DE69430643T2

DE69430643T2 - Umwickler mit Kontaktantrieb und Verfahren zur Minimalisierung des Schlupfes zwischen Antriebsrolle und Bahn

Info

Publication number: DE69430643T2
Application number: DE69430643T
Authority: DE
Inventors: Richard L. Vigneau
Original assignee: Paper Converting Machine Co
Current assignee: Paper Converting Machine Co
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-08-10
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2014-08-11
Also published as: EP0695712A1; EP0909735A1; DE69421528D1; US5505405A; ES2139692T3; EP0909735B1; CA2129584A1; DE69430643D1; JPH0853244A; EP0695712B1; ES2175596T3; DE69421528T2

Description

HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Umwickler und ein Verfahren sowie insbesondere einen Umwickler und ein Verfahren nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6.
Bisher sind zwei Grundtypen von (Oberflächen-) Umwicklern im Handel erhältlich. Ein Typ, den die US-PS 4 909 452 offenbart, hat eine bewegliche Wickeltrommel. Insbesondere erfolgt der Übergang des Kerns mit dem teilweise aufgewickelten Produkt von einer Seite des Spalts der Wickeltrommeln zum anderen mit einer Kombination der Bewegung der unteren Trommel, der Freilage der Zufuhrübergabefinger und dem Geschwindigkeitunterschied zwischen den beiden Trommeln. Zu Beginn des Zyklus wird die Entfernung zwischen den beiden Wickeltrommeln schnell verringert. Dann werden die Zufuhrübergabefinger proportional freigelegt und dies - gemeinsam mit einem kleinen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Trommeln - treibt das Produkt rasch von einer Seite des Trommelspalts zum anderen. So kann der Produktdurchmesser zunehmen und die Rolle ohne zusätzliche Kompression von einer Seite des Spalts zur anderen laufen. Danach bleibt der Geschwindigkeitsunterschied konstant.
Einen weiteren Umwickler lehrt die US-PS 4,327,877. Hier wird ebenfalls eine Geschwindigkeitsänderung einer der Rollen benutzt, um den Kern mit dem teilweise aufgewickelten Produkt von einer Seite des Wickelrollenpaars zur anderen zu bewegen. Nach diesem Verfahren wird das Produkt komprimiert, während die Geschwindigkeitsänderung das Produkt weiterführt. Im Betrieb verringert sich Geschwindigkeit der unteren Trommel rasch durch kontrollierte Abbremsung und kehrt dann über den Rest des Wickelzyklus zu der Geschwindigkeit der oberen Trommel zurück.
In jedem Fall besteht eine gewisse Abhängigkeit vom Schlupf zwischen dem Produkt und den es berührenden Oberflächen. Sind die Trommeloberflächen glatt genug, um einen Schlupf zuzulassen, ermöglichen sie auch instabile (typischerweise weiche) Produkte, die sehr leicht im 3-Trommel-Wickelbereich herumspringen, und begrenzen daher die Geschwindigkeit, mit der diese sich betreiben lassen. Alternativ lassen glatte Bahnen einen Schlupf zu, aber Rauigkeit bewirkt Sprünge - vergl. die US-PS 1 719 830.
Die EP-A-0 620176, die gem. Art. 54(3) EPÜ zum Stand der Technik zählt, offenbart ein 3-Trommel-Werk mit einer ersten und einer zweiten Wickeltrommel, die voneinander beabstandet sind, wobei ihnen eine Steuereinrichtung zum Ändern der Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel zugeordnet ist derart, dass der Schlupf im wesentlichen eliminiert wird. Hiermit sollte ein Geschwindigkeitsprofil erzeugt werden, dem zufolge die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel zu Beginn jeden Wickelzyklus vermindert wurde, um eine teilgewickelte Rolle zwischen den Wickeltrommeln hindurch zu führen, und danach die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel mit zunehmendem Durchmesser der teilgewickelten Trommel wieder erhöht wurde.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt diese einen Oberflächen- Umwickler zum kontinuierlichen Wickeln von Stammrollen bereit, der ein Gestell, einen auf dem Gestell gelagerten 3-Trommel-Satz mit einer ersten Wickeltrommel und einer von dieser beabstandeten zweiten Wickeltrommel sowie einer Reitertrommel, Einrichtungen auf dem Gestell zur drehbaren Lagerung jeder der Trommeln, einer Kerneinführeinrichtung auf dem Gestell, mit der ein Kern in den Raum zwischen der ersten und der zweiten Wickeltrommel einführbar ist, und einer Einrichtung, mit der eine Bahn kontinuierlich in den Kontakt mit einem zu dem Raum hin bewegten Kern führbar ist, um sie zyklisch auf aufeinander folgende Kerne zu wickeln und so Stammrollen auszubilden, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, mit der ein Schlupf zwischen einer sich auf den Kern aufwickelnden Bahn und der Reitertrommel im wesentlichen eliminierbar und die Kernbewegung kompensierbar ist, indem sie der Reitertrommel ein Geschwindigkeitsprofil erteilt, dem zufolge die Geschwindigkeit der Reitertrommel unmittelbar vor Beginn jedes Wickelzyklus erhöht wird, um den fertigen Stammrollenwickel auszuwerfen, dann die Geschwindigkeit auf die Bahngeschwindigkeit gesenkt wird und schließlich die Geschwindigkeit abhängig vom zunehmenden Durchmesser einer sich auf den Kern wickelnden Stammrolle erhöht wird, wobei in jedem Wickelzyklus die Reitertrommel gleichzeitig auf einer geschlossenen Umlaufbahn geführt wird.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung stellt diese ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Bahnwickeln mit einem Umwickler mit einem Gestell, einem Satz mit drei auf dem Gestell drehbar gelagerten Trommeln, bei denen es sich um eine erste Wickeltrommel und eine von dieser beabstandete zweite Wickeltrommel sowie eine Reitertrommel handelt, mit folgenden Schritten: Vorschieben von aufeinander folgenden Kernen zum Raum zwischen der ersten und der zweiten Wickeltrommel und kontinuierliches Einführen einer Bahn in den Kontakt mit den zum Raum hin und durch ihn hindurch geführten Kernen, um die Bahn zyklisch auf aufeinander folgende Kerne aufzuwickeln; das Verfahren ist gekennzeichnet durch das Erhöhen der Geschwindigkeit der Reitertrommel unmittelbar vor Beginn jedes Wickelzyklus, um den fertigen Wickel auszuwerfen, dann das Absenken der Geschwindigkeit auf die Bahngeschwindigkeit und schließlich das Erhöhen der Geschwindigkeit abhängig vom zunehmenden Durchmesser der sich auf den Kern aufwickelnden Stammrolle, wobei in jedem Wickelzyklus die Reitertrommel gleichzeitig auf einer geschlossenen Umlaufbahn geführt wird.
Ein Geschwindigkeitsprofil gem. Beschreibung der EP-A-0 620176 lässt sich auch auf die zweite Wickeltrommel anwenden. Das Geschwindigkeitsprofil sowohl der zweiten als auch der Reitertrommel lässt sich dahin gehend modifizieren, dass im fertigen Stammrollenwickel ein gewählter Bereich anderer Spannung entsteht, d. h. ein Teil in einer bestimmten radialen Lage, der entweder "härter" oder "weicher" ist als ein anderer Teil. Bestimmte Verarbeiter und Kunden erheben unterschiedliche Anforderungen, die sich gewöhnlich leicht erfüllen lassen, indem man das Geschwindigkeitsprofil modifiziert, das von der Wicklersteuerung bestimmt wird. Bspw. kann ein härterer Ring nahe dem Kern ein Einfallen des Kerns verhindern, während ein härterer Ring nahe dem Umfang dazu beiträgt, einen konstanten Durchmesser beizubehalten.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Einzelheiten des Aufbaus und der Arbeitsweise, wie sie in der folgenden Beschreibung heraus gestellt sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist ein schaubildlicher Seitenriss eines Umwicklers nach der Lehre der EP-A-0 620176;
Fig. 2 zeigt als Graph das Geschwindigkeitsprofil einer der Wickelrollen nach der Lehre der EP-A-0 620176;
Fig. 3A-3G zeigen schaubildlich die Folge der Positionen der unteren Wickeltrommel relativ zur gerade aufgewickelten Stammrolle;
Fig. 4 zeigt als Graph die relative Geschwindigkeit der oberen und der unteren Wickeltrommel als Funktion der Zyklusphase in der Anordnung nach Fig. 3A-3G;
Fig. 5 zeigt als Seitenriss schaubildlich ein Gestänge zum Erzeugen der geschlossenen Umlaufbahn der unteren Wickeltrommel;
Fig. 6 zeigt als Seitenriss schaubildlich eine umlaufende Reitertrommel; und
Fig. 7 zeigt als Graph die Geschwindigkeit als Funktion der Zylklusphase, d. h. ein vorbestimmter Spannungsunterschied in einem Teil relativ zu einem anderen Teil des Wickels.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Die Fig. 1 zeigt einen typischen 3-Trommel-Satz, der auf geeignete Weise auf einem Gestell F gelagert ist, von dem in Fig. 1 unten Mitte nur ein Teil gezeigt ist. Auf herkömmliche Weise sind zwei seitliche Gestellteile (in Fig. 1 rächt gezeigt) vorgesehen, die die verschiedenen Trommeln und anderen drehbaren Elemente drehbar lagern.
Mitte oben links beginnend bezeichnet das Symbol W eine Bahn, die von einer Vorratsrolle (in Fig. 1 nicht gezeigt) kommend auf eine Stammrolle L gewickelt werden soll - vergl. den rechten mittigen Teil der Fig. 1. Die Stammrolle L hat den Durchmesser normaler Toiletten- oder Küchentuchrollen und besteht aus einer Anzahl von Lagen der aufgewickelten Bahn auf einem mittigen Kern C'. Der Kern in der Position C ist vor dem Wickeln entsprechend dem Beginn des Wickelzyklus gezeigt. Am Ende des Wickelzyklus wird die Stammrolle L über eine Rampe 10 zur weiteren Behandlung ausgeworfen - gewöhnlich dem Zersägen zu Rollen in Einzelhandelslängen.
Wie die Fig. 1 oben links weiter zeigt, bezeichnet das Bezugszeichen 1·1 eine erste Wickeltrommel, die oft auch als "Bettrolle" bezeichnet wird und um die die Bahn W teilweise gewickelt wird. Auf dem Gestell F ist auf der der ersten Wickeltrommel 11 gegenüberliegenden Seite der Bahn W eine Messertrommel 12 mit einem Messer 13 angeordnet, das mit der Trommel 11 zusammenwirkt. Das Messer 13 trennt die Bahn am Ende eines und Beginn eines anderen Wickelzyklus durch. So hat die Bahn W eine vorlaufende Kante E. Ein Teil geringfügig hinter dieser wird von einer Saugöffnung 14 (in dieser Darstellung) erfasst, um sicherzustellen, dass sich dieser vorlaufende Kantenteil der nun zertrennten Bahn der Mantelfläche der ersten Wickeltrommel 11 anpasst, bis die Übergabe auf den beleimten Kern C erfolgt.
Wie in Fig. 1 unten links gezeigt, wird der gestrichelt gezeigte Kern auf einer Einführeinrichtung 15 gehalten, die auf einer allgemein bogenförmigen Bahn in die durchgezogen gezeigte Position läuft, in der der Kern mit C bezeichnet ist. An diesem Punkt trifft der Kern C auf eine ortsfeste Platte 16 analog zu der in der US-PS 4,909,452 gezeigten. Da der Kern C sowohl die umlaufende Oberfläche der ersten Wickeltrommel 11 als auch die ortsfeste Oberfläche der Platte 16 berührt, wird ihm auf der Platte 16 eine Drehung und eine Bewegung nach rechts in Fig. 1 erteilt. Da der Kern nach rechts läuft, berührt seine beleimte Oberfläche die Bahn W an deren vorlaufender Kante E und der Wickelvorgang beginnt, indem der Kern schließlich in Berührung mit der unteren oder zweiten Wickeltrommel 17 gerät. Diese zweite oder untere Wickeltrommel 17 ist, wie bei 18 gestrichelt gezeigt, in einem geschlossenen Kreis von der ersten Wickeltrommel 11 hinweg bewegbar gelagert. Ein Antrieb wie eine Riemenscheibe 19 lässt sich einsetzen, um mit der Trommel 17 mitzulaufen und gleichzeitig die Drehung für sie zu liefern.
Im Beitrieb des Umwicklers nach EP-A-0 620176 wird die Bahn W bspw. von einer Vorratsrolle abgewickelt und läuft, wie gezeigt, über die drehende erste Trommel 11 und wird vom Messer 13 auf der Messertrommel 12 quer zertrennt. Danach trifft die vorlaufende Kante der nun zertrennten Bahn auf den Kern C und wird auf ihn aufgewickelt, wobei zunächst der Kern C über die ortsfeste Platte 16 nach rechts und dann auf die Oberfläche der Wickeltrommel 17 läuft.
Zu Beginn des Wickelzyklus, der in Fig. 2 am linken Ende der mit ZYKLUS bezeichneten Abszisse mit "0º" bezeichnet ist ist die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel 17 im Vergleich mit der konstanten Geschwindigkeit 20 der ersten Wickeltrommel 11 verhältnismäßig niedrig. Diese niedrigere Trommelgeschwindigkeit 21 nimmt im Anfangsteil des Wickelvorgangs ziemlich schnell zu, um die nun teilgewickelte Rolle durch den Raum oder Spalt 22 zwischen der ersten und der zweiten Wickeltrommel 11, 17 vorzutreiben. Danach folgt die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel einem mit 23 bezeichneten Kurventeil, in dem die Oberflächengeschwindigkeit der der ersten Wickeltrommel nahe kommt, aber ihr nicht genau gleich wird, und die mit zunehmendem Durchmesser der teilgewickelten Rolle zunimmt. Dann fällt am oder nahe dem Ende des Zyklus die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel (der unteren Wickeltrommel, wie hier gezeigt) so schnell wie möglich ab, wie bei 24 gezeigt, um zum Beginn eines anderen Wickelzyklus wie bei 25 (vergl. beide Enden des Kurvenzugs in Fig. 2) bereit zu sein. Dem Umwickler insgesamt und insbesondere den verschiedenen Vorrichtungen zum Drehen, Bewegen usw. der unteren Wickelrolle 17 ist vorteilhafterweise ein Steuergerät 26 zugeordnet.
Insofern als ein Schlupf sich im Wesentlichen eliminieren lässt, ist es möglich, die anderen Oberflächen einer der oder beider Wickeltrommeln 11, 17 mit einem rutschfesten Werkstoff auszurüsten, ohne die Bahn W zu beschädigen.

BESCHREIBUNG DER Fig. 3A-3G, 4 UND 5

In den Fig. 3A-3G bezeichnet das Bezugszeichen 11 wiederum die obere Wickeltrommel, das Bezugszeichen 17 die untere. Diese spezielle Folge von Ansichten zeigt, wie die geschlossene Umlaufbahn der Bewegung der unteren Wickeltrommel dazu benutzt werden kann, jeden Schlupf zwischen der sich gerade aufwickelnden Bahn und der unteren Wickeltrommel zu verhindern, ohne dabei ein Geschwindigkeitsprofil der anhand der Fig. 2 beschriebenen Art einzusetzen. In der Tat ist das Geschwindigkeitsprofil der unteren Trommel konstant wie sich aus der Fig. 4 ersehen lässt, in der es mit 20' bezeichnet ist, um den Gegensatz zum mit 20 bezeichneten Geschwindigkeitsprofil der oberen Trommel zu zeigen. M.a.W.: die Geschwindigkeit der unteren Wickeltrommel 17 verändert sich innerhalb eines gegebenen Zyklus nicht. In Kombination mit dem Umlauf der unteren Wickelrolle 17, wie in den Fig. 3A-3G gezeigt, ergibt diese Besonderheit ein Resultat äquivalent dem, das man durch die Geschwindigkeitsprofilierung der unteren Wickelrolle erhält.
Bspw. liegt zu Beginn des Zyklus - 0º in Fig. 3A - der Kern C hinter der strichpunktierten Linie D zwischen den Mittelpunkten der oberen und der unteren Wickeltrommel. Der vorlaufende Kantenteil der Bahn kann auch in einem Rückfalz RF auf sich selbst zurückgefaltet sein.
Geht man die Positionen eine nach der anderen durch, wird auffallen, dass der Kern C und danach die frisch gewickelte Stammrolle langsam nach rechts läuft, während die untere Wickeltrommel auf einer allgemein elliptischen Bahn schnell im Uhrzeigersinn umläuft. Dies ist aus der Zeichnungsfolge Fig. 3A-3G zu ersehen. In der Fig. 3B hat eine verhältnismäßig kleine Bewegung der Stammrolle L1 nach rechts stattgefunden, während die untere Wickelrolle 17 sich um 25º im Wickelzyklus weiter bewegt hat.
In Figur. 3C sind Dann die Stammrolle um eine verhältnismäßig kleine Strecke in die Position L2 und die Wickelrolle 17 auf insgesamt 50º des Wickelzyklus, d. h. auf etwa die halbe Umlaufbahn weitergelaufen. In der Fig. 3D ist die Stammrolle L 3 wiederum langsam nach rechts gelaufen, während die Trommel 17 125º des Wickelzyklus zurückgelegt hat. Entsprechend ist zu ersehen, dass die Stammrolle schneller nach rechts läuft, während die Wickelrolle 17 den Rest der Umlaufbahn zurücklegt - die Fig. 3E-3G zeigen die Trommelpositionen 200º, 275º bzw. 325º des Wickelzyklus. Diese profilierte Bewegung der unteren Trommel ergibt also die Gelegenheit, eine lineare Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der oberen und der unteren Wickeltrommel 11, 17 anzusetzen, wie sie in Fig. 4 bei 20, 20' gezeigt ist.

DIE DARSTELLUNG DER Fig. 5

Die Mittel zum Erreichen dieser vorteilhaften Arbeitsweise und Entwickeln einer vorteilhaften Alternative bzw. Zugabe zur Geschwindigkeitsprofilierung - d. h. der Geschwindigkeitsprofilierung und der umlaufenden unteren Wickelrolle in Kombination - sind schaubildlich in Fig. 5 gezeigt. Wie dort zu ersehen, ist die untere Wickeltrommel wieder mit 17 gekennzeichnet; sie ist zur Bewegung relativ zu sowohl einer horizontalen Achse X als auch einer vertikalen Achse Y gelagert und läuft auf einer Bahn 18 um - vergl. Fig. 1. Hierzu lässt sich eine Vielzahl von Getrieben einsetzen - bspw. ein 2-gliedriges Gestängegetriebe mit den Gliedern 27, 28 auf jedem Seitenrahmen. Jedes Glied ist bei 29 am Gestell F angelenkt und bei 30 mit dem Glied 28 schwenkbar verbunden. Das andere Ende des Glieds 28 ist schwenkbar mit den Lagern 31 für die Trommel 17 verbunden. Stellmotore wie Druckmittelzylinder lassen sich einsetzen, um die Glieder 27, 28 und so die Lager 31 zu bewegen. Das Betätigen der Druckmittelzylinder (nicht gezeigt) erfolgt mit Vorteil mittels eines Steuergeräts 26, wie bereits zur Fig. 1 festgestellt wurde.

BESCHREIBUNG DER Fig. 6

Die Fig. 6 zeigt den üblichen 3-Trommel-Satz mit der oberen und der unteren Wickeltrommel 11 bzw. 17. Die Reitrolle (bereits in Fig. 1 gezeigt, aber nicht gekennzeichnet) ist hier mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet und in einigen Stellungen dargestellt. Die mit 32 bezeichnete, durchgezogen gezeigte Stellung ist diejenige, die die Reittrommel am Ende des Wickelzyklus und unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung der Stammrolle Lf entlang der schrägen Ebene bzw. Rampe 10 einnimmt.
Die Reittrommel 32 ist mit einem mehrgliedrigen Getriebe gelagert, das betrieblich zwei Freiheitsgrade bspw. in der X- und der Y-Achse im Wesentlichen so bietet, wie es oben anhand der Fig. 5 für die elliptische bzw. Umlaufbewegung der unteren Wickeltrommel 17 ausgeführt ist. Hier bildet die Umlaufbahn des Trommelmittelpunkts eher ein sphärisches Dreieck, wie gepunktet gezeigt und allgemein mit 33 bezeichnet. Eine Seite des Dreiecks 34 ist leicht bogenförmig, weil die Reittrommel der Kontur der Stammrolle Lf folgt. Die Seite 34 ist konvex, d. h. relativ zum Inneren des Dreiecks 33 auswärts bogenförmig gekrümmt.
Die zweite Seite 35 ist als Gerade gezeigt aufgrund des Umstands, dass die Trommeln 11, 17 den gleichen Durchmesser haben. Ist dies der Fall, läuft die Mitte der Stammrolle geradlinig zur Position 32'. Meistens sind die Durchmesser jedoch unterschiedlich, wobei die untere Wickeltrommel den kleineren Durchmesser hat. Dann folgt die Stammrolle der unteren Trommel und die Mitte der Stammrolle läuft daher auf einer gekrümmten Bahn. Das Gleiche gilt für die Reittrommel, die entlang einer durch den Mittelpunkt verlaufenden Linie auf die Stammrolle drückt. Die Reittrommel 32 (und ihr Mittelpunkt) läuft also auf einer bogenförmigen Bahn, die - relativ zum Inneren des Dreiecks - einwärts konkav verläuft.
Die dritte Seite 36 des allgemein sphärischen Dreiecks 33 ist ebenfalls bogenförmig, d. h. einwärts konkav, und stellt eine ziemlich schnelle Bewegung entlang der Kontur der oberen Wickeltrommel 11 und der Außenkontur der endgültigen Stammrolle Lf dar; mit der Anfangslage L&sub0; der Stammrolle liegt sie tangential an.
Der Vorteil dieses in der Fig. 6 gezeigten Systems ist die Fähigkeit, das Produkt innerhalb eines angenähert gleichseitigen Dreiecks zwischen der oberen und unteren Trommel sowie der Reittrommel zu halten. Obgleich dies auch das Ziel der bekannten 3-Trommel-Sätze war und typischerweise mit einer einzigen Schwenk- oder Bogenbewegung erreicht wurde, wurde es nur unvollkommen erzielt, weil die einzige bogenförmige Bahn erheblich von dem allgemein gleichseitigen Dreieck abweicht, das mit der Anordnung nach Fig. 6 erreichbar ist. Bspw. bietet in dem mit 35 bezeichneten Segment die Erfindung den besten Rückhaltewinkel für die Ausbildung eines stabilen Wickels. Am Ende des Segments 35 und während des Segments 34 wird vorteilhafterweise für ein Auswerfen des Produkts gesorgt, indem man die Reitrolle aus einer Rückhalteposition relativ zur fast fertigen Stammrolle herausbewegt. Infolge der einmaligen Geometrie, für die diese Anordnung sorgt, erfolgt das Rückführen danach sehr schnell. Diese Anordnung weist eine Reittrommel auf, deren Mittelpunkt ein sphärisches Dreieck mit allgemein bogenförmigen Seiten beschreibt. Es ist vorteilhaft, der Reittrommel ein Geschwindigkeitsprofil - allgemein der in Fig. 2 gezeigten Art - zu erteilen.

BESCHREIBUNG DER Fig. 7

In der Fig. 7 ist zu ersehen, dass das Bezugszeichen 20 das flache Geschwindigkeitsprofil der oberen Wickeltrommel 11 kennzeichnet. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet das Geschwindigkeitsprofil der unteren Wickeltrommel 17, das dem in Fig. 2 entspricht. Bspw. steigt im Anfangsbereich die Geschwindigkeit 21 der unteren Trommel ziemlich schnell, um die nun teilweise gewickelte Rolle durch den Raum 22 (Fig. 1) vorzutreiben. Danach folgt die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel einem mit 23 bezeichneten Kurvenzweig, in dem sich die Oberflächengeschwindigkeit der der ersten Wickeltrommel annähert, ohne sie genau zu erreichen, und die mit dem Durchmesser der teilgewickelten Rolle zunimmt. Mit dem bzw. nahe am Ende des Zyklus fällt dann die Geschwindigkeit der zweiten (hier: der unteren) Wickeltrommel so schnell wie möglich ab, wie bei 24 gezeigt, um für den Beginn eines anderen Wickelzyklus - vergl. 25 - bereit zu sein.
Die obere Kurve 23' der Gruppe der drei unteren gilt für einen nicht gleichförmig gewickelten Wickel, der zu Beginn des Wickelvorgangs straffer bzw. stärker gespannt ist. Umgekehrt gilt die unterste Kurve 23" für einen nicht gleichförmig gewickelten Wickel, der zu Beginn lockerer und am Ende verhältnismäßig dichter gewickelt ist. Die Darstellung der Fig. 7 zeigt lediglich zwei Variationen des bereits beschriebenen Geschwindigkeitsprofils auf Grund der Funktion des zunehmenden Durchmessers der sich aufwickelnden Stammrolle. Durch geeignete Variation des Geschwindigkeitssignals aus dem Steuergerät 26 lässt sich der Dichtewechsel an eine beliebige Stelle des Zyklus bringen oder kann die Dichte "weicher" oder "härter" als im Rest des Wickels oder als in einem angrenzenden Ring der fertigen Stammrolle gemacht werden.
Folgt die Oberflächengeschwindigkeit der unteren Trommel 17 der oberen Kurve 23', ist der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der oberen und der unteren Trommel 11, 17 kleiner als bei Befolgung der Kurve 23. Dadurch erhält man eine kürzere oder langsamere Bewegung der beginnenden Stammrolle L&sub0; aus dem Spalt oder Raum 22 zwischen den Trommeln 11, 17 heraus und somit einen strafferen Wickel. Ein strafferer Wickel nahe dem Kern C kann vorteilhaft sein, wenn der Kern dazu neigt, beim Zersägen der Stammrolle einzufallen. Ist der Wickel zu Beginn des Wickelvorgangs straffer, ist später beim Wickeln für einen lockereren Bereich zu sorgen, falls ein Rollen-Solldurchmesser erreicht werden soll.
Entspricht das Geschwindigkeitsprofil der Kurve 23", liegt eine größere Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Trommeln 11, 17 vor, infolge deren die Stammrolle L&sub0; schneller durch den Spalt und in den 3-Trommel-Satz läuft. Dann erhält man zu Beginn des Wickelvorgangs, d. h. im an den Kern angrenzenden Bereich, einen lockeren Wickel. Dies kann von Vorteil sein, wo die Stammrolle dazu neigt, teleskopartig auszufahren, d. h. wo die Windungen axial auseinanderstreben wie im Fall eines ausgezogenen Teleskops. Auch hier muss ein Ausgleichsbereich vorliegen, wenn ein Solldurchmesser eingehalten werden soll, d. h. der Außenbereich muss straffer gewickelt werden.
Die Faktoren, die die Auswahl einer gestuften Wicklung beeinflussen, sind im Prinzip die Systemgeometrie und das Wesen der Bahn, die aufgewickelt wird.

ZUSAMMENFASSUNG

Es wurde ein Umwickler zum stetigen Wickeln von Bahnrollen mit einem Gestell F, einem auf dem Gestell gelagerten 3-Trommel-Satz mit einer ersten und einer zweiten Wickeltrommel 11, 17 sowie einer Reittrommel 32, die voneinander beabstandet sind, beschrieben. Ebenfalls auf dem Gestell vorgesehen sind Einrichtungen zum Drehen jeder Trommel wie bspw. die Riemenscheibe 19, die in Fig. 1 relativ zur zweiten bzw. unteren Wickeltrommel 17 gezeigt ist. Ein ähnlicher Antrieb lässt sich für die erste bzw. obere Wickeltrommel einsetzen, um sie mit der Bahngeschwindigkeit anzutreiben. Ein entsprechender Antrieb ist für die Reittrommel 32 vorgesehen. Schließlich ist eine Kerneinführeinrichtung 15, mit der ein Kern C zu dem Raum zwischen der ersten und der zweiten Wickeltrommel hin und in diesen einführbar ist, eine Einrichtung wie bspw. miteinander zusammenwirkende Trommeln 11, 12 zum stetigen Einführen einer Bahn in den Kontakt mit einem Kern, der dem Raum 22 zwischen den Trommeln 11, 17 zugeführt wird, und zum zyklischen Aufwickeln der Bahn auf aufeinanderfolgende Kerne, sowie eine Einrichtung vorgesehen, mit der der Schlupf zwischen einer sich gerade auf den Kern aufwickelnden Bahn und der zweiten Trommel im Wesentlichen eliminieren (und auch die Kernbewegung kompensieren) lässt. Hierbei handelt es sich um die Anordnung wie bei 27-31 zur Umlaufbewegung der unteren Wickeltrommel 17 oder der Reittrommel 32 oder beider. Die Umlaufbahn der Reittrommel ist in Fig. 6 bei 33 dargestellt. Geeignete Umlaufeinrichtungen sind u. a. die Glieder 27, 28 der Fig. 5.
Wie in der EP-A-0 620176 offenbart, kann die untere Trommel 17 mit einem Geschwindigkeitsprofil beaufschlagt werden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Erfindungsgemäß erhält die Reittrommel 32 ein Geschwindigkeitsprofil. Das Geschwindigkeitsprofil der Reittrommel 32 unterscheidet sich von dem der unteren Trommel 17, weil sie am Ende des Zyklus schneller laufen muss, um das Auswerfen des Rollenprodukts, d. h. der Stammrolle L zu gewährleisten. Danach hat die Reittrommel 32 ein anderes Profil, da der Abstand zur oberen Trommel 11 ein anderer ist. Die Steilheit des Geschwindigkeitsanstiegs hängt daher von der Systemgeometrie ab.
In der zeichnerischen Darstellung wird nach dem Auswerfen der Stammrolle die Geschwindigkeit der Reittrommel auf die Bahngeschwindigkeit gesenkt und dann als Funktion des Durchmessers der sich aufwickelnden Stammrolle erhöht.
Weiterhin ist eine geringfügige Abweichung von dem Geschwindigkeitsprofil vorteilhaft, wie in Fig. 7 bei 23' und 23" gezeigt. Dadurch lassen sich in der gewickelten Stammrolle Ringbereiche erzeugen, die sich von einem angrenzenden Ringbereich jeweils unterscheiden, d. h. straffer/lockerer oder härter/weicher sind als dieser.
Dieses Wickeln mit nicht gleichförmiger Spannung lässt sich mit Vorteil der Reittrommel auferlegen.
Während in der vorgehenden Beschreibung die Erfindung zur Erläuterung ausführlich beschrieben ist, lassen sich die ausgeführten Einzelheiten vielfach abändern, ohne den Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

LEGENDE

Fig. 2

Speed Geschwindigkeit
Cycle Zyklus

Fig. 4

Speed Geschwindigkeit
Cycle Zyklus

Fig. 7

Speed Geschwindigkeit
Cycle Zyklus

Claims

1. Umwickler mit Oberflächen-Kontaktantrieb zum kontinuierlichen Wickeln von Stammrollen, mit einem Gestell (F), einem auf dem Gestell gelagerten 3-Trommel- Satz mit einer ersten und einer von dieser beabstandeten zweiten Wickeltrommel (11, 17) sowie einer Reitertrommel (32), Einrichtungen (19, 31) auf dem Gestell zur drehbaren Lagerung jeder der Trommeln, einer Kerneinführeinrichtung (15) auf dem Gestell, mit der ein Kern in den Raum (22) zwischen der ersten und der zweiten Wickeltrommel einführbar ist, und einer Einrichtung (12, 13), mit der eine Bahn kontinuierlich in Kontakt mit einem zu dem Raum hin bewegten Kern (C) führbar ist, um sie zyklisch auf aufeinander folgende Kerne zu wickeln und so Stammrollen auszubilden,

gekennzeichnet durch

eine Steuereinrichtung, mit der ein Schlupf zwischen einer sich auf den Kern aufwickelnden Bahn und der Reitertrommel (32) im wesentlichen eliminierbar und die Kernbewegung kompensierbar ist, indem sie der Reitertrommel ein Geschwindigkeitsprofil erteilt, dem zufolge die Geschwindigkeit der Reitertrommel (32) unmittelbar vor Beginn jedes Wickelzyklus erhöht wird, um den fertigen Stammrollenwickel auszuwerfen, dann die Geschwindigkeit auf die Bahngeschwindigkeit gesenkt wird und schließlich die Geschwindigkeit abhängig vom zunehmenden Durchmesser einer sich auf den Kern wickelnden Stammrolle erhöht wird, wobei in jedem Wickelzyklus die Reitertrommel (32) gleichzeitig auf einer geschlossenen Umlaufbahn geführt wird.

2. Umwickler nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinrichtung auch der zweiten Wickeltrommel (17) ein Geschwindigkeitsprofil erteilt, dem zufolge die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel (17) unmittelbar vor Beginn jedes Wickelzyklus gesenkt wird, um eine teilgewickelte Stammrolle zu dem Raum hin und durch diesen hindurch zu führen, und danach die Geschwindigkeit abhängig vom zunehmenden Durchmesser einer sich auf den Kern (C) aufwickelnden Stammrolle erhöht wird.

3. Umwickler nach Anspruch 2, bei dem die Steuereinrichtung auch eine Abweichung von dem genannten Geschwindigkeitsprofil der zweiten Wickeltrommel (17) und der Reitertrommel (32) bewirkt, um einen Wickel variabler Dichte herzustellen, wodurch ein Teil der Stammrolle mit anderer Dichte gewickelt ist als ein anderer, angrenzender Teil derselben.

4. Umwickler nach Anspruch 3, bei dem der eine Teil dichter gewickelt ist als der andere, wobei der eine Teil näher am Kern liegt.

5. Umwickler nach Anspruch 3, bei dem der eine Teil dichter gewickelt ist als der andere, wobei der eine Teil näher am Außenumfang der Stammrolle liegt.

6. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Bahnwickeln mit einem Umwickler mit einem Gestell (F), einem Satz mit drei auf dem Gestell drehbar gelagerten Trommeln (11, 17, 32), bei denen es sich um eine erste und eine von dieser beabstandete zweite Wickeltrommel (11, 17) sowie eine Reitertrommel (32) handelt, mit folgenden Schritten:

Vorschieben von aufeinanderfolgenden Kernen zum Raum (22) zwischen der ersten und der zweiten Wickeltrommel (11, 17) und

kontinuierliches Einführen einer Bahn in den Kontakt mit den zum Raum hin und durch ihn hindurch geführten Kernen, um die Bahn zyklisch auf aufeinander folgende Kerne aufzuwickeln, und

gekennzeichnet durch

das Erhöhen der Geschwindigkeit der Reitertrommel (32) unmittelbar vor Beginn jedes Wickelzyklus, um den fertigen Wickel auszuwerfen, dann Absenken der Geschwindigkeit auf die Bahngeschwindigkeit und schließlich Erhöhen der Geschwindigkeit abhängig vom zunehmenden Durchmesser der sich auf den Kern aufwickelnden Stammrolle, wobei in jedem Wickelzyklus die Reitertrommel (32) gleichzeitig auf einer geschlossenen Umlaufbahn geführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel (17) unmittelbar vor Beginn jedes Wickelzyklus abgesenkt wird, um eine teilgewickelte Stammrolle zu dem Raum zwischen der ersten und zweiten Wickeltrommel hin und durch ihn hindurch zu führen, und danach die Geschwindigkeit der zweiten Wickeltrommel (17) abhängig vom zunehmenden Durchmesser der sich auf den Kern (C) aufwickelnden Stammrolle erhöht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Geschwindigkeit der Reitertrommel und der zweiten Wickeltrommel so gesteuert wird, dass sich ein Wickel variabler Dichte ergibt, bei dem ein Teil der Stammrolle eine andere Dichte hat als ein angrenzender anderer Teil derselben.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der eine Teil dichter gewickelt ist als der andere, wobei der eine Teil näher am Kern hin liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der eine Teil dichter gewickelt ist als der andere, wobei der eine Teil näher am Außenumfang der Stammrolle liegt.