Die Erfindung betrifft eine Wickeleinrichtung zum Aufwickeln eines bahnförmigen Materials nach dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1 und ein Verfahren zum Wechsel eines Wickels in einer Wickeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 1 .

Gattungsgemäße Wickeleinrichtungen umfassen einen Wickel zur Aufnahme des bahnförmigen Materials. Dieses Material wird durch eine Kontaktwalze an den aktuellen Wickel herangeführt und an den Wickel angedrückt. Oft ist die Kontaktwalze drehbar, aber sonst ortsfest in dem Maschinengestell der Wickeleinrichtung gelagert. Ist der aktuelle Wickel vollständig bewickelt, so muss ein neuer Wickel für den weiteren Wickelvorgang bereitstehen. Der neue, noch leere Wickel wird an das bahnförmige Material herangeführt. Da das bahnförmige Material und der noch leere Wickel spätestens bei direktem Kontakt sich gegenseitig anziehen (hierzu dient beispielsweise ein doppelseitiges Klebeband auf dem noch leeren Wickel oder eine elektrostatische Aufladung), ist das bahnförmige Material im passenden Moment durchzutrennen. In der Regel erfolgt dieser so genannte Anwickelvorgang, während oder kurz nachdem der noch leere Wickel an die Kontaktwalze angestellt wird oder wurde. Ein noch leerer Wickel besteht dabei aus einer Wickelwelle und in der Regel aus einem Wickelkern, der auf die Wickelwelle aufgeschoben wurde. Der Wickelkern bildet zusammen mit dem aufgewickelten Material den Wickel. Grundsätzlich ist auch ein Wickeln oder Wickelkern möglich.

Ein noch leerer Wickel wird dabei oft in einem Wickelmagazin bevorratet. Steht ein Wickelwechsel an, so wird ein leerer Wickel dem Magazin entnommen und mittels einer Einrichtung zum Heranführen des noch leeren Wickels an die Kontaktwalze befördert, bis der Wickel die Kontaktwalze berührt. In diesem Moment wird der Wickel von einer Halteeinrichtung übernommen und in der Regel mit einem Wickelantrieb verbunden, so dass der Wickel, der nun bereits bahnförmiges Material aufgenommen hat, mit einer eigenen, definierten Umfangsgeschwindigkeit rotieren kann. Es ist aber auch möglich, den Wickel ausschließlich von der Kontaktwalze antreiben zu lassen.

Um einen ordnungsgemäßen Wickelwechsel durchführen zu können und um letztlich einen qualitativ hochwertigen Wickel zu erhalten, wird der noch leere Wickel drehangetrieben. Dabei wird er oft so weit beschleunigt, dass seine Umfangsgeschwindigkeit im Wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktwalze entspricht. In tatsächlich existierenden Wickeleinrichtungen der Anmelderin erfolgt der Drehantrieb des noch leeren Wickels dadurch, dass ein angetriebenes Rad auf den Umfang des Wickels, meist im Bereich seines Zapfens, aufgesetzt wird. Wird jedoch der noch leere Wickel an die Kontaktwalze herangeführt, so wird dieser Kontakt aufgehoben und die Wickelwelle dreht frei. Wenn nun die Heranführung vergleichsweise lang dauert, so hat sich die Rotationsbewegung des Wickels oft verlangsamt, so dass dessen Umfangsgeschwindigkeit oft merklich kleiner ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktwalze. Ein ordnungsgemäßes Anwickelergebnis ist häufig nicht mehr gegeben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannte Wickeleinrichtung so weiterzubilden, dass diese Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist in einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zusätzlich vorgesehen, dass die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels und die Einrichtung zum Heranführen des noch leeren Wickels an die Kontaktwalze gleichzeitig auf den noch leeren Wickel einwirkbar ist.

Mit anderen Worten wirkt selbst während des Heranführens des noch leeren Wickels an die Kontaktwalze die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels auf diesen. Somit wird der noch leere Wickel die meiste Zeit mit einem Drehmoment beaufschlagt und wird nicht frei drehbar gehalten. Seine Drehgeschwindigkeit ist damit steuerbar und kann so eingestellt werden, dass seine Umfangsgeschwindigkeit der Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktwalze entspricht. Ein Anwickeln auf diesem neuen, noch leeren Wickel ist nun ohne qualitative Einbußen möglich.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels Kraftübertragungsmittel, die auf ein an der Wickelwelle des Wickels angeordnetes Zahnrad wirken. Wickelwellen, die bereits in Wickeleinrichtungen nach dem Stand der Technik eingesetzt wurden, weisen in der Regel ein Zahnrad auf, über welches diese Wickel während des Wickelvorgangs antreibbar sind. Es ist daher von Vorteil, auch die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels auf dieses Zahnrad einwirken zu lassen, so dass ein sicherer Antrieb erfolgt. Die Einrichtung zum Drehantreiben nach dem Stand der Technik umfasste hingegen nur eine Kraftübertragung, die nach dem Prinzip des Reibschlusses funktionierte, wobei es beispielsweise zu einer unvollständigen Kraftübertragung kommen kann, wenn sich Schmutz auf einer der beteiligten Komponenten abgelegt hatte. Die Kraftübertragungsmittel umfassen nunmehr Bauteile, die mit dem beschriebenen oder einem anderen Zahnrad kämmen, so dass Schlupf vermieden wird. Das Zahnrad des Wickels ist vorzugsweise an einem Zapfen des Wickels, also in dem Bereich, der wickelhülsenfrei ist, angeordnet.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels Kraftübertragungsmittel, die wenigstens zum Teil langgestreckt sind. Die Erstreckungsrichtung dieses langgestreckten Teils verläuft vorzugsweise parallel zu der Verfahrrichtung der Einrichtung zum Heranführen des noch leeren Wickels an die Kontaktwalze, so dass auf einfache Weise der Kerngedanke der Erfindung realisiert werden kann.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Kraftübertragungsmittel zumindest eine Laschenkette und/oder einen Zahnriemen umfassen. Mit diesen Mitteln ist es sehr einfach, eine Kraftübertragung zwischen der Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels und dem Wickel herzustellen und zu unterbrechen. Die genannten Mittel sind mechanisch flexibel und„rutschen" in die Zahnung des Zahnrades, ohne dass es zu großem Verschleiß kommt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels einen eigenen Antrieb umfasst, welcher vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels zumindest ein Halteelement, welches relativ zum Maschinengestell der Wickeleinrichtung bewegbar, vorzugsweise schwenkbar ist. Dieses dient dazu, die Antriebsverbindung zwischen der Einrichtung zum Drehantreiben und dem Wickel auf einfache Weise herzustellen oder zu unterbrechen. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass an dem zumindest einen Halteelement Kraftübertragungsmittel und/oder der Antrieb angeordnet sind. Eine solche Anordnung ist mechanisch einfach zu gestaltet und hat eine hohe Zuverlässigkeit. Wenn Kraftübertragungsmittel und Antrieb an dem Halteelement angeordnet sind, brauchen nur die zur Energieübertragung erforderlichen Stromkabel so gestaltet zu werden, dass sie die Bewegung des Halteelements mitmachen, was in der Regel kein Problem darstellt.

Das zumindest eine Halteelement ist in weiterer Ausgestaltung mittels zumindest eines Stellantriebes bewegbar. Vorzugsweise umfasst dieser einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder. Diese Zylinder sind dann Bestandteile einer Hubkolbenzylindereinheit, welche einfach aufgebaut und damit kostengünstig sind. Es kommt noch hinzu, dass weder große Verstellwege oder eine genaue Positionierung notwendig sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein Sensor vorgesehen. Mit diesem ist ein Signal ausgebbar, wenn der noch leere Wickel einen festgelegten Abstand zur Kontaktwalze erreicht oder unterschritten hat. Dieser Abstand ist sehr klein und liegt im Bereich von bis zu zwei Zentimetern. Das Signal wird dazu genutzt, die Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels von dem Wickel abzustellen. Mit anderen Worten wird auf diese Weise erreicht, dass die Antriebsverbindung zwischen der Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels und dem Wickel unterbrochen wird, bevor der Wickel in Kontakt mit der Kontaktwalze und/oder der aufzuwickelnden Materialbahn tritt. Der Wickel dreht zwar für einen sehr kurzen Zeitraum ohne jeden Zwangsantrieb und somit frei, jedoch ist die - kaum vorhandene - Geschwindigkeitsabnahme für die Qualität des neuen Wickels ohne Auswirkung. Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Wechsel eines Wickels gemäß Anspruch 1 1 . Dabei wird von einem Verfahren ausgegangen, bei dem

• ein Wickel zur Aufnahme des bahnförmigen Materials bereitgestellt wird, · mit einer Kontaktwalze das bahnförmige Material an den Wickel herangeführt und angedrückt wird,

• mit eine Einrichtung zum Drehantreiben ein noch leerer Wickel in Rotation versetzt und gehalten wird, und

• mit einer Einrichtung zum Heranführen des noch leeren Wickels an die Kontaktwalze der noch leere Wickel in Richtung auf die Kontaktwalze bewegt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich nun dadurch aus, dass mit der Einrichtung zum Drehantreiben des noch leeren Wickels und mit der Einrichtung zum Heranführen des noch leeren Wickels an die Kontaktwalze gleichzeitig auf den noch leeren Wickel eingewirkt wird.

Die Merkmale und Merkmalskombinationen, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung beschrieben sind, sind auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombinierbar. Dies gilt auch umgekehrt, so dass im Zusammenhang mit der Offenbarung einzelner Erfindungsmerkmale stets auf diese wechselweise Bezug genommen werden kann oder Bezug genommen wird.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1 Schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

Wickeleinrichtung

Fig. 2 Wie Fig. 1 , jedoch im einem noch leeren Wickels während des

Heranführens an die Kontaktwalze

Fig. 3 Wie Fig. 2, jedoch mit bereits angestelltem Wickel und abgeschwenkter Einrichtung zum Drehantreiben

Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils dieselbe schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wickeleinrichtung 1 , die ein Maschinengestell 2 und eine in diesem drehbar gelagerte Kontaktwalze 3 umfasst, die in Drehrichtung R rotiert. Über diese Kontaktwalze 3 wird ein bahnformiges Material 4 zugeführt, das auf einem Wickel 5 aufgewickelt wird.

Eine Verschiebeeinrichtung 6, die dem Heranführen eines noch leeren Wickels 7 an die Kontaktwalze 3 dient, ist auf nicht näher dargestellte Weise relativ zum Maschinengestell und relativ zur Kontaktwalze - vorzugsweise linear - verschiebbar. In der Figur 1 befindet sich diese Verschiebeeinrichtung 6 in ihrer Ausgangsposition. Der Wickel 7 wurde aus einem nicht dargestellten Wickelmagazin zugeführt und liegt nun auf der Trageeinrichtung 8 auf. Der Wickel 7 umfasst eine Wickelhülse 9, beispielsweise ein Papierhülse, einen Zapfen 10 und ein darauf angeordnetes Zahnrad 1 1 .

In der Figur 1 ist das Zahnrad 1 1 in Eingriff mit dem Zahnriemen 12 der Einrichtung 13 zum Drehantreiben des noch leeren Wickels. Der Zahnriemen 12 ist vorzugsweise ein doppelter Zahnriemen, d. h. er umfasst Verzahnungen auf beiden Seiten.

Diese Einrichtung 13 umfasst weiterhin eine Halteplatte 14, die um das Lager 15 schwenkbar an dem Maschinengestell 2 befestigt ist. Als Schwenkantrieb ist eine Kolbenzylindereinheit 17, umfassend einen Zylinder 18, der über das Drehlager 20 an dem Maschinengestell 2 angelenkt ist, und einen Kolben 19, der über das Drehlager 21 an der Halteplatte 14 angelenkt ist. An der Halteplatte 14 angeordnet sind wenigstens die Zahnräder 22 und 23, die so angeordnet und/oder dimensioniert sind, dass der Zahnriemen 12 - wie bereits beschrieben - parallel zu der Verschiebeeinrichtung 6 verläuft. Weitere Zahnräder sowie Umlenkrollen können vorgesehen sein. Der Zahnriemen 12 wird von einem Elektromotor 24 angetrieben, der auf nicht dargestellte Weise, vorzugsweise über ein Antriebszahnrad, auf den Zahnriemen 12 wirkt. Der Elektromotor 24 ist an der Halteplatte 14 befestigt.

Die Figur 2 zeigt die gleiche Ansicht wie die Figur 1 , jedoch ist die Verschiebeeinrichtung 6 bereits ein Stück an die Kontaktwalze 3 herangeführt worden. In dieser Figur 2 sind nicht alle Bezugszeichen wiedergegeben, da im Wesentlichen alle Bauteile der Darstellung in Figur 1 entsprechen. Jedoch ist hier ein Sensor 25 angedeutet, der dazu dient, festzustellen, ob der noch leere Wickel 7 bereits einen festgelegten, minimalen Abstand zur Kontaktwalze 3 erreicht oder unterschritten hat.

Die Figur 3 zeigt noch einmal alle Bauteile, die bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert wurden. Jedoch ist hier der Wickel 7 bereits mit der Kontaktwalze 3 in Kontakt getreten, so dass der Wickelwechsel gerade erfolgt ist beziehungsweise erfolgen kann. Die Halteplatte 14 mit all ihren Anbauteilen ist bereits abgeschwenkt worden, so dass die Einrichtung 13 nicht mehr auf den Wickel 7 wirkt. Der nun fertig gestellte Wickel 5 wurde beziehungsweise wird in Richtung A verschoben und damit von der Kontaktwalze 3 abgestellt. Dieser Wickel 5 kann nun abtransportiert werden.

Bezugszeichenliste

1 Wickeleinrichtung

2 Maschinengestell

3 Kontaktwalze

4 Bahnförmiges Material

5 Wickel

6 Verschiebeeinrichtung

7 Leerer Wickel

8 Trageeinrichtung

9 Wickelhülse

10 Zapfen

1 1 Zahnrad

12 Zahnriemen

13 Einrichtung zum Drehantreiben

14 Halteplatte

15 Lager

16

17 Kolbenzylindereinheit

18 Zylinder

19 Kolben

20 Drehlager

21 Drehlager

22 Zahnrad

23 Zahnrad

24 Elektromotor

25 Sensor

R Drehrichtung der Kontaktwalze 3

A Abtransportrichtung des fertigen Wickels 5