EP0855355B1 - Wickelmaschine und Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Wickelmaschine und Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn Download PDF

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EP0855355B1
EP0855355B1 EP97122390A EP97122390A EP0855355B1 EP 0855355 B1 EP0855355 B1 EP 0855355B1 EP 97122390 A EP97122390 A EP 97122390A EP 97122390 A EP97122390 A EP 97122390A EP 0855355 B1 EP0855355 B1 EP 0855355B1
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winding
pressure drum
transport device
spool
contact pressure
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EP0855355A2 (de
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Ralf Preising
Roland Moeller
Roland Thomas
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    • B65H2408/2364—Winding 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 material web, in particular Paper or board web, according to the generic term of claim 1 and a method for continuous Winding a material web, in particular Paper or board web, according to the preamble of the claim 17th
  • Winding machines and methods of the here mentioned Art are known from DE 196 07 349.
  • the known winding machine comprises a means of a Pressing device displaceable pressure drum, the defined pressed against the circumference of a winding roll is formed and with this a winding nip.
  • the pressure drum is at one on a guide arranged movable first transport device.
  • the spool on which wound the winding roll will be during the Anwickelvorgangs of a primary storage rotatably held. These is opposite to the first transport device, on the pressure drum is arranged, with the aid of a additional second transport device translationally displaceable.
  • the winding machine comprises furthermore a stationarily arranged secondary storage, the tambour during the finish wrapping process rotatably in a fixed position holds.
  • Tambour crisp is an empty drum introduced into the primary storage, the web separated and their free end on the wrapped up empty reel.
  • the Anwickelvorgangs so during the spool of the primary storage is held, the growing Winding roll diameter by a displacement of the first transport device and the control of Line force in the winding nip between the pressure drum and the winding roll by a relative movement the pressure drum relative to the first transport device balanced or adjusted. After reaching a desired roll diameter The winding roll is in the secondary storage transferred and finished.
  • the well-known Winding machine has a constructive relative complex and therefore expensive construction on, in particular by the primary bearing bearing second transport device for which an additional Control unit for controlling the displacement movement necessary is.
  • Tambour crispness is the pressure drum first vertically up into a takeover position method, in which the pressure drum with a rotatably on the third transport device held empty tambour forms a winding nip.
  • the material web is now separated and their free End wound up on the empty reel, which subsequently together with the pressure drum in the deeper lying Anwickelposition is transferred.
  • the second and the third transport device move vertically downwards. While the Anwickelns and the transfer to the Anwickelposition becomes the new drum with the wound up on it, only a few winding layers have Winder driven by a prime mover.
  • the winding machine From the Anwickelposition is the winding roll moved horizontally into a ready-winding position, in which the prime mover uncoupled and a secondary drive is coupled to the winding roll, the during the further winding process, the winding roll drives.
  • the winding machine has a relative elaborate construction on, in particular due the independently displaceable second and third transport facilities. Further, it has become proved that the control of the displacement movements the three transport facilities very is expensive.
  • the object of the invention is a Wikkelmaschine and to create a procedure that do not have these disadvantages.
  • a shift of the wound new spool in the stationary secondary storage feasible be that the desired height of the line force in the winding nip with the least possible effort during the said shift is maintained.
  • a winding machine proposed that the features of claim 1 having.
  • This is characterized by the fact that the Primary storage fixed to the transport device is arranged.
  • the primary storage and the pressure drum is therefore a single, associated with common transport device, thereby on the one hand, the structural design of the winding machine and on the other hand simplifies their control can be.
  • a control / regulation is provided, the with the pressing device, by means of which the pressure drum is displaceable, cooperates.
  • the Displacement of the pressure drum relative to the transport device So serves the setting of Pressure forces in the winding nip between the pressure drum and the winding roll.
  • the pressure drum points heavier with increasing diameter expectant winding roll a much lower weight on, so that a quick compensation of im Winding gap occurring fluctuations and jumps the line force or line power curve is possible. This is the line force extremely sensitively adjustable, whereby a high Winding quality can be achieved.
  • the previously described controlling or regulating the line force starts immediately at the reel change and remains constantly effective not only during the piecing process, but also during the common Relocation of the wound spool in the Secondary storage (with the pressure drum on the common transport device easily mitwandert) and during the following finish winding process.
  • the main advantage of the invention is So, in that, controlling the line force during the Anwickelvorganges and during the transfer of the wrapped spool into secondary storage in a simple and precise way alone by displacing the pressure drum by means of the pressing device takes place on the transport device.
  • the automatic maintenance of the desired Line force during the above operations is thus easily possible without additional effort. Only during the Fertigwickelvorganges enough maximum stroke of the pressing device usually not out, now the larger winding roll diameter to follow. Then the (to move the transport device anyway necessary) above already mentioned lifting device effective to the Transport device (including the pressure drum, the pressing device and the now empty Primary storage) gradually from secondary storage pull away, according to the increase of the winding roll diameter.
  • the primary storage a Primary drive, preferably center drive, for the winding roll is assigned, by means of a defined torque on that of the primary bearing held tambour can be applied.
  • the prime mover is preferably stationary, the means stationary, arranged on the transport device, whereby the construction of the winding machine continues can be simplified because additional management and transport equipment for the prime mover not needed.
  • the prime mover on a separate transport device to arrange and the transfer of the Primary bearing rotatably held winding roll to the secondary storage parallel to the primary storage with relocate. It is important that on the drum torque throughout the winding process can be applied. This can - in cooperation with the control described above or Regulation of the line force in the winding nip - a Wikkelrolle with a defined, preferably uniform winding hardness profile are produced.
  • the winding roll in its Anwickelposition, where immediately a control / regulation the line force in the winding nip begins.
  • the pressure drum is defined relative shifted to the transport device.
  • the winding roll After reaching a desired roll diameter, in a preferred embodiment, only a little larger than the diameter of the spool, will the winding roll is transferred to a ready-winding position, in the winding roll during the finish winding process held stationary rotatably is.
  • Control / regulation of line force continuously continued.
  • the line force in the winding nip still by a relative movement the pressure drum relative to the pressure drum controlled transport device controlled / regulated.
  • the increasing becomes Wickelrollen pressmesser simultaneously by a relative movement the transport device opposite a base, for example, a foundation on which the winding machine stands, balanced.
  • a base for example, a foundation on which the winding machine stands, balanced.
  • the method described above may be a desired one Hardness of the winding roll and thus a very good Wikkel47 evenly over the entire winding process be achieved.
  • the winding machine described below is generally used for winding a web.
  • the winding machine can be at the end of a machine for producing or refining a material web, for example, a paper web arranged be to the finished web to a Wind up winding roll.
  • the winding machine can but also used to make an already finished, Also referred to as a winding roll Roll over the roll.
  • Figures 1 to 3 each show a side view an embodiment of a winding machine 1, for winding a material web 3, for example, a paper web, on a spool serves. This can for example by a tubular Roller are formed. From the figures 1 to 3 is a sequence of functional steps of Winding machine 1 forth.
  • the winding machine 1 also includes a carriage designated transport device 5, which on a Guide rails 7 comprehensive first guide. 9 is movable. In the side view of Figures 1 to 3, only one of the guide rails 7 can be seen.
  • the guide rails 7 are at one on a foundation 11 standing winding frame 13 is attached and parallel to an imaginary, dashed line aligned horizontal H aligned.
  • To the procedure the transport device 5 on the first Guide 9 is shown only in FIG Lifting device 10 is provided by means of which the transport device 5 in the horizontal direction (Double arrow 15) is displaceable.
  • the on the winding frame 13 attached lifting device 10 is here from formed a spindle drive, one of a Motor 12 driven threaded spindle 14 includes.
  • Lifting device for example, a hydraulic piston / cylinder unit used become.
  • a merely schematically illustrated primary storage 17 stationary arranged to hold or the rotatable recording of a spool during the Anwickelvorgangs serves.
  • the primary bearing 17 has So a fixed, unchanging position on the Transport device 5 on. With “wrapping process” is the phase of the winding process, in a tambour from the primary storage 17 held becomes.
  • a support roller Anpreßtrommel 19 provided on a Guide carriage 20 is held rotatably, the comprehensive on a rail 21 second guide 23 is movable. From the rails 21 is in This illustration only one recognizable.
  • the Rails 21 are attached to the transport device 5 and preferably run parallel, at least but essentially parallel to the guide rails 7 of the first guide 9.
  • the guide carriage 20 is by means of a on the transport device 5 attached pressing device 22 the rails 21 movable (double arrow 25).
  • the Pressing device 22 is here as -vorzugieri preferred hydraulic piston / cylinder unit formed, which comprises a piston guided in a cylinder.
  • the Design of the pressing device 22 is basically variable, that is, in another Embodiment, the pressing device 22nd formed for example by a spindle drive become.
  • the pressure drum 19 can of a in the Figures 1 to 3 not shown center drive driven, that is with an adjustable drive torque be stationary, the stationary the transport device 5 is arranged.
  • the winding machine 1 further comprises a stationary arranged secondary storage 27, which at the Winding frame 13 is attached.
  • the secondary storage 27 is used for rotatably holding and guiding a bearing pin 28 having spool during the finish wrapping process.
  • Winding phase is on one of the secondary storage 27 kept the tambour 29 continuously tapered material web 3 to a winding roll 31 wound up.
  • finish-winding process is called the part of the winding process, at the reel held by the secondary storage 27 becomes.
  • the secondary storage 27 is a with associated with a symbol indicated secondary drive 32, the held by the secondary storage 27 Drum drives.
  • the as 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 storage 17 is a mere with a symbol indicated primary drive 33 assigned to the respective, from the primary storage 17 held drum with a defined Torque applied.
  • the prime mover 33 is stationary arranged the transport device 5, so that at a displacement of the transport device 5 of Primary drive 33 moved together with this becomes. So there is no additional guidance for the primary drive 33 required, whereby 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 displaced is independent of the displacement movement the transport device 5.
  • the material web becomes 3 of the winding machine 1 in the direction of the Material web 3 (arrow 34) seen upstream Manufacturing or processing machine first passed over a stationary guide roller 35 and of this to one on the transport device 5 rotatably mounted deflection roller 37 out. From this is the material web 3 via a below arranged the pressure drum 19, shown in phantom third deflection roller 39 on the pressure drum 19 led.
  • the deflection roller 39 is preferably designed as a spreader roll.
  • the material web 3 is over a peripheral region of the pressure drum 19 guided by about 180 ° and on the of the secondary storage 27 held winding roll 31st wound.
  • the pressure drum 19 is provided with a defined force on the circumference of the winding roll 31st pressed, so that a winding nip is formed, through which the material web 3 is guided.
  • the too referred to as clamping pressure or force Line force in the winding nip 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 Wikkelspalt is regulated, that is, the line force is automatically activated by means of a regulation desired value.
  • the pressing device 22, with the the Compressing drum 19 supporting guide carriage 20 cooperates, defined influenced. exemplary in Figure 1, a measuring device 67 and a Control unit 68 schematically indicated.
  • squeezing roller 41 arranged the means of a guide device, not shown relocatable and to the extent of with the pressure drum 19 forming a winding nip Winder 31 can be pressed.
  • the squeegee roller 41 serves to entrainment of Air between the winding layers of the winding roll 31 to prevent, for example, if the web 3 is conducted in a free train.
  • the pressure, with the squeegee 41 to the periphery the winding roll 31 is pressed is adjustable.
  • the squeeze roller 41 can be driven by a drive, for example, a center drive, driven be, preferably before and during the nip roll 41 to the circumference of the secondary storage 27 held winding roll 31 pressed becomes.
  • the material web 3 is on the pressure drum 19th guided and held on the of the secondary storage 27 Winder 31 wound ( Figure 1). Before the winding roll 31 its end / target diameter reaches, the squeeze roller 41 to the periphery the winding roll 31 pressed ( Figure 2).
  • the material web 3 is characterized both by the winding nip between the pressure drum 19 and winding roller 31 as also through the winding nip between nip roll 41 and winding roll 31 out.
  • Functional position of the winding machine is the winding roll 47 from the primary storage 17 to the Transfer secondary storage 27.
  • the secondary drive 32 is now using the Tambour 43, on which the winding roll 47 is wound, coupled, so that briefly both drives 32 and 33 effective with the Tambour 43 are connected.
  • the Primary bearing 17 associated primary drive 33 from Tambour 43 solved and can in his takeover position be moved ( Figure 1).
  • the duration of the Anwickelvorgangs, so how long a wound roll guided by the primary storage 17 is, is variable and can be very, for example be short, so that the winding roll only a relative having a small diameter increase.
  • This can the maximum stroke of the piston of the pressing device 22 be kept small. In a preferred 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 Anwickelposition transferred to the ready-winding position and finished here. During these operations becomes the control of the line force in the winding nip by a relative movement of the pressure drum opposite to the pressure drum bearing Transport device continuously continued.
  • the larger winding roll diameter the winding roll in the ready-winding position is now preferably additionally by a Relative movement of the transport device opposite a base, in which in the figures 1 to 3 shown Embodiment of the foundation 11, balanced.
  • the maximum piston stroke of the Pressing device 22 relatively kept small.
  • FIG. 4 schematically shows a top view of the Wrapping machine described with reference to Figures 1 to 3 1. Identical parts are given the same reference numerals so far as to the description refer to the preceding figures.
  • the illustrated in Figure 4 functional position of Winding machine 1 corresponds to that shown in Figure 2 Functional position.
  • the winding frame 13 has an outer part 13/1 and an inner one Part 13/2. On the outer part 13/1 of the Winding frame 13, the guide rails 7 of first guide 9 attached.
  • the center drive 48 On the drive side of the winding machine 1 is a with the pressure drum 19 cooperating center drive 48 arranged, by means of which the rotatably mounted pressure drum 19 with a torque can be acted upon.
  • the center drive 48 is on a fixed to the transport device 5 Console 49 mounted and includes a motor 51 and a propeller shaft 53, with a journal of the Clamping drum 19 is operatively connected.
  • the Propeller shaft 53 By the Propeller shaft 53, it is possible that the pressure drum 19 on the guide rails 7 relative to the Transport device 5 and thus the stationary arranged motor 51 perform a relative movement can, without the drive train interrupted, that is the propeller shaft 53 of the pressure drum or the engine must be disconnected.
  • the pressure drum 19 is thus permanent with a torque acted upon.
  • a console 55 is mounted on the Primary drive 33 of the primary bearing 17 is arranged is.
  • the prime mover 33 includes a motor 57, the as indicated by a double arrow 59 with the guided by the primary bearing 17 Tambour 43 is detachable.
  • a console 61 attached, arranged on the secondary drive 32 is.
  • This includes a motor 63, which -as with a Double arrow 65 indicated - with that of the secondary storage 27 held Tambour 29 detachable is.
  • the secondary drive 32 of the spool 29, on the finished winding roll 31 is wound up, separated.
  • the winding roll 31 is from the secondary storage 27 applied so that of the primary storage 17 and held by the primary drive 33 driven drum 43 can be recorded. This is due to a displacement of the transport device 5 in the direction of arrow 34 from the in Figure 4 Anwickelposition shown in the ready-winding position transferred. Then there is a transfer of the spool 43 from the primary storage 17 the secondary storage 27 instead. Now the secondary drive 32 coupled with the spool 43.
  • Figures 5 and 6 show schematically a side view a further embodiment of the Wikkelmaschine 1. Parts with those in previous ones Figures match, are the same Numeral provided so that the description to the figures 1 to 4 can be referenced. in the The following should only be closer to the differences To be received.
  • the material web 3 is from one of the winding machine 1 upstream processing station for the Material web to a deflection roller 39 'out and from this vertically upwards to a pressure drum 19 ', with one in Anwickelposition located Winder 47 forms a winding nip.
  • the preceding finished winding roll 31 (with spool 29) is in Figure 5 just from the winding machine away.
  • the pressure drum 19 ' is in the in FIG 5 illustrated embodiment of a Press roll formed, which is a relatively small Outside diameter has. This one is clear smaller than the outer diameter of the in the figures 1 to 4 shown pressure drum 19.
  • the one on the guide carriage 20 has fixed guide frame 72, that for guiding a vertical slide 74th in the direction of a double arrow 76 is used.
  • the pressure drum 19 ' is rotatably mounted on the vertical carriage 74 held and by means of a not shown Center driven, preferably fixedly mounted on the vertical slide 74 is. In a method of vertical carriage 74 vertically down, the distance between the pressure drum 19 'and the stationary on the guide frame 72 arranged deflection roller 39 'reduced, which will be discussed in more detail.
  • the vertical one Displacement of the pressure drum 19 ' is preferably relatively small and corresponds in particular one to two times the diameter of the pressure drum 19 '.
  • the empty reel 43 can during the current winding process be transferred to the primary storage 17, without being set in rotation before; because he does not come in contact with the running web. Only shortly before a reel change is the new spool from the prime mover 33 at web speed accelerated. Subsequently, the Clamping drum 19 'vertically displaced upwards, whereby the material web 3 at a peripheral region created the empty tambour and led over this becomes. Then a nip between the pressure drum 19 'and empty drum through a horizontal Displacement of the pressure drum 19 'formed, the web 3 separated and their free end on the wrapped up empty reel. During the Anwickelvorganges (Figure 5), the winding roller 31 is braked and then removed. Then the transport device moves 5 in Figure 5 to the left and passes The wound new Tambour 43/47 to the Secondary storage 27; this condition corresponds to FIG. 3.
  • the vertically displaceable pressure drum 19 ' can be applied to a launching device, as in the case of The winding machine shown in Figures 1 to 4 is needed, be waived.
  • the empty drum becomes in the embodiment shown in Figure 5 and 6 by means of (preferably fixed to the transport device 5 arranged) primary drive 33 on running speed of the material web accelerated and from this even after the reel change driven for a while.
  • the empty drum of the ready position to the winding level can be lowered and only here on web speed is accelerated.
  • the center drive for the empty drum not vertically, but only horizontally needing to process is at a preferred Embodiment provided that only one of the two center drives one Tambour assigned during the entire winding process is, whereby the winding quality is increased.
  • the primary drive 33 and the secondary drive 32 -independent of each other and of the transport device 5 horizontally displaceable be.
  • the winding machine 1 of the secondary storage 27 associated with a winding support 78, the held by the secondary storage 27 winding roll supported outside over a peripheral area, that is relieved, so that it does not bend or whose deflection is small.
  • the Wikkel tart arranged below the secondary storage 27 78 for example, two pulleys and at least one circulating, guided over it Have band.
  • the structure of the winding support 78 is variable. There are therefore other constructions the winding support possible. By supporting the reel while in the ready-winding position can, the winding quality be improved.
  • the structure of the winding machine simplified compared to the known winding machine can be. Furthermore, the winding machine is relative low effort safely controllable / regulated.

Landscapes

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

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 Wikkelmaschine 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 Wikkelrolle 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 Wikkelqualität 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 Wikkelspalt 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 Wikkelmaschine 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 Wikkelstütze 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 Aufwikkeln 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 Wikkelspalt 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 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 17, 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 17 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 17 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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