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Hintergrund
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Wickelvorrichtungen
sind Maschinen, die Papierabschnitte, die üblicherweise als Papierbahnen
bekannt sind, zu Rollen rollen. Diese Maschinen können Bahnabschnitte
mit hohen Geschwindigkeiten durch einen automatisierten Prozess
zu Rollen rollen. Schwenkwickler sind auf dem Gebiet wohlbekannt.
Herkömmliche
Schwenkwickler umfassen eine drehende Revolvereinheit, die eine
Vielzahl von Dornen zum Drehen um eine Revolverachse herum tragen.
Die Dorne bewegen sich auf einem kreisförmigen Weg in einem festen
Abstand zu der Revolverachse. Die Dorne kommen mit hohlen Kernen
in Eingriff, auf die eine Papierbahn gewickelt werden kann. Typischerweise
wird die Papierbahn auf eine kontinuierliche Weise von einer Ausgangsrolle
abgewickelt und der Schwenkwickler wickelt die Papierbahn auf die
Kerne um, die auf den Dornen getragen werden, um einzelne Blöcke relativ
kleinen Durchmessers bereitzustellen. Der Block gerollten Erzeugnisses
wird dann auf bezeichnete Abschnitte zu dem Enderzeugnis geschnitten.
Enderzeugnisse, die typischerweise durch diese Maschinen und Prozesse
erzeugt werden, sind Toilettenpapierrollen, Papierhandtuchrollen,
Papierrollen und Ähnliches.
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Die
bei Schwenkwicklern verwendete Wickeltechnik ist als Kernwickeln
bekannt. Beim Kernwickeln wird ein Dorn gedreht, um eine Bahn entweder
mit oder ohne Kern zu einer Rolle/einem Block zu wickeln. Typischerweise
ist der Kern an einem Dorn angebracht, der sich zu Beginn eines
Wickelzyklus mit hohen Geschwindigkeiten dreht und sich dann verlangsamt,
während
die Größe des gerollten
Erzeugnisses, das gewickelt wird, zunimmt, um eine konstante Oberflächengeschwindigkeit
beizubehalten, die ungefähr
der Bahngeschwindigkeit entspricht. Kernwickelvorrichtungen arbeiten
gut, wenn die Bahn, die gewickelt wird, eine gedruckte, texturierte
oder glatte Oberfläche
aufweist. Außerdem sind
Kernwickelvorrichtungen typischerweise zum effizienten Erzeugen
von weichgewickelten, voluminöseren
gerollten Erzeugnissen zu bevorzugen.
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Eine
zweite Art des Wickelns ist auf dem Gebiet als Peripheriewickeln
bekannt. Eine Maschine, die die Technik des Peripheriewickelns verwendet, wird
in dem US-Patent Nr. 4.583.698 offenbart. Typischerweise wird beim
Peripheriewickeln die Bahn über
Kontakt und Reibung, die mit Drehwalzen entwickelt werden, auf den
Kern gewickelt. Ein Spalt wird typischerweise zwischen zwei oder
mehr zusammenwirkenden Walzensystemen ausgebildet. Beim Peripheriewickeln
werden der Kern und die Bahn, die um den Kern herumgewickelt wird,
normalerweise durch Drehwalzen angetrieben, die mit ungefähr derselben Geschwindigkeit
wie die Bahngeschwindigkeit arbeiten. Peripheriewickeln ist zum
effizienten Erzeugen von hartgewickelten, weniger voluminösen gerollten Erzeugnissen
zu bevorzugen.
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Ein
Problem, das sowohl bei Kern- als auch bei Peripheriewickelvorrichtungen
festgestellt wurde, beinhaltet, dass die Wickelvorrichtung abschaltet, wenn
ein Zustand wie ein Kernaufsetzfehler oder ein Bahnrissfehler auftritt.
Wenn zum Beispiel ein Kern an einem Schwenkwickler nicht korrekt
auf den Dorn gesetzt wird, muss die Maschine abschalten, damit der
Fehler korrigiert werden kann. Auf ähnliche Weise führt auch
ein Bahnrissfehler bei einer Peripheriewickelvorrichtung zu einem
Abschalten der Maschine. Dies führt
zu einem Produktionsverlust und dem unmittelbaren Erfordernis, Reparaturdienste
herbeizuholen. Die vorliegende Erfindung stellt eine Möglichkeit
zum Beseitigen solcher Probleme bereit, indem der Maschine ermöglicht wird,
das Erzeugen gerollten Erzeugnisses fortzusetzen, auch wenn ein Fehlerzustand
aufgetreten ist. Zusätzlich
beinhaltet die Erfindung die Vorteile sowohl von Kern- als auch von
Peripheriewickeln, um gerollte Erzeugnisse mit verschiedenen Charakteristiken
zu erzeugen, indem entweder Kernwickeln, Peripheriewickeln oder
eine Kombination aus Kern- und Peripheriewickeln verwendet wird.
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Nach
dem Stand der Technik ist eine Wickelvorrichtung typischerweise
als eine Vorrichtung bekannt, die das allererste Wickeln dieser
Bahn durchführt,
um im Allgemeinen das auszubilden, was als eine Ausgangsrolle bekannt
ist. Eine Umwickelvorrichtung ist dagegen eine Vorrichtung, die
die Bahn von der Ausgangsrolle auf eine Rolle wickelt, die im Wesentlichen
das fertige Erzeugnis ist. Es ist zu beachten, dass nach dem Stand
der Technik keine Konsistenz bei der Bezeichnung besteht, was eine
Wickelvorrichtung oder eine Umwickelvorrichtung ist und was keine
ist. Zum Beispiel werden Umwickelvorrichtungen manchmal Wickelvorrichtungen
genannt und Wickelvorrichtungen werden manchmal als Umwickelvorrichtungen
bezeichnet.
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US 5.226.612 und WO 00/66470
offenbaren Vorrichtungen zum Wickeln von Bahnmaterial.
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Aufgaben
und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung
dargelegt oder können
aus der Beschreibung offensichtlich sein oder können bei der Praxis der vorliegenden
Erfindung festgestellt werden.
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„Wickelvorrichtung" steht so, wie es
hierin verwendet wird, generisch für eine Maschine zum Ausbilden
einer Ausgangsrolle und eine Maschine (Umwickelvorrichtung) zum
Ausbilden einer Rolle/eines Blocks aus einer Ausgangsrolle. Mit
anderen Worten ist das Wort „Wickelvorrichtung" breit genug, um
sowohl eine „Wickelvorrichtung" als auch eine „Umwickelvorrichtung" abzudecken. Die
vorliegende Erfindung stellt eine Wickelvorrichtung nach Anspruch
1 bereit.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst eine Bahntransportvorrichtung zum
Befördern
einer Bahn zu einer Wickelvorrichtung zum Wickeln der Bahn, um ein
gerolltes Erzeugnis herzustellen. Eine Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
ist vorhanden. Die Wickelmodule sind unabhängig positioniert, um mit der
Bahn in Eingriff zu kommen, wenn sie durch die Bahntransportvorrichtung
befördert
wird. Die Wickelmodule kommen mit der Bahn in Eingriff und wickeln die
Bahn, um ein gerolltes Erzeugnis auszubilden. Die Wickelmodule sind
so konfiguriert, dass sie unter Verwendung von Kernwickeln, Peripheriewickeln oder
einer Kombination aus Kern- und Peripheriewickeln wickeln. Die Wickelmodule
werden unabhängig voneinander
gesteuert und positioniert. Daher kann, wenn ein Wickelmodul deaktiviert
wird, ein anderes Wickelmodul dennoch arbeiten, um das gerollte
Erzeugnis herzustellen, ohne dass die Wickelvorrichtung abgeschaltet
werden muss.
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Außerdem wird
nach der vorliegenden Erfindung eine Wickelvorrichtung wie oben
offenbart, wobei die Vielzahl unabhängiger Wickelmodule jeweils eine
Kernaufsetzvorrichtung und eine Erzeugnis-Abziehvorrichtung aufweisen
können.
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Außerdem wird
nach der vorliegenden Erfindung eine Wickelvorrichtung, wie oben
dargelegt, offenbart, wobei die Vielzahl unabhängiger Wickelmodule jeweils
einen mittigen angetriebenen Dorn aufweisen, auf den die Bahn gewickelt
wird, um das gerollte Erzeugnis auszubilden.
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Außerdem wird
nach der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines
gerollten Erzeugnisses aus einer Bahn offenbart. Dieses Verfahren
umfasst den Schritt des Beförderns
der Bahn mit einer Bahntransportvorrichtung. Ein anderer Schritt bei
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann das Wickeln der Bahn
zu dem gerollten Erzeugnis unter Verwendung eines oder mehrerer
Wickelmodule umfassen. Dies kann das Wickeln der Bahn durch ein
oder mehrere Wickelmodule der Vielzahl von Wickelmodulen zu einer
vorgegebenen Zeit umfassen. Das Verfahren, das zum Wickeln der Bahn
verwendet wird, kann Kernwickeln, Peripheriewickeln oder eine Kombination
aus Kern- und Peripheriewickeln sein. Die Wickelmodule können unabhängig voneinander wirken,
um zu ermöglichen,
dass dennoch ein oder mehrere Wickelmodule die Bahn wickeln können, um ein
gerolltes Erzeugnis herzustellen, ohne die Vielzahl von Wickelmodulen
abschalten zu müssen, wenn
eines der restlichen Wickelmodule eine Störung aufweist oder deaktiviert
wird. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung umfasst außerdem den
Schritt des Transportierens des gerollten Erzeugnisses von dem Wickelmodul.
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Eine
andere beispielhafte Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann eine Wickelvorrichtung umfassen,
die zum Wickeln einer Bahn verwendet wird, um ein gerolltes Erzeugnis
herzustellen, die eine Bahntransportvorrichtung zum Befördern einer Bahn
umfasst. Diese beispielhafte Ausführung weist außerdem eine
Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule auf, die in einem Rahmen angebracht sind, wobei jedes
Wickelmodul eine Positioniervorrichtung aufweist, die das Wickelmodul
in Eingriff mit der Bahn bewegt. Jedes Wickelmodul weist außerdem einen Dorn
auf, der gedreht wird und auf den die Bahn gewickelt wird, um das
gerollte Erzeugnis auszubilden. Die Wickelmodule arbeiten unabhängig voneinander, wobei,
wenn eines der Wickelmodule deaktiviert wird, die restlichen Wickelmodule
dennoch weiterarbeiten können,
um das gerollte Erzeugnis herzustellen, ohne die Wickelvorrichtung
abschalten zu müssen.
Die Drehgeschwindigkeit des Dorns und der Abstand zwischen dem Dorn
und der Bahntransportvorrichtung kann so gesteuert werden, dass
ein gerolltes Erzeugnis mit gewünschten
Eigenschaften erzeugt wird. Die Wickelmodule sind so konfiguriert,
dass sie die Bahn durch Kernwickeln, Peripheriewickeln und Kombinationen
aus Kern- und Peripheriewickeln wickeln.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung beinhaltet eine beispielhafte Ausführung der
Wickelvorrichtung, die im unmittelbar Folgenden besprochen wird,
wobei jedes Wickelmodul eine Kernaufsetzvorrichtung zum Aufsetzen
eines Kerns auf den Dorn aufweisen kann. Diese beispielhafte Ausführung weist
außerdem
eine Abziehvorrichtung für
gerolltes Erzeugnis auf, um das gerollte Erzeugnis von dem Wickelmodul zu
entfernen.
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Noch
eine andere beispielhafte Ausführung der
vorliegenden Erfindung umfasst eine Wickelvorrichtung, wie im Wesentlichen
oben besprochen, wobei jedes der Wickelmodule eine Kernwickeleinrichtung,
eine Peripheriewickeleinrichtung und eine Kombination aus Kern-
und Peripheriewickeleinrichtungen aufweist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführung einer Wickelvorrichtung
der vorliegenden Erfindung. Diese Wickelvorrichtung umfasst eine
Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule, die in der Bahnrichtung in Bezug zueinander angeordnet
sind und im Wesentlichen in einem Modulrahmen enthalten sind.
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2 ist
eine Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführung einer Wickelvorrichtung
der vorliegenden Erfindung. Diese Zeichnung zeigt eine Vielzahl
unabhängiger
Wickelmodule, die die verschiedenen Funktionen eines Blockwickelzyklus durchführen.
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3 ist
eine Draufsicht einer beispielhaften Ausführung einer Wickelvorrichtung
der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung zeigt eine Vielzahl unabhängiger Wickelmodule,
die in Bezug zueinander linear angeordnet sind und die verschiedenen
Funktionen eines Blockwickelzyklus durchführen.
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4 ist
eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausführung einer Wickelvorrichtung
der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung zeigt eine Vielzahl unabhängiger Wickelmodule,
die in Bezug zueinander linear angeordnet sind und die verschiedenen Funktionen
eines Blockwickelzyklus durchführen.
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5 ist
eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung einer Wickelvorrichtung
der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung zeigt Wickelmodule zusätzlich zu
anderen Modulen, die Funktionen an einer Bahn durchführen.
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6 ist
eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung eines unabhängigen Wickelmoduls
nach der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung zeigt das Wickelmodul
mit einer Bahn in Eingriff kommend und ein gerolltes Erzeugnis ausbildend.
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7 ist
eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung eines Wickelmoduls nach
der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung zeigt das Wickelmodul
unter Verwendung von Walzen, um ein gerolltes Erzeugnis lediglich
mittels Peripheriewickeln auszubilden.
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8 ist
eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung einer Wickelvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung zeigt eine Vielzahl
unabhängiger
Wickelmodule, die in Bezug zueinander radial angeordnet sind und
mit einer kreisförmigen
Bahntransportvorrichtung zusammenwirken.
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9 ist
eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung eines unabhängigen Wickelmoduls
nach der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung zeigt ein Wickelmodul,
das mit einer kreisförmigen Bahntransportvorrichtung
zusammenwirkt.
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10 ist
eine Perspektivansicht einer Bahn, die durch eine Bahntransportvorrichtung
in die Nähe
eines Dorns mit einem Kern transportiert wird.
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11 ist
eine Perspektivansicht eines drehenden Dorns und Kerns, die eine
Bahn wickeln.
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12 ist
eine Perspektivansicht eines gerollten Erzeugnisses mit einem Kern,
das von einem Dorn gezogen werdend gezeigt wird.
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13 ist
eine Perspektivansicht eines Dorns, der sich in der Position zum
Aufsetzen eines Kerns befindet.
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14 ist
eine Perspektivansicht, die einen Kern zeigt, der mit einer Kernaufsetzvorrichtung
auf einen Dorn aufgesetzt wird.
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Ausführliche
Beschreibung
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Es
wird nun ausführlich
auf beispielhafte Ausführungen
der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele
in den Zeichnungen dargestellt werden. Jedes Beispiel wird zur Erläuterung
der Erfindung bereitgestellt und ist nicht als eine Beschränkung der
Erfindung gedacht. Zum Beispiel können Merkmale, die als Teil
einer beispielhaften Ausführung
dargestellt oder beschrieben werden, mit einer anderen beispielhaften
Ausführung
verwendet werden, um noch eine dritte beispielhafte Ausführung zu
ergeben. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung diese
und andere Modifizierungen und Varianten umfasst.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird eine Wickelvorrichtung bereitgestellt,
die eine Bahn direkt von einer Ausgangsrolle abwickeln kann, um
ein gerolltes Erzeugnis auszubilden. Die Wickelvorrichtung kann
ein Wickelmodul umfassen, das einen drehenden Dorn aufweist, der
mit der vorderen Kante einer sich bewegenden Bahn in Eingriff kommt.
Bei Übertragung
der vorderen Kante der Bahn auf den Kern wird der wickelnde Dorn
von der Transportvorrichtung getrennt, wobei Spaltdruck für den Rest
des Wickelns entfernt wird. Die Bahn kann durch das Drehen des mittigen
angetriebenen Dorns um den Kern herumgewickelt werden. Diese Art
des Wickelns ist als Kernwickeln bekannt. Zusätzlich kann der Dorn auf der
Bahn platziert werden, um Spaltdruck zwischen dem wickelnden Dorn
und der Bahn auszubilden und aufrechtzuerhalten. Die Bahn kann durch das
Drehen des peripheriegetriebenen Dorns um den Kern herumgewickelt
werden. Diese Art des Wickelns ist eine Form von Peripheriewickeln.
Als solches kann das Wickelmodul der vorliegenden Erfindung eine
Bahn durch Kernwickeln, Peripheriewickeln und Kombinationen aus
Kern- und Peripheriewickeln zu einem gerollten Erzeugnis wickeln.
Dies ermöglicht
das Herstellen gerollter Erzeugnisse mit unterschiedlichen Graden
an Weichheit und Härte.
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Außerdem stellt
die vorliegende Erfindung eine Wickelvorrichtung bereit, die eine
Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule aufweist. Jedes einzelne Wickelmodul kann die Bahn so
wickeln, dass, wenn ein oder mehrere Module deaktiviert werden,
die restlichen Module ohne Unterbrechung weiterwickeln können. Dies
ermöglicht,
dass Pflege durch den Bediener und Routinewartung oder Reparaturen
eines Moduls vorgenommen werden können, ohne die Wickelvorrichtung
abzuschalten. Diese Konfiguration weist insofern besondere Vorteile
auf, als Abfall beseitigt wird und Effizienz und Geschwindigkeit
der Herstellung des gerollten Erzeugnisses verbessert werden.
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Die
vorliegende Erfindung nutzt ein Wickelmodul (12), wie in 1 gezeigt,
um eine Bahn (36) zu wickeln und ein gerolltes Erzeugnis
(22) auszubilden. Auch wenn eine Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um
gerollte Erzeugnisse (22) herzustellen, ist lediglich die
Erläuterung
der Arbeitsweise von einem Wickelmodul (12) erforderlich,
um den Aufbauprozess des gerollten Erzeugnisses (22) zu verstehen.
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Mit
Bezugnahme auf 5 wird eine Bahn (36)
durch eine Bahntransportvorrichtung (34), wie gezeigt,
transportiert. Die Bahn (36) wird unter Verwendung zum
Beispiel eines Abschneidemoduls (60), das, wie in US-Patent
Nr. 6.056.229 offenbart, wie eine Brechstange konfiguriert sein
kann, zu einem vorgegebenen Abschnitt geschnitten. Jedoch kann eine
andere geeignete Art des Schneidens der Bahn (36) zu einem
gewünschten
Abschnitt eingesetzt werden. Zusätzlich
kann die Bahn (36) durch ein Perforierungsmodul (64)
perforiert sein und Klebstoff durch ein Übertragungs--/Endsiegel-Klebstoffauftragmodul
(62), wie ebenfalls in 5 gezeigt, darauf
aufgetragen haben. Zusätzlich
kann bei anderen beispielhaften Ausführungen Haftung auf den Kern
(24) im Gegensatz zu der Bahn (36) angewendet
werden. Mit erneutem Bezug auf 10 wird
der Dorn (26) so beschleunigt, dass die Geschwindigkeit des
Dorns (26) der Geschwindigkeit der Bahn (36) entspricht.
Der Dorn (26) besitzt einen daran befindlichen Kern (24).
Der Dorn (26) wird abgesenkt in eine Wickelbereitschaftsposition
und erwartet die Bahn (36). Der Kern (24) wird
in Kontakt mit der vorderen Kante der Bahn (36) bewegt.
Die Bahn (36) wird dann auf den Kern (24) gewickelt
und zum Beispiel durch den zuvor aufgetragenen Klebstoff oder/und
durch den Kontakt zwischen dem Kern (24) und der Bahn (36)
an dem Kern (24) angebracht.
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11 zeigt
die Bahn (36), wie sie auf den Kern (24) gewickelt
wird. Das Wickeln der Bahn (36) auf den Kern (24)
kann gesteuert werden, indem der Kern (24) auf die Bahn transportvorrichtung
(34) gedrückt
wird, um einen Spalt auszubilden. Das Ausmaß, mit dem der Kern (24)
auf die Bahntransportvorrichtung (34) gedrückt wird,
erzeugt einen Spaltdruck, der das Wickeln der Bahn (36)
auf den Kern (24) steuern kann. Zusätzlich kann die Spannung der einlaufenden
Bahn (36) gesteuert werden, um das Wickeln der Bahn (36)
auf den Kern (24) zu bewirken. Eine andere Steuerung, mit
der die Bahn (36) auf den Kern (24) gewickelt
werden kann, beinhaltet das Drehmoment des Dorns (26).
Das Verändern
des Drehmoments des Dorns (26) verursacht eine Abweichung
beim Wickeln der Bahn (36) auf den Kern (24). Alle
drei dieser Arten von Wickelsteuerungen, „Spalt, Spannung und Drehmomentdifferenz", können bei der
vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Außerdem kann das Wickeln der
Bahn (36) beeinflusst werden, indem einfach eine oder zwei
dieser Steuerungen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher,
dass eine Kombination aus Wickelsteuerungen eingesetzt werden kann,
um die Bahn (36) zu wickeln.
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Soweit
dies nicht zuvor erfolgt ist, kann die Bahn (36) geschnitten
werden, sobald der gewünschte
Abschnitt der Bahn (36) auf den Kern (24) gerollt
wurde. An diesem Punkt wird die vordere Kante der nächsten Bahn
(36) durch die Bahntransportvorrichtung (34) in
Kontakt mit einem anderen Wickelmodul (12) bewegt.
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12 zeigt
den Dorn (26), wie er von einer Position, die ummittelbar
an die Bahntransportvorrichtung (34) in 10 angrenzt,
zu einer Position leicht oberhalb der Bahntransportvorrichtung (34)
bewegt wird. Der gewickelte Abschnitt der Bahn (36) wird
in 12 als ein gerolltes Erzeugnis (38) mit
einem Kern (24) gezeigt. Nun wird eine Abziehfunktion ausgeführt, die
das gerollte Erzeugnis (38) mit einem Kern (24)
von dem Dorn (26) abzieht. Dieser Mechanismus wird als
eine Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28) in 2 gezeigt.
Das gerollte Erzeugnis (38) mit einem Kern (24)
wird auf eine Transportvorrichtung für gerolltes Erzeugnis (20)
bewegt, wie in den 1 und 2 gezeigt.
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Sobald
das gerollte Erzeugnis (38) mit einem Kern (24)
von dem Dorn (26) abgezogen wurde, wird der Dorn (26)
in eine Kernaufsetzposition bewegt, wie in 13 gezeigt.
Die Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28) wird in 2 ausführlicher
gezeigt. Wenn die Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28) das
Abziehen des gerollten Erzeugnisses (38) mit einem Kern
(24) beendet, befindet sich die Erzeugnis-Abziehvorrichtung
(28) an dem Ende des Dorns (26). Diese Position
wirkt zum Stabilisieren des Dorns (26) und zum Verhindern, dass
er sich auf Grund der überhängenden
Konfiguration des Dorns (26) bewegt. Zusätzlich hilft
die Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28) bei dem korrekten
Anordnen des Endpunkts des Dorns (26) zum Aufsetzen eines
Kerns (24).
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14 zeigt
einen Kern (24), der auf den Dorn (26) aufgesetzt
wird. Das Aufsetzen des Kerns (24) wird durch eine Kernaufsetzvorrichtung
(32) beeinflusst. Die Erzeugnis-Abziehvorrichtung kann
außerdem
als eine Kernaufsetzvorrichtung dienen. Die Kernaufsetzvorrichtung
(32) kann einfach ein reibender Eingriff zwischen der Kernaufsetzvorrichtung
(32) und dem Kern (24) sein. Jedoch kann die Kernaufsetzvorrichtung
(32) auf andere Arten, die auf dem Gebiet bekannt sind,
konfiguriert sein. Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
schließt
sich ein Napfzieharm (70) (in 6 gezeigt),
sobald der Kern (24) aufgesetzt ist. Bei Aufsetzen des
Kerns (24) auf den Dorn (26) wird der Dorn in
die Wickelbereitschaftsposition bewegt, wie in 10 gezeigt.
Die Kerne (24) befinden sich in einer Kernzuführvorrichtung
(18), wie in den 1, 2, 3 und 4 gezeigt.
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1 zeigt
eine beispielhafte Ausführung
einer Wickelvorrichtung nach der Erfindung als eine „Umwickelvorrichtung" (10) mit
einer Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12), die auf eine lineare Weise in Bezug
zueinander angeordnet sind. Ein Rahmen (14) trägt die Vielzahl
unabhängiger
Wickelmodule (12). Eine Bahntransportvorrichtung (34)
ist vorhanden und transportiert die Bahn (36) zum letztendlichen
Kontakt mit der Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12). Der Rahmen (14) besteht aus
einer Vielzahl von Ständern
(16), an denen die Vielzahl unabhängiger Wickelmodule (12)
gleitend in Eingriff kommen und getragen werden. Der Rahmen (14) kann
außerdem
aus modularen Rahmenabschnitten bestehen, die miteinander in Eingriff
kommen, um eine starre Struktur zu bilden. Die Anzahl modularer Rahmenabschnitte
würde mit
der Anzahl von verwendeten Wickelmodulen übereinstimmen.
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Angrenzend
an den Rahmen (14) befinden sich eine Reihe von Kernzuführvorrichtungen
(18). Eine Vielzahl von Kernen (24) können in
jeder Kernzuführvorrichtung
(18) enthalten sein. Diese Kerne (24) können durch
die Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) verwendet werden, um gerollte Erzeugnisse
(22) auszubilden. Sobald sie ausgebildet sind, können die
gerollten Erzeugnisse (22) von der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) entfernt werden und auf einer Transportvorrichtung
für gerolltes Erzeugnis (20)
platziert werden. Die Transportvorrichtung für gerolltes Erzeugnis (20)
befindet sich in der Nähe
des Rahmens (14) und der Bahntransportvorrichtung (34).
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2 zeigt
eine Umwickelvorrichtung (10), wie im Wesentlichen in 1 offenbart,
bei der jedoch der Rahmen (14) und andere Teile zur Verdeutlichung
entfernt sind. Bei dieser beispielhaften Ausführung besteht die Vielzahl
unabhängiger
Wickelmodule (12) aus sechs Wickelmodulen (1 bis 6).
Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung beispielhafte
Ausführungen
beinhaltet, die eine Anzahl unabhängiger Wickelmodule (12)
aufweisen, die eine andere Anzahl als sechs ist, wobei zum Beispiel bei
einer anderen beispielhaften Ausführung lediglich ein Wickelmodul
(12) verwendet werden könnte.
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Jedes
Wickelmodul (1 bis 6) wird bei der Ausführung einer
unterschiedlichen Funktion gezeigt. Das Wickelmodul (1)
wird bei dem Prozess, einen Kern (24) darauf aufzusetzen,
gezeigt. Die Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) sind mit einer Kernaufsetzvorrichtung
zum Platzieren eines Kerns (24) auf einem Dorn (26)
der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) ausgestattet. Bei anderen beispielhaften Ausführungen
der vorliegenden Erfindung könnten
eine Reihe von Varianten einer Kernaufsetzvorrichtung verwendet
werden. Zum Beispiel kann die Kernaufsetzvorrichtung eine Kombination aus
einem Stab, der sich in die Kernzuführvorrichtung (18)
hinein erstreckt und einen Kern (24) teilweise auf den
Dorn (26) schiebt, und einem Mechanismus sein, der an dem
linearen Steuerelement der Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28)
angebracht ist und reibend mit dem Kern (24) in Eingriff
kommt und ihn die restliche Strecke auf den Dorn (26) zieht.
Wie in 2 gezeigt wird, ist das Wickelmodul (1)
bei dem Prozess, einen Kern (24) von der Kernzuführvorrichtung
(18) zu ziehen und den Kern (24) auf dem Dorn (26)
zu platzieren.
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Das
Wickelmodul (2) wird so gezeigt, dass bei ihm das gerollte
Erzeugnis (22) von seinem Dorn (26) entfernt ist.
Das gerollte Erzeugnis (22) ist auf einer Transportvorrichtung
für gerolltes
Erzeugnis (20) platziert. In diesem Fall ist das gerollte
Erzeugnis (22) ein gerolltes Erzeugnis mit einem Kern (38).
Ein solches gerolltes Erzeugnis mit einem Kern (38) ist
ein gerolltes Erzeugnis (22), das ausgebildet wird, indem die
Bahn (36) spiralförmig
um einen Kern (24) herumgewickelt wird. Es versteht sich,
dass das gerollte Erzeugnis (22) außerdem ein gerolltes Erzeugnis
sein kann, das keinen Kern (24) aufweist und stattdessen einfach
eine massive Rolle gewickelter Bahn (36) ist. Es kann außer dem der
Fall sein, dass das gerollte Erzeugnis (22), das durch
die vorliegende Erfindung ausgebildet wird, keinen Kern (24)
beinhaltet, sondern einen Hohlraum in der Mitte des gerollten Erzeugnisses
(22) aufweist. Verschiedene Konfigurationen gerollten Erzeugnisses
(22) können
somit nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden.
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Jedes
der Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) ist mit einer Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28)
ausgestattet, die verwendet wird, um das gerollte Erzeugnis (22)
von den Wickelmodulen (1 bis 6) abzuziehen. Das
Wickelmodul (3) wird bei dem Prozess des Abziehens eines
gerollten Erzeugnisses (22) von dem Wickelmodul (3)
gezeigt. Die Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28) wird als
ein Flansch gezeigt, der den Dorn (26) stabilisiert und
mit einem Ende des gerollten Erzeugnisses (22) in Kontakt kommt
und das gerollte Erzeugnis (22) von dem Dorn (26)
herunterschiebt. Außerdem
hilft die Erzeugnis-Abziehvorrichtung
(28) beim Anordnen des Endes des Dorns (26) in
der korrekten Position für
das Aufsetzen eines Kerns (24). Die Abziehvorrichtung für gerolltes
Erzeugnis (28) ist daher eine mechanische Vorrichtung,
die sich in die Richtung der Transportvorrichtung für gerolltes
Erzeugnis (20) bewegt. Die Erzeugnis-Abziehvorrichtung
(28) kann bei anderen beispielhaften Ausführungen
der Erfindung unterschiedlich konfiguriert sein.
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Das
Wickelmodul (4) wird bei dem Prozess des Wickelns der Bahn
(36) zum Ausbilden des gerollten Erzeugnisses (22)
gezeigt. Dieser Wickelprozess kann Kernwickeln, Peripheriewickeln
oder eine Kombination aus Kern- und Peripheriewickeln sein. Diese
Prozesse werden im Folgenden ausführlicher erläutert.
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Das
Wickelmodul (5) wird in einer Position gezeigt, in der
es zum Wickeln der Bahn (36) bereit ist, sobald das Wickelmodul
(4) das Wickeln der Bahn (36) zum Herstellen eines
gerollten Erzeugnisses (22) beendet. Mit anderen Worten
befindet sich das Wickelmodul (5) in einer „Wickelbereitschaftsposition".
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Das
Wickelmodul (6) wird in 1 in einer „ausgerückten" Position gezeigt.
Es kann der Fall sein, dass das Wickelmodul (6) entweder
eine Störung
aufweist oder einer Routinewartung bedarf und daher für den Zugriff
durch das Wartungs- oder Bedienungspersonal im Wesentlichen aus
dem Rahmen (14) herausbewegt wird. Als solches ist das
Wickelmodul (6) nicht in einer Position zum Wickeln der Bahn
(36), um gerolltes Erzeugnis (22) herzustellen, aber
die anderen fünf
Wickelmodule (1 bis 5) sind dennoch in der Lage, ohne
Unterbrechung zu funktionieren, um das gerollte Erzeugnis (22)
herzustellen. Durch das Wirken als Einzel-Wickelvorrichtungen ermöglicht die
Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) ununterbrochenes Herstellen selbst dann,
wenn ein oder mehrere Wickelmodule deaktiviert werden.
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Jedes
Wickelmodul (12) kann eine Positioniervorrichtung (56)
aufweisen (4). Die Positioniervorrichtung
(56) bewegt das Wickelmodul senkrecht in Bezug auf die
Bahntransportvorrichtung (34) und in Eingriff mit der Bahn
(36) und aus ihm heraus. Auch wenn die Module (12)
so gezeigt werden, dass sie in einer im Wesentlichen vertikalen
Richtung bewegt werden, können
bei anderen beispielhaften Ausführungen
der Erfindung die Module (12) horizontal bewegt werden
oder sogar in die Position in Bezug auf die Bahn (36) gedreht
werden. Andere Arten des Positionierens der Module (12)
können
in Erwägung gezogen
werden.
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Daher
kann jedes der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) eine geschlossene Baueinheit sein und kann die Funktionen,
die in Bezug auf die Wickelmodule (1 bis 6) beschrieben
werden, durchführen.
Das Wickelmodul (1) kann einen Kern (24) auf den
Dorn (26) aufsetzen, wenn ein Kern (24) für das bestimmte
gerollte Erzeugnis (22), das hergestellt wird, gewünscht wird.
Nächstfolgend
kann das Wickelmodul (1) linear positioniert werden, um
in einer „Wickelbereitschaftsposition" zu sein. Des Weiteren
kann der Dorn (26) zu einer gewünschten Drehgeschwindigkeit
gedreht werden und dann durch die Positioniervorrichtung (56)
positioniert werden, um den Kontakt mit der Bahn (36) einzuleiten.
Die Drehgeschwindigkeit des Dorns (26) und die Position
des Wickelmoduls (1) in Bezug auf die Bahn (36)
kann während
des Aufbaus des gerollten Erzeugnisses (22) gesteuert werden.
Nach Abschluss des Wickelns wird die Position des Moduls (1)
in Bezug auf die Bahn (36) so verändert, dass das Wickelmodul (1)
in einer Position ist, um das Entfernen des gerollten Erzeugnisses
(22) zu bewirken. Das gerollte Erzeugnis (22)
kann durch die Erzeugnis-Abziehvorrichtung (28) so entfernt
werden, dass das gerollte Erzeugnis (22) auf der Transportvorrichtung
für gerolltes
Erzeugnis (20) platziert wird. Abschließend kann das Wickelmodul (1)
so positioniert werden, dass es einen Kern (24) auf den
Dorn (26) aufsetzen kann, wenn dies gewünscht wird. Erneut gilt, dass, wenn
ein kernloses gerolltes Erzeugnis als das gerollte Erzeugnis (22)
herzustellen ist, der Schritt des Aufsetzens eines Kerns (24) übersprungen
würde. Es
versteht sich, dass bei anderen beispielhaften Ausführungen
der vorliegenden Erfindung der Auf setzvorgang des Kerns (24)
und der Abziehvorgang des Kerns (24) an denselben oder
unterschiedlichen Positionen in Bezug auf den Dorn (26)
auftreten kann.
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Die
Umwickelvorrichtung (10) der vorliegenden Erfindung kann
gerollte Erzeugnisse (22) ausbilden, die unterschiedliche
Charakteristiken aufweisen, indem die Art des verwendeten Wickelprozesses
verändert
wird. Der angetriebene Dorn (26) ermöglicht Kernwickeln der Bahn
(36), um ein weicheres gerolltes Erzeugnis (22)
geringer Dichte herzustellen. Die Positioniervorrichtung (56)
in Kombination mit der Bahntransportvorrichtung (34) ermöglicht Peripheriewickeln
der Bahn (36) und die Herstellung eines härter gewickelten
gerollten Erzeugnisses (22) hoher Dichte. Peripheriewickeln
wird durch den Kontakt zwischen dem Kern (24) und der Bahn
(36) induziert, um einen Spalt (68) (in 6 gezeigt)
zwischen dem Kern (24) und der Bahntransportvorrichtung
(34) auszubilden. Sobald der Beginn erfolgt ist, wird der Spalt
(68) zwischen dem gerollten Erzeugnis (22), während es
aufgebaut wird, und der Bahntransportvorrichtung (34) ausgebildet.
Wie zu sehen ist, ermöglicht
die Umwickelvorrichtung (10) der vorliegenden Erfindung
daher sowohl Kernwickeln als auch Peripheriewickeln, um gerollte
Erzeugnisse (22) herzustellen. Zusätzlich kann eine Kombination
aus Kernwickeln und Peripheriewickeln verwendet werden, um ein gerolltes
Erzeugnis (22) mit unterschiedlichen Charakteristiken herzustellen.
Zum Beispiel kann das Wickeln der Bahn (36) teilweise durch
Drehen des Dorns (26) (Kernwickeln) und teilweise durch Spaltdruck,
der durch die Positioniervorrichtung (56) auf die Bahn
(36) ausgeübt
wird (Peripheriewickeln), beeinflusst werden. Daher kann die Umwickelvorrichtung
(10) eine beispielhafte Ausführung beinhalten, die Kernwickeln,
Peripheriewickeln und eine Kombination dazwischen ermöglicht.
Zusätzlich
kann als eine Option zum Verwenden eines Motors zum Steuern der
Dorngeschwindigkeit/des Drehmoments eine Bremsvorrichtung (nicht
gezeigt) an den Wickelmodulen (12) vorhanden sein, um die
Peripherie- und Kernwickelabläufe
weiter zu steuern.
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Die
Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) können
so eingerichtet sein, dass das Aufbauen des gerollten Erzeugnisses
(22) untergebracht wird. Zum Beispiel kann, wenn Peripheriewickeln
gewünscht
wird, der Druck zwischen dem gerollten Erzeugnis (22),
während
es aufgebaut wird, und der Bahntransportvorrichtung (34)
durch die Verwendung der Positioniervorrichtung (56) während des
Aufbaus des gerollten Erzeugnisses (22) eingerichtet werden.
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Das
Verwenden einer Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) ermöglicht
eine Umwickelvorrichtung (10), die in der Lage ist, gleichzeitig
gerolltes Erzeugnis (22) mit unterschiedlichen Eigenheiten
herzustellen. Zum Beispiel können
die gerollten Erzeugnisse (22), die produziert werden,
so hergestellt werden, dass sie unterschiedliche Bogenzahlen aufweisen.
Außerdem
kann die Umwickelvorrichtung (10) sowohl bei hohen als
auch bei niedrigen Taktzeiten betrieben werden, wobei die Module
(12) auf die effizienteste Weise für das Aufbauen des gerollten
Erzeugnisses (22) eingestellt sind. Die Wickelmodule (12)
der vorliegenden Erfindung können
Wickelsteuerungen, die für
jedes Modul (12) spezifisch sind, mit einer gemeinsamen
Maschinensteuerung aufweisen. Es können Echtzeitänderungen
vorgenommen werden, bei denen unterschiedliche Arten gerollter Erzeugnisse
(22) hergestellt werden, ahne dass die Umwickelvorrichtung
(10) erheblich modifiziert oder gestoppt werden muss. Echtzeit-Rolleneigenheiten können gemessen
und gesteuert werden. Die vorliegende Erfindung umfasst beispielhafte
Ausführungen,
die nicht auf die Taktzeit beschränkt sind. Die vorliegende Erfindung
ist außerdem
in der Lage, ein breites Spektrum gerollter Erzeugnisse (22)
herzustellen, und ist nicht auf eine spezifische Breite der Bahn
(36) beschränkt.
Außerdem
kann die Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) so konstruiert sein, dass Wartung an
einem oder mehreren der Wickelmodule (1 bis 6)
durchgeführt
werden kann, ohne dass der Betrieb unterbrochen werden muss, wie
zuvor bei dem Wickelmodul (6) besprochen. Ein Wickelmodul (12)
kann entfernt werden und es kann daran gearbeitet werden, während der
Rest weiter läuft.
Des Weiteren ermöglicht
das Aufweisen einer Vielzahl unabhängiger Wickelmodule (12)
eine Erhöhung
der Zeitintervalle, die für
die Funktionen des Aufsetzens des Kerns (24) und die Funktionen
des Abziehens des gerollten Erzeugnisses (22) verfügbar sind.
Das Ermöglichen
einer Erhöhung
dieser Zeitintervalle verringert in hohem Maße das Auftreten von Aufsetz- und
Abziehfehlern. Außerdem
erzeugen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, die eine Unterbrechung
des Wickelbetriebs erfahren, ein gerolltes Erzeugnis (22),
das nicht vollständig
ist. Dieser Abfall wird zusammen mit dem Abfall, der durch das Wechseln
einer Ausgangsrolle oder Erzeugnisformatänderung erzeugt wird, als eine
Folge der Umwickelvorrichtung (10) nach der vorliegenden
Erfindung verringert. Abfall kann von der Umwickelvorrichtung (10) durch
Verwendung einer Abfallentfernungsvorrichtung (200) (5),
wie auf dem Gebiet bekannt, entfernt werden.
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3 zeigt
eine Umwickelvorrichtung (10) mit einem Rahmen (14),
der um eine Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) herum angeordnet ist. Der Rahmen (14)
besitzt eine Vielzahl von Querelementen (42), die durch
die Enden des Rahmens (14) hindurchlaufen. Die Positioniervorrichtung
(56), die mit den Wickelmodulen (1 bis 6)
in Verbindung steht, kommt an einem Ende mit den Querelementen (42) in
Eingriff, wie in 4 gezeigt. Ein vertikales lineares
Tragelement (44) ist an der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) vorhanden, um einen Befestigungsmechanismus für die Positioniervorrichtung (56)
bereitzustellen und Stabilität
der Wickelmodule bereitzustellen. Die Positioniervorrichtung (56)
kann ein Antriebswalzen-Schraubenstellelement sein. Jedoch können andere
Einrichtungen zum Positionieren der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) verwendet werden. Die vertikalen Tragelemente (44) können außerdem mit
einem vertikalen linearen Gleitschienenträger (58), der an Ständern (16)
an dem Rahmen (14) angebracht ist, in Eingriff kommen. Eine
solche Verbindung kann verschiedene Konfigurationen aufweisen, wie
zum Beispiel ein lineares Lager oder eine Gleitschienenverbindung.
Eine solche Verbindung wird als eine vertikale lineare Gleitschiene
(52) gezeigt, die in dem vertikalen linearen Gleitschienenträger (58)
in 4 verläuft.
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Außerdem ist
ein horizontales lineares Tragelement (46) in der Vielzahl
unabhängiger
Wickelmodule (12) vorhanden. Das horizontale lineare Tragelement
(46) kann mit einer horizontalen linearen Gleitschiene
(54) (wie in 6 gezeigt) in Verbindung stehen,
um manchen oder allen der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule (12)
das Herausbewegen aus dem Rahmen (14) zu ermöglichen.
Die horizontale lineare Gleitschiene (54) kann eine linearschienenartige
Verbindung sein. Unter der vorliegenden Erfindung werden jedoch
verschiedene Konfigurationen in Erwägung gezogen.
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6 zeigt
eine Nahansicht einer beispielhaften Ausführung eines Wickelmoduls nach
der vorliegenden Erfindung. Der Servomotor (50) kann durch
den Modulrahmen (48) getragen werden, an dem ein Dorn-Napfzieharm
(70) konfiguriert ist. Der Dorn-Napfzieharm (70)
wird verwendet, um mit dem Ende des Dorns (26) gegenüber dem
Antrieb während
des Wickelns in Eingriff zu kommen und dieses zu tragen. Wie ersichtlich
ist, kann die Positioniervorrichtung (56) das Wickelmodul
zum Eingriff auf die Bahn (36) bewegen, während die
Bahn (36) durch die Bahntransportvorrichtung (34)
transportiert wird. Dadurch wird ein Spalt (68) an dem
Punkt des Kontakts zwischen dem Dorn (26) und der Transportvorrichtung
(34) hergestellt, wobei die Bahn (36) danach auf den
Dorn (26) gewickelt wird, um ein gerolltes Erzeugnis (22)
herzustellen.
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7 zeigt
eine andere beispielhafte Ausführung
eines Wickelmoduls nach der vorliegenden Erfindung. Die beispielhafte
Ausführung
in 7 ist im Wesentlichen der in 6 gezeigten
beispielhaften Ausführung ähnlich,
außer
dass sie den Wickelprozess als reinen Peripherieablauf aufweist.
Eine Trommelwalze (72) befindet sich ungefähr an derselben
Stelle wie der Dorn (26) von 6. Zusätzlich weist
die in 7 gezeigte beispielhafte Ausführung außerdem eine andere Trommelwalze
(74) zusammen mit einer Vakuumwalze (76) auf.
Bei Betrieb wird die Bahn (36) durch die Bahntransportvorrichtung (34)
in die Richtung von Pfeil A befördert.
Die Bahntransportvorrichtung (34) kann ein Vakuumförderer oder
eine Vakuumwalze sein. Es versteht sich jedoch, dass eine Vielfalt
an Bahntransportvorrichtungen (34) verwendet werden kann
und die vorliegende Erfindung nicht auf einen spezifischen Typ beschränkt ist.
Eine andere beispielhafte Ausführung der
vorliegenden Erfindung setzt eine Bahntransportvorrichtung (34)
ein, die ein elektrostatisches Band ist, das eine elektrostatische
Ladung verwendet, um die Bahn (36) auf dem Band zu halten.
Die Vakuumwalze (76) zieht die Bahn (36) von der
Bahntransportvorrichtung (34) und zieht sie gegen die Vakuumwalze
(76). Die Bahn (36) wird dann um die Vakuumwalze
(76) herumgedreht, bis sie eine Position in ungefähr gleichem
Abstand zu der Trommelwalze (72), der Trommelwalze (74)
und der Vakuumwalze (76) erreicht. Zu diesem Zeitpunkt
wird die Bahn (36) nicht mehr durch das Vakuum in der Vakuumwalze
(76) gezogen und kann somit durch Peripheriewickeln durch die
Trommelwalze (72), die Trommelwalze (74) und die
Vakuumwalze (76) zu einem gerollten Erzeugnis (22)
gerollt werden. Das gerollte Erzeugnis (22), das bei der
in 7 gezeigten beispielhaften Ausführung ausgebildet
wird, ist ein kernloses gerolltes Erzeugnis ohne einen Hohlraum
(78). Das Wickelmodul kann außerdem so modifiziert sein,
dass mehr als oder weniger als drei Walzen verwendet werden, um den
Peripheriewickelprozess zu erreichen. Des Weiteren kann die Herstellung
des gerollten Erzeugnisses (22) mit einem Kern (24)
oder einem kernlosen Hohlraum in dem gerollten Erzeugnis (22)
bei anderen beispielhaften Ausführungen
unter Verwendung einer ähnlichen
Konfiguration, wie in 7 gezeigt, erreicht werden.
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Die
Vielzahl von Wickelmodulen (12) kann außerdem so modifiziert sein,
dass zusätzliche
Verbesserungen verwirklicht werden. Zum Beispiel kann eine Endsiegelvorrichtung (30)
in der Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) enthalten sein. Wie in 2 gezeigt
wird, befindet sich die Endsiegelvorrichtung (30) an der
Unterseite der Platte (48). Die Endsiegelvorrichtung (30)
kann eine Reihe von Löchern
sein, aus denen ein Klebstoff auf das gerollte Erzeugnis (22)
gesprüht
wird, während
die letzten Abschnitte der Bahn (36) auf das gerollte Erzeugnis (22)
gerollt werden. Der Klebstoff sorgt dafür, dass das hintere Ende der
Bahn (36) an das gerollte Erzeugnis (22) angeklebt
wird. Es ist daher möglich, das
hintere Ende des gerollten Erzeugnisses (22) zu versiegeln,
bevor es auf die Transportvorrichtung für gerolltes Erzeugnis (20)
entladen wird. Selbstverständlich
kann es außerdem
möglich
sein, Klebstoff für
die Bahn (36) an einem anderen Punkt als an der Vielzahl
unabhängiger
Wickelmodule (12) bereitzustellen. Wie angegeben, kann
Klebstoff durch das Endsiegelmodul (62) aufgetragen werden,
wie in 5 gezeigt. Außerdem
kann es auch der Fall sein, dass das Versiegeln des hinteren Endes
der Bahn (36) an dem gerollten Erzeugnis (22)
außerhalb
der Fertigungsstraße
abseits der Wickelvorrichtung erfolgen kann.
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Um
die Bahn (36) auf den Dorn (26) zu bekommen, kann
der Dorn (26), wie in 6 gezeigt, ein
Dorn sein, dem ein Vakuum zugeführt
wird. Ein solcher Vakuumdorn (26) zieht die Bahn (36)
mit Hilfe eines Vakuums, das durch den gesamten Vakuumdorn (26)
oder Teile davon zugeführt
wird, auf den Dorn (26). Andere Arten der Unterstützung der Übertragung
der Bahn (36) auf den Dorn (26) sind ebenfalls
möglich.
Zum Beispiel kann ein Gebläse
unter der Oberfläche
der Bahntransportvorrichtung (34) bereitgestellt werden
oder es kann eine Nockenvorrichtung unter der Bahntransportvorrichtung
(34) platziert werden, um die Bahn (36) in Kontakt
mit dem Dorn (26) zu treiben. Des Weiteren kann die Positioniervorrichtung
(56) verwendet werden, um das Wickelmodul auf die Bahn
(36) hinunterzudrücken,
um das Wickeln zu bewirken. Erneut ist die Umwickelvorrichtung (10)
der vorliegenden Erfindung somit in der Lage, ein gerolltes Erzeugnis
(22) herzustellen, das einen Kern aufweist, der massiv
ist, ohne einen Kern oder einen Hohlraum dort hindurch aufzuweisen, oder
das keinen Kern, jedoch einen Hohlraum dort hindurch aufweist. Ein
solches gerolltes Erzeugnis (22), das ohne einen Kern (24)
hergestellt wird, jedoch einen Hohlraum dort hindurch aufweist,
könnte unter
Verwendung eines Dorns (26), dem ein Vakuum zugeführt wird,
hergestellt werden.
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5 zeigt
eine beispielhafte Ausführung
einer Umwickelvorrichtung (10), die mehrere Module stromaufwärts der
Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) nutzt. Zum Beispiel wird ein Abschneidemodul
(60) verwendet, dass die Bahn (36) durchtrennt, sobald
eine gewünschte
Menge Bahn (36) für
die Herstellung eines gerollten Erzeugnisses (22) transportiert
wurde. Dieses Durchtrennen erzeugt eine neue vordere Kante, mit
der das nächste
verfügbare Wickelmodul
(1 bis 6) in Eingriff kommt. Es versteht sich
jedoch, dass ein Abschneidemodul (60) an Positionen, die
unmittelbar an den Spalt (68) der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) angrenzen oder sich an diesem befinden, verwendet
werden kann. Außerdem
zeigt 5 ein Klebstoffauftragmodul (62) an der
Bahntransportvorrichtung (34). Dieses Klebstoffauftragmodul
(62) kann eine Vorrichtung sein, um Klebstoff oder ein
Klebeband so auf die Bahn (36) aufzutragen, dass der Klebstoff
an dem hinteren Ende des Bogens gerollten Erzeugnisses (22)
aufgetragen wird. Das Klebstoffauftragmodul (62) kann Klebstoff
so auf die Bahn (36) auftragen, dass sowohl das gerollte
Erzeugnis (22) bei Fertigstellung versiegelt wird als auch
die vordere Kante der Bahn (36) eine Haftquelle für die Übertragung
auf den Kern des nächstfolgenden
Moduls aufweist. Ein Perforierungsmodul (64) wird außerdem bereitgestellt,
um die Bahn (36) so zu perforieren, dass einzelne Bögen einfacher
davon entfernt werden können.
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Außerdem wird
in 5 eine Abfallentfernungsvorrichtung (200)
zum Entfernen von zusätzlicher
Bahn (36), die aus Störungen,
wie Bahnrissen und Maschinenanläufen,
resultiert, gezeigt. Dieser Abfall wird zu dem Ende der Bahntransportvorrichtung
(34) bewegt und dann entfernt. Die Verwendung einer Vielzahl
von Einzelmodulen (12) verringert die Menge an Abfall,
da sobald eine Störung
erfasst wird, das betroffene Modul (12) abgeschaltet wird,
bevor das gerollte Erzeugnis vollständig gewickelt wird. Die Bahn
wird fliegend durchtrennt und eine neue vordere Kante wird zu dem
nächsten
verfügbaren
Modul übertragen.
Abfall wird zu dem Ende der Bahntransportvorrichtung (34)
bewegt und dann entfernt.
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Es
wird angenommen, dass die Verwendung einer Bahntransportvorrichtung
(34), die einen Vakuumförderer
oder eine Vakuumwalze aufweist, hilft, die Schwingungen des Dorns
(26) zu dämpfen,
die während
des Übertragens
der Bahn (36) auf den Dorn und außerdem während des Wickelns des Dorns
(26) zum Ausbilden eines gerollten Erzeugnisses (22)
auftreten. Dadurch werden höhere
Maschinengeschwindigkeiten ermöglicht
und somit der Ausstoß der
Umwickelvorrichtung (10) verbessert.
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Jedes
der Wickelmodule (1 bis 6) der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) ist nicht von dem erfolgreichen Betrieb eines der
anderen Module (1 bis 6) abhängig. Dies ermöglicht,
dass die Umwickelvorrichtung (10) arbeiten kann, wann immer üblicherweise
auftretende Probleme während
des Wickelprozesses entstehen. Zu diesen Problemen können zum
Beispiel Bahnrisse, aufgebauchte Rollen, fehlgeschlagene Übertragungen
und Kernaufsetzfehler gehören.
Die Umwickelvorrichtung (10) muss daher nicht abgeschaltet
werden, wann immer eines oder mehrere dieser Probleme auftreten,
da die Wickelmodule (1 bis 6) programmiert werden
können, ein
Problem zu erfassen und um das bestimmte Problem herumzuarbeiten,
ohne abzuschalten. Wenn zum Beispiel ein Bahnrissproblem aufgetreten
ist, kann die Umwickelvorrichtung (10) einen Bahnschnitt durch
ein Abschneidemodul (60) durchführen und dann eine neue Übertragungsfolge
einleiten, um ein neues Wickeln um das nächste verfügbare Wickelmodul (1 bis 6)
herum zu beginnen. Ein Abschnitt der Bahn (36), der nicht
gewickelt wurde, würde
sich zu dem Ende der Bahntransportvorrichtung (34) bewegen,
wo eine Abfallentfernungsvorrichtung (200) verwendet werden
könnte,
um den Abfall zu entfernen und zu einer Position fernab der Umwickelvorrichtung
(10) zu transportieren. Die Abfallentfernungsvorrichtung
(200) könnte
zum Beispiel ein Luftfördersystem
sein. Das Wickelmodul (1 bis 6), dessen Wickelzyklus
auf Grund des Bahnrisses unterbrochen wurde, könnte dann entsprechend positioniert
werden und das Entfernen des inkorrekt ausgebildeten gerollten Erzeugnisses
(22) eingeleitet werden. Anschließend könnte das Wickelmodul (1 bis 6)
den Normalbetrieb wieder aufnehmen. Während dieser gesamten Zeit
müsste
die Umwickelvorrichtung (10) nicht abgeschaltet werden.
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Eine
andere beispielhafte Ausführung
der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Verwendung einer Schlitzbahn.
Hier wird die Bahn (36) ein oder mehrere Male in der Maschinenrichtung
geschnitten und jeder Schlitzabschnitt wird zu einer Vielzahl von Wickelmodulen
(12) geleitet. Die Bahn (36) kann daher durch
zwei oder mehr Module (12) gleichzeitig gewickelt werden.
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Beispielhafte
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung können
das Durchführen
des Wickelprozesses an dem hinteren Ende einer Tissue-Maschine ermöglichen.
Auf diese Weise könnte
die Tissue-Bahn (36) direkt zu Produktgrößenrollen
(22) umgewandelt werden, was wiederum die Notwendigkeit,
zuerst eine Ausgangsrolle während
des Herstellens und des nachfolgenden Umwickelprozesses zu wickeln,
umgehen würde.
Noch eine andere beispielhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung
nutzt lediglich ein einzelnes Wickelmodul (12) statt einer Vielzahl
von Wickelmodulen (12).
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Die
in 5 gezeigte beispielhafte Ausführung der Umwickelvorrichtung
ist eine mögliche
Konfiguration für
die Bewegung der Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12). Ein Positioniervorrichtungselement (66)
ist vorhanden und ist an dem Rahmen (14) angebracht. Das
Positioniervorrichtungselement (66) erstreckt sich nach
unten zu einer Position in der Nähe
der Wickelposition der Bahn (36). Die Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12) kommen gleitfähig mit
dem Positioniervorrichtungselement (66) in Eingriff, so
dass der Kern-, Peripherie- oder Kern-/Peripheriewickelablauf vollzogen
werden kann. Es versteht sich, dass alternative Arten des Anbringens
und Gleitens der Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) in einer vertikalen Richtung von den
Fachmännern
vollzogen werden können.
Die Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) von 5 sind in
einer im Wesentlichen linearen Richtung angeordnet. Zusätzlich ist
außerdem
die Bahntransportvorrichtung (34) an der Position in der
Nähe der
Vielzahl unabhängiger
Wickelmodule (12) linear ausgerichtet. Die gezeigten Ausführungen
sind von einer Ausrichtung der Bahntransportvorrichtung in einer
im Wesentlichen horizontalen Ebene. Jedoch ist zu beachten, dass
eine Ausrichtung, die anders als horizontal ist, verwendet werden
kann. Des Weiteren verwenden die gezeigten Ausführungen Module, die lediglich
mit einer Seite der Bahntransportvorrichtung in Eingriff kommen.
Es versteht sich, dass eine Wickelvorrichtung konfiguriert werden
kann, bei der die Wickelmodule mit mehr als einer Seite der Bahntransportvorrichtung
in Eingriff kommen.
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8 zeigt
eine alternative Konfiguration sowohl der Bahntransportvorrichtung
(34) als auch der Vielzahl unabhängiger Wickelmodule (12).
Die in 8 gezeigte beispielhafte Ausführung ist eine Vielzahl unabhängiger Wickelmodule
(12), die radial in Bezug zueinander angeordnet sind, und
eine Bahntransportvorrichtung (34), die zylindrische Form
aufweist. Die Bahntransportvorrichtung (34) kann in diesem
Fall zum Beispiel eine Vakuumwalze sein. Jedes der Wickelmodule
(1 bis 6) ist so um die Bahntransportvorrichtung
(34) herum angeordnet, dass die Wickelmodule (1 bis 6)
durch die Positioniervorrichtung (56) zu der Bahntransportvorrichtung
(34) hin und von dieser weg bewegt werden.
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Der
Betrieb der in 8 gezeigten beispielhaften Ausführung ist
im Wesentlichen der zuvor besprochenen ähnlich. Das Wickelmodul (1)
wird bei dem Prozess des Aufset zens eines Kerns (24) gezeigt.
Der Dorn (26) des Wickelmoduls (1) weist einen
Abstand zu der Mitte der Bahntransportvorrichtung (34)
auf, der als eine Kernaufsetzposition (100) bezeichnet
wird. Das Wickelmodul (3) wird bei dem Prozess des Abziehens
eines gerollten Erzeugnisses (22) gezeigt. Die Mitte des
Dorns (26) des Wickelmoduls (3) befindet sich
an einer Abziehposition (102) zu der Mitte der Bahntransportvorrichtung
(34). Das Wickelmodul (4) wird bei dem Prozess
des Eingriffs in die Bahn (36) und Wickelns der Bahn (36)
auf den Kern (24), der auf den angetriebenen Dorn (26)
zum Ausbilden eines gerollten Erzeugnisses (22) geladen wird,
gezeigt. Ein Spalt (68) ist zwischen dem Kern (24),
der auf den Dorn (26) aufgesetzt wird, und der Bahntransportvorrichtung
(34) ausgebildet. Der Spalt (68) befindet sich
an einer Wickelposition (104) in einem Abstand zu der Mitte
der Bahntransportvorrichtung (34).
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Die
Wickelmodule (2 und 6) befinden sich an der Kernaufsetzposition
(100). Diese Module können jedoch
so positioniert sein, dass Wartung an ihnen durchgeführt werden
kann, oder sie sich in der „Wickelbereitschaftsposition" befinden. Das Modul
(5) befindet sich in der Abziehposition (102).
Das Modul (5) kann jedoch außerdem bei dem Prozess sein,
das Abziehen eines gerollten Erzeugnisses (22) gerade abzuschließen.
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9 offenbart
eine beispielhafte Ausführung
eines Wickelmoduls, das bei der in 8 offenbarten
Konfiguration verwendet wird. Das Wickelmodul von 9 ist
im Wesentlichen dasselbe wie das in 6 gezeigte
Wickelmodul, obwohl es für
eine Kreisgruppenkonfiguration im Gegensatz zu einer Lineargruppenkonfiguration
konfiguriert ist.
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Es
versteht sich, dass die Erfindung verschiedene Modifizierungen beinhaltet,
die an den beispielhaften Ausführungen
der hierin beschriebenen Kern-/Peripherieumwickelvorrichtung/-wickelvorrichtung
vorgenommen werden können
und in den Umfang der angehängten
Ansprüche
und deren Äquivalente
fallen. Des Weiteren versteht sich, dass der Begriff „Wickelvorrichtung" so, wie er in den
Ansprüchen
verwendet wird, breit genug ist, um sowohl eine Wickelvorrichtung
als auch eine Umwickelvorrichtung abzudecken.