EP0957054A1 - Wickelmaschine und Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Wickelmaschine und Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn Download PDF

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EP0957054A1
EP0957054A1 EP98104690A EP98104690A EP0957054A1 EP 0957054 A1 EP0957054 A1 EP 0957054A1 EP 98104690 A EP98104690 A EP 98104690A EP 98104690 A EP98104690 A EP 98104690A EP 0957054 A1 EP0957054 A1 EP 0957054A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
material web
winding
drum
web
separating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98104690A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Wohlfahrt
Thomas Martin
Zygmunt Madrzak
Roland Thomas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH filed Critical Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Priority to EP98104690A priority Critical patent/EP0957054A1/de
Publication of EP0957054A1 publication Critical patent/EP0957054A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/22—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/2238—The web roll being driven by a winding mechanism of the nip or tangential drive type
    • B65H19/2253—The web roll being driven by a winding mechanism of the nip or tangential drive type and the roll being displaced during the winding operation
    • B65H19/2261—Pope-roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/22—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/26—Cutting-off the web running to the wound web roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
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    • B65H2301/414—Winding
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    • B65H2301/41425—Starting winding process involving blowing means, e.g. air blast
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
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    • B65H2301/417—Handling or changing web rolls
    • B65H2301/418—Changing web roll
    • B65H2301/4181—Core or mandrel supply
    • B65H2301/41816—Core or mandrel supply by core magazine within winding machine, i.e. horizontal or inclined ramp holding cores
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    • B65H2408/00—Specific machines
    • B65H2408/20—Specific machines for handling web(s)
    • B65H2408/23—Winding machines
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    • B65H2408/23—Winding machines
    • B65H2408/2362—Winding machines with two secondary winding spools, e.g. on separate carriages
    • B65H2408/2364—Winding machines with two secondary winding spools, e.g. on separate carriages with additional element for facilitating web roll change

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding a material web, especially paper or Cardboard web according to the preamble of claim 1 and a method for winding a material web, in particular paper or cardboard web according to Preamble of claim 19.
  • Winding machines and methods are known (US 5,360,179), which is a continuous web of material wind up on a spool to form a winding roll.
  • a known winding machine comprises a carrier drum, which together with the winding roll a winding gap forms, which run through the material web becomes.
  • When changing the drum during the Winding the material web on the winding roll an empty drum on the circumference of the carrying drum created or pressed, over which the Material web is guided. Furthermore, the Move the full winding roll and remove it from the carrier drum lifted off to form a space. The winding roll is now braked so that in the space between the carrier drum and the Winding roll in which the web of material in a free Train is performed, a material web loop is formed becomes.
  • the material web loop turns over the empty drum and is placed between the empty drum and the winding gap formed in the carrying drum introduced. Then the tears to the finished Wrapping roll leading part of the material web loop from undefined and will expire Winding roll wound up.
  • Particularly disadvantageous in the known winding machine and the known The method is that the material web is in an undefined Tear process is separated, resulting in in many cases, long pieces of material are formed after the reel change from the finished one Winding roll must be cut off. Farther the winding layers must be taken from the finished winding roll to be unrolled during the tour the material web wound up in a free train because they are relatively loose and not have the desired winding hardness.
  • DE 44 01 804 A1 describes a winding machine and a method for winding a material web known on a reel to a winding roll, at which a separator is used, the from below into the area of the free material web train between the new drum, over its circumference the material web led in areas is, and introduced the almost finished winding roll and separates the material web in this area.
  • Disadvantageous when using the bottom of the free web train brought separator, that after cutting the web of material the new one In many cases the beginning of the material web is not smooth on The outer circumference of the new drum fits, but as a relatively long flag hanging from the Cylinder jacket dragged along and into the nip between the new drum and the carrying drum.
  • the invention is therefore based on the object Winding machine and to create a process that do not have these disadvantages.
  • the winding machine stands out characterized in that the separator before Separation process - seen in the vertical direction - from is brought up to the separation area, which in a short distance from the outer circumference, i.e. to Jacket of the new drum and / or in the direction of travel seen the material web - to the winding gap between the drum and the new drum. Thereby is the result of a separation of the material web forming, hanging flag of the new Beginning of the web, i.e. the free end of the material web, that is wound on the empty drum, much shorter than that of a known one Winding machine is created.
  • the material web become a noise nuisance as well as a vibration of the winding machine and thus also avoided vibrations. Furthermore is particularly advantageous that by separating the railway in the immediate vicinity of the outer circumference of the empty reel and / or nip between the drum and empty drum undefined tears in the material web, which is also known as rag formation will be prevented.
  • the one Separation process caused dust formation is therefore relative low.
  • the winding machine stands out overall characterized by a high level of cleanliness. Further is to note that the resulting from a reel change Material web committee compared to the known winding machines is reduced, in particular because the free end of the web, So the beginning of the web has a clean separating edge.
  • the separating device in the direction of rotation seen the material web - a guide is subordinate to the management of the free end of the material web in the winding gap between the new drum and the drum serves.
  • the separator prevents detachment of the part of the material web that does not abut the drum from the outer circumference of the empty drum and the associated strong braking of the material web due to air resistance, resulting in rag formation and for undefined wrapping these scraps in the wound on the new drum would wrap roll.
  • the guiding device will therefore tear the free End of the web prevented by the Material web or not on the outer circumference of the empty drum part of the material web at a short distance from the outer circumference of the empty drum leads to the winding nip and therefore a strong braking of the material web avoids.
  • the Winding machine is the guide device of at least one preferably over the entire Width of the material web extending baffle formed or at least one blowpipe that one Medium flow, for example air or steam, on the material web or the new one The beginning of the web.
  • the guide device comprises a textile curtain and / or a plastic film that itself extend / extends across the width of the material web.
  • a blowing device on an empty drum and / or at least one the surface of the empty Drums with a liquid or gaseous medium actable nozzle is provided.
  • blowing device can be from the nozzle a liability of the over a circumferential area of the empty tambour guided material web section increasing medium on the outer surface of the empty Drums are applied, for example wet steam, whereby the creation of the free end of the material web supported on the empty drum.
  • a desired core winding can be carried out, resulting in an overall trouble-free winding process and realized a good winding result can be.
  • the separating device has at least one web separating element which of a water jet device, a knife, one Needle, a laser device or one on the outer circumference Rolling teeth is formed.
  • a web separating element designed in this way a particularly clean cut edge can be generated.
  • the separator along a at least essentially across the width traverse of the material web extending is.
  • the material web is started by one of the two material web edges - by moving the Separating device along the traverse to the other Web edge separated, which makes a particularly even Separating edge can be formed.
  • An embodiment of the is also preferred Winding machine, which is characterized in that the separating device has at least two web separating elements includes, which can be moved essentially in opposite directions are.
  • the separation process can be in the range of Start in the middle of the material web; the web separation elements are each in the direction of a web edge method. It is also possible, that the web separation elements each at an edge of the Material web are arranged and to separate the Material web to be moved towards each other, i.e. in Towards the center of the web.
  • the task is also solved by a method having the features mentioned in claim 19.
  • the winding machine described below is generally for winding a web of material, for example Paper, cardboard, plastic or textile web, on a reel to a winding roll applicable.
  • the winding machine can end at one Machine for the production or finishing of the material web arranged to the finished web of material into a winding roll.
  • the Winding machine can also be used to one already wound, also as winding to roll the designated winding roll.
  • FIG. 1 shows a section of an embodiment the winding machine 1 in a schematic Presentation.
  • the winding machine 1 also includes one referred to as a roller cylinder, support or pressure roller Carrier drum 3, around which a material web 5 is guided becomes.
  • the support drum 3 can by means of a Drive, not shown, preferably center drive with a defined torque become.
  • the material web 5 is on a also called reel or core 7 wound into a winding roll 9. While the winding of the material web 5 forms the support drum 3 with the winding roller shown in dashed lines 9 a winding gap in which a defined Line printing is available.
  • the line print in The nip / winding gap is created by pressing the carrier drum 3 on the winding roller 9 and / or by pressing the winding roller 9 set on the support drum 3.
  • the Winding roll 9 To transfer the continuously introduced Material web 5 on an empty drum 11 is the Winding roll 9 along an imaginary one, shown in FIG. 1 Level E shown in dashed lines in the direction of a Move arrow 14 to the left in FIG. 1, whereby the distance between the longitudinal axis 13 of the support drum 3 and the longitudinal axis 15 of the winding roll 9, which are both in the E plane, enlarged and a space between the carrying drum 3 and the winding roller 9 17 is formed.
  • the winding roll 9 takes the one in Figure 1 with a solid line position shown.
  • the material web 5 is in the area of the gap 17 in a free train transferred from the carrying drum 3 to the winding roll 9.
  • the imaginary plane E is horizontal or in arranged essentially horizontally.
  • the drum are at least during the winding process of supported rails, not shown.
  • a squeeze roller designated pressure roller 19 provided to the Scope of the winding roll 9 with a predetermined Force can be pressed.
  • the pressure roller 19 is before the winding roller 9 to form the Space 17 is shifted against the scope the winding roller 9 pressed, as dashed in Figure 1 indicated.
  • the pressure roller 19 and the winding roller 9 thus form a nip Winding gap.
  • the means of a not shown Movable pressure roller device 19 is at a displacement of the winding roll 9 this tracked so that the line pressure in the winding gap between pressure roller 19 and winding roller 9 den maintains the desired value.
  • the empty drum 11 is in the material train 5 proceed in such a way that it is deflected.
  • the over an area of the outer circumference of the drum 11 is applied to this material web 5 now - as indicated by a dash-dotted line A - from the reel 11 to the winding roll 9.
  • the usually of rails of the winding machine worn drum 11, the longitudinal axis 20 in the Level E lies with a predetermined force the support drum 3 is pressed and forms one with it Winding gap.
  • the transfer device 18 comprises in this embodiment a traverse 21, which is transverse extends over the width of the material web 5, that is perpendicular to the image plane of Figure 1.
  • a separating device 23 is arranged, which comprises a base body 25 on which one by one Axis 27 pivotable web separator 29 attached is.
  • the web separating element 29 is a Base body 25 of the separator 23 arranged
  • Actuator 31 assigned to the piston / cylinder unit is formed and a cylinder 33 and a piston rod guided in this 35 includes. That connected to the piston rod 35
  • Web separating element 29 has a hook-shaped cross section on and extends across the entire Width of the material web 5. On the function of the Separating device 23 will be closer in the following received.
  • the blowpipe 36 includes a nozzle, not shown, that surface the empty drum 11, especially its outer circumference, with a liquid or gaseous medium, for example, apply wet steam can. That which can be brought out from the nozzle of the blowpipe 36 Medium can be run in before the empty reel 11 in the free train of material web 5 the outer surface, i.e. the circumference of the drum 11, to be applied or immediately before Separating the material web 5. Through the medium the liability of the over an outer peripheral area of the empty reel 11 guided material web 5 increased, so that with a separation of the web 5 of the Drum 11 not applied to the part of the material web 5 is replaced.
  • the winding machine 1 further comprises only one Blower device indicated as a tubular element 37, below level E in the area the space 17 is arranged and which in the free train guided material web 5 with a gaseous Apply medium, such as air can.
  • a gaseous Apply medium such as air can.
  • a solid line C is the material web 5 shown in the position in which this from the separation device 23 brought up from above is separated.
  • the actuator is activated 31 moves the piston rod 35 from the Cylinder 33, whereby the web separating element 29 pivoted counterclockwise about axis 27 becomes.
  • the web separating element strikes 29 the material web 5 in the region of the material web loop 43 across the entire width, creating a straight dividing edge is created.
  • the severed end the material web 5 is wound onto the winding roll 9, while the free one that forms the beginning of the path End of already a relatively large Circumferential area of the drum 11 guided material web 5 puts on the drum 11.
  • the mooring the material web 5 is thereby from the blowing device 37 supports.
  • the material web 5 can now a new winding roll wound on the reel 11 become.
  • the transfer device 18 with the Traverse 21 and the devices arranged thereon, the blowing device 37 and the pressure roller 19 can now be moved to a neutral position, since they are not for the further winding process are needed.
  • Like with a double arrow 53 indicated - vertically displaceable transfer device 18 is perpendicular to this for example in a waiting position, in which she current winding process is not hindered and in the if necessary, a new empty drum taken over can be.
  • FIG. 2 shows a section of the winding machine 1 on a greatly enlarged scale, namely the Separating device 23 in the area of the material web loop 43.
  • the actuating device 31 (not shown in FIG. 2) about the axis 27 pivoted web separating element 29 is in its the course of the material web 5 pivoted position shown in which the material web 5 chipped off, that is being separated. From the illustration it can be seen that the distance between the Web separating element 29 and the outer circumference of the drum 11 is low, so that after separating the material web not on the circumference of the drum 11 adjacent flag is very short.
  • the web separating element 29 is rotatable about an axis.
  • the web separating element about an axis rotatable and by swiveling around another Axis is displaceable in the direction of the material web.
  • the web separating element is immovable the separator 23 is held and the Separating device 23 in the direction of the material web is relocatable.
  • a blow pipe 47 is attached, the material web 5 in the area of the material web loop 43 with a medium flow 49, for example an air flow, essentially counter whose direction indicated by an arrow 51 acted upon.
  • the medium stream 49 supports just creating the free end of the Material web 5 to the drum 11, because of the Separation of the material web 5 in the area of the material web loop 43 these due to their material properties anyway clockwise more or less springs back and puts on the drum 11.
  • the separating device 23 is activated by a sensor system that the position of the by braking the winding roll 9 formed material web loop 43 determined.
  • the sensor system can be, for example, a light-sensitive one Element, i.e. a photodiode or the like include.
  • FIG 3a shows a part of a highly schematic Another embodiment of the winding machine 1 in side view.
  • the same parts are the same Provide reference numerals, so that in this respect to the description is referred to Figure 1.
  • the winding machine 1 comprises an in Direction of a double arrow 53 vertically displaceable Traverse 21 ', on which a separating device 23' for the material web 5 is attached. This includes one across the width of the material web 5 extending web separator 29 'by a Knife 55 is formed.
  • the knife 55 is opposite the traverse 21 'immobile, that is, it points a fixed position.
  • a guide device 57 which in this embodiment of a baffle 59 is formed.
  • curved Guide plate 59 having a course essentially has one adapted to the outer contour of the drum 11 Form and stretches like that Knife 55, across the width of the material web 5.
  • the guide plate 59 is in the direction of travel of the material web seen - the separating device 23 'immediately subordinate and extends into the closing nip between the drum 11 and the Carrier drum 3.
  • a special feature of the one shown in FIG. 3a Embodiment compared to that shown in Figure 1 is that the knife 55 respectively the cutting edge of a desired small distance to the outer circumference of the rotatable on the Transfer device 18 held empty reel having. This allows the material web in the area that formed by braking the winding roll 9 Railway loop with a clean, straight Be cut without the knife 55 for this purpose are moved in the direction of the material web got to. The material web is pulled in when the web loop is drawn in in the gap between the knife 55 and the drum 11 almost separated by shearing.
  • the gap width between the cutting edge of the knife 55 and the empty drum 11 is one Embodiment of the winding machine 1 in one Range from 2 mm to 100 mm. In another embodiment the gap width is in one area from 5 mm to 20 mm.
  • the gap width can be varied in principle, for example in Dependency of the width of the winding machine and / or the web properties. So there are Gap widths over 100 mm can be realized, and also here a rag formation can be avoided.
  • Figure 3b shows a on a greatly enlarged scale Part of the winding machine shown in Figure 3a 1, namely the web separating element formed by a knife 55 29 '.
  • Figure 3b is an arrow 61 which refer to a reference point A on the outer circumference of the Drum 11 related running direction of the material web 5 shown, parallel to an imaginary, on Point A on the drum 11 - dashed shown - tangent T runs. It can be seen that that is shown with a solid line Knife 55 here against the direction of travel (arrow 61) the material web 5 is aligned.
  • Knife 55 opposite to the running direction (arrow 61) Material web 5 counterclockwise by one Angle ⁇ is inclined up to 120 °.
  • blow pipe 36 formed.
  • This can for example one across the width of the Have slit nozzle extending material web.
  • the orientation of the blowpipe in relation to the direction of travel the material web and / or the empty drum can be done like a knife.
  • the gap width is in this variant the separator, for example, between the Nozzle opening of the blowpipe and the outer circumference of the measured empty drums.
  • Figure 4 shows a part of a highly schematic third embodiment of the winding machine 1, that differ from that described with reference to FIG. 3a only differs in that to separate the Material web 5 when changing the drum one Separating device 23 '' is used, the one as Roll 63 formed web separating element 29 ''.
  • the roller 63 has one on its outer circumference Number of teeth 65, which, as from Figures 6a and 6b can be seen, arranged distributed over the circumference are.
  • the roller 63 is rotatable within an open edge recess 67 of the base body 25 'of the traverse 21' 'rotatably held, which partially surrounds the roller 63.
  • the preferred clockwise and counterclockwise using a Not shown drive device drivable Roller 63 is in a position above the reel 11 arranged in the distance between the teeth 65 of the roller 63 and the outer circumference of the drum 11 very small or the gap between the teeth 65 and the drum 11 is narrow.
  • the Principle of the separation device 23 ′′ corresponds to this the separation device described with reference to Figure 3a 23 '.
  • the one rising in the vertical direction Material web loop 43 collides against the rotating roller 63, is in the gap between the Teeth and the drum drawn.
  • the Material web 5 of the teeth 65 over their entire Width separates.
  • Figure 5 shows a cross section of an embodiment that described with reference to Figures 3a and 3b Web separator 29 'by a at least essentially over the entire Width of the material web extending knife 55 is formed becomes.
  • the knife 55 has a serrated Cutting edge 68 on. The points are even spread over the width of the knife. With an uneven, so not straight cutting edge can Material web separated particularly securely and one Scraps can be avoided.
  • Figures 6a and 6b schematically show the on the basis of Figure 4 described roller 63, the length and the circumference evenly distributed here, teeth 65 also referred to as spines.
  • the direction of rotation of the drivable roller 63 is preferably dependent on the web speed and / or the properties of the material web adjustable.
  • the preferred direction of rotation the roller 63 is opposite to the direction of web travel.
  • Figure 7 shows part of a fourth embodiment the winding machine 1 in side view. Parts that match those of the previous figures match, are with the same reference numerals provided so that in this respect to the description is referred to Figures 1 to 6.
  • winding machine 1 are two Separators 23a 'and 23b' are provided here at least one formed by a knife 55 Include web separator 29 '.
  • the first Separating device 23a ' is on one above the Carrier drum 3 vertically (double arrow 53), also attached as a crossbeam 21, the part of the transfer device 18 for the empty drum 11 is.
  • baffle 59 On the traverse 21 is too one downstream of the separating device 23a ' Guide device 57 attached, which is a curved, across the entire width of the material web as well as in their running direction up to the Nip between the drum 11 and the carrier drum 3 extending baffle 59 includes.
  • the separator 23a 'and the baffle 59 envelop the upper area of the empty reel 11.
  • the cutting edge of the knife 55 of the upper separating device 23a ' points counter to the direction of rotation of the drum 11.
  • the second separating device 23b ' is below the supported on only indicated rails 69 Drums 11 in the area of the space 17 between the empty drum 11 and the almost finished one Winding roll 9 is provided.
  • the knife 55 of the lower one Separating device 23b ' is in the direction of one free train guided material web 5 relocatable, as indicated by a double arrow 71.
  • the web separation element of the second Separating device 23b ' also from a blowing device, Water jet device or the like is formed become.
  • First Space 17 by relocating the full winding roll 9 formed along the rails 69 to the left.
  • the empty drum 11 is put together from above with, among other things, the first separating device 23a 'and the guide device 57 by a - as indicated by a double arrow 53 - vertical Relocation of the transfer device 18 introduced.
  • the drum 11 is placed on the rails 69 and a winding gap between this and the Carrier drum 3 formed.
  • the Material web 5 is thus by means of the fixed Knife 55 of the first separating device 23a ' cut across the width a second time.
  • the winding machine is common, that during a full winding process the drum on the preferably horizontal Rails 69 rests and supported by them becomes. It is particularly advantageous that the Drum exclusively by means of one in the figures Transport device, not shown, along the rails are moved to the growing Diameter of the wound on the reel Compensate winding roll and the line force in Winding gap between the stationary Adjust the drum and the winding roller. Because of this configuration can be the construction of the winding machine simplified and the winding result improved become. Important in all embodiments is that at least one separator is provided, preferably over the material web separates the entire width and that this from at the top of the separation area in which the material web is separated, is introduced.
  • Figures 8 and 9 each show part of a fifth embodiment of the winding machine 1 in different functional positions. Parts that correspond to those of the preceding FIGS. 1 to 7, are provided with the same reference symbols, so that in this respect reference is made to the description becomes.
  • the winding machine 1 comprises a on a foundation 79 standing machine frame 81 on which the rails 69 are attached.
  • the rails 69 serve a drum with one wound on it Winding reel closed during the final winding process carry.
  • the reel is in the process of being wound up arranged above the rails and forms with a carrier drum 3 a winding nip. After this transferred the material web to the empty reel has been, this is over a circumferential area the carrying drum 3, which is stationary here, is guided downwards and deposited on the rails 69.
  • the structure the winding machine also known as Pope-Roller 1 'is known per se (US 4,778,122), so that in the following is only briefly discussed.
  • the winding machine 1 'further comprises - as in FIG 9 - two by one perpendicular to the image plane of Figures 8 and 9 extending axis 13 pivotable Primary lever 101, only one of which is shown is.
  • One of the primary levers 101 is the drum rotatably holding receptacle 103 attached, the with the aid of a lifting device 105 radially on the Primary levers 101 is movable.
  • a transfer device 18 'for an empty drum 11, 11', 11 '' etc. provided the at least two insertion levers includes a perpendicular to the image plane of the Figure 8 extending axis 89 with the help of a here designed as a piston / cylinder unit lifting device 91 are pivotable.
  • Figure 8 is only an insertion lever 93 shown.
  • the transfer device 18 ' serves an empty drum from a drum magazine lying above the carrying drum 3 95 down into a transfer position bring in the empty drum from the primary levers 101 is taken over.
  • traverse 21 On the insertion levers 93 is one across the Width of the material web 5 extending, also as Beam designated traverse 21 arranged around one perpendicular to the image plane of FIGS. 8 and 9 extending axis 97 in the direction of a double arrow 99 ( Figure 8) is pivotable.
  • a separating device comprising a knife 55 here 23 'and one formed by a guide plate 59 Guide 57 attached.
  • the traverse 21 is in by means of a drive, not shown a first shown with a broken line Functional position and in a with solid Line shown second functional position pivotable. In the first functional position the traverse 21 with the parts attached to it from the insertion levers 93 of the transfer device 18 'covered. In this position the traverse 21 are the separator 23 'and Guide 57 in a neutral position, in which do not interfere with the winding process.
  • FIG. 10 shows a sixth embodiment of the Winding machine according to the invention, the structure in the essentially with that described with reference to FIGS. 8 and 9 Corresponds to winding machine 1 '. Same Parts are provided with the same reference symbols, see above that in this respect referred to the previous figures can be.
  • the winding machine 1 ' comprises a carrier drum 3 ', arranged distributed in the jacket -not shown- through openings are introduced, the interior 107 of the support drum 3 'connect to the outer peripheral surface 109.
  • a blow box is stationary in the interior 107 111 provided with a pressure source 113, for example an air compressor is. Using the blow box 111 one with arrows 115 indicated medium flow in vertical Blown upward into a gap 117.
  • the relatively narrow gap 117 is between the almost finished making a winding nip with the carrying drum 3 ' forming winding roll 9 and one also bear against the circumference of the carrying drum 3 ' empty drum 11 formed.
  • the drum 11 is in Figure 10 arranged in the winding position.
  • the special feature of the winding machine 1 'according to Figure 10 is that during a drum change the Contact, so the nip between the almost finished Winding roll 9 and the support drum 3 'from the beginning remains until the end of the winding process.
  • the winding roll 9 Around to transfer the material web 5 to the drum 11, is the winding roll 9 in its in FIG shown position braked, resulting in a in the gap 117 rising material web loop 43 forms, which depends on the scope of the Tambours 11 creates and at a short distance provided for the outer circumference of the drum 11 Separation area from that attached to the traverse 21 Separating device 23 'is separated.
  • Training a material web loop 43 is by the supports medium stream emerging from the blow box 111, which furthermore the material web loop in the direction of the gap 117.
  • Figure 11 shows a further embodiment of the side view of the winding machine according to the invention, that of the described with reference to Figures 8 and 9 Only distinguishes winding machine 1 'in that that the attached to the traverse 21 Guide device 57 from a blowing device 119 is formed, which is preferably at least one extending across the entire width of the material web 5 Nozzle includes.
  • a blowing device 119 is an arrow 121 shown in FIG Direction to the outer circumference of the drum 11 and the nip between the same and the carrier drum 3 directed medium flow, for example air or Steam flow, can be introduced into the winding machine 1 '.
  • the medium flow leads the free end of the material web 5 evenly across the entire width in the Nip between the empty drum 11 and the carrier drum 3, creating a defined structure of the the reel 11 can be wound up is.
  • Embodiments of the winding machine and the process that can be implemented in common is that a separation device before a separation process from above in the separation area in which the material web separated over their - preferably entire - width is introduced.
  • This allows the invention a small distance between the separator and the outer circumference of the empty drum and / or - seen in the direction of travel of the web - the nip between empty drum and the drum become. Due to the small gap between the cutting or separating edge of the The separation device is the one after a separation process not in contact with the outer circumference of the empty drum Remaining flag only very short, which means the new web start evenly across the width in the nip between the empty drum and the drum can be. In particular, due to the only a short flag practically shreds completely avoided, but at least compared to the known winding machines reduced. This is trouble-free winding of the new drum possible, which improves the winding quality becomes.

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  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Es wird eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn (5), insbesondere Papier- oder Kartonbahn unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tambour, mit einer Tragtrommel (3;3'), die mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet, und mit mindestens einer die Materialbahn (5) in einem Trennbereich trennenden Trenneinrichtung (23;23';23''; 23a'), vorgeschlagen. Die Wickelmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß die Trenneinrichtung (23;23';23'';23a') vor dem Trennvorgang -in vertikaler Richtung gesehen- von oben an den Trennbereich herangeführt wird, der in einem geringen Abstand zum Außenumfang des neuen Tambours und/oder -in Laufrichtung der Materialbahn (5) gesehen- zum Wickelspalt zwischen der Tragtrommel (3;3') und dem neuen Tambour liegt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn gemäß Oberbegriff des Anspruchs 19.
Es sind Wickelmaschinen und Verfahren bekannt (US 5,360,179), die eine kontinuierliche Materialbahn auf einen Tambour zu einer Wickelrolle aufwickeln. Eine bekannte Wickelmaschine umfaßt eine Tragtrommel, die zusammen mit der Wickelrolle einen Wikkelspalt bildet, der von der Materialbahn durchlaufen wird. Bei einem Tambourwechsel wird während des Aufwickelns der Materialbahn auf die Wickelrolle ein leerer Tambour an den Umfang der Tragtrommel angelegt beziehungsweise angedrückt, über den die Materialbahn geführt wird. Des weiteren wird die volle Wickelrolle verfahren und dabei von der Tragtrommel unter Ausbildung eines Zwischenraums abgehoben. Die Wickelrolle wird nun abgebremst, so daß im Zwischenraum zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle, in dem die Materialbahn in einem freien Zug geführt wird, eine Materialbahnschleife gebildet wird. Die Materialbahnschleife legt sich um den leeren Tambour und wird in den zwischen dem leeren Tambour und der Tragtrommel gebildeten Wikkelspalt eingeführt. Daraufhin reißt der zur fertigen Wickelrolle führende Teil der Materialbahnschleife undefiniert ab und wird auf die auslaufende Wickelrolle aufgewickelt. Besonders nachteilig bei der bekannten Wickelmaschine und dem bekannten Verfahren ist, daß die Materialbahn in einem undefinierten Reißvorgang getrennt wird, wodurch in vielen Fällen lange Materialbahnfetzen gebildet werden, die nach dem Tambourwechsel von der fertigen Wickelrolle abgeschnitten werden müssen. Weiterhin müssen die Wickellagen von der fertigen Wikkelrolle abgerollt werden, die während der Führung der Materialbahn in einem freien Zug aufgewickelt worden sind, da diese relativ locker sind und nicht die gewünschte Wickelhärte aufweisen. Durch das undefinierte Reißen der Materialbahn entsteht in Abhängigkeit des Gewichts und der Festigkeitseigenschaften der Materialbahn ein dementsprechend großer Knall, der zu einer Erschütterung und Vibration der Wickelmaschine führt. Des weiteren ist durch die abgerissene und auf den leeren Tambour aufgewickelte Materialbahnschleife eine gewünschte Kernwicklung nicht möglich, wodurch der weitere Wickelvorgang häufig durch eine Walkbewegung des Wickelkerns gestört wird. Uberdies hat sich gezeigt, daß durch die hohe Beschleunigung der Materialbahn nach dem Einziehen in den Nip, also in den Wickelspalt zwischen der Tragtrommel und dem leerem Tambour, es möglich ist, daß die Restfahne der Materialbahn erneut undefiniert reißt und sich Bahnfetzen bilden. Diese werden dann undefiniert in Abhängigkeit ihres Schwebeverhaltens in die auf den neuen Tambour aufgewickelte Wickelrolle eingewickelt oder aber müssen manuell mit Blasrohren weggeblasen werden.
Aus der DE 44 01 804 A1 sind eine Wickelmaschine und ein Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn auf einen Tambour zu einer Wickelrolle bekannt, bei denen eine Trenneinrichtung eingesetzt wird, die von unten in den Bereich des freien Materialbahnzuges zwischen dem neuen Tambour, über dessen Umfangsbereich die Materialbahn bereichsweise geführt ist, und der fast fertigen Wickelrolle herangeführt wird und die Materialbahn in diesem Bereich trennt. Nachteilig bei der Verwendung der von unten an den freien Bahnzug herangeführten Trenneinrichtung ist, daß nach dem Durchtrennen der Materialbahn der neue Materialbahnanfang in vielen Fällen nicht glatt am Außenumfang des neuen Tambours anliegt, sondern als eine nach unten hängende, relativ lange Fahne vom Tambourmantel mitgeschleppt und in den Nip zwischen dem neuen Tambour und der Tragtrommel geführt wird. Dies erfolgt in der Regel ungleichmäßig über die Bahnbreite, insbesondere bei einer hohen Laufgeschwindigkeit der Materialbahn, die bis zu 2.500 m/min und darüber betragen kann. Ferner hat sich gezeigt, daß die Materialbahn trotz des Einsatzes der Trenneinrichtung häufig an mehreren Stellen einreißt, wodurch Fetzen gebildet werden, die undefiniert in die neue Wickelrolle eingewickelt werden und die einen definierten Aufbau der Wickelrolle stören.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine und ein Verfahren zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweisen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Wickelmaschine vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Die Wickelmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß die Trenneinrichtung vor dem Trennvorgang -in vertikaler Richtung gesehen- von oben an den Trennbereich herangeführt wird, der in einem geringen Abstand zum Außenumfang, also zum Mantel des neuen Tambours und/oder -in Laufrichtung der Materialbahn gesehen- zum Wickelspalt zwischen der Tragtrommel und dem neuen Tambour liegt. Dadurch ist die sich bei einer Trennung der Materialbahn bildende, nach unten hängende Fahne des neuen Bahnanfangs, also des freien Endes der Materialbahn, das auf den leeren Tambour aufgewickelt wird, wesentlich kürzer als die, die bei einer bekannten Wickelmaschine entsteht. Durch das definierte Trennen der Materialbahn werden eine Lärmbelästigung sowie eine Erschüterung der Wickelmaschine und somit auch Vibrationen vermieden. Des weiteren ist besonders vorteilhaft, daß durch das Trennen der Bahn in unmittelbarer Nähe des Außenumfangs des leeren Tambours und/oder des Nips zwischen Tragtrommel und leerem Tambour undefinierte Einrisse in der Materialbahn, was auch als Fetzenbildung bezeichnet wird, verhindert werden. Die bei einem Trennvorgang verursachte Staubbildung ist daher relativ gering. Die Wickelmaschine zeichnet sich insgesamt durch eine hohe Sauberkeit aus. Ferner ist festzuhalten, daß der bei einem Tambourwechsel entstehende Materialbahnausschuß im Vergleich zu den bekannten Wickelmaschinen verringert ist, insbesondere deshalb, weil das freie Ende der Materialbahn, also der Bahnanfang, eine saubere Trennkante aufweist. Eine Nacharbeit der vollen Wickelrolle, also das Abrollen und Abschneiden des Endes der Materialbahn, ist nicht erforderlich. Ferner kann der auf den leeren Tambour überführte Materialbahnanfang von Beginn an mit einer definierten Härte auf-gewickelt werden, wodurch einerseits die Qualität der aufgewickelten Wickelrolle verbessert und andererseits ein störungsfreier Wickelvorgang gewährleistet werden kann.
Es wird ein Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine bevorzugt, bei dem der Trenneinrichtung -in Laufrichtung der Materialbahn gesehen- eine Leiteinrichtung nachgeordnet ist, die zur Führung des freien Endes der Materialbahn in den Wickelspalt zwischen dem neuen Tambour und der Tragtrommel dient. Die Trenneinrichtung verhindert ein Ablösen des nicht an dem Tambour anliegenden Teils der Materialbahn vom Außenumfang des leeren Tambours und das damit verbundene starke Abbremsen der Materialbahn infolge des Luftwiderstands, was zu einer Fetzenbildung und zu einem undefinierten Einwickeln dieser Fetzen in die auf den neuen Tambour aufgewickelte Wickelrolle führen würde. Durch die Leiteinrichtung wird also ein Einreißen des freien Endes der Materialbahn verhindert, indem sie die Materialbahn beziehungsweise den nicht am Außenumfang des leeren Tambours anliegenden Teil der Materialbahn in einem geringen Abstand zum Außenumfang des leeren Tambours zum Wickelspalt/Nip führt und dadurch eine starke Abbremsung der Materialbahn vermeidet.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine ist die Leiteinrichtung von mindestens einem sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Materialbahn erstreckenden Leitblech gebildet oder von wenigstens einem Blasrohr, das einem Mediumstrom, beispielsweise Luft oder Dampf, auf die Materialbahn beziehungsweise den neuen Bahnanfang aufbringt. Bei einer weiteren Ausführungsvariante umfaßt die Leiteinrichtung einen Textilvorhang und/oder eine Kunststoffolie, die sich quer über die Breite der Materialbahn erstrekken/erstreckt.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, daß zum Aufführen des freien Endes der Materialbahn auf einen leeren Tambour eine Blasvorrichtung und/oder mindestens eine die Oberfläche des leeren Tambours mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagbare Düse vorgesehen ist. Die im Bereich des Zwischenraums zwischen der Tragtrommel und der Wickelrolle angeordnete Blasvorrichtung beaufschlagt die über einen Umfangsbereich des leeren Tambours geführte Materialbahn mit einem Mediumstrom, vorzugsweise mit einem gasförmigen Medium derart, daß bei einem Trennen der Materialbahn das Anlegen des freien Materialbahnendes an den leeren Tambour unterstützt wird. Alternativ oder zusätzlich zur Blasvorrichtung kann von der Düse ein die Haftung des über einen Umfangsbereich des leeren Tambours geführten Materialbahnabschnitts erhöhendes Medium auf die Außenfläche des leeren Tambours aufgebracht werden, beispielsweise Naßdampf, wodurch das Anlegen des freien Endes der Materialbahn an den leeren Tambour unterstützt wird. Dadurch, daß das freie Ende der Materialbahn definiert auf den leeren Tambour aufgewickelt wird, kann eine gewünschte Kernwicklung durchgeführt werden, wodurch insgesamt ein störungsfreier Wickelvorgang und ein gutes Wickelergebnis realisiert werden können.
Bevorzugt wird weiterhin ein Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine, bei dem die Trenneinrichtung mindestens ein Bahntrennelement aufweist, das von einer Wasserstrahleinrichtung, einem Messer, einer Nadel, einer Lasereinrichtung oder einer am Außenumfang Zähne aufweisenden Walze gebildet wird. Mit einem derart ausgebildeten Bahntrennelement kann eine besonders saubere Schnittkante erzeugt werden.
Es wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wikkelmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, daß die Trenneinrichtung entlang einer sich zumindest im wesentlichen quer über die Breite der Materialbahn erstreckenden Traverse verfahrbar ist. Die Materialbahn wird -beginnend von einem der beiden Materialbahnränder- durch Verfahren der Trenneinrichtung entlang der Traverse zum anderen Bahnrand getrennt, wodurch eine besonders gleichmäßige Trennkante gebildet werden kann.
Bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine, das sich dadurch auszeichnet, daß die Trenneinrichtung mindestens zwei Bahntrennelemente umfaßt, die im wesentlichen gegenläufig verfahrbar sind. Der Trennvorgang kann im Bereich der Mitte der Materialbahn beginnen; die Bahntrennelemente werden also jeweils in Richtung eines Materialbahnrandes verfahren. Es ist auch möglich, daß die Bahntrennelemente jeweils an einem Rand der Materialbahn angeordnet sind und zur Trennung der Materialbahn aufeinander zu bewegt werden, also in Richtung der Mitte der Materialbahn.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gelöst, das die in Anspruch 19 genannten Merkmale aufweist. Das Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tambour, erfolgt mit folgenden Schritten: Zur Vorbereitung eines Tambourwechsels wird von oben ein leerer Tambour in einen Trennbereich eingefahren und ein Wickelspalt zwischen dem neuen, leeren Tambour und der Tragtrommel durch eine Relativbewegung zwischen dem Tambour und der Tragtrommel gebildet. Nachfolgend wird die am Außenumfang des neuen Tambours über einen Umfangsbereich anliegende Materialbahn in einem geringen Abstand zum neuen Tambour, also zu dessen Außenumfang, und/oder -in Laufrichtung der Materialbahn gesehen- zum Wickelspalt zwischen der Tragtrommel und dem neuen Tambour getrennt. Dadurch, daß der Teil des freien Endes der Materialbahn (Bahnanfangs), der nicht am Außenumfang des leeren Tambours anliegt, vorzugsweise sehr kurz ist, kann eine Fetzenbildung vermieden und ein gutes Wickelergebnis erzielt werden. Durch das definierte Trennen der Materialbahn tritt nur eine sehr geringe Staubentwicklung auf, so daß die Sauberkeit der Wickelmaschine verbessert werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wikkelmaschine in Seitenansicht;
Figur 2
einen Ausschnitt der Wickelmaschine gemäß Figur 1 im stark vergrößerten Maßstab;
Figuren 3a und 3b
jeweils einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine in Seitenansicht;
Figur 4
einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine in Seitenansicht;
Figur 5
einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Bahntrennelements;
Figuren 6a und 6b
einen Querschnitt und eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiel des Bahntrennelements;
Figur 7
einen Ausschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine in Seitenansicht;
Figuren 8 und 9
jeweils einen Ausschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine in verschiedenen Funktionsstellungen;
Figur 10
einen Teil eines sechsten Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine und
Figur 11
einen Ausschnitt eines siebten Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine in Seitenansicht.
Die im folgenden beschriebene Wickelmaschine ist allgemein zum Aufwickeln einer Materialbahn, beispielsweise Papier-, Karton-, Kunststoff- oder Textilbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle einsetzbar. Die Wickelmaschine kann am Ende einer Maschine zur Herstellung oder Veredelung der Materialbahn angeordnet werden, um die fertige Materialbahn zu einer Wickelrolle aufzuwickeln. Die Wickelmaschine kann aber auch dazu verwendet werden, eine bereits fertig gewickelte, auch als Wikkel bezeichnete Wickelrolle umzurollen.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine 1 in schematischer Darstellung. Die Wickelmaschine 1 umfaßt eine auch als Rollzylinder, Stütz- oder Anpreßwalze bezeichnete Tragtrommel 3, um die eine Materialbahn 5 geführt wird. Die Tragtrommel 3 kann mittels eines nicht dargestellten Antriebs, vorzugsweise Zentrums antrieb, mit einem definierten Drehmoment beaufschlagt werden. Die Materialbahn 5 wird auf einen auch als Wickelhülse oder -kern bezeichneten Tambour 7 zu einer Wickelrolle 9 aufgewickelt. Während des Aufwickelns der Materialbahn 5 bildet die Tragtrommel 3 mit der gestrichelt dargestellten Wickelrolle 9 einen Wickelspalt, in dem ein definierter Liniendruck vorliegt. Der Liniendruck im Nip/Wickelspalt wird durch das Andrücken der Tragtrommel 3 an die Wickelrolle 9 und/oder durch An-drücken der Wickelrolle 9 an die Tragtrommel 3 eingestellt. Durch das Einstellen des Liniendrucks im Wickelspalt können die Wickellagen der Wickelrolle 9 mit einer gewünschten Wickelhärte aufgewickelt werden. Rein beispielhaft wird im folgenden davon ausgegangen, daß die angetriebene Tragtrommel 3 ortsfest gelagert und die Wickelrolle 9 relativ gegenüber der Tragtrommel 3 verlagerbar ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter "ortsfest" eine Lagerung verstanden, die eine rotatorische Bewegung der Tragtrommel 3 um ihre Längsachse 13 ermöglicht und eine translatorische Bewegung verhindert.
Zur Überführung der kontinuierlich herangeführten Materialbahn 5 auf einen leeren Tambour 11 wird die Wickelrolle 9 entlang einer gedachten, in Figur 1 gestrichelt dargestellten Ebene E in Richtung eines Pfeils 14 in Figur 1 nach links verfahren, wodurch der Abstand zwischen der Längsachse 13 der Tragtrommel 3 und der Längsachse 15 der Wickelrolle 9, die beide in der Ebene E liegen, vergrößert und zwischen Tragtrommel 3 und Wickelrolle 9 ein Zwischenraum 17 gebildet wird. Die Wickelrolle 9 nimmt dabei die in Figur 1 mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Position ein. Die Materialbahn 5 wird im Bereich des Zwischenraums 17 in einem freien Zug von der Tragtrommel 3 auf die Wickelrolle 9 überführt. Die gedachte Ebene E ist horizontal oder im wesentlichen horizontal angeordnet. Die Tamboure werden zumindest während des Wickelvorgangs von nicht dargestellten Schienen gestützt.
Um zu gewährleisten, daß alle Wickellagen der Wikkelrolle 9 mit einer gewünschten Wickelhärte aufgewickelt werden, ist eine auch als Abquetschwalze bezeichnete Andrückwalze 19 vorgesehen, die an den Umfang der Wickelrolle 9 mit einer vorgegebenen Kraft angedrückt werden kann. Die Andrückwalze 19 wird, bevor die Wickelrolle 9 zur Ausbildung des Zwischenraums 17 verlagert wird, gegen den Umfang der Wickelrolle 9 gedrückt, wie in Figur 1 gestrichelt angedeutet. Die Andrückwalze 19 und die Wikkelrolle 9 bilden also einen auch als Nip bezeichneten Wickelspalt. Die mittels einer nicht dargestellten Einrichtung verfahrbare Andrückwalze 19 wird bei einer Verlagerung der Wickelrolle 9 dieser derart nachgeführt, daß der Liniendruck im Wickelspalt zwischen Andrückwalze 19 und Wickelrolle 9 den gewünschten Wert beibehält.
In den Zwischenraum 17 zwischen Tragtrommel 3 und Wickelrolle 9 wird von oben der vorzugsweise auf Laufgeschwindigkeit der Materialbahn 5 vorbeschleunigte leere Tambour 11 mit Hilfe einer Transfervorrichtung 18 eingebracht, an der der Tambour 11 drehbeweglich gehalten ist. Der leere Tambour 11 wird in die im freien Zug geführte Materialbahn 5 derart verfahren, daß diese ausgelenkt wird. Die sich über einen Bereich des Außenumfangs des Tambours 11 an diesen anlegende Materialbahn 5 wird nun -wie mit einer strichpunktierten Linie A angedeutet- vom Tambour 11 zur Wickelrolle 9 geführt. Der üblicherweise von Schienen der Wickelmaschine getragene Tambour 11, dessen Längsachse 20 in der Ebene E liegt, wird mit einer vorgegebenen Kraft an die Tragtrommel 3 gepreßt und bildet mit dieser einen Wickelspalt.
Die Transfervorrichtung 18 umfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel eine Traverse 21, die sich quer über die Breite der Materialbahn 5 erstreckt, also senkrecht in die Bildebene der Figur 1. An der Traverse 21 ist eine Trenneinrichtung 23 angeordnet, die einen Grundkörper 25 umfaßt, an dem ein um eine Achse 27 schwenkbares Bahntrennelement 29 angebracht ist. Dem Bahntrennelement 29 ist eine am Grundkörper 25 der Trenneinrichtung 23 angeordnete Betätigungseinrichtung 31 zugeordnet, die als Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist und einen Zylinder 33 und eine in diesem geführte Kolbenstange 35 umfaßt. Das mit der Kolbenstange 35 verbundene Bahntrennelement 29 weist einen hakenförmigen Querschnitt auf und erstreckt sich über die gesamte Breite der Materialbahn 5. Auf die Funktion der Trenneinrichtung 23 wird im folgenden noch näher eingegangen. An der Transfervorrichtung 18 ist ferner ein Blasrohr 36 angeordnet, das hier an der Traverse 21 befestigt ist. Das Blasrohr 36 umfaßt eine nicht dargestellte Düse, die die Oberfläche des leeren Tambours 11, insbesondere dessen Außenumfang, mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium, beispielsweise mit nassem Dampf beaufschlagen kann. Das aus der Düse des Blasrohrs 36 ausbringbare Medium kann vor dem Einfahren des leeren Tambours 11 in den freien Zug der Materialbahn 5 auf die Außenfläche, das heißt den Umfang des Tambours 11, aufgetragen werden oder unmittelbar vor dem Trennen der Materialbahn 5. Durch das Medium wird die Haftung der über einen Außenumfangsbereich des leeren Tambours 11 geführten Materialbahn 5 erhöht, so daß bei einer Trennung der Materialbahn 5 der am Tambour 11 anliegende Teil der Materialbahn 5 nicht abgelöst wird.
Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin eine lediglich als rohrförmiges Element angedeutete Blasvorrichtung 37, die unterhalb der Ebene E im Bereich des Zwischenraums 17 angeordnet ist und die die im freien Zug geführte Materialbahn 5 mit einem gasförmigen Medium, beispielsweise Luft, beaufschlagen kann.
Im folgenden wird die Trennung und Überführung der Materialbahn 5 auf den leeren Tambour 11 anhand eines Tambourwechsels näher erläutert. Nachdem der Tambour 11 von oben aus einer Warteposition mit Hilfe der Transfervorrichtung 18 in die in Figur 1 dargestellte Position herangeführt worden ist, wird die Wickelrolle 9 mittels einer nicht dargestellten Bremseinrichtung, beispielsweise einem Zentrumsantrieb, abgebremst, wodurch eine Materialbahnschleife 43 gebildet wird. Die Bildung der Materialbahnschleife 43 wird durch die Blasvorrichtung 37, die von unten die Materialbahn 5 mit einem in vertikaler Richtung nach oben gerichteten Mediumstrom beaufschlagt, unterstützt. Die Materialbahnschleife 43 legt sich mit zunehmender Größe immer mehr an den Außenumfang 45 des Tambours 11 an, während die Materialbahn 5 weiterhin auf die Wickelrolle 9 aufgewickelt wird. Mit einer gestrichelten Linie B ist in Figur 1 die Materialbahn 5 mit der sich bereits gebildeten Materialbahnschleife 43 angedeutet. Zur Vermeidung beziehungsweise zur Reduzierung eines unkontrollierten Flatterns der nicht mehr straff geführten Materialbahn 5 wird die Andrückwalze 19 -wie gestrichelt angedeutet- entgegen dem Uhrzeigersinn entlang des Umfangs der Wickelrolle 9 verlagert, wodurch der freie Zug zwischen Tambour 11 und Wickelrolle 9 verkleinert wird.
Mit einer durchgezogenen Linie C ist die Materialbahn 5 in der Position dargestellt, in der diese von der von oben herangeführten Trenneinrichtung 23 abgetrennt wird. Bei Aktivierung der Betätigungseinrichtung 31 fährt deren Kolbenstange 35 aus dem Zylinder 33 aus, wodurch das Bahntrennelement 29 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse 27 verschwenkt wird. Dabei schlägt das Bahntrennelement 29 die Materialbahn 5 im Bereich der Materialbahnschleife 43 auf der gesamten Breite ab, wodurch eine gerade Trennkante entsteht. Das abgetrennte Ende der Materialbahn 5 wird auf die Wickelrolle 9 auf-gewickelt, während das freie, den Bahnanfang bildende Ende der bereits über einen relativ großen Umfangsbereich des Tambours 11 geführten Materialbahn 5 sich an den Tambour 11 anlegt. Das Anlegen der Materialbahn 5 wird dabei von der Blasvorrichtung 37 unterstützt. Die Materialbahn 5 kann nun zu einer neuen Wickelrolle auf den Tambour 11 aufgewickelt werden. Die Transfervorrichtung 18 mit der Traverse 21 und den daran angeordneten Einrichtungen, die Blasvorrichtung 37 und die Andrückwalze 19 können nun in eine neutrale Position verlagert werden, da sie für den weiteren Wickelvorgang nicht benötigt werden. Die -wie mit einem Doppelpfeil 53 angedeutet- vertikal verlagerbare Transfervorrichtung 18 wird dazu senkrecht nach oben beispielsweise in eine Warteposition verlagert, in der sie den laufenden Wickelvorgang nicht behindert und in der gegebenenfalls ein neuer leerer Tambour übernommen werden kann.
Der Trennbereich, in dem die Materialbahn 5 in der Trenneinrichtung 23 mit Hilfe des Bahntrennelements 29 quer über die gesamte Breite getrennt wird, ist -wie aus Figur 1 ersichtlich- in unmittelbarer Nähe zum Umfang des neuen Tambours 11 vorgesehen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß das nach dem Trennvorgang gebildete freie, den Bahnanfang bildende Ende der Materialbahn, das nicht am Umfang des leeren Tambours 11 anliegt, nur sehr kurz ist. Dadurch wird auch bei einer hohen Laufgeschwindigkeit der Materialbahn eine Fetzenbildung, das heißt ein unkontrolliertes Einreißen der Materialbahn verhindert.
Durch die Trennung der Materialbahn 5 in einem kontrollierten Trennvorgang und in einem geringen Abstand zum Außenumfang des Tambours 11 sowie deren vorstehend beschriebene Überführung an den leeren Tambour 11 können Störungen des Wickelvorgangs vermieden werden. Es ist eine präzise Kernwicklung der Materialbahn 5 auf den Tambour 11 möglich, wodurch das Wickelergebnis verbessert werden kann. Durch die Andrückwalze 19 wird sichergestellt, daß die während des Tambourwechsels auf die Wickelrolle 9 aufgewickelten Wickellagen eine gewünschte Wickelhärte aufweisen, so daß eine Nacharbeit der fertigen Wickelrolle 9, also das Abwickeln und -schneiden dieser Wickellagen nicht notwendig ist.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Wickelmaschine 1 im stark vergrößerten Maßstab, nämlich die Trenneinrichtung 23 im Bereich der Materialbahnschleife 43. Das von der -in Figur 2 nicht dargestellten- Betätigungseinrichtung 31 um die Achse 27 verschwenkte Bahntrennelement 29 ist in seiner in den Lauf der Materialbahn 5 eingeschwenkten Position dargestellt, in der die Materialbahn 5 abgeschlagen, das heißt getrennt wird. Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß der Abstand zwischen dem Bahntrennelement 29 und dem Außenumfang des Tambours 11 gering ist, so daß die nach dem Trennen der Materialbahn nicht am Umfang des Tambours 11 anliegende Fahne sehr kurz ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß das Bahntrennelement 29 um eine Achse drehbar ist. Es ist auch möglich, daß das Bahntrennelement um eine Achse drehbar und durch Verschwenken um eine andere Achse in Richtung der Materialbahn verlagerbar ist. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Bahntrennelement unbeweglich an der Trenneinrichtung 23 gehalten ist und die Trenneinrichtung 23 in Richtung der Materialbahn verlagerbar ist. Anhand der Figuren 3 bis 11 werden im folgenden mehrere Ausführungsbeispiele der Trenneinrichtung mit unterschiedlichen Funktionsweisen näher beschrieben.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist an dem Grundkörper 25 der Trenneinrichtung 23 ein Blasrohr 47 angebracht, das die Materialbahn 5 im Bereich der Materialbahnschleife 43 mit einem Mediumstrom 49, beispielsweise einem Luftstrom, im wesentlichen entgegen deren mit einem Pfeil 51 angedeuteten Laufrichtung beaufschlagt. Der Mediumstrom 49 unterstützt lediglich das Anlegen des freien Endes der Materialbahn 5 an den Tambour 11, da durch die Trennung der Materialbahn 5 im Bereich der Materialbahnschleife 43 diese aufgrund ihrer Materialeigenschaften ohnehin im Uhrzeigersinn mehr oder weniger zurückfedert und sich an den Tambour 11 anlegt.
Um das Anlegen der abgetrennten Materialbahn 5 an den leeren Tambour zu unterstützen, können die Blasvorrichtung 37, das Blasrohr 36 und das unmittelbar an der Trennstelle beziehungsweise dem Trennbereich angeordnete Blasrohr 47 vorgesehen werden. Diese sind gemeinsam und/oder getrennt voneinander steuerbar. Es ist auch möglich, daß beispielsweise bei leichten Materialbahnen oder bei einer relativ kleinen Wickelgeschwindigkeit lediglich eine oder zwei dieser Einrichtungen notwendig sind, um das Anlegen des freien Endes der Materialbahn 5 ausreichend zu unterstützen.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine 1 ist vorgesehen, daß die Trenneinrichtung 23 von einer Sensorik aktiviert wird, die die Position der durch das Abbremsen der Wickelrolle 9 gebildeten Materialbahnschleife 43 ermittelt. Die Sensorik kann beispielsweise ein lichtempfindliches Element, also eine Fotodiode oder dergleichen umfassen.
Figur 3a zeigt stark schematisch einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine 1 in Seitenansicht. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird. Im folgenden soll lediglich auf die Unterschiede näher eingegangen werden. Die Wickelmaschine 1 umfaßt eine in Richtung eines Doppelpfeils 53 vertikal verlagerbare Traverse 21', an der eine Trenneinrichtung 23' für die Materialbahn 5 angebracht ist. Diese umfaßt ein sich quer über die Breite der Materialbahn 5 erstreckendes Bahntrennelement 29', das von einem Messer 55 gebildet ist. Das Messer 55 ist gegenüber der Traverse 21' unbeweglich, das heißt es weist eine fixe Position auf. Des weiteren ist an der Traverse 21' eine Leiteinrichtung 57 angebracht, die bei diesem Ausführungsbeispiel von einem Leitblech 59 gebildet ist. Das einen kurvenförmigen Verlauf aufweisende Leitblech 59 weist einen im wesentlichen an die Außenkontur des Tambours 11 angepaßte Form auf und erstreckt sich, wie auch das Messer 55, quer über die Breite der Materialbahn 5. Das Leitblech 59 ist -in Laufrichtung der Materialbahn gesehen- der Trenneinrichtung 23' unmittelbar nachgeordnet und erstreckt sich bis in den sich schließenden Nip zwischen dem Tambour 11 und der Tragtrommel 3.
Bei einem Tambourwechsel wird die fast fertige Wikkelrolle 9 abgebremst, wodurch eine in dem Zwischenraum 17 in vertikaler Richtung nach oben steigende Materialbahnschleife 43 gebildet wird. Diese legt sich mit zunehmender Größe immer mehr an den Umfang des Tambours 11 an und trifft dabei auf das in einer fixen Position angeordnete Messer 55 der Trenneinrichtung 23'. Dadurch wird die Materialbahn 5 getrennt und deren freies Ende in den Spalt zwischen der Schneidkante des Messers 55 und dem Tambour 11 geführt. Durch die dem Messer 55 nachgeordnete Leiteinrichtung 57 wird ein Ablösen des freien Endes der Materialbahn vom Außenumfang des Tambours 11 verhindert und dieses sicher und gleichmäßig über die Breite in den sich schließenden Nip zwischen dem Tambour 11 und der Tragtrommel 3 geführt. Auch mit der in Figur 3a beschriebenen Ausführungsvariante der Trenneinrichtung kann die Materialbahn in einem sauberen Schnitt quer über die Breite getrennt werden, ohne daß es dabei zu einer Fetzenbildung kommt.
Eine Besonderheit bei dem in Figur 3a dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber dem in Figur 1 dargestellten ist, daß das Messer 55 beziehungsweise dessen Schneidkante einen gewünschten geringen Abstand zum Außenumfang des drehbeweglich an der Transfervorrichtung 18 gehaltenen leeren Tambours aufweist. Dadurch kann die Materialbahn im Bereich der durch das Abbremsen der Wickelrolle 9 gebildeten Bahnschleife mit einem sauberen, geraden Schnitt getrennt werden, ohne daß das Messer 55 hierzu in Richtung der Materialbahn bewegt werden muß. Die Materialbahn wird beim Einziehen der Bahnschleife in den Spalt zwischen dem Messer 55 und dem Tambour 11 quasi durch Abscheren getrennt.
Die Spaltbreite zwischen der Schneidkante des Messers 55 und dem leeren Tambour 11 liegt bei einem Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine 1 in einem Bereich von 2 mm bis 100 mm. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel liegt die Spaltbreite in einem Bereich von 5 mm bis 20 mm. Die Spaltbreite kann grundsätzlich variiert werden, beispielsweise in Abhängigkeit der Breite der Wickelmaschine und/oder den Materialbahneigenschaften. Es sind daher auch Spaltbreiten über 100 mm realisierbar, wobei auch hier eine Fetzenbildung vermieden werden kann.
Figur 3b zeigt in stark vergrößerten Maßstab einen Teil der in Figur 3a dargestellten Wickelmaschine 1, nämlich das von einem Messer 55 gebildete Bahntrennelement 29'. In Figur 3b ist mit einem Pfeil 61 die auf einen Bezugspunkt A am Außenumfang des Tambours 11 bezogene Laufrichtung der Materialbahn 5 dargestellt, die parallel zu einer gedachten, am Punkt A an den Tambour 11 angelegten -gestrichelt dargestellten- Tangente T verläuft. Es ist ersichtlich, daß das mit durchgezogener Linie dargestellte Messer 55 hier entgegen der Laufrichtung (Pfeil 61) der Materialbahn 5 ausgerichtet ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß das Messer 55 gegenüber der Laufrichtung (Pfeil 61) der Materialbahn 5 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Winkel α von bis zu 120° geneigt ist. In dieser Stellung ist das Messer 55 in Figur 3b mit gestrichelter Linie dargestellt. In der mit durchgezogener Linie dargestellten Stellung des Messers 55 ist der Winkel α=0°. Das Messer 55 kann gegenüber der Laufrichtung der Materialbahn praktisch beliebig in einem Bereich von 0° ≤ α ≤ 120° geneigt werden. Die Besonderheit dabei ist, daß bei einem Neigen des Messers 55 der Abstand zwischen der Schneidkante des Messers 55 und dem Tambour 11 bis zu einem Winkel α=90° immer kleiner wird und ab einem Winkel α>90° sich wieder vergrößert. Es ist also in vorteilhafter Weise eine Einstellung der Spaltbreite in Abhängigkeit des Neigungswinkels des Messers 55 gegenüber der Laufrichtung der Materialbahn möglich. Vorzugsweise ist der Spalt zwischen der Schneidkante des Messers 55 und dem Außenumfang des Tambours sehr eng.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der anhand der Figuren 3a und 3b beschriebenen Wickelmaschine ist die der Trenneinrichtung 23' in Laufrichtung der Materialbahn nachgeordnete Leiteinrichtung 57 von mindestens einem anhand der Figur 1 beschriebenen Blasrohr 36 gebildet. Dieses kann beispielsweise eine sich quer über die Breite der Materialbahn erstreckende Schlitzdüse aufweisen. Die Ausrichtung des Blasrohrs gegenüber der Laufrichtung der Materialbahn und/oder dem leeren Tambour kann wie bei einem Messer vorgenommen werden. Die Spaltbreite wird bei dieser Ausführungsvariante der Trenneinrichtung beispielsweise zwischen der Düsenöffnung des Blasrohrs und dem Außenumfang des leeren Tambours gemessen.
Figur 4 zeigt stark schematisch einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine 1, die sich von der anhand der Figur 3a beschriebenen lediglich darin unterscheidet, daß zur Trennung der Materialbahn 5 bei einem Tambourwechsel eine Trenneinrichtung 23'' eingesetzt wird, die ein als Walze 63 ausgebildetes Bahntrennelement 29'' umfaßt. Die Walze 63 weist an ihrem Außenumfang eine Anzahl von Zähnen 65 auf, die, wie aus Figuren 6a und 6b ersichtlich, über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Walze 63 ist drehbeweglich innerhalb einer randoffenen Ausnehmung 67 des Grundkörpers 25' der Traverse 21'' drehbeweglich gehalten, die die Walze 63 teilweise umgibt. Die vorzugsweise im und entgegen dem Uhrzeigersinn mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung antreibbare Walze 63 ist oberhalb des Tambours 11 in einer Position angeordnet, in der Abstand zwischen den Zähnen 65 der Walze 63 und dem Außenumfang des Tambours 11 sehr gering beziehungsweise der Spalt zwischen den Zähnen 65 und dem Tambour 11 eng ist. Das Prinzip der Trenneinrichtung 23'' entspricht dem der anhand von Figur 3a beschriebenen Trenneinrichtung 23'. Die in vertikaler Richtung nach oben auf-steigende Materialbahnschleife 43 prallt gegen die rotierende Walze 63, wird in den Spalt zwischen den Zähnen und dem Tambour eingezogen. Dabei wird die Materialbahn 5 von den Zähnen 65 über deren gesamte Breite abtrennt. Das in den Spalt zwischen den Zähnen und dem Tambour eingeführte freie Ende der Materialbahn wird anschließend in Richtung des Wikkelspalts zwischen dem leeren Tambour 11 und der Tragtrommel 3 mit Hilfe des Leitblechs 59 weitergeleitet, wobei ein Ablösen des freien Materialbahnendes durch das sich bis unmittelbar vor den Wikkelspalt erstreckende Leitblech 59 verhindert wird.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels des anhand der Figuren 3a und 3b beschriebenen Bahntrennelements 29', das von einem sich zumindest im wesentlichen über die gesamte Breite der Materialbahn erstreckenden Messer 55 gebildet wird. Das Messer 55 weist eine gezackte Schneidkante 68 auf. Die Zacken sind gleichmäßig über die Breite des Messers verteilt. Mit einer unebenen, also nicht geraden Schneidkante kann die Materialbahn besonders sicher getrennt und eine Fetzenbildung vermieden werden.
Figuren 6a und 6b zeigen schematisch die anhand der Figur 4 beschriebene Walze 63, die über die Länge und den Umfang hier gleichmäßig verteilt angeordnete, auch als Stacheln bezeichnete Zähne 65 aufweist. Die Drehrichtung der antreibbaren Walze 63 ist vorzugsweise in Abhängigkeit der Bahngeschwindigkeit und/oder von den Eigenschaften der Materialbahn einstellbar. Die bevorzugte Drehrichtung der Walze 63 ist entgegen der Bahnlaufrichtung.
Figur 7 zeigt einen Teil eines vierten Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine 1 in Seitenansicht. Teile, die mit denen anhand der vorangegangenen Figuren übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 6 verwiesen wird. Bei der in Figur 7 dargestellten Wickelmaschine 1 sind zwei Trenneinrichtungen 23a' und 23b' vorgesehen, die hier jeweils mindestens ein von einem Messer 55 gebildetes Bahntrennelement 29' umfaßen. Die erste Trenneinrichtung 23a' ist an einer oberhalb der Tragtrommel 3 vertikal (Doppelpfeil 53) verlagerbaren, auch als Balken bezeichnete Traverse 21 angebracht, die Teil der Transfervorrichtung 18 für den leeren Tambour 11 ist. An der Traverse 21 ist auch eine der Trenneinrichtung 23a' nachgeordnete Leiteinrichtung 57 befestigt, die ein gekrümmtes, sich quer über die gesamte Breite der Materialbahn sowie in deren Laufrichtung bis unmittelbar an den Nip zwischen dem Tambour 11 und der Tragtrommel 3 erstreckendes Leitblech 59 umfaßt. Die Trenneinrichtung 23a' und das Leitblech 59 umhüllen den oberen Bereich des leeren Tambours 11. Die Schneidkante des Messers 55 der oberen Trenneinrichtung 23a' weist entgegen der Drehrichtung des Tambours 11.
Die zweite Trenneinrichtung 23b' ist unterhalb des auf lediglich angedeuteten Schienen 69 gestützten Tambours 11 im Bereich des Zwischenraums 17 zwischen dem leeren Tambour 11 und der fast fertigen Wickelrolle 9 vorgesehen. Das Messer 55 der unteren Trenneinrichtung 23b' ist in Richtung der in einem freien Zug geführten Materialbahn 5 verlagerbar, wie mit einem Doppelpfeil 71 angedeutet. Selbstverständlich kann das Bahntrennelement der zweiten Trenneinrichtung 23b' auch von einer Blasvorrichtung, Wasserstrahleinrichtung oder dergleichen gebildet werden.
Im folgenden wird die Funktionsweise der beiden Trenneinrichtungen 23a', 23b' näher erläutert. Zur Vorbereitung eines Tambourwechsel wird zunächst der Zwischenraum 17 durch Verlagerung der vollen Wikkelrolle 9 entlang den Schienen 69 nach links gebildet. Dann wird von oben der leere Tambour 11 zusammen mit unter anderem der ersten Trenneinrichtung 23a' und der Leiteinrichtung 57 durch eine -wie mit einem Doppelpfeil 53 angedeutet- vertikale Verlagerung der Transfervorrichtung 18 herangeführt. Der Tambour 11 wird auf den Schienen 69 abgesetzt und ein Wickelspalt zwischen diesem und der Tragtrommel 3 gebildet. Während die Bahn noch von der Tragtrommel 3 über einen Umfangsbereich des Tambours 11 zur Wickelrolle 9 geführt wird, wird die Materialbahn 5 mittels der zweiten, unterhalb der Schienen 69 angeordneten Trenneinrichtung 23b' im Bereich des freien Zuges getrennt. Das freie Ende der Materialbahn 5 steigt -wie mit gestrichelten Linien dargestellt- in vertikaler Richtung nach oben. Das Aufsteigen des neuen Bahnanfangs wird durch die Blasvorrichtung 37 unterstützt. Dabei wird eine nach unten hängende Fahne 73 gebildet, die zunehmend länger wird. Damit die Fahne 73 nicht unkontrolliert in den Nip zwischen dem Tambour 11 und der Tragtrommel 3 gelangt und somit einen definierten Aufbau der auf den Tambour 11 aufzuwickelnden Wickelrolle verhindert, wird die Fahne 73 von der oberen Trenneinrichtung 23a' abgetrennt. Die Materialbahn 5 wird also mittels des feststehenden Messers 55 der ersten Trenneinrichtung 23a' ein zweites Mal quer über die Breite abgeschnitten. Der in den Spalt zwischen dem Messer 55 der Trenneinrichtung 23a' und dem Tambour 11 eingezogene zweite neue Bahnanfang wird mittels der der Trenneinrichtung 23a' -in Bahnlaufrichtung gesehen- nachgeordneten Leiteinrichtung 57 in den Wickelspalt zwischen dem Tambour 11 und der Tragtrommel 3 gleichmäßig über die gesamte Breite geführt.
Es bleibt festzuhalten, daß bei der anhand der Figur 7 beschriebenen Wickelmaschine durch den Einsatz der beiden Trenneinrichtungen 23a', 23b' auf die Bildung einer Materialbahnschleife durch Abbremsen der fast fertigen Wickelrolle verzichtet werden kann, um die Materialbahn zu trennen.
Allen anhand der Figuren 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsbeispielen der Wickelmaschine ist gemeinsam, daß während eines vollständigen Wickelvorgangs der Tambour auf den vorzugsweise horizontal verlaufenden Schienen 69 aufliegt und von diesen getragen wird. Besonders vorteilhaft hierbei ist, daß der Tambour ausschließlich mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Transporteinrichtung entlang den Schienen verfahren wird, um den größer werdenden Durchmesser der auf den Tambour aufgewickelten Wickelrolle auszugleichen und die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der ortsfest angeordneten Tragtrommel und der Wickelrolle einzustellen. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann der Aufbau der Wikkelmaschine vereinfacht und das Wickelergebnis verbessert werden. Wichtig bei allen Ausführungsbeispielen ist, daß mindestens eine Trenneinrichtung vorgesehen ist, die die Materialbahn -vorzugsweiseüber die gesamte Breite trennt und daß diese von oben an den Trennbereich, in dem die Materialbahn getrennt wird, herangeführt wird. Hierdurch ist möglich, die Trenneinrichtung beziehungsweise deren Bahntrennelement(e) in einem geringen Abstand zum Außenumfang des leeren Tambours so zu Positionieren, daß die Materialbahn in unmittelbarer Nähe des leeren Tambours 11 getrennt werden kann. Hierdurch wird eine Fetzenbildung praktisch vollständig vermieden, so daß der neue Bahnanfang störungsfrei auf den leeren Tambour mit definierter Härte aufgewikkelt werden kann.
Figuren 8 und 9 zeigen jeweils einen Teil eines fünften Ausführungsbeispiels der Wickelmaschine 1 in verschiedenen Funktionsstellungen. Teile, die mit denen der vorangegangenen Figuren 1 bis 7 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung verwiesen wird.
Die Wickelmaschine 1 umfaßt ein auf einem Fundament 79 stehendes Maschinengestell 81, an dem die Schienen 69 angebracht sind. Die Schienen 69 dienen dazu, einen Tambour mit einer darauf aufgewickelten Wickelrolle während des Fertigwickelvorgangs zu tragen. Während des Anwickelvorgangs ist der Tambour oberhalb der Schienen angeordnet und bildet mit einer Tragtrommel 3 einen Wickelspalt. Nachdem die Materialbahn auf den leeren Tambour überführt worden ist, wird dieser über einen Umfangsbereich der hier ortsfesten Tragtrommel 3 nach unten geführt und auf den Schienen 69 abgesetzt. Der Aufbau der auch als Pope-Roller bezeichneten Wickelmaschine 1' ist an sich bekannt (US 4,778,122), so daß im folgenden nur kurz darauf eingegangen wird.
Wie aus der Darstellung gemäß Figur 8 ersichtlich, wird ein von den Schienen 69 getragener Tambour 7 mit einer darauf aufgewickelten Wickelrolle 9 mit Hilfe von zwei um eine Achse 83 schwenkbare Sekundärhebel 85 entlang der Schienen 69 geführt, von denen nur einer dargestellt ist. Die Schwenkbewegung des Sekundärhebels 85 wird durch eine Hubeinrichtung 87 bewirkt, die von einer hydraulischen Kolben-/Zylindereinheit gebildet ist.
Die Wickelmaschine 1' umfaßt ferner -wie aus Figur 9 ersichtlich- zwei um eine senkrecht zur Bildebene der Figuren 8 und 9 verlaufende Achse 13 schwenkbare Primärhebel 101, von denen nur einer dargestellt ist. An den Primärhebeln 101 ist eine den Tambour drehbeweglich haltende Aufnahme 103 angebracht, die mit Hilfe einer Hubeinrichtung 105 radial auf den Primärhebeln 101 verfahrbar ist.
An einem oberhalb der Tragtrommel 3 liegenden Teil des Maschinengestells 81 ist eine Transfervorrichtung 18' für einen leeren Tambour 11, 11', 11'' usw. vorgesehen, die mindestens zwei Einlegehebel umfaßt, die um eine senkrecht in die Bildebene der Figur 8 verlaufende Achse 89 mit Hilfe einer hier als Kolben-/Zylindereinheit ausgebildeten Hubeinrichtung 91 verschwenkbar sind. In Figur 8 ist lediglich ein Einlegehebel 93 dargestellt. Die Transfervorrichtung 18' dient dazu, einen leeren Tambour aus einem oberhalb der Tragtrommel 3 liegenden Tambourmagazin 95 nach unten in eine Übergabeposition einzubringen, in der der leere Tambour von den Primärhebeln 101 übernommen wird.
An den Einlegehebeln 93 ist eine sich quer über die Breite der Materialbahn 5 erstreckende, auch als Balken bezeichnete Traverse 21 angeordnet, die um eine senkrecht zur Bildebene der Figuren 8 und 9 verlaufende Achse 97 in Richtung eines Doppelpfeils 99 (Figur 8) schwenkbar ist. An der Traverse 21 sind eine hier ein Messer 55 umfassende Trenneinrichtung 23' und eine von einem Leitblech 59 gebildete Leiteinrichtung 57 befestigt. Die Traverse 21 ist mittels eines nicht dargestellten Antriebs in eine mit gestrichelter Linie dargestellte erste Funktionsstellung und in eine mit durchgezogener Linie dargestellte zweite Funktionsstellung verschwenkbar. In der ersten Funktionsstellung wird die Traverse 21 mit den daran angebrachten Teilen von den Einlegehebeln 93 der Transfervorrichtung 18' überdeckt. In dieser Stellung der Traverse 21 befinden sich die Trenneinrichtung 23' und die Leiteinrichtung 57 in einer neutralen Position, in der sie den Wickelvorgang nicht stören.
Im folgenden wird die Funktion der Wickelmaschine 1' und das Verfahren anhand eines Tambourwechsels näher erläutert. Zunächst wird die von den Schienen 69 getragene Wickelrolle 9 in Figur 8 nach links verfahren, wodurch ein kleiner Zwischenraum 17 zwischen derselben und der Tragtrommel 3 gebildet wird, in dem die Materialbahn in einem freien Zug geführt ist. Dann wird ein leerer, von den Primärhebeln 101 geführter leerer Tambour 11 durch eine radiale Verlagerung der Aufnahme 103 definiert an den Umfang der Tragtrommel 3 gepreßt. Danach wird die Traverse 21 relativ gegenüber den in ihrer unteren Einlegeposition (Figur 8) angeordneten Einlegehebeln 93 entgegen dem Uhrzeigersinn in die zweite Funktionsstellung verschwenkt. In dieser Position ist das Messer 55 der Trenneinrichtung 23' in einem geringen Abstand zum Außenumfang des Tambours 11 angeordnet, daß heißt, der Spalt zwischen der Schneidkante des Messers 55 und dem Tambour ist relativ eng. Nun wird durch Abbremsen der fast fertigen Wickelrolle 9 eine Materialbahnschleife gebildet, die in dem Zwischenraum 17 zwischen der Wikkelrolle 9 und der Tragtrommel 3 in vertikaler Richtung nach oben steigt, was von einer unterhalb des freien Bahnzuges angeordneten Blasvorrichtung 37 unterstützt wird. Die Materialbahnschleife läuft gegen das Messer 55 der Trenneinrichtung 23' und wird von diesem abgetrennt. Das freie Ende der Materialbahn 5 wird in den sich schließenden Nip zwischen dem leeren Tambour 11 und der Tragtrommel 3 mit Hilfe des Leitblechs 59 definiert und gleichmäßig über die Breite eingeführt. Anschließend wird die fertige Wickelrolle 9 aus der Wickelmaschine 1' ausgebracht und der Tambour 11 mit der darauf aufgewickelten Wickelrolle auf den Schienen 69 abgesetzt und von den Sekundärhebeln 85 übernommen. Damit ist der Tambourwechsel abgeschlossen, so daß die Traverse 21 im Uhrzeigersinn in die erste Funktionsstellung zurückgeschwenkt werden kann. Schließlich werden die Einlegehebel 93 im Uhrzeigersinn nach oben in die in Figur 9 dargestellte Position verschwenkt, in der ein leerer Tambour 11' aus dem Tambourmagazin 95 übernommen werden kann. Zur Vorbereitung eines weiteren Tambourwechsels werden die Einlegehebel 93 dann wieder in die in Figur 8 dargestellte Einlegeposition verschwenkt, in der der leere Tambour 11' dann in die an den Primärhebeln 101 angebrachte Aufnahme 103 eingelegt werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der in den Figuren 8 und 9 dargestellten Wickelmaschine 1' ist eine unterhalb der Tragtrommel 3 im Bereich des Zwischenraums zwischen der Tragtrommel 3 und der fast fertigen Wickelrolle 9 eine weitere, zweite Trenneinrichtung 23b' vorgesehen (Figur 8), die in der anhand der Figur 7 beschriebenen Weise während eines Tambourwechselvorgangs mit der oberhalb der Tragtrommel 3 angeordneten, an der Traverse 21 angebrachten Trenneinrichtung 23' zusammenwirkt.
Figur 10 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wickelmaschine, deren Aufbau im wesentlichen mit der anhand der Figuren 8 und 9 beschriebenen Wickelmaschine 1' entspricht. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die vorangegangenen Figuren verwiesen werden kann. Die Wickelmaschine 1' umfaßt eine Tragtrommel 3', in deren Mantel verteilt angeordnete -nicht dargestellte- Durchgangsöffnungen eingebracht sind, die den Innenraum 107 der Tragtrommel 3' mit der Außenumfangsfläche 109 verbinden. Im Innenraum 107 ist ortsfest ein Blaskasten 111 vorgesehen, der mit einer Druckquelle 113, beispielsweise einem Druckluftkompressor, verbunden ist. Mittels des Blaskastens 111 kann ein mit Pfeilen 115 angedeuteter Mediumstrom in vertikaler Richtung nach oben in einen Spalt 117 geblasen werden. Der relativ enge Spalt 117 wird zwischen der fast fertigen, mit der Tragtrommel 3' einen Wikkelspalt/Nip bildenden Wickelrolle 9 und einem ebenfalls am Umfang der Tragtrommel 3' anliegenden leeren Tambour 11 gebildet. Der Tambour 11 ist in Figur 10 in der Anwickelposition angeordnet.
Die Besonderheit bei der Wickelmaschine 1' gemäß Figur 10 ist, daß während eines Tambourwechsels der Kontakt, also der Nip zwischen der fast fertigen Wickelrolle 9 und der Tragtrommel 3' von Anfang an bis zum Ende des Wickelvorgangs bestehen bleibt. Um die Materialbahn 5 auf den Tambour 11 zu überführen, wird die Wickelrolle 9 in ihrer in Figur 10 dargestellten Position abgebremst, wodurch sich eine in den Spalt 117 nach oben steigende Materialbahnschleife 43 bildet, die sich an den Umfang des Tambours 11 anlegt und in dem in einem geringen Abstand zum Außenumfang des Tambours 11 vorgesehenen Trennbereich von der an der Traverse 21 befestigten Trenneinrichtung 23' abgetrennt wird. Die Ausbildung einer Materialbahnschleife 43 wird durch den aus dem Blaskasten 111 austretenden Mediumstrom unterstützt, der des weiteren die Materialbahnschleife in Richtung des Spalts 117 leitet.
Figur 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wickelmaschine in Seitenansicht, das sich von der anhand der Figuren 8 und 9 beschriebenen Wickelmaschine 1' lediglich dadurch unterscheidet, daß die an der Traverse 21 angebrachte Leiteinrichtung 57 von einer Blasvorrichtung 119 gebildet ist, die wenigstens eine sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Materialbahn 5 erstrekkende Düse umfaßt. Mit Hilfe der Blasvorrichtung 119 ist ein mit einem Pfeil 121 dargestellter, in Richtung auf den Außenumfang des Tambours 11 und den Nip zwischen demselben und der Tragtrommel 3 gerichteter Mediumstrom, beispielsweise Luft- oder Dampfstrom, in die Wickelmaschine 1' einbringbar. Der Mediumstrom führt das freie Ende der Materialbahn 5 gleichmäßig über die gesamte Breite in den Nip zwischen dem leeren Tambour 11 und der Tragtrommel 3, wodurch ein definierter Aufbau der auf den Tambour 11 aufzuwickelnden Wickelrolle möglich ist.
Allen anhand der Figuren 1 bis 11 beschriebenen Ausführungsbeispielen der Wickelmaschine und der damit realisierbaren Verfahren ist gemeinsam, daß eine Trenneinrichtung vor einem Trennvorgang von oben in den Trennbereich, in dem die Materialbahn über ihre -vorzugsweise gesamte- Breite getrennt wird, herangeführt wird. Dadurch kann erfindungsgemäß ein geringer Abstand zwischen der Trenneinrichtung und dem Außenumfang des leeren Tambours und/oder -in Laufrichtung der Bahn gesehen- dem Nip zwischen leerem Tambour und der Tragtrommel eingestellt werden. Aufgrund des geringen Spalts zwischen der Schneid- beziehungsweise Trennkante der Trenneinrichtung ist die nach einem Trennvorgang nicht am Außenumfang des leeren Tambours anliegende Restfahne nur sehr kurz, wodurch der neue Bahnanfang gleichmäßig über die Breite in den Nip zwischen dem leeren Tambour und der Tragtrommel eingeführt werden kann. Insbesondere wird aufgrund der lediglich kurzen Fahne eine Fetzenbildung praktisch vollständig vermieden, zumindest aber gegenüber den bekannten Wickelmaschinen reduziert. Dadurch ist ein störungsfreies Anwickeln des neuen Tambours möglich, wodurch die Wickelqualität verbessert wird.

Claims (21)

  1. Wickelmaschine (1,1') zum Aufwickeln einer Materialbahn (5), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tambour, mit einer Tragtrommel (3;3'), die mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet, und mit mindestens einer die Materialbahn (5) in einem Trennbereich trennenden Trenneinrichtung (23;23';23''; 23a'), dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (23;23';23'';23a') vor dem Trennvorgang -in vertikaler Richtung gesehen- von oben an den Trennbereich herangeführt wird, der in einem geringen Abstand zum Außenumfang des neuen Tambours und/oder -in Laufrichtung der Materialbahn (5) gesehen- zum Wickelspalt zwischen der Tragtrommel (3;3') und dem neuen Tambour liegt.
  2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Materialbahnschleife (43) gebildet wird, in deren Bereich die Trenneinrichtung (23;23';23'';23a') die Materialbahn (5) trennt.
  3. Wickelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufführen des freien Endes der Materialbahn (5) auf einen leeren Tambour (11) eine Blasvorrichtung (37;(Blasrohr (47)) und/oder mindestens eine die Oberfläche des leeren Tambours (11) mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagbare Düse (Blasrohr (36)) vorgesehen ist.
  4. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Trenneinrichtung (23;23';23'';23a') -in Laufrichtung der Materialbahn (5) gesehen- nachgeordneten, zu Führung des freien Endes der Materialbahn (5) dienenden Leiteinrichtung (57).
  5. Wickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (57) von mindestens einem sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Materialbahn (5) erstreckenden Leitblech (59), einem Textilvorhang und/oder einer Kunststoffolie gebildet ist und/oder eine Blasvorrichtung (121) umfaßt.
  6. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (59) einen kurvenförmigen Verlauf aufweist.
  7. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (23;23';23'';23a') mindestens ein Bahntrennelement (29;29';29'') umfaßt, das von einer Wasserstrahleinrichtung, einem Messer (55), einer Nadel, einer Lasereinrichtung oder einer am Außenumfang Zähne (65) aufweisenden Walze (63) gebildet ist.
  8. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in Trennposition angeordnete Bahntrennelement (29;29'; 29''), insbesondere Messer (55), entgegen der Laufrichtung der Materialbahn (5) um einen Winkel α geneigt ist, der in einen Bereich von 0° bis 120° liegt.
  9. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (23;23';23'';23a';23b') und/oder das Bahntrennelement (29;29';29'') in Richtung der Materialbahn (5) verlagerbar ist.
  10. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahntrennelement (29;29';29'') um eine erste Achse drehbar und/oder um eine zweite Achse (27) schwenkbar ist.
  11. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bahntrennelement (29;29';29'') eine Betätigungseinrichtung (31) zugeordnet ist.
  12. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (23;23';23'';23a') entlang einer sich zumindest im wesentlichen quer über die Breite der Materialbahn (5) erstreckenden Traverse (21) verfahrbar ist.
  13. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung mindestens zwei Bahntrennelemente (29;29';29'') umfaßt, die im wesentlichen gegenläufig verfahrbar sind.
  14. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung, die Leiteinrichtung und/oder die Düse (Blasrohr (36)) an einer Transfervorrichtung (18,18') für den neuen Tambour angeordnet sind/ist, mit deren Hilfe der leere Tambour von einer Warteposition nach unten in Richtung einer Anwickelposition verlagerbar ist.
  15. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mindestens ein Bahntrennelement (29;29';29'') umfassende zweite Trenneinrichtung (23b') vorgesehen ist, die -in Laufrichtung der Materialbahn (5) gesehen- der anderen, ersten Trenneinrichtung (23;23';23'';23a') vorgeordnet ist.
  16. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Trennvorgang zunächst die zweite Trenneinrichtung die Materialbahn trennt und daß anschließend die erste Trenneinrichtung einen sich quer über die Breite der Materialbahn erstreckenden Streifen vom freien, auf den neuen Tambour aufzuwickelnden Ende der Materialbahn (5) abtrennt.
  17. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an den Umfang der Wickelrolle (9) andrückbare Andrückwalze (19).
  18. Wickelmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückwalze (19) verfahrbar ist.
  19. Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle, mit folgenden Schritten:
    Einfahren eines leeren Tambours von oben in einen Trennbereich und Ausbildung eines Wickelspalts zwischen dem neuen Tambour und einer Tragtrommel, über deren Umfang die Materialbahn bereichsweise geführt wird,
    Ausbildung einer Materialbahnschleife und/oder einer Restfahne,
    Trennen der am Außenumfang des neuen Tambours bereichsweise anliegenden Materialbahn in einem geringen Abstand zum neuen Tambour und/oder -in Laufrichtung der Materialbahn gesehen- zum Wickelspalt zwischen der Tragtrommel und dem neuen Tambour,
    Aufwickeln des freien Endes der Materialbahn auf den leeren Tambour.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Tambourwechsel die Materialbahn -vorzugsweise nacheinander- an zwei Stellen quer über die Breite getrennt wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorbereitung eines Tambourwechsels ein Zwischenraum zwischen der Tragtrommel und der fast fertigen Wickelrolle gebildet wird, in der die Materialbahn in einem freien Zug geführt wird.
EP98104690A 1998-03-16 1998-03-16 Wickelmaschine und Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn Withdrawn EP0957054A1 (de)

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