CH683992A5 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln endloser Bahnen. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Zum kontinuierlichen Aufwickeln von laufenden, praktisch endlosen Bahnen aus flexiblem Material, insbesondere aus Polymerfolie, ist es z.B. aus EP 17 277 bekannt, solche Bahnen im Zuge ihrer Herstellung oder Verarbeitung auf nacheinander folgende Wickelhülsen zur Bildung einer entsprechenden Folge von fertigen Bahnwickeln zu verteilen.

Um einen völlig kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten wird die Bahn zunächst in einer ersten Wickelstation auf eine leere Wickelhülse geführt, wo sie mit Klebstoff oder auf elektrostatischem Wege, z.B. wie in EP 270 498 beschrieben, angeheftet und angewickelt wird. Der Antrieb der leeren bzw. frisch angewickelten Hülse erfolgt durch Kontakt mit der zentral angetriebenen Wickeltrommel. Die angewickelte Hülse wird dann ohne Unterbrechung des Wickelvorganges in eine zweite Wickelstation überführt, wo der fertige Folienwickel gebildet und der Anlage entnommen wird.

Nach dem Aufwickeln einer meist vorbestimmten Bahnlänge auf die Wickelhülse in der zweiten Wik-kelstation wird zunächst aus einem Magazin eine leere Wickelhülse in die erste Wickelstation gebracht und die laufende Bahn annähernd in Querrichtung zertrennt. Das hintere Ende des vorangehenden Bahnabschnitts läuft auf den vollen Bahnwickel in der zweiten Wickelstation, während das vordere Ende des nachfolgenden Bahnabschnittes wiederum in der oben beschriebenen Weise auf einer nächsten leeren Wickelhülse in der ersten Wik-kelstation angewickelt wird.

Bei einer solchen kontinuierlichen Wickelanlage ist es z.B. aus DE 4 012 369 bekannt, die Zugspannungswerte der Bahn zwischen der Wickeltrommel und einer vorgeschalteten Umlenkwalze einerseits sowie zwischen der Wickeltrommel und dem Folienwickel andererseits laufend zu messen und die so erhaltene Messwerte zur direkten Steuerung des Zentralantriebs des Folienwickels in der zweiten Wickelstation zu verwenden. Dadurch kann insbesondere der Druck am Spalt zwischen Wickeltrommel und Folienwickel ohne die sonst hierfür üblichen und aufwendigen Rechneroperationen optimiert werden. Anlagen dieser Art werden auch als LPC-Systeme (line pressure control) bezeichnet.

Beim Anwickeln kann es bei diesen wie bei anderen bekannten Systemen zu Problemen kommen, besonders wenn die laufende Bahn aus einer sehr dünnen (Dicke weniger als 25 Mikrometer), Gleitmittel («slip additive») enthaltenden und/oder sehr weichen Polymerfolie besteht. Ein schlechter, d.h. nicht vollständig glatter Aufbau der untersten Lagen eines Folienwickels kann sich durch den ganzen Wik-kel hindurch bemerkbar machen und zu Ungleich-mässigkeiten bis zur Oberfläche des fertigen Wik-kels führen, oder aber kann das Anwickeln vollständig scheitern und einen stets zeit- und kostenaufwendigen Betriebsunterbruch zur Folge haben. Ähnliche Probleme können im übrigen gelegentlich auch mit sehr dicken Folien auftreten bzw. bei solchen, die eine sehr hohe Biegesteifigkeit aufweisen.

Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, den An-

wickelvorgang auch bei Verarbeitung von extrem dünnen Folien, z.B. mit Dicken unter 20 Mikrometer, oder besonders dicker Folien, z.B. mit Dicken von über 500 Mikrometer, bzw. allgemein bei Folien mit zu geringer oder zu grosser Eigensteifigkeit vollständig zu kontrollieren und einen sicheren und glatten Anwickelvorgang zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe ist ein vereinfachter Aufbau und Betrieb von automatischen Wicklern nach Art der LPC-Systeme.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss gelöst durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, wobei eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens die in Anspruch 2 angegebenen Merkmale hat. Vorzugsweise wird zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung mit den im Anspruch 3 angegebenen Merkmalen verwendet. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung haben die in den Ansprüchen 4 und 5 genannten Merkmale.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht der für die Erfindung wesentlichen Komponenten eines automatischen Folienwicklers.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 1 dient zum kontinuierlichen Aufwickeln einer schnell laufenden, praktisch endlosen Bahn aus flexiblem Material, insbesondere aus dünner und weicher Polymerfolie, auf eine Folge von Wickelhülsen zur Bildung einer entsprechenden Folge von Bahnwickeln. Die beispielsweise aus einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Folienextrudieranlage kommende Bahn B wird von einer Umlenkwalze 12 auf eine motorisch zentral angetriebene Wickeitrommel 14 und dann auf eine Wickelhülse 15, z.B. eine leere Kartonhülse, geführt, die in einer ersten Station I angewickelt, dann zum Fertigwicklen in eine zweite Station II übertragen und schliesslich nach Durchtrennung der Bahn mittels einer (in der Figur nicht dargestellten) Trenneinrichtung bekannter Art durch eine in die erste Station I gebrachte und dort angewickelten folgenden Wickelhülse 15 ersetzt wird, die kurz vor der Durchtrennung der Bahn zwischen der ersten Wickelstation I und der zweiten Wickelstation II in die Wickelstation I eingeführt worden ist.

Die leeren Wickelhülsen werden einem (nicht dargestellten) Magazin entnommen und z.B. mit eine taktweise umlaufenden Transportkette 16 in die erste oder Anwickelstation gebracht, wenn diese sich wie dargestellt in Aufnahme- und Anwickelposi-tion («12 Uhr»-Stellung) befindet.

Zur Übergabe der angewickelten Hülse aus der ersten Wickelstation I in die zweite Wickelstation II werden die seitlichen Lagergabeln 11 der ersten Wickelstation I entgegen dem Uhrzeigersinn über die «9-Uhr»-Stellung in die «6-Uhr»-Stellung verschwenkt; die angewickelte Hülse 15 wird dabei von den Lagergabeln 11 freigegeben und von den Gabelarmen 13 aufgenommen. Die leeren Lagergabeln 11 der ersten Wickeistation verbleiben dann in der «6-Uhr»-Ruheposition, bis sie zur erneuten Aufnahme einer leeren Wickelhülse weiter entgegen dem Uhrzeigersinn wieder bis etwa zur «12-Uhr»-Stellung verschwenkt werden und nunmehr die An-

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Wickelstation bilden, nachdem sie die leere Wickelhülse 15 aufgenommen haben. Die Trenneinrichtung wird dabei meist zusammen mit den Lagergabeln verschwenkt

Die Umlenkwalze 12 ist dabei vorzugsweise in der z.B. aus der DE 4 012 369 bekannten Weise an beiden Lagerenden mit Druckmessdosen M2 verbunden; da dann vorzugsweise auch die Wikkeitrommel 14 endseitig mit Druckmesssdosen M1 verbunden ist, können aus den so erhältlichen Messwerten die Zugspannungen in der Bahn B zwischen Umlenkwalze 12 und der Wickeltrommel 14 einerseits sowie zwischen der Wickeltrommel 14 und dem Folienwickel 131 andererseits gemessen und auf diesem Weg der Zentralantrieb 132 des Folienwickels 131 optimal gesteuert werden.

Die Wickeltrommel 14 ist in an sich bekannter Weise zur Grobpositionierung auf einem verfahrbaren Schlitten 19 gelagert. Vorzugsweise wird gemäss der vorliegenden Erfindung zur Feinregulierung der Position der Wickeltrommel 14 aber nicht die in den Fig. 3 von DE 4 012 369 dargestellte Einrichtung zur Horizontalverschiebung, sondern eine «Wippe» verwendet, die schwenkbar auf dem Schlitten 19 befestigt und mit diesem horizontal verschoben werden kann. Die Wippe besteht im wesentlichen aus einem Schaft 141, an dessen Enden zwei Arme 181, 182 angeordnet sind, die am oberen Ende die Lager für die Welle 140 der Wickel-trommei 14 tragen.

An jedem der Arme 181, 182 sind jeweils zwei Anschlagsensoren oder Schalter 185, 186 angeordnet, die durch Anschlag an einem (nicht dargestellten) Widerlager den Motor 191 kurzzeitig zum Vorwärts- oder Rückwärtslauf ein bzw. ausschalten und dadurch den Schlitten 19 zur Grobpositionierung verschieben. Eine insgesamt sehr genaue Positionierung der Wickeltrommel 14 ist erforderlich, um die zunehmende Dicke des Folienwickels 131 in der Wickelstation II auszugleichen, und den Druck am Walzenspalt zwischen der Wickeltrommel 14 und dem Folienwickel 131, d.h. den «Anpressdruck» auf dem für ein gegebenes Bahnmaterial optimalen Wert zu halten. Die in EP 17 277 beschriebenen Steuerung des Anpressdrucks durch Verlagerung des dann schwenkbar gelagerten Folienwickels 131 mittel einem hydraulischen Stellelement ist grundsätzlich auch möglich, hat aber den Nachteil, dass das laufend zunehmende Gewicht des Folienwickels solche Werte annimt, dass eine einwandfreie Positionierung bzw. Anpressdruck-Regelung zunehmend schwieriger bzw. ungenauer wird. Aus diesem Grund ist bei der vorliegenden Erfindung der Folienwickel vorzugsweise so abgestützt, dass dessen zunehmendes Gewicht keinerlei Einfluss auf die Position des Wickels hat, z.B. indem die Gabelarme 13 während des Wickelvorgangs senkrecht stehen. Eine allfällige Verschwenk-barkeit der Gabelarme 13 kommt dann lediglich bei der Abgabe des fertigen Folienwickels 131 zum Einsatz.

Zur Feinregulierung ist jeder der Arme 181, 182 mit an sich bekannten Feinpositionierungsantrieben 183, 184 versehen, die z.B. mit einer Luftdruckquelle 187 verbunden sind und je eine (nicht dargestellte) Membran besitzen, die analog wie die Membran eines Barometers einen anliegenden Druck in eine Bewegung bzw. Vorschubsteliung umsetzt. Solange die Grobpositionierungs-Sensoren 185, 186 nicht an den jeweiligen Endpositionen anschlagen, bestimmen ausschliesslich die beiden barometrischen Antriebe 183, 184 die Winkelstellung der Arme 181, 182 und damit die Lage bzw. den Anpressdruck der Wickelwalze 14 am Folienwickel 131.

Erst wenn zum Erreichen einer gewünschten Position der Wickeltrommel 14 bzw. zum Erzielen oder Einhalten eines gewünschten Anpressdruckes der Wickelwalze 14 am Folienwickel 131 in der Wickelstation II der erforderliche Stellweg nicht mehr mit Hilfe der Feinregulierungsantriebe 183, 184 erreicht werden kann und die Anschlagsensoren 185 bzw. 186 durch Erreichen der entsprechenden Endpositionen ansprechen, wird der elektrisch mit den Sensoren 185, 186 verbundene Grobpositionierungsmo-tor 191 solange eingeschaltet, bis sich keiner der Grobpositionierungssensoren 185, 186 mehr in Anschlagstellung befindet und die Feinpositionierung weiterhin durch die barometrischen Antriebe 183, 184 bewirkt werden kann. Es versteht sich, dass Grobpositionierungssensoren nicht nur an dem in der Figur vorderseitigen Arm 181, sondern ge-wünschtenfalls auch am anderen Arm 182 vorgesehen sein kann, dies in der Zeichnung aber nicht dargestellt ist.

Erfindungsgemäss wird zusätzlich zum Zentralantrieb 132 für die Wickelfolie des Folienwickels 131 in der Wickelstation II ein zusätzlicher unabhängiger und beweglicher zweiter Zentralantrieb verwendet, um die Wickelhülse 15 bereits während des Anwik-kelns direkt und nicht wie gemäss Stand der Technik lediglich indirekt durch Friktionskontakt mit der Wickeltrommel 14 bzw. mittels der darauf laufenden Folienbahn B anzutreiben.

Bei der in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geschieht dies mit einem Zentralantriebsmotor 10, der mit einer Einrichtung 17 verbunden ist und von dieser zusammen mit der Wickelhülse 15 aus der Wik-kelstation I in die Wickelstation II und dann zurück zur nächsten Wickelhülse 15 in die Wickelstation I verlagert werden kann.

Die Drehverbindung des Zentralantriebsmotors 10 mit der jeweils anzutreibenden Wickelhülse 15 kann durch eine Rutsch- oder Einrastkupplung erfolgen, wie dies z.B. für den Zentralantrieb der Wik-kelhülse in der zweiten Wickelstation bekannt ist und daher nicht genauer erläutert zu werden braucht. Zweckmässigerweise sind bereits die aus dem Hülsenmagazin kommenden Wickelhülsen mit entsprechenden Endflanschen 152, 153 versehen, an deren einem der entsprechende (nicht dargestellte) Kupplungsteil des Zentralantriebs 10 und an deren anderem nach der Übertragung der Wickelhülse 15 aus der Wickelstation I in die Wickelstation II der Zentralantrieb 132 der Wickelstation II angreifen kann.

Auch die Betätigung bzw. Steuerung der Einrichtung 17 zur Verlagerung des Motors 10 sowie dessen Versorgung mit Betriebsenergie kann in an sich aus der Automationstechnik bekannten Mitteln erfol5

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gen, beispielsweise mit einem Schwenkarm 171, der am einen Ende den Motor 10 trägt, in einem Stützarm 172 schwenkbar gelagert ist und mit einem pneumatisch oder elektrisch betätigten Stellarm 173 den Motor 10 beispielsweise aus der dargestellten Position zum Antrieb der Wickeihülse 15 in der Wickelstation I in die nicht dargestellten Positionen während der Übertragung der angewickelten Hülse 15 in die Wickeistation II und dann wieder zurück bewegt.

Die entsprechenden Betätigungsimpulse und Zeitpunkte werden zweckmässigerweise von der Steuerung der (nicht dargestellten) Steuereinrichtung übernommen, welche auch in an sich bekannter Weise die Verlagerung der Wickelhülse 15 aus der Wickelstation I in die Wickelstation II durch Verschwenken der Lagergabeln 11 kontrolliert.

Für den Fachmann ergeben sich anhand des Standes der Technik verschiedene Alternativen zu den in der obigen Beschreibung genannten speziellen Darstellungen. Beispielsweise kann der in der Figur schematisch dargestellte Wickler doppelt ausgeführt werden, etwa um einen aus einer Blas-folienextrusionsanlage kommenden Blasschlauch in zwei Bahnen zu zertrennen und jede dieser Bahnen mit einem eigenen Wickler automatisch auf Wickelhülsen zu verteilen.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer laufenden, praktisch endlosen Bahn (B) aus flexiblem Material, insbesondere aus Polymerfolie, auf eine Folge von Wickelhülsen (15) zur Bildung einer entsprechenden Folge von Bahnwickeln, wobei die Bahn von einer Umlenkwalze (12) auf eine motorisch angetriebene Wickeltrommel (14) und dann auf eine Wickelhülse (15) geführt wird, die in einer ersten Wickelstation (I) angewickelt, dann zum Fertigwickeln in eine zweite Wickelstation (II) übertragen und schliesslich nach Durchtrennung der Bahn durch eine in die erste Station (I) gebrachte nachfolgende Wickelhülse (15) ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülse (15) in der ersten Station (I) mit einem ersten motorischen Zentralantrieb (10) verbunden und gemeinsam mit diesem in die zweite Station (II) überführt wird, wobei in der zweiten Station (II) ein zweiter motorischer Zentralantrieb (132) den Antrieb der Wickelhülse (15) übernimmt und der erste motorische Zentralantrieb (10) wieder in die erste Station (I) zurückgeführt und mit einer nachfolgenden Wickelhülse (15) verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeltrommel (14) zur Feinpositionierung begrenzt verschwenkbar auf einem Schaft (141) abgestützt ist, der seinerseits zur Grobpositionierung der Wickeltrommel (14) in einem horizontal verfahrbaren Schlitten (19) befestigt ist.

3. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (17) mit einem mobilen motorischen Zentralantrieb (10) zur Verbindung des letzteren mit einer in der ersten Station (I) befindlichen Wickelhülse (15) und zur Verlagerung des mobilen motorischen Zentralantriebs (10) zusammen mit der Wik-kelhülse (15) aus der ersten (I) in die zweite Station

(11), um die auf die Wickelhülse (15) gewickelte Bahn (B) bereits beim Anwickeln in der ersten Station (I) unter einer vom mobilen Zentralantrieb (10) erzeugten mechanischen Bahnspannung zu halten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einer der Wickeltrommel (14) in Laufrichtung der Bahn (B) vorgelagerte Umlenkwalze (12), und Einrichtungen (M1, M2), um die Zugspannung der Bahn (B) zwischen der Wickeltrommel (14) und dem Bahnwickei (131) einerseits sowie zwischen der Umlenkwalze

(12) und der Wickeltrommel (14) andererseits zu messen und die so erhaltene Messgrösse zur Steuerung des motorischen Antriebs (132) der zweiten Station (II) zu verwenden, wobei die Wik-keltrommel (14) zur Grobpositionierung auf einem horizontal verfahrbaren Schlitten (19) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet dass die Wickeltrommel

(14) zur Feinpositionierung mittels seitlicher Arme (181, 182) begrenzt verschwenkbar auf einem Schaft (141) abgestützt ist, und dass erste Steuerungsmittel (183, 184) zur Regulierung der Winkelstellung der Wickeltrommel (14) auf dem Schaft (141) sowie zweite Steuerungsmittel (185, 186) zur Regulierung der Stellung des horizontal verfahrbaren Schlittens relativ zur zweiten Wickelstation (II) vorhanden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wickelhülse

(15) endseitig mit Kupplungselementen (152, 153) zur lösbaren Verbindung mit dem mobilen Antrieb (10) bzw. mit dem Zentralantrieb (132) der Wickelstation (II) verbunden ist.

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