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Title:
DEVICE AND METHOD FOR CHANGING A REEL AND FOR CONNECTING A NEW MATERIAL WEB TO THE END OF AN OLD MATERIAL WEB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/125436
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for changing a reel and for connecting a new material web to the end of an old material web, with a first reel (101) from which the first material web thereof which is wound thereon can be unwound, a transport device (103), particularly a transport roller, by means of which the first material web can be guided in a guiding region at a transport speed, a second reel (121) with which the new material web can be prepared, a drive device for rotatably driving the second reel, a separating device (142) for cutting through the first material web, by means of which the material web can be cut through in the guiding region or upstream of the guiding region in order to produce a trailing end, and a control and/or regulating device for the mutual adjustment of the trailing end and the beginning (125) of the second material web, such that the trailing end and the beginning of the web are at a distance of more than 0 mm from each other and particularly do not overlap. The trailing end and the beginning of the new material web can be connected to each other in the guiding region of the transport device by means of a connection element, and the transport speed of the trailing end and the beginning of the web corresponds to more than 0 metre per minute in the guiding region.

Inventors:
FRISCHE HOLGER (DE)
KASSELMANN GERD (DE)
KIRCHHOFF TIM (DE)
STRUNK PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/050982
Publication Date:
July 27, 2017
Filing Date:
January 18, 2017
Export Citation:
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Assignee:
WINDMOELLER & HOELSCHER (DE)
International Classes:
B65H19/18
Foreign References:
US20140251528A12014-09-11
US20100090052A12010-04-15
US4120739A1978-10-17
US5900090A1999-05-04
US20040060641A12004-04-01
Other References:
WILLIAMS B E: "Means for generating a controlled butt splice gap", NOT KNOWN, MASON PUBLICATIONS, HAMPSHIRE, GB, vol. 201, no. 9, 1 January 1981 (1981-01-01), XP007107627, ISSN: 0374-4353
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Claims:
Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn mit

• einem ersten Wickel, dessen aufgewickelte, erste Materialbahn abwickelbar ist,

• einer Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, über welche die erste Materialbahn in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit führbar ist,

• einem zweiten Wickel, mit welchem die neue Materialbahn bereitstellbar ist,

• einer Antriebsvorrichtung zum Drehantreiben des zweiten Wickels,

• eine Trenneinrichtung zum Durchtrennen der ersten Materialbahn, mit welcher die Materialbahn zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennbar ist,

• einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum gegenseitigen Einstellen des nachlaufenden Endes und eines Bahnanfangs der zweiten Materialbahn, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,

• wobei das nachlaufende Ende und der Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbin-

dungselement miteinander verbindbar sind, und

• wobei die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Ende und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute beträgt. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von weniger als 30 mm, insbesondere weniger als 20 mm und vorzugsweise weniger von 10 mm voneinander einnehmen. 3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet dass

das Einstellen und/oder das Verbinden bei einer Transportgeschwindigkeit von mehr als 0 Meter pro Minute (m/min), vorzugsweise mehr als 50 m/min, insbesondere mehr als 100 m/min erfolgt. 4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

sie zwischenspeicherfrei ausgestaltet ist. 5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

als Transportvorrichtung eine Transportwalze, insbesondere eine Kontaktwalze vorgesehen ist. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Trenneinrichtung innerhalb der Transportvorrichtung angeordnet ist und zum Trennen aus der Oberfläche, auf welcher die Materialbahn aufliegt, herausführbar ist, wobei ein Trennschnitt erfolgt. 7.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremsvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher der erste Wickel abbremsbar ist. 8. Verfahren zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn, wobei

• von einem ersten Wickel eine aufgewickelte, erste Materialbahn abgewickelt wird,

• die erste Materialbahn über eine Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit geführt wird,

• von einem zweiten Wickel die neue Materialbahn bereitgestellt wird,

• der zweite Wickel von einer Antriebsvorrichtung drehangetrieben wird,

• die erste Materialbahn mit einer Trenneinrichtung zum Durchtrennen zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennt wird,

• das nachlaufenden Endes und eines Bahnanfangs der zweiten Materialbahn über eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingestellt werden, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,

• das nachlaufende Ende und der Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbindungselement miteinander verbunden werden, und

• die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Ende und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute betragt.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abwickeln einer Materialbahn.

Materialbahnen, die für einen Weiterverarbeitungsprozess in einer Weiterverarbeitungsmaschine benötigt werden, werden oft in der Form eines Wickels zur Verfügung gestellt. In einer Abwickelvorrichtung wird diese Materialbahn dann von dem Wickel abgewickelt. Neigt sich der Materialbahnvorrat auf diesem Wickel dem Ende entgegen, muss ein neuer Wickel in die Abwickelvorrichtung eingebracht werden. Um den Bahnanfang dieses neuen Wickels nicht in die Weiterverarbeitungsmaschine separat einführen zu müssen, wird dieser Bahnanfang an das nachlaufende Bahnende des ersten Wickels befestigt. Auch während des Wickelwechsels sollte die Weiterverarbeitungsmaschine möglichst effizient betrieben werden können. Zudem kann es auch erforderlich sein, dass die Befestigungsstelle keine Störungen in der Weiterverarbeitungsmaschine hervorruft. Es ist also die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen eine nachfolgende Verarbeitungsmaschine möglichst effizient und möglichst störungsfrei betreibbar ist. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Demnach ist eine Vorrichtung zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden eines Bahnanfangs einer neuen Materialbahn mit einem Ende einer alten Materialbahn vorgesehen mit

• einem ersten Wickel, dessen aufgewickelte, erste Materialbahn abwickelbar ist,

• einer Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, über welche die erste Materialbahn in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit führbar ist,

• einem zweiten Wickel, mit welchem die neue Materialbahn bereitstellbar ist,

• einer Antriebsvorrichtung zum Drehantreiben des zweiten Wickeis,

• eine Trenneinrichtung zum Durchtrennen der ersten Materialbahn, mit welcher die Materialbahn zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennbar ist,

• einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum gegenseitigen Einstellen des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,

• wobei das nachlaufende Ende und ein Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbindungselement miteinander verbindbar sind und

• wobei die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Ende und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute betragt.

Die auf dem ersten Wickel aufgewickelte Materialbahn befindet sich demnach in der Abwickelvorrichtung, insbesondere an einer ersten Abwickelposition. Dabei ist der Wickel vorzugsweise durch einen Antrieb drehantreibbar, um das Abwickeln zu vereinfachen. Die Materialbahn ist anschließend über eine Transporteinrichtung, insbesondere eine Transportwalze transportierbar, wobei die Materialbahn in der Regel nicht die komplette Transportfläche belegt, sondern nur einen Teil davon, bei einer Transportwalze beispielsweise ein Zylindersegment. Dieser Bereich kann allgemein als Führungsbereich bezeichnet werden. Dabei wird die Materialbahn mit einer Transportgeschwindigkeit transportiert. Die Transporteinrichtung kann dabei von dem Wickel beabstandet sein oder mit der äußersten Lage des Wickeis unmittelbar in Kontakt stehen. Zum Wechsel des Wickels ist der Abwickelvorrichtung nun ein zweiter Wickel heranzuführen, mit welchem die neue Materialbahn bereitstellbar ist. Dieser Wickel kann sich dann in einer zweiten Abwickelposition befinden. Alternativ kann der erste Wickel in eine zweite Abwickelposition verbracht und der zweite Wickel in die erste Wickelposition in die Abwickelvorrichtung eingebracht werden. In der Abwickelposition ist der Wickel innerhalb der Abwickelvorrichtung bewegbar. Außerdem ist ein Antrieb umfasst, mit welchem der Wickel drehantreibbar ist. Insbesondere ist der Wickel durch den Antrieb beschleunigbar und auch abbremsbar, wobei zum Abbremsen alternativ oder zusatzlich eine separate Bremse vorgesehen sein kann.

Zur Durchführung des eigentlichen Wechsels der Materialbahn ist eine Trennvorrichtung vorgesehen, mit welcher ein nachlaufendes Ende der ersten Materialbahn erzeugbar ist. Diese Trennvorrichtung wirkt auf die Materialbahn im Führungsbereich oder davor ein. Mit„davor" bzw. stromaufwärts ist eine Position gemeint, die in Transportrichtung gesehen zwischen dem ersten Wickel und der Transporteinrichtung liegt. Bevorzugt ist dabei, wenn die Trennvorrichtung zumindest im Moment des Trennvorgangs relativ zur Materialbahn unbeweglich ist, d. h., sie bewegt sich selbst mit der Transportgeschwindigkeit der Materialbahn.

Weiterhin ist eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum gegenseitigen Einstellen beziehungsweise Positionieren des nachlaufenden Endes und eines Bahnanfangs der neuen Materialbahn vorgesehen. Vorteilhafterweise ist durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung der neue Wickel und/oder die neue Materialbahn auf eine Transportgeschwindigkeit einstellbar, die die alte Materialbahn im Moment des Verbindens des nachlaufenden Endes der ersten Materialbahn einnimmt. Das Einstellen kann jedoch vor dem eigentlichen Verbinden erfolgen. Entscheidend ist allerdings, dass nach dem Einstellen die Transportgeschwindigkeiten der ersten und der zweiten Materialbahn nur noch synchron, vorzugsweise nicht mehr, verändert werden. Das gegenseitige Einstellen umfasst nicht nur das geschwindigkeitsmäßige Synchronisieren, sondern auch das Auflegen des Bahnanfangs auf eine Unterlage, auf der auch das Ende der ersten Materialbahn aufliegt. Insbesondere ist dies der Führungsbereich der Transporteinrichtung. Das Einstellen erfolgt dabei so, dass der Abstand des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs größer als 0 mm ist. Das bedeutet insbesondere, dass eine Überlappung beider Materialbahnen ausgeschlossen ist. Eine Überlappung würde eine übermäßige, nämlich in der Regel doppelte Materialdicke bedeuten, wobei noch das Material, das zur haltbaren Verbindung beider Materialbahnen benötigt wird, wie etwa Klebstoff oder ein Klebeband, zusätzlich zur Verdickung beiträgt. Eine solche Dickstelle ist in der Lage, den Betrieb einer Verarbeitungsmaschine zu stören. Die erfindungsgemäße Abwickelvorrichtung stellt allerdings aufgrund der fehlenden Überlappung eine Verbindungsstelle zur Verfügung, die sich problemloser in einer Verarbeitungsmaschine verarbeiten lässt und dort Störungen vermeidet.

Bei oder unmittelbar nach dem Einstellen des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs werden beide Materialbahnen mit einem Verbindungselement miteinander verbunden, wobei als Verbindungselement beispielsweise ein Klebeband genutzt werden kann. Der Führungsbereich der Transporteinrichtung kann während des Vorgangs des Verbindens die notwendige Gegenkraft zur Verfügung stellen und dient damit als Gegenlage.

Erfindungsgemäß erfolgen das Einstellen und/oder das Verbinden bei einer Transportgeschwindigkeit von mehr als 0 Meter pro Minute (m/min), vorzugsweise mehr als 50 m/min, insbesondere mehr als 100 m/min. Das bedeutet insbesondere, dass der Wickerwechsel nicht im Stillstand erfolgt. Damit kann die Verarbeitungsmaschine kontinuierlich mit der Materialbahn versorgt werden, so dass diese ohne oder nur mit geringen Einschränkungen weiter produzieren kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass der Transportpfad der Materialbahn stromabwärts der Transporteinrichtung während des Verbindens nicht verändert ist. Mit anderen Worten ist die Vorrichtung zwischenspeicherfrei ausgestaltet. Ein solcher Zwischenspeicher, der oft als Tänzereinrichtung ausgebildet ist, könnte zwar ein Verbinden der Materialbahnen im Stillstand ermöglichen, ohne dass die Weiterverarbeitungsmaschine verlangsamt oder angehalten werden muss, jedoch ist ein solcher Zwischenspeicher platzraubend, teuer und wartungsanfällig. Zudem führt ein solcher Zwischenspeicher zu unterschiedlichen Bahnspannungen, was für zahlreiche Anwendungen sehr nachteilig sein kann, da hierdurch die Eigenschaften der Materialbahnen verändert sein können, insbesondere, wenn die Materialbahn eine Kunststofffolie ist oder umfasst. in einer vorteilhaften Ausfuhrungsform ist eine Transportvorrichtung vorgesehen, in der die Trenneinrichtung integriert ist. Dabei kann die Trenneinrichtung als Trennmesser ausgestaltet sein. In der Ruheposition kann die Trenneinrichtung innerhalb der Transportvorrichtung, insbesondere innerhalb des Walzenkörpers einer Transportwalze integriert sein und in seiner Funktionsstellung aus der Außenoberfläche der Transportvorrichtung herausragen und damit die Trennung einer Materialbahn bewirken. Dies ist insbesondere eine platzsparende Anordnung der Trenneinrichtung. Eine solche Transportvorrichtung kann zusätzlich Einrichtungen zum Fixieren der ersten und/oder der zweiten Materialbahn auf dem Führungsbereich umfassen. Dieses können mit einem Unterdruck beaufschlagbare Löcher im Führungsbereich der Transportvorrichtung sein, wie etwa Saugbohrungen. Es können aber auch Elektroden vorgesehen sein, die für eine elektrostatische Aufladung der Materialbahn sorgen können. Eine elektrostatische Anziehungskraft zwischen Materialbahn und Führungsbereich kann damit hervorgerufen werden, was insbesondere bei Kunststoffbahnen wirkungsvoll ist. In einer weiteren Alternative können Blasdüsen vorgesehen sein, mit welchen eine Gasströmung auf die Materialbahn gerichtet werden kann, um diese mit einer Kraft in Richtung auf den Führungsbereich beaufschlagen zu können.

Femer kann auf den ersten Wickel eine Bremseinrichtung wirken, um das nach dem Trennen folgende Ende der ersten Materialbahn zurückhalten zu können, damit diese nicht in den Bereich gerät, in welchem die Verbindung der ersten Materialbahn mit der zweiten Materialbahn erfolgt. Zu diesem Zweck kann der optionale Antrieb generatorisch betrieben werden (elektrische Bremse) und/oder es kann eine mechanische Bremse vorgesehen sein, die bevorzugt auf die den Wickel aufnehmende Wickelachse wirkt.

In weiterer Ausgestaltung ist der Trennschnitt vorzugsweise ein zur Transportrichtung der Materialbahn rechtwinklig verlaufender Schnitt, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang, insbesondere wenn dieser ebenfalls eine zur Transportrichtung rechtwinklig verlaufende Kante ist, einen konstanten Abstand haben, was sich positiv auf die Zugkräfte beim Weitertransport der Materialbahnen auswirkt. Unterschiedliche Zugkräfte und/oder Bahnspannungen in Quemchtung werden damit minimiert oder sogar ganz verhindert. Insgesamt kann die erste Materialbahn durchtrennt und das so entstandene nachlaufende Ende im Führungsbereich gehalten werden.

Wird nun der neue Bahnanfang der zweiten Materialbahn in einem Abstand von größer 0 mm auf dem Führungsbereich platziert, so ist für eine Fixierung dieses Bahnanfangs im Führungsbereich zu sorgen, denn lediglich für einen kurzen Moment ist hierfür der Anpressdruck einer Anstellvorrichtung vorhanden. In einer Ausgestaltung kann ein doppelseitiges Klebeband vorgesehen sein, dessen klebende Seiten unterschiedliche Haftkräfte haben. Die Seite, die die geringere Haftkraft hat, kann dazu genutzt werden, den Bahnanfang zunächst an dem Wickel zu hatten, insbesondere, wenn der Wickel rotiert. Die Seite, die die höhere Haftkraft aufweist, kann so an dem Bahnanfang angebracht sein, dass ein erster Flächenteil dieser Seite am Bahnanfang haftet und ein zweiter Flächenteil frei ist und beim Einstellen auf das nachlaufende Ende mit diesem in Verbindung gebracht wird. Bei dem weiteren Transport der nun verbundenen Materialbahnen löst sich der Bahnanfang der zweiten Materialbahn von dem Wickel, da ja die entsprechende Haftkraft geringer ist als die Haftkraft der Seite, die nun beide Materialbahnen miteinander verbindet Zusätzlich oder alternativ kann die Transporteinrichtung derart ausgestaltet sein, dass nach dem gegenseitigen Einstellen des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs letzterer durch Haltekräfte auf der Transporteinrichtung gehalten wird. Auch in diesem Fall sind mit Unterdruck beaufschlagbare Löcher im Mantel der Transporteinrichtung denkbar, welche zum saugenden Fixieren zumindest des Bahnanfangs genutzt werden. Auch Blasdüsen, aus denen ein unter Überdruck stehendes Gas ausströmt, wobei die Gasströmung auf den Bahnanfang gerichtet ist, ist denkbar. Wiederum sind auch hier Elektroden zum elektrostatischen Aufladen der Bahn zum Hervorrufen einer elektrostatischen Anziehungskraft denkbar. Zu dem oben genannten Zweck können auch mechanische Hilfsmittel wie etwa Haltezangen vorgesehen sein.

Für den Fall, dass auf dem Bahnanfang nicht bereits ein Klebestreifen zur Vorbereitung des Wickelwechsels aufgebracht ist, kann innerhalb der Abwickelvorrichtung eine Verbindungselementapplikationseinrichtung vorgesehen sein, insbesondere eine Klebestreifenapplikationsvorrichtung. Damit kann dann ein Verbindungselement appliziert werden, wenn das nachlaufende Ende und der Bahnanfang bereits gegenseitig eingestellt sind und sich noch im Führungsbereich befinden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine weitere Transportvorrichtung für die neue Materialbahn vorgesehen sein, mit welcher die neue Materialbahn vor dem Einstellen auf das nachlaufende Ende führbar ist. In dieser Ausführungsform ist zudem eine weitere Trenneinrichtung zum Erzeugen eines Bahnanfangs vorgesehen. Diese weitere Transportvorrichtung umfasst ebenfalls einen Führungsbereich. Nach dem Erzeugen des Bahnanfangs ist die weitere Transporteinrichtung an die erste Transporteinrichtung anstellbar, wobei der Bahnanfang an die erste Transporteinrichtung übergebbar ist. Dabei kann dieser Übergabevorgang durch wenigstens eine Einrichtung zum Abstoßen des Bahnanfangs von der weiteren Transportvorrichtung unterstützt werden. Dies können beispielsweise Öffnungen an der Außenoberfläche der Transportvorrichtung sein, die mit einem Überdruck beaufschlagbar sind, so dass der Bahnanfang sich von dem genannten Führungsbereich der zweiten Transportvorrichtung löst. Die anfangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8. Demnach ist ein Verfahren zum Wechsel eines Wickels und zum Verbinden einer neuen Materialbahn an ein Ende einer alten Materialbahn vorgesehen, wobei

• von einem ersten Wickel eine aufgewickelte, erste Materialbahn abgewickelt wird,

• die erste Materialbahn über eine Transporteinrichtung, insbesondere Transportwalze, in einem Führungsbereich mit einer Transportgeschwindigkeit geführt wird,

• von einem zweiten Wickel die neue Materialbahn bereitgestellt wird,

• der zweite Wickel von einer Antriebsvorrichtung drehangetrieben wird ,

• die erste Materialbahn mit einer Trenneinrichtung zum Durchtrennen zur Erzeugung eines nachlaufenden Endes im Führungsbereich oder stromaufwärts des Führungsbereichs durchtrennt wird,

• das nachlaufende Ende und ein Bahnanfang der zweiten Materialbahn über eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingestellt werden, so dass das nachlaufende Ende und der Bahnanfang einen Abstand von größer als 0 mm voneinander einnehmen und insbesondere überlappungsfrei sind,

• das nachlaufende Ende und der Bahnanfang der neuen Materialbahn im Führungsbereich der Transporteinrichtung mit einem Verbindungselement miteinander verbunden werden, und

• die Transportgeschwindigkeit des nachlaufenden Endes und des Bahnanfangs im Führungsbereich mehr als 0 Meter pro Minute beträgt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung während der Abwickelphase

Fig. 2 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit einem in die Wechselposition verlagerten ersten Wickel Fig. 3 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit einem in die Wechselposition verlagerten ersten Wickel Fig. 4 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit einem zum Wickelwechsel vorbereiteten zweiten Wickel Fig. 5 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung mit beschleunigtem zweiten Wickel

Fig. 6 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung, wobei das Bahnende des ersten Wickels und der Bahnanfang des zweiten

Wickels die Kontaktstelle erreichen.

Fig. 7 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung, wobei der erste Wickel abtransportiert wird.

Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung 100 während der Abwickelphase, bei der sich zunächst ein Wickel 101 in der Abwickelvorrichtung 100 befindet. Die Materialbahn 102 wird vom Wickel 101 abgezogen und läuft über eine Kontaktwalze 103, an die vorzugsweise der Wickel 101 angestellt ist. Dazu kann der Wickel 101 drehbar auf nicht dargestellten Schlitten gelagert sein, wobei dann die Schlitten auf Schienen relativ zur Kontaktwalze 103 verschiebbar sind. Die Schienen sind mit Schwenkannen 104 verbunden, welche um die Drehachse 105 der Kontaktwalze 103 schwenkbar sind, so dass der Wickel 101 unterschiedliche Winkelpositionen der Kontaktwalze 103 einnehmen kann. Während des gezeigten, normalen Abwickelvorgangs drehen der Wickel 101 in Richtung des Pfeils 111 und die Kontaktwalze 103 in die Richtung des Pfeils 113, d. h. sie drehen gegensinnig. Die Transportrichtung der Materialbahn 102 wird durch den Pfeil 112 angedeutet. Die Fig. 2 zeigt nun die Situation, in der der Wickel 101 bis zu einer kleinen Rollengröße abgewickelt wurde, bei der sich nur noch so viel Materialbahn auf dem Wickel befindet, dass am Ende des Wechselvorgangs nur noch eine kleine Sicherheitsreserve vorhanden ist. In der gezeigten Situation wurden die Schwenkarme 104 entgegen der Drehrichtung der Kontaktwalze 103 in Richtung des Pfeils 201 geschwenkt, so dass der Wickel 101 an die Lagerarme 202 übergebbar ist. In dieser Position, die als zweite Wickelposition bezeichnet werden kann, wird der Wickel weiterhin abgewickelt.

In der Fig. 3 wird nun gezeigt, dass der Wickel in der zweiten Abwickelposition verbleibt. Die Schwenkarme 104 werden nun zurückgeschwenkt. Die Position, die die Schwenkarme nach dem Zurückschwenken einnehmen, kann die Abwickelposition wie gemäß Figur 1 sein, oder auch, wie gezeigt, eine Aufnahmeposition zur Aufnahme eines neuen Wickels 121. Diese Position ist gegenüber der Abwickelposition gemäß Fig. 1 vorzugsweise abgesenkt, um den Wickel nicht mittels eines Krans oder eines Gabelstaplers anheben zu müssen. Die Fig. 4 zeigt nun die Situation gemäß der Fig. 3, jedoch mit wieder in die Abwickelposition geschwenkten Schwenkarmen 104. In der Fig. 4 ist noch ein weiteres, vorteilhaftes Detail dargestellt. Der neue Wickel 121 ist in der Weise für einen Wickelwechsel vorbereitet, dass ein doppelseitiges Klebeband 122 im Übergangsbereich von der ersten Materialbahnlage auf die zweite Materialbahnlage des Wickels 121 in Querrichtung mit seiner Unterseite 124 aufgeklebt ist. Auf einer Teilfläche der Oberseite 123 des Klebebandes 122 ist der Bahnanfang 125 mit seiner Rückseite aufgeklebt. Der nicht mit dem Bahnanfang 125 belegte Teil der Oberseite 123 des Klebebandes 122 bleibt zunächst frei.

In der Fig. 5 ist nun dargestellt, dass der zweite Wickel in Rotation versetzt worden ist. Dies wird durch den Pfeil 131 angedeutet. Während der Beschleunigungsphase wurde der zweite Wickel 121 mit der Kontaktwalze 103 hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit und der Winkelposition synchronisiert, wobei der Bahnanfang 125 an oder kurz hinter der Position 141 des Trennmessers 142 der Kontaktwalze 103 auf die Kontaktwalze 103 auftrifft. Mit » kurz hinter" ist bevorzugt ein Bereich von größer als 0 Millimeter (mm) bis 30 mm, insbesondere bis 20 mm und vorzugsweise bis 10 mm gemeint. Wie in der Figur 5 weiter zu erkennen ist, wurde das Trennmesser, nachdem es den Wickel 101 passiert hat, aus der Umfangsfläche der Kontaktwalze herausgefahren, um die Materialbahn 102 zu durchtrennen. Unmittelbar nach dem Einbringen des Trennschnitts wird das Trennmesser 142 wieder zurückgezogen, um nicht den Wickel 121 zu beschädigen. Bevor das nun durch den Trennschnitt erzeugte Bahnende der Materialbahn 102 die Kontaktstelle zwischen Kontaktwalze 103 und Wickel 121 passiert, wurde bereits der Wickel 121 durch das weiter oben beschriebene Schlitten-Schienen-System an die Kontaktwalze 103 herangefahren, um mit dieser in Kontakt zu treten. Der Fig. 6 ist zu entnehmen, dass nahezu gleichzeitig mit dem Bahnende der Materialbahn 102 der Bahnanfang des neuen Wickels 121 die Kontaktlinie erreicht, wobei nun die freie Fläche des Klebebandes 122 auf das Bahnende aufgelegt wird, so dass damit das Bahnende der Materialbahn 102 mit dem Bahnanfang des neuen Wickels verbunden ist. Das doppelseitige Klebeband 122 umfasst eine Oberseite 123, die in Bezug auf das Material der Materialbahnen eine höhere Haftung aufweist als die Haftung der Unterseite 124 des Klebebandes. Damit kann sichergestellt werden, dass, wenn die Verbindung der beiden Materialbahnen erfolgt ist, sich das Klebeband auch von dem Übergang zwischen der ersten und zweiten Materiallage des Wickels 121 löst. Um den beschriebenen Vorgang nochmals sicherer zu gestalten, können Einrichtungen vorgesehen sein, die das Bahnende und/oder den Bahnanfang mit einer zusätzlichen Kraft in Richtung auf die Oberfläche der Kontaktwalze beaufschlagen. Vorzugsweise können hierzu mit Unterdruck beaufschlagbare Öffnungen in der Oberfläche der Kontaktwalze, wie etwa Saugbohrungen, vorgesehen sein. Solche Öffnungen sind in der Fig. 6 nicht gezeigt.

Bevor das durch das Trennmesser 142 erzeugte Bahnende 143 des ersten Wickels 101 die Kontaktlinie zwischen dem zweiten Wickel 121 und der Kontaktwalze 103 erreichen könnte, wird der erste Wickel 101 durch eine nicht dargestellte Bremseinrichtung gebremst, so dass das Bahnende 143 nicht in den Bereich der Kontaktlinie gelangt.

In der Fig. 7 ist schließlich dargestellt, dass die Verbindungsstelle, die an dem Klebeband 122 zu erkennen ist, durch die nach wie vor stattfindende Rotation der Kontaktwalze 103 weiter transportiert wird, während der erste Wickel 101 entlang der Lagerarme 202 von der Kontaktwalze entfernt und zu einer Entnahmeposition verbracht wird. Von dort aus kann der erste Wickel 101 aus der Wickelvorrichtung 100 entfernt werden. Damit ist der Zustand gemäß der Figur 1 wieder hergestellt worden, wobei der zweite Wickel 121 nun für den nachfolgenden Wechselvorgang der erste Wickel 101 ist.

In den einzelnen Figuren sind verschiedene Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrfach dargestellt worden. Der Übersichtlichkeit halber wurden gleiche Elemente lediglich in einer oder in wenigen Figuren mit Bezugszeichen versehen. Dennoch gelten die Bezugszeichen auch in Hinblick auf Figuren, in denen sie nicht eingetragen sind.