Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln von Verpackungsband

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (16) zum Wickeln von Bandmaterial (1) mit einer Bandbreite (B) auf einen um eine Rotationsachse (R) mit einer Rotationsgeschwindigkeit (W) rotierbaren Wickelkern (2) mittels einer in Richtung der Rotationsachse (R) beweglichen Changiereinheit (3), die das Bandmaterial (1) auf dem Wickelkern (2) ablegt, wobei die Changiereinheit (3) parallel zur Rotationsachse (R) mit einer Geschwindigkeit (V) verschoben wird, die in einem Verhältnis (U) zur Rotationsgeschwindigkeit (W) steht, während der Wickel (2) rotiert. Das Verhältnis (U), das aus dem Quotienten der Geschwindigkeit (V) und der Rotationsgeschwindigkeit (W) V/W gebildet wird, ändert zumindest zeitweise seinen absoluten Betrag.
Ein Wickel (10) aus Bandmaterial (1) gemäß der vorliegenden Erfindung ist aufgrund seiner großen Auflagefläche, welche parallel zu der Grundfläche (11) des Wickelkerns (2) ist, sehr gut stapelbar. Ferner weist das Bandmaterial (1) auf dem erfindungsgemäßen Wickel (10) Säbel mit flacheren Winkeln auf, wodurch eine Weiterverarbeitung des Bandmaterials (1) vereinfacht ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Wickeln von Bandmaterial auf einen um eine Rotationsachse rotierbaren Wickelkern mittels einer beweglichen Changiereinheit, die das Bandmaterial auf dem Wickelkern ablegt. Ferner betrifft die Erfindung einen Wickel aus Bandmaterial.

[0002] Um Bandmaterial lagern und transportieren zu können, wird es oft um einen Wickelkern gewickelt als Wickel hergestellt. Bei dem Wickelvorgang zur Herstellung des Wickels bewegt sich ein Changierkopf einer Changiereinheit, die das Bandmaterial auf dem Wickel ablegt, parallel zu einer Rotationsachse des Wickelkerns, während der Wickel um die Rotationsachse rotiert. Der Vorschub des Changierkopfes parallel zu der Rotationsachse erfolgt dabei in einem festen Verhältnis zu der Rotationsgeschwindigkeit des Wickels. Beim Erreichen eines seitlichen Endes des Wickels wird die Vorschubrichtung des Changierkopfes schlagartig umgekehrt. Es kommt so zu einer kreuzweisen Anordnung des Bandmaterials auf dem Wickelkern, wobei das Bandmaterial das in der vorhergehenden Umdrehung des Wickels abgelegte Bandmaterial teilweise überlappen, genau eine Bandbreite zu diesem versetzt angeordnet sein oder mit einem Abstand zu diesem abgelegt werden kann. Daraus resultieren auch unterschiedliche Winkel, mit denen sich das Bandmaterial zweier aufeinander folgende Lagen kreuzt.

[0003] Diese Wickelverfahren haben zur Folge, dass das Bandmaterial am seitlichen Ende des Wickels als Säbel bezeichnete Verformungen ausbildet, die durch die Umkehr der Vorschubrichtung der Changiereinheit entstanden sind. Durch die Säbel kommt es bei einer späteren Verarbeitung des Bandmaterials häufig zu ungewollten Problemen. So kann die Zuführung von Bandmaterial zu Verpackungsmaschinen, insbesondere Umreifungsmaschinen aufgrund der Säbel im Bandmaterial Probleme bereiten, die bis zur Unterbrechung des Umreifungsvorgangs führen.

[0004] Der Bereich des Wickels der nach Ablage von zwei Lagen Bandmaterial am seitlichen Ende des Wickels, also nachdem der Changierkopf bei dem Wickelvorgang beide seitlichen Enden des Wickels erreicht hat und zu seiner Ursprungsposition zurückgekehrt ist, nicht mit Bandmaterial abgedeckt wird, wird hier als Lückenbild bezeichnet. Die Lagerfähigkeit von Wickeln mit großem Lückenbild ist beschränkt, da die Auflageflächen (die seitlichen Flächen der Wickel) entweder einen relativ großen Winkel zu den Grundflächen der Wickelkerne aufweisen oder ein sehr unregelmäßiges Oberflächenprofil aufweisen. Die Wickel sind somit nicht sicher aufeinander stapelbar. Durch die beschränkte Lagerfähigkeit ist auch die Handhabung beim Transport der Wickel eingeschränkt. Ferner wird der Wickel, insbesondere das Bandmaterial, welches an den seitlichen Enden des Wickels abgelegt ist, ungleichmäßig beim Lagern belastet, was eine Verformung des Wickels, insbesondere des Bandmaterials an den Auflagepunkten, zur Folge haben kann.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die im Bezug auf den Stand der Technik bestehenden Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, sowie einen entsprechenden Wickel anzugeben, die eine bessere Lagerfähigkeit und Transportfähigkeit der entsprechenden Wickel erreichen, sowie das Abrollverhalten des Bandmaterials verbessern. Ferner soll das zu einem Wickel gewickelte Bandmaterial eine für die Weiterverarbeitung vorteilhaftere und insbesondere leichter verarbeitbare Form der Säbel aufweisen.

[0006] Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Die jeweiligen abhängigen Patentansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.

[0007] Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Wickeln von Bandmaterial mit einer Bandbreite auf einen mit einer Rotationsgeschwindigkeit um eine Rotationsachse rotierbaren Wickelkern mittels einer in Richtung der Rotationsachse beweglichen Changiereinheit, die das Bandmaterial auf dem Wickelkern ablegt, wobei die Changiereinheit parallel zur Rotationsachse mit einer Geschwindigkeit verschoben wird, die in einem Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit steht, wobei das Verhältnis aus dem Quotienten der Geschwindigkeit und der Rotationsgeschwindigkeit gebildet wird, während der Wickel rotiert, wobei sich der absolute Betrag des Verhältnisses zumindest zeitweise ändert.

[0009] Der Wickelkern ist bevorzugt ein zylinderartiger Körper, beispielsweise aus Zellulose umfassenden oder zelluloseartigem Material und/oder Kunststoff mit einer Symmetrieachse, insbesondere einer Zylinderachse. Eine Ebene senkrecht zu dieser Symmetrie- oder Zylinderachse wird im Folgenden als Grundfläche bezeichnet. Die Symmetrie- oder Zylinderachse ist gleichzeitig auch die Rotationsachse des Wickelkerns. Die Changiereinheit umfasst zumindest eine Changierführung und einen Changierkopf, der das Bandmaterial auf dem Wickel ablegt. Die Changiereinheit ist relativ zum Wickel bewegbar. Die Changierführung bewegt sich bevorzugt radial zu der Rotationsachse und der Changierkopf hauptsächlich parallel zu der Rotationsachse. Der Anfang des Bandmaterials wird zunächst am Wickelkern befestigt und dieses durch Rotation des Wickelkerns auf diesen gezogen. Die Position des Changierkopfes bestimmt also im wesentlich die Ablageposition des Bandmaterials auf dem Wickel.

[0010] Da in der Regel die Rotationsgeschwindigkeit des Wickels an die Zuführgeschwindigkeit des Bandmaterials angepasst wird und daher mit steigender Wickeldicke eine geringere Rotationsgeschwindigkeit vorliegt, wird hier die Vorschubgeschwindigkeit der Changiereinheit über das Verhältnis zu der Rotationsgeschwindigkeit des Wickels definiert. Da eine Angabe der Geschwindigkeit über die Wahl des Vorzeichens auch mit einer Richtungsangabe versehen sein kann, ist hier mit dem mathematischen Ausdruck "absoluter Betrag" der Absolutwert der Geschwindigkeit gemeint. Es soll so auch ausgedrückt werden, dass eine schlagartige Richtungsumkehr der Changiereinheit ohne Änderung des Absolutwerts der Geschwindigkeit nicht als Änderung des Verhältnisses verstanden werden soll. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Wert der Vorschubgeschwindigkeit der Changiereinheit während des Wickelvorgangs beliebig geändert werden. So ist es bspw. möglich, die ersten Lagen mit einer relativ größeren Geschwindigkeit abzulegen als die späteren Lagen. Bei einem mit einem solchen Verfahren gewickelten Wickel schneiden sich die aufeinander folgenden Lagen in einem ersten beispielsweise unteren Bereich unter einem spitzeren Winkel als in einem zweiten beispielsweise oberen Bereich des Wickels. Durch unterschiedliche Kreuzungswinkel der aufeinander folgenden Lagen kann ein stabilerer Wickel erreicht werden. Zudem ist es so möglich, den Umkehrpunkt der Changiereinheit an einer beliebigen Stelle des Wickels bezogen auf eine Referenzausrichtung zu erhalten.

[0011] Vorzugsweise ändert sich das Verhältnis kontinuierlich. Mit kontinuierlich ist gemeint, dass sich die Geschwindigkeit nicht schlagartig von einem Wert auf einen anderen ändert, sondern dass sich die Geschwindigkeit ohne Diskontinuitäten in einem Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm darstellt. Die schlagartige Richtungsumkehr der Changiereinheit bei herkömmlichen Wickelverfahren stellt eine solche Diskontinuität dar.

[0012] Auf diese Weise wird ein sicheres Ablegen des Bandmaterials auf dem Wickel erreicht, ohne dass schon abgelegtes Bandmaterial von der Verhältnisänderung beeinflusst wird. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Verhältnisänderung langsam verläuft. Ferner ist es vorteilhaft, dass sich das Verhältnis kontinuierlich ändert.

[0013] Vorteilhaft ändert sich das Verhältnis während der Ablage einer Lage mindestens einmal. Mit einer Lage ist das Bandmaterial gemeint, das bei Verfahren der Changiereinheit von einem seitlichen Ende des Wickels zu dem anderen seitlichen Ende des Wickels auf dem Wickel abgelegt wird. Durch Ändern der Vorschubgeschwindigkeit der Changiereinheit während der Ablage einer Lage kann der Ablagewinkel des Bandmaterials in Bezug auf die Rotationsachse des Wickels geändert werden. So kann in einem ersten Teil ein spitzer Winkel mit der Rotationsachse vorliegen, während in einem zweiten Teil ein stumpfer Winkel des Bandmaterials mit der Rotationsachse vorliegen kann.

[0014] Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Änderung des Verhältnisses bei jeder Lage bei demselben Umdrehungswinkel des Wickels bezogen auf einen Referenzwinkel einsetzt und/oder die Änderungsrate des Verhältnisses an die Rotationsgeschwindigkeit angepasst wird. Bei einem auf diese Weise gewickelten Wickel kann auch noch bei anwachsendem Wickeldurchmesser ein genaues Ablegen des Bandmaterials übereinander erfolgen.

[0015] Besonders bevorzugt ist es, wenn sich der absolute Betrag des Verhältnisses beim Annähern der Changiereinheit an ein seitliches Ende des Wickels zunächst vergrößert, bevor eine Richtungsumkehr erfolgt. Hierbei ist es sehr vorteilhaft, wenn das Verhältnis vor der Vergrößerung so eingestellt ist, dass das abgelegte Bandmaterial sich mit dem in der vorherigen Umdrehung des Wickels abgelegten Bandmaterial zumindest teilweise überlappt. Durch ein Erhöhen des Verhältnisses vor Erreichen des seitlichen Endes wird es ermöglicht, dass das Bandmaterial, welches am seitlichen Ende des Wickels abgelegt wird, nicht das in der vorherigen Umdrehung des Wickels abgelegte Bandmaterial überlappt. Somit liegt das Bandmaterial am seitlichen Ende des Wickels stabil auf einer vorherigen Lage auf. Ein Abrutschen des Bandmaterials nach außen ist somit verhindert. Bei einem mit einem solchen Verfahren gewickelten Wickel weist das Bandmaterial im seitlichen Bereich des Wickels einen S-förmigen Versatz mit zwei Umkehrpunkten auf. Die so entstehenden Säbel im Bandmaterial weisen flachere Winkel auf als Bandmaterial, welches mit herkömmlichen Verfahren gewickelt wurde. Eine Weiterverarbeitung des Bandmaterials wird somit vereinfacht.

[0016] Ferner ist es vorteilhaft, wenn sich während einer Richtungsumkehr das Verhältnis kontinuierlich ändert. Das Verhältnis verkleinert sich also, bevorzugt mit einer kleinen Änderungsrate, bis auf 0, bevor es sich wieder vergrößert. Wenn die Richtungsumkehr an einem seitlichen Ende des Wickels erfolgt, wird eine Ablagefläche des Wickels erzeugt, die nur geringe Winkelabweichungen zu der Grundfläche des Wickelkerns aufweist. Mit Winkelabweichung ist der Winkel zwischen der Grundfläche und einer Ebene, die tangential am seitlichen Ende einer Lage Bandmaterial imaginär an dem Bandmaterial anliegt, gemeint. Erfolgt die Richtungsumkehr immer an der gleichen Stelle des Wickels bezogen auf eine Referenzausrichtung, ist die Auflagefläche leicht gekrümmt ausgeführt. Wird die Changiereinheit während der Richtungsumkehr angehalten, so ist es zudem möglich, eine Ablagefläche zu erzeugen, die parallel zur Grundfläche ausgerichtet ist. Ein mit einem solchen Verfahren hergestellter Wickel weist im seitlichen Bereich des Wickels ein kleineres Lückenbild als bei herkömmlichen Wickelverfahren auf. Das Lückenbild sind Flächen am seitlichen Ende des Wickels, die nach Ablegen von zwei vollständigen Lagen Bandmaterials mit gleichem Vorschubgeschwindigkeitsprofil der Changiereinheit nicht von diesem bedeckt sind. Durch das kleinere Lückenbild und die geringe Winkelabweichung der Ablagefläche zur Grundfläche ist die Lagerfähigkeit der Wickel verbessert. Durch die bessere Lagerfähigkeit ist auch die Transportfähigkeit verbessert, da eine bessere Handhabung beim Stapeln der Wickel und eine verbesserte Stabilität dieser Stapel gegeben ist. Ferner ist eine ungleichmäßige Verformung des Bandmaterials an den Auflagepunkten beim Lagern vermindert.

[0017] Es ist zudem vorteilhaft, wenn nach der Richtungsumkehr das Verhältnis zunächst über ein angestrebtes Verhältnis hinaus vergrößert wird, bevor es zu diesem verringert wird. Somit ist ein symmetrisches Ablegen des Bandmaterials zum Ablegen vor der Richtungsumkehr gegeben.

[0018] Ferner ist es vorteilhaft, wenn sich das Verhältnis zwischen genau zwei unterschiedlichen absoluten Beträgen ändert, wobei die Änderung kontinuierlich ablaufen kann. Mit zwei sich abwechselnden Beträgen des Verhältnisses ist ein beliebiger Versatz auch im Bereich zwischen den Randbereichen möglich. So kann auch im Bereich zwischen den seitlichen Enden des Wickels ein beliebiger S-förmiger Versatz erreicht werden.

[0019] Auch ist es vorteilhaft, wenn sich das Vorzeichen des Verhältnisses nach Erreichen einer vorgebbaren Position in Richtung der Rotationsachse ändert. Ein solches Verfahren ermöglicht eine Richtungsumkehr der Changiereinheit an einer beliebigen Stelle des Wickels. So kann z. B. ein relativ breiter Wickelkern nur auf einem schmalen Abschnitt mit Bandmaterial bewickelt werden.

[0020] Vorzugsweise ist das Bandmaterial aus mindestens einem der folgenden Materialien: Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), oder Metall, insbesondere einem Stahl. Das Bandmaterial ist besonders bevorzugt als ein Verpackungsband ausgebildet.

[0021] Unter Bandmaterial wird ein sich längs erstreckendes Gebilde verstanden, mit einem Querschnitt, der breiter als hoch ist und bevorzugt eine nahezu rechteckige Form aufweist. Unter dem Begriff "Verpackungsband" wird hier insbesondere ein Umreifungsband, welches zum Umreifen von Gütern verwendet wird, verstanden. Das Bandmaterial hat in seinem Querschnitt bevorzugt eine Breite zwischen 1 mm und 50 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 20 mm, und bevorzugt eine Höhe zwischen 0,1 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 mm und 1 mm. Das Bandmaterial wird mit seiner breiten Fläche auf den Wickel abgelegt.

[0022] In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Steuereinrichtung, bevorzugt eine elektronische Steuereinrichtung, zumindest einen der folgenden Parameter steuert: Position der Changiereinheit, Rotationsgeschwindigkeit des Wickelkerns; Geschwindigkeit des Vorschubs der Changiereinheit oder die Länge des auf dem Wickelkern abgelegten Bandmaterials.

[0023] Ferner wird eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen umfassend zumindest eine rotierend antreibbare Halterung für einen Wickelkern, eine Changiereinheit und eine Steuereinrichtung, bevorzugt eine elektronische Steuereinrichtung, welche geeignet und bestimmt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wickelmechanik reduziert wird, da für die Umkehrung der Vorschubrichtung geringere Kräfte benötigt werden, als wenn die Vorschubrichtung in einem Schritt umgekehrt wird.

[0024] Es wird ferner ein Wickel aus Bandmaterial mit einer Mittellinie auf einem Wickelkern mit einer Rotationsachse vorgeschlagen, wobei die Mittellinie des Bandmaterials während mindestens einer Wicklung auf mindestens der Hälfte eines Umfangs des Wickels eine andere absolute Steigung in Bezug auf die Rotationsachse aufweist als im übrigen Bereich des Wickels. Darüber hinaus wird ein Wickel vorgeschlagen, der insbesondere gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und /oder auf einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gewickelt wurde.

[0025] Die für das erfindungsgemäße Verfahren offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und den erfindungsgemäßen Wickel übertragen und anwenden und umgekehrt. Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:

Fig. 1:

einen Wickel aus dem Stand der Technik in Aufsicht;

Fig. 2:

eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wickels in Aufsicht;

Fig. 3:

eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wickels in Seitenansicht; und

Fig. 4:

eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

[0026] Fig. 1 zeigt einen Wickel 15, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bandmaterial 1 ist dabei kreuzweise, nicht überlappend auf einem Wickelkern gewickelt. An den Seiten bilden sich Bereiche, die zumindest von zwei aufeinanderfolgenden Lagen Bandmaterial 1 nicht von dem Bandmaterial 1 überdeckt werden. Dieser nicht überdeckte Seitenbereich wird hier auch Lückenbild 7 genannt und ist als Schraffur mittig in Fig. 1 dargestellt.

[0027] Rechts in Fig. 1 ist von einem kreuzweisen Wickel abgerolltes Bandmaterial 1 dargestellt, bei dem sich typische Säbel 8 ausgebildet haben. Diese kommen an den seitlichen Enden 14 des Wickels durch Umkehr der Ablagerichtung zustande. Starkausgeprägte Säbel 8 können bei der Weiterverarbeitung zu Problemen führen.

[0028] In Fig. 2 und Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wickels 10 dargestellt, wobei Fig. 2 eine Aufsicht und Fig. 3 eine Seitenansicht zeigt. Bandmaterial 1 mit einer Bandbreite B ist mit einem S-förmigen Versatz 9 auf einen Wickelkern 2 abgelegt. Das Bandmaterial 1 verläuft auf dem größten Teil des Umfangs 13 des Wickels 10 parallel zu einer Grundfläche 11 des Wickelkerns 2, die senkrecht zur Rotationsachse R liegt. Das Bandmaterial 1 kann aber auch mit einem beliebigen Winkel zur Rotationsachse R liegen. Mit einer solchen Wicklung kann ein kleines Lückenbild 7 erzeugt werden, also ein Bereich am seitlichen Ende 14 des Wickels 10 der von zwei aufeinanderfolgenden Lagen Bandmaterial 1 nicht überdeckt werden kann. Ein solches Lückenbild 7 ist mittig in Fig. 2 schraffiert dargestellt, das insbesondere erzeugt wird, wenn der S-förmige Versatz 9, wie hier dargestellt, immer an der gleichen Rotationsstelle des Wickels 10 erfolgt. Auf der rechten Seite in Fig. 2 ist ausgerolltes Bandmaterial 1 dargestellt, bei dem der S-förmige Versatz 9 deutlich zu erkennen ist. Erfindungsgemäß ist allerdings schon ein Wickel 10, bei dem das Bandmaterial 1 mindestens zwei unterschiedliche Steigungen des Bandmaterials 1 in Bezug auf die Rotationsachse aufweist.

[0029] Eine Wicklung nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens zumindest am seitlichen Ende 14 des Wickels 10 hat zur Folge, dass die seitliche Auflagefläche 12 des Wickels 10 groß und gleichmäßig ist und zudem eine geringe Winkelabweichung zur Grundfläche 11 des Wickelkerns 2 aufweist. Hieraus resultiert eine bessere Transport- und Lagerfähigkeit des Wickels 10, da die Auflagefläche 12, an der sich aufeinander gestapelte Wickel 10 berühren, größer ist als bei aus dem Stand der Technik bekannten Wickeln 15. Die aus dem erfindungsgemäßen Wickel 10 resultierenden Säbel 8 des Bandmaterials, wobei hier zwei Säbel 8 im Bereich des S-förmigen Versatzes 9 vorliegen, weisen stumpfere Winkel auf als solche aus herkömmlichen Wickelverfahren und sind daher besser für die Weiterverarbeitung des Bandmaterials 1 geeignet.

[0030] Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bandmaterial 1 wird von einer Changiereinheit 3 umfassend einen Changierkopf 4 und eine Changierführung 5 auf einem Wickelkern 2 abgelegt. Der Wickelkern 2 kann um eine Rotationsachse R rotieren. Hierzu ist der Wickelkern 2 auf einer Halterung 18 gehaltert, die von einem Antrieb 17 rotierend angetrieben werden kann. Der Changierkopf 4 bewegt sich zumeist parallel zu der Rotationsachse R. Eine Steuereinrichtung 6 kann sowohl die Position des Changierkopfes 4 mit einer Vorschubgeschwindigkeit V als auch eine Rotationsgeschwindigkeit W des Wickelkerns 2 steuern, die in einem Verhältnis U zueinanderstehen, das aus dem Quotienten V/W der Vorschubgeschwindigkeit V und der Rotationsgeschwindigkeit W gebildet wird. Hierzu ist die Steuereinrichtung 6 über Steuerleitungen 19 mit dem Antrieb 16 und dem Antrieb der Changiereinheit 3 verbunden. Der Wickelkern 2 rotiert um die Rotationsachse R während der Changierkopf 4 mit einer beliebigen, vorgebbaren, sich ändernden Vorschubgeschwindigkeit V verfahren wird. Beispielsweise kann der Changierkopf mit zwei verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten V verfahren werden, wobei eine Änderung der Vorschubgeschwindigkeit V von dem einen Wert auf den anderen Wert erfolgt. Auf diese Weise entsteht ein S-förmiger Versatz 9 des Bandmaterials 1. Ist das Bandmaterial 1 nahe dem seitlichen Ende 14 des Wickels 10 abgelegt worden, so wird die Richtung des Vorschubs des Changierkopfes 4 umgekehrt und eine zweite Lage Bandmaterial 1 wird über die erste Lage Bandmaterial 1 abgelegt. Es ist dabei bevorzugt, dass die Vorschubgeschwindigkeit V der Changiereinheit 4 vor Erreichen des seitlichen Endes 14 erhöht wird und anschließend eine Richtungsumkehr erfolgt. In dem Bereich zwischen den seitlichen Enden 14 kann Bandmaterial mit konstantem Vorschub des Changierkopfes 4 verlegt werden.

[0031] Ein Wickel 10 aus Bandmaterial 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist aufgrund seiner Auflagefläche, welche nur eine geringe Winkelabweichung von der Grundfläche 11 des Wickelkerns 2 aufweist, sehr gut stapelbar. Ferner weist das Bandmaterial 1 auf dem erfindungsgemäßen Wickel 10 Säbel mit flacheren Winkeln auf, wodurch die Weiterverarbeitung des Bandmaterials 1 vereinfacht wird.

[0032] Typischerweise liegt das Verhältnis U aus der Vorschubgeschwindigkeit V und der Winkelgeschwindigkeit in der Größenordnung um die Bandbreite B. Bei einem kleineren Verhältnis U als die Bandbreite B findet eine überlappende Wicklung statt, das heißt das abgelegte Bandmaterial 1 wird zumindest teilweise auf Bandmaterial 1 gelegt, das in der vorhergehenden Drehung des Wickels 10 abgelegt wurde. Ist das Verhältnis größer als die Bandbreite B überlappt das Bandmaterial 1 das in der Drehung zuvor abgelegte Bandmaterial 1 nicht. Das Verhältnis U wird zwischen zwei seitlichen Enden des Wickels 10 mit einem Wert zwischen dem 0,8fachen und dem 1,2fachen, bevorzugt zwischen dem 0,95fachen und dem 1,1fache der Bandbreite B konstant gehalten. Beim Annähern an ein seitliches Ende wird das Verhältnis U bis um das 5fache, bevorzugt bis um das 1,5fache, innerhalb von höchstens 0,5 Umdrehungen, bevorzugt höchstens 0,25 Umdrehungen des Wickels 10 erhöht, bevor ein langsames Verringern des Verhältnisses U mit innerhalb von höchsten 0,8 Umdrehungen, bevorzugt höchstens 0,5 Umdrehungen des Wickels erfolgt. Ist die Vorschubgeschwindigkeit V Null wird das Verhältnis U langsam wieder innerhalb von höchstens 0,8 Umdrehungen, bevorzugt höchstens 0,5 Umdrehungen erhöht bis auf maximal das fünffache, bevorzugt das 1,5fache des zu erreichenden, konstanten Verhältnisses bevor es auf das konstante Verhältnis innerhalb von höchstens 0,5 Umdrehungen verkleinert wird. Der Vorgang des Beschleunigens aus dem festen Verhältnis bis zum erneuten Erreichen des festen Verhältnisses geschieht, während der Wickel 0,7 bis 2,5, bevorzugt 0,9 bis 1,6, besonders bevorzugt 1,1 bis 1,4 Umdrehungen absolviert.

Bezugszeichenliste

[0033] 

1

Bandmaterial

2

Wickelkern

3

Changiereinheit

4

Changierkopf

5

Changierführung

6

Steuereinrichtung

7

Lückenbild

8

Säbel

9

S-förmiger Versatz

10

Wickel

11

Grundfläche

12

Auflagefläche des Wickels

13

Umfang

14

seitliches Ende des Wickels

15

aus dem Stand der Technik bekannter Wickel

16

Vorrichtung

17

Antrieb

18

Halterung

19

Steuerleitung

20

Mittellinie

B

Bandbreite

R

Rotationsachse

V

Vorschubgeschwindigkeit

W

Winkelgeschwindigkeit

U

Verhältnis

Ansprüche

1. Verfahren zum Wickeln von Bandmaterial (1) mit einer Bandbreite (B) auf einen mit einer Rotationsgeschwindigkeit (W) um eine Rotationsachse (R) rotierbaren Wickelkern (2) mittels einer in Richtung der Rotationsachse (R) beweglichen Changiereinheit (3), die das Bandmaterial (1) auf dem Wickelkern (2) ablegt, wobei die Changiereinheit (3) parallel zur Rotationsachse (R) mit einer Geschwindigkeit (V) verschoben wird, die in einem Verhältnis (U) zur Rotationsgeschwindigkeit (W) steht, wobei das Verhältnis (U) aus dem Quotienten der Geschwindigkeit (V) und der Rotationsgeschwindigkeit (W) V/W gebildet wird, während der Wickel (2) rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass
sich der absolute Betrag des Verhältnisses (U) zumindest zeitweise ändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich das Verhältnis (U) kontinuierlich ändert.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Verhältnis (U) während der Ablage einer Lage mindestens einmal ändert.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der absolute Betrag des Verhältnisses (U) beim Annähern der Changiereinheit (3) an ein seitliches Ende des Wickels zunächst vergrößert bevor eine Richtungsumkehr erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich während einer Richtungsumkehr das Verhältnis (U) kontinuierlich ändert.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich das Verhältnis (U) zwischen genau zwei unterschiedlichen absoluten Beträgen ändert.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuereinrichtung (6) zumindest die Positionierung der Changiereinheit (3) steuert.

8. Vorrichtung (16) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend zumindest eine rotierend antreibbare Halterung (18) für einen Wickelkern (2), eine Changiereinheit (3) und eine Steuereinrichtung (6), welche geeignet und bestimmt zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.

9. Wickel (10) aus Bandmaterial, der nach einem der Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 7 gewickelt wurde.

10. Wickel (10) aus Bandmaterial (1) mit einer Mittellinie (20) auf einem Wickelkern (2) mit einer Rotationsachse (R), wobei die Mittellinie (20) des Bandmaterials (1) während mindestens einer Wicklung auf mindestens der Hälfte eines Umfangs des Wickels (10) eine andere absolute Steigung in Bezug auf die Rotationsachse aufweist als im übrigen Bereich des Wickels.

Zeichnung