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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Folientrennung
bei linksdrehenden Kontaktfolienwicklern, insbesondere unter Verzicht
auf Leitwalzensysteme.
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Kontaktfolienwickler
sind im Grundsatz bekannt. Derartige Wickler dienen dazu Folien-/oder Mehrschichtfolien,
nachfolgend vereinfacht auch Bahn genannt, auf eine Wickelwelle
aufzubringen, welche das Folienmaterial für eine spätere Verwendung bereitstellt.
Bei derartigen Kontaktwicklern wird die Folienbahn im Wesentlichen über eine
Kontaktwalze geleitet und von dieser auf die Wickelwelle umgeleitet.
Dabei drehen sich die Kontaktwalze und die Wickelwelle entgegengesetzt.
Die Kontaktwalze hat dabei die Aufgabe der Führung der Folie. Gegebenenfalls
hat sie auch Vortriebsfunktion für
den Wickel. Als Wickel wird dabei eine Wickelwelle bezeichnet, die
bereits Folie aufnimmt oder aufgenommen hat.
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Die
zu wickelnde Folie wird in der Regel über Hilfswalzen der sogenannten
Kontaktwalze zugeführt.
Die Kontaktwalze hat dabei, wie oben ausgeführt, im Wesentlichen Führungsfunktion
für die
Folienbahn bei der Übergabe
auf die Wickelwelle. In einer häufigen
Ausführungsform
ist die Kontaktwalze als Vakuumwalze ausgeführt. Die Folie umschlingt dabei
die Kontaktwalze teilweise. Im Weiteren dreht sich die Kontaktwalze
gegenläufig
aber mit synchronisierter Geschwindigkeit zur Wickelwelle. Die Wickelwelle
nimmt dabei das Bahnmaterial von der Kontaktwalze auf, wobei diese
am Übergabepunkt
in Kontakt stehen. Mit zunehmender Aufnahme der Folie wächst der
Umfang des Wickels. Dabei wird der Wickel in dem Maße von der
Kontaktwalze weggefahren wie sein Umfang ansteigt, um Raum für das aufzunehmende
Bahnmaterial zu bilden. Ein wesentliches gemeinsames Merkmal von
Kontaktwicklern ist, dass die Kontaktwalze sowie der Wickel am Übergabepunkt
der Folie in Kontakt stehen. Dieser Kontakt ist notwendig, um eine
gleichmäßige und
störungsfreie Übergabe
der Folie sicherzustellen.
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Soweit
die Wickelwelle hinreichend beschickt ist, wird die Folienbahn getrennt
und auf eine leere Wickelwelle, nachfolgend zum Zwecke der Beschreibung
Wechselwickelwelle genannt, übergeben.
Die Trennung des Bahnmaterials erfolgt bekanntermaßen durch
eine sogenannte Quertrenneinrichtung. Bekannte Quertrenneinrichtungen
umfassen ein Schneidmesser, das mit hoher Geschwindigkeit das Bahnmaterial
in dessen Quererstreckung durchtrennt.
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Die
Trennung der Bahn und Übergabe
auf die Wechselwickelwelle stellen jedoch hohe Anforderungen. So
muss die Trennung und Übergabe
auf die Wechselwickelwelle sehr schnell erfolgen, um die Ablaufgeschwindigkeit
des Bahnmaterials nicht zu verringern. Weiterhin muss die Abtrennung
einen sauberen Schnitt gewährleisten.
Eine weitere Anforderung besteht darin, ein Umschlagen des Endes des
abgeschnittenen Bahnmaterials, das der Wechselwickelwelle zugeführt werden
soll, zu verhindern. Ein Umschlagen am Schnittende des zugeführten Bahnmaterials
kann bei der Aufnahme des Bahnmaterials auf die Wechselwickelwelle
zu Funktionsstörungen
führen.
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Ein
weiteres Problem besteht in der Positionierung der Quertrenneinrichtung
und dem damit verbundenen Ort des Schneidens. Hier sind die Anforderungen
teilweise gegensätzlich.
So sollte die zulaufende Bahn während
des Zeitpunktes des Schneidens Kontakt mit der Kontaktwalze haben.
Anders ausgedrückt
ist es notwendig, dass der Teil der Bahn, der sich in Zuführungsrichtung
vor dem Schneidpunkt befindet, Kontakt mit der Kontaktwalze hat,
um nach dem Schneiden von der Kontaktwalze weiter zur Wechselwickelwelle
geführt
zu werden. Andererseits benötigt
das Schneidmesser der Quertrenneinrichtung auf der rückliegenden
Seite der Bahnfläche, d.h.
der der Kontaktwalze zugewandten Seite der Bahn, einen freien Rückraum,
damit das Messer vollständig
durch die Bahn hindurchlaufen kann.
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Eine
aus dem Stand der Technik bekannte Lösung des letztgenannten Problems
besteht darin, die Kontaktwalze mit einem hinreichend breiten und tiefen
Schlitz zu versehen, in den das Messer beim Schneidevorgang eintauchen
kann.
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Die
genannte Lösung
nach dem Stande der Technik weist jedoch einige Nachteile auf. So
hat der Einsatz der Quertrenneinrichtung und die Rotationsstellung
der sich drehenden Kontaktwalze genauestens koordiniert zu werden,
damit das Messer der Schneideinrichtung exakt in dem Zeitintervall
die Trennung durchführt,
während
der genannte Schlitz in der Kontaktwalze unter der Position der
Trenneinrichtung durchläuft.
Weiterhin hat die Quertrenneinrichtung so ausgelegt zu sein, dass
die Quertrennung in einem sehr kurzen zeitlichen Intervall durchgeführt wird.
Die Anforderung an die technische Auslegung einer entsprechenden
Quertrenneinrichtung sind dementsprechend hoch.
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Weiterhin
zeigt die Einfügung
eines Spaltes in die Kontaktwalze auch nachteilige Auswirkungen auf
die umlaufende Bahn. Insbesondere bei dem Einsatz von dünnen Kunststofffolien
als Bahnmaterial führt
der Umlauf über
die Spalte in der Kontaktwalze zu nachteiligen Auswirkungen auf
die Qualität
des Bahnmaterials.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der
Technik zu überwinden
und ein Verfahren für
die Quertrennung bereitzustellen, das vereinfacht zu handhaben ist.
Weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
der zuvor genannten Art bereitzustellen, das in vereinfachter Weise
die Quertrennung mittels eines Messers einer Quertrenneinrichtung
ermöglicht.
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Gelöst werden
die Aufgaben nach den technischen Merkmalen des unabhängigen Anspruches. Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
dargestellt.
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Erfindungsbeschreibung:
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Die
vorliegende Erfindung geht von einem linksdrehenden Folienkontaktwickler
bekannter Art aus, bei dem eine Bahn des zu wickelnden Materials einer
Kontaktwalze zugeführt
wird und diese in wenigstens einem Teil ihres Umfanges umläuft. Die Bahn
wird unterseitig der Kontaktwalze zugeführt. Am Ende des Umlaufbereiches
auf der Kontaktwalze wird die Bahn auf den linksdrehenden Wickel
kontaktierend übergeben.
Erfindungsgemäß ist die
Kontaktwalze als Vakuumkontaktwalze und/oder als elektrostatisch
wirkende Kontaktwalze ausgelegt.
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Die
Neuerung besteht in der Führung
der Wickelwalze, um die Bahn von der Kontaktwalze abzuheben und
eine Quertrennung zu ermöglichen.
Hierbei wird die Bahn während
des laufenden Wickelbetriebes soweit von der Kontaktwalze beabstandet, dass
die Quertrenneinrichtung ohne Beschädigung der Kontaktwalze die
Bahn trennen kann. Dabei bleibt die Bahn in Laufrichtung vor dem
Ort der Trennung in Kontakt mit der Kontaktwalze. Wesentlich ist, dass
der Anfang der Bahn nach dem Quertrennen von der Kontaktwalze angezogen
und mitgeführt wird.
Letzteres ermöglicht
ein mehrheitlich umschlagfreies Anwickeln der Bahn. Optional kann
eine Andruckwalze vorgesehen sein, die vor dem Ort der Trennung
angeordnet ist und die Förderung
der Bahn unterstützt.
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Erfindungsgemäß wird für die Quertrennung der
Wickel aus seiner kontaktierenden Position mit der Kontaktwalze
ausgefahren. Der Wickel und die Kontaktwalze befinden sich damit
zum Zeitpunkt der Trennung nicht mehr in Kontakt. Durch das Ausfahren
des Wickels wird hinreichender Raum zwischen der Kontaktwalze und
dem Wickel geschaffen, um den Eingriff der Quertrenneinrichtung
zu ermöglichen.
Hierbei überspannt
die aufzuwickelnde Bahn einen Freiraum zwischen der Kontaktwalze
und dem Wickel.
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Überraschend
zeigte sich, dass in dieser Stellung das Wickeln fortgeführt werden
kann bis zum Zeitpunkt der Quertrennung ohne funktionelle Störung des
Wickelbetriebes. Gleichzeitig wird hierbei hinreichend Raum für das Einfahren
der Quertrenneinrichtung geschaffen. Ebenfalls zeigt die Bahn hinreichenden
Freiraum auf der der Quertrenneinrichtung gegenüberliegenden Seite, um das Trennmesser
ohne Beschädigung
der Kontaktwalze durchlaufen zu lassen.
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Optional
kann die Quertrenneinrichtung mit einer zusätzlichen Blaseinrichtung versehen
werden. Derartige Blaseinrichtungen sind im Grundsatz bekannt. Die
Blaseinrichtung bläst
Luft oder ein anderes geeignetes Gas auf die zu trennende Bahn,
um diese auf die Kontaktwalze zu drücken. Die Blaseinrichtung erstreckt
sich dabei in ihrer funktionellen Breite über die gesamte Breite der
zu trennenden Bahn. Während
des Schneidvorganges wird das lose Ende der zulaufenden Bahn mittels
der Blasvorrichtung Richtung Kontaktwalze gedrückt, wobei es von dieser mittels
weiterer Maßnahmen
erfasst und weiter gefördert
wird.
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Die
Kontaktwalze kann in unterschiedlichen Ausführungsformen vorliegen. In
einer ersten Ausführungsform
ist die Kontaktwalze als Vakuum-Kontaktwalze ausgeführt. In
einer weiteren Ausführungsform
ist die Kontaktwalze als elektrostatisch wirkende Kontaktwalze ausgeführt, die
zur einer elektrostatischen Anhaftung der Folie geeignet ist. Die
Ausführung
der Kontaktwalze mit einer Kombination der zuvor genannten Ausführungsformen
ist ebenfalls möglich.
Die Ausführungsformen
werden im Nachfolgenden gesondert erläutert.
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In
der Ausführungsform
der Kontaktwalze als Vakuum-Kontaktwalze ist der Walzenkörper im
Wesentlichen hohl, wobei der Walzenmantel mit einer Vielzahl von Öffnungen
versehen ist. Durch Anlegen eines Unterdruckes innerhalb des Walzenkörpers wird
ein Luftstrom durch die Öffnungen
in das Innere des Walzenkörpers
erzeugt. Eine Anhaftung des Bahnmaterials an den Kontaktflächen des
Walzenmantels, die mit derartigen Öffnungen versehen sind, ist
die Folge.
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In
der zweiten Ausführungsform
ist die Kontaktwalze mit Mitteln zur elektrostatischen Aufladung der
Kontaktwalze versehen. Derartige Mittel sind bekannt. Mittels der
zuvor genannten Einrichtungen wird die Kontaktwalze mit einem elektrostatischen Feld
versehen. Diese Ausführungsform
ist für
Bahnmaterial oder Folien aus Kunststoffen geeignet, die sich elektrostatisch
aufladen lassen. Diese Ausführungsform
umfasst weiterhin eine Einrichtung zur elektrostatischen Aufladung
der Bahn, nachfolgend Aufladungseinrichtung genannt. Die Aufladungseinrichtung
ist zuführungsseitig
für die
Bahn vor der Kontaktwalze angeordnet. Mittels der Aufladungseinrichtung
wird die durchlaufende Bahn elektrostatisch aufgeladen. Im Wickelbetrieb
wird die durch die Aufladungseinrichtung elektrostatisch aufgeladene
Bahn der Kontaktwalze zugeführt,
welche entgegengesetzt elektrostatisch geladen ist. Durch die unterschiedlichen
elektrostatischen Ladungen wird die Bahn zur Anhaftung an die Kontaktwalze
gebracht. Optional kann auf der ablaufenden Seite der Kontaktwalze eine
Entladungseinrichtung zur Entladung der Bahn angeordnet sein.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren erläutert. Die
Figuren zeigen den sogenannten Linkswickelbetrieb. Gezeigt wird
die Ausführungsform
mit Vakuum-Kontaktwalze.
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1 zeigt
einen Kontaktfolienwickler für den
Linkswickelbetrieb mit dem Wickel 3, umfassend die Wickelwelle
sowie aufgewickeltes Bahnmaterial. Der Wickel 3 dreht sich
demnach entgegen dem Uhrzeigersinn. Weiterhin weist die Vorrichtung
die Vakuum-Kontaktwalze 2 auf, die sich mit dem Uhrzeigersinn
dreht. Die Bahn 1 wird über
die Umlenkwalze 4 der Vakuum-Kontaktwalze 2 zugeführt, wobei
die Bahn 1 die Vakuum-Kontaktwalze 2 in einem
Teil ihres Umfanges umschlingt. Am Übergabepunkt zwischen der Vakuum-Kontaktwalze 2 und
dem Wickel 3 befinden sich diese in Kontakt.
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Weiterhin
dargestellt ist die Wickelwellenübergabe 5 in
ihrer Ruhestellung, die sie während
des normalen Wickelbetriebes einnimmt. Die Wickelwellenübergabe 5 dient
zur Aufnahme der Wickelwelle 8 (gezeigt in 4),
nachfolgend zum Zwecke der vereinfachten Darstellung Wechselwickelwelle
genannt. Die Wechselwickelwelle 8 nimmt nach der erfolgten Trennung
der Folienbahn den Wickelbetrieb auf und wird damit zum Wickel 3.
Hierzu werden im Folgenden noch weitere Ausführungen gemacht.
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Die
Quertrennvorrichtung 7 ist an einem Schwenkarm 6 angeordnet.
Die Quertrenneinrichtung 7 hat eine Längserstreckung über die
gesamte Breite der Bahn 1 und umfasst herkömmliche
und bekannte Trenneinrichtungen. Eine geeignete Trenneinrichtung
besteht in einem Messer, das quer zur Bahn 1 getrieben
wird und damit die Quertrenneinrichtung 7 über ihre
gesamte Länge
durchläuft.
Optional umfasst der Schwenkarm 6 eine Andruckwalze 10,
die ebenfalls in ihrer Längserstreckung
die gesamte Breite der Bahn 1 überstreckt und mit der Vakuum-Kontaktwalze 2 synchron
läuft.
Die Andruckwalze 10 unterstützt den kontinuierlichen Bahnzug. An
der Quertrenneinrichtung 7 ist weiterhin die optionale
Anblaseinrichtung 11 angeordnet.
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2 zeigt
den ersten Schritt zur Übergabe des
Wickelbetriebes von dem Wickel 3 auf die Wechselwickelwalze 8.
Hierzu wird die Wickelwellenübergabe
aus ihrer Ruhestellung in die sogenannte Anwickelstellung verfahren.
Der Pfeil C zeigt dabei die Bewegung der Wickelwellenübergabe 5.
Dieser Verfahrensschritt ist nicht erfindungswesentlich. In Abwandlung
der Wickelvorrichtung kann die Ruheposition mit der Anwickelposition
der Wickelwellenübergabe 5 identisch
sein. Der in 2 gezeigte Verfahrensschritt
entfällt
dann. Ebenso kann die Einführung
der Wechselwickelwelle 8 in die Wickelwellenübergabe 5 zu
diesem Verfahrenszeitpunkt oder wie nachfolgend beschrieben erfolgen.
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3 zeigt
die Wickeleinrichtung mit dem Wickel 3 in Schneidstellung.
Der Wickel 3 ist zur Einleitung des Schneidvorganges in
der zeichnerischen Darstellung nach links verfahren. Der Kontakt
zwischen dem Wickel 3 und der Kontaktwalze 2 ist
damit aufgehoben. Die Bahn 1 verläuft während des noch weitergeführten Wickelprozesses über eine
freie Strecke zwischen dem Wickel 3 und der Kontaktwalze 2.
Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird
hinreichend Raum für
den Eingriff der Quertrenneinrichtung 7 geschaffen. Gleichzeitig
wird Rückraum
für die
freie Wirkung des Schneidmessers bereitgestellt.
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4 zeigt
den nächsten
Verfahrensschritt, in dem der Schwenkarm 6 der Quertrenneinrichtung aus
seiner Ruheposition in Richtung auf die Kontaktwalze verfahren wird,
um somit seine Schneidposition zu erreichen. Die Ziffer 9 bezeichnet
dabei den Schneidpunkt auf der Bahn 1 auf der freien Stelle zwischen
dem Wickel 3 und der Kontaktwalze 2.
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In
der dargestellten Ausführungsform
weist der Schwenkarm 6 eine Andrückwalze 10 auf, die
die Bahn zuführungsseitig
vor dem Schneidepunkt 9 auf die Kontaktwalze 2 drückt. Durch
diesen Kunstgriff wird der Kontakt zwischen der Bahn 1 und
der Kontaktwalze 2 zuführungsseitig
verbessert.
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Weiterhin
weist der Schwenkarm 6 in der dargestellten Ausführungsform
die optionale Folienführung 12 auf.
Die Folienführung 12 ist
unmittelbar hinter der Quertrenneinrichtung 7 angeordnet.
Während
des Schneidevorganges wird die zu trennende Bahn 1 durch
die Folienführung 12 abgestützt. Diese Maßnahme dient
zur Unterstützung
des Schneidmessers der Quertrenneinrichtung und damit zur Erzeugung
eines glatten Schnittes.
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In 4 ist
der Schwenkarm 6 mit angeordneter Quertrenneinrichtung 7 in
seiner Ruhestellung sowie in seiner Arbeitsstellung d.h. zum Zwecke
der Quertrennung dargestellt. Der Pfeil E zeigt dabei die Bewegungsrichtung
der Ruhestellung in die Arbeitsstellung.
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Die
Quertrenneinrichtung ist so ausgelegt, dass der Quertrennschnitt
durch das Bahnmaterial in einem Winkel erfolgt, der sich aus dem
Verhältnis
der Umdrehungen der Kontaktwalze zur Geschwindigkeit der Quertrennung
ergibt. Ein geeigneter Schnittwinkel beträgt 7 Grad.
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Die
Bahn wird während
des Schneidens über die
Kontaktwalze weitergezogen bis der Schneidvorgang abgeschlossen
ist. Durch diesen Kunstgriff ist das Bahnmaterial der Bahn 1 an
der Querseitenseite der Bahn, an der der Schnitt begonnen hat, bei
Beendigung des Schnittes abführungsseitig
von der Andrückwalze 11 bereits
wieder in Kontakt mit der Kontaktwalze 2. Hierdurch wird
eine verbesserte Übernahme
des zugeführten
Abschnittes auf die Kontaktwalze erreicht.
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Weiterhin
kann die Quertrenneinrichtung optional mit einer Blaseinrichtung 11 versehen
sein. Die Blaseinrichtung bläst
während
des Schneidens über die
gesamte Breite des Schnittes, d.h. über die Breite der Bahn 1 auf
die Bahn und drückt
diese damit tangential an die Kontaktwalze 2. Durch diese
Maßnahme
wird ebenfalls die Aufnahme der Bahn von der Kontaktwalze, die gleichzeitig
durch ihre Saugwirkung die Bahn anzieht, verbessert.
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Im
Folgenden wird nach der Trennung der Bahn 1 diese von der
Kontaktwalze 2 erfaßt
und in die Anwickelposition der Wechselwickelwelle 8 geführt. Dort
wird die Bahn mit bekannten Mitteln an die Wechselwickelwelle 8 übergeben,
die dann den Wickelbetrieb aufnimmt.
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5 zeigt
die Wickeleinrichtung zum Zeitpunkt nach der Trennung der Bahn,
wobei der Schwenkarm 6 in seine Ruhestellung zurückgefahren
ist. Die Ausfahrrichtung wird durch den Pfeil F dargestellt. Zu
diesem Zeitpunkt ist der Wickelbetrieb von dem Wickel 3 auf
die Wechselwickelwelle 8 übergegangen, die sich noch
in der Anwickelstellung befindet.
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6 zeigt
das Verfahren der Wechselwickelwelle 8 in die Wickelposition.
Sie wird damit zum Wickel 3. Das Verfahren der Wickelwellenübergabe 5 in
die Ruheposition ist durch den Pfeil A dargestellt. Die Bewegungsrichtung
der Kontaktwalze ist durch den Pfeil B dargestellt. Alle am Wickelwechsel
beteiligten Organe befinden sich damit wieder in ihrer Ausgangsstellung
und der Wickelwechsel ist vollzogen.
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- 1
- Folien-Bahn
- 2
- Kontaktwalze
- 3
- Wickel
- 4
- Umlenkwalze
- 5
- Wickelwellenübergabe
- 6
- Schwenkarm
für Quertrenneinrichtung
- 7
- Quertrenneinrichtung
- 8
- Wechselwickelwalze
- 9
- Schneidpunkt
- 10
- Andrückwalze
- 11
- Blaseinrichtung
- 12
- Folienführung