Die Erfindung betrifft eine Rollenwickelvorrichtung für wenigstens eine Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, mit

- einer Zuführstation, insbesondere einer Abwickelstation für eine

Abwickelrolle und mindestens einer wenigstens an eine Wickelwalze angrenzende Aufwickelposition für eine Aufwickelrolle,

- einem Bahnlaufpfad für die wenigstens eine Faserstoffbahn zwischen der Zuführstation und der Aufwickelposition,

- einer Klebstoffauftragseinrichtung für die Faserstoffbahn und

- einer Querschneideinrichtung zum Separieren der Bahn in ein

Bahnende für eine fast vollständig aufgewickelte Aufwickelrolle und einen Bahnanfang für eine neue Aufwickelrolle.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Wickeln einer

Faserstoffbahn, die in einer Aufwickelposition zu einer Aufwickelrolle aufgerollt wird, wobei die Bahn bei Erreichen des gewünschten

Rollendurchmessers durchtrennt wird und mit einem Klebstoff versehen wird, so dass das abgeschnittene Bahnende auf dem Umfang der Rolle fixiert wird. Die Erfindung wird im Folgenden im Zusammenhang mit der Behandlung einer Papierbahn erläutert. Sie ist jedoch auch bei anderen Bahnen entsprechend anwendbar, die ähnlich zu handhaben sind. Dabei handelt es sich beispielsweise, jedoch nicht erschöpfend, um andere

Faserstoffbahnen aus Karton oder Pappe.

Papierbahnen werden in relativ großen Breiten von bis zu über 1 1 m in einer Papiermaschine produziert. Die Produktion erfolgt quasi endlos. Dabei definiert die Warenlaufrichtung der Papiermaschine für alle in der Papierfabrik befindlichen Maschinen und Einrichtungen die Längs- und in horizontaler Ebene senkrecht dazu die Querrichtung. Zur Vereinfachung der vorliegenden Schrift wird im Weiteren an geeigneten Stellen die Längsrichtung als MD (Machine Direction), die Querrichtung als CD (Cross Direction) bezeichnet. Am Ende der Papiermaschine wird die erzeugte Papierbahn in voller Breite auf einen Wickelkern aufgewickelt. Dieser Wickelkern wird zyklisch, in aller Regel bei laufender Produktion, ersetzt. Die auf diese Weise entstehende, bahnbreite Wickelrolle wird üblicherweise als Mutterrolle oder Volltambour bezeichnet. Um für einen späteren Verwender, beispielsweise eine Druckerei, handhabbar zu sein, muss die auf einer Mutterrolle gewickelte Papierbahn in mehrere parallel verlaufende Teilbahnen geschnitten werden, deren Breiten für den jeweiligen späteren Verwender geeignet sind. Diese Breiten können fallweise stark variieren, so dass die Aufteilung der Papierbahn üblicherweise nach einem individuell definierbaren Schnittmuster vorgenommen wird. Die Teilbahnen werden dann zu Aufwickelrollen aufgewickelt, die man Teilbahn- oder Fertigrollen nennt und die gemeinsam als sogenannter Rollenwurf ausgegeben werden. Das Schnittmuster ist von Rollenwurf zu Rollenwurf änderbar. Das Längsschneiden und Aufwickeln erfolgt zweckmäßigerweise in einer einzigen Maschine, die dann häufig als Rollenschneidvorrichtung bezeichnet wird.

Unter dem Begriff„Zuführstation" sollen beispielsweise eine

Abwickelvorrichtung für Mutterrollen und der direkte Zulauf aus der Papiermaschine zusammengefasst sein.

Im Folgenden sind sowohl mutterrollenbreite Faserstoffbahnen wie auch geschnittene Teilbahnen unter dem Begriff„Bahn" subsummiert. Allen oben beschriebenen Rollenwickelvorrichtungen, also denen zur Erzeugung von Mutterrollen wie auch denen zur Erzeugung von Teilbahnoder Fertigrollen, ist gemeinsam, dass die zur Ausbildung einer Aufwickelrolle aufzuwickelnde Bahn einen Wickelspalt mit mindestens einer Wickelwalze bildet, an der sie sich abstützt oder an der sie an- oder aufliegt und die dementsprechend als Stütz- oder Wickelwalze bezeichnet wird. Diese, unmittelbar mit den sich bildenden Aufwickel rollen in Kontakt stehenden Wickelwalzen, stellen somit auch die unmittelbar wirkenden Werkzeuge dar, mittels derer die Wickelgüte beeinflussbar ist. Das Verständnis von Wickelgüte wird dabei aus dem Blickwinkel des Kunden bestimmt und heute durch zahlreiche objektive und subjektive Parameter definiert. Einfach gesprochen, sollen die von den Fertigrollen abgewickelten Papierbahnen störungsfrei bearbeitbar und gute Druckergebnisse erzielbar sein.

Bei modernen Rollenwickelvorrichtungen mit automatischem

Setwechselsystem, insbesondere Doppeltragwalzenwicklern, ist aufgrund des Bahnlaufs die von der Wickelwalze abgewandte Papierseite mit dem Klebstoff zur Rollenend- und/oder Rollenanfangsverklebung versehen.

Die meisten Rollenwickelvorrichtungen, insbesondere die

Rollenschneidvorrichtung benutzen ein automatisches

Klebstoffauftragssystem. Dabei kann eine Art Leim aufgetragen werden oder auch ein doppelseitig wirkendes Klebeband aufgebracht werden. In der Regel werden Klebstoffspuren senkrecht zur Bewegungsrichtung, also in CD-Richtung auf die Bahn aufgetragen.

Bei einigen Rollenwickelvorrichtungen ist es so, dass die Bahn zwischen zwei Wickelwalzen hindurch auf den Wickelkern geführt wird. Sobald nun ein sog. Setwechsel stattfindet, kommt es zu einem Trennen der Bahn in Querrichtung mittels einer Querschneideinrichtung. Für dieses bekannte Querschneiden gibt er Verfahren die auf Wasserstrahldüsen oder auf Messern beruhen. Teilweise wird die Bahn auch nur perforiert und später auseinandergerissen.

Nach Fertigstellung einer oder mehrerer nebeneinander angeordneter

Aufwickelrollen muss die zugeführte Bahn getrennt werden, weil aus einer Mutterrolle in der Regel mehrere Fertigrollen (hier Aufwickelrollen oder kurz Rollen genannt) erzeugt werden können. Häufig wird das durch einen Schnitt oder Riss entstehende Ende der Bahn gleichzeitig mit einem Klebstoff versehen. Das noch auf die fertige Aufwickelrolle auflaufende Ende wird oft dadurch an die äußere Lage der Aufwickelrolle automatisch angeklebt, indem ein Druck in dem Nip zwischen

Wickelwalze und Rolle erzeugt wird. Das Ende klebt anschließend fest auf dem Rollenumfang, so dass die Rolle sich bei weiteren

Prozessschritten nicht selbständig wieder abwickelt.

Je nach Feuchtigkeit und Temperatur der aufzuwickelnden Bahn kommt es jedoch vor, dass es in der fertigen Aufwickelrolle bei

Feuchtigkeitsabgabe oder Feuchtigkeitsaufnahme bzw. Abkühlung oder Aufwärmungen zu Schrumpfverhalten der Bahn kommt. In diesem Fall ist die feste Verklebung hinderlich und erzeugt starke Spannungen in der obersten Lage der Aufwickelrolle, die im ungünstigsten Fall zu einem Abriss der Bahn an der Klebestelle führt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige Abrisse zu vermeiden.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Wickelvorrichtung dadurch gelöst, dass die Faserstoffbahn zumindest zur Bildung der letzten Lagen oder die letzten Lage der Aufwickelrolle in Kontakt mit einer

Struktureinbringungsvorrichtung bringbar ist.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Wickelverfahrens dadurch gelöst, dass zumindest auf den letzten Zentimetern der aufzuwickelnden Bahn eine Struktur in die Bahn eingebracht wird. In vielen Fällen reicht ein solch kurzer Bereich der strukturierten Bahn aus. In der Regel wird aber bevorzugt, wenigstens den letzten Meter mit einer Struktur zu versehen. Dies bringt mehrere Vorteile mit sich. Zunächst ist zumindest die äußere Lage der Aufwickelrolle dicker, was die Schutzwirkung bei Ausrollen der Aufwickelrolle aus der Wickelvorrichtung vergrößert. Entscheidend aber ist die dadurch erzielte Stauchung der Bahn, so dass es bei

Schrumpfungen zu einem Ausgleich kommt. Die Bahn erhält durch die Struktur die Möglichkeit, gedehnt werden zu können, ohne zu zerreißen oder von der Klebstelle abzureißen.

Die Bahn kann dabei auf verschiedene Weise gestaucht, gekreppt, geprägt, gewellt oder auf gleichwertige Art mit einer Struktur versehen sein.

Entsprechend sind als vorteilhafte Struktureinbringungsvorrichtungen vorgesehen:

Elastische Bänder (zur Ausführung einer Stauchung ähnlich dem Clupak- Verfahren), Prägeelemente wie beispielsweise eine Prägewalze und/oder Falzgeräte.

Alle Struktureinbringvorrichtungen bewirken eine Stauchung zumindest in der äußersten Papierlage der Aufwickelrolle. Es ist von Vorteil wenn die Länge des strukturierten Bahnabschnitts nicht größer als der Aufwickelrollendurchmesser D multipliziert mit dem Wert π ist. Dadurch wird sichergestellt, dass keine zwei strukturierten Flächen übereinander liegen, was wiederum zu erhöhter Reibung zwischen den Lagen führen würde.

Das Bahnende wird durch die noch drehende Aufwickelrolle mit aufgerollt. Wenn es mit Klebstoff versehen ist, wird es durch den Druck im Wickelnip zur Wickelwalze an der äußeren Lage der Aufwickelrolle festgeklebt. Die Geschwindigkeit während der Strukturierung sollte dabei je nach

Papiersorte auf etwa 0 bis 80 m/min gedrosselt sein (während die

Produktionsgeschwindigkeit bis zu 3000 m/min betragen kann).

Es ist von Vorteil, wenn die Struktureinbringungsvorrichtung so

angeordnet ist, dass sie die Bahn behandelt, bevor diese Kontakt mit einer Wickelwalze hat.

Die Oberfläche einer Wickelwalze muss besonders glatt sein, um die Papierbahn in ihrer Qualität vor dem Aufwickelvorgang nicht mehr negativ zu beeinflussen. Durch diese Ausgestaltung der

Struktureinbringungsvorrichtung in Bahnlaufrichtung vor dem Kontakt mit der Wickelwalze wird vermieden, dass Schäden auf der Oberfläche angerichtet werden können. Die Erfindung hat einen besonderen Vorteil, wenn die

Rollenwickelvorrichtung hinter der Struktureinbringungsvorrichtung eine Schneidpartie mit Längsschneidemessern aufweist, um die

Faserstoffbahn in wenigstens zwei Teilbahnen zu schneiden, die jeweils einer eigenen Aufwickelposition zuführbar sind. Die Struktureinbnngungsvornchtung kann dann über die ganze Breite der ursprünglichen Bahn arbeiten und es müssen nicht separate

Struktureinbringungsvorrichtungen für jede Teilbahn vorhanden sein. Außerdem kann auf diese Weise wechselnden Teilbahnbreiten auf einfache Weise begegnet werden.

Es ist bevorzugt, wenn die Klebstoffauftragseinrichtung über mindestens eine Klebstoffdüse verfügt. Dies ist eine bewährte Technik, über eine Reihe von sogenannten

Leimdüsen die Bahn besprühbar zu machen. Die druckluftunterstützten Düsen sind bei verschiedenen Herstellern zu erwerben und leisten ihre Dienste zur Zufriedenheit. Alternativ ist es vorteilhaft, wenn die Klebstoffauftragseinrichtung so ausgebildet ist, dass Klebstoff über ein die Faserstoffbahn berührendes Übertragungselement an die Bahn abgegeben wird.

Versuche bei der Anmelderin haben gezeigt, dass eine

Klebstoffübertragungswalze mit einer Oberflachenbeschichtung, die einen aufgebrachten Klebstoff wieder ablösbar macht, sich hervorragend und sauber agierend eignet. Der Klebstoff kann beispielsweise mit einer Übertragungswalze auf die Bahn aufgebracht werden, und bei

Betriebsgeschwindigkeit kann die Übertragungswalze weggeschwenkt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten

Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die in der Figur 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemaßen Rollenwickelvorrichtung 1 ist im Zusammenhang mit einer als Wickelwalzenwickelvorrichtung ausgebildeten

Rollenschneidvorrichtung realisiert. Wesentliche Bestandteile dieser Rollenwickelvorrichtung 1 sind eine Zuführstation 4, in der die, in ihrer Breite im Wesentlichen der Arbeitsbreite einer der

Rollenwickelvorrichtung 1 vorgeordneten und hier nicht dargestellten Papiermaschine entsprechenden Papierbahn M von einer Mutterrolle 5 abgezogen wird, eine Schneidpartie 6, in der die Papierbahn M zur Erzeugung von Teilbahnen IVT in wählbare Breitenformate ihrer

Laufrichtung nach längs geteilt wird und eine im Bereich ihrer Aufwicklung angesiedelte Aufwickelposition 2.

Die Schneidpartie 6 umfasst dazu als wesentliche Bestandteile meist scheibenförmige Schneideinrichtungen, die hier in Form von aneinander wirksam werdenden Obermessern 7a und Untermessern 7b dargestellt sind. Um Vibrationen der laufenden Materialbahn M im Bereich der Schneidpartie 6 zu verhindern, wird dieser Bereich im dargestellten Beispiel von Umlenkrollen 44 begrenzt. Die Aufwickelposition 2 weist zwei Wickelwalzen 14 auf, von denen mindestens eine antreibbar ist. Vorzugsweise sind beide Wickelwalzen 14 antreibbar und stehen über eine gemeinsame Steuer- und/oder

Regeleinrichtung in Verbindung. Dabei hat es sich bewährt, wenn die, in Laufrichtung der Papierbahn M, erste Wickelwalze 14 drehzahlgeregelt und die zweite Wickelwalze 14 drehmomentgeregelt ist. Auch ist eine elastische Lagerung wenigstens einer Wickelwalze 14 denkbar. Ebenso können die Achsen 13 der Wickelwalzen 14 auf unterschiedlichen Höhenniveaus gelagert sein. Weiterhin können die Wickelwalzen 14 unterschiedlich starke Durchmesser aufweisen. Selbstverständlich kann mindestens eine der beiden Wickelwalzen 14 auch eine, an der Materialbahn M wirksam werdende Beschichtung oder Ummantelung aufweisen, während beispielsweise die andere Wickelwalze 14 als Stahlwalze ausgebildet ist. Ferner kann mindestens eine der

Wickelwalzen 14 eine passive oder aktive Dämpfung oder ein

Tilgungselement aufweisen. Diese vorteilhaften Ausgestaltungen sind dem Fachmann jedoch bekannt und hier aus Gründen der

Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt.

Neben den Wickelwalzen 14 bilden die mindestens eine zu wickelnde Aufwickelrolle 9 und die Andruckwalze 3 wesentliche angrenzende

Elemente der Aufwickelposition 2. Obwohl in Figur 1 nur die Stirnseite einer einzigen Wickelrolle 9 sichtbar ist, soll für das beschriebene

Beispiele davon ausgegangen werden, dass sich in der in die Bildebene erstreckenden Richtung weitere Wickelrollen 9 exakt hinter der

dargestellten Aufwickelrolle 9, in dem aus den beiden Wickelwalzen 14 gebildeten Wickelbett 2a, befinden.

Die sich im Verlauf des Wickelprozesses bildenden Aufwickel rollen 9 bestehen in ihrem Kern jeweils aus einer Wickelhülse 10, mit dem der Anfang eines endlichen Abschnittes einer Papierbahn M,

beziehungsweise einer Teilbahn M ^' , verbunden und dann durch fortwährendes Umwickeln unter Ausbildung von so genannten

Wickellagen umspannt wird. Die in der Papierbahn M vorherrschende Spannung beziehungsweise Dehnung wird dann im aufgewickelten Zustand in ihrem eingangs beschriebenen Sch rümpf prozess auf Grund wirksam werdender Reibungskräfte behindert. Der betragsmäßige Verlauf der in der Papierbahn herrschenden Spannung beziehungsweise

Dehnung von Wickellage zu Wickellage, also zwischen lokalen Bereichen der auf die Wickelhülse 10 aufgewickelten Papierbahn M ist, wie eingangs erwähnt, das wichtigste Kennungsmerkmal zur Qualitätsbeurteilung der Wickelgüte. Der betragsmäßige Verlauf der Spannung beziehungsweise Dehnung soll dabei natürlich einem

kontinuierlichen Verlauf folgen, auch wenn hier der Anschauung halber von Spannungsunterschieden zwischen den Wickellagen, also lokal benachbarten Bereichen die Rede ist.

Allerdings ist es für die Erfindung nicht wesentlich, dass die Bahn M geschnitten wird und zu mehreren Aufwickel rollen 9 aufgewickelt wird. Auch eine einzige Aufwickelrolle 9 kann durch die Erfindung betroffen sein. Ebenso müssen die Wickelwalzen 14, von denen wenigstens eine einen Antrieb aufweist, nicht unbedingt unterhalb der Aufwickel rolle 9 angeordnet sein. Vielmehr kann es sich beispielsweise auch um eine seitlich angeordnete Kontaktwalze handeln, wobei die Hülsen 10 der Aufwickelrolle 9 dann zentral gestützt und angetrieben werden. Auf dem Weg von der Zuführstation 4 bis zur Aufwickelposition 2 wird die Bahn zu einem Setwechsel nach einem Trennschnitt in CD-Richtung mittels einer Klebstoffauftragseinrichtung 15 mit Klebstoff versehen.

Dadurch können die Enden an den fertig gestellten Aufwickelrollen 9 bzw. die Bahnanfänge an neuen Hülsen oder Wickelkernen 10 angeklebt werden.

Die mögliche Schrumpfung des Papiers im aufgewickelten Zustand bewirkt allerdings, dass große Spannungen auf die Klebestelle ausgeübt werden. Die führte bisweilen sogar zum Abriss der obersten Lage im Klebebereich oder zu einem scherenden Trennen in der Klebeschicht.

Der Gedanke der Erfindung ist es, der Bahn nahe der Klebestelle eine Dehnmöglichkeit zu geben. Dies geschieht vor dem Aufwickeln mittels der Struktureinbringungsvorrichtung 40. Die Struktureinbringungsvorrichtung 40 kann unterschiedliche Ausbildungsformen haben. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Prägewalze 42 vorgesehen, die in Kontakt mit einem Gegenelement 41 eine Struktur in die Bahn prägt. Eine solche Struktur kann beispielsweise eine Welligkeit oder eine Faltung sein. Entscheidend ist, dass diese Struktur nur in den obersten Lagen, ganz bevorzugt nur in der obersten Lage der auf der Aufwickelrolle 9 aufgewickelten Bahn Μ', M erzeugt wird. Die Länge des strukturierten Bahnabschnitts 37 entspricht dann dem Aufwickeldurchmesser D multipliziert mit dem Wert π (3,14). Der zeitliche Aufwand für eine solche Struktureinbringung ist dabei akzeptabel.

Figur 2 verdeutlicht das Verfahren und die Vorrichtung zur Einbringung einer Struktur in die Bahn, indem die Struktureinbringungsvorrichtung 40 vergrößert dargestellt ist. Sie ist gekoppelt mit einer

Querschneidevorrichtung 43, die lediglich als Pfeil dargestellt ist, weil sie hinreichend bekannt ist. So kann sie beispielsweise ein Abschlagmesser oder einen Wasserstrahlschneider umfassen.

Die Bahn läuft auch während der Produktion über ein Gegenelement 41 mit einer vorzugsweise elastischen Oberfläche 39. Gegen dieses

Gegenelement 41 ist in einem geeigneten Augenblick als Prägeelement eine Prägewalze 42 anstellbar. Die Prägewalze besitzt eine

Oberflächengravur 38. Diese taucht nach Anstellung der Prägewalze 42 gegen das Gegenelement 41 in die Bahn M ein und sorgt für eine

Stauchung des Bahnendes 37. Die gestauchte Länge des Bahnendes 37 wird gemessen über einen Signalgeber an der Prägewalze und einen das Signal aufnehmenden Sensor 35. Dabei wird die Länge beispielsweise auf eine Vierteldrehung der Prägewalze genau bestimmt und die

Querschneidevorrichtung 43 wird über eine Berechnung in einer

Steuerung im richtigen Moment aktiviert. Zusätzlich kann die Stauchung des Bahnendes 37 über eine externe Heizung oder Befeuchtung 32, 33 beeinflusst werden. Diese sind dann vorzugsweise als zonensteuerbare Einheiten quer zur Bahnlaufrichtung 36 ausgelegt.

Bezugszeichenliste

Bezugszeichenliste

1 Rollenwickelvorrichtung

2 Aufwickelposition

2a Wickelbett

3 Andruckwalze

3a Traverse, Andruckwalzenträger

4 Zuführstation, Abwickelstation

5 Abwickelrolle, Mutterrolle

6 Schneidpartie

7a Obermesser

7b Untermesser

8 Breitstreckeinrichtung

9 Aufwickelrolle

10 Wickelhülse, Wickelkern

1 1 Nip (erster Wickelnip)

12 Nip (zweiter Wickelnip)

13 Achse für Wickelwalze

14 Wickelwalze

15 Klebstoffauftragseinrichtung, z. B. Leimdüse

16 Klebstoffübertragungselement

32 Externe Heizung oder Befeuchtung

33 Externe Heizung oder Befeuchtung

34 Signalgeber

35 Sensor

36 Bahnlaufrichtung

37 Bahnende, strukturierter Bahnabschnitt

38 Oberflächengravur 39 elastischen Oberfläche

40 Struktureinbringungsvorrichtung

41 Gegenelement

42 Prägeelement, Prägewalze

43 Querschneidevorrichtung

44 Umlenkrolle

D Durchmesser

DZ Durchmesserzunahme

M Materialbahn (Papierbahn)

M' Teilbahn