DE19737709A1 - Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinu­ ierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbeson­ dere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Wickelmaschine zum kontinuier­ lichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 7.

Verfahren und Wickelmaschinen der hier angespro­ chenen Art sind bekannt (EP 0 483 092 A1). Sie wer­ den beispielsweise am Ende einer Maschine zur Her­ stellung einer Materialbahn eingesetzt und dienen zum kontinuierlichen Aufwickeln der Materialbahn auf einen Tambour. Eine bekannte Wickelmaschine um­ faßt eine ortsfest angeordnete, auch als Tragtrom­ mel bezeichnete Anpreßtrommel, über deren Umfang die Materialbahn bereichsweise geführt wird. Zum Aufwickeln der Materialbahn wird ein leerer Tambour zunächst auf Schienen einer Lagerung abgelegt und von einer Transporteinrichtung übernommen, die den Tambour führt. Der Tambour wird mittels der Trans­ porteinrichtung an den Umfang der Anpreßtrommel ge­ preßt, so daß ein Wickelspalt gebildet wird, durch den die Materialbahn hindurchgeführt wird. Nachdem das freie Ende der Materialbahn auf den leeren Tam­ bour aufgewickelt worden ist, wird der größer wer­ dende Durchmesser der auf den Tambour aufgewickel­ ten Wickelrolle durch eine Verlagerung der Trans­ porteinrichtung ausgeglichen. Gleichzeitig wird durch eine Beeinflussung der Verlagerungsbewegung der Transporteinrichtung die Linienkraft im Wickel­ spalt eingestellt. Es hat sich als nachteilig her­ ausgestellt, daß die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Wickelrolle und der Anpreßtrommel nicht kontinuierlich auf einem gewünschten Wert ge­ halten werden kann. Durch das hohe Gewicht der Wickel­ rolle, das bis zu 100 Tonnen und darüber betra­ gen kann, und das der entsprechend stabil konstru­ ierten Transporteinrichtung können Schwankungen oder Sprünge der Linienkraft beziehungsweise des Linienkraftverlaufs, beispielsweise durch eine Un­ wucht der Anpreßtrommel oder der Wickelrolle, häu­ fig nicht schnell genug ausgeglichen werden. Da­ durch können Radial- oder Tangentialspannungen in der Materialbahn auftreten, die die Qualität der Wickelrolle beeinträchtigen und in einigen Fällen die gesamte Wickelrolle oder einen Teil der Wickel­ lagen sogar zerstören. Außerdem hat sich gezeigt, daß durch einen eine zu geringe oder zu große Härte aufweisenden, auf den Tambour aufgewickelten Kern kein definierter Aufbau der übrigen Wickelrolle möglich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Wickelmaschine zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorge­ schlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Das Verfahren erfolgt in folgenden Schritten: Zwischen einer Anpreßtrommel und der vollen Wickelrolle wird ein freier Materialbahnzug gebildet. Ein leerer Tambour wird in den Bereich des freien Zuges in die Wickelposition eingefahren und ein Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel und dem leeren Tambour durch eine Relativbewegung zwi­ schen Anpreßtrommel und Tambour gebildet. Nach­ folgend wird die Materialbahn getrennt und deren freies Ende auf den leeren Tambour aufgewickelt. Der größer werdende Durchmesser der auf den Tambour aufgewickelten Wickelrolle wird durch eine Relativ­ bewegung dem Wickelrolle gegenüber der Anpreßtrom­ mel ausgeglichen. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel gesteuert wird. Dadurch, daß die Einstellung der Linienkraft unabhängig von der Ver­ lagerung der anwachsenden Wickelrolle erfolgt, kann die Belastung im Wickelspalt sehr präzise abge­ stimmt beziehungsweise eingestellt werden. Die An­ preßtrommel weist gegenüber der mit zunehmenden Durchmesser schwerer werdenden Wickelrolle ein we­ sentlich geringeres Gewicht auf, so daß ein schnel­ ler Ausgleich im Wickelspalt auftretender Schwan­ kungen oder Sprünge der Linienkraft beziehungsweise des Linienkraftverlaufs möglich ist. Durch einen schnellen Ausgleich beziehungsweise Korrektur der beispielsweise durch eine Unwucht der Wickelrolle hervorgerufenen Schwankungen der Linienkraft kann eine definierte, gleichmäßige Wickelhärte einge­ stellt werden. Hierdurch ist eine exakte Kernwick­ lung möglich, wodurch eine gutes Wickelergebnis er­ zielt werden kann.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens be­ vorzugt, das sich dadurch auszeichnet, daß der Wickel­ spalt durch eine Relativbewegung des leeren Tam­ bours gegenüber der Anpreßtrommel gebildet wird.

Der Tambour ward in Richtung der Anpreßtrommel ver­ lagert und an diese angepreßt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Wickel­ spalt durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber dem leeren Tambour gebildet wird. Um den Wickelspalt auszubilden ist es außerdem möglich, daß der Tambour und die Anpreßtrommel aufeinander zu bewegt werden. Bei einem weiteren Ausführungs­ beispiel wird der Wickelspalt zwischen dem leeren Tambour und der Anpreßtrommel beim Einfahren des leeren Tambours in die Wickelposition gebildet. Un­ ter "Wickelposition" wird hier eine Position des Tambours verstanden, in der dieser auf der Trans­ porteinrichtung aufliegt beziehungsweise gehalten wird. Der Tambour kann derart geführt werden, daß er bei Erreichen der Wickelposition den Wickelspalt ausbildet. Hierzu kann die Anpreßtrommel in Rich­ tung des Tambours bewegt werden.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den üb­ rigen Unteransprüchen.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird auch eine Wickelmaschine vorgeschlagen, die die in Anspruch 7 genannten Merkmale aufweist. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß der größer werdende Wickelrollen­ durchmesser durch eine Verlagerung der Transport­ einrichtung ausgleichbar und daß die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der mittels ei­ ner Antriebseinrichtung verlagerbaren Anpreßtrommel einstellbar, vorzugsweise regelbar ist. Der Aus­ gleich des größer werdenden Wickelrollendurchmes­ sers und die Einstellung der Linienkraft werden also von zwei separaten, getrennt voneinander betä­ tigbaren beziehungsweise arbeitenden Einrichtungen, der Transporteinrichtung und der Anpreßtrommel, vorgenommen. Durch das gegenüber dem der größer werdenden Wickelrolle relativ leichte Gewicht der Anpreßtrommel kann diese schnell verlagert und so­ mit Sprünge und Schwankungen der Linienkraft sehr schnell ausgeglichen werden. Hierdurch ist eine ex­ akte, gleichmäßige Linienkraft im Wickelspalt zwi­ schen der Wickelrolle und der Anpreßtrommel, vor­ zugsweise während des gesamten Wickelvorgangs ein­ stellbar, so daß insgesamt eine gute Wickelqualität erzielt werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daß durch das relativ geringe Gewicht der Anpreßtrommel eine Richtungsänderung der Verlagerungsbewegung sehr schnell mittels der Antriebseinrichtung durch­ führbar ist. Durch die voneinander unabhängigen Verlagerungsbewegungen der Anpreßtrommel und Trans­ porteinrichtung kann ein - vorzugsweise gleichblei­ bend - gutes Wickelergebnis erzielt wird.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine bevorzugt, bei dem die Lagerung zwei auf einer er­ sten Führung verfahrbare Transporteinrichtungen um­ faßt. Der Tambour wird bei einem Wechselvorgang von einer der Transporteinrichtungen übernommen und von dieser während des Wickelvorgangs geführt und ge­ halten. Die den Tambour haltende Transporteinrich­ tung wird nicht verschwenkt, sondern linear auf der Führung verfahren. Dadurch kann der Aufbau der La­ gerung vereinfacht werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Lagerung der Abstützung der Wickelrolle dienende Schienen umfaßt, die vorzugsweise im wesentlichen parallel zu einer gedachten Horizontalen angeordnet sind.

Der Tambour mit der darauf aufgewickelten Wickel­ rolle wird also waagerecht verfahren.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 jeweils eine schematische Prin­ zipskizze eines Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Wickelmaschine in verschiedenen Wickelphasen und

Fig. 5 eine Prinzipskizze der Wickel­ maschine gemäß den Fig. 1 bis 4 mit einer Ausführungsform einer Steuerung.

Die im folgenden beschriebene Wickelmaschine ist allgemein zum Aufwickeln einer Materialbahn ein­ setzbar. Die Wickelmaschine kann am Ende einer Ma­ schine zur Herstellung oder Veredelung einer Mate­ rialbahn, beispielsweise einer Papierbahn, angeord­ net werden, um die fertige Materialbahn zu einer Wickelrolle aufzuwickeln. Die Wickelmaschine kann aber auch zum Umrollen fertiger Wickelrollen ver­ wendet werden. Rein beispielhaft wird davon ausge­ gangen, daß es sich hier um eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer fortlaufenden Papierbahn handelt.

Fig. 1 bis 4 zeigen jeweils eine schematische Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer Wickel­ maschine 1, die zum Aufwickeln einer im folgen­ den allgemein als Materialbahn 3 bezeichneten Pa­ pierbahn auf einen Tambour dient. Aus den Fig. 1 bis 4 geht eine Abfolge von Funktionsschritten der Wickelmaschine 1 hervor. Die Wickelmaschine 1 um­ faßt eine Lagerung 5, die zwei Transporteinrichtun­ gen 7 und 9 umfaßt, die auf einer ersten, linearen Führung 10 verfahrbar sind. Die Transporteinrich­ tungen 7, 9 dienen zum Halten und Führen eines Tam­ bours. Weiterhin sind Schienen 11 vorgesehen, die parallel zu einer gedachten Horizontalen angeordnet und an einem Maschinengestell 13 befestigt sind. Ein Lagerzapfen aufweisender Tambour kann auf den Schienen 11 abgelegt werden und wird von diesen ge­ tragen, das heißt, das Gewicht des Tambours und das der darauf aufgewickelten Wickelrolle wird von den Schienen 11 abgestützt.

Die Wickelmaschine 1 umfaßt weiterhin eine mittels eines lediglich mit einem Symbol angedeuteten An­ triebs, vorzugsweise Zentrumsantrieb, antreibbare Anpreßtrommel 15, die von einem Führungsschlitten 17 gehalten wird, der auf einer lediglich gestri­ chelt angedeuteten, im wesentlichen parallel zu den Schienen 11 der Lagerung 5 angeordneten zweiten Führung 19 verfahrbar ist. Der Abstand zwischen der in einer gedachten Ebene E liegenden Längsachse 20 der Anpreßtrommel 15 und den Schienen 11 ist also konstant. Dem Führungsschlitten 17 ist eine hier als hydraulische Kolben-/Zylindereinheit ausgebil­ dete Antriebseinrichtung 21 zugeordnet, die am Ma­ schinengestell 13 befestigt ist. Die Antriebsein­ richtung 21 weist einen in einem Zylinder 23 ge­ führten Kolben 25 auf, der mit einer an dem Füh­ rungsschlitten 17 angreifenden Kolbenstange 27 fest verbunden ist. Bei einer Ausfahrbewegung der Kol­ benstange 27 wird der Führungsschlitten 17 und so­ mit die Anpreßtrommel 15 in Fig. 1 in Richtung ei­ nes Pfeils 29 nach rechts verlagert. Bei einer Ein­ fahrbewegung der Kolbenstange 27 in den Zylinder 23 erfolgt eine Verlagerung der Anpreßtrommel 15 in Fig. 1 nach links. Der maximale Hub des Kolbens 25, also inwieweit die Kolbenstange 27 aus dem Zy­ linder 23 ausfahren beziehungsweise einfahren kann, ist vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materi­ alschichtdicke einer fertigen Wickelrolle.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bildet die Anpreßtrom­ mel 15 mit einer auf einen Tambour 31 aufgewickel­ ten Wickelrolle 33 einen Wickelspalt. Am Tambour 31 greift ein Zentrumsantrieb 35 an, mittels dessen ein Drehmoment auf den Tambour aufgebracht werden kann.

Die Schienen 11 sind derart an dem Maschinengestell 13 angebracht, daß die Längsachse 34 des mit seinen Lagerzapfen auf den Schienen 11 aufliegenden Tam­ bours 31 in der gleichen Ebene E liegt, wie die Längsachse 20 der Anpreßtrommel 15. Die Material­ bahn 3 wird über die Anpreßtrommel 15 geführt und auf die Wickelrolle 33 aufgewickelt. Die Linien­ kraft im Wickelspalt wird mittels der der Anpreß- trommel 15 zugeordneten Antriebseinrichtung 21 ge­ steuert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Linienkraft im Wickelspalt ge­ regelt wird, das heißt, die Antriebseinrichtung 21 ist Teil eines Regelkreises, der die Linienkraft selbsttätig auf einem gewünschten Wert hält bezie­ hungsweise einstellt. Durch die Verlagerung der An­ preßtrommel 15 mittels der Antriebseinrichtung 21 können Schwankungen der Linienkraft sicher ausge­ glichen beziehungsweise vermieden werden, so daß kontinuierlich eine gewünschte Wickelhärte erzielt werden kann. Der größer werdende Durchmesser der Wickelrolle 33 wird durch eine Verlagerung der Wickel­ rolle 33 in Richtung des Pfeils 29 nach rechts ausgeglichen. Hierzu wird die Transporteinrichtung 7 nach rechts verfahren, wodurch eine Mitnahme des Tambours 31 und somit der Wickelrolle 33 erfolgt. Zum Verfahren der Transporteinrichtung 7 ist hier ein Antrieb 38 vorgesehen, der eine von einem Motor 37 angetriebene Gewindespindel 36 umfaßt.

Oberhalb der Anpreßtrommel 15 ist ein von einer nicht dargestellten Führungseinrichtung gehaltener, leerer Tambour 39 in einer Bereitschaftsposition angeordnet. Die Führungseinrichtung kann so ausge­ bildet werden, daß der Tambour 39 entlang einer kurvenförmigen Bahn in eine Wickelposition verla­ gert wird. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Er­ findung wird hier unter "Wickelposition" eine Posi­ tion des Tambours 39 verstanden, in der dieser mit seinen Lagerzapfen auf den Schienen 11 der Lagerung 5 aufliegt. Alternativ ist es auch möglich, daß der Tambour 39 entlang einer Geraden, also linear, von der Bereitschaftsposition in die Wickelposition ge­ führt wird. Weiterhin ist eine - nicht dargestellte - Beschleunigungsvorrichtung vorgesehen, mittels de­ rer der Tambour 39 auf Bahngeschwindigkeit be­ schleunigt werden kann, bevor dieser an die Materi­ albahn 3 angelegt wird.

Unterhalb der Anpreßtrommel 15 ist eine sich über die gesamte Breite der Wickelrolle 33 erstreckende, auch als Abquetschwalze bezeichnete Andrückwalze 41 angeordnet, die mittels einer nicht dargestellten Führungseinrichtung an den Umfang der mit der An­ preßtrommel 15 einen Wickelspalt bildenden Wickel­ rolle gepreßt werden kann. Die Andrückwalze 41 dient dazu, ein Einschleppen von Luft zwischen den Wickellagen der Wickelrolle zu verhindern, bei­ spielsweise dann, wenn die Materialbahn 3 in einem freien Zug geführt wird. Die Andrückwalze 41 kann von einem Antrieb, beispielsweise Zentrumsantrieb, mit einem Drehmoment beaufschlagt und auf Bahnge­ schwindigkeit beschleunigt werden.

Im folgenden soll die Funktion der Wickelmaschine 1 anhand eines Wickelvorgangs näher erläutert werden: Die Materialbahn 3 wird über die Anpreßtrommel 15 geführt und auf die von der Transporteinrichtung 7 der Lagerung 5 geführten Wickelrolle 33 aufgewickelt (Fig. 1). Bevor die Wickelrolle 33 ihren End­ durchmesser erreicht, wird die Andrückwalze 41 an den Umfang der Wickelrolle 33 gepreßt (Fig. 2). Die Materialbahn 3 wird somit sowohl durch den Wickel­ spalt zwischen Anpreßtrommel 15 und Wickelrolle 33 also auch durch den Wickelspalt zwischen An­ drückwalze 41 und Wickelrolle 33 geführt. Zur Über­ führung der kontinuierlichen Materialbahn 3 auf den leeren Tambour 39 wird die Wickelrolle 33 mittels der Transporteinrichtung 7 entlang den Schienen 11 in Richtung des Pfeils 29 verfahren, wodurch der Abstand zwischen der Längsachse 20 der Anpreßtrom­ mel 15 und der Längsachse 34 der Wickelrolle 33, die beide in der Ebene E liegen, vergrößert und zwischen der Anpreßtrommel 15 und der Wickelrolle 33 ein Zwischenraum 43 gebildet wird (Fig. 3). Die Materialbahn 3 wird im Bereich des Zwischenraums 43 in einem freien Zug von der Anpreßtrommel 15 auf die Wickelrolle 33 überführt. Die Andrückwalze 41 wird, während die Transporteinrichtung 7 mit der Wickelrolle 33 verfahren wird, der Wickelrolle 33 derart nachgeführt, daß die Linienkraft im Wickel­ spalt zwischen Andrückwalze 41 und Wickelrolle 33 einen gewünschten Wert beibehält.

Anschließend wird von oben der leere Tambour 39 in den Zwischenraum 43 zwischen der Anpreßtrommel 15 und der Wickelrolle 33 eingebracht (Fig. 4). Vor dem Einfahren des Tambours 39 in die im freien Zug geführte Materialbahn 3, wird dieser auf Laufge­ schwindigkeit der Materialbahn 3 beschleunigt. Durch das Einfahren des leeren Tambours 39 in den freien Bahnzug wird die Materialbahn 3 ausgelenkt und über einen Umfangsbereich des Tambours 39 ge­ führt. Der Tambour 39 wird unmittelbar auf die Schienen 11 abgelegt und von der zweiten, in Über­ nahmeposition angeordneten Transporteinrichtung 9 übernommen, das heißt geführt und gehalten. Die Transporteinrichtung 9 hält und führt den Tambour 39 während des gesamten Wickelvorgangs. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird vor dem Trennen der Materi­ albahn 3 zwischen der Anpreßtrommel 15 und dem lee­ ren Tambour 39 ein Wickelspalt gebildet.

Unterhalb der Anpreßtrommel 15 ist im Bereich des Zwischenraums 43 eine Trenneinrichtung 45 angeord­ net, die ein über die Breite der Bahn erstreckendes Messer 47 aufweist. Die Materialbahn 3 wird in dem Bereich zwischen dem leeren Tambour 39 und der An­ drückwalze 41 mittels der Trenneinrichtung 45 ge­ trennt. Dieser Vorgang ist in den Fig. 1 bis 4 nicht dargestellt. Das abgetrennte Ende der Materi­ albahn 3 wird auf die Wickelrolle 33 und das freie Ende der Materialbahn 3 auf den Tambour 39 aufge­ wickelt. Nachdem die fertige Wickelrolle 33 abge­ bremst worden ist, kann diese aus der Transportein­ richtung 7 ausgebracht und die Andrückwalze 41 in ihre in Fig. 1 dargestellte Position zurückverla­ gert werden. Der größer werdende Durchmesser der auf den Tambour 39 aufgewickelten - in Fig. 4 nicht dargestellten - Wickelrolle wird durch eine Verlage­ rung der Transporteinrichtung 9 entlang den Schie­ nen 11 ausgeglichen. Dabei wird die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel 15 und der auf den Tambour 39 aufgewickelten Wickelrolle durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel 15 mittels der Antriebseinrichtung 21 während des gesamten Wickel­ vorgangs auf einem gewünschten Wert gehalten.

Aus der Beschreibung zu den Fig. 1 bis 4 ergibt sich das oben angesprochene Verfahren ohne wei­ teres. Es besteht darin, daß ein freier Material­ bahnzug gebildet wird, in den ein leerer Tambour in eine Wickelposition eingefahren wird. Durch eine Relativbewegung zwischen Anpreßtrommel und Tambour wird ein Wickelspalt gebildet. Anschließend wird die Materialbahn getrennt und deren freies Ende auf den Tambour aufgewickelt. Der größer werdende Wickel­ rollendurchmesser wird durch eine Relativbewe­ gung der Wickelrolle gegenüber der Anpreßtrommel ausgeglichen. Ferner ist vorgesehen, daß die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel gesteuert wird.

Der Aufbau der Wickelmaschine 1 kann vereinfacht werden, indem eine Auslenkvorrichtung eingesetzt wird, die die in einem freien Zug geführte Materi­ albahn 3 auslenkt, bevor ein leerer Tambour auf den Schienen 11 der Lagerung 5 abgesetzt und von einer der Transporteinrichtungen 7, 9 übernommen wird. Dadurch kann auf eine separate Beschleunigungsvor­ richtung, die einen leeren Tambour auf Bahnge­ schwindigkeit beschleunigt, verzichtet werden. Der leere, nicht rotierende Tambour kann somit auf den Schienen 11 abgesetzt, von einer der Transportein­ richtungen übernommen und erst dann von einem Zen­ trumsantrieb auf Bahngeschwindigkeit beschleunigt werden. Erst anschließend wird die bis dahin ausge­ lenkte Materialbahn über den von der Transportein­ richtung gehaltenen Tambour geführt, indem die Aus­ lenkvorrichtung deaktiviert wird. Daraufhin wird ein Wickelspalt zwischen Anpreßtrommel und leerem Tambour gebildet, so daß sich die in Fig. 4 darge­ stellte Funktionsstellung der Wickelmaschine 1 er­ gibt.

Die Ausbildung eines Wickelspalts zwischen der An­ preßtrommel 15 und dem leeren Tambour 39 ist durch eine Verlagerung der den Tambour haltenden und füh­ renden Transporteinrichtung 9 möglich. Es ist aber auch möglich, daß der Wickelspalt durch eine Verla­ gerung der Anpreßtrommel 15 mittels der Antriebs­ einrichtung 21 in Richtung des Tambours 39 gebildet wird. Selbstverständlich können sowohl der Tambour 39 als auch die Anpreßtrommel 15 aufeinander zu be­ wegt werden, um einen Wickelspalt zu bilden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Wickelma­ schine ist vorgesehen, daß ein leerer Tambour mit­ tels einer ersten Lagerung an den Umfang der An­ preßtrommel angepreßt und angewickelt wird. Nach dem Anwickeln des Tambours wird dieser an eine zweite Lagerung übergeben und während des weiteren Wickelvorgangs bis zur Fertigstellung der Wickel­ rolle von der zweiten Lagerung gehalten. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Wickelmaschine wird der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Verlagerung der zunächst von der ersten Lage­ rung und anschließend von der zweiten Lagerung ge­ haltenen Wickelrolle ausgeglichen sowie die Linien­ kraft im Wickelspalt durch eine Relativbewegung der Anpreßtrommel gegenüber der Wickelrolle beein­ flußt/eingestellt/geregelt. Hierdurch können sprunghafte Schwankungen der Linienkraft, wie sie beispielsweise im Augenblick der Übergabe des Tam­ bours von der ersten an die zweite Lagerung auftre­ ten, ausgeglichen beziehungsweise vermieden werden. Es kann also auch bei dieser Ausführungsform der Wickelmaschine die Linienkraft kontinuierlich auf einem definierten Wert exakt gehalten werden.

Die Anpreßtrommel 15 kann als Profilwalze ausgebil­ det werden, deren Durchbiegung beeinflußbar ist. Durch die gewölbte Außenkontur der Anpreßtrommel 15 kann die darüber geführte Materialbahn - quer zur Laufrichtung der Bahn gesehen - definiert gespannt werden, vorzugsweise bevor die Materialbahn in den Wickelspalt einläuft. Hierdurch können eine Falten­ bildung der auf die Wickelrolle aufgewickelten Wickel­ lagen verhindert und somit das Wickelergebnis verbessert werden. Die Durchbiegung der Profilwalze ist - in Längsrichtung der Walze gesehen - vorzugs­ weise abschnittsweise einstellbar. Dadurch kann die gewünschte Breitenstreckung der Materialbahn durch variieren der Außenkontur der Profilwalze beein­ flußt, vorzugsweise eingestellt werden. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Anpreß­ trommel 15 Teil eines aktiven Schwingungs-Dämp­ fungs-Systems, das heißt die Anpreßtrommel ist schwingungsfähig. Im Zusammenhang mit der vorlie­ genden Erfindung wird unter dem Begriff "schwin­ gungsfähig" verstanden, daß die Anpreßtrommel eine schnelle Verlagerungsbewegung in Richtung der Wickel­ rolle und entgegengesetzt durchführen kann. Die Antriebseinrichtung 21, also die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte hydraulische Kolben-/Zylinder­ einheit kann also einen Richtungswechsel der Verla­ gerungsbewegung der Anpreßtrommel 15 sehr schnell ausführen.

Fig. 5 zeigt eine Prinzipskizze der Wickelmaschine gemäß den Fig. 1 bis 4 mit einer Ausführungsform einer Steuerung. Teile, die mit denen in den Fig. 1 bis 4 übereinstimmen, sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen, so daß insofern auf die Be­ schreibung zu den Fig. 1 bis 4 verwiesen wird.

Zur Steuerung der Wickelmaschine 1 ist eine Steuereinheit 50 vorgesehen, die den Motor 37 der Gewindespindel 36 in Abhängigkeit von der Geschwin­ digkeit des Durchmesserzuwachses der Wickelrolle 33 steuert. Der Durchmesserzuwachs der Wickelrolle 33 wird mittels einer Meßeinrichtung 51 gemessen. Die Position der Transporteinrichtung 7 verändert sich also allein, das heißt ausschließlich entsprechend der Zunahme des Wickelrollendurchmessers. Die Größe der Linienkraft im zwischen der Anpreßtrommel 15 und der Wickelrolle 33 gebildeten Wickelspalt wird allein, also ausschließlich durch ein Verfahren des die Anpreßtrommel 15 haltenden Führungsschlittens 17 bestimmt, vorzugsweise mittels einer Regelein­ richtung 53 geregelt. Diese umfaßt eine Meßeinrich­ tung 55 für die Linienkraft, einen Regler 57, einen Sollwertgeber 58 und eine Steuereinheit 60. Die Meßeinrichtung 55 ist über eine Meßleitung 56 mit dem Regler 57 verbunden beziehungsweise mündet in diesen. Der Sollwertgeber 58 ist über eine Leitung 56' mit dem Regler 57 verbunden und gibt diesem den gewünschten Sollwert an. Der Regler 57 ist wiederum über eine Leitung 59 mit der Steuereinheit 60 ver­ bunden.

Für den Fall, daß der von der Meßeinrichtung 55 ge­ messene Wert der Linienkraft im zwischen der An­ preßtrommel 15 und der Wickelrolle 33 gebildeten Wickelspalt von dem vom Sollwertgeber vorgegebenen Sollwert abweicht, gibt der Regler 57 über die Lei­ tung 59 ein Signal an die Steuereinheit 60. Diese ändert daraufhin den Druck im Zylinder 23 der An­ triebseinrichtung 21 derart, daß sich der gemessene Wert der Linienkraft dem Sollwert annähert. Hier­ durch kann die Linienkraft auch dann auf einem, beispielsweise konstanten Wert gehalten werden, wenn eine Störung im Wickelvorgang auftritt. Eine Störung kann zum Beispiel ein nicht ganz präzises Verfahren der Transporteinrichtung 7 sein, so daß sich die Position des von der Anpreßtrommel 15 und der Wickelrolle 33 gebildeten Wickelspalts gering­ fügig verschiebt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vor­ gesehen, daß die Anpreßtrommel 15 zur Steuerung der Linienkraft unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Transporteinrichtung verlagerbar ist. Weiterhin ist es möglich, daß der der Transporteinrichtung 7 zugeordnete Antrieb 38, das heißt, der die Gewinde­ spindel 36 antreibende Motor 37 derart steuerbar ist, daß die Position des zwischen der Anpreßtrom­ mel 15 und der Wickelrolle 33 gebildeten Wickel­ spalts im wesentlichen konstant ist. Unter "kon­ stanter Position" des Wickelspalts wird dessen Po­ sition innerhalb der Wickelmaschine 1 verstanden, das heißt, die Wickelrolle 33 wird mittels der Transporteinrichtung 7 mit einer Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils 29 verlagert, so daß lediglich den Durchmesserzuwachs der Wickelrolle 33 kompen­ siert wird.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgese­ hen, daß der der Transporteinrichtung 7 zugeordnete Antrieb 38 derart steuerbar ist, daß sich die Posi­ tion des zwischen der Anpreßtrommel 15 und der Wickel­ rolle 33 gebildeten Wickelspalts mit zunehmendem Wickelrollendurchmesser während des Wickelvorgangs verschiebt, beispielsweise in einem Bereich von 50 mm bis 200 mm.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Verla­ gerung der Transporteinrichtung ausgeglichen und die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlage­ rung der Anpreßtrommel eingestellt beziehungsweise auf einem gewünschten Wert gehalten werden können, so daß im Wickelspalt auftretende Belastungsschwan­ kung sicher vermieden, zumindest aber ausgeglichen werden. Es kann also eine gleichmäßige Linienkraft im Wickelspalt eingestellt und während des gesamten Wickelvorgangs gehalten werden. Vorteilhaft ist ferner, daß durch die Linearführung der Wickelrolle beziehungsweise des Tambours mittels der Schienen der Aufbau der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Wickelmaschine vereinfacht werden kann. Der Tambour wird während des gesamten Wickelvorgangs nicht ver­ schwenkt, sondern nur transversal entlang der Schienen verfahren.

Claims (26)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unter Ausbildung einer Wickelrolle auf einen Tam­ bour, mit folgenden Schritten:

• - Ausbildung eines freien Zuges der Materialbahn zwischen einer Anpreßtrommel und der vollen Wickel­ rolle,
• - Einfahren des leeren Tambours in den Bereich des freien Zuges in die Wickelposition,
• - Ausbildung eines Wickelspalts zwischen der An­ preßtrommel und dem leeren Tambour durch eine Rela­ tivbewegung zwischen Anpreßtrommel und Tambour,
• - Trennen der Materialbahn,
• - Aufwickeln des freien Endes der Materialbahn auf den leeren Tambour,
• - Ausgleich des größer werdenden Wickelrollendurch­ messers durch eine Relativbewegung der Wickelrolle gegenüber der Anpreßtrommel,
• - Steuerung der Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wickelspalt durch eine Relativbewegung des leeren Tambours gegenüber der Anpreßtrommel ge­ bildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wickelspalt durch eine Rela­ tivbewegung der Anpreßtrommel gegenüber dem leeren Tambour gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelspalt beim Einfahren des leeren Tambours in die Wickelpo­ sition gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Linienkraft im Wickel­ spalt durch eine Verlagerung der Anpreßtrommel geregelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß während die Mate­ rialbahn in einem freien Zug geführt wird, zwischen der Wickelrolle und einer Andrückwalze ein Wickel­ spalt gebildet wird.

7. Wickelmaschine zum kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kar­ tonbahn, auf einen Tambour zu einer Wickelrolle, mit einer Anpreßtrommel, die mit der Wickelrolle einen Wickelspalt bildet, und mindestens einer min­ destens eine verlagerbare Transporteinrichtung um­ fassende Lagerung, die den Tambour während des Wickel­ vorgangs führt, dadurch gekennzeichnet, daß der größer werdende Wickelrollendurchmesser durch eine Verlagerung der Transporteinrichtung (7; 9) aus­ gleichbar und daß die Linienkraft im Wickelspalt durch eine Verlagerung der mittels einer Antriebs­ einrichtung (21) verlagerbaren Anpreßtrommel (15) einstellbar, vorzugsweise regelbar ist.

8. Wickelmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerung (5) zwei auf einer er­ sten Führung (10) verfahrbare Transporteinrichtung gen (7; 9) umfaßt.

9. Wickelmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung (7; 9) ein Antrieb (38) zugeordnet ist.

10. Wickelmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb - unabhängig von der im Winkelspalt zwischen der Anpreßtrommel (15) und der Wickelrolle wirkenden Linienkraft - in Abhängigkeit vom größer werdenden Wickelrollendurchmesser steu­ erbar ist.

11. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (15) zur Steuerung der Linienkraft unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Transporteinrichtung (7; 9) verlagerbar ist.

12. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsein­ richtung (21) mittels einer Regeleinrichtung so steuerbar ist, daß die Linienkraft im Wickelspalt zwischen der Anpreßtrommel (15) und der Wickelrolle - zumindest im wesentlichen - einem Sollwert ent­ spricht.

13. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (38) derart steuerbar ist, daß die Position des zwischen der Anpreßtrommel (15) und der Wickelrolle gebilde­ ten Wickelspalts im wesentlichen konstant ist.

14. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (38) derart steuerbar ist, daß sich die Position des zwischen der Anpreßtrommel (15) und der Wickelrolle gebildeten Wickelspalts mit zunehmendem Wickel­ rollendurchmesser während des Wickelvorgangs, vorzugsweise um 50 mm bis 200 mm, verschiebt.

15. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (5) der Abstützung der Wickelrolle dienende Schienen (11) umfaßt.

16. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (11) im wesentlichen parallel zu einer gedachten Hori­ zontalen angeordnet sind.

17. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportein­ richtungen (7; 9) im wesentlichen parallel zu den Schienen (11) verlagerbar sind.

18. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (15) im wesentlichen parallel zu den Schienen (11) verlagerbar ist.

19. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsein­ richtung (21) als - vorzugsweise hydraulische - Kol­ ben-/Zylindereinheit ausgebildet ist.

20. Wickelmaschine nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der maximale Hub des Kolbens (25) kleiner ist als die Hälfte der Materialschichtdicke einer fertigen Wickelrolle.

21. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (15) mittels eines Antriebs, vorzugsweise Zentrums­ antrieb, antreibbar ist.

22. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßtrommel (15) als Profilwalze ausgebildet ist, deren Durch­ biegung - vorzugsweise abschnittsweise - einstellbar ist.

23. Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 22, gekennzeichnet durch eine an den Umfang der Wickelrolle andrückbaren Andrückwalze (39).

24. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelspalt durch eine Verlagerung der Transport­ einrichtung (7;9) und/oder der Anpreßtrommel (15) gebildet wird.

25. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelspalt beim Einfahren des leeren Tambours in die Wickelposition gebildet wird.

26. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der leere Tambour von einer Bereitschaftsposition in die Wickelposition entlang einer kurvenförmigen und/oder linearen Bahn verfahrbar ist.