DE69402909T2

DE69402909T2 - Wickelmaschine zum kernlosen Aufwickeln einer Wickelrolle aus bahnförmigem Gut mit einer Fläche zum Stützen der Rolle während des Aufwickelprozesses

Info

Publication number: DE69402909T2
Application number: DE69402909T
Authority: DE
Inventors: Guglielmo Biagiotti
Original assignee: Fabio Perini SpA
Current assignee: Fabio Perini SpA
Priority date: 1993-02-15
Filing date: 1994-02-11
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2014-02-12
Also published as: CA2115497C; BR9400554A; JPH06298414A; GR3023331T3; KR940019582A; FI940675A; EP0622321A2; CA2115497A1; PL173109B1; IL108515A; ATE152426T1; PL302237A1; EP0622321B1; US5538199A; EP0622321A3; RU2078731C1; KR0163449B1; DE69402909D1; ES2102177T3; IL108515A0

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Aufwickelmaschine zur Herstellung von Stämmen aus Bahnmaterial, die weder einen Kern noch einen Tubus haben, auf den das Material aufgewickelt wird, und zwar entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Aufwickelmaschine mit: einer ersten Wickelwalze, der das Bahnmaterial zugeführt wird, und einer zweiten Wickelwalze, die in der gleichen Richtung dreht wie die erste Wickelwalze, die einen walzenspalt bilden, durch den das Bahnmaterial läuft; Mitteln zum Bewegen der Oberflächen der Wickelwalzen nahe zueinander; und Mitteln zum Trennen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns eines Stammes und am Anfang des Aufwickelns des nächsten Stammes.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Rollen oder Stämmen aus Bahnmaterial, die ohne zentralen Kern aufgewickelt werden, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Eine Aufwickelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und die entsprechend dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 arbeitet, ist in der italienischen Patentschrift 1 201 220 beschrieben. Die nach dieser Patentschrift gebaute Aufwickelmaschine hat Schwierigkeiten beim Beginn des Aufwickelns.
Die Erfindung betrifft eine neue Aufwickelmaschine und ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung, die die Nachteile dieser bekannten Maschinenart nicht mehr besitzen. Eine der Erfindung zugrundeliegende erste Aufgabe besteht in der Schaffung einer Aufwickelmaschine der oben erwähnten Art, bei der das Aufwickeln eines Stammes in sicherer und zuverlässiger Weise beginnt. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer Aufwickelmaschine, bei der während der Anfangsstufe der Stammbildung, wenn die freie Vorderkante des Bahnmaterials sich selbst aufzuwickeln beginnt, um die Anfangswindungen des Stammes zu bilden, der Stamm nicht dazu neigt, sich aus dem Wickelwalzenspalt zwischen den beiden Walzen herauszubewegen.
Da das Aufwickeln an der Vorderkante des Bahnmaterials selbst beginnt, ohne einen steifen tubusförmigen Kern, besteht, um den Beginn des Stammwickelns zu erleichtern, das Bedürfnis, den in der Bildung befindlichen Stamm mit den Achsen der Wickelwalzen auszurichten. Die vorliegende Erfindung präsentiert eine Lösung für dieses Problem dadurch, daß der Stamm sich sofort selbst parallel zu den Achsen der Wickelwalzen positionieren kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile, die dem Fachmann durch Lesen der folgenden Beschreibung deutlich werden, werden mit einer Maschine entsprechend dem Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 10 erreicht. Erfindungsgemäß ist eine Fläche zur Unterstützung des in der Bildung befindlichen Stammes auf der Aufstromseite des durch die Wickelwalzen definierten Walzenspaltes vorgesehen.
Das Dokument EP-A-0331378 offenbart eine Aufwickelmaschine für die Herstellung von Stämmen aus Bahnmaterial, das auf einen Kern aufgewickelt wird. Um den Kern in die Maschine einzuführen, ist ein Satz von festen Fingern vorgesehen, auf welchen der Kern zum Abrollen veranlaßt wird, bevor er in Kontakt mit der zweiten Wikkelwalze gelangt. Die Position und der Zweck der Finger in dieser bekannten Aufwickelmaschine unterscheidet sich von jenen der Erfindung.
Erfindungsgemäß kann die Unterstützungsfläche kammartig mit mehreren Zähnen ausgebildet sein, deren Spitzen in Korrespondenz zu Ringschlitzen in der Oberfläche der zweiten Wickelwalze angeordnet sind, und zwar mindestens während der Anfangsstufe des Aufwickelns des Stammes. Diese Anordnung macht es möglich, eine Unterstützungsfläche zu schaffen, die ohne Unterbrechung in die äußere Zylinderfläche der zweiten Wickelwalze eintaucht. Wenn die freie Vorderkante des Bahnmaterials sich selbst aufzuwickeln beginnt, um die Bildung eines Stammes zu beginnen (ungefähr an der Mittellinie des Walzenspaltes zwischen den Wickelwalzen), wird der Stamm zur Drehung zwischen den sich entgegengesetzt bewegenden Flächen der beiden Wickelwalzen veranlaßt. Der Stamm bewegt sich auch gegen die Aufstromseite des Walzenspaltes (diejenige, bei der das Bahnmaterial eintritt) wegen der Spannung (selbst wenn sie nur einen kleinen Wert besitzt) des im Aufwickeln befindlichen Bahnmaterials.
Das Vorhandensein der Unterstützungsfläche auf der Aufstromseite des Walzenspaltes hilft dem Stamm, die erste schwierige Anfangsaufwickelphase zu überwinden, die die kritischste ist. Im einzelnen hilft die Fläche auf der Aufstromseite des Walzenspaltes dem Stamm, am absoluten Anfang seiner Bildung ohne Reissen der Bahn zu rotieren, und zwar durch Sicherstellen der Ausrichtung des Stammes mit den Walzen und durch Verhindern, daß der Stamm sich aus dem Walzenspalt auf die ankommende Bahn zubewegt. Währen der ersten Aufwickelstufe, d.h. wenn nur der erste innere Kern des Stammes durch eine sehr kleine Anzahl von Windungen gebildet worden ist, ist der Stamm nicht fest (mit anderen Worten: er ist relativ "weich" und deformierbar) und kann längs seiner axialen Erstreckung deformiert werden. Solche Deformationen können einen Teil des Stammes aus der Ausrichtung bezüglich seiner theoretischen und richtigen Position bringen. Wenn die Fläche vorgesehen ist, veranlaßt sie selbst dann, wenn ein kleiner Teil des Stammes sich in Aufstromrichtung bewegen möchte, weil er den Kontakt mit der zweiten Wickelwalze verliert, und sich der Stamm auf der festen Unterstützungsfläche dreht, den deformierten Teil des Stammes dazu, sich in Abstromrichtung zur Mittellinie des Walzenspaltes wieder zu bewegen.
Der in seiner Bildung befindliche Stamm läuft dann durch den Walzenspalt aufgrund des Unterschiedes der Umfangsgeschwindigkeit zwischen den Oberflächen der Wikkelwalzen, welcher Unterschied konstant oder variabel sein kann. Während der Anfangsaufwickelstufe, d.h. wenn die ersten Wicklungen des Stammes gebildet werden, kann die Geschwindigkeit der zweiten Wickelwalze so sein, daß sie den Stamm leicht rückwärts (d.h. in Aufstromrichtung) drückt, so daß er sich auf die Unterstützungsfläche bewegt. Dies läßt die ersten Windungen eine Position parallel zu den Achsen der Wickelwalzen einnehmen. Ein richtiger Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen den Walzen verhindert auch einen unerwünscht schnellen Vorschub des Stammes in die Anfangsstufe, was dazu führen könnte, daß er seinen Kontakt mit den Wickelwalzen verliert. Die Steuerung und die Verlagerung des Stammes während seines Aufwickelns durch einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Flächen der Walzen erfordert, daß die Oberflächen der Walzen einen hohen Reibungskoeffizienten über den größten Teil ihrer Länge besitzen.
Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung und Zeichnungen besser verstanden werden, die praktische, nicht beschränkende Beispiele der Erfindung zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Von den Figuren zeigen
Figuren 1 bis 4 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Aufwickelmaschine in vier aufeinanderfolgenden Betriebsschritten.
Fig. 2A erläutert ein vergrößertes Detail eines Teiles aus Fig. 2;
Fig. 5 zeigt eine geringfügig modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufwickelmaschine; und
Fig. 6 zeigt ein Detail des Aufwickelbereichs mit einer geringfügig modifizierten Ausführungsform der ersten Wickelwalze.
Von der Aufwickelmaschine werden nur die grundsätzlichen Elemente in ihrer Beziehung zur Erfindung erläutert. Die Aufwickelmaschine umfaßt eine erste Wickelwalze 1, auf welcher das Bahnmaterial N (die zum Beispiel von einer an sich bekannten Perforiereinrichtung kommt) zugeführt wird. Mit der ersten Wickelwalze kooperiert eine zweite Wickelwalze 3. Die beiden Wickelwalzen definieren einen Walzenspalt 4, durch welchen das Bahnmaterial N läuft.
Eine dritte bewegliche Walze 5 arbeitet mit den beiden Wickelwalzen 1 und 3 zusammen. Wie in den Zeichnungen dargestellt, wird die Walze 5 von einem Arm 7 getragen, der um eine Achse A schwingt, welche über ein Element 9 und einen Arm 10 mit einem Betätiger 11 verbunden ist. Der Betätiger 11 steuert die Bewegung der dritten Walze um die Achse A, und zwar in Richtung des Pfeiles f5, um den Durchmesser des in der Bildung befindlichen Stammes zunehmen zu lassen und zu steuern.
Die zweite Wickelwalze 3 wird von einem Arm 13 getragen, der um eine Achse B gemäß Pfeil f3 schwingt. Die schwingende Bewegung wird von einem Betätiger 5 besorgt, der die Bewegung über ein Element 17 (beispielsweise einen Pneumatik-Kolben) überträgt.
Obgleich die Bewegung der Wickelwalze 3 auf die Wickelwalze 1 zu dargestellt ist, ist es auch möglich, daß die Wickelwalze 3 nicht schwingt und daß die Wickelwalze 1 dazu veranlaßt wird, sich auf die Wickelwalze 3 zuzubewegen.
In Fig. 1 ist ferner eine Perforiereinrichtung schematisch bei 6 dargestellt, die gleichförmig beabstandete Perforationslinien auf dem Bahnmaterial (längs denen das Bahnmaterial getrennt werden kann) erzeugt, was an sich bekannt ist.
Fig. 1 zeigt einen Stamm R1 in der Anfangsstufe des Aufwickelns. Der Stamm wird innerhalb des Wickelraurns gehalten, der durch die drei Walzen 1, 3 und 5 definiert ist, die in Richtung der angegebenen Pfeile rotieren.
Wenn der Stamm R1 vervollständigt ist, wird er auf die Fläche 19 ausgegeben, indem die Rotationsgeschwindigkeit einer oder beider Walzen 3 und 5 verändert wird. Beispielsweise kann die Walze 5 beschleunigt werden, wodurch der Stamm R1 veranlaßt wird, auf der Oberfläche der Walze 3 zu rollen.
Um die Ausgabe des gebildeten Stammes R1 und somit den Start den Aufwickelns eines neuen Stammes zu ermöglichen, ist es notwendig, das Bahnmaterial N in einem vorgegebenen Moment zu trennen. In der in Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform wird sowohl das Trennen des Bahnmaterials N und der Anfang des Aufwickelns eines neuen Stammes durch die Walze 3 erhalten, die sich nahe zur Walze 1 bewegt. Fig. 2 zeigt den Augenblick, an welchem die Walze 3 der Walze 1 nahe genug ist, um das Bahnmaterial N zwischen den Walzen 1 und 3 zu quetschen.
Fig. 2 A zeigt eine vergrößerte Einzelheit des Kontaktbereichs und erläutert, wie die beiden Walzen 1 und 3 auf das Bahnmaterial N zusammenwirken, um eine Schlaufe S zu bilden. Da die Umfangsbewegungen der beiden Walzen 1 und 3 in entgegengesetzte Richtungen erfolgen, hat das Einquetschen des Bahnmaterials die Wirkung, daß einerseits der Vorschub des Bahnmaterials stoppt, wodurch es veranlaßt wird, zwischen der Schlaufe 5 und dem gerade vervollständigten Stamm R1 zu reißen, während gleichzeitig das Aufwickeln des neuen Stammes aufgrund des Kräuselns der somit erzeugten freien Vorderkante eingeleitet wird. Fig. 3 zeigt den Schritt der Einleitung des Aufwickelns eines neuen Stammes R2, während der vervollständigte Stamm R1 zur Fläche 19 rollt aufgrund des Unterschieds zwischen den Oberflächengeschwindigkeiten der Walzen 5 und 3.
Das Bahnmaterial, das gewöhnlich in Maschinen dieser Art, auf die sich die Erfindung bezieht, verarbeitet wird, besteht üblicherweise aus einem oder mehreren sehr dünnen Papierbogen zur Herstellung von Toilettenpapierrollen, Allzweckwischtüchern, wie etwa Küchentücher und ähnlichen Gegenständen. Dieses Material ist sehr leicht und wird mit sehr hohen Geschwindigkeiten von 400-800 m/min zugeführt. Das Zuführen von der Perforationseinrichtung zu den Wickelwalzen findet mit konstanter Geschwindigkeit statt, und nach dem Abreißen durch die Wirkung der Rotation der Walzen neigt das Bahnmaterial dazu, sich selbst aufzuwickeln. Jedoch erfordern die ersten Windungen des aufgewickelten Materials, das keinen Träger (weder einen Pappkern noch einen Tubus oder dergleichen) besitzt, der sie unterstützt und ihnen eine gerade, zylindrische Form verleiht, eine genaue Steuerung, um sie daran zu hindern, deformiert zu werden und vorzeitig aus dem Walzenspalt zwischen den Walzen ausgestoßen zu werden (in der einen oder anderen Richtung), wodurch die Maschine blockieren (oder angehalten oder Ausschuß produzieren) würde.
Die Erfindung erleichtert einen richtigen Start des Aufwickelns des Bahnmaterials auf sich selbst, in dem eine Stützfläche 21 vorgesehen ist, die an dem Arm 13 angebracht ist und mit der Wickelwalze 3 zusammenwirkt. Die Stützfläche 21 besitzt eine kammartige Struktur mit mehreren Zähnen 21a (Figuren 2A und 6) die sich in entsprechende Ringschlitze 23 auf der Zylinderfläche der Walze 3 erstrecken. Auf diese Weise wird eine im wesentlichen zusammenhängende Oberfläche definiert, die teilweise durch die Stützfläche 21 und ihre zugehörigen Zähne 21A und teilweise durch die Zylinderfläche der Walze 3 definiert ist.
Wenn die Walzen 1 und 3 nahe aufeinander zu bewegt werden und die freie Kante des Bahnmaterials N sich auf sich selbst aufzuwickeln beginnt und wenn die ersten Wicklungen, die einen Kernteil des Stammes bilden, nicht parallel zu den Achsen C und D der Walzen 1 und 3 sind, wird der am meisten zurückfallende Teil des in der Bildung befindlichen Stammes in Kontakt mit der nicht drehenden Stützfläche 21, 21A kommen. Dies bewirkt einen Stoßeffekt, der den in Verarbeitung befindlichen Stamm zwingt, sich mit seiner Achse parallel zu den Achsen C und D gerade zu richten.
Das Vorhandensein der Stützfläche 21 macht es möglich, eine Fehlausrichtung des Stammes während der allerersten Wickelstufe zu verhindern (d.h. wenn nur wenige Windungen durch das Kräuseln der freien Kante gebildet worden sind) und somit zu verhindern, daß der Stamm rückwärts vom Walzenspalt 4 gezogen wird, selbst bei einem minimalen Zug in der Papierbahn.
Um eine bessere Ausrichtung des in der Bildung befindlichen Stammes bezüglich der Achsen der Wickelwalzen sicherzustellen und gleichzeitig zu verhindern, daß der Stamm vorzeitig den Walzenspalt 4 zur Walze 5 verläßt, kann die zweite Wickelwalze 3 vorübergehend mit einer Umfangsgeschwindigkeit versehen werden, die geringfügig höher ist als diejenige der Walze 1. Dieser Unterschied in der Anfangsgeschwindigkeit wird veranlassen, den Stamm gegen die Stützfläche 21 zu bewegen. Da die Stützfläche 21 unbeweglich ist, wird der Stamm dazu neigen, nahe bei den Zähnen 21A zu verbleiben (wo sie sich innerhalb der Ringschlitze 23 der Walze 3 befinden), wodurch der Stamm veranlaßt wird, eine Position parallel zu den Achsen C, D anzunehmen.
Nachdem das Aufwickeln eines Stammes in richtiger Weise gestartet worden ist und wenn der Stamm eine merkbare Größe angenommen hat, kann er durch den Walzenspalt 4 zum Wickelbereich zwischen den Walzen 1, 3 und 5 bewegt werden. Dies wird durch einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Walze 3 (welche mit einer geringfügig niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit dreht) und der Walze 1 erreicht. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Stammes durch den Walzenspalt 4 hängt von der Größe dieses Unterschieds in der Umfangsgeschwindigkeit ab und wird von einer fortschreitenden Bewegung weg von den Walzen 1 und 3 voneinander begleitet. Solch eine Trennbewegung, die von der Bildung der ersten Windungen der Vorderkante des Bahnmaterials an beginnt, kann mittels des Betätigers 15 oder selbst durch die elastische Nachgiebigkeit des Elements 17 erreicht werden. Die Größe und das Bewegungsgesetz der Trennbewegung hängt von der Übergabegeschwindigkeit des Stammes durch den Walzenspalt und daher von dem Unterschied zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 1 und 3 ab.
Vorsorge kann dafür getroffen werden, die Rotationsgeschwindigkeit der unteren Wickelwalze 3 während des Übergangs des Stammes durch den Walzenspalt 4 entsprechend einer Beziehung zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 und des Durchmessers des Stammes und somit der augenblicklichen oder vorübergehenden Weite des Walzenspaltes zu variieren.
Eine zentrale Steuereinheit 2 der Maschine sorgt für die Ausgabe der Beschleunigungs- und Abbrems-Betriebsdaten an die nicht dargestellten Motoren, die die Geschwindigkeiten der dritten Walze 5 und der zweiten Walze 3 steuern. Die Steuereinheit 2 kann auch das Steuern der Bewegung der Walzen 1 und 3 auf einander zu und voneinander weg vorsehen, und der Walze 5 bezüglich der Walzen 1 und 3. Sie kann auch die Perforationseinrichtung 6 mit den anderen Maschinenteilen synchronisieren, um zu erreichen, daß eine Perforationslinie während der Trennung des Bahnmaterials richtig positioniert ist. Die Steuereinheit 2 ist nur in Fig. 1 dargestellt und in den übrigen Figuren aus Gründen der klaren Darstellung weggelassen.
Der Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 1 und 3 kann entweder konstant oder variabel sein. Im letzteren Fall kann ein größerer Geschwindigkeitsunterschied voreingestellt sein, was einen schnelleren Übergang des Stammes durch den Walzenspalt 4 schafft. Weiterhin erlaubt die Möglichkeit, die Geschwindigkeit der Walze 3 zu variieren, daß das Aufwickeln mit einer Geschwindigkeit gestartet wird, die geringfügig größer als diejenige der Walze 1 ist (für den oben genannten Zweck), und dann durch Abbremsen der Walze 3 fortgesetzt wird, was den Stamm veranlaßt, durch den Spalt 4 sich zu bewegen.
Figuren 3 und 4 zeigen aufeinanderfolgende Augenblicke der Übergangsstufe des Stammes R 2 in den Wickelraum, während der vorhergebildete Stamm R1 ausgegeben wird. In einer vereinfachten Ausführungsform des Maschinenbetriebs ist Vorsorge dafür getroffen, daß die Walze 5 mit konstanter Geschwindigkeit arbeitet, die gleich derjenigen der Walze 1 ist. In diesem Fall ist es das Abbremsen der Walze 3, das das Rollen des vollständigen Stammes R1 auf die Ausgaberutsche 19 veranlaßt. Um zu verhindern, daß der fertige Stamm R1 über einen zu langen Zeitraum zwischen den Walzen 1, 3 und 5 rotiert, nachdem die Bahn für den Beginn eines neuen Stammes R2 getrennt worden ist, erweist es sich als vorteilhaft, das Abbremsen der unteren Walze 3 beginnen zu lassen, ehe die Oberflächen der Walzen 1 und 3 gegeneinander gepreßt werden. Die Steuerung der Stammausrichtung (wobei der Stamm in dieser Stufe durch die allerersten wenigen Windungen des Bahnmaterials gebildet wird), wird in diesem Fall durch die kombinierte Wirkung der Stützfläche 21 und den richtigen Reibungskoeffizienten der Oberflächen der Walzen 1 und 3 erreicht, der verhindert, daß die kleine Walze darauf schlupft.
Fig. 5 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, in welcher das Bahnmaterial N durch ein Schneid- oder Abreißsystem getrennt wird, das auf der Aufstrornseite des Walzenspaltes 4 lokalisiert ist. Gleiche Bezugszeichen zeigen entsprechende Teile der Ausführungsform nach Figuren 1 bis 4.
In diesem Fall schafft die Bewegung der Walzen 1 und 3 aufeinander zu lediglich den Start des Aufwickelns der Vorderkante auf sich selbst, während das Schneiden der Bahn durch ein Schneidteil 25 erreicht wird, das auf einem Schneidzylinder 27 befestigt ist, welcher synchron mit der Walze 1 dreht. Das Schneidteil kooperiert mit einer Nut 29, die in der Oberfläche der Walze 1 gebildet ist. In der Nähe der Nut 29 befindet sich eine Reihe von Sauglöchern 31, die die Vorderkante nach dem Schnitt zurückhält und sie dem Walzenspalt (im Bereich der maximalen gegenseitigen Annäherung der Walzen 1 und 3) zu führt, wo das Aufwickeln beginnt. Das Schneidteil kann auf dem Zylinder 27 beweglich befestigt sein, oder der Zylinder 27 kann auf einer beweglichen Achse gelagert sein, um ihn nahe an die Walze 1 zu bringen. Die Aufwickeloperation in dieser modifizierten Ausführungsform ist ähnlich zu demjenigen, was in Bezug auf die Figuren 1 bis 4 beschrieben worden ist, insbesondere bezüglich der Funktion der Stützfläche 21.
Fig. 6 zeigt ein Detail aus dem Bereich, in welchem das Aufwickeln des Stammes beginnt. In dieser Figur ist die Walze 1 geringfügig modifiziert und mit einem Sektor 33 versehen, der radial einwärts bewegbar ist und sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Rolle 1 in Längsrichtung erstreckt. Der Sektor 33 ist normalerweise in einer Ausnehmung beherbergt, so daß seine Außenfläche mit der Zylinderfläche der Walze 1 perfekt ausgerichtet ist. Wenn das Bahnrnaterial am Beginn des Aufwikkelns eines neuen Stammes getrennt werden muß, kann die Walze 3 nahe an die Walze 1 herangebracht werden, ohne daß sie mit dieser in Kontakt kommt, jedoch bei einem vorbestimmten minimalen Abstand von dieser verbleibt. Das Bahnmaterial wird in diesem Fall zwischen der Walze 3 und der Außenfläche des Sektors 33 eingequetscht, wobei die Außenfläche des letzteren sich dazu und in diesem Augenblick einige zehntel Milimeter über die Oberfläche der Walze 1 erstreckt. Der Mechanismus für das Ausfahren des Sektors 33 kann demjenigen ähnlich sein, der in der italienischen Patentschrift 1 213 822 beschrieben ist, deren Inhalt hier in Bezug genommen wird. In der genannten Patentschrift wird eine Vorrichtung zur Bewegung eines Schneidmessers beschrieben, die auch für die Bewegung des Sektors 33 verwendet werden kann. Natürlich können auch andere Vorrichtungen für die Bewegung des Sektors 33 verwendet werden. Alternativ könnte der Sektor 33 auf der Walze 3 anstatt auf der Walze 1 befestigt sein.
Zum Trennen des Bahnmaterials zwischen dem Walzenspalt (wo die Walzen 1 und 3 sich nahe aufeinander zu bewegen) und dem vervollständigten Stamm R1 ist der bewegliche Sektor 33 (wenn er auf der Walze 1 vorgesehen ist) in zwei Abschnitte 33A und 33B unterteilt, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Der Abschnitt 33A kann glatt oder jedenfalls wenigstens mit einem sehr niedrigen Reibungskoeffizienten versehen sein, wie etwa die Oberfläche polierten Stahls.
Mit dieser Anordnung ist es durch geeignete Synchronisierung der Bewegungen der Walzen 3 und des Sektors 33 mit der Position der von der Perforationseinrichtung 6 auf dem Bahnmaterial N erzeugten Perforationslinien möglich (wenn die Walze 3 und der Sektor 33 miteinander in Kontakt kommen), eine Linie von Perforationen auf der Oberfläche 33A (oder gerade abstromseitig davon) an genau dem Augenblick liegen zu haben, wenn das Bahnmaterial zwischen der Walze 3 und dem Sektor 33 eingequetscht ist. Da die Bahn zwischen der Walze 33 und der Oberfläche 33B enger eingequetscht ist als zwischen der Walze 3 und der Oberfläche 33A, findet ein Rückwärtsschlupf des Bahnmaterials auf der Oberfläche 33A statt und folglich ein Reißen derselben längs der Perforationslinie.
Der Abschnitt 33B mit hohem Reibungskoeffizienten, der unmittelbar nach dem Reißen kommt, erleichtert den Beginn des Aufwickelns und die Steuerung der Drehung der ersten Windungen der Bahn während der anfänglichen Bildung des Stammes.
Die vorstehend erwähnte Anordnung kann auch in den Ausführungsformen gemäß Figuren 1 bis 4 eingesetzt werden, indem ein schmaler, longitudinaler Axialstreifen der Oberfläche der Walze 1 mit niedrigerem Reibungskoeffizienten als der übrige Teil der Oberfläche der Walze 1 geschaffen wird, und/oder durch eine geeignete Oberflächenbehandlung. Das Vorhandensein einer Oberfläche mit geringer Reibung macht das Reißen leichter, selbst wenn die Bahn keine Perforationslinien besitzt.
Wenn die Oberflächen der Wickelwalzen miteinander in Kontakt kommen, um das Trennen des Bahnmaterials und den Anfang des Aufwickelns zu veranlassen, kann das Bahnmaterial eine Tendenz haben, aufstromseitig zum Walzenspalt zu schlackern oder lose zu werden. Geeignete Mittel können daher vorgesehen sein, um die Ausbreitung dieses Spannungsabfalis weiter aufstromseitig in dem Bahnmaterial zu verhindern. Ein Mittel, das zu diesem Zweck geeignet ist, kann aus einer kleinen Walze bestehen, die entweder angetrieben oder leerlaufend ist, und die in Kontakt mit dem Bahnmaterial in dem Bereich gebracht wird, in welchem sie um die Walze 1 geführt ist. Solch eine kleine Walze ist gestrichelt in Fig. 1 angedeutet und mit dem Bezugszeichen 101 versehen. Die Walze 101 quetscht die Bahn gegen die Walze 1 und verhindert somit, daß das Bahnmaterial N auf der Aufstromseite der Walze 101 lose wird.
Weitere Mittel können vorgesehen sein, um das Lockerwerden zu verhindern, wie etwa mehrere Sauglöcher 103 (vgl. Fig. 6) in der Zylinderwand der Walze 1, die bewirken, daß das Bahnmaterial an der Oberfläche der Walze 1 bleibt. Man erkennt, daß die beiden Lösungen austauschbar oder kombinierbar sind und als Alternative oder in Kombination mit all den in den beigefügten Figuren dargestellten weiteren Ausführungsformen in Betracht kommen. Wenn das Ansaugsystem benutzt wird, kann der innerhalb der Löcher 103 vorhandene Unterdruck in an sich bekannter Weise geeignet zeitlich gesteuert werden.
Um zu hohen Druck oder Drucklasten zwischen den Walzen 1 und 3 zu vermeiden, wenn sie die Bahn zwischen sich quetschen, und um den Beginn des Aufwickelns zu erleichtern, kann wenigstens eine der Oberflächen aus nachgiebigem Material wie etwa Gummi gemacht werden, wie das in Figur 1 für die Walze 1 gezeigt ist. Der nachgiebige Abschnitt kann auch auf einen einzigen Längsstreifen der Oberfläche beschränkt sein, wo der Kontakt mit der Walze 3 stattfindet. Alternativ kann die nachgiebige Oberfläche die geschlitzte Oberfläche der Walze 3 sein.
Man sieht, daß die Zeichnung nur ein Beispiel als praktische Demonstration der Erfindung wiedergibt, während diese in den Formen und Anordnungen sich verändern kann, ohne daß dadurch von dem Bereich des Erfindungsgedankens abgewichen wird. Das mögliche Vorhandensein von Bezugszeichen in den beigefügten Ansprüchen hat lediglich den Zweck, deren Verständnis zu erleichtern, wobei auf die Beschreibung und Zeichnungen Bezug genommen wird, und soll den Schutzbereich der Ansprüche nicht beschränken

Claims

1. Aufwickelmaschine für die Herstellung von Stämmen (R) aus Bahnmaterial ohne Wickelkern oder Wickeldorn mit

- einer ersten Wickelwalze (1), der das Bahnmaterial (N) von einer Aufstromrichtung zu einer Abstromrichtung zugeführt wird;

- einer zweiten Wickelwalze (3), die in der gleichen Richtung wie die erste Wickelwalze dreht und einen Walzenspalt (4) bildet, durch welchen das aufzuwickelnde Bahnmaterial (N) in eine Richtung von Aufstrom zu Abstrom verläuft;

- Mitteln zum Trennen des Bahnmaterials am Ende des Aufwickelns eines Stammes (R1),

- Mitteln (15, 17) zum Bewegen der Oberflächen der Wickelwalzen aufeinander zu, um das Bahnmaterial in der Nähe seiner Kante zwischen sich zu ergreifen, wodurch die letztere sich aufkräuselt und das Aufwickeln eines neuen Stammes des Bahnmaterials beginnt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelmaschine eine Stützfläche (21, 21A) aufweist, die aufstromseitig zum Walzenspalt (4) zwischen den Walzen (1, 3) angeordnet ist, und den Stamm (R2) am Anfang dessen Aufwickelns unterstützt.

2. Aufwickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (21, 21A) kammartig ausgeführt ist und mehrere Zähne (21, 21A) aufweist, die mit zugehörigen Ringschlitzen (23) auf der Oberfläche der zweiten Wickelwalze (3) zusammenwirken, wobei die Spitzen der Zähne in den Ringschlitzen wenigstens während der Anfangsstufe des Aufwickelns des Stammes angeordnet sind, wobei ein Teil der Stützfläche aufstromseitig aus den Ringschlitzen (23) vorsteht.

3. Aufwickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wickelwalze Lagermittel (13) aufweist, wobei die Stützfläche (21, 21A) an den Lagermitteln (13) befestigt ist.

4. Aufwickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (2) zum Steuern der Geschwindigkeit der zweiten Wickelwalze (3) relativ zur ersten Wickelwalze (1) vorgesehen sind, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Wickelwalze (3) kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Wickelwalze (1) wenigstens während des anfänglichen Aufwickelns für die Bildung eines Stammes gehalten wird.

5. Aufwickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der ersten (1) und der zweiten (3) Wickelwalze in solcher Weise verändert wird, daß eine erste Bewegung des Stammes auf der Aufstromseite des Walzenspaltes zur Lagerfläche und eine nachfolgende Bewegung in Abstromrichtung des Stammes durch den Walzenspalt (4) veranlaßt wird.

6. Aufwickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen den Wickelwalzen (1) und (3) konstant ist.

7. Aufwickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Wickelwalze (3) vermindert wird, um zu veranlassen, daß der Stamm in Abstromrichtung den Walzenspalt passiert, und danach erhöht wird, um die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Wickelwalzen ungefähr gleich zu machen.

8. Aufwickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (25, 27, 29) zum Trennen des Bahnmaterials (N) auf der Aufstromseite des Walzenspaltes und Rückhaltemittel (31) auf der Wickelwalze (1) vorgesehen sind, um wenigstens die Vorderkante des Bahnmaterials auf der Aufstromseite des Schnittes festzuhalten, und die Vorderkante in den Walzenspalt (4) zu übertragen.

9. Aufwickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte bewegliche Wickelwalze (5) zum Steuern des Durchmessers des in der Bildung befindlichen Stammes vorgesehen ist.

10. Verfahren zum Aufwickeln von Bahnmaterial (N) zur Bildung von kernlosen Stämmen, welches folgende Schritte aufweist:

a) eine erste Wickelwalze (1) wird vorgesehen, die das Bahnmaterial (N) trägt;

b) eine zweite Wickelwalze (3) wird vorgesehen, die mit der ersten Wickelwalze einen Walzenspalt definiert, durch den Bahnmaterial zugeführt wird, wobei die Wickelwalzen in der gleichen Richtung drehen;

c) die Bahn wird von einer Aufstromseite zu einer Abstromseite durch den Walzenspalt bewegt;

d) ein kernloser Stamm (R1) aus Bahnmaterial wird gebildet;

e) das Bahnmaterial wird am Ende des Aufwickelns auf einen Stamm getrennt, wodurch eine Vorderkante des Bahnmaterials zum Aufwickeln eines nachfolgenden Stammes erzeugt wird;

f) die Wickelwalzen werden aufeinander zubewegt, um das Bahnmaterial in der Nähe seiner Kante zwischen sich zu ergreifen, wodurch die letzere sich selbst aufkräuselt und somit das Aufwickeln eines neuen Stammes (R2) aus Bahnmaterial startet;

g) dadurch gekennzeichnet, daß der Stamm wenigstens während des anfänglichen Aufwickelns dadurch gehalten wird, daß er (R1, R2) durch eine Stützfläche (21, 21A), die auf der Aufstromseite des Walzenspaltes lokalisiert ist, unterstützt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit wenigstens einer der ersten und zweiten Wickelwalzen so gesteuert wird, daß die zweite Wickelwalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, die vorübergehend größer als die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Wickelwalze während des anfänglichen Aufwickelns des Bahnmaterials ist, wobei der Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit so ist, daß anfänglich der Stamm bei seiner Bildung in Aufstromrichtung gegen die Stützfläche bewegt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial auf der Aufstromseite des durch die Wickelwalzen definierten Walzenspaltes getrennt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial durch Einquetschen zwischen den Oberflächen der Wickelwalzen getrennt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet durch

a) eine dritte Wickelwalze (5) auf der Aufstromseite der ersten und zweiten Wickelwalzen vorgesehen wird, wobei die dritte Walze während der Durchmesserzunahme in der Bildung des Stammes beweglich ist;

b) der in der Herstellung befindliche Stamm anfänglich in Kontakt nur mit der ersten und zweiten Wikkelwalze gehalten wird, indem ein erster Schritt des Aufwickelzyklus zwischen den beiden Walzen ausgeführt und anschließend die ersten und zweiten Walzen zunehmend voneinander wegbewegt werden, wenn der Durchmesser des Stammes zunimmt;

c) der in Bildung befindlichen Stamm aus dem Walzenspalt zu einem Wickelraum übergeben wird, der durch die erste, zweite und dritte Walze definiert ist, und dann das Wickeln abgeschlossen wird.

Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Wickelwalze graduell voneinander wegbewegt werden, indem eine servormechanismusgesteuerte Bewegung oder eine nachgiebige Kraft vorgesehen wird, was durch die Zunahme des Stammdurchmessers bewirkt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Wickelwalzen während der ersten Stufe des Aufwickelns des Stammes zwischen den beiden Walzen verändert wird, wenn der Abstand zwischen den Achsen der beiden Walzen sich verändert.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der fertige Stamm (R1) durch Abbremsen der zweiten Wickelwalze ausgegeben wird und daß das Abbremsen vor dem Quetschen der Bahn zwischen der ersten und zweiten Wickelwalze beginnt.

18. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Annäherung zwischen den Oberflächen der ersten und zweiten Wickelwalze wenigstens teilweise durch eine Bewegung in einer im wesentlichen radialen Richtung eines Teiles der Oberfläche eines der Wickelwalzen erreicht wird.

19. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen gleich beabstandete transversale Perforationslinien auf das Bahnmaterial aufgebracht werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß während des Quetschens des Bahnmaterials zwischen den Wickelwalzen eine Perforationslinie unmittelbar abstromseitig von dem Quetschpunkt zwischen der ersten und zweiten Wickelwalze bezüglich der Vorschubrichtung des Bahnmaterials plaziert ist.