberflächenwicklung wickeln. Mittige Wicklung und mittig
unterstützte Oberflächenwicklung beziehen sich darauf, daß die
Drehbewegung der Aufwickelspindeln von diesen Spindeln unabhängig
hergestellt wird, im Gegensatz zu derjenigen durch Berührung
der Großrolle mit der Trommel 24. Auf diese Weise bleibt die
Aufwickelrolle beim Oberflächenwickeln während des gesamten
Aufwickelvorgangs mit der Trommel 24 in Kontakt, und beim
mittigen Wickeln berührt die Aufwickelrolle die Trommel nur
bei der ersten und der letzten Wickellage, wobei das
Aufwikkelmoment zu den anderen Zeiten nur durch die Mitte der
Aufwickelwalze hergestellt wird.
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Bei dieser Wickelvorrichtung 10 entsteht ein Zwischenraum,
ohne daß es zu Bahnspannungsstörungen auf Grund von
Veränderungen
der Rollenträgheit infolge des Anfahrens und Anhaltens
der Anlage kommt. Da die Drehungsträgheit der sich drehenden
Trommel 24 stets konstant bleibt, während der Zwischenraum
entsteht, gibt es keine Veränderung der Trägheit, durch die
Spannungsstörungen in die Bahn 12 eingebracht würden. Das
geschieht einfach infolge der Geometrie der Vorrichtung 10.
Trägheitsprobleme an der Rolle können auch durch andere
Vorrichtungen beseitigt werden. Zum Beispiel könnte ein
Präzisionsantrieb an jeder Rolle verwendet werden, die durch
Änderungen der Drehzahl betroffen ist, um die Rolle mit dem
präzisen Drehzahlprofil anzutreiben, das erforderlich ist, um
sich an die Bahnlaufgeschwindigkeit an dieser Rolle
anzupassen und zu verhindern, daß durch die Trägheit der Rolle die
Bahnspannung gestört wird. Auch könnten die Rollen durch
Gleitstangen oder frei bewegliche Stangen ersetzt werden, an
denen die Bahn ungestört gleitet, so daß
Bahnspannungsstörungen unterbleiben.
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In der soeben erfolgten Beschreibung sind zahlreiche
Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ausführlich
und unter Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben. Die Offenbarung dient jedoch nur zur Veranschaulichung,
und die Erfindung soll nicht auf die speziell dargestellten
Ausführungsformen beschränkt werden. Der Fachmann kann
verschiedene Abänderungen und Modifikationen daran vornehmen,
ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.