EP3405421A1 - Vorrichtung und verfahren zum wechsel eines wickels und zum verbinden einer neuen materialbahn an ein ende einer alten materialbahn - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum wechsel eines wickels und zum verbinden einer neuen materialbahn an ein ende einer alten materialbahn

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EP3405421A1
EP3405421A1 EP17700958.6A EP17700958A EP3405421A1 EP 3405421 A1 EP3405421 A1 EP 3405421A1 EP 17700958 A EP17700958 A EP 17700958A EP 3405421 A1 EP3405421 A1 EP 3405421A1
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EP
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material web
web
trailing end
transport
winding
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EP3405421B2 (de
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Holger Frische
Gerd Kasselmann
Tim Kirchhoff
Peter Strunk
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Windmoeller and Hoelscher KG
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    • B65H2301/4623—Spaced article or web portions, i.e. gap between edges

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for unwinding a material web.
  • a transport device in particular a transport roller, via which the first material web can be guided in a guide region at a transport speed
  • a second winding with which the new material web can be provided
  • a control and / or regulating device for mutually adjusting the trailing end and the web start, so that the trailing end and the web start occupy a distance of greater than 0 mm from each other and in particular are free of overlap
  • the wound on the first winding material web is therefore in the unwinding device, in particular at a first unwinding position.
  • the winding is preferably rotatably drivable by a drive in order to simplify the unwinding.
  • the material web is then transportable via a transport device, in particular a transport roller, wherein the material web usually does not occupy the entire transport surface, but only a part thereof, for example, a cylinder segment in a transport roller.
  • This area can generally be referred to as a management area.
  • the material web with a Transported transport speed may be spaced from the winding or be in direct contact with the outermost layer of the Wickeis.
  • a second winding with which the new material web is available.
  • This winding can then be in a second unwinding position.
  • the first winding can be brought into a second unwinding position and the second winding can be introduced into the first winding position into the unwinding device.
  • the reel In the unwinding position, the reel is movable within the unwinding device.
  • a drive is included, with which the winding is rotatably drivable.
  • the winding can be accelerated and also braked by the drive, wherein for braking alternatively or additionally a separate brake can be provided.
  • a separating device is provided with which a trailing end of the first material web can be produced.
  • This separating device acts on the material web in the guide area or in front of it.
  • upstream or “upstream” is meant a position which, viewed in the transporting direction, lies between the first winding and the transporting device, in which case the separating device is immovable relative to the material web, at least at the moment of the separating operation, ie it moves with itself the transport speed of the material web.
  • a control and / or regulating device for mutual adjustment or positioning of the trailing end and a web start of the new material web.
  • the control and / or regulating device of the new winding and / or the new material web adjustable to a transport speed which occupies the old material web at the moment of connecting the trailing end of the first material web.
  • the setting can be done before the actual connection. It is crucial, however, that after setting the transport speeds of the first and the second web only synchronously, preferably no longer, be changed.
  • the mutual adjustment includes not only the speed synchronization, but also the placement of the web start on a base on which rests the end of the first material web. In particular, this is the guiding area of the transport device.
  • the setting is carried out so that the distance between the trailing end and the web start is greater than 0 mm.
  • An overlap would mean an excessive, usually twice the material thickness, in addition to the material that is required for durable connection of the two webs, such as adhesive or adhesive tape, in addition to the thickening contributes.
  • Such a thick spot is capable of disturbing the operation of a processing machine.
  • the unwinding device according to the invention provides a connection point which can be processed more easily in a processing machine and avoids disturbances there.
  • both material webs are connected to one another with a connecting element, wherein as a connecting element, for example, an adhesive tape can be used.
  • a connecting element for example, an adhesive tape can be used.
  • the guide region of the transport device can provide the necessary counterforce during the process of joining and thus serves as a counter-surface.
  • the setting and / or the joining take place at a transport speed of more than 0 meters per minute (m / min), preferably more than 50 m / min, in particular more than 100 m / min.
  • m / min meters per minute
  • the processing machine can be continuously supplied with the material web, so that they can continue to produce without or with little restrictions.
  • the transport path of the material web downstream of the transport device is not changed during the joining.
  • the device is designed buffer-free.
  • a cache which is often designed as a dancer, could allow a connection of the webs at standstill, without the postpress machine must be slowed or stopped, but such a cache is space consuming, expensive and maintenance-prone.
  • such a buffer leads to different web tension, which can be very disadvantageous for many applications, as this may change the properties of the webs, in particular if the web is or comprises a plastic film.
  • a transport device is provided, in which the separating device is integrated.
  • the separating device can be configured as a separating knife.
  • the separating device can be integrated within the transport device, in particular within the roller body of a transport roller and protrude in its functional position from the outer surface of the transport device and thus cause the separation of a material web.
  • a transport device may additionally comprise means for fixing the first and / or the second material web on the guide region. This can be acted upon with a vacuum holes in the guide region of the transport device, such as suction holes. But it can also be provided electrodes that can provide an electrostatic charge of the web. An electrostatic attraction between web and guide area can thus be caused, which is particularly effective in plastic sheets.
  • blowing nozzles can be provided with which a gas flow can be directed onto the material web in order to be able to apply a force in the direction of the guide region.
  • a brake device can act on the first winding in order to be able to retain the end of the first material web following the separation, so that it does not get into the region in which the connection of the first Material web takes place with the second material web.
  • the optional drive can be operated as a generator (electric brake) and / or a mechanical brake can be provided, which preferably acts on the winding axle receiving the winding.
  • the separating cut is preferably a section running at right angles to the transport direction of the material web, so that the trailing end and the web start, in particular if this is also an edge extending at right angles to the transport direction, have a constant distance, which has a positive effect on the tensile forces during further transport the material webs affects. Different tensile forces and / or web tension in order to minimize or even completely prevented. Overall, the first material web can be severed and the resulting trailing end held in the guide area.
  • a double-sided adhesive tape may be provided whose adhesive sides have different adhesive forces.
  • the side that has the lower adhesive force can be used to initially have the web start on the roll, especially when the roll is rotating.
  • the side which has the higher adhesive force can be attached to the web start so that a first surface part of this side adheres to the web start and a second surface part is free and is brought in adjusting to the trailing end with this in combination.
  • the transport device can be configured such that the mutual adjustment of the trailing end and the web start the latter is held by holding forces on the transport device. Also in this case can be acted upon with negative pressure holes in the jacket of the transport device conceivable, which are used for sucking fixing at least the beginning of the web. Also, blowing nozzles, from which a pressurized gas flows out, wherein the gas flow is directed to the web start, is conceivable. Again, electrodes for electrostatically charging the web to cause an electrostatic attraction force are also conceivable here. For the above purpose, mechanical aids such as holding tongs may be provided.
  • a fastener application device can be provided within the unwinding device, in particular an adhesive tape application device.
  • a connecting element can then be applied when the trailing end and the web start are already set mutually and are still in the management area.
  • a further transport device for the new material web can be provided, with which the new material web can be guided before setting on the trailing end.
  • a further separation device for generating a web start is also provided.
  • This further transport device also includes a guide area. After the web start has been produced, the further transport device can be set against the first transport device, wherein the beginning of the web can be transferred to the first transport device.
  • this transfer process can be supported by at least one device for repelling the web start of the other transport device. This may be, for example, openings on the outer surface of the transport device, which can be acted upon by an overpressure, so that the web start dissolves from said guide region of the second transport device.
  • the object mentioned at the outset is also solved by the features of claim 8. Accordingly, a method for changing a coil and for connecting a new material web to an end of an old material web is provided, wherein
  • a wound-up, first material web is unwound from a first winding
  • the first material web is guided via a transport device, in particular transport roller, in a guide region with a transport speed,
  • the second winding is rotationally driven by a drive device
  • the first material web is severed with a severing device for cutting to create a trailing end in the guide region or upstream of the guide region,
  • FIG. 1 schematic diagram of an unwinding device according to the invention during the unwinding phase
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an unwinding device according to the invention with a first reel displaced into the interchangeable position
  • FIG. 3 Schematic diagram of an unwinding device according to the invention with a first reel displaced into the interchangeable position
  • FIG. 4 Schematic diagram of an unwinding device according to the invention with a second reel prepared for reel change
  • FIG. 6 schematic diagram of an unwinding device according to the invention, wherein the web end of the first coil and the web start of the second
  • FIG. 7 schematic diagram of an unwinding device according to the invention, wherein the first winding is removed.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of an unwinding device 100 according to the invention during the unwinding phase, in which initially a winding 101 is located in the unwinding device 100.
  • the material web 102 is withdrawn from the winding 101 and passes over a contact roller 103, to which preferably the winding 101 is employed.
  • the winding 101 may be rotatably mounted on carriages, not shown, in which case the carriages on rails are displaceable relative to the contact roller 103.
  • the rails are connected to pivoting tines 104, which are pivotable about the axis of rotation 105 of the contact roller 103, so that the winding 101 can assume different angular positions of the contact roller 103.
  • the winding 101 rotate in the direction of the arrow 111 and the contact roller 103 in the direction of the arrow 113, ie they rotate in opposite directions.
  • the transport direction of the material web 102 is indicated by the arrow 112. 2 now shows the situation in which the winding 101 was unwound to a small roll size, in which there is only so much material web on the reel, that only a small safety margin is available at the end of the change process.
  • the pivot arms 104 were pivoted against the direction of rotation of the contact roller 103 in the direction of the arrow 201, so that the winding 101 can be transferred to the bearing arms 202. In this position, which can be referred to as the second winding position, the winding is still unwound.
  • FIG. 3 it is now shown that the winding remains in the second unwinding position.
  • the pivot arms 104 are now pivoted back.
  • the position taken by the pivot arms after pivoting back can be the unwinding position as shown in FIG. 1, or also a receiving position for receiving a new reel 121 as shown. This position is preferably lowered relative to the unwinding position according to FIG Do not lift a winder with a crane or forklift truck.
  • FIG. 4 now shows the situation according to FIG. 3, but with pivot arms 104 pivoted back into the unwinding position.
  • FIG. 4 shows yet another advantageous detail.
  • the new roll 121 is prepared in such a way for a roll change that a double-sided adhesive tape 122 is glued in the transition region from the first material web layer to the second material web layer of the roll 121 in the transverse direction with its bottom 124.
  • a double-sided adhesive tape 122 is glued in the transition region from the first material web layer to the second material web layer of the roll 121 in the transverse direction with its bottom 124.
  • the web beginning 125 is glued with its rear side.
  • the not occupied with the web start 125 part of the top 123 of the adhesive tape 122 remains initially free.
  • Fig. 5 is now shown that the second winding has been set in rotation. This is indicated by the arrow 131.
  • the second roller 121 was synchronized with the contact roller 103 with respect to the peripheral speed and the angular position, wherein the web start 125 impinges on the contact roller 103 at or shortly after the position 141 of the separating knife 142 of the contact roller 103.
  • short of is preferably meant a range of greater than 0 millimeters (mm) to 30 mm, more preferably to 20 mm, and preferably to 10 mm
  • the severing blade, after being wound 101 has moved out of the peripheral surface of the contact roller in order to cut through the material web 102.
  • the separating knife 142 is withdrawn so as not to damage the winding 121.
  • the winding 121 has already been moved up by the carriage-rail system described above to the contact roller 103 in order to come into contact with it reaches the web end of the web 102 of the web start of the new roll 121, the contact line, now the free surface of the tape it 122 is placed on the tail, so that thus the tail of the web 102 is connected to the web start of the new roll.
  • the double-sided adhesive tape 122 includes an upper surface 123 which has a higher adhesion with respect to the material of the material webs than the adhesion of the underside 124 of the adhesive tape. It can thus be ensured that when the connection of the two material webs has taken place, the adhesive tape also comes off the transition between the first and second material layers of the reel 121.
  • means may be provided which act on the tail and / or the web start with an additional force in the direction of the surface of the contact roller.
  • Preferably, for this purpose can be provided with negative pressure openings in the surface of the contact roller, such as suction holes, may be provided. Such openings are not shown in FIG. 6.
  • the first roll 101 Before the web end 143 of the first roll 101 produced by the severing blade 142 could reach the contact line between the second roll 121 and the contact roll 103, the first roll 101 would not pass through one Braking device shown braked, so that the tail 143 does not reach the region of the contact line.

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  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn. Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn mit einem ersten Wickel (101), dessen aufgewickelte, erste Materialbahn abwickelbar ist, sowie einer Transporteinrichtung (103), insbesondere Transportwalze, über welche die erste Materialbahn in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit führbar ist, sowie einem zweiten Wickel (121), mit welchem die neue Materialbahn bereitstellbar ist, sowie einer Antriebsvorrichtung zum Drehantreiben des zweiten Wickels, eine Trenneinrichtung (142) zum Durchtrennen der ersten Materialbahn, mit welcher die Materialbahn zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennbar ist, sowie einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum gegenseitigen Einstellen des nachlaufenden Endes und eines Bahnanfangs (125) der zweiten Materialbahn, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind. Das nachlaufende Ende und der Bahnanfang der neuen Materialbahn sind im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbindungselement miteinander verbindbar und die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Ende und des Bahnanfangs beträgt im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abwickeln einer Materialbahn.
Materialbahnen, die für einen Weiterverarbeitungsprozess in einer Weiterverarbeitungsmaschine benötigt werden, werden oft in der Form eines Wickels zur Verfügung gestellt. In einer Abwickelvorrichtung wird diese Materialbahn dann von dem Wickel abgewickelt. Neigt sich der Materialbahnvorrat auf diesem Wickel dem Ende entgegen, muss ein neuer Wickel in die Abwickelvorrichtung eingebracht werden. Um den Bahnanfang dieses neuen Wickels nicht in die Weiterverarbeitungsmaschine separat einführen zu müssen, wird dieser Bahnanfang an das nachlaufende Bahnende des ersten Wickels befestigt. Auch während des Wickelwechsels sollte die Weiterverarbeitungsmaschine möglichst effizient betrieben werden können. Zudem kann es auch erforderlich sein, dass die Befestigungsstelle keine Störungen in der Weiterverarbeitungsmaschine hervorruft. Es ist also die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen eine nachfolgende Verarbeitungsmaschine möglichst effizient und möglichst störungsfrei betreibbar ist. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Demnach ist eine Vorrichtung zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden eines Bahnanfangs einer neuen Materialbahn mit einem Ende einer alten Materialbahn vorgesehen mit
• einem ersten Wickel, dessen aufgewickelte, erste Materialbahn abwickelbar ist,
• einer Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, über welche die erste Materialbahn in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit führbar ist,
• einem zweiten Wickel, mit welchem die neue Materialbahn bereitstellbar ist,
• einer Antriebsvorrichtung zum Drehantreiben des zweiten Wickeis,
• eine Trenneinrichtung zum Durchtrennen der ersten Materialbahn, mit welcher die Materialbahn zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennbar ist,
• einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum gegenseitigen Einstellen des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,
• wobei das nachlaufende Ende und ein Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbindungselement miteinander verbindbar sind und
• wobei die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Ende und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute betragt.
Die auf dem ersten Wickel aufgewickelte Materialbahn befindet sich demnach in der Abwickelvorrichtung, insbesondere an einer ersten Abwickelposition. Dabei ist der Wickel vorzugsweise durch einen Antrieb drehantreibbar, um das Abwickeln zu vereinfachen. Die Materialbahn ist anschließend über eine Transporteinrichtung, insbesondere eine Transportwalze transportierbar, wobei die Materialbahn in der Regel nicht die komplette Transportfläche belegt, sondern nur einen Teil davon, bei einer Transportwalze beispielsweise ein Zylindersegment. Dieser Bereich kann allgemein als Führungsbereich bezeichnet werden. Dabei wird die Materialbahn mit einer Transportgeschwindigkeit transportiert. Die Transporteinrichtung kann dabei von dem Wickel beabstandet sein oder mit der äußersten Lage des Wickeis unmittelbar in Kontakt stehen. Zum Wechsel des Wickels ist der Abwickelvorrichtung nun ein zweiter Wickel heranzuführen, mit welchem die neue Materialbahn bereitstellbar ist. Dieser Wickel kann sich dann in einer zweiten Abwickelposition befinden. Alternativ kann der erste Wickel in eine zweite Abwickelposition verbracht und der zweite Wickel in die erste Wickelposition in die Abwickelvorrichtung eingebracht werden. In der Abwickelposition ist der Wickel innerhalb der Abwickelvorrichtung bewegbar. Außerdem ist ein Antrieb umfasst, mit welchem der Wickel drehantreibbar ist. Insbesondere ist der Wickel durch den Antrieb beschleunigbar und auch abbremsbar, wobei zum Abbremsen alternativ oder zusatzlich eine separate Bremse vorgesehen sein kann.
Zur Durchführung des eigentlichen Wechsels der Materialbahn ist eine Trennvorrichtung vorgesehen, mit welcher ein nachlaufendes Ende der ersten Materialbahn erzeugbar ist. Diese Trennvorrichtung wirkt auf die Materialbahn im Führungsbereich oder davor ein. Mit„davor" bzw. stromaufwärts ist eine Position gemeint, die in Transportrichtung gesehen zwischen dem ersten Wickel und der Transporteinrichtung liegt. Bevorzugt ist dabei, wenn die Trennvorrichtung zumindest im Moment des Trennvorgangs relativ zur Materialbahn unbeweglich ist, d. h., sie bewegt sich selbst mit der Transportgeschwindigkeit der Materialbahn.
Weiterhin ist eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum gegenseitigen Einstellen beziehungsweise Positionieren des nachlaufenden Endes und eines Bahnanfangs der neuen Materialbahn vorgesehen. Vorteilhafterweise ist durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung der neue Wickel und/oder die neue Materialbahn auf eine Transportgeschwindigkeit einstellbar, die die alte Materialbahn im Moment des Verbindens des nachlaufenden Endes der ersten Materialbahn einnimmt. Das Einstellen kann jedoch vor dem eigentlichen Verbinden erfolgen. Entscheidend ist allerdings, dass nach dem Einstellen die Transportgeschwindigkeiten der ersten und der zweiten Materialbahn nur noch synchron, vorzugsweise nicht mehr, verändert werden. Das gegenseitige Einstellen umfasst nicht nur das geschwindigkeitsmäßige Synchronisieren, sondern auch das Auflegen des Bahnanfangs auf eine Unterlage, auf der auch das Ende der ersten Materialbahn aufliegt. Insbesondere ist dies der Führungsbereich der Transporteinrichtung. Das Einstellen erfolgt dabei so, dass der Abstand des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs größer als 0 mm ist. Das bedeutet insbesondere, dass eine Überlappung beider Materialbahnen ausgeschlossen ist. Eine Überlappung würde eine übermäßige, nämlich in der Regel doppelte Materialdicke bedeuten, wobei noch das Material, das zur haltbaren Verbindung beider Materialbahnen benötigt wird, wie etwa Klebstoff oder ein Klebeband, zusätzlich zur Verdickung beiträgt. Eine solche Dickstelle ist in der Lage, den Betrieb einer Verarbeitungsmaschine zu stören. Die erfindungsgemäße Abwickelvorrichtung stellt allerdings aufgrund der fehlenden Überlappung eine Verbindungsstelle zur Verfügung, die sich problemloser in einer Verarbeitungsmaschine verarbeiten lässt und dort Störungen vermeidet.
Bei oder unmittelbar nach dem Einstellen des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs werden beide Materialbahnen mit einem Verbindungselement miteinander verbunden, wobei als Verbindungselement beispielsweise ein Klebeband genutzt werden kann. Der Führungsbereich der Transporteinrichtung kann während des Vorgangs des Verbindens die notwendige Gegenkraft zur Verfügung stellen und dient damit als Gegenlage.
Erfindungsgemäß erfolgen das Einstellen und/oder das Verbinden bei einer Transportgeschwindigkeit von mehr als 0 Meter pro Minute (m/min), vorzugsweise mehr als 50 m/min, insbesondere mehr als 100 m/min. Das bedeutet insbesondere, dass der Wickerwechsel nicht im Stillstand erfolgt. Damit kann die Verarbeitungsmaschine kontinuierlich mit der Materialbahn versorgt werden, so dass diese ohne oder nur mit geringen Einschränkungen weiter produzieren kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass der Transportpfad der Materialbahn stromabwärts der Transporteinrichtung während des Verbindens nicht verändert ist. Mit anderen Worten ist die Vorrichtung zwischenspeicherfrei ausgestaltet. Ein solcher Zwischenspeicher, der oft als Tänzereinrichtung ausgebildet ist, könnte zwar ein Verbinden der Materialbahnen im Stillstand ermöglichen, ohne dass die Weiterverarbeitungsmaschine verlangsamt oder angehalten werden muss, jedoch ist ein solcher Zwischenspeicher platzraubend, teuer und wartungsanfällig. Zudem führt ein solcher Zwischenspeicher zu unterschiedlichen Bahnspannungen, was für zahlreiche Anwendungen sehr nachteilig sein kann, da hierdurch die Eigenschaften der Materialbahnen verändert sein können, insbesondere, wenn die Materialbahn eine Kunststofffolie ist oder umfasst. in einer vorteilhaften Ausfuhrungsform ist eine Transportvorrichtung vorgesehen, in der die Trenneinrichtung integriert ist. Dabei kann die Trenneinrichtung als Trennmesser ausgestaltet sein. In der Ruheposition kann die Trenneinrichtung innerhalb der Transportvorrichtung, insbesondere innerhalb des Walzenkörpers einer Transportwalze integriert sein und in seiner Funktionsstellung aus der Außenoberfläche der Transportvorrichtung herausragen und damit die Trennung einer Materialbahn bewirken. Dies ist insbesondere eine platzsparende Anordnung der Trenneinrichtung. Eine solche Transportvorrichtung kann zusätzlich Einrichtungen zum Fixieren der ersten und/oder der zweiten Materialbahn auf dem Führungsbereich umfassen. Dieses können mit einem Unterdruck beaufschlagbare Löcher im Führungsbereich der Transportvorrichtung sein, wie etwa Saugbohrungen. Es können aber auch Elektroden vorgesehen sein, die für eine elektrostatische Aufladung der Materialbahn sorgen können. Eine elektrostatische Anziehungskraft zwischen Materialbahn und Führungsbereich kann damit hervorgerufen werden, was insbesondere bei Kunststoffbahnen wirkungsvoll ist. In einer weiteren Alternative können Blasdüsen vorgesehen sein, mit welchen eine Gasströmung auf die Materialbahn gerichtet werden kann, um diese mit einer Kraft in Richtung auf den Führungsbereich beaufschlagen zu können.
Femer kann auf den ersten Wickel eine Bremseinrichtung wirken, um das nach dem Trennen folgende Ende der ersten Materialbahn zurückhalten zu können, damit diese nicht in den Bereich gerät, in welchem die Verbindung der ersten Materialbahn mit der zweiten Materialbahn erfolgt. Zu diesem Zweck kann der optionale Antrieb generatorisch betrieben werden (elektrische Bremse) und/oder es kann eine mechanische Bremse vorgesehen sein, die bevorzugt auf die den Wickel aufnehmende Wickelachse wirkt.
In weiterer Ausgestaltung ist der Trennschnitt vorzugsweise ein zur Transportrichtung der Materialbahn rechtwinklig verlaufender Schnitt, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang, insbesondere wenn dieser ebenfalls eine zur Transportrichtung rechtwinklig verlaufende Kante ist, einen konstanten Abstand haben, was sich positiv auf die Zugkräfte beim Weitertransport der Materialbahnen auswirkt. Unterschiedliche Zugkräfte und/oder Bahnspannungen in Quemchtung werden damit minimiert oder sogar ganz verhindert. Insgesamt kann die erste Materialbahn durchtrennt und das so entstandene nachlaufende Ende im Führungsbereich gehalten werden.
Wird nun der neue Bahnanfang der zweiten Materialbahn in einem Abstand von größer 0 mm auf dem Führungsbereich platziert, so ist für eine Fixierung dieses Bahnanfangs im Führungsbereich zu sorgen, denn lediglich für einen kurzen Moment ist hierfür der Anpressdruck einer Anstellvorrichtung vorhanden. In einer Ausgestaltung kann ein doppelseitiges Klebeband vorgesehen sein, dessen klebende Seiten unterschiedliche Haftkräfte haben. Die Seite, die die geringere Haftkraft hat, kann dazu genutzt werden, den Bahnanfang zunächst an dem Wickel zu hatten, insbesondere, wenn der Wickel rotiert. Die Seite, die die höhere Haftkraft aufweist, kann so an dem Bahnanfang angebracht sein, dass ein erster Flächenteil dieser Seite am Bahnanfang haftet und ein zweiter Flächenteil frei ist und beim Einstellen auf das nachlaufende Ende mit diesem in Verbindung gebracht wird. Bei dem weiteren Transport der nun verbundenen Materialbahnen löst sich der Bahnanfang der zweiten Materialbahn von dem Wickel, da ja die entsprechende Haftkraft geringer ist als die Haftkraft der Seite, die nun beide Materialbahnen miteinander verbindet Zusätzlich oder alternativ kann die Transporteinrichtung derart ausgestaltet sein, dass nach dem gegenseitigen Einstellen des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs letzterer durch Haltekräfte auf der Transporteinrichtung gehalten wird. Auch in diesem Fall sind mit Unterdruck beaufschlagbare Löcher im Mantel der Transporteinrichtung denkbar, welche zum saugenden Fixieren zumindest des Bahnanfangs genutzt werden. Auch Blasdüsen, aus denen ein unter Überdruck stehendes Gas ausströmt, wobei die Gasströmung auf den Bahnanfang gerichtet ist, ist denkbar. Wiederum sind auch hier Elektroden zum elektrostatischen Aufladen der Bahn zum Hervorrufen einer elektrostatischen Anziehungskraft denkbar. Zu dem oben genannten Zweck können auch mechanische Hilfsmittel wie etwa Haltezangen vorgesehen sein.
Für den Fall, dass auf dem Bahnanfang nicht bereits ein Klebestreifen zur Vorbereitung des Wickelwechsels aufgebracht ist, kann innerhalb der Abwickelvorrichtung eine Verbindungselementapplikationseinrichtung vorgesehen sein, insbesondere eine Klebestreifenapplikationsvorrichtung. Damit kann dann ein Verbindungselement appliziert werden, wenn das nachlaufende Ende und der Bahnanfang bereits gegenseitig eingestellt sind und sich noch im Führungsbereich befinden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine weitere Transportvorrichtung für die neue Materialbahn vorgesehen sein, mit welcher die neue Materialbahn vor dem Einstellen auf das nachlaufende Ende führbar ist. In dieser Ausführungsform ist zudem eine weitere Trenneinrichtung zum Erzeugen eines Bahnanfangs vorgesehen. Diese weitere Transportvorrichtung umfasst ebenfalls einen Führungsbereich. Nach dem Erzeugen des Bahnanfangs ist die weitere Transporteinrichtung an die erste Transporteinrichtung anstellbar, wobei der Bahnanfang an die erste Transporteinrichtung übergebbar ist. Dabei kann dieser Übergabevorgang durch wenigstens eine Einrichtung zum Abstoßen des Bahnanfangs von der weiteren Transportvorrichtung unterstützt werden. Dies können beispielsweise Öffnungen an der Außenoberfläche der Transportvorrichtung sein, die mit einem Überdruck beaufschlagbar sind, so dass der Bahnanfang sich von dem genannten Führungsbereich der zweiten Transportvorrichtung löst. Die anfangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8. Demnach ist ein Verfahren zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn vorgesehen, wobei
• von einem ersten Wickel eine aufgewickelte, erste Materialbahn abgewickelt wird,
• die erste Materialbahn über eine Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit geführt wird,
• von einem zweiten Wickel die neue Materialbahn bereitgestellt wird,
• der zweite Wickel von einer Antriebsvorrichtung drehangetrieben wird ,
• die erste Materialbahn mit einer Trenneinrichtung zum Durchtrennen zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennt wird,
• das nachlaufende Ende und ein Bahnanfang der zweiten Materialbahn über eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingestellt werden, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,
• das nachlaufende Ende und der Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbindungselement miteinander verbunden werden, und
• die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute beträgt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung während der Abwickelphase
Fig. 2 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit einem in die Wechselposition verlagerten ersten Wickel Fig. 3 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit einem in die Wechselposition verlagerten ersten Wickel Fig. 4 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit einem zum Wickelwechsel vorbereiteten zweiten Wickel Fig. 5 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit beschleunigtem zweiten Wickel
Fig. 6 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung, wobei das Bahnende des ersten Wickels und der Bahnanfang des zweiten
Wickels die Kontaktstelle erreichen.
Fig. 7 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung, wobei der erste Wickel abtransportiert wird.
Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung 100 während der Abwickelphase, bei der sich zunächst ein Wickel 101 in der Abwickelvorrichtung 100 befindet. Die Materialbahn 102 wird vom Wickel 101 abgezogen und läuft über eine Kontaktwalze 103, an die vorzugsweise der Wickel 101 angestellt ist. Dazu kann der Wickel 101 drehbar auf nicht dargestellten Schlitten gelagert sein, wobei dann die Schlitten auf Schienen relativ zur Kontaktwalze 103 verschiebbar sind. Die Schienen sind mit Schwenkannen 104 verbunden, welche um die Drehachse 105 der Kontaktwalze 103 schwenkbar sind, so dass der Wickel 101 unterschiedliche Winkelpositionen der Kontaktwalze 103 einnehmen kann. Während des gezeigten, normalen Abwickelvorgangs drehen der Wickel 101 in Richtung des Pfeils 111 und die Kontaktwalze 103 in die Richtung des Pfeils 113, d. h. sie drehen gegensinnig. Die Transportrichtung der Materialbahn 102 wird durch den Pfeil 112 angedeutet. Die Fig. 2 zeigt nun die Situation, in der der Wickel 101 bis zu einer kleinen Rollengröße abgewickelt wurde, bei der sich nur noch so viel Materialbahn auf dem Wickel befindet, dass am Ende des Wechselvorgangs nur noch eine kleine Sicherheitsreserve vorhanden ist. In der gezeigten Situation wurden die Schwenkarme 104 entgegen der Drehrichtung der Kontaktwalze 103 in Richtung des Pfeils 201 geschwenkt, so dass der Wickel 101 an die Lagerarme 202 übergebbar ist. In dieser Position, die als zweite Wickelposition bezeichnet werden kann, wird der Wickel weiterhin abgewickelt.
In der Fig. 3 wird nun gezeigt, dass der Wickel in der zweiten Abwickelposition verbleibt. Die Schwenkarme 104 werden nun zurückgeschwenkt. Die Position, die die Schwenkarme nach dem Zurückschwenken einnehmen, kann die Abwickelposition wie gemäß Figur 1 sein, oder auch, wie gezeigt, eine Aufnahmeposition zur Aufnahme eines neuen Wickels 121. Diese Position ist gegenüber der Abwickelposition gemäß Fig. 1 vorzugsweise abgesenkt, um den Wickel nicht mittels eines Krans oder eines Gabelstaplers anheben zu müssen. Die Fig. 4 zeigt nun die Situation gemäß der Fig. 3, jedoch mit wieder in die Abwickelposition geschwenkten Schwenkarmen 104. In der Fig. 4 ist noch ein weiteres, vorteilhaftes Detail dargestellt. Der neue Wickel 121 ist in der Weise für einen Wickelwechsel vorbereitet, dass ein doppelseitiges Klebeband 122 im Übergangsbereich von der ersten Materialbahnlage auf die zweite Materialbahnlage des Wickels 121 in Querrichtung mit seiner Unterseite 124 aufgeklebt ist. Auf einer Teilfläche der Oberseite 123 des Klebebandes 122 ist der Bahnanfang 125 mit seiner Rückseite aufgeklebt. Der nicht mit dem Bahnanfang 125 belegte Teil der Oberseite 123 des Klebebandes 122 bleibt zunächst frei.
In der Fig. 5 ist nun dargestellt, dass der zweite Wickel in Rotation versetzt worden ist. Dies wird durch den Pfeil 131 angedeutet. Während der Beschleunigungsphase wurde der zweite Wickel 121 mit der Kontaktwalze 103 hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit und der Winkelposition synchronisiert, wobei der Bahnanfang 125 an oder kurz hinter der Position 141 des Trennmessers 142 der Kontaktwalze 103 auf die Kontaktwalze 103 auftrifft. Mit »kurz hinter" ist bevorzugt ein Bereich von größer als 0 Millimeter (mm) bis 30 mm, insbesondere bis 20 mm und vorzugsweise bis 10 mm gemeint. Wie in der Figur 5 weiter zu erkennen ist, wurde das Trennmesser, nachdem es den Wickel 101 passiert hat, aus der Umfangsfläche der Kontaktwalze herausgefahren, um die Materialbahn 102 zu durchtrennen. Unmittelbar nach dem Einbringen des Trennschnitts wird das Trennmesser 142 wieder zurückgezogen, um nicht den Wickel 121 zu beschädigen. Bevor das nun durch den Trennschnitt erzeugte Bahnende der Materialbahn 102 die Kontaktstelle zwischen Kontaktwalze 103 und Wickel 121 passiert, wurde bereits der Wickel 121 durch das weiter oben beschriebene Schlitten-Schienen-System an die Kontaktwalze 103 herangefahren, um mit dieser in Kontakt zu treten. Der Fig. 6 ist zu entnehmen, dass nahezu gleichzeitig mit dem Bahnende der Materialbahn 102 der Bahnanfang des neuen Wickels 121 die Kontaktlinie erreicht, wobei nun die freie Fläche des Klebebandes 122 auf das Bahnende aufgelegt wird, so dass damit das Bahnende der Materialbahn 102 mit dem Bahnanfang des neuen Wickels verbunden ist. Das doppelseitige Klebeband 122 umfasst eine Oberseite 123, die in Bezug auf das Material der Materialbahnen eine höhere Haftung aufweist als die Haftung der Unterseite 124 des Klebebandes. Damit kann sichergestellt werden, dass, wenn die Verbindung der beiden Materialbahnen erfolgt ist, sich das Klebeband auch von dem Übergang zwischen der ersten und zweiten Materiallage des Wickels 121 löst. Um den beschriebenen Vorgang nochmals sicherer zu gestalten, können Einrichtungen vorgesehen sein, die das Bahnende und/oder den Bahnanfang mit einer zusätzlichen Kraft in Richtung auf die Oberfläche der Kontaktwalze beaufschlagen. Vorzugsweise können hierzu mit Unterdruck beaufschlagbare Öffnungen in der Oberfläche der Kontaktwalze, wie etwa Saugbohrungen, vorgesehen sein. Solche Öffnungen sind in der Fig. 6 nicht gezeigt.
Bevor das durch das Trennmesser 142 erzeugte Bahnende 143 des ersten Wickels 101 die Kontaktlinie zwischen dem zweiten Wickel 121 und der Kontaktwalze 103 erreichen könnte, wird der erste Wickel 101 durch eine nicht dargestellte Bremseinrichtung gebremst, so dass das Bahnende 143 nicht in den Bereich der Kontaktlinie gelangt.
In der Fig. 7 ist schließlich dargestellt, dass die Verbindungsstelle, die an dem Klebeband 122 zu erkennen ist, durch die nach wie vor stattfindende Rotation der Kontaktwalze 103 weiter transportiert wird, während der erste Wickel 101 entlang der Lagerarme 202 von der Kontaktwalze entfernt und zu einer Entnahmeposition verbracht wird. Von dort aus kann der erste Wickel 101 aus der Wickelvorrichtung 100 entfernt werden. Damit ist der Zustand gemäß der Figur 1 wieder hergestellt worden, wobei der zweite Wickel 121 nun für den nachfolgenden Wechselvorgang der erste Wickel 101 ist.
In den einzelnen Figuren sind verschiedene Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrfach dargestellt worden. Der Übersichtlichkeit halber wurden gleiche Elemente lediglich in einer oder in wenigen Figuren mit Bezugszeichen versehen. Dennoch gelten die Bezugszeichen auch in Hinblick auf Figuren, in denen sie nicht eingetragen sind.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn mit
• einem ersten Wickel, dessen aufgewickelte, erste Materialbahn abwickelbar ist,
• einer Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, über welche die erste Materialbahn in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit führbar ist,
• einem zweiten Wickel, mit welchem die neue Materialbahn bereitstellbar ist,
• einer Antriebsvorrichtung zum Drehantreiben des zweiten Wickels,
• eine Trenneinrichtung zum Durchtrennen der ersten Materialbahn, mit welcher die Materialbahn zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennbar ist,
• einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum gegenseitigen Einstellen des nachlaufenden Endes und eines Bahnanfangs der zweiten Materialbahn, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,
• wobei das nachlaufende Ende und der Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbin-
dungselement miteinander verbindbar sind, und
• wobei die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Ende und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute beträgt. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von weniger als 30 mm, insbesondere weniger als 20 mm und vorzugsweise weniger von 10 mm voneinander einnehmen. 3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet dass
das Einstellen und/oder das Verbinden bei einer Transportgeschwindigkeit von mehr als 0 Meter pro Minute (m/min), vorzugsweise mehr als 50 m/min, insbesondere mehr als 100 m/min erfolgt. 4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie zwischenspeicherfrei ausgestaltet ist. 5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Transportvorrichtung eine Transportwalze, insbesondere eine Kontaktwalze vorgesehen ist. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trenneinrichtung innerhalb der Transportvorrichtung angeordnet ist und zum Trennen aus der Oberfläche, auf welcher die Materialbahn aufliegt, herausführbar ist, wobei ein Trennschnitt erfolgt. 7.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremsvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher der erste Wickel abbremsbar ist. 8. Verfahren zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn, wobei
• von einem ersten Wickel eine aufgewickelte, erste Materialbahn abgewickelt wird,
• die erste Materialbahn über eine Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit geführt wird,
• von einem zweiten Wickel die neue Materialbahn bereitgestellt wird,
• der zweite Wickel von einer Antriebsvorrichtung drehangetrieben wird,
• die erste Materialbahn mit einer Trenneinrichtung zum Durchtrennen zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennt wird,
• das nachlaufenden Endes und eines Bahnanfangs der zweiten Materialbahn über eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingestellt werden, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,
• das nachlaufende Ende und der Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbindungselement miteinander verbunden werden, und
• die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Ende und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute betragt.
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