EP1921034A2 - Wickelmaschine zum Aufwickeln von aus einer Materialbahn erzeugten Teilmaterialbahn - Google Patents

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EP1921034A2
EP1921034A2 EP07120035A EP07120035A EP1921034A2 EP 1921034 A2 EP1921034 A2 EP 1921034A2 EP 07120035 A EP07120035 A EP 07120035A EP 07120035 A EP07120035 A EP 07120035A EP 1921034 A2 EP1921034 A2 EP 1921034A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
expansion
perforations
perforation
roller
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07120035A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1921034A3 (de
Inventor
Peter Rieleit
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 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 Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1921034A2 publication Critical patent/EP1921034A2/de
Publication of EP1921034A3 publication Critical patent/EP1921034A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
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    • B65H2408/23—Winding machines
    • B65H2408/236—Pope-winders with first winding on an arc of circle and secondary winding along rails

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding material webs produced from a web of material, in particular paper or board webs, each having a winding tube to a respective winding roll on which a Anpresstrommel abuts when winding, wherein the Anpresstrommel a device for producing the Operamaterialbahnen in the running direction of the web upstream.
  • Such a winding machine for winding material webs produced from a material web at the end of a production line for example, from the two documents EP 0 828 677 B1 and EP 0 943 569 B1 known.
  • a known winding machine for winding a machine-wide material web as for example from the document WO 98/52858 A1 is known, comprises a Anpresstrommel on which the winding roll is applied and thus forms a winding nip, the so-called nip with the Anpresstrommel.
  • the winding is wound on a fixed core, the spool, and carried away according to the diameter increase usually pressure controlled by the Anpresstrommel.
  • a new spool is applied to the Anpresstrommel above the first winding nip and by releasing the web tension or a Bandumschlingung the web is forced to wind up on the new spool.
  • the finished wound spool can be transported away to a slitter be lowered while the newly resulting winding in the preferably horizontal main winding position. In this way, uninterrupted winding of the machine-width material web is possible.
  • the cores are each provided with a plurality of perforations in their sleeve bodies and that the cores are applied to an at least temporarily besaugbare and perforated expansion winding such, preferably pushed, that several, preferably all Perforations of the cores with the perforations of the expansion winding shaft at least partially, preferably predominantly, in particular completely overlap can be brought.
  • the advantage is achieved that the web starts the sectionmaterialbahnen safely taken up and sufficiently fixed.
  • the roll change can be completed with significantly reduced change times overall process reliability.
  • the committee is reduced during the roll change and created a way to retain known and proven winding concepts with better overall winding qualities.
  • the role change without intervention of the operator team can be fully automatic, so user-friendly be designed.
  • individual webs can be continuously wound from the outset, where so far only machine-wide webs were manageable online.
  • the expansion winding shaft clamps the winding sleeves, preferably pushed on, at least during the winding phase by means of at least one mechanical, pneumatic or hydraulic expansion device.
  • the anti-rotation device achieved thereby ensures effective initial winding of the web starts of the partial material webs.
  • the expansion winding shaft can be sucked onto the winding tubes by means of at least one preferably controllable / controllable and preferably detachable vacuum device, at least during the winding phase of the partial material webs.
  • at least one preferably controllable / controllable and preferably detachable vacuum device at least during the winding phase of the partial material webs.
  • the perforations of the cores and / or the perforations of the expansion winding shaft can be arranged parallel to the axis, spirally or arbitrarily aligned and / or along at least one line, in at least one area or as desired. Furthermore, the perforations of the cores and / or the perforations of the expansion winding shaft can have round, oval or polygonal cross-sectional contours. Thus, the possibility is created to be able to offer optimal recording and fixing geometries for every possible geometry of the web beginnings of the partial material webs.
  • a web-width perforation or separation unit is preferably integrated in the Anpresstrommel, which is controllable and produce the means in the activated state at least one perforation on the surface of the Anpresstrommel.
  • the means of the perforation or separation unit in the non-activated state in a preferred embodiment can be lowered below the surface of the Anpresstrommel so that they exert no effects and influences during the main winding phase.
  • the means of the perforation or separation unit advantageously comprise a multiplicity of perforation teeth, which are preferably designed such that they indent and perforate the part material webs to be wound up during the perforation into the surfaces of the winding sleeves.
  • a multiplicity of perforation teeth which are preferably designed such that they indent and perforate the part material webs to be wound up during the perforation into the surfaces of the winding sleeves.
  • the device for producing the partial material webs comprises a known and well-proven longitudinal cutting device.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a winding machine 1 for winding partial material webs 3 produced from a material web 2 onto in each case one winding sleeve 4 to a respective winding roll 5 against which a pressure drum 6 is wound during winding.
  • the material web 2 to be wound up may in particular be a paper or board web. However, other material webs, such as metal or plastic films, can be wound up.
  • the Anpresstrommel 6 of the winding machine 1 is a merely indicated device 7 for the formatted production of the partial material webs 3 in the direction of L (arrow) of the web 2 upstream.
  • This device 7 comprises a longitudinal cutting device of known type and known operation.
  • Tamboureinlegearm 8 which brings a stuffed with winding tubes 4, at least temporarily sucked and perforated expansion winding shaft 9 in a primary scooter 10.
  • the cores 4 are previously pushed onto the expansion winding shaft 9 and thus clamped after expansion.
  • the cores 4 are each provided with a plurality of perforations 13 in their sleeve bodies 12.
  • the winding tubes 4 can be applied, preferably pushed onto the expansion winding shaft 9 in such a way that several, preferably all, perforations 13 of the winding sleeves 4 can be brought into overlap with the perforations 11 of the expansion winding shaft 9 at least partially, preferably predominantly, in particular completely (see FIG.
  • the expansion winding shaft 9 clamps the applied thereto, preferably deferred winding tubes 4, at least during the Anwickelphase means at least one mechanical, pneumatic or hydraulic expansion device 14.
  • the primary roller 10 brings by a pivoting movement, the winding tubes 4 in contact with the Anpresstrommel 6 and the Generalmaterialbahnen 3.
  • Both the expansion winding shaft 9 and the Anpresstrommel 6 have suction lines 15, 16 with rotary joints 17, pressure control 18 and a common exhaust (vacuum device) 19th
  • the respective rotary coupling 17 is flexibly connected to the common exhaust 19 and can be connected to the respective axis of the Anpresstrommel 6 and the expansion winding shaft 9 or decoupled.
  • a web-width perforation or separation unit 20 is integrated, which is controllable and the means 21 in the activated state at least one perforation line, not shown, on the surface 22 of the Anpresstrommel 6 produce.
  • the means 21 of the perforation or separation unit 20 can be lowered below the surface 22 of the pressure drum 6 in the non-activated state.
  • the Anpresstrommel 6 is grooved in the extent or smooth and coated if necessary, to possibly influence the quality of winding can.
  • the cores 4 are lowered into the main roller 23.
  • the downward movement of the main controller 23 can be regulated Nip réelle or run as a free-winders.
  • Under the main roller 23 is a known and movable traction roller pair 24 is arranged. This can be driven and it can be realized if necessary, large roll diameter similar to a normal carrier roll.
  • the main roller 23 passes in the course of the winding, the load is controlled and regulated to the carrier roll scooter.
  • the expansion axes 9 are pulled out of the finished wound bobbins 5 and equipped with new cores 4.
  • the finished wound bobbins 5 can then be packaged in a known manner.
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through an expansion winding shaft 9 together with wound cores 4.
  • the expansion winding shaft 9 has several, acted upon by an expansion device 14, not shown, expansion areas 18, which are formed radially acting. Likewise, the radial perforation 13 is shown in the winding tubes 4 and the expansion winding shaft 9 visible. A possible seal for the vacuum areas is not highlighted. To clarify the principle of operation, an exhaust 19 with rotary coupling 19.2, suction line 16 and exhaust fan (vacuum device) 19.1 is shown.
  • expansion winding shaft 9 clamps the winding sleeves 4 applied thereto, preferably at least during the winding phase, by means of at least the mechanical, pneumatic or hydraulic expansion device 14.
  • the winding tubes 4 can be applied to the expansion winding shaft 9, preferably pushed, that a plurality, preferably all perforations 13 of the winding tubes 4 with the perforations 11 of the expansion winding shaft 9 at least partially, preferably predominantly, in particular completely overlap can be brought.
  • the perforations 13 of the cores 4 and / or the perforations 11 of the expansion winding shaft 9 are generally parallel to the axis, spirally or arbitrarily aligned. Farther they are arranged along at least one line, in at least one area or arbitrarily and / or have a round, oval or polygonal cross-sectional contour.
  • FIG 3 shows a schematic cross section through a Anpresstrommel 6 according to an embodiment of the invention.
  • a web width, preferably pneumatically actuated perforation or separation unit 20 is integrated, which is controllable and the means 21 in the activated state at least one perforation 25 on the surface 22 of the Anpresstrommel 6 produce.
  • the means 21 of the perforation or separation unit 20 are lower in the non-activated state below the surface 22 of the Anpresstrommel 6 and they preferably include perforating and notching knife 26.
  • the movement of the perforation or separation unit 20 is indicated by a double arrow.
  • Figures 4.1 to 4.4 show various schematic views of a perforating and notching blade 26 of the perforation or separation unit 20 according to the invention in a side view ( Figure 4.1), a longitudinal view ( Figure 4.2), a plan view ( Figure 4.3) and a partial sectional view (FIG 4.4).
  • the perforating and notching knife 26 has, according to the illustrations of FIGS. 4.1 and 4.2, a plurality of knife portions 27 with perforation notches and a plurality of notched pins 28.
  • the knife portions 27 with perforation notches and the grooved pins 28 are, as shown in FIG. 4.3, spaced along a respective line L27, L28 and arranged adjacent to one another.
  • FIG. 4.4 shows a part of the material web 2 during its severing through the perforating and notching knife 26 of the indicated perforation or separation unit 20.
  • the material web 2 is fixed in the course of its severing in a notch 29 of the winding tube 4.
  • Figures 5.1 to 5.3 show various phases of the winding process according to the invention in schematic representations.
  • FIG. 5.1 shows the laying of the expansion winding shaft 9 on the Anpresstrommel
  • Figure 5.2 illustrates the perforation of the partial material webs 3 of the web 2, the notches of the cores 4 and the subsequent separation of the partial material webs 3 of the web 2.
  • new beginnings are taken from the expansion winding shaft 9, while the web ends 30 are wound up on the full finished rolls.
  • Particularly important are in each case the prevailing pressure conditions p2, p9 in the Anpresstrommel 2 and in the expansion winding shaft 9, which are high in Figures 5.1 and 5.2.
  • the web tension between the pressure roller and the winding roller 5 is increased and also the suction pressure at the surface of the new winding roller 5 is further increased.
  • the perforation or separation unit 20 is activated in the pressure roller. A perforation of the material web 2 takes place even before the nip of the new expansion winding shaft 9 and the separation of the material web 2 should take place at the latest in the nip.
  • the separated material web 2 is wound on the one hand in the main roller 23 by the air pressure difference and on the other hand the other end will remain on the surface of the winding tube 4 and form a new winding roller 5.
  • the teeth of the perforation line should be designed such that the tail of the web to be wound is notched into the surface of the winding tube 4.
  • An elastic surface of the winding tube 4, such as polyurethane, and a support sleeve made of metal would certainly be advantageous for the winding quality, as well as a reusability.
  • the outer layers of the finished winding roll 5 are to be waited. This could also apply to the winding core of the new winding roll 5, if the new material web 2 would only partially change over. In the worst case, a new expansion winding shaft 9 would have to be changed with new cores 4.
  • the wound expansion winding shaft 9 is now moved out in the main roller 23 and the material web 2 waited and fed back into the production process.
  • the new expansion winding shaft 9 is lowered and further wound in the main roller 23 until the next change.
  • a movable in a horizontal and vertical position support roller pair 24 is arranged to reduce the weight load of the expansion winding shaft 9 and to adjust a winding hardness setting for large roll diameter can.
  • the support rollers 6 can, if necessary, a flexible cover received to further increase the quality of winding.
  • a setting of the winding hardness is independently adjustable and adjustable between pressure roller, main roller holder, the two support rollers 6 and leader or operator side.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine (1) zum Aufwickeln von aus einer Materialbahn (2) erzeugten Teilmaterialbahnen (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf jeweils eine Wickelhülse (4) zu einer jeweiligen Wickelrolle (5), an denen beim Wickeln eine Walze (6), vorzugsweise eine Tragwalze anliegt, wobei der Walze (6) eine Einrichtung (7) zur Erzeugung der Teilmaterialbahnen (3) in Laufrichtung (L) der Materialbahn (2) vorgeschaltet ist. Die erfindungsgemäße Wickelmaschine (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülsen (4) jeweils mit mehreren Perforationen (13) in ihren Hülsenkörpern (11) versehen sind und dass die Wickelhülsen (4) auf eine zumindest zeitweise besaugbare und perforierte Expansionswickelwelle (9) derart aufbringbar, vorzugsweise aufschiebbar sind, dass mehrere, vorzugsweise alle Perforationen (13) der Wickelhülsen (4) mit den Perforationen (11) der Expansionswickelwelle (9) zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, insbesondere vollständig in Überlappung bringbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von aus einer Materialbahn erzeugten Teilmaterialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf jeweils eine Wickelhülse zu einer jeweiligen Wickelrolle, an denen beim Wickeln eine Anpresstrommel anliegt, wobei der Anpresstrommel eine Einrichtung zur Erzeugung der Teilmaterialbahnen in Laufrichtung der Materialbahn vorgeschaltet ist.
  • Eine derartige Wickelmaschine zum Aufwickeln von aus einer Materialbahn erzeugten Teilmaterialbahnen am Ende einer Produktionslinie ist beispielsweise aus den beiden Druckschriften EP 0 828 677 B1 und EP 0 943 569 B1 bekannt.
  • Eine bekannte Wickelmaschine zum Aufwickeln einer maschinenbreiten Materialbahn, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift WO 98/52858 A1 bekannt ist, umfasst eine Anpresstrommel, an der die Wickelrolle anliegt und somit mit der Anpresstrommel einen Wickelspalt, den so genannten Nip, bildet. Der Wickel wird auf einen festen Kern, den Tambour, aufgewickelt und entsprechend der Durchmesserzunahme meist Druck geregelt von der Anpresstrommel weggeführt.
  • Zum Wechseln der maschinenbreiten Materialbahn auf einen neuen Tambour wird oberhalb des ersten Wickelspalts ein neuer Tambour an die Anpresstrommel angelegt und durch Freigabe der Bahnspannung bzw. einer Bandumschlingung wird die Materialbahn gezwungen, sich auf den neuen Tambour aufzuwickeln. Der fertig gewickelte Tambour kann zu einer Längsschneideinrichtung wegtransportiert werden, während der neu entstehende Wickel in die vorzugsweise horizontale Hauptwickelposition abgesenkt wird. Auf diese Weise ist ein ununterbrochenes Aufwickeln der maschinenbreiten Materialbahn möglich.
  • Die Nutzung einer vorgeschalteten Einrichtung zur Erzeugung von Teilmaterialbahnen im Bereich der Wickelmaschine erbringt nun den Nachteil eines merklich erschwerten Rollenwechsels aufgrund der notwendigen Überführung von mehreren Bahnanfängen auf die Wickelhülsen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Rollenwechsel deutlich schneller, prozesssicherer und universeller vollzogen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wickelhülsen jeweils mit mehreren Perforationen in ihren Hülsenkörpern versehen sind und dass die Wickelhülsen auf eine zumindest zeitweise besaugbare und perforierte Expansionswickelwelle derart aufbringbar, vorzugsweise aufschiebbar sind, dass mehrere, vorzugsweise alle Perforationen der Wickelhülsen mit den Perforationen der Expansionswickelwelle zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, insbesondere vollständig in Überlappung bringbar sind.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
  • Durch die Innenbesaugung der Wickelhülsen wird der Vorteil erreicht, dass die Bahnanfänge der Teilmaterialbahnen sicher aufgenommen und ausreichend fixiert werden. Somit kann der Rollenwechsel bei merklich reduzierten Wechselzeiten insgesamt prozesssicherer vollzogen werden. Zudem wird der Ausschuss während des Rollenwechsels verringert und eine Möglichkeit für die Beibehaltung bekannter und bewährter Wickelkonzepte bei insgesamt besseren Wickelqualitäten geschaffen. Auch kann der Rollenwechsel ohne Eingriff der Bedienmannschaft vollautomatisch von statten gehen, also bedienerfreundlich ausgestaltet werden. Und schließlich können von vornherein auch Einzelbahnen kontinuierlich aufgewickelt werden, wo bislang nur maschinenbreite Bahnen online handhabbar waren.
  • In einer ersten bevorzugten Ausführungsform klemmt die Expansionswickelwelle die auf sie aufgebrachten, vorzugsweise aufgeschobenen Wickelhülsen zumindest während der Anwickelphase mittels wenigstens einer mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Expansionseinrichtung. Die damit erreichte Verdrehsicherung gewährleistet unter anderem ein wirksames anfängliches Aufwickeln der Bahnanfänge der Teilmaterialbahnen.
  • Ferner kann die Expansionswickelwelle zumindest während der Anwickelphase der Teilmaterialbahnen auf die Wickelhülsen mittels wenigstens einer vorzugsweise steuer-/regelbaren und vorzugsweise kuppelbaren Unterdruckeinrichtung besaugbar sein. Auch hiermit wird unter anderem ein wirksames anfängliches Aufwickeln der Bahnanfänge der Teilmaterialbahnen sichergestellt. Ein mögliches An- und Abkuppeln der Unterdruckeinrichtung während der Hauptwickelphase begünstig einen reduzierten Energiebedarf bei gleichzeitig höherer Standzeiten und Lebensdauern von etwaigen Verschleißteilen des die Unterdruckeinrichtung umfassenden Systems.
  • In Abhängigkeit von der Geometrie der Bahnanfänge der Teilmaterialbahnen können die Perforationen der Wickelhülsen und/oder die Perforationen der Expansionswickelwelle achsparallel, spiralförmig oder beliebig ausgerichtet und/oder entlang mindestens einer Linie, in mindestens einem Bereich oder beliebig angeordnet sein. Ferner können die Perforationen der Wickelhülsen und/oder die Perforationen der Expansionswickelwelle runde, ovale oder polygone Querschnittskonturen aufweisen. Somit wird die Möglichkeit geschaffen, auf jede mögliche Geometrie der Bahnanfänge der Teilmaterialbahnen optimale Aufnahme- und Fixierungsgeometrien anbieten zu können.
  • Damit die Bahnanfänge der Teilmaterialbahnen sicher und schonend hergestellt werden können, ist in die Anpresstrommel bevorzugt eine bahnbreite Perforations- bzw. Trenneinheit integriert, die ansteuerbar ist und deren Mittel im aktivierten Zustand wenigstens eine Perforationslinie auf der Oberfläche der Anpresstrommel erzeugen. Überdies sind die Mittel der Perforations- bzw. Trenneinheit im nicht aktivierten Zustand in bevorzugter Ausführung unter die Oberfläche der Anpresstrommel absenkbar, so dass sie während der Hauptwickelphase keinerlei Wirkungen und Einflüsse ausüben.
  • Die Mittel der Perforations- bzw. Trenneinheit umfassen in günstiger Ausführung eine Vielzahl von Perforationszähnen, die vorzugsweise derart ausgestaltet sind, dass sie die aufzuwickelnden Teilmaterialbahnen währen der Perforierung in die Oberflächen der Wickelhülsen einkerben und perforieren. So wird die Überführung der Bahnanfänge der Teilmaterialbahnen auf die Wickelhülsen merklich begünstigt.
  • Weiterhin umfasst die Einrichtung zur Erzeugung der Teilmaterialbahnen eine bekannte und vielfach bewährte Längsschneideinrichtung.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Es zeigen
    • Figur 1
    eine schematische Seitenansicht einer Wickelmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 2
    einen schematischen Längsschnitt durch eine Expansionswickelwelle samt aufgebrachter Wickelhülsen;
    Figur 3
    einen schematischen Querschnitt durch eine Anpresstrommel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    Figuren 4.1 bis 4.4
    verschiedene schematische Ansichten eines erfindungsgemäßen Perforier- und Kerbmessers; und
    Figuren 5.1 bis 5.3
    verschiedene Phasen des erfindungsgemäßen Wickelprozesses in schematischen Darstellungen.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Wickelmaschine 1 zum Aufwickeln von aus einer Materialbahn 2 erzeugten Teilmaterialbahnen 3 auf jeweils eine Wickelhülse 4 zu einer jeweiligen Wickelrolle 5, an denen beim Wickeln eine Anpresstrommel 6 anliegt.
  • Bei der aufzuwickelnden Materialbahn 2 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. Jedoch können auch weitere Materialbahnen, wie beispielsweise Metall- oder Kunststofffolien, aufgewickelt werden.
  • Der Anpresstrommel 6 der Wickelmaschine 1 ist eine lediglich angedeutete Einrichtung 7 zur formatierten Erzeugung der Teilmaterialbahnen 3 in Laufrichtung L (Pfeil) der Materialbahn 2 vorgeschaltet. Diese Einrichtung 7 umfasst eine Längsschneideinrichtung bekannter Bauart und bekannter Funktionsweise.
  • Es ist ferner ein Tamboureinlegearm 8 vorgesehen, der eine mit Wickelhülsen 4 bestückte, zumindest zeitweise besaugbare und perforierte Expansionswickelwelle 9 in einen Primärroller 10 einbringt. Die Wickelhülsen 4 werden zuvor auf die Expansionswickelwelle 9 aufgeschoben und somit nach der Expansion festgeklemmt. Die Wickelhülsen 4 sind jeweils mit mehreren Perforationen 13 in ihren Hülsenkörpern 12 versehen. Die Wickelhülsen 4 sind auf die Expansionswickelwelle 9 derart aufbringbar, vorzugsweise aufschiebbar, dass mehrere, vorzugsweise alle Perforationen 13 der Wickelhülsen 4 mit den Perforationen 11 der Expansionswickelwelle 9 zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, insbesondere vollständig in Überlappung bringbar sind (vgl. Figur 2).
  • Die Expansionswickelwelle 9 klemmt die auf sie aufgebrachten, vorzugsweise aufgeschobenen Wickelhülsen 4 zumindest während der Anwickelphase mittels wenigstens einer mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Expansionseinrichtung 14.
  • Der Primärroller 10 bringt durch eine Schwenkbewegung die Wickelhülsen 4 in Kontakt mit der Anpresstrommel 6 und den Teilmaterialbahnen 3. Sowohl die Expansionswickelwelle 9 als auch die Anpresstrommel 6 verfügen über Saugleitungen 15, 16 mit Drehkupplungen 17, Druckregelung 18 und einer gemeinsamen Absaugung (Unterdruckeinrichtung) 19. Die jeweilige Drehkupplung 17 ist mit der gemeinsamen Absaugung 19 flexibel verbunden und kann an die jeweilige Achse der Anpresstrommel 6 und der Expansionswickelwelle 9 an- bzw. abgekuppelt werden.
  • In die Anpresstrommel 6 ist eine bahnbreite Perforations- bzw. Trenneinheit 20 integriert, die ansteuerbar ist und deren Mittel 21 im aktivierten Zustand wenigstens eine nicht dargestellte Perforationslinie auf der Oberfläche 22 der Anpresstrommel 6 erzeugen. Die Mittel 21 der Perforations- bzw. Trenneinheit 20 sind im nicht aktivierten Zustand unter die Oberfläche 22 der Anpresstrommel 6 absenkbar.
  • Weiterhin kann auch auf der Oberfläche 22 der Anpresstrommel 6, insbesondere in Laufrichtung L (Pfeil) der Materialbahn 2 nach der Perforations- bzw. Trenneinheit 20 ein vorzugsweise besonders hoher Unterdruck erzeugt werden, um die Teilmaterialbahnen 3 geregelt auf ihr zu fixieren und zu trennen. Die Anpresstrommel 6 ist im Umfang genutet oder glatt und bei Bedarf beschichtet, um gegebenenfalls die Wickelqualität beeinflussen zu können.
  • Nach dem Rollenwechsel werden die Wickelhülsen 4 in den Hauptroller 23 abgesenkt. Die Abfahrbewegung des Hauptrollers 23 kann Nipdruck geregelt oder als Freiwickler ausgeführt werden. Unter dem Hauptroller 23 ist ein dem Fachmann bekanntes und verfahrbares Tragrollenpaar 24 angeordnet. Dieses kann angetrieben sein und es lassen sich bei Bedarf große Rollendurchmesser ähnlich eines normalen Tragwalzenrollers realisieren. Der Hauptroller 23 übergibt im Lauf der Aufwicklung die Traglast gesteuert und geregelt an den Tragwalzenroller.
  • Nach Beendigung des Wickelvorgangs werden außerhalb der Wickelmaschine 1 die Expansionsachsen 9 aus den fertig gewickelten Wickelrollen 5 herausgezogen und mit neuen Wickelhülsen 4 bestückt. Die fertig gewickelten Wickelrollen 5 können anschließend in bekannter Weise verpackt werden.
  • Die Figur 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Expansionswickelwelle 9 samt aufgebrachter Wickelhülsen 4.
  • Die Expansionswickelwelle 9 verfügt über mehrere, von einer nicht näher dargestellten Expansionseinrichtung 14 beaufschlagte Expansionsbereiche 18, die radial wirkend ausgebildet sind. Ebenso ist die radiale Perforation 13 in den Wickelhülsen 4 und der Expansionswickelwelle 9 ersichtlich dargestellt. Eine mögliche Abdichtung für die Unterdruckbereiche ist nicht hervorgehoben. Zur Verdeutlichung des Funktionsprinzips ist eine Absaugung 19 mit Drehkupplung 19.2, Saugleitung 16 und Absaugventilator (Unterdruckeinrichtung) 19.1 dargestellt.
  • Weiterhin klemmt die Expansionswickelwelle 9 die auf sie aufgebrachten, vorzugsweise aufgeschobenen Wickelhülsen 4 zumindest während der Anwickelphase mittels wenigstens der mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Expansionseinrichtung 14.
  • Ferner sind die Wickelhülsen 4 derart auf die Expansionswickelwelle 9 aufbringbar, vorzugsweise aufschiebbar, dass mehrere, vorzugsweise alle Perforationen 13 der Wickelhülsen 4 mit den Perforationen 11 der Expansionswickelwelle 9 zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, insbesondere vollständig in Überlappung bringbar sind. Die Perforationen 13 der Wickelhülsen 4 und/oder die Perforationen 11 der Expansionswickelwelle 9 sind im Allgemeinen achsparallel, spiralförmig oder beliebig ausgerichtet. Weiterhin sind sie entlang mindestens einer Linie, in mindestens einem Bereich oder beliebig angeordnet und/oder weisen eine runde, ovale oder polygone Querschnittskontur auf.
  • Die Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Anpresstrommel 6 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • In die Anpresstrommel 6 ist eine bahnbreite, vorzugsweise pneumatisch betätigbare Perforations- bzw. Trenneinheit 20 integriert, die ansteuerbar ist und deren Mittel 21 im aktivierten Zustand wenigstens eine Perforationslinie 25 auf der Oberfläche 22 der Anpresstrommel 6 erzeugen. Die Mittel 21 der Perforations- bzw. Trenneinheit 20 sind im nicht aktivierten Zustand unter die Oberfläche 22 der Anpresstrommel 6 absenkbar und sie umfassen bevorzugt Perforier- und Kerbmesser 26. Die Bewegung der Perforations- bzw. Trenneinheit 20 ist mittels eines Doppelpfeils angedeutet.
  • Die Figuren 4.1 bis 4.4 zeigen verschiedene schematische Ansichten eines erfindungsgemäßen Perforier- und Kerbmessers 26 der Perforations- bzw. Trenneinheit 20 in einer Seitenansicht (Figur 4.1), einer Längsansicht (Figur 4.2), einer Draufsicht (Figur 4.3) und einer teilweisen Schnittdarstellung (Figur 4.4).
  • Das Perforier- und Kerbmesser 26 weist gemäß den Darstellungen der Figuren 4.1 und 4.2 mehrere Messeranteile 27 mit Perforationskerben und mehrere Kerbstifte 28 auf. Die Messeranteile 27 mit Perforationskerben und die Kerbstifte 28 sind gemäß der Darstellung der Figur 4.3 entlang einer jeweiligen Linie L27, L28 beabstandet und benachbart zueinander angeordnet.
  • Die Figur 4.4 zeigt einen Teil der Materialbahn 2 während ihrer Durchtrennung durch die Perforier- und Kerbmessers 26 der angedeuteten Perforations- bzw. Trenneinheit 20. Die Materialbahn 2 wird im Zuge ihrer Durchtrennung in einer Kerbe 29 der Wickelhülse 4 fixiert.
  • Die Figuren 5.1 bis 5.3 zeigen verschiedene Phasen des erfindungsgemäßen Wickelprozesses in schematischen Darstellungen.
  • Die Darstellung der Figur 5.1 zeigt das Auflegen der Expansionswickelwelle 9 auf die Anpresstrommel, wohingegen die Darstellung der Figur 5.2 das Perforieren der Teilmaterialbahnen 3 der Materialbahn 2, das Kerben der Wickelhülsen 4 und das anschließende Trennen der Teilmaterialbahnen 3 der Materialbahn 2 veranschaulicht. Dabei werden Neuanfänge von der Expansionswickelwelle 9 mitgenommen, während die Bahnenden 30 auf die vollen Fertigrollen aufgewickelt werden. Wichtig sind insbesondere die jeweils herrschenden Druckverhältnisse p2, p9 in der Anpresstrommel 2 und in der Expansionswickelwelle 9, die in den Figuren 5.1 und 5.2 hoch sind.
  • In der Figur 5.2 ist zudem noch die von dem Mittel 21 abgetrennte Materialbahn 30 dargestellt. Und in der Figur 5.3 hat der normale Wickelprozess für die Teilmaterialbahnen 3 der Materialbahn 2 bereits wieder begonnen.
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Wickelmaschine 1 kann unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 beispielsweise wie folgt beschrieben werden:
    • Beim Einziehen der Materialbahn 2 wird die Materialbahn 2 kurze Zeit ungeschnitten auf die Expansionswickelwelle 9 aufgewickelt und dann werden die Längsmesser der Einrichtung 7 in den Schnitt gefahren. Daraufhin wird eine neue Expansionswickelwelle 9 mit den entsprechenden Wickelhülsen 4 eingewechselt.
  • Zum Wechselzeitpunkt wird ein Unterdruck in der Andrückwalze und der Expansionswickelwelle 9 erzeugt und die Materialbahn 2 an die Oberfläche der Anpresstrommel 6 in unterschiedlicher Stärke abgesaugt, um den Trennvorgang zu unterstützen. Der Unterdruck ist jedoch an der Expansionswickelwelle 9 höher um hier die Anlage zu bevorzugen, ohne dass die Materialbahn 2 zerreißt.
  • Anschließend wird der Bahnzug zwischen der Andrückwalze und der Wickelrolle 5 erhöht und auch der Ansaugdruck an der Oberfläche der neuen Wickelrolle 5 wird weiter erhöht. Gleichzeitig wird die Perforations- bzw. Trenneinheit 20 in der Andrückwalze aktiviert. Eine Perforierung der Materialbahn 2 erfolgt schon vor dem Nip der neuen Expansionswickelwelle 9 und die Trennung der Materialbahn 2 sollte spätestens im Nip erfolgen. Die abgetrennte Materialbahn 2 wird durch den Luftdruckunterschied einerseits im Hauptroller 23 aufgewickelt und andererseits wird das andere Ende auf der Oberfläche der Wickelhülse 4 verbleiben und eine neue Wickelrolle 5 bilden.
  • Die Zähne der Perforationslinie sollten so ausgestaltet sein, dass das aufzuwickelnde Bahnende in die Oberfläche der Wickelhülse 4 eingekerbt wird. Eine elastische Oberfläche der Wickelhülse 4, wie zum Beispiel Polyurethan, und eine Trägerhülse aus Metall wären für die Wickelqualität sicher vorteilhaft, ebenso eine Wiederverwendbarkeit.
  • Sollte der erste Trennversuch misslingen, sind die äußeren Lagen der fertigen Wickelrolle 5 abzuschwarten. Dies könnte auch für den Wickelkern der neuen Wickelrolle 5 gelten, wenn die neue Materialbahn 2 nur teilweise überwechseln würde. Im schlechtesten Fall müsste eine neue Expansionswickelwelle 9 mit neuen Wickelhülsen 4 eingewechselt werden.
  • Die angewickelte Expansionswickelwelle 9 wird nun im Hauptroller 23 herausgefahren und die Materialbahn 2 abgeschwartet und dem Produktionsprozess wieder zugeführt. Die neue Expansionswickelwelle 9 wird abgesenkt und im Hauptroller 23 bis zum nächsten Wechsel weitergewickelt.
  • Um größere Wickelrollen 5 erzeugen zu können, ist unterhalb der Aufnahme des Hauptrollers 23 ein in horizontaler und vertikaler Lage verfahrbares Tragrollenpaar 24 angeordnet, um die Gewichtsbelastung der Expansionswickelwelle 9 zu vermindern und eine Wickelhärteeinstellung auch für große Rollendurchmesser einstellen zu können. Die Tragwalzen 6 können bei Bedarf einen flexiblen Bezug erhalten, um die Wickelqualität weiter zu steigern. Eine Einstellung der Wickelhärte ist zwischen Andrückwalze, Hauptrolleraufnahme, den beiden Tragwalzen 6 und Führer- bzw. Bedienseite unabhängig einstell- und regelbar.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Wickelmaschine der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass ein Rollenwechsel deutlich schneller, prozesssicherer und universeller vollzogen werden kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wickelmaschine
    2
    Materialbahn
    3
    Teilmaterialbahn
    4
    Wickelhülse
    5
    Wickelrolle
    6
    Anpresstrommel
    7
    Einrichtung
    8
    Tamboureinlegearm
    9
    Expansionswickelwelle
    10
    Primärroller
    11
    Perforation
    12
    Hülsenkörper
    13
    Perforation
    14
    Expansionseinrichtung
    15
    Saugleitung
    16
    Saugleitung
    17
    Drehkupplung
    18
    Druckregelung
    19
    Absaugung
    19.1
    Absaugventilator
    19.2
    Drehkupplung
    20
    Perforations- bzw. Trenneinheit
    21
    Mittel
    22
    Oberfläche
    23
    Hauptroller
    24
    Tragrollenpaar
    25
    Perforationslinie
    26
    Perforier- und Kerbmesser
    27
    Messeranteil
    28
    Kerbstift
    30
    Bahnende
    L
    Laufrichtung (Pfeil)
    L27
    Linie
    L28
    Linie
    p2
    Druckverhältnis
    p9
    Druckverhältnis

Claims (10)

  1. Wickelmaschine (1) zum Aufwickeln von aus einer Materialbahn (2) erzeugten Teilmaterialbahnen (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, auf jeweils eine Wickelhülse (4) zu einer jeweiligen Wickelrolle (5), an denen beim Wickeln eine Walze (6), vorzugsweise eine Tragwalze anliegt, wobei der Walze (6) eine Einrichtung (7) zur Erzeugung der Teilmaterialbahnen (3) in Laufrichtung (L) der Materialbahn (2) vorgeschaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wickelhülsen (4) jeweils mit mehreren Perforationen (13) in ihren Hülsenkörpern (11) versehen sind und
    dass die Wickelhülsen (4) auf eine zumindest zeitweise besaugbare und perforierte Expansionswickelwelle (9) derart aufbringbar, vorzugsweise aufschiebbar sind, dass mehrere, vorzugsweise alle Perforationen (13) der Wickelhülsen (4) mit den Perforationen (11) der Expansionswickelwelle (9) zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, insbesondere vollständig in Überlappung bringbar sind.
  2. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Expansionswickelwelle (9) die auf sie aufgebrachten, vorzugsweise aufgeschobenen Wickelhülsen (4) zumindest während der Anwickelphase mittels wenigstens einer mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Expansionseinrichtung (14) klemmt.
  3. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Expansionswickelwelle (9) zumindest während der Anwickelphase der Teilmaterialbahnen (3) auf die Wickelhülsen (4) mittels wenigstens einer vorzugsweise steuer-/regelbaren und vorzugsweise kuppelbaren Unterdruckeinrichtung (19) besaugbar ist.
  4. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Perforationen (13) der Wickelhülsen (4) und/oder die Perforationen (11) der Expansionswickelwelle (9) achsparallel, spiralförmig oder beliebig ausgerichtet sind.
  5. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Perforationen (13) der Wickelhülsen (4) und/oder die Perforationen (11) der Expansionswickelwelle (9) entlang mindestens einer Linie, in mindestens einem Bereich oder beliebig angeordnet sind.
  6. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Perforationen (13) der Wickelhülsen (4) und/oder die Perforationen (11) der Expansionswickelwelle (9) runde, ovale oder polygone Querschnittskonturen aufweisen.
  7. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in die Walze (6) eine bahnbreite Perforations- bzw. Trenneinheit (20) integriert ist, die ansteuerbar ist und deren Mittel (21) im aktivierten Zustand wenigstens eine Perforationslinie (25) auf der Oberfläche (22) der Walze (6) erzeugen.
  8. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mittel (21) der Perforations- bzw. Trenneinheit (20) im nicht aktivierten Zustand unter die Oberfläche (22) der Walze (6) absenkbar sind.
  9. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mittel (21) der Perforations- bzw. Trenneinheit (20) eine Vielzahl von Perforationszähnen umfassen, die vorzugsweise derart ausgestaltet sind, dass sie die aufzuwickelnden Teilmaterialbahnen (3) währen der Perforierung in die Oberflächen der Wickelhülsen (4) einkerben.
  10. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung (7) zur Erzeugung der Teilmaterialbahnen (3) eine Längsschneideinrichtung umfasst.
EP07120035A 2006-11-08 2007-11-06 Wickelmaschine zum Aufwickeln von aus einer Materialbahn erzeugten Teilmaterialbahn Withdrawn EP1921034A3 (de)

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