EP0855355A2 - Wickelmaschine und Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Wickelmaschine und Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn Download PDF

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EP0855355A2
EP0855355A2 EP97122390A EP97122390A EP0855355A2 EP 0855355 A2 EP0855355 A2 EP 0855355A2 EP 97122390 A EP97122390 A EP 97122390A EP 97122390 A EP97122390 A EP 97122390A EP 0855355 A2 EP0855355 A2 EP 0855355A2
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winding
drum
pressure drum
transport device
machine according
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EP0855355A3 (de
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Ralf Preising
Roland Moeller
Roland Thomas
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    • B65H2408/2362Winding machines with two secondary winding spools, e.g. on separate carriages
    • B65H2408/2364Winding machines with two secondary winding spools, e.g. on separate carriages with additional element for facilitating web roll change

Definitions

  • the machine relates to a winding machine for continuous Winding a web of material, in particular Paper or cardboard web, according to the generic term of claim 1 and a method for continuous Winding a web of material, in particular Paper or cardboard web, according to the preamble of the claim 17th
  • Winding machines and processes of the ones mentioned here kind are known from DE 196 07 349.
  • the Known winding machine comprises a means of Pressure device movable pressure drum, the defined pressed on the circumference of a winding roll and forms a winding gap with it.
  • the pressure drum is on a guide movable first transport device arranged.
  • the winding machine includes a stationary secondary storage, which the reel during the finish winding process rotatable in a fixed position holds.
  • the pressure drum becomes a drum change first vertically upwards into a takeover position proceed in which the pressure drum with a rotatable on the third transport device held empty drum forms a winding nip.
  • the material web is now separated and its free one End wound on the empty reel, which then together with the pressure drum in the lower winding position is transferred.
  • the second and the third transport device move vertically downwards.
  • the new drum With the only having a few winding layers
  • Winding roll driven by a primary drive. From the winding position is the winding roll move horizontally to a finished winding position, in which the primary drive is uncoupled and a secondary drive is coupled to the winding roll, the winding roll during the further winding process drives.
  • the winding machine has a relative complex construction, in particular due to the independently relocatable second and third transport devices. Furthermore, has pointed out that the control of the displacement movements of the three transport facilities very much is complex.
  • the object of the invention is a winding machine and to create a process that do not have these disadvantages.
  • a relocation of the new drum on which it was wound so feasible in the stationary secondary storage be the desired level of line force in the winding nip with as little effort as possible remains intact during the aforementioned relocation.
  • a winding machine is used to solve this task proposed the features of claim 1 having.
  • This is characterized in that the Primary storage stationary on the transport device is arranged.
  • the Primary storage and the pressure drum is one, common transport device assigned, whereby on the one hand, the construction of the winding machine and on the other hand simplifies their control can be.
  • An embodiment of the winding machine is preferred, which is characterized in that during the winding roll is held by the secondary storage and being finished wrapped by a relocation the transport device carrying the pressure drum by means of a lifting device the larger increasing winding roll diameter is compensated. At the same time, the relative movement of the Pressure drum opposite the transport device the line force in the winding gap controlled / regulated.
  • a control system is provided for this purpose with the pressure device, by means of which the pressure drum is relocatable, cooperates. The Relocation of the pressure drum relative to the transport device is used to adjust the Compressive forces in the winding gap between the pressure drum and the winding roll.
  • the pressure drum has compared to the heavier with increasing diameter becoming winding roll a much lower weight so that a quick compensation of im Variations and jumps occurring in the winding gap the line force or the line force curve is possible. This is the line force extremely sensitive adjustable, resulting in a high Winding quality can be achieved.
  • the control or regulation of the line force described above starts immediately when changing the reel and remains effective not only during the winding process, but also during the common Relocation of the wound drum into the Secondary storage (with the pressure drum on the shared transport facility easily) and during the subsequent finishing process.
  • the main advantage of the invention is So in that the control of the line force during the winding process and during the transfer of the wound drum in the secondary storage alone in a simple and precise manner by moving the pressure drum by means of the pressure device on the transport device.
  • the automatic retention of the desired Line force during the processes mentioned is thus possible without any additional effort. It is only sufficient during the finishing process maximum stroke of the pressure device as a rule not out, now the increasing winding roll diameter to follow. Then the (to move the transport device is necessary anyway) Lifting device already mentioned above effective to the Transport device (including the pressure drum, the pressure device and now empty Primary storage) gradually from the secondary storage pull away, according to the increase in the winding roll diameter.
  • the primary storage Primary drive preferably center drive, for the winding roll is assigned, by means of which a defined torque on the from the primary bearing held drum can be applied.
  • the primary drive is preferably stationary, that means stationary, arranged on the transport device, whereby the construction of the winding machine continues can be simplified, since additional guide and transport devices for the primary drive are not needed.
  • the primary drive on a separate transport device to arrange and when transferring the from the Primary bearing rotatably held winding roll to the secondary storage parallel to the primary storage to relocate with. It is important that the drum torque during the entire winding process can be applied. This can work together with the control described above or Regulation of the line force in the winding gap - one winding roll with a defined, preferably uniform winding hardness can be produced.
  • a method is also used to achieve the stated object for the continuous winding of a material web suggested that those mentioned in claim 17 Features. This is characterized by it from that the material web first over a Peripheral area of a pressure drum is guided, which forms a winding nip with a winding roll. To prepare a drum change, a free pull of the material web between the pressure drum and the almost finished winding roll and an empty drum in the area of the free movement brought into a winding position. Then there is a winding gap between the pressure drum and the empty drum by relocation the pressure drum against one the pressure drum and the transport device carrying the drum. The material web is then separated and their free end on the empty drum wound up.
  • the winding roll in its winding position, with immediate control the line force begins in the winding nip.
  • the pressure drum is defined relatively relocated to the transport device. After reaching a desired winding roll diameter, only a little in a preferred embodiment is larger than the diameter of the drum the winding roll is transferred to a finished winding position, in which the winding roll during the finish winding process held stationary rotatably is. During the transfer, this is said Controlling / regulating the line force continued continuously. Even while the winding roll is now in is its finished winding position, the line force in the winding gap by a relative movement the pressure drum opposite the pressure drum carrying transport device controlled / regulated.
  • the growing one Coil diameter at the same time by a relative movement opposite the transport device a basis, for example a foundation on which the winding machine is balanced.
  • a basis for example a foundation on which the winding machine is balanced.
  • the winding machine described below is generally used for winding a material web.
  • the winding machine can be at the end of a machine for the production or finishing of a material web, for example a paper web to convert the finished material web into a Wind up the winding roll.
  • the winding machine can but can also be used to also referred to as a winding roll Roll over the wrap.
  • Figures 1 to 3 each show a side view an embodiment of a winding machine 1, which is used to wind up a material web 3, for example a paper web, on a drum serves. This can be, for example, of a tubular Roll are formed. From Figures 1 to 3 is a sequence of functional steps of the Winding machine 1 out.
  • the winding machine 1 also includes a carriage designated transport device 5, which on a Guide rails 7 comprising first guide 9 is movable.
  • the guide rails 7 are on one a base 11 standing winding frame 13 attached and parallel to an imaginary, dashed illustrated horizontal H aligned.
  • the procedure the transport device 5 on the first Guide 9 is only shown in FIG. 1
  • Lifting device 10 provided, by means of which the transport device 5 in the horizontal direction (Double arrow 15) is shiftable.
  • the one on the changing frame 13 attached lifting device 10 is from here formed a spindle drive, one of a Motor 12 includes a driven threaded spindle 14.
  • As Lifting device can also be, for example hydraulic piston / cylinder unit used will.
  • the primary bearing 17 stationary arranged to hold or the rotatable recording of a reel during the Starting process is used.
  • the primary bearing 17 has So a fixed, unchangeable position on the Transport device 5 on. With “winding process” is the phase of the winding process, in who kept a drum from the primary bearing 17 becomes.
  • a backup roller Press drum 19 provided on a Guide carriage 20 is rotatably held, the second guide comprising a rail 21 23 is movable.
  • the Rails 21 are attached to the transport device 5 and preferably run in parallel, at least but essentially parallel to the guide rails 7 of the first guide 9.
  • the guide carriage 20 is by means of on the transport device 5 attached pressing device 22 the rails 21 movable (double arrow 25).
  • the Pressure device 22 is here as - preferably hydraulic piston / cylinder unit, which comprises a piston guided in a cylinder. A piston rod is attached to the piston, the other end with the sled 20 or the attached Storage of the pressure drum 19 is connected.
  • the configuration of the pressing device 22 is fundamental variable, that is, with another In the exemplary embodiment, the pressing device 22 for example formed by a spindle drive will.
  • the pressure drum 19 can from one in the Figures 1 to 3 center drive, not shown driven, that is, with an adjustable drive torque be admitted to the stationary the transport device 5 is arranged.
  • the winding machine 1 further comprises a stationary one arranged secondary bearing 27 on the Wrapping frame 13 is attached.
  • the secondary storage 27 is used for rotatable holding and guiding of a journal 28 having drum during of the finish winding process.
  • Winding phase is on one of the secondary storage 27 drum 29 held continuously incoming material web 3 to a winding roll 31 wound up. With “ready winding process” is the part of the winding process called which the winding roll is held by the secondary bearing 27 becomes.
  • the secondary bearing 27 is a assigned to a symbol indicated secondary drive 32, that held by the secondary bearing 27 Drum drives.
  • the one as a center drive trained secondary drive 32 is on the winding frame 13 attached and therefore points within the Winding machine 1 a fixed position.
  • the primary bearing 17 is only one primary drive 33 indicated with a symbol assigned to each of the primary storage 17 held drum with a defined Torque applied.
  • the primary drive 33 is stationary the transport device 5 arranged so that at a shift of the transport device 5 of the Primary drive 33 relocated together with this becomes. So there will be no additional guidance for the primary drive 33 required, which makes the structure the winding machine and its control simplified can be.
  • the primary drive 33 parallel to the rails 21 of the second guide 23 displaceable is independent of the relocation movement the transport device 5.
  • the material web 3 from that of the winding machine 1 in the direction of rotation Material web 3 (arrow 34) seen- upstream Manufacturing or processing machine first guided over a stationary deflection roller 35 and by this to a rotatable on the transport device 5 stored deflection roller 37 out. From this is the material web 3 below one the pressure drum 19 arranged, shown in dashed lines third deflection roller 39 on the pressure drum 19 out.
  • the deflection roller 39 is preferred designed as an spreader roller.
  • the web of material 3 is over a peripheral region of the pressure drum 19 of approximately 180 ° and to that of the secondary bearing 27 held winding roller 31st wound up.
  • the pressure drum 19 is with a defined force on the circumference of the winding roll 31st pressed so that a winding gap is formed, through which the material web 3 is guided. They too referred to as clamping pressure or force Line force in the winding gap is caused by a shift the pressure drum 19 on the second guide 23 controlled in the direction of the double arrow 25.
  • the line force in the winding gap is regulated, that is, the line force is automatically on a desired value.
  • the pressing device 22, with which the Pressure drum 19 cooperating guide carriage 20 cooperates defined influenced.
  • Exemplary are a measuring device 67 and a in Figure 1 Control or regulation unit 68 schematically indicated.
  • Winding roll 31 is one over the entire Width of the winding roll 31 extending, also as Squeeze roller 41 arranged pressure roller arranged, by means of a guide device, not shown relocatable and to the extent of with the pressure drum 19 forming a winding nip Winding roll 31 can be pressed.
  • the squeeze roller 41 is used to introduce Air between the winding layers of the winding roller 31 prevent, for example, when the material web 3 is performed in a free move.
  • the contact pressure, with the squeeze roller 41 to the circumference the winding roller 31 is pressed is adjustable.
  • the squeeze roller 41 can be driven by a drive, for example, a center drive be, preferably before and during the squeeze roller 41 to the extent of the secondary storage 27 held winding roller 31 pressed becomes.
  • the material web 3 is on the pressure drum 19th performed and on those held by the secondary bearing 27 Winding roll 31 wound ( Figure 1). Before the winding roller 31 its final / target diameter reached, the squeeze roller 41 to the periphery the winding roller 31 pressed ( Figure 2). The web of material 3 is thereby both through the winding gap between pressure drum 19 and winding roller 31 as also through the winding gap between the squeeze roller 41 and winding roller 31 out.
  • the duration of the start-up process i.e. how long a winding roll guided by the primary bearing 17 is, is variable and can, for example, very much be short so that the winding roll is only one relative has small diameter increase.
  • the exemplary embodiment is the maximum stroke of the piston less than half the material layer thickness a finished winding roll.
  • the winding roll is now from the The winding position is transferred to the finished winding position and wrapped up here. During these operations becomes the control of the line force in the winding gap by a relative movement of the pressure drum opposite the one that carries the pressure drum Transport device continued continuously.
  • the larger winding roll diameter the winding roll in the finished winding position is now preferably additionally by a Relative movement of the transport device opposite a base on which shown in Figures 1 to 3 Embodiment of the foundation 11, balanced.
  • the maximum piston stroke Pressure device 22 relatively be kept small.
  • Figure 4 shows schematically a top view of the winding machine described with reference to Figures 1 to 3 1.
  • the same parts have the same reference numerals provided so that in this respect to the description is referred to the previous figures.
  • the functional position shown in Figure 4 Winding machine 1 corresponds to that shown in FIG Functional position.
  • the winding frame 13 has an outer part 13/1 and an inner part Part 13/2 on. On the outer part 13/1 of the Winding frame 13 are the guide rails 7 of the first guide 9 attached.
  • the center drive 48 On the drive side of the winding machine 1 is a the pressure drum 19 cooperating center drive 48 arranged by means of which the rotatable mounted pressure drum 19 with a torque is acted upon.
  • the center drive 48 is on one attached to the transport device 5 Console 49 attached and includes a motor 51 and a propeller shaft 53 which with a journal of the Pressure drum 19 is effectively connected.
  • the pressure drum 19 on the guide rails 7 opposite the Transport device 5 and thus the stationary on it arranged motor 51 perform a relative movement can without interrupting the drive train, that is, the propeller shaft 53 from the pressure drum or the engine must be disconnected.
  • the pressure drum 19 is therefore permanent with a torque actable.
  • the primary drive 33 comprises a motor 57, the - as indicated by a double arrow 59 - with the drum 43 guided by the primary bearing 17 can be coupled.
  • the primary drive 33 comprises a motor 63 which, as with a Double arrow 65 indicated - with that of the secondary storage 27 held drum 29 detachable is.
  • the secondary drive 32 of the drum 29 on the finished winding roll 31 is wound up, Cut.
  • the winding roll 31 is from the secondary storage 27 spread so that the primary storage 17 held and by the primary drive 33 driven drum 43 can be recorded. This is due to a relocation of the transport facility 5 in the direction of arrow 34 from the in Figure 4 shown winding position in the finished winding position transferred. Then a handover takes place of the reel 43 from the primary bearing 17 the secondary storage 27 instead.
  • the secondary drive 32 coupled with the reel 43.
  • the functional position shown in FIG. 3 results the winding machine 1, in which both the Primary drive 33 and the secondary drive 32 coupled simultaneously with the Drum 43, the means effectively connected.
  • the primary drive 33 of the Drum 43 uncoupled and by moving the Transport device 5 moved back to the takeover position, in which an empty drum from the Primary storage 17 can be taken over.
  • Figures 5 and 6 schematically show a side view a further embodiment of the winding machine 1. Parts that match those in previous Figures match, are the same Provide reference numerals so that on the description can be referred to Figures 1 to 4. in the following is only intended to explain the differences To be received.
  • the material web 3 is from one of the winding machine 1 upstream processing station for the Material web led to a guide roller 39 'and from this vertically upwards to a pressure drum 19 ', the one in the winding position Winding roll 47 forms a winding gap.
  • the preceding finished winding roll 31 (with reel 29) is just from the winding machine in Figure 5 away.
  • the pressure drum 19 ' is in the figure 5 illustrated embodiment of a Pressure roller formed, which is a relatively small Has outer diameter. This is clear smaller than the outside diameter of that in the figures 1 to 4 shown pressure drum 19.
  • a displacement device on the guide carriage 20 70 arranged one on the guide carriage 20 has a fixed guide frame 72, for guiding a vertical slide 74 serves in the direction of a double arrow 76.
  • the pressure drum 19 ' is rotatable on the vertical slide 74 held and by means of a not shown Center drive driven, which preferably arranged stationary on the vertical slide 74 is.
  • Center drive driven which preferably arranged stationary on the vertical slide 74 is.
  • the vertical Displacement of the pressure drum 19 ' is preferred relatively small and corresponds in particular one to two times the diameter of the pressure drum 19 '.
  • the empty reel 43 can during the winding process be transferred to the primary bearing 17, without being rotated beforehand; because he does not come into contact with the running material web.
  • the winding roller 31 is braked and then removed.
  • the transport device moves 5 in Figure 5 to the left and passes the wound new drum 43/47 to the Secondary storage 27; this condition corresponds to the Figure 3.
  • the empty drum is in the embodiment shown in Figures 5 and 6 by means of the (preferably stationary the transport device 5 arranged) primary drive 33 on the running speed of the material web accelerated and by this even after the reel change driven for a period of time.
  • the empty drum from the standby position down to the winding level can be lowered and only here to web speed is accelerated.
  • the center drive for the do not empty the drum vertically only horizontally need to be moved is preferred Embodiment provided that only one of the two center drives each Drum assigned during the entire winding process is, which increases the winding quality.
  • the primary drive 33 and the secondary drive must be used 32 -independent of each other and of the transport device 5 can be moved horizontally be.
  • the winding machine 1 of the secondary storage 27 assigned a winding support 78 which the winding roller held by the secondary bearing 27 supported on the outside over a circumferential area, that is relieved so that it does not sag or the deflection is only slight.
  • the winding support arranged below the secondary bearing 27 78 can, for example, two pulleys and at least one revolving one above it Have tape.
  • the structure of the winding support 78 is variable. There are therefore other constructions the changing support possible. By supporting the winding roll while it is in the finished winding position located, the winding quality be improved.
  • the pressure drum 19 in its bearings Has measuring sensors 67 for the bearing forces, depending on the measurement signals Measuring sensors by means of a control or regulating device 68 the contact pressure is controlled with the the pressure drum 19 to the extent of an empty Drums 29 or 43 and then on the wound on the winding roll 31 or 47 pressed becomes.

Landscapes

  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)

Abstract

Es wird eine Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tambour, mit einer auf einer verlagerbaren Transporteinrichtung (5) drehbeweglich angeordneten Anpreßtrommel (19;19'), die mittels einer Anpreßeinrichtung (22) relativ zur Transporteinrichtung verlagerbar ist und mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet, mit einer den Tambour während des Anwickelvorgangs haltenden Primärlagerung (17) und mit einer stationär angeordneten, den Tambour während des Fertigwickelvorgangs haltenden Sekundärlagerung (27), vorgeschlagen. Die Wickelmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß die Primärlagerung (17) ortsfest an der Transporteinrichtung (5) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Maschine betrifft eine Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 17.
Wickelmaschinen und Verfahren der hier angesprochenen Art sind aus der DE 196 07 349 bekannt. Die bekannte Wickelmaschine umfaßt eine mittels einer Anpreßeinrichtung verlagerbare Anpreßtrommel, die definiert an den Umfang einer Wickelrolle angedrückt wird und mit dieser einen Wickelspalt bildet. Die Anpreßtrommel ist an einer auf einer Führung verfahrbaren ersten Transporteinrichtung angeordnet. Der Tambour, auf den die Wickelrolle aufgewickelt wird, wird während des Anwickelvorgangs von einer Primärlagerung drehbeweglich gehalten. Diese ist gegenüber der ersten Transporteinrichtung, auf der die Anpreßtrommel angeordnet ist, mit Hilfe einer zusätzlichen zweiten Transporteinrichtung translatorisch verlagerbar. Die Wickelmaschine umfaßt weiterhin eine stationär angeordnete Sekundärlagerung, die den Tambour während des Fertigwickelvorgangs drehbeweglich in einer fixen Position hält. Bei einem Tambourwechsel wird ein leerer Tambour in die Primärlagerung eingebracht, die Materialbahn getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt. Während des Anwickelvorgangs, also während der Tambour von der Primärlagerung gehalten wird, werden der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Verlagerung der ersten Transporteinrichtung und die Steuerung der Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel und der Wickelrolle durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber der ersten Transporteinrichtung ausgeglichen beziehungsweise eingestellt. Nach Erreichen eines gewünschten Wickelrollendurchmessers wird die Wickelrolle in die Sekundärlagerung überführt und fertiggewickelt. Die bekannte Wickelmaschine weist einen konstruktiv relativ aufwendigen und somit kostenintensiven Aufbau auf, insbesondere durch die die Primärlagerung tragende zweite Transporteinrichtung, für die eine zusätzliche Steuereinheit zur Steuerung der Verlagerungsbewegung notwendig ist. Dabei ist es schwierig, beim Überführen der Wickelrolle in die Sekundärlagerung die Bewegung der beiden Transporteinrichtungen derart synchron zu steuern, daß gleichzeitig die Linienkraftsteuerung in der Lage ist, die gewünschte Linienkraft beizubehalten. Vielmehr besteht die Gefahr einer sprunghaften Änderung der Linienkraft.
Aus der DE 44 15 324 A1 (US 5,577,685) geht eine Wickelmaschine hervor, die eine erste, horizontal verfahrbare Transporteinrichtung aufweist, an der eine vertikal verfahrbare zweite Transporteinrichtung angebracht ist. Eine mit einer Wickelrolle einen Wickelspalt bildende Anpreßtrommel ist drehbeweglich an der zweiten Transporteinrichtung angeordnet und kann mittels einer Anpreßeinrichtung relativ zur zweiten Transporteinrichtung hin und her bewegt werden, um die Linienkraft im Wickelspalt einzustellen. Des weiteren ist eine dritte Transporteinrichtung vorgesehen, die der Überführung eines leeren Tambours von einer Bereitschaftsposition in die tieferliegende Anwickelposition dient. Bei einem Tambourwechsel wird die Anpreßtrommel zunächst vertikal nach oben in eine Übernahmeposition verfahren, in der die Anpreßtrommel mit einem an der dritten Transporteinrichtung drehbeweglich gehaltenen leeren Tambour einen Wickelspalt bildet. Die Materialbahn wird nun getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt, der anschließend gemeinsam mit der Anpreßtrommel in die tieferliegende Anwickelposition überführt wird. Hierzu werden die zweite und die dritte Transporteinrichtung vertikal nach unten verfahren. Während des Anwickelns und der Überführung in die Anwickelposition wird der neue Tambour mit der darauf aufgewickelten, erst wenige Wickellagen aufweisenden Wickelrolle mittels eines Primärantriebs angetrieben. Von der Anwickelposition wird die Wickelrolle horizontal in eine Fertigwickelposition verfahren, in der der Primärantrieb abgekuppelt und ein Sekundärantrieb an die Wickelrolle angekuppelt wird, der während des weiteren Wickelvorgangs die Wickelrolle antreibt. Die Wickelmaschine weist eine relativ aufwendige Konstruktion auf, insbesondere aufgrund der unabhängig voneinander verlagerbaren zweiten und dritten Transporteinrichtungen. Ferner hat sich herausgestellt, daß die Steuerung der Verlagerungsbewegungen der drei Transporteinrichtungen sehr aufwendig ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wickelmaschine und ein Verfahren zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere soll eine Verlagerung des angewickelten neuen Tambours in die stationäre Sekundärlagerung derart durchführbar sein, daß die gewünschte Höhe der Linienkraft im Wickelspalt mit möglichst geringem Aufwand während der genannten Verlagerung erhalten bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Wickelmaschine vorgeschlagen, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß die Primärlagerung ortsfest an der Transporteinrichtung angeordnet ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter "ortsfest" eine Lagerung verstanden, die den Tambour drehbeweglich hält und eine translatorische Verlagerung des Tambours auf der Transporteinrichtung verhindert. Der Primärlagerung und der Anpreßtrommel ist also eine einzige, gemeinsame Transporteinrichtung zugeordnet, wodurch einerseits der konstruktive Aufbau der Wickelmaschine und andererseits deren Steuerung vereinfacht werden kann.
Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine, das sich dadurch auszeichnet, daß während die Wickelrolle von der Sekundärlagerung gehalten und dabei fertiggewickelt wird, durch eine Verlagerung der die Anpreßtrommel tragenden Transporteinrichtung mittels einer Hubeinrichtung der größer werdende Wickelrollendurchmesser ausgeglichen wird. Gleichzeitig wird durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber der Transporteinrichtung die Linienkraft im Wickelspalt gesteuert/geregelt. Hierfür ist eine Steuerung/Regelung vorgesehen, die mit der Anpreßeinrichtung, mittels derer die Anpreßtrommel verlagerbar ist, zusammenwirkt. Die Verlagerung der Anpreßtrommel relativ zur Transporteinrichtung dient also der Einstellung der Druckkräfte im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel und der Wickelrolle. Die Anpreßtrommel weist gegenüber der mit zunehmendem Durchmesser schwerer werdenden Wickelrolle ein wesentlich geringeres Gewicht auf, so daß ein schneller Ausgleich von im Wickelspalt auftretenden Schwankungen und Sprüngen der Linienkraft beziehungsweise des Linienkraftverlaufs möglich ist. Dadurch ist die Linienkraft äußerst feinfühlig einstellbar, wodurch eine hohe Wickelqualität erreicht werden kann.
Das zuvor beschriebene Steuern oder Regeln der Linienkraft beginnt unmittelbar beim Tambourwechsel und bleibt stetig wirksam nicht nur während des Anwickelvorganges, sondern auch während der gemeinsamen Verlagerung des angewickelten Tambours in die Sekundärlagerung (wobei die Anpreßtrommel auf der gemeinsamen Transporteinrichtung problemlos mitwandert) und während des folgenden Fertigwickelvorganges. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht also darin, daß das Steuern/Regeln der Linienkraft während des Anwickelvorganges und während der Überführung des angwickelten Tambours in die Sekundärlagerung in einfacher und präziser Weise allein durch Verlagern der Anpreßtrommel mittels der Anpreßeinrichtung auf der Transporteinrichtung erfolgt. Das selbsttätige Beibehalten der gewünschten Linienkraft während der genannten Vorgänge ist somit ohne zusätzlichen Aufwand problemlos möglich. Erst während des Fertigwickelvorganges reicht der maximale Hub der Anpreßeinrichtung in der Regel nicht aus, nun dem größer werdenden Wickelrollendurchmesser zu folgen. Dann wird die (zum Verschieben der Transporteinrichtung ohnehin notwendige) oben schon erwähnte Hubeinrichtung wirksam, um die Transporteinrichtung (einschließlich der Anpreßtrommel, der Anpreßeinrichtung und der jetzt leeren Primärlagerung) allmählich von der Sekundärlagerung wegzuziehen, entsprechend der Zunahme des Wickelrollendurchmessers.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Wickelmaschine ist vorgesehen, daß der Primärlagerung ein Primärantrieb, vorzugsweise Zentrumsantrieb, für die Wickelrolle zugeordnet ist, mittels dessen ein definiertes Drehmoment auf den von der Primärlagerung gehaltenen Tambour aufgebracht werden kann. Der Primärantrieb ist vorzugsweise stationär, das heißt ortsfest, auf der Transporteinrichtung angeordnet, wodurch der Aufbau der Wickelmaschine weiter vereinfacht werden kann, da zusätzliche Führungs- und Transporteinrichtungen für den Primärantrieb nicht benötigt werden. Es ist auch möglich, den Primärantrieb auf einer separaten Transporteinrichtung anzuordnen und beim Überführen der von der Primärlagerung drehbeweglich gehaltenen Wickelrolle an die Sekundärlagerung parallel zur Primärlagerung mit zu verlagern. Wichtig ist, daß auf den Tambour während des gesamten Wickelvorgangs ein Drehmoment aufgebracht werden kann. Dadurch kann -im Zusammenwirken mit der oben beschriebenen Steuerung oder Regelung der Linienkraft im Wickelspalt- eine Wickelrolle mit einem definierten, vorzugsweise gleichmäßigen Wickelhärteverlauf hergestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Zur Lösung der genannten Aufgabe wird auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn vorgeschlagen, das die in Anspruch 17 genannten Merkmale aufweist. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß die Materialbahn zunächst über einen Umfangsbereich einer Anpreßtrommel geführt wird, die mit einer Wickelrolle einen Wickelspalt bildet. Zur Vorbereitung eines Tambourwechsels werden ein freier Zug der Materialbahn zwischen der Anpreßtrommel und der fast fertigen Wickelrolle ausgebildet und ein leerer Tambour in den Bereich des freien Zuges in eine Anwickelposition eingebracht. Dann wird ein Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel und dem leeren Tambour durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel gegenüber einer die Anpreßtrommel und den Tambour tragenden Transporteinrichtung ausgebildet. Anschließend wird die Materialbahn getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt. Hierbei befindet sich die Wickelrolle in ihrer Anwickelposition, wobei sofort eine Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt beginnt. Dazu wird die Anpreßtrommel definiert relativ zur Transporteinrichtung verlagert. Nach Erreichen eines gewünschten Wickelrollendurchmessers, der bei einer bevorzugten Ausführungsform nur wenig größer ist als der Durchmesser des Tambours, wird die Wickelrolle in eine Fertigwickelposition überführt, in der die Wickelrolle während des Fertigwickelvorgangs stationär drehbeweglich gehalten ist. Während der Überführung wird das genannte Steuern/Regeln der Linienkraft kontinuierlich fortgesetzt. Auch während nun die Wickelrolle sich in ihrer Fertigwickelposition befindet, wird die Linienkraft im Wickelspalt weiterhin durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber der die Anpreßtrommel tragenden Transporteinrichtung gesteuert/geregelt. Vorzugsweise wird der größer werdende Wickelrollendurchmesser gleichzeitig durch eine Relativbewegung der Transporteinrichtung gegenüber einer Basis, beispielweise einem Fundament, auf dem die Wickelmaschine steht, ausgeglichen. Durch das oben beschriebene Verfahren kann eine gewünschte Härte der Wickelrolle und somit eine sehr gute Wickelqualität gleichmäßig über den gesamten Wickelvorgang erzielt werden. Vorteilhaft ist weiterhin, daß durch die Verlagerung der Anpreßtrommel auf der gemeinsamen Transporteinrichtung zur Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt der größer werdende Wickelrollendurchmesser während des gesamten Anwickelvorganges einschließlich der Überführung in die Fertigwickelposition ausgeglichen wird. Der Aufwand zur Steuerung der Verlagerungsbewegungen von Anpreßtrommel, Wickelrolle und Transporteinrichtung während des gesamten Wickelprozesses ist daher relativ gering.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 bis 3
jeweils eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer Wickelmaschine in verschiedenen Wickelphasen;
Figur 4
eine schematische Draufsicht auf die Wickelmaschine gemäß dem Figuren 1 bis 3 und
Figuren 5 und 6
je eine schematische Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine.
Die im folgenden beschriebene Wickelmaschine ist allgemein zum Aufwickeln einer Materialbahn einsetzbar. Die Wickelmaschine kann am Ende einer Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer Materialbahn, beispielsweise einer Papierbahn, angeordnet werden, um die fertige Materialbahn zu einer Wickelrolle aufzuwickeln. Die Wickelmaschine kann aber auch dazu verwendet werden, einen bereits fertiggewickelten, auch als Wickelrolle bezeichneten Wickel umzurollen.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Wickelmaschine 1, die zum Aufwickeln einer Materialbahn 3, beispielsweise einer Papierbahn, auf einen Tambour dient. Dieser kann beispielsweise von einer rohrförmigen Walze gebildet werden. Aus den Figuren 1 bis 3 geht eine Abfolge von Funktionsschritten der Wickelmaschine 1 hervor.
Die Wickelmaschine 1 umfaßt eine auch als Schlitten bezeichnete Transporteinrichtung 5, die auf einer Führungsschienen 7 umfassenden ersten Führung 9 verfahrbar ist. In der Seitenansicht der Figuren 1 bis 3 ist lediglich eine der Führungsschienen 7 erkennbar. Die Führungsschienen 7 sind an einem auf einem Fundament 11 stehenden Wickelgestell 13 befestigt und parallel zu einer gedachten, gestrichelt dargestellten Horizontalen H ausgerichtet. Zum Verfahren der Transporteinrichtung 5 auf der ersten Führung 9 ist eine lediglich in Figur 1 dargestellte Hubeinrichtung 10 vorgesehen, mittels derer die Transporteinrichtung 5 in horizontaler Richtung (Doppelpfeil 15) verlagerbar ist. Die am Wickelgestell 13 angebrachte Hubeinrichtung 10 ist hier von einem Spindelantrieb gebildet, der eine von einem Motor 12 angetriebene Gewindespindel 14 umfaßt. Als Hubeinrichtung kann beispielsweise auch eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit eingesetzt werden.
Auf der Transporteinrichtung 5 ist eine lediglich schematisch dargestellte Primärlagerung 17 ortsfest angeordnet, die zum Halten beziehungsweise der drehbeweglichen Aufnahme eines Tambours während des Anwickelvorgangs dient. Die Primärlagerung 17 weist also eine feste, unveränderliche Position auf der Transporteinrichtung 5 auf. Mit "Anwickelvorgang" wird die Phase des Wickelprozesses bezeichnet, in der ein Tambour von der Primärlagerung 17 gehalten wird.
Des weiteren ist eine auch als Stützwalze bezeichnete Anpreßtrommel 19 vorgesehen, die auf einem Führungsschlitten 20 drehbeweglich gehalten wird, der auf einer Schienen 21 umfassenden zweiten Führung 23 verfahrbar ist. Von den Schienen 21 ist in dieser Darstellung lediglich eine erkennbar. Die Schienen 21 sind an der Transporteinrichtung 5 befestigt und verlaufen vorzugsweise parallel, zumindest aber im wesentlichen parallel zu den Führungsschienen 7 der ersten Führung 9. Der Führungsschlitten 20 ist mittels einer auf der Transporteinrichtung 5 befestigten Anpreßeinrichtung 22 auf den Schienen 21 verfahrbar (Doppelpfeil 25). Die Anpreßeinrichtung 22 ist hier als -vorzugsweise hydraulische- Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet, die einen in einem Zylinder geführten Kolben umfaßt. An dem Kolben ist eine Kolbenstange befestigt, die an ihrem anderen Ende mit dem Führungsschlitten 20 beziehungsweise der darauf befestigten Lagerung der Anpreßtrommel 19 verbunden ist. Die Ausgestaltung der Anpreßeinrichtung 22 ist grundsätzlich variierbar, das heißt, bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Anpreßeinrichtung 22 beispielsweise von einem Spindelantrieb gebildet werden. Die Anpreßtrommel 19 kann von einem in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellten Zentrumsantrieb angetrieben, das heißt mit einem einstellbaren Antriebsmoment beaufschlagt werden, der stationär auf der Transporteinrichtung 5 angeordnet ist.
Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin eine stationär angeordnete Sekundärlagerung 27, die an dem Wickelgestell 13 befestigt ist. Die Sekundärlagerung 27 dient dem drehbeweglichen Halten und Führen eines Lagerzapfen 28 aufweisenden Tambours während des Fertigwickelvorgangs. Bei der in Figur 1 dargestellten Wickelphase wird auf einen von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Tambour 29 die kontinuierlich zulaufende Materialbahn 3 zu einer Wickelrolle 31 aufgewickelt. Mit "Fertigwickelvorgang" wird der Teil des Wickelprozesses bezeichnet, bei dem die Wickelrolle von der Sekundärlagerung 27 gehalten wird. Der Sekundärlagerung 27 ist ein mit einem Symbol angedeuteter Sekundärantrieb 32 zugeordnet, der den von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Tambour antreibt. Der als Zentrumsantrieb ausgebildete Sekundärantrieb 32 ist an dem Wickelgestell 13 befestigt und weist daher innerhalb der Wickelmaschine 1 eine fixe Position auf.
Des weiteren ist der Primärlagerung 17 ein lediglich mit einem Symbol angedeuteter Primärantrieb 33 zugeordnet, der den jeweiligen, von der Primärlagerung 17 gehaltenen Tambour mit einem definierten Drehmoment beaufschlagt. Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine 1 ist der Primärantrieb 33 stationär auf der Transporteinrichtung 5 angeordnet, so daß bei einer Verlagerung der Transporteinrichtung 5 der Primärantrieb 33 gemeinsam mit dieser verlagert wird. Es wird also keine zusätzliche Führung für den Primärantrieb 33 benötigt, wodurch der Aufbau der Wickelmaschine und deren Steuerung vereinfacht werden kann. Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Primärantrieb 33 parallel zu den Schienen 21 der zweiten Führung 23 verlagerbar ist und zwar unabhängig von der Verlagerungsbewegung der Transporteinrichtung 5.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird die Materialbahn 3 von der der Wickelmaschine 1 -in Laufrichtung der Materialbahn 3 (Pfeil 34) gesehen- vorgeordneten Herstellungs- oder Verarbeitungsmaschine zunächst über eine ortsfeste Umlenkrolle 35 geführt und von dieser zu einer an der Transporteinrichtung 5 drehbeweglich gelagerten Umlenkrolle 37 geführt. Von dieser wird die Materialbahn 3 über eine unterhalb der Anpreßtrommel 19 angeordneten, gestrichelt dargestellten dritten Umlenkrolle 39 auf die Anpreßtrommel 19 geführt. Die Umlenkrolle 39 ist vorzugsweise als Breitstreckwalze ausgebildet. Die Materialbahn 3 wird über einen Umfangsbereich der Anpreßtrommel 19 von circa 180° geführt und auf die von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Wickelrolle 31 aufgewickelt. Die Anpreßtrommel 19 wird mit einer definierten Kraft an den Umfang der Wickelrolle 31 gepreßt, so daß ein Wickelspalt gebildet wird, durch den die Materialbahn 3 geführt wird. Die auch als Klemmdruck beziehungsweise -kraft bezeichnete Linienkraft im Wickelspalt wird durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel 19 auf der zweiten Führung 23 in Richtung des Doppelpfeils 25 gesteuert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine ist vorgesehen, daß die Linienkraft im Wickelspalt geregelt wird, das heißt, die Linienkraft wird mit Hilfe einer Regelung selbsttätig auf einem gewünschten Wert eingestellt. In beiden Fällen wird hierzu die Anpreßeinrichtung 22, die mit dem die Anpreßtrommel 19 tragenden Führungsschlitten 20 zusammenwirkt, definiert beeinflußt. Beispielhaft sind in Figur 1 eine Meßeinrichtung 67 und eine Steuerungs- oder Regelungseinheit 68 schematisch angedeutet. Durch die Verlagerung der Anpreßtrommel 19 können Schwankungen der Linienkraft ausgeglichen beziehungsweise vermieden werden, so daß kontinuierlich eine gewünschte Wickelhärte erzielt werden kann. Der größer werdende Durchmesser der Wickelrolle 31 wird -während die Wickelrolle 31 von der Sekundärlagerung 27 gehalten wird- durch eine Verlagerung der Transporteinrichtung 5 und somit der Anpreßtrommel 19 entgegen der Bahnlaufrichtung (Pfeil 34), also bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel nach rechts, ausgeglichen.
Unterhalb der von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Wickelrolle 31 ist eine sich über die gesamte Breite der Wickelrolle 31 erstreckende, auch als Andrückwalze bezeichnete Abquetschwalze 41 angeordnet, die mittels einer nicht dargestellten Führungseinrichtung verlagerbar und an den Umfang der mit der Anpreßtrommel 19 einen Wickelspalt bildenden Wickelrolle 31 gepreßt werden kann. Die Abquetschwalze 41 dient dazu, ein Einschleppen von Luft zwischen die Wickellagen der Wickelrolle 31 zu verhindern, beispielsweise dann, wenn die Materialbahn 3 in einem freien Zug geführt wird. Die Anpreßkraft, mit der die Abquetschwalze 41 an den Umfang der Wickelrolle 31 gepreßt wird, ist einstellbar. Die Abquetschwalze 41 kann von einem Antrieb, beispielsweise einem Zentrumsantrieb, angetrieben werden, vorzugsweise bevor und während die Abquetschwalze 41 an den Umfang der von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Wickelrolle 31 gedrückt wird.
Im folgenden soll die Funktion der Wickelmaschine 1 anhand eines Wickelvorgangs näher erläutert werden: Die Materialbahn 3 wird über die Anpreßtrommel 19 geführt und auf die von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Wickelrolle 31 aufgewickelt (Figur 1). Bevor die Wickelrolle 31 ihren End-/Solldurchmesser erreicht, wird die Abquetschwalze 41 an den Umfang der Wickelrolle 31 gepreßt (Figur 2). Die Materialbahn 3 wird dadurch sowohl durch den Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel 19 und Wickelrolle 31 als auch durch den Wickelspalt zwischen Abquetschwalze 41 und Wickelrolle 31 geführt. Zur Überführung der kontinuierlichen Materialbahn 3 auf einen oberhalb der Anpreßtrommel 19 in einer Bereitschaftsstellung angeordneten leeren Tambour 43 (Figur 1), wird die Anpreßtrommel 19 mittels der Transporteinrichtung 5 entlang den Schienen 21 der zweiten Führung 23 entgegen der Laufrichtung der Materialbahn 3 (Pfeil 34) -vorzugsweise im Eilgang- nach rechts verfahren. Dadurch wird der Abstand zwischen der Anpreßtrommel 19 und der Wickelrolle 31 vergrößert und ein Zwischenraum 45 gebildet (Figur 2). Die Materialbahn 3 wird im Bereich des Zwischenraums 45 in einem freien Zug von der Anpreßtrommel 19 auf die Wickelrolle 31 überführt. Während des Tambourwechsels wird die Abquetschwalze 41 mit einer definierten Kraft an den Umfang der Wickelrolle 31 gepreßt. So wird einerseits ein Einschleppen von Luft zwischen die Wickellagen der Wickelrolle 31 verhindert. Andererseits kann eine exakte Härte der auf die Wickelrolle 31 aufgewickelten Wickellagen gewährleistet werden.
Anschließend wird von oben der leere Tambour 43 in den Zwischenraum 45 zwischen der Anpreßtrommel 19 und der Wickelrolle 31 eingebracht. Vor dem Einfahren des Tambours 43 in die im freien Zug geführten Materialbahn 3 wird dieser mittels einer nicht dargestellten Anwurfvorrichtung auf Laufgeschwindigkeit der Materialbahn 3 beschleunigt. Durch das Einfahren des leeren Tambours 43 in den freien Bahnzug wird die Materialbahn 3 ausgelenkt und über einen Umfangsbereich des Tambours 43 geführt. Der Tambour 43 wird unmittelbar in die in einer Übernahmeposition angeordneten Primärlagerung 17 eingebracht und von dieser drehbeweglich gehalten (Figur 2). Dann wird der leere Tambour 43 mit dem Primärantrieb 33 drehfest verbunden und durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel 19 ein Nip beziehungsweise ein Wickelspalt zwischen dieser und dem leeren Tambour 43 gebildet. Anschließend wird die Materialbahn 3 von einer an sich bekannten -nicht dargestellten- Trenneinrichtung beispielsweise Hochdruckblaseinrichtung, getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour 43 aufgewickelt. Während der Tambour 43 von der Primärlagerung 17 gehalten wird, werden der größer werdende Durchmesser der auf den Tambour 43 aufgewickelten Wickelrolle 47 (Figur 3) und die Linienkraft im Wickelspalt zwischen dieser und der Anpreßtrommel 19 durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel 19 ausgeglichen beziehungsweise gesteuert/geregelt. Mit anderen Worten, durch die Steuerung/Regelung der Linienkraft, um diese auf einen gewünschten Wert einzustellen, durch ein definertes Verlagern der Anpreßttrommel 19 relativ zur ortsfest an der Transporteinrichtung 5 angeordneten Primärlagerung 17 wird automatisch auch der größer werdende Wickelrollendurchmesser ausgeglichen.
Wie aus Figur 3 ersichtlich, wird die Transporteinrichtung 5 zum Überführen der Wickelrolle 47 von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition, also an die Sekundärlagerung 27, in Bahnlaufrichtung (Pfeil 34) verfahren. In der in Figur 3 dargestellten Funktionsstellung der Wickelmaschine wird die Wickelrolle 47 von der Primärlagerung 17 an die Sekundärlagerung 27 übergeben. Der Sekundärantrieb 32 wird nun mit dem Tambour 43, auf dem die Wickelrolle 47 aufgewickelt ist, gekoppelt, so daß kurzzeitig beide Antriebe 32 und 33 wirksam mit dem Tambour 43 verbunden sind. Schließlich wird der der Primärlagerung 17 zugeordnete Primärantrieb 33 vom Tambour 43 gelöst und kann in seine Übernahmeposition verfahren werden (Figur 1).
Die Zeitdauer des Anwickelvorgangs, also wie lange eine Wickelrolle von der Primärlagerung 17 geführt wird, ist variierbar und kann beispielsweise sehr kurz sein, so daß die Wickelrolle nur einen relativ geringen Durchmesserzuwachs aufweist. Dadurch kann der maximale Hub des Kolbens der Anpreßeinrichtung 22 klein gehalten werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der maximale Hub des Kolbens kleiner als die Hälfte der Materialschichtdicke einer fertigen Wickelrolle. Vorzugsweise befindet sich die Transporteinrichtung 5 während dem Einbringen eines leeren Tambours in die Primärlagerung und eine einstellbare Zeitdauer nachdem das freie Ende der Materialbahn auf den leeren Tambour aufgewickelt worden ist, im Stillstand.
Aus der Beschreibung zu den Figuren 1 bis 3 ergibt sich das oben angesprochene Verfahren ohne weiteres. Es besteht darin, daß zur Vorbereitung eines Tambourwechsels zunächst ein freier Zug der Materialbahn zwischen der Anpreßtrommel und der fast vollen Wickelrolle gebildet wird, in dessen Bereich ein leerer Tambour in eine Anwickelposition eingefahren wird. Durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber einer den Tambour tragenden Transporteinrichtung wird diese an den Umfang des leeren Tambours angedrückt, wodurch ein Wickelspalt gebildet wird. Anschließend wird die Materialbahn getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt. Der Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurchmessers wird hierbei, also während der Tambour sich in der Anwickelposition befindet, durch Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt realisiert. Hierzu wird die Anpreßtrommel verlagert. Die Wickelrolle wird nun von der Anwickelposition in die Fertigwickelposition überführt und hier fertiggewickelt. Während dieser Vorgänge wird die Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber der die Anpreßtrommel tragenden Transporteinrichtung kontinuierlich fortgesetzt. Der größer werdende Wickelrollendurchmesser der in Fertigwickelposition befindlichen Wickelrolle wird nun vorzugsweise zusätzlich durch eine Relativbewegung der Transporteinrichtung gegenüber einer Basis, bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dem Fundament 11, ausgeglichen. Somit kann der maximale Kolbenhub der Anpreßeinrichtung 22, wie oben schon erwähnt, relativ klein gehalten werden.
Figur 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebene Wickelmaschine 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen wird. Die in Figur 4 dargestellte Funktionsstellung der Wickelmaschine 1 entspricht der in Figur 2 dargestellten Funktionsstellung. Das Wickelgestell 13 weist einen äußeren Teil 13/1 und einen innenliegenden Teil 13/2 auf. Auf dem äußeren Teil 13/1 des Wickelgestells 13 sind die Führungsschienen 7 der ersten Führung 9 befestigt.
Auf der Triebseite der Wickelmaschine 1 ist ein mit der Anpreßtrommel 19 zusammenwirkender Zentrumsantrieb 48 angeordnet, mittels dessen die drehbeweglich gelagerte Anpreßtrommel 19 mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist. Der Zentrumsantrieb 48 ist auf einer an der Transporteinrichtung 5 befestigten Konsole 49 angebracht und umfaßt einen Motor 51 und eine Gelenkwelle 53, die mit einem Lagerzapfen der Anpreßtrommel 19 wirksam verbunden ist. Durch die Gelenkwelle 53 ist es möglich, daß die Anpreßtrommel 19 auf den Führungsschienen 7 gegenüber der Transporteinrichtung 5 und somit dem ortsfest daran angeordneten Motor 51 eine Relativbewegung durchführen kann, ohne daß der Antriebsstrang unterbrochen, das heißt die Gelenkwelle 53 von der Anpreßtrommel oder dem Motor getrennt werden muß. Die Anpreßtrommel 19 ist also permanent mit einem Drehmoment beaufschlagbar. Des weiteren ist auf der Führerseite der Wickelmaschine 1 an der Transporteinrichtung 5 eine Konsole 55 befestigt, auf der der Primärantrieb 33 der Primärlagerung 17 angeordnet ist. Der Primärantrieb 33 umfaßt einen Motor 57, der -wie mit einem Doppelpfeil 59 angedeutet- mit dem von der Primärlagerung 17 geführten Tambour 43 kuppelbar ist. Wie aus Figur 4 ersichtlich, ist auf der Triebseite der Wickelmaschine 1 an dem äußeren Teil 13/1 des Wickelgestells 13 eine Konsole 61 befestigt, auf der der Sekundärantrieb 32 angeordnet ist. Dieser umfaßt einen Motor 63, der -wie mit einem Doppelpfeil 65 angedeutet- mit dem von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Tambour 29 kuppelbar ist.
Durch die Anordnung des Primärantriebs 33 und des Sekundärantriebs 32 auf gegenüberliegenden Seiten der Wickelmaschine 1, nämlich auf deren Führerseite beziehungsweise Triebseite, kann ein Tambour während des gesamten Wickelvorgangs mit einem Drehmoment beaufschlagt werden, was im folgenden anhand der Überführung des Tambours 43 von der Anwickelin die Fertigwickelposition näher erläutert wird.
Bevor der von der Primärlagerung 17 geführte Tambour 43 in die Fertigwickelposition überführt wird, wird der Sekundärantrieb 32 von dem Tambour 29, auf dem die fertige Wickelrolle 31 aufgewickelt ist, getrennt. Die Wickelrolle 31 wird aus der Sekundärlagerung 27 ausgebracht, so daß der von der Primärlagerung 17 gehaltene und von dem Primärantrieb 33 angetriebene Tambour 43 aufgenommen werden kann. Dieser wird durch eine Verlagerung der Transporteinrichtung 5 in Richtung des Pfeils 34 von der in Figur 4 dargestellten Anwickelposition in die Fertigwickelposition überführt. Dann findet eine Übergabe des Tambours 43 von der Primärlagerung 17 an die Sekundärlagerung 27 statt. Nun wird der Sekundärantrieb 32 mit dem Tambour 43 gekuppelt. Dadurch ergibt sich die in Figur 3 dargestellte Funktionsstellung der Wickelmaschine 1, in der sowohl der Primärantrieb 33 als auch der Sekundärantrieb 32 gleichzeitig mit dem Tambour 43 gekuppelt, das heißt wirksam verbunden sind. Nachdem der Sekundärantrieb 32 die Antriebsfunktion für den Tambour 43 übernommen hat, wird der Primärantrieb 33 von dem Tambour 43 abgekuppelt und durch verfahren der Transporteinrichtung 5 in die Übernahmeposition zurückverlagert, in der ein leerer Tambour von der Primärlagerung 17 übernommen werden kann.
Figuren 5 und 6 zeigen schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine 1. Teile, die mit denen in den vorangegangenen Figuren übereinstimmen, sind mit gleichem Bezugszeichen versehen, so daß auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 4 verwiesen werden kann. Im folgenden soll lediglich auf die Unterschiede näher eingegangen werden.
Die Materialbahn 3 wird von einer der Wickelmaschine 1 vorgeordneten Bearbeitungsstation für die Materialbahn zu einer Umlenkrolle 39' geführt und von dieser senkrecht nach oben zu einer Anpreßtrommel 19', die mit einer in Anwickelposition befindlichen Wickelrolle 47 einen Wickelspalt bildet. Die vorangehende fertige Wickelrolle 31 (mit Tambour 29) wird in Figur 5 soeben aus der Wickelmaschine entfernt. Die Anpreßtrommel 19' wird bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Anpreßwalze gebildet, die einen relativ kleinen Außendurchmesser aufweist. Dieser ist deutlich kleiner als der Außendurchmesser der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Anpreßtrommel 19. Vorzugsweise ist auch das Gewicht der Anpreßtrommel 19' geringer als das der Anpreßtrommel 19.
An dem Führungsschlitten 20 ist eine Verschiebeeinrichtung 70 angeordnet, die ein an dem Führungsschlitten 20 befestigtes Führungsgestell 72 aufweist, das zur Führung eines Vertikalschlittens 74 in Richtung eines Doppelpfeils 76 dient. Die Anpreßtrommel 19' ist drehbeweglich an dem Vertikalschlitten 74 gehalten und mittels eines nicht dargestellten Zentrumsantriebs angetrieben, der vorzugsweise ortsfest am Vertikalschlitten 74 angeordnet ist. Bei einem Verfahren des Vertikalschlittens 74 vertikal nach unten, wird der Abstand zwischen der Anpreßtrommel 19' und der stationär am Führungsgestell 72 angeordneten Umlenkrolle 39' reduziert, worauf noch näher eingegangen wird. Der vertikale Verschiebeweg der Anpreßtrommel 19' ist vorzugsweise relativ klein und entspricht insbesondere dem ein- bis zweifachen Durchmesser der Anpreßtrommel 19'.
Im folgenden wird die Funktion der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Wickelmaschine 1 anhand eines Tambourwechsels näher beschrieben. Zunächst wird zwischen der Anpreßtrommel 19' und einer von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Wickelrolle ein Zwischenraum gebildet, in dem die Materialbahn in einem freien Zug geführt wird. Dazu wird die Transporteinrichtung 5 nach rechts in die in Figur 5 dargestellte Position verfahren. Dann wird die Anpreßtrommel 19' durch ein Absenken des Vertikalschlittens 74 in eine tieferliegende Position verlagert, so daß bei einem Einbringen eines leeren Tambours 43 in die Anwickelposition dieser in der Primärlagerung 17 abgesetzt werden kann, ohne daß die in einem freien Zug von der Anpreßtrommel 19' zur fast fertigen, von der Sekundärlagerung 27 gehaltenen Wickelrolle 31 geführte Materialbahn 3 ausgelenkt wird, siehe Figur 6. Das heißt, der leere Tambour 43 kann während des laufenden Wickelvorgangs an die Primärlagerung 17 übergeben werden, ohne vorher in Rotation versetzt zu werden; denn er kommt nicht mit der laufenden Materialbahn in Kontakt. Erst kurz vor einem Tambourwechsel wird der neue Tambour von dem Primärantrieb 33 auf Bahngeschwindigkeit beschleunigt. Anschließend wird die Anpreßtrommel 19' vertikal nach oben verlagert, wodurch die Materialbahn 3 an einem Umfangsbereich des leeren Tambours angelegt und über diesen geführt wird. Dann wird ein Nip zwischen Anpreßtrommel 19' und leerem Tambour durch eine horizontale Verlagerung der Anpreßtrommel 19' gebildet, die Materialbahn 3 getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt. Während des Anwickelvorganges (Figur 5) wird die Wickelrolle 31 abgebremst und danach entfernt. Dann wandert die Transporteinrichtung 5 in Figur 5 nach links und übergibt den angewickelten neuen Tambour 43/47 an die Sekundärlagerung 27; dieser Zustand entspricht der Figur 3.
Bei einem anderen -nicht dargestellten- Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Nip beziehungsweise Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel 19' und leerem Tambour bereits bei der vertikalen Verlagerung der Anpreßtrommel 19' gebildet wird.
Durch die vertikal verlagerbare Anpreßtrommel 19' kann auf eine Anwurfvorrichtung, wie sie bei der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Wickelmaschine benötigt wird, verzichtet werden. Der leere Tambour wird bei dem in Figur 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel mittels des (vorzugsweise ortsfest an der Transporteinrichtung 5 angeordneten) Primärantriebs 33 auf Laufgeschwindigkeit der Materialbahn beschleunigt und von diesem auch nach dem Tambourwechsel eine gewisse Zeit lang angetrieben. Erst nach der Überführung des angewickelten Tambours in die Sekundärlagerung wird der Sekundärantrieb 32 aktiviert und der Primärantrieb 33 gelöst.
Es bleibt festzuhalten, daß der leere Tambour von der Bereitschaftsposition bis auf das Wickelniveau abgesenkt werden kann und erst hier auf Bahngeschwindigkeit beschleunigt wird. Dadurch werden nur zwei Antriebe, vorzugsweise Zentrumsantriebe, für den Tambour benötigt, um auf diesen während des gesamten Wickelvorgangs ein Antriebs- und/oder Bremsmoment aufzubringen. Da der Zentrumsantrieb für den leeren Tambour nicht vertikal, sondern nur horizontal verfahren zu werden braucht, ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß nur jeweils einer der beiden Zentrumsantriebe einem Tambour während des gesamten Wickelvorgangs zugeordnet ist, wodurch die Wickelgüte erhöht wird. Dazu müssen also der Primärantrieb 33 und der Sekundärantrieb 32 -unabhängig voneinander und von der Transporteinrichtung 5- horizontal verlagerbar sein.
Es wird deutlich, daß durch die vertikale Verfahrbarkeit der Anpreßtrommel 19' auch auf eine an sich bekannte Niederdrückvorrichtung verzichtet werden kann, die die in einem freien Zug geführte Materialbahn auslenkt, so daß der leere Tambour in die Primärlagerung eingefahren werden kann, ohne zuvor auf Bahnlaufgeschwindigkeit beschleunigt werden zu müssen.
Wie aus Figur 6 ersichtlich, ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine 1 der Sekundärlagerung 27 eine Wickelstütze 78 zugeordnet, die die von der Sekundärlagerung 27 gehaltene Wickelrolle außen über einen Umfangsbereich abstützt, das heißt entlastet, damit diese sich nicht durchbiegt beziehungsweise deren Durchbiegung nur gering ist. Die unterhalb der Sekundärlagerung 27 angeordnete Wickelstütze 78 kann beispielsweise zwei Umlenkrollen und mindestens ein darüber geführtes, umlaufendes Band aufweisen. Der Aufbau der Wickelstütze 78 ist variierbar. Es sind daher auch andere Konstruktionen der Wickelstütze möglich. Durch das Unterstützen der Wickelrolle, während diese sich in der Fertigwickelposition befindet, kann die Wickelqualität verbessert werden.
Allen anhand der Figuren 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Abquetschwalze 41 an den Umfang der von der Sekundärlagerung geführten Wickelrolle nicht nur während eines Tambourwechsels gepreßt werden kann, sondern grundsätzlich während der gesamten Zeit, in der der Tambour beziehungsweise die darauf aufgewickelte Wickelrolle von der Sekundärlagerung geführt und gehalten wird. Dadurch kann Wickelqualität verbessert werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Anpreßtrommel 19 in ihren Lagerstellen Meßsensoren 67 für die Lagerkräfte aufweist, wobei in Abhängigkeit der Meßsignale der Meßsensoren mittels einer Steuer- oder Regeleinrichtung 68 die Anpreßkraft geregelt wird, mit der die Anpreßtrommel 19 an den Umfang eines leeren Tambours 29 oder 43 und anschließend an den der darauf aufgewickelten Wickelrolle 31 oder 47 gepreßt wird.
Zusammenfassend ist festzuhalten, daß durch die ortsfeste Anordnung der Primärlagerung an der Transporteinrichtung der Aufbau der Wickelmaschine gegenüber den bekannten Wickelmaschine vereinfacht werden kann. Ferner ist die Wickelmaschine mit relativ geringem Aufwand sicher steuerbar/regelbar.

Claims (21)

  1. Wickelmaschine (1) zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tambour, mit einer auf einer verlagerbaren Transporteinrichtung (5) drehbeweglich angeordneten Anpreßtrommel (19;19'), die mittels einer Anpreßeinrichtung (22) relativ zur Transporteinrichtung verlagerbar ist und mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet, mit einer den Tambour während des Anwickelvorgangs haltenden Primärlagerung (17) und mit einer stationär angeordneten, den Tambour während des Fertigwickelvorgangs haltenden Sekundärlagerung (27), dadurch gekennzeichnet, daß die Primärlagerung (17) ortsfest an der Transporteinrichtung (5) angeordnet ist.
  2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerung/Regelung (67,68) zum Beeinflussen der Linienkraft im Wickelspalt, die mit der Anpreßeinrichtung (22) zusammenwirkt.
  3. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch durch eine Hubeinrichtung (10) zur Verlagerung der Transporteinrichtung (5).
  4. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärlagerung (17) ein Primärantrieb (33), vorzugsweise Zentrumsantrieb, für die Wickelrolle (31) zugeordnet ist.
  5. Wickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärantrieb (33) ortsfest an der Transporteinrichtung (5) angeordnet ist.
  6. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärlagerung (27) ein Sekundärantrieb (32), vorzugsweise Zentrumsantrieb, für die Wickelrolle (31) zugeordnet ist.
  7. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (5) auf einer Führungsschienen (7) umfassenden ersten Führung (9) verfahrbar ist.
  8. Wickelmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (7) parallel oder im wesentlichen parallel zu einer gedachten Horizontalen (H) angeordnet sind.
  9. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (19;19') auf einem Führungsschlitten (20) drehbeweglich gehalten ist, der mittels der Anpreßeinrichtung (22) auf einer Schienen (21) umfassenden zweiten Führung (23) verfahrbar ist.
  10. Wickelmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßeinrichtung (22) als -vorzugsweise hydraulische- Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist, wobei der maximale Hub des Kolbens kleiner ist als die Hälfte der Materialschichtdicke einer fertigen Wickelrolle.
  11. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (21) der zweiten Führung (23) parallel oder im wesentlichen parallel zu den Führungsschienen (7) der ersten Führung (9) angeordnet sind.
  12. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (21) der zweiten Führung (23) an der Transporteinrichtung (5) angebracht sind.
  13. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (19) ausschließlich entlang den Führungen (9,23), also im wesentlichen horizontal, verfahrbar ist (Figuren 1 bis 3).
  14. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (19') mittels einer am dem Führungsschlitten (20) angeordneten Verschiebeeinrichtung (70) vertikal oder im wesentlichen vertikal verfahrbar ist (Figuren 5,6).
  15. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (19;19') mittels eines Antriebs (48), vorzugsweise Zentrumsantriebs, mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist.
  16. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an den Umfang der Wickelrolle (31) andrückbare Abquetschwalze (41).
  17. Verfahren zum Aufwickeln einer kontinuierlichen Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle mit folgenden Schritten:
    Führung der Materialbahn über einen Umfangsbereich einer Anpreßtrommel, die mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet,
    Ausbildung eines freien Zuges der Materialbahn zwischen der Anpreßtrommel und der annähernd fertigen Wickelrolle,
    Einbringen eines leeren Tambours in den Bereich des freien Zuges in eine Anwickelposition,
    Ausbildung eines Wickelspalts zwischen der Anpreßtrommel und dem leeren Tambour durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber einer die Anpreßtrommel und den Tambour tragenden Transporteinrichtung,
    Trennen der Materialbahn,
    Aufwickeln des freien Endes der Materialbahn auf den leeren Tambour,
    Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt (und dadurch Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurchmessers) mittels Verlagerung der Anpreßtrommel, relativ zu der sie tragenden Transporteinrichtung
    Überführen der Wickelrolle bei fortschreitendem Wickelvorgang in eine Fertigwickelposition, und Fertigwickeln, beides mit fortgesetzter Steuerung/Regelung der Linienkraft im Wickelspalt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurchmessers durch eine Verlagerung der Transporteinrichtung.
  19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während die Materialbahn in einem freien Zug geführt wird, zwischen der Wickelrolle und einer Abquetschwalze ein Wickelspalt gebildet wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der leere Tambour beim Einbringen in die Anwickelposition die in einem freien Zug geführte Materialbahn auslenkt, so daß diese über einen Umfangsbereich des Tambours geführt wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während des Einbringens des leeren Tambours in die Anwickelposition die Anpreßtrommel so weit abgesenkt wird, daß die Materialbahn auch dann noch in einem freien Zug von der Anpreßtrommel zur fast fertigen Wickelrolle geführt wird, wenn der Tambour die Anwickelposition eingenommen hat.
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