[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Aufwickeln und Querschneiden
einer laufenden Materialbahn, die solange auf eine Wickelhülse gewickelt wird, bis
ein bestimmter Wickeldurchmesser erreicht ist, wobei eine Kontaktwalze die Materialbahn
an die Wickelhülse andrückt und wobei, bevor eine noch unbewickelte Wickelhülse in
die Wickelposition überführt wird, ein Schneidorgan die Materialbahn zwischen der
bewickelten und der noch unbewickelten Wickelhülse senkrecht zur Laufrichtung durchtrennt.
[0002] Derartige, meistens vollautomatisch ablaufende Vorrichtungen sind aus zahlreichen
Veröffentlichungen bekannt, beispielsweise aus dem US-Patent 3 918 654, der EP 0 395
830 sowie der deutschen Anmeldung Aktenzeichen P 41 07 127. Die Materialbahn kann
beispielsweise eine Papierbahn, eine Filmbahn oder eine mit einer magnetischen Beschichtung
versehene Kunststoffbahn sein. Bei den beschriebenen Vorrichtungen besteht die Aufgabe,
die auf einer Wickelhülse aufgewickelte Materialbahn nach Erreichen eines bestimmten
Wickeldurchmessers mit einem Trennmesser abzutrennen und den entstandenen neuen Materialbahnanfang
auf eine leere Wickelhülse aufzuwickeln, während der volle Wickel abgenommen und durch
eine leere Wickelhülse ersetzt wird. Zu diesem Zweck verläßt die fast vollständig
bewickelte Wickelhülse ihre Aufwickelposition. An ihre Stelle tritt eine neu zu bewickelnde
Hülse. Die laufende Bahn wird zwischen neuer und bewickelter Wickelhülse gekappt und
legt sich an die neue Hülse an, worauf der eben genannte Vorgang von neuem beginnt.
[0003] Nach dem Trennvorgang läuft der fertige Wickel aus, um abgenommen werden zu können.
Dabei hat es sich gezeigt, daß sich besonders das äußerste Wickellagenpaket oft gegenüber
dem restlichen Wickel axial verschiebt beziehungsweise verschiebbar ist, besonders
bei glatten Materialbahnen und bei hohen Maschinengeschwindigkeiten im Bereich von
300 m/min. Dieses Teleskopieren des Wickels, das heißt Abweichungen vom kantengleichen
Wickeln, können Teile des Wickels durch Deformationen beschädigen.
[0004] Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, daß es besonders für empfindliche Materialbahnen
wie Magnetbänder von großer Wichtigkeit ist, den gefüllten Wickel nach dem Trennvorgang
stabil zu halten, da ja jetzt infolge der getrennten Materialbahn der Wickelzug fehlt.
[0005] Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Stabilisierung des Wickelbildes beim
Abbremsen der vollen Wickelrolle bis zum Stillstand zu erreichen, wobei zusätzlich
die Auslaufzeit des Wickels herabgesetzt werden soll, um einen schnellen Rollenwechsel
bei einer Wendewicklervorrichtung zu erreichen.
[0006] Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung sowie mit einem Verfahren
gemäß dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche. Die Erfindung wird nun im Folgenden
näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Selbstverständlich ist
der Erfindungsgedanke nicht auf den im folgenden konkret beschriebenen Wendewickler
und das beschriebene Wickelgut beschränkt, sondern ist auch bei anderen Wickelvorrichtungen
und Materialbahnen im gleichen Umfang anwendbar.
[0007] Eine von einer (nicht gezeichneten) Beschichtungsvorrichtung kommende Materialbahn
(2) läuft über Umlenkwalzen (1, 3, 4) an die Aufwickel- und Querschneidevorrichtung
ein. Eine Kontaktwalze (5) legt die Materialbahn (2) an den Wickel (6) an. Eine zweite
Kontaktwalze (7), die an einem Arm (17) drehbar gelagert ist, stabilisiert den Wickel.
Eine baugleiche Vorrichtung, nämlich Kontaktwalze (12) und Arm (16) ist in analoger
Weise für den neu zu bewickelnden Wickelkern (11) vorhanden.
[0008] Ist nun der annähernd volle Wickeldurchmesser erreicht, wird die Gesamtvorrichtung
(18) gewendet, so daß der skizzierte Zustand erreicht wird. Dann wird durch eine nicht
näher bezeichnete Querschneideeinrichtung (15) die Materialbahn zwischen der leeren
Wickelhülse (6) und der Umlenkrolle (8) getrennt und gleichzeitig der neu entstandene
Bahnanfang an die Wickelhülse (6) angelegt. Daraufhin wird der auf der Wickelhülse
(11) aufgewickelte volle Wickel von außen durch die gebremste Kontaktwalze bis zum
Stillstand abgebremst. Die Kontaktwalze bleibt eine zu wählende Zeit am Wickel angepreßt,
bis sie zum Wechsel des gefüllten Wickels gegen eine leere Wickelhülse abgeschwenkt
wird. Der Wickler verbleibt in dieser Position bis der Wickelkern (6) annähernd gefüllt
ist und der beschriebene Wendevorgang von neuem beginnt.
[0009] Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß jede der Wickelhülsen antreibbar und
bremsbar gestaltet ist und daß die zusätzlich zu der üblichen Kontaktwalze wie in
der bereits erwähnten deutschen Anmeldung 41 07 127 vorhandenen Kontaktwalzen (7,
12) bremsbar sind. Bei Durchführung des beschriebenen Trennvorganges wird die am vollen
Wickel wirkende Kontaktwalze (12) mit einem Bremsmoment gebremst, welches geeignet
ist, das Teleskopieren des Wickels zu verhindern. Die Größe des zu wählenden Bremsmoments
hängt ab vom Trägheitsmoment des Wickels und des immer an der Wickelhülse wirkenden
Moments, das sich ergibt aus der Lagerreibung der Hülsenlagerung, die Reibung im Antriebsmotor
und des Übertragungsgetriebes.
[0010] Bei hohem inneren Reibmoment und Wickeln sehr glatter Bahnen, ist es notwendig, das
innere Moment dadurch zu verringern, daß die Wickelhülse durch eine Kupplung von ihrem
Antrieb nach dem Kappen der Bahn getrennt wird. Dabei ist es zweckmäßig, unmittelbar
vor dem Trennvorgang oder spätestens gleichzeitig mit dem Trennvorgang das Bremsmoment
über die Kontaktwalze (11) einzuleiten, weil der vorher auf dem Wickel lastende Bandzug
durch den Trennvorgang beendet worden ist. Eine Erhöhung des Andrucks der Kontaktwalze
macht diesen Vorgang effektiver. Außerdem ist es zweckmäßig, nach dem Stillstand des
Wickels die Kontaktwalze noch eine gewisse Zeit am Bahnwickel andrücken zu lassen,
damit die eingeschlossene Luft entweichen kann.
[0011] In einem Beispiel wurde eine cirka 70 cm breite Kunststoffbahn bestehend aus 15 µ
dickem Polyethylenterephthalat, welche mit einer 3 µm dicken magnetischen Beschichtung
versehen war, mit einer Geschwindigkeit von 500 m/min. aufgewickelt. Mittels der vorstehend
beschriebenen Vorrichtung konnte die genannte Bahn, die eine Länge von 10 000 m hatte,
innerhalb von 5 Sekunden zum Stillstand gebracht werden, ohne daß ein Verschwimmen
der äußersten Wickellagen festzustellen war. Das Wickelverhalten war ausgezeichnet,
die Bahn wies auch an den äußeren Lagen nach dem Abzug der. Klebestelle beziehungsweise
Bahnende und -anfang keinerlei Verkratzungen oder Beschädigungen auf.
1. Vorrichtung zum Aufwickeln und Querschneiden einer laufenden Materialbahn (2), die
solange auf eine Wickelhülse (6, 11) aufgewickelt wird, bis ein bestimmter Wickeldurchmesser
erreicht ist, wobei eine Kontaktwalze (7, 12) die Materialbahn an die Wickelhülse
andrückt und wobei, bevor eine noch unbewickelte, über einen Teil ihres Umfangs von
der Materialbahn umschlungene nachfolgende Wickelhülse (6, 11) in die Wickelposition
überführt wird, ein Schneidorgang (15) die Materialbahn (2) zwischen der bewickelten
(6, 11) und der noch unbewickelten Wickelhülse (6, 11) senkrecht zur Laufrichtung
durchtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelhülse (6, 11) antreibbar und bremsbar
ist und daß die Kontaktwalze (7, 12) bremsbar ist.
2. Verfahren zum Aufwickeln und Querschneiden einer laufenden Materialbahn gemäß Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchführen, bevorzugt jedoch kurz vor Einleitung
des Trennvorgangs, die Kontaktwalze (12), die auf den gefüllten Wickel wirkt, mit
einem Bremsmoment gebremst wird, welches gleich oder größer ist als das resultierende
Moment aus Trägheitsmoment des Wickels und dem Moment aus Reibkräften des Wickelantriebs.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß spätestens zum Zeitpunkt des
Trennvorganges der Andruck der Kontaktwalze (12) an die auf der Wickelhülse (11) aufgewickelte
Materialbahn (2) erhöht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Andruck der Kontaktwalze
(12) eine gewisse Zeit über den Stillstand des Wickels (11) hinaus aufrecht erhalten
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelhülse (6, 11)
nach dem Kappvorgang durch eine Kupplung von ihrem Antrieb getrennt wird.
