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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen
einer laufenden Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn,
auf einen neuen Wickelkern, wobei die Materialbahn vorzugsweise über
einen Umfangsbereich einer vorzugsweise verlagerbaren und mit einer
herzustellenden Wickelrolle einen Wickelspalt bildenden Tragtrommel
geführt und anschließend auf einen Wickelkern
zu der herzustellenden Wickelrolle aufgewickelt wird, wobei der
neue Wickelkern vorzugsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten
Wickelrollendurchmessers in dem von der Materialbahn umschlungenen
Umfangsbereich der Tragtrommel an dieselbige bei Ausbildung eines
neuen Wickelspalts gebracht wird und wobei die Materialbahn nach
Ausbildung des neuen Wickelspalts zwischen dem neuen Wickelkern
und der Tragtrommel mittels mindestens einer Trenneinrichtung durchtrennt
und ein adhäsives Medium zwischen die Lagen der Materialbahn
mittels mindestens einer Auftragseinrichtung eingebracht wird.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Wickelmaschine gemäß dem
Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 9, die insbesondere
zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignet ist, und einen Wickelkern gemäß dem
Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 15, der insbesondere zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist.
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Derartige Überführungsverfahren
und Wickelmaschinen werden beispielsweise in der Papier- oder Kartonherstellung
eingesetzt, um die fertige und laufende Papier- oder Kartonbahn
ohne Unterbrechung des Herstellungsprozesses, das heißt
ohne Abschalten der Papier- oder Kartonmaschine, nacheinander auf
mehrere Wickelkerne, die auch als Leertamboure bezeichnet werden,
zu Wickelrollen aufzuwickeln. Auch können sie dazu dienen,
eine bereits fertig gewickelte Wickelrolle umzuwickeln.
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Dabei
muss dafür gesorgt werden, dass der durch das Durchtrennen
der Materialbahn entstehende neue Anfang der Materialbahn prozesssicher, schnell
und quasi-aufwandsneutral dem neuen Wickelkern zugeführt
wird, um auf diesem danach eine neue Wickelrolle zu bilden. Ferner
ist es von Wichtigkeit, sowohl hinsichtlich der Sauberkeit und der
Runnability der Wickelmaschine, dass die letzten Lagen der auf die
hergestellte Wickelrolle aufgewickelten Materialbahn endverklebt
werden. Durch die Endlagenverklebung wird das Entstehen eines störenden Fetzenflugs
beim Abbremsen der hergestellten Wickelrolle vermieden, zumindest
jedoch merklich reduziert. Und zudem wird die Anzahl der losen Außenlagen,
die einen Wert von bis zu 50 losen Außenlagen annehmen
kann, auf der hergestellten Wickelrolle deutlich reduziert.
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Ein
vorgenanntes Verfahren zum Überführen einer laufenden
Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, auf einen neuen
Wickelkern ist beispielsweise aus der deutschen Veröffentlichung
DE 100 85 234 T1 bekannt.
Bei diesem Verfahren wird das Klebemittel oder dergleichen auf die
Oberfläche des fertigzustellenden Wickels aufgebracht.
Der Bereich und die Menge der Aufbringung stellen zwar sicher, dass
die letzten Lagen der auf die hergestellte Wickelrolle aufgewickelten
Materialbahnen in idealer Weise endverklebt werden, jedoch ist die
benötige Menge an Klebemittel sehr groß. Das offenbarte
Verfahren bringt folglich den Nachteil eines extremen Verbrauchs
an Klebemittel und somit sehr hohe Betriebskosten mit sich.
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Weiterhin
ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Klebemittel
unmittelbar vor dem Wickelspalt zwischen der Tragtrommel und der
herzustellenden Wickelrolle auf die Oberfläche der herzustellenden
Wickelrolle platziert wird. Hierzu ist ein das Klebemittel aufbringendes
Teil an einer Einzugsvorrichtung, insbesondere einem so genannten Schwanenhals
befestigt. Kommt es bei dieser Ausführungsform nun zu einem
unverhofften Materialbahnriss, so kann das Klebemittel auf die Oberfläche der
Tragtrommel gelangen, wodurch diese dann in nachteilhafter Weise
verunreinigt wird. Die Beseitigung dieser Verunreinigung wird im
Regelfall einen üblicherweise lange Zeit andauernden Produktionsausfall
mit sich bringen.
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Ferner
ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 103 09 049 A1 ein Verfahren
zum Überführen einer laufenden Materialbahn bekannt.
Bei diesem Verfahren wird die Materialbahn durch eine einzige Trennlinie
getrennt und während des Trennens der Materialbahn wird
ein Klebstoff auf die Materialbahn aufgebracht, mittels dessen die
Materialbahn mit einem neuen Wickelkern verbunden wird. Dabei wird
der Klebstoff in einem die Trennlinie wenigstens teilweise überstreichenden
Bereich auf die Materialbahn aufgetragen. Der aufgetragene Klebstoff
kann hierbei eine Endlagenverklebung der letzten Materialbahnlagen
auf der hergestellten Wickelrolle bewirken, wobei diese Endlagenverklebung
aufgrund des erfolgten Durchgangs des Klebstoff durch den von dem
neuen Wickelkern und der Tragtrommel gebildeten neuen Wickelspalt
wohl keine große und somit ausreichend prozesssichere Verklebung
bewirken wird. Folglich können sich die letzten Materialbahnlagen
zumindest beim Abbremsen der hergestellten Wickelrolle wieder lösen
und dabei unter Umständen einen störenden Fetzenflug
bewirken.
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Weiterhin
ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 103 43 448 A1 ein Verfahren
zum Vorbereiten eines Wickels einer laufenden Materialbahn an einem
Wickeltambour für die Weiterverarbeitung bekannt. Bei diesem
Verfahren wird mindestens ein klebender Bereich auf der äußeren
Lage mittels mindestens einer Auftragseinrichtung erzeugt. Die Auftragseinrichtung
ist in der Nähe des Wickeltambours, also im freien Zug
der Materialbahn vor dem Wickeltambour angeordnet. Dieser Wirkort
der Auftragseinrichtung erfordert einerseits erhöhte Investitions-
und Betriebskosten, andererseits sind die Klebemöglichkeiten
und -varianten infolge des doch beschränkt vorhandenen
Raums sehr begrenzt. Weiterhin ist bei diesem Verfahren die Ausbildung
des freien Zugs in der Materialbahn, also die Auflösung
des zwischen dem Wickeltambour und der Tragtrommel ausgebildeten
Wickelspalts von Nachteil. Diese Auslösung des Wickelspalts
erbringt die Gefahr des Entstehens von Lufteinschlüssen
zwischen den einzelnen Lagen der Materialbahn und der Nichtaufrechterhaltung
der „eingewickelten” Bahnspannung während
des Überführvorgangs. Somit ist der Einsatz einer
teuren und einen elastischen Überzug aufweisenden Luftabquetschwalze
unumgänglich.
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Und
aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2004 009 144 U1 ist
eine Wickelmaschine zum Überführen einer laufenden
Materialbahn bekannt. Hierbei ist vorgesehen, dass mindestens eine Klebeanordnung
in Laufrichtung der Materialbahn unmittelbar nach dem Ablaufpunkt
der Materialbahn von einer Tragtrommel angeordnet ist. Auch bei
dieser offenbarten Wickelmaschine ergeben sich wiederum die soeben
genannten Nachteile, also erhöhte Investitions- und Betriebskosten,
beschränkte Klebemöglichkeiten und -varianten
und möglicher Einsatz einer teuren Luftabquetschwalze.
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Es
ist also Aufgabe der Erfindung, sowohl ein Verfahren als auch eine
Wickelmaschine der eingangs genannten Arten derart weiterzubilden,
dass die zuvor genannten Nachteile des Stands der Technik merklich
reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermieden werden.
Insbesondere soll auch der Außenlagenausschuss vermindert
und ein qualitativ hochwertiger Aufbau der Wickelrolle erreicht
werden. Zudem sollen auch beste Voraussetzungen für eine optimale
Runnability und günstige Investitions- und Verfahrenskosten
gegeben sein.
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Ferner
soll auch ein Wickelkern der eingangs genannten Art derart weitergebildet
werden, damit er insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignet ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das adhäsive Medium in Laufrichtung der Materialbahn
vor dem neuen, zwischen dem neuen Wickelkern und der Tragtrommel
ausgebildeten Wickelspalt oberseitig und als wenigstens ein Streifen
auf die Materialbahn mittels der mindestens einen Auftragseinrichtung
derart aufgebracht wird, so dass es den neuen Wickelspalt in einem
Bereich durchläuft, in welchem der neue Wickelkern mit
wenigstens einer an dem Umfang radial angeordneten Aussparung versehen
ist, wobei die wenigstens eine Aussparung derart vorgese hen ist,
dass das auf die Materialbahn aufgebrachte adhäsive Medium
den neuen Wickelspalt unberührt durchläuft.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
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Durch
die Kombination der kennzeichnenden Merkmale, also das oberseitige
Aufbringen von wenigstens einem Streifen des adhäsiven
Mediums auf die Materialbahn und das Vorsehen wenigstens einer an
dem Umfang radial angeordneten Aussparung an dem neuen Wickelkern,
wird die Möglichkeit geschaffen, dass das auf die Materialbahn
aufgebrachte adhäsive Medium den neuen Wickelspalt unberührt
durchläuft. Somit können bereits lediglich geringe
Mengen an adhäsivem Medium quasi-verlustfrei zu einer effektiven
Endverklebung der letzten Lagen der auf die hergestellte Wickelrolle
aufgewickelten Materialbahn beitragen. Der Begriff „Streifen” definiert
hierbei lediglich eine maximale Fläche beziehungsweise
eine Form des aufgebrachten adhäsiven Mediums; so kann
das adhäsive Medium beispielsweise auch als eine dem Fachmann
bekannte „Raupe” aufgebracht werden.
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Überdies
ist die Aufbringung des adhäsiven Mediums in Laufrichtung
der Materialbahn vor dem neuen, zwischen dem neuen Wickelkern und
der Tragtrommel ausgebildeten Wickelspalt von prozesstechnologischem
Vorteil. So muss einerseits der zwischen der Wickelrolle und der
Tragtrommel ausgebildete Wickelspalt nicht geöffnet werden,
andererseits steht ausreichend Raum für die Aufbringung
des adhäsiven Mediums zur Verfügung.
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Dabei
ist es von besonderem Vorteil, wenn das adhäsive Medium
vor dem von der Materialbahn umschlungenen Umfangsbereich der Tragtrommel auf
die Materialbahn aufgebracht wird. Denn hierbei kann vollständig
vermieden werden, dass adhäsives Medium auf die Oberfläche
der Tragtrommel gelangen kann, sei es aufgrund eines unverhofften
Materialbahnrisses oder aufgrund einer falschen Ansteuerung der
Auftragseinrichtung.
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Das
adhäsive Medium erwirkt allgemein eine Adhäsion,
die Haftkräfte an den Kontaktflächen zweier unterschiedlicher
oder gleicher Stoffe durch Molekularkräfte umfasst. Die
Stoffe können sich in festem oder in flüssigem
Zustand befinden. Im Bereich der Klebstoffe versteht man unter Adhäsion
die Haftung von Klebschichten an den Fügeteiloberflächen.
Die Vorgänge bei der Adhäsion sind noch nicht
vollständig aufgeklärt. Sie gestalten sich besonders
schwierig, weil die Abhängigkeiten zwischen den Klebstoffsystemen
und den verschiedenen Fügeteiloberflächen sehr
komplex sind.
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So
kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung das adhäsive
Medium Wasser, ein vorzugsweise wasserlöslicher Flüssigkleber,
insbesondere Stärke, ein Zweikomponentenkleber, ein Schmelzklebstoff
(Hotmelt) oder ein beispielsweise mittels UV-Strahlung aktivierbarer
Kleber sein. Selbstverständlich kann das adhäsive
Medium aber auch ein vorzugsweise wasserlösliches Klebeband,
insbesondere ein konfektionierter Klebestreifen oder eine ausgestanzte
Klebebandrondelle sein.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird das adhäsive
Medium in wenigstens zwei, vorzugsweise mehreren und vorzugsweise
gleichverteilten, insbesondere zu der Mitte der Materialbahn symmetrisch
angeordneten Streifen auf die Materialbahn aufgebracht. So kann
die Prozesssicherheit hinsichtlich der Endverklebung der letzten
Lagen der auf die hergestellte Wickelrolle aufgewickelten Materialbahn
wesentlich gesteigert werden und eine möglichst bahnbreite
Endverklebung ohne jegliche wickeltechnologischen Nachteile erzeugt
werden.
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Damit
auch eine ausreichende Adhäsion zwischen den letzten Lagen
der auf die hergestellte Wickelrolle aufgewickelten Materialbahn
hergestellt wird, wird das adhäsive Medium als wenigstens
ein Streifen mit einer Streifenbreite im Bereich von 1 bis 50 mm,
vorzugsweise von 1 bis 30 mm, insbesondere von 1 bis 5 mm, auf die
Materialbahn aufgebracht. Überdies erzeugt eine für
diese Streifenbreite erforderliche Aussparungsbreite noch keine „Durchdrückung” und
somit keinen Kernausschuss in den ersten Lagen der auf den neuen
Wickelkern aufgewickelten Materialbahn. Die maximale zulässige,
ja unbedenkliche Aussparungsbreite hängt in für
den Fachmann bekannter Weise auch von der Materialbahnsorte, dem Wickelkerndurchmesser
und dem Wickelrollendurchmesser ab.
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Das
adhäsive Medium kann in unterschiedlichen Zeitbereichen
und -dauern und an verschiedenen Aufbringungsorten streifenförmig
auf die Materialbahn aufgebracht werden. So wird es vorzugsweise
zumindest während und/oder in dem Bereich der Durchtrennung
der Materialbahn als wenigstens ein Streifen auf die Materialbahn
aufgebracht. Wird das adhäsive Medium beispielsweise zeitlich
wesentlich vor der Durchtrennung der Materialbahn auf dieselbige
aufgebracht, so wird eben über mehrere Lagen hinweg eine
Endblattverklebung der Materialbahn auf der herzustellenden Wickelrolle
erzeugt. Überdies kann durch eine genaue Festlegung der
Zeitbereiche und -dauern einerseits und des Aufbringungsorts andererseits
eine optimale Endblattverklebung und eine sichere Überführung
der Materialbahn auf den neuen Wickelkern aufgrund der temporären
Verwendung des adhäsiven Mediums erreicht werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in einem
ersten Schritt vor dem Aufbringen des adhäsiven Mediums
die Position der wenigstens einen an dem neuen Wickelkern angebrachten
Aussparung mittels einer Einrichtung ermittelt. In einem zweiten
Schritt wird dann das adhäsive Medium als wenigstens ein
Streifen in dem Bereich der wenigstens einen ermittelten und an
dem neuen Wickelkern angebrachten Aussparung auf die Materialbahn
aufgebracht. Durch dieses Vorgehen wird sichergestellt, dass die
räumliche Abstimmung zwischen dem Aufbringungsort des adhäsiven
Mediums und der an dem neuen Wickelkern angebrachten Aussparung fortwährend
gegeben ist und somit etwaige betriebliche Toleranzen, Fertigungstoleranzen,
wie beispielsweise ein Axialspiel bei dem neuen Wickelkern, und andersartige
Gegebenheiten, wie etwa unterschiedliche Toleranzen in dem Tambourmagazin,
bei den Transportschienen oder bei den Transporthebeln, keinen negativen
Einfluss auf das Verfahren ausüben können.
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Die
Position der wenigstens einen an dem neuen Wickelkern angebrachten
Aussparung wird bevorzugt mittels mindestens eines optischen, kapazitiven
oder induktiven Sensors ermittelt, da sich diese Sensorenarten in ähnlichen
Anwendungsfällen in dem Bereich einer Wickelmaschine bereits
bestens bewährt haben.
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Der
entsprechende Sensor ist selbstredend mit einer Auswerteinheit verbunden,
die wiederum mit der Steuerungs-/Regelungseinheit für die
Wickelmaschine verbunden ist. Die Steuerungs-/Regelungseinheit für
die Wickelmaschine kann ihrerseits optional mit einem übergeordneten
System, wie beispielsweise einem Prozessleitsystem für
die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, verbunden sein.
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In
Abhängigkeit von dem realisierten Wickelkonzept ist es
auch möglich, dass vor der Ausbildung des neuen Wickelspalts
zwischen dem neuen Wickelkern und der Tragtrommel die herzustellende
Wickelrolle von der Tragtrommel bei Auflösung des Wickelspalts
und bei Ausbildung eines freien Zugs in der Materialbahn wegbewegt
wird. Somit kann der neue Wickelkern entlang eines größeren
Umfangsbereichs an die Tragtrommel bei Ausbildung des neuen Wickelspalts
gebracht wird. Nachteilhaft könnte jedoch die möglicherweise
notwendige Verwendung einer teueren Luftabquetschwalze sein.
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Ferner
wird die Materialbahn mittels der mindestens einen vor, in dem Bereich
oder nach der Aufbringungsposition des adhäsiven Mediums
angeordneten Trenneinrichtung, vorzugsweise einer Quertrenneinrichtung,
insbesondere einer Wasserstrahl-Quertrenneinrichtung, durchtrennt.
Eine derartige Trenneinrichtung gewährleistet im Allgemeinen gute
bis sehr gute Trenneigenschaften, wie beispielsweise Trenngeschwindigkeit,
Trennqualität und dergleichen. Je nach Anzahl an Trenneinrichtungen
können verschiedene Trennkonturen realisiert werden: eine
Trennlinie über die Bahnbreite hinweg, zwei sich vorzugsweise
in dem mittleren Bereich der Materialbahn kreuzende und zum gegenüberliegenden Bahnrand
verlaufende Trennlinien oder zwei in dem mittleren Bereich der Materialbahn
zueinander beabstandet angesetzte und zum gleichliegenden Bahnrand
verlaufende Trennlinien.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einer Wickelmaschine
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass die mindestens eine Auftragseinrichtung für
das adhäsive Medium derart vorgesehen ist, dass sie das
adhäsive Medium in Laufrichtung der Materialbahn vor dem
neuen, zwischen dem neuen Wickelkern und der Tragtrommel ausgebildeten
Wickelspalt oberseitig und als wenigstens ein Streifen auf die Materialbahn
aufbringt, so dass es den neuen Wickelspalt in einem Bereich durchläuft,
in welchem der neue Wickelkern mit wenigstens einer an dem Umfang
radial angeordneten Aussparung versehen ist, wobei die wenigstens
eine Aussparung derart vorgesehen ist, dass das auf die Materialbahn
aufgebrachte adhäsive Medium den neuen Wickelspalt unberührt
durchläuft.
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Diese
erfindungsgemäße Wickelmaschine eignet sich in
hervorragender Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, so dass sich letztlich die bereits genannten erfindungsgemäßen
Vorteile ergeben. Der Begriff „Streifen” definiert hierbei
lediglich eine maximale Fläche beziehungsweise eine Form
des aufgebrachten adhäsiven Mediums; so kann das adhäsive
Medium beispielsweise auch als eine dem Fachmann bekannte „Raupe” aufgebracht
werden.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform weist der neue
Wickelkern entsprechend der aufgebrachten Streifen an adhäsivem
Medium wenigstens zwei, vorzugsweise mehrere und vorzugsweise gleichverteilte,
insbesondere zu der Mitte der Materialbahn symmetrisch angeordnete
Aussparungen auf. So kann die Prozesssicherheit hinsichtlich der
Endverklebung der letzten Lagen der auf die hergestellte Wickelrolle
aufgewickelten Materialbahn wesentlich gesteigert werden und eine
möglichst bahnbreite Endverklebung ohne jegliche wickeltechnologischen
Nachteile erzeugt werden.
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Und
in Abhängigkeit von der Streifenbreite des entsprechenden
Streifens an adhäsivem Medium kann die wenigstens eine
an dem neuen Wickelkern angebrachte Aussparung eine Aussparungsbreite
im Bereich von 1 bis 50 mm, vorzugsweise von 1 bis 30 mm, insbesondere
von 1 bis 5 mm, aufweisen. Überdies erzeugt eine derartige
Aussparungsbreite noch keine „Durchdrückung” und
somit keinen Kernausschuss in den ersten Lagen der auf den neuen
Wickelkern aufgewickelten Materialbahn. Die maximale zulässige,
ja unbedenkliche Aussparungsbreite hängt in für
den Fachmann bekannter Weise auch von der Materialbahnsorte, dem
Wickelkerndurchmesser und dem Wickelrollendurchmesser ab.
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Ferner
weist die wenigstens eine an dem neuen Wickelkern angebrachte und
einen Aussparungsgrund aufweisende Aussparung in einer bevorzugten
Ausführungsform eine Aussparungstiefe im Bereich von 0,1
bis 10 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 7 mm, insbesondere von 0,1 bis
5 mm, auf, wobei der Aussparungsgrund vorzugsweise mit einer Beschichtung,
insbesondere einer Silikon- oder Teflonbeschichtung, versehen ist.
Mit einer derartigen Beschichtung wird eine mögliche, jedoch
unerwünschte Verklebung an dem neuen Wickelkern vermieden. Generell
soll die Aussparungstiefe so bemessen sein, dass der dortige Auftrag
des adhäsiven Mediums genügend „Bodenfreiheit” findet.
Hinsichtlich der Kosten für den neuen Wickelkern wird man
bestrebt sein, ohne eine Beschichtung des Aussparungsgrunds auszukommen.
Jedoch reduziert ein beschichteter Aussparungsgrund die erforderliche
Aussparungstiefe erheblich. So kann die Aussparung in dem Wickelkern
beispielsweise auch vollständig mit der beschriebenen Beschichtung
ausgefüllt sein, so dass letztlich keine Aussparung mehr
vorhanden ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorzugsweise
in dem Bereich des neuen, mit der Tragtrommel einen neuen Wickelspalt
bildenden Wickelkerns mindestens eine Einrichtung zur Ermittlung
der Position der wenigstens einen an dem neuen Wickelkern angebrachten
Aussparung vorgesehen. Die mindestens eine Auftragseinrichtung für
das adhäsive Medium ist dann vorzugsweise mittels mindestens
einer Einrichtung derart positionierbar, dass das adhäsive
Medium als wenigstens ein Streifen in dem Bereich der wenigstens
einen ermittelten und an dem neuen Wickelkern angebrachten Aussparung auf
die Materialbahn aufgebracht wird. Durch dieses Vorgehen wird sichergestellt,
dass die räumliche Abstimmung zwischen dem Aufbringungsort
des adhäsiven Mediums und der an dem neuen Wickelkern angebrachten
Aussparung fortwährend gegeben ist und somit etwaige betriebliche
Toleranzen, Fertigungstoleranzen und andersartige Gegebenheiten keinen
negativen Einfluss auf die Wickelmaschine ausüben können.
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Die
Einrichtung zur Ermittlung der Position der wenigstens einen an
dem neuen Wickelkern angebrachten Aussparung umfasst bevorzugt wenigstens
einen optischen, kapazitiven oder induktiven Sensor, da sich diese
Sensorenarten in ähnlichen Anwendungsfällen in
dem Bereich einer Wickelmaschine bereits bestens bewährt
haben. Der entsprechende Sensor ist selbstredend mit einer Auswerteinheit
verbunden, die wiederum mit der Steuerungs-/Regelungseinheit für
die Wickelmaschine verbunden ist. Die Steuerungs-/Regelungseinheit
für die Wickelmaschine kann ihrerseits optional mit einem übergeordneten
System, wie beispielsweise einem Prozessleitsystem für
die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, verbunden sein.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Wickelkern
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass der Grundkörper mit wenigstens einer
an dem Umfang radial angeordneten Aussparung versehen ist, die eine
Aussparungsbreite im Bereich von 1 bis 50 mm, vorzugsweise von 1
bis 30 mm, insbesondere von 1 bis 5 mm, und eine Aussparungstiefe
im Bereich von 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 7 mm, insbesondere von
0,1 bis 5 mm, aufweist.
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Dieser
erfindungsgemäße Wickelkern eignet sich in hervorragender
Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, so dass sich letztlich die bereits genannten erfindungsgemäßen
Vorteile ergeben.
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Ferner
kann auch vorgesehen sein, dass der Aussparungsgrund mit einer Beschichtung,
insbesondere einer Silikon- oder Teflonbeschichtung, versehen ist.
Mit einer derartigen Beschichtung wird eine mögliche, jedoch
unerwünschte Verklebung an dem neuen Wickelkern vermieden.
So kann die Aussparung in dem Wickelkern beispielsweise auch vollständig
mit der beschriebenen Beschichtung ausgefüllt sein, so
dass letztlich keine Aussparung mehr vorhanden ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung.
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Es
zeigen
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1 eine
schematisierte Seitenansicht einer bekannten Wickelmaschine während
der Hauptwickelphase;
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2 eine
schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Wickelmaschine während der Endwickelphase;
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3 einen
Teil der in der 2 dargestellten und erfindungsgemäßen
Wickelmaschine in Richtung des Pfeils „Y” gesehen;
und
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4 eine
schematisierte Detailansicht „Z” der in der 3 dargestellten
Ansicht der erfindungsgemäßen Wickelmaschine.
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Die
in 1 in schematisierter Seitenansicht dargestellte
Wickelmaschine 1 dient zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn 2,
wobei die Materialbahn 2 nacheinander auf mehrere Wickelkerne 4, 5 zu
Wickelrollen 3 aufgewickelt wird. Bei der Materialbahn 2 kann
es sich insbesondere um eine Faserstoffbahn, wie beispielsweise
eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn, handeln, die eine Laufrichtung
R (Pfeil) aufweist.
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Die
Wickelmaschine
1 umfasst eine auch als Anpresstrommel oder
Stützwalze bezeichnete Tragtrommel
6, die entweder
starr gelagert oder entlang einer gedachten, gestrichelt dargestellten
Geraden G mittels einer nicht dargestellten Anpresseinrichtung verlagerbar
ist (Doppelpfeil
7) und von einem Antrieb angetrieben ist.
Die Tragtrommel
6 kann in bekannter Weise eine geschlossene,
gummierte, gerillte und/oder gebohrte Oberfläche aufweisen.
Die verschiedenen Lagerungs- und Bewegungsarten für die Tragtrommel
6 sind
insbesondere in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 07 897 A1 offenbart;
ihr Inhalt wird hiermit zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht.
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Die
Materialbahn 2 wird entweder aus einem hier nicht dargestellten
Glättwerk oder aus einer hier ebenfalls nicht dargestellten
Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine herausgeführt.
Sie umschlingt dann zunächst eine Walze 8, beispielsweise eine
Breitstreckwalze oder eine Papierleitwalze, läuft sodann
auf der Mantelfläche 9 der Tragtrommel 6 auf und
umschlingt diese Mantelfläche 9 um einen gewissen
Winkel („Umfangsbereich” 10) bis zum
Ablösen durch die zu bildende Wickelrolle 3. Dabei
kann die Materialbahn 2, wie gestrichelt angedeutet, in
verschiedenen Geometrien auf die Mantelfläche 9 der Tragtrommel 6 auflaufen.
Das Ablösen der Materialbahn 2 von der Tragtrommel 6 und
das Überführen auf die zu bildende Wickelrolle 3 geschieht
in dem so genannten Wickelspalt („Nip”) 11,
der sich während der „Hauptwickelphase” zwischen
der Tragtrommel 6 und der zu bildenden Wickelrolle 3 ausbildet.
Die zu bildende Wickelrolle 3 wird mittels einer nicht
dargestellten Hub- oder Anpresseinrichtung („Sekundärantrieb”)
einer verfahrbaren Transporteinrichtung („Sekundärschlitten”)
in die mit dem Pfeil 12 gekennzeichnete Bewegungsrichtung
geführt. Die Hub- oder Anpresseinrichtung kann beispielsweise
zumindest ein Spindelantrieb, der eine von einer Motoreinheit angetriebene
Gewindespindel umfasst, oder zumindest ein Stellantrieb in Ausgestaltung
eines Linearantriebs oder Hydraulikzylinders sein. Die Transporteinrichtung
dient zum Halten und Führen des auf den Schienen („Führungsbahn”) 13 aufliegenden
Wickelkerns 4 der zu bildenden Wickelrolle 3.
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Eine
Vorrichtung zum Regeln der in dem Wickelspalt
11 entstehenden
Linienkraft L während der Hauptwickelphase ist beispielsweise
in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 07 897 A1 offenbart.
In der in
1 dargestellten Hauptwickelphase
wird ein neuer Wickelkern („Leertambour”)
5 von
einer nicht dargestellten Haltevorrichtung bereits in einem Abstand
von der Tragtrommel
6 gehalten („Bereitschaftsposition”).
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Die 2 zeigt
eine schematisierte Seitenansicht der Wickelmaschine 1 zum
Aufwickeln der laufenden Materialbahn 2 während
der Endwickelphase.
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Der
neue und vorzugsweise vorbeschleunigte Wickelkern 5 wurde
bereits in dem von der Materialbahn 2 umschlungenen Umfangsbereich 10 der Tragtrommel 6 an
dieselbige bei Ausbildung eines neuen Wickelspalts („Nip”) 14 gebracht.
Diese Bringung kann beispielsweise durch einen so genannten, jedoch
nicht dargestellten Primärarm erfolgen. Ferner kann diese
Bringung beispielsweise unmittelbar vor Erreichen eines vorbestimmten
Wickelrollendurchmessers D erfolgen.
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Zum
Abschluss dieser Endwickelphase wird ein adhäsives Medium 16 zwischen
die Lagen der auf der Wickelrolle 3 aufgewickelten Materialbahn 2 mittels
einer Auftragseinrichtung 15 eingebracht. Die Auftragseinrichtung 15 ist
zwischen der Walze 8, beispielsweise eine Breitstreckwalze
oder eine Papierleitwalze, und der Auflauflinie A, an welchen die
Materialbahn 2 auf die Mantelfläche 9 der
Tragtrommel 6 aufläuft, angeordnet. Sie kann aber
auch, wie gestrichelt dargestellt, zwischen der Auflauflinie A und dem
neuen Wickelspalt 14 angeordnet sein.
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Weiterhin
ist die Auftragseinrichtung 15 für das adhäsive
Medium 16 derart vorgesehen, dass sie das adhäsive
Medium 16 in Laufrichtung R (Pfeil) der Materialbahn 2 vor
dem neuen, zwischen dem neuen Wickelkern 5 und der Tragtrommel 2 ausgebildeten Wickelspalt 14 oberseitig
und als wenigstens ein Streifen 17 auf die Materialbahn 2 aufbringt.
Das als wenigstens ein Streifen 17 aufgebrachte adhäsive Medium 16 durchläuft
den neuen Wickelspalt 14 dann in einem Bereich, in welchem
der neue Wickelkern 5 mit wenigstens einer an dem Umfang 19 radial angeordneten
Aussparung 18 (vgl. 3 und 4) versehen
ist, wobei die wenigstens eine Aussparung 18 derart vorgesehen
ist, dass das auf die Materialbahn 2 aufgebrachte adhäsive
Medium 16 den neuen Wickelspalt 14 unberührt
durchläuft.
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Das
adhäsive Medium 16 kann auch in wenigstens zwei,
vorzugsweise mehreren und vorzugsweise gleichverteilten, insbesondere
zu der Mitte der Materialbahn 2 (vgl. 3)
symmetrisch angeordneten Streifen 17 auf die Materialbahn 2 aufgebracht werden.
In diesem Fall ist die Anzahl der entsprechenden Aussparungen 18 in
dem neuen Wickelkern 5 zumindest gleich oder größer
der Anzahl der aufgebrachten Streifen 17. Ferner kann das
adhäsive Medium 16 Wasser, ein vorzugsweise wasserlöslicher Flüssigkleber,
insbesondere Stärke, ein Zweikomponentenkleber oder ein
beispielsweise mittels UV-Strahlung aktivierbarer Kleber sein. Selbstverständlich
kann das adhäsive Medium aber auch ein vorzugsweise wasserlösliches
Klebeband, insbesondere ein konfektionierter Klebestreifen oder
eine ausgestanzte Klebebandrondelle sein. In dem ersten Fall weist
die Auftragseinrichtung 15 dann wenigstens eine Auftragsdüse 15.1 auf,
wohingegen sie in dem zweiten Fall wenigstens einen Klebebandspender aufweist.
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In
der vorliegenden Ausführungsform der Wickelmaschine 1 ist
noch eine optionale Andrückwalze 20 zur Andrückung
der letzten Lagen der auf die hergestellte Wickelrolle 3 aufgewickelten
Materialbahn 2 vorgesehen. Die Andrückwalze 20 weist
einen elastischen Überzug auf und sie kann gesteuert/geregelt an
die Wickelrolle 3 angedrückt werden.
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Während
oder nach Abschluss des Auftrags des adhäsiven Mediums 16 wird
dann die Materialbahn 2 mittels mindestens einer lediglich
angedeuteten Trenneinrichtung 21 durchtrennt. Die Trenneinrichtung 21 kann
beispielsweise eine dem Fachmann bekannte Quertrenneinrichtung,
insbesondere eine Wasserstrahl-Quertrenneinrichtung umfassen. Weiterhin
ist die Trenneinrichtung 21 vor, in dem Bereich oder nach
der Auftragseinrichtung 15 für das adhäsive
Medium 16 angeordnet.
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Nach
dem erfolgreichen Überführen der Materialbahn 2 auf
den neuen Wickelkern 5 („Anwickelphase”)
wird dann in nicht dargestellter Weise die hergestellte Wickelrolle 3 mit
der bereits erwähnten Transporteinrichtung von der Tragtrommel 6 bei
Auflösung des Wickelspalts 11 und bei Ausbildung
eines freien Zugs in der eine Laufrichtung R (Pfeil) aufweisenden
Materialbahn 2 in der mit dem Pfeil gekennzeichneten Bewegungsrichtung 22 verlagert.
Die Verlagerung wird erst dann beendet, wenn die hergestellte Wickelrolle 3 horizontal
eine gewünschte Endposition E erreicht hat.
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Der
neue Wickelkern 5 mit der darauf bereits aufgewickelten
Materialbahn 2 („Anwickelphase”) wird
dann von der nicht dargestellten Haltevorrichtung bei Aufrechterhaltung
des neuen Wickelspalts 14 auf die Schienen 13 aufgesetzt
und in die bereits beschriebene „Hauptwickelphase” überführt.
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Die 3 zeigt
nun einen Teil der in der 2 dargestellten
und erfindungsgemäßen Wickelmaschine 1 in
Richtung des Pfeils ”Y” gesehen.
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Die
Materialbahn 2 läuft entlang ihrer Laufrichtung
R (Pfeil) über eine Walze 8, beispielsweise eine
Breitstreckwalze oder eine Papierleitwalze, ehe sie dann an der
Auflauflinie A auf die Mantelfläche 9 der Tragtrommel 6 aufläuft.
Danach umschlingt sie die Mantelfläche 9 der Tragtrommel 6 um
einen gewissen Winkel („Umfangsbereich” 10)
und durchläuft dabei den zwischen der Tragtrommel 6 und
dem neuen Wickelkern 5 gebildeten neuen und gestrichelt dargestellten
Wickelspalt 14. Das Ablösen der Materialbahn 2 von
der Tragtrommel 6 und das Überführen
auf die zu bildende und nicht dargestellte Wickelrolle geschieht
in dem so genannten Wickelspalt („Nip”), der sich
während der „Hauptwickelphase” zwischen
der Tragtrommel 6 und der zu bildenden Wickelrolle ausbildet
(vg. 1).
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Der
neue Wickelkern 5 zum Aufwickeln der laufenden Materialbahn 2 umfasst
einen Grundkörper 26, der je einen an seinen beiden
Stirnseiten 27, 28 angebrachten Lagerzapfen 29, 30 aufweist,
und eine bahnberührte Umfangsfläche 31.
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In
vorliegender Ausführungsform ist eine drei Auftragsdüsen 15.1 aufweisende
Auftragseinrichtung 15 vorgesehen, die das adhäsive
Medium 16 als drei lediglich ausschnittsweise dargestellte
Streifen 17 auf die Materialbahn 2 aufbringt.
Das als drei Streifen 17 aufgebrachte adhäsive
Medium 16 durchläuft den neuen Wickelspalt 14 dann
in einem Bereich, in welchem der neue Wickelkern 5 mit
drei oder mehr an dem Umfang 19 radial angeordneten Aussparungen 18 versehen
ist, wobei die jeweilige Aussparung 18 derart vorgesehen
ist, dass das als entsprechender Streifen 17 mit einer
Streifenbreite B.17 auf die Materialbahn 2 aufgebrachte
adhäsive Medium 16 den neuen Wickelspalt 14 unberührt
durchläuft.
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Die
Streifen 17 an adhäsivem Medium 16 und
die an dem neuen Wickelkern 5 angeordneten Aussparungen 18 sind
also zueinander fluchtend ausgerichtet. In dem vorliegenden Fall
sind sie zudem noch zu der Mitte M der Materialbahn 2 symmetrisch
angeordnet.
-
Die
dem Fachmann bekannte Trenneinrichtung, beispielsweise eine Quertrenneinrichtung,
insbesondere eine Wasserstrahl-Quertrenneinrichtung, ist in der
Darstellung der 3 nicht dargestellt.
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In
dem Bereich des neuen, mit der Tragtrommel 6 einen neuen
Wickelspalt 14 bildenden Wickelkerns 5 ist eine
lediglich angedeutete Einrichtung 23 zur Ermitt lung der
Position der wenigstens einen an dem neuen Wickelkern 5 angebrachten
Aussparung 18 vorgesehen. Da mehrere Aussparungen 18 normalerweise
zueinander gleich bleibende Abstände aufweisen, ist die
Ermittlung der Position einer Aussparung 18, beispielsweise
der randseitigsten Aussparung, ausreichend. Selbstverständlich
kann auch für jede Aussparung 18 eine eigene Einrichtung 23 zur
Ermittlung ihrer Position vorgesehen sein. Die Einrichtung 23 zur
Ermittlung der Position der wenigstens einen an dem neuen Wickelkern 5 angebrachten
Aussparung 18 umfasst wenigstens einen optischen, kapazitiven
oder induktiven und lediglich angedeuteten Sensor 24. Der
Sensor 24 ist selbstredend mit einer Auswerteinheit in
der Einrichtung 23 verbunden (Pfeildarstellung), die wiederum
mit der Steuerungs-/Regelungseinheit für die Wickelmaschine
verbunden ist. Die Steuerungs-/Regelungseinheit für die
Wickelmaschine kann ihrerseits optional mit einem übergeordneten
System, wie beispielsweise einem Prozessleitsystem für
die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, verbunden sein.
-
In
Anlehnung an die ermittelten Positionen der Aussparung 18 ist
die Auftragseinrichtung 15 für das adhäsive
Medium 16 mittels einer lediglich angedeuteten Einrichtung 25 derart
positionierbar (Doppelpfeile), dass das adhäsive Medium 16 als
wenigstens ein Streifen 17 in dem Bereich der wenigstens einen
ermittelten und an dem neuen Wickelkern 5 angebrachten
Aussparung 18 auf die Materialbahn 2 aufgebracht
wird.
-
Die 4 zeigt
eine schematisierte Detailansicht ”Z” der in der 3 dargestellten
Ansicht der Wickelmaschine 1. Es ist deutlich erkennbar,
dass der neue Wickelkern 5 mit der Tragtrommel 6 einen neuen
Wickelspalt 14 bildet, durch welchen die Materialbahn 2 hindurch
geführt ist.
-
Der
lediglich ausschnittsweise dargestellte neue Wickelkern 5 zum
Aufwickeln der laufenden Materialbahn 2 umfasst einen Grundkörper 26,
der je einen an seinen beiden Stirnseiten 27, 28 angebrachten
Lagerzapfen 29, 30 aufweist, und eine bahnberührte
Umfangsfläche 31 (vgl. 3).
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Der
Grundkörper 26 ist mit wenigstens einer an dem
Umfang 19 radial angeord neten Aussparung 18 versehen,
die eine Aussparungsbreite B.18 im Bereich von 1 bis 50 mm, vorzugsweise
von 1 bis 30 mm, insbesondere von 1 bis 5 mm, und eine Aussparungstiefe
T.18 im Bereich von 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 7 mm,
insbesondere von 0,1 bis 5 mm, aufweist. Die Flächen der
Aussparung 18 können an ihren Kanten fließend
ineinander übergehen, beispielsweise durch die Anbringung
von Rundungen oder Radien. Weiterhin kann der Aussparungsgrund 32 mit
einer Beschichtung, insbesondere einer Silikon- oder Teflonbeschichtung,
versehen sein.
-
Ferner
ist die Aussparung 18 derart vorgesehen, dass das auf die
Materialbahn 2 als Streifen 17 mit einer Streifenbreite
B.17 und einer Streifenhöhe H.17 aufgebrachte adhäsive
Medium 16 den neuen Wickelspalt 14 unberührt
durchläuft. Die Streifenbreite B.17 liegt in einem Bereich
von 1 bis 50 mm, vorzugsweise von 1 bis 30 mm, insbesondere von
1 bis 5 mm. Und die an dem neuen Wickelkern 5 angeordneten
Aussparungen 18 sind gewöhnlich zu der Mitte M
der Materialbahn 2 symmetrisch angeordnet (vgl. 3).
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Die
in den 1 bis 4 dargestellte Wickelmaschine 1 eignet
sich in besonderem Maße zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Überführen einer laufenden Materialbahn 2,
insbesondere einer Faserstoffbahn, auf einen neuen Wickelkern 5,
wobei die Materialbahn 2 vorzugsweise über einen
Umfangsbereich 10 einer vorzugsweise verlagerbaren und
mit einer herzustellenden Wickelrolle 6 einen Wickelspalt 11 bildenden
Tragtrommel 6 geführt und anschließend
auf einen Wickelkern 4 zu der herzustellenden Wickelrolle 6 aufgewickelt
wird, wobei der neue Wickelkern 5 vorzugsweise unmittelbar
vor Erreichen eines vorbestimmten Wickelrollendurchmessers D in
dem von der Materialbahn 2 umschlungenen Umfangsbereich 10 der
Tragtrommel 6 an dieselbige bei Ausbildung eines neuen
Wickelspalts 14 gebracht wird und wobei die Materialbahn 2 nach
Ausbildung des neuen Wickelspalts 14 zwischen dem neuen
Wickelkern 5 und der Tragtrommel 6 mittels mindestens
einer Trenneinrichtung 21 durchtrennt und ein adhäsives
Medium 16 zwischen die Lagen der Materialbahn 2 mittels
mindestens einer Auftragseinrichtung 15 eingebracht wird.
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Dabei
wird das adhäsive Medium 16 in Laufrichtung R
der Materialbahn 2 vor dem neuen, zwischen dem neuen Wickelkern 5 und
der Tragtrommel 6 ausgebildeten Wickelspalt 14 oberseitig
und als wenigstens ein Streifen 17 auf die Materialbahn 2 mittels
der mindestens einen Auftragseinrichtung 15 derart aufgebracht,
so dass es den neuen Wickelspalt 14 in einem Bereich durchläuft,
in welchem der neue Wickelkern 5 mit wenigstens einer an
dem Umfang 19 radial angeordneten Aussparung 18 versehen
ist, wobei die wenigstens eine Aussparung 18 derart vorgesehen
ist, dass das auf die Materialbahn 2 aufgebrachte adhäsive
Medium 16 den neuen Wickelspalt 14 unberührt
durchläuft.
-
Zusammenfassend
kann festgehalten werden, dass durch die Erfindung ein Verfahren
und eine Wickelmaschine der eingangs genannten Arten derart weitergebildet
werden, dass die eingangs genannten Nachteile des Stands der Technik
merklich reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermieden werden.
Weiterhin wird auch der Außenlagenausschuss vermindert
und ein qualitativ guter Aufbau der Wickelrolle erreicht. Zudem
sind auch beste Voraussetzungen für eine optimale Runnability
und günstige Investitions- und Verfahrenskosten gegeben.
-
- 1
- Wickelmaschine
- 2
- Materialbahn
- 3
- Wickelrolle
- 4
- Wickelkern
- 5
- Wickelkern
- 6
- Tragtrommel
- 7
- Doppelpfeil
- 8
- Walze
- 9
- Mantelfläche
- 10
- Umfangsbereich
- 11
- Wickelspalt
(„Nip”)
- 12
- Pfeil
- 13
- Schiene
(„Führungsbahn”)
- 14
- Neuer
Wickelspalt („Nip”)
- 15
- Auftragseinrichtung
- 15.1
- Auftragsdüse
- 16
- Adhäsives
Medium
- 17
- Streifen
- 18
- Aussparung
- 19
- Umfang
- 20
- Andrückwalze
- 21
- Trenneinrichtung
- 22
- Bewegungsrichtung
(Pfeil)
- 23
- Einrichtung
(Positionsermittlung)
- 24
- Sensor
- 25
- Einrichtung
(Positionierung)
- 26
- Grundkörper
- 27
- Stirnseite
- 28
- Stirnseite
- 29
- Lagerzapfen
- 30
- Lagerzapfen
- 31
- Umfangsfläche
- 32
- Aussparungsgrund
- A
- Auflauflinie
- B.17
- Streifenbreite
- B.18
- Aussparungsbreite
- D
- Wickelrollendurchmesser
- E
- Endposition
- G
- Gerade
- H.17
- Streifenhöhe
- L
- Linienkraft
- M
- Mitte
(Materialbahn)
- R
- Laufrichtung
(Pfeil)
- T.18
- Aussparungstiefe
- Y
- Pfeil
- Z
- Detailansicht
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10085234
T1 [0005]
- - DE 10309049 A1 [0007]
- - DE 10343448 A1 [0008]
- - DE 202004009144 U1 [0009]
- - DE 19807897 A1 [0044, 0046]