DE102007037809A1

DE102007037809A1 - Verfahren zum Aufwickeln einer Warenbahn

Info

Publication number: DE102007037809A1
Application number: DE102007037809A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Stöver; Joachim Dipl.-Ing. Meyer
Original assignee: MST Maschinenbau GmbH
Current assignee: MST Maschinenbau GmbH
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: DE102007037809B4

Abstract

Die Erfindung betrifft das kernlose Aufwickeln von Warenbahnen mit einer relativ hohen porösen Materialstruktur und einem hohen Flächenvolumen. Um ein leichtes, störungsfreies Ausrollen der gewickelten Warenbahn zu gewährleisten und mögliche Materialverluste zu vermeiden, wird zum Beginn eines jeden Wickelvorganges der zur Herstellung des Wickels einlaufende Anfang der Warenbahn an den Tragrollen, die das Wickelbett bilden, vorbeigeführt und nach Einlauf eines Teiles der Warenbahn in die Wickelstation eine Umschlagkante gebildet, diese Umschlagkante in das Wickelbett eingezogen und die weiter einlaufende Warenbahn zusammen mit dem vor der Umschlagkante liegenden Teil der Warenbahn zu einem Wickel aufgerollt und zum Abschluss des Wickelprozesses und des Wickels die Warenbahn so getrennt, dass der getrennte Endabschnitt nicht sofort in das Wickelbett eingezogen, sondern unter Bildung eines Umschlages auf eine Auflagefläche geleitet und zusammen mit dem restlichen Endabschnitt der Warenbahn in das Wickelbett eingezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer aus organischen und/oder synthetischen Fasern hergestellten Materialbahn, die eine relativ hohe, poröse Materialstruktur und ein hohes Flächenvolumen besitzt, wie beispielsweise Erosionsschutzmatten.
Neben Verfahren und Einrichtungen zum Aufwickeln von Warenbahnen unter Verwendung eines Wickeldornes oder einer Wickelhülse, die nicht nur die Herstellung einer exakten Wickelrolle mit einer definierten Struktur, sondern gleichzeitig auch zum Austrag des fertigen Wickels aus der Wickelmaschine dienen und ein wesentliches Element bei notwendigen Manipulationen mit der Wickelrolle in nachfolgenden Verarbeitungsprozessen bilden – DE 198 48 807 A1 , DE 198 24 619 A1 , DE 39 24 612 A1 , DE 37 19 282 A1 und DE-G 92 04 667.3 – sind zur Herstellung einer Wickelrolle Wickeleinrichtungen allgemein bekannt, die ein Wickelbett, das durch zwei in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Tragrollen gebildet wird, verwenden – DE 198 24 619 A1 und DE 39 24 612 A1 .
Eine konstruktiv einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Herstellung eines kernlosen Wickels mit verdichteten Wickellagen und relativ hohem Wickeldurchmesser für Materialien mit einer porösen Materialstruktur und einem hohen Flächenvolumen ist aus DE 201 02 309 U1 und DE 202 09 752 U1 bereits bekannt. Nach den vorgeschlagenen Lösungen wird die Materialbahn über eine Einlaufschräge der Wickelstation mit einem Wickelbett zugeführt, das durch zwei in einer Ebene angeordnete Tragrollen gebildet wird, wobei den Tragrollen eine Andruckrolle zugeordnet ist. Bei unterschiedlichen Drehrichtungen zwischen den Tragrollen und der Andruckrolle entsteht im Wickelbett eine Wickelrolle, deren Wickellagen zunächst durch das Gewicht der Andruckrolle und mit zunehmendem Wickeldurchmesser durch eine zusätzliche Presskraft verdichtet werden.
Mit den Lösungen nach DE 201 02 309 U1 und DE 202 09 752 U1 konnten Wickel mit einer sehr hohen eigenen Stabilität hergestellt werden, wobei die Materialbahn mindestens eine stabilisierende Tragschicht aufweist, die in der Wickelstation zusammen mit der Materialbahn aufgewickelt wird.
Es hat sich aber gezeigt, dass bei gewickelten Warenbahnen mit einem sehr niedrigen Flächenvolumen und einer sehr niedrigen Flächendichte, was von Anwendern der Erosionsschutzmatten verstärkt gewünscht und gefordert wird, zunehmend Probleme entstehen und die Wickel vor Ort nicht vollständig ausgerollt werden können, da sich Anfang und Ende der Warenbahn mit nachfolgenden bzw. mit den bereits aufgewickelten Flächenabschnitten der Warenbahn, insbesondere mit der Struktur der Tragschicht in ungewollter Weise verhaken bzw. verknoten. Ein einfaches und vollständiges Ausrollen der gewickelten Warenbahn ist dann nicht mehr gegeben und nur noch mit erheblicher zusätzlicher Handarbeit für das Lösen der Verbindungsstellen möglich. Dieser Aufwand wird vielfach nicht betrieben und der fehlerhafte Teil des Wickels einfach abgeschnitten. Dadurch entsteht ein erhöhter Materialabfall der zusätzlich entsorgt werden muss. Außerdem bleiben große Teile der Wahrenbahn ungenutzt.
Um Fehler am Beginn des Aufwickelprozesses auszuschalten, wurde vielfach der kontinuierlich ablaufende Wickelvorgang unterbrochen, jeder Wickelzyklus neu gestartet und die Warenbahn zur Bildung eines neuen Wickels von Hand in das Wickelbett eingelegt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den weitgehend mechanisierten Aufwickelprozess dahingehend zu verändern, dass sich der im entstehenden Wickel zur Bildung des Wickels zusammengerollte Anfang der Warenbahn nicht mit nachfolgenden Flächenteilen der Warenbahn in ungewollter Weise verbindet bzw. verhakt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein weiter verbessertes Verfahren zum Aufwickeln einer Warenbahn der eingangs genannten Materialstruktur entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.
Zur Herstellung eines relativ festen, eigenstabilen Wickels wird nach der vorgeschlagenen Lösung der Anfang einer Warenbahn, der beispielsweise eine Maschine zur Herstellung von Erosionsschutzmatten verlässt und in eine Wickelstation überführt wird, zunächst an den Tragrollen vorbei in die Wickelstation eingeleitet. Nachdem ein Teil der Warenbahn auf diese Weise in die Wickelstation eingelaufen ist, wird, durch Reversion der Drehrichtung der Tragrollen eine Umschlagkante gebildet und diese Umschlagkante in das Wickelbett zwischen den beiden Tragrollen eingezogen. Die Umschlagkante bildet den Anfang des herzustellenden Wickels, während der Umschlag der Warenbahn im Kern des Wickels eingebunden ist.
Zum Abschluss des Wickelvorganges wird die Warenbahn so getrennt, dass der abgetrennte Endabschnitt der Warenbahn nicht sofort in das Wickelbett eingezogen, sondern mit Materialüberschuss auf eine Stützfläche gleitet. Hierbei entsteht ein kurzzeitiger Stau, der zur Bildung eines Umschlages aus einem Teil des Endabschnittes der Warenbahn führt, da die Fallgeschwindigkeit des abgetrennten Endabschnittes höher ist als die Einzugsgeschwindigkeit der Tragrollen, die das Wickelbett bilden. Der entstandene Umschlag legt sich entlang einer Umschlagkante, die in Querrichtung der Warenbahn verläuft, auf den unmittelbar vor den Tragrollen befindlichen restlichen Teil des abgetrennten Endabschnittes und wird dann zusammen mit diesem zum Abschluss des Wickels in das Wickelbett eingezogen. Die so entstandene Umschlagkante bildet somit den Abschluss der aufgewickelten Warenbahn und des fertiggestellten Wickels.
Nach Fertigstellung des Wickels, bei dem die innersten Wickellagen und der Endabschnitt des Wickels somit doppellagig sind, wird die Drehrichtung der Tragrollen gegenüber der Drehrichtung der Andruckrolle erneut reversiert, der fertige Wickel ausgetragen und vorteilhafter Weise in eine Verpackungsstation überführt. Danach startet ein neuer Wickelzyklus.
Für die Einleitung einer neuen Warenbahn in die Wickelstation wird die Drehrichtung der Tragrollen wieder in Fließrichtung der zugeführten Warenbahn gestellt.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können die vorgenannten Probleme, deren Ursachen in der Materialstruktur der Warenbahnen und in der Herstellung der Wickel ohne Wickeldorn oder Wickelhülse zu suchen sind, auf relativ einfache und kostengünstige Weise durch einfaches Umsteuern der Drehrichtung der Tragrollen und durch eine geänderte Einleitung der Warenbahn in das Wickelbett gelöst werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Wickel besitzen eine hohe Eigenstabilität, erfordern für ihre Lagerhaltung und den Transport einen geringen Raum und können vor Ort auf einfache Weise ausgerollt werden, wobei die beim Ausrollen hinter den Umschlagkanten liegende Abschnitt der Warenbahn, d. h. ihr Anfang und das Ende, einfach aufgeklappt werden. Die oftmals mit dem Ausrollen der Warenbahnen verbundene Mehrarbeit entfällt und die Warenbahn kann für ihren bestimmungsgemäßen Zweck vollständig ausgenutzt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt die einzelnen Zyklen des Wickelprozesses in schematischer Darstellung.
Die in einer Maschine 1 – Darstellung I und VI – hergestellte Warenbahn 13, beispielsweise eine Erosionsschutzmatte aus Strohfasern mit einer einseitigen Tragschicht, wird über einen Zuführtisch 5 einer Wickelstation 2 zugeführt, die durch zwei Tragrollen 7; 8 und eine Andruckrolle 11 gebildet wird. Die Tragrollen 7; 8, deren Drehbewegung reversibel ist, sind in einem Rahmen 4 gelagert, während die Andruckrolle 11 am Zuführtisch 5 angelenkt ist, der um das Gelenk 6 mit steigendem Durchmesser des entstehenden Wickels 17 ausschwenkt. Aufgabe der Andruckrolle 11 ist es, den entstehenden Wickel 17 mit steigendem Wickeldurchmesser zu verdichten und für die notwendige Eigenstabilität des fertigen Wickels 17 zu sorgen.
Der Wickelstation 2 ist vorteilhafter Weise eine Verpackungsstation 3 zugeordnet, die im wesentlichen aus den Walzen 8; 9 besteht. In der Verpackungsstation 3 kann der fertige Wickel 17 mit einem Gebinde versehen werden, um ihn für den Transport und für die Lagenhaltung zusätzlich zu stabilisieren und ordnungsgemäß zu verpacken.
Wie aus Darstellung I hervorgeht, wird der Anfang 14 der einlaufenden Warenbahn 13 zunächst nicht direkt in das Wickelbett 12, wie bisher allgemein gehandhabt, sondern an der Tragrolle 8 vorbei in die Wickelstation 2 eingeleitet. Die Drehrichtung der Tragrollen 7; 8 stimmt in diesem Zyklus mit der Fließrichtung 18 der einlaufenden Warenbahn 13 überein.
Nachdem ein erster Abschnitt der Warenbahn 13 in die Wickelstation 2 eingelaufen ist – Darstellung II, wird die Drehrichtung der Tragrollen 7; 8 bei weiterer Zuführung der Warenbahn 13 entgegen der Fließrichtung 18 reversiert. Hierbei entsteht eine Umschlagkante 15 die zur Bildung des Wickels 17 selbsttätig in das Wickelbett 12 eingezogen wird.
Im weiteren Verlauf des Wickelprozesses werden nun die weiterhin zugeführte Warenbahn 13 und der vor der Umschlagkante 15 liegende Abschnitt 16 der Warenbahn 13 gemeinsam aufgewickelt. Der innere Kern des fertigen Wickels 17 weist somit zwei Warenbahnlagen auf, wobei der hinter der Umschlagkante 15 liegende Abschnitt 16 der Warenbahn mit dem Anfang 14 nach dem Ausrollen des Wickels 17 vor Ort einfach aufgeklappt wird.
Hat der Wickel den gewünschten Wickeldurchmesser erreicht, wird die kontinuierlich zugeführte Warenbahn 13 getrennt – Darstellung III. Die Trennstelle 19 der Warenbahn 13 ist hierbei so positioniert, dass der abgetrennte Endabschnitt 21 nicht sofort in das Wickelbett 12 eingezogen wird. Aufgrund der Masse des abgetrennten Teiles der Warenbahn und der höheren Fallgeschwindigkeit gegenüber der Einzugsgeschwindigkeit der Tragrollen 7; 8 gleitet der abgetrennte Endabschnitt 21 vom Zuführtisch 5 und fällt mit Materialüberschuss auf eine Stützfläche 20. Dabei entsteht ein Umschlag 22, der sich im weiteren Verlauf auf den vor der Umschlagkante 23 befindlichen Teil des Endabschnittes 21 legt und zusammen mit diesem Teil des Endabschnittes 21 zum Abschluss des Wickelvorganges in das Wickelbett 12 eingezogen wird. Die Umschlagkante 23 bildet somit den Abschluss des Wickels 17 bzw. das Ende der aufgewickelten Warenbahn 13.
Die so aufgewickelte Warenbahn 13 einer Erosionsschutzmatte lässt sich vor Ort problemlos ausrollen, da der Anfangs- und der Endabschnitt der Warenbahn durch den Umschlag flächig auf den nachfolgend aufzuwickelnden Teil der Wahrenbahn bzw. der bereits aufgewickelten Endlage des Wickels aufliegt und einzelne Fasern sich nicht mehr miteinander und/oder mit der Tragschicht verhaken oder anderweitig, beispielsweise infolge der während des Wickelvorganges aufgebrachten Presskraft, verknoten können. Die Anfangs- und Endabschnitte der Wahrenbahn 13 werden nach vollständigem Ausrollen des Wickels 17 an den Umschlagkanten 15; 23 einfach aufgeklappt und ermöglichen so die vollständige Nutzung der Erosionsschutzmatte.
Nach Abschluss des Wickelvorganges wird die Drehrichtung der Tragwalzen 7; 8, wie in Darstellung IV ersichtlich, erneut reversiert und der fertige Wickel 17 entweder ausgetragen oder, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, in die Verpackungsstation 3 überführt – Darstellung V.
Nach Rückstellung der Drehrichtung der Tragrollen 7; 8 in Fließrichtung 18 der Warenbahn 13 – Darstellung I, V und VI – startet ein neuer Wickelvorgang wie vorstehend beschrieben.

1: Maschine zur Herstellung von Vegetationsmatten
2: Wickelstation
3: Verpackungsstation
4: Rahmen
5: Zuführtisch
6: Gelenk
7: Tragrolle
8: Tragrolle
9: Walze
10: Walze
11: Andruckrolle
12: Wickelbett
13: Warenbahn
14: Anfang der Warenbahn
15: Umschlagkante
16: Warenbahnabschnitt vor Umschlagkante
17: Wickel
18: Fließrichtung der Warenbahn
19: Trennstelle der Warenbahn
20: Stützfläche
21: Endabschnitt
22: Umschlag
23: Umschlagkante

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19848807 A1 [0002]
- DE 19824619 A1 [0002, 0002]
- DE 3924612 A1 [0002, 0002]
- DE 3719282 A1 [0002]
- DE 9204667 U [0002]
- DE 20102309 U1 [0003, 0004]
- DE 20209752 U1 [0003, 0004]

Claims

Verfahren zum Aufwickeln einer aus organischen und/oder synthetischen Fasern hergestellten Warenbahn (13) mit einer relativ hohen porösen Materialstruktur und einem hohen Flächenvolumen, wie beispielsweise eine Erosionsschutzmatte, unter Verwendung eines durch zwei Tragrollen (7; 8) gebildeten Wickelbettes (12) und einer Andruckrolle (11) für eine auf dem entstehenden Wickel (17) auszuübende Presskraft, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beginn eines jeden Aufwickelzyklus der zur Herstellung des Wickels (17) einlaufende Anfang (14) der Warenbahn (13) an den Tragrollen (7; 8) vorbei geführt wird und nach Einlauf eines Teiles (16) der Warenbahn (13) in die Wickelstation (2) eine Umschlagkante (15) gebildet, diese Umschlagkante (15) zur Herstellung des Wickels (17) in das Wickelbett (12) eingezogen und die weiter einlaufende Warenbahn (13) zusammen mit dem vor der Umschlagkante (14) liegenden Abschnitt (16) der Warenbahn (13) zu einem Wickel (17) aufgerollt und zum Abschluss des Wickelvorganges die einlaufende Warenbahn (13) so getrennt wird, dass der abgetrennte Endabschnitt (21) der Warenbahn (13) nicht sofort in das Wickelbett (12) eingezogen, sondern so auf eine Stützfläche (20) geleitet wird, dass ein Umschlag (22) aus einem Teil des Endabschnittes (21) der Warenbahn entsteht und dieser Umschlag (22) zusammen mit dem restlichen Teil des Endabschnittes (21) der Warenbahn (13) zum Abschluss des Wickels (17) in das Wickelbett (12) eingezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschlagkante (15) durch Änderung der Drehrichtung der Tragwalzen (7; 8) gebildet und die aufzuwickelnde Warenbahn (13) entgegen der Drehrichtung der Tragwalzen (7, 8) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung der Tragrollen (7; 8) am Beginn jedes Wickelzyklus in Fließrichtung (18) der einlaufenden Warenbahn (13) in die Wickelstation (2) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Austrag des fertigen Wickels (17) aus der Wickelstation (2) die Drehrichtung der Tragrollen (7; 8) gegenüber der Drehrichtung der Andruckrolle (11) geändert und der Drehrichtung der Tragrollen (7; 8) am Beginn des Wickelzyklus entspricht.