DE102012208660A1

DE102012208660A1 - Method and device for winding films

Info

Publication number: DE102012208660A1
Application number: DE102012208660A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Gossen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2013-11-28
Also published as: WO2013174636A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln von Wickelgut von zumindest zwei Bahnen (21, 22) zu einer Jelly Roll (90), umfassend die Schritte: Bereitstellen von zumindest zwei Bahnwaren (21, 22) auf jeweils einer Wickelhülse (31, 32), Zusammenführen der Bahnwaren (21, 22) auf einem gemeinsamen Wickeldorn (9), wobei die Bahnwaren (21, 22) auf dem Wickeldorn (9) bis zum Erreichen einer Wickeldicke (900) aufgewickelt werden, und Entfernen von Fehlerbereichen (202) in den Bahnwaren (21, 22) vor dem Zusammenführen.The present invention relates to a method for winding winding material of at least two webs (21, 22) into a jelly roll (90), comprising the steps of: providing at least two web products (21, 22) on in each case one winding sleeve (31, 32) , Merging the webs (21, 22) on a common winding mandrel (9), wherein the web goods (21, 22) on the winding mandrel (9) are wound until reaching a winding thickness (900), and removing error areas (202) in the web goods (21, 22) before merging.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft das Aufwickeln von mehreren Folien zu einer sogenannten Jelly Roll. Solche Jelly Rolls sind Rollen, die aus Sandwichkomponenten aufgewickelt wurden. Beispielsweise weisen Jelly Rolls eine zylindrische oder prismatische Form auf und werden in Batterien verwendet, wo ein Sandwich aus Anode, Katode und Separatorfolien zu einer Jelly Roll gewickelt wird, wodurch ein kompaktes Element entsteht. The present invention relates to the winding of several films into a so-called jelly roll. Such jelly rolls are rolls wound from sandwich components. For example, Jelly Rolls have a cylindrical or prismatic shape and are used in batteries where a sandwich of anode, cathode and separator foils is wound into a jelly roll, creating a compact element.

Ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen von Batterien ist beispielsweise aus der US 69 08 704 B2 bekannt, bei dem zunächst ein Sandwich aus positiver Elektrode, Separator und negativer Elektrode hergestellt und anschließend zu einer Rolle aufgewickelt wird. Jedoch wird bei diesem Verfahren offensichtlich davon ausgegangen, dass die verwendeten Materialien fehlerfrei sind. Dies kann jedoch nicht immer gewährleistet sein, da Fertigungsungenauigkeiten während der Herstellung von Separatorfolien durchaus zu lokalem Versagen der Separatorfolie führen können. So beschreibt die DE 28 35 800 A1 ein Verfahren zum Erstellen einer Separator-Elektrodeneinheit für elektrolytische Zellen. Auch bei diesem Verfahren wird ein Sandwich aus Elektroden und Separator zu einer Rolle gewickelt. Um sicherzustellen, dass der Separator keine Fehlstellen aufweist, kann erfindungsgemäß eine zusätzliche Schicht aus Separatormaterial oder einem anderen Material hinzugefügt werden. Auf diese Weise sollen Fehlfunktionen der Batterie verhindert werden. A corresponding method for producing batteries is for example from US 69 08 704 B2 in which first a sandwich of positive electrode, separator and negative electrode is produced and then wound up into a roll. However, this method obviously assumes that the materials used are error-free. However, this can not always be guaranteed since manufacturing inaccuracies during the production of separator films can definitely lead to local failure of the separator film. That's how it describes DE 28 35 800 A1 a method of manufacturing a separator electrode unit for electrolytic cells. Also in this method, a sandwich of electrodes and separator is wound into a roll. To ensure that the separator has no defects, an additional layer of separator material or another material can be added according to the invention. In this way, malfunctions of the battery should be prevented.

Es ist weiterhin aus dem Stand der Technik bekannt, fertig gewickelte Jelly Rolls durch eine Kurzschlussprüfung zu testen, um somit festzustellen, ob in den Separatorfolien eine größere Fehlstelle vorhanden ist. In diesem Fall wird die Jelly Roll entsorgt. Ein Nachteil bei diesem Verfahren ist jedoch, dass lediglich größere Stellen gefunden werden können, bei kleineren Fehlerstellen sind Spätfolgen wie beispielsweise Kurzschlussbildung im Betrieb durch Kristallbildung nicht ausgeschlossen. Ebenso ist von Nachteil, dass hier die gesamte Jelly Roll entsorgt werden muss, obwohl lediglich ein kleiner Bereich einer einzigen Komponente des ursprünglichen Sandwiches einen Fehler aufweist. It is further known from the prior art to test finished wound jelly rolls by a short circuit test to determine if there is a major defect in the separator sheets. In this case, the jelly roll is disposed of. A disadvantage of this method, however, is that only larger digits can be found, with smaller defects long-term consequences such as short circuit formation during operation due to crystal formation are not excluded. It is also disadvantageous that the entire jelly roll must be disposed of here, although only a small portion of a single component of the original sandwich has a defect.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der unabhängige Anspruch 1 offenbart ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufwickeln von Wickelgut auf eine Rolle. Bei dem Wickelgut kann es sich insbesondere um Separatorfolien zum Herstellen einer Batterie handeln, jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich für jegliche Art an Folien, die zu Jelly Rolls gewickelt werden sollen, anwendbar. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß des unabhängigen Anspruchs 1 werden zunächst zumindest zwei Bahnwaren auf jeweils einer Wickelhülse bereitgestellt. Die Bahnwaren entsprechen dabei dem aufzuwickelnden Wickelgut, wobei der Vorrat an Bahnwaren auf den Wickelhülsen aufgewickelt ist. Die Bahnwaren werden erfindungsgemäß auf einen gemeinsamen Wickeldorn zusammengeführt und auf diesem Wickeldorn bevorzugt zu einer Jelly Roll gewickelt. Das gemeinsame Aufwickeln wird beendet, sobald eine Wickeldicke erreicht wird. Die Wickeldicke kann beispielsweise eine Dicke der fertig gewickelten Jelly Roll sein, oder durch eine Anzahl an Lagen repräsentiert werden, die übereinander zum Liegen kommen sollen. Erfindungsgemäß ist dabei weiterhin vorgesehen, dass vor dem Zusammenführen und Aufwickeln der Bahnwaren Fehlerbereiche in den Bahnwaren entfernt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher nur ein kleiner Bereich um einen Fehler in einer Bahnware entfernt, sodass der entstehende Ausschuss deutlich verringert wird. Ebenso wird durch das Entfernen der Fehlerbereiche sichergestellt, dass die fertigen Jelly Rolls, insbesondere bei einem Einsatz für Batterien, keine Defekte aufweisen und daher Spätfolgen wie Kurzschlussbildung nahezu ausgeschlossen sind. The independent claim 1 discloses an inventive method for winding winding material on a roll. The winding material may in particular be separator foils for producing a battery, but the method according to the invention is basically applicable to any type of foils which are to be wound into jelly rolls. In the method according to the invention according to independent claim 1, first at least two web products are provided on each of a winding tube. The web goods correspond to the winding material to be wound up, wherein the stock of web goods is wound on the winding tubes. The web goods are brought together according to the invention on a common mandrel and preferably wound on this mandrel to a jelly roll. The co-winding is terminated as soon as a winding thickness is reached. The winding thickness can be, for example, a thickness of the finished wound jelly roll, or represented by a number of layers which are to come to rest one above the other. According to the invention, it is further provided that fault areas in the web goods are removed before the web goods are wound and wound up. With the method according to the invention, therefore, only a small area is removed by a fault in a web, so that the resulting rejects are significantly reduced. Likewise, the removal of the defect areas ensures that the finished jelly rolls, in particular when used for batteries, have no defects and therefore long-term effects such as short-circuiting are virtually eliminated.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden erfindungsgemäß die folgenden Schritte durchgeführt: Zunächst werden Fehler in den einzelnen Bahnwaren aufgefunden. Dies kann beispielsweise durch optische oder mechanische Überprüfung geschehen. Sollte ein Fehler an einer Bahnware erkannt werden, so wird dieser in einem weiteren Schritt markiert. Die Markierung kann beispielsweise eine Farbmarkierung sein, die neben einem Fehler aufgebracht wird. Alternativ kann die Markierung beispielsweise auch durch das Aufbringen eines Aufklebers realisiert werden. Dies wird durchgeführt, bis sämtliche Fehler einer Bahnware erkannt und entsprechend markiert wurden. Schließlich werden die derart markierten Bahnwaren auf ihre jeweilige Wickelhülse aufgewickelt, sodass nun jeder Fehler vor dem oben beschriebenen Zusammenführen der Bahnwaren eindeutig identifiziert werden kann. Somit wird das genannte Entfernen von Fehlerbereichen in den Bahnwaren durch die aufgebrachten Markierungen ausgelöst. Die genannten Schritte sind daher als Vorarbeiten anzusehen, die für einen reibungslosen Ablauf des eigentlichen Aufwickelns zuständig sind. Da eine Markierung einfacher und schneller erkannt werden kann, als dies bei den Fehlern selbst der Fall ist, wird durch die vorgeschaltete Markierung der eigentliche Wickelprozess beschleunigt, da hier nicht mehr nach Fehlern, sondern lediglich nach Markierungen gesucht werden muss. Ebenso hilft die Markierung, den aus den Bahnwaren zu entfernenden Fehlerbereich rund um den Fehler zu definieren. Bei Wickelprozessen zum Herstellen von Jelly Rolls für Batterien können diese Schritte beispielsweise zum Bestimmen von Fehlern auf der Anode oder der Kathode verwendet werden. Natürlich ist beispielhaft ebenso möglich, Fehler in jeglichen anderen Folien, wie beispielsweise einer Separatorfolie, mit diesen Schritten zu erkennen und zu markieren.In a preferred embodiment, the following steps are carried out according to the invention: First, errors in the individual web products are found. This can be done for example by optical or mechanical inspection. If an error is detected on a web, it will be marked in a further step. The marker may be, for example, a color marker applied next to a defect. Alternatively, the marking can be realized for example by the application of a sticker. This is done until all defects of a web have been detected and marked accordingly. Finally, the thus marked web goods are wound onto their respective winding tube, so that now any error before the merging of the web goods described above can be clearly identified. Thus, said removal of defect areas in the webs is triggered by the applied marks. The steps mentioned are therefore to be regarded as preliminary work, which are responsible for a smooth flow of the actual winding. Since a marking can be detected more easily and faster than is the case with the errors itself, the preceding marking accelerates the actual winding process, since here no longer after errors, but only after markings must be sought. Likewise, the marker helps to define the defect area around the defect to be removed from the webs. For example, in winding processes for making jelly rolls for batteries, these steps may be used to determine errors on the anode or cathode. Of course, it is also possible by way of example to detect and mark defects in any other films, such as a separator film, with these steps.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform werden die Fehler während des Abwickelns der Bahnwaren von den Wickelhülsen erkannt. Somit müssen die Bahnwaren keine initialen Markierungen aufweisen, die das Vorhanden sein eines Fehlers anzeigen, da diese unmittelbar nach dem Abwickeln der Bahnwaren von den Wickelhülsen erkannt werden können. Sollte ein Fehler erkannt werden, so wird analog zur oben genannten Alternative eine Markierung auf die Bahnware aufgebracht. Auch hier ist wiederum erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Markierung das Entfernen des Fehlerbereichs einer Bahnware rund um einen erkannten Fehler auslöst. Beim Ausführen dieser Alternative muss sichergestellt werden, dass entsprechend performante Vorrichtungen zum Erkennen und Markieren von Fehlern vorhanden sind, da ansonsten der Prozess des Aufwickelns der Bahnwaren zu einer Jelly Roll verzögert wird. Diese Ausführungsform wird bevorzugt für die Erkennung von Fehlern auf einer Separatorfolie verwendet, kann aber ebenso bevorzugt auf für Anoden- oder Kathodenmaterial genutzt werden.In an alternative preferred embodiment, the errors are detected during the unwinding of the web goods from the cores. Thus, the web products need not have any initial markings indicative of the presence of a defect since they can be recognized by the cores immediately after unwinding the webs. If an error is detected, then a mark is applied to the web material analogous to the alternative mentioned above. Again, according to the invention, it is provided that the marking triggers the removal of the defect area of a web product around a detected error. In carrying out this alternative, it must be ensured that there are correspondingly high-performance devices for detecting and marking errors, since otherwise the process of winding the web goods into a jelly roll is delayed. This embodiment is preferably used for the detection of defects on a separator film, but may also be used preferably for anode or cathode material.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin die folgenden Schritte: Zunächst werden die Bahnwaren bereitgestellt und auf Fehler überprüft. Dies kann beispielsweise durch die oben beschriebenen Alternativen geschehen. Anschließend wird festgestellt, ob auf den Bereichen der Bahnwaren, die zum Wickeln der nächsten Jelly Roll benötigt werden, ein Fehler vorhanden ist. Dieser Schritt kann beispielsweise durch das Markieren von Fehlern mittels eines Farbcodes deutlich vereinfacht werden. Für den Fall, dass einer der untersuchten Bereiche einen Fehler aufweist, also ein Aufwickeln der Bahnwaren zwangsläufig zu einer beschädigten Jelly Roll führen würde, wird die schadhafte Bahnware auf einen Ausschuss-Wickeldorn gewickelt, bis dieser auch die Fehlerstelle umfasst. Auf diese Weise wird der Fehlerbereich der schadhaften Bahnware entfernt. Anschließend wird wiederum überprüft, ob jetzt der zum Wickeln einer Jelly Roll benötigte Bereich der ursprünglich fehlerhaften Bahnware fehlerfrei ist. Sobald dies für alle aufzuwickelnden Bahnwaren erfüllt ist, werden die Bahnwaren zusammengeführt und auf den Wickeldorn aufgewickelt. Somit wird sichergestellt, dass die auf den Wickeldorn gewickelte Jelly Roll keine Fehler aufweist. In an advantageous embodiment, the inventive method further comprises the following steps: First, the web goods are provided and checked for errors. This can be done, for example, by the alternatives described above. It then determines if there is an error on the areas of the web needed to wind the next jelly roll. This step can be significantly simplified, for example, by marking errors by means of a color code. In the event that one of the examined areas has a defect, that is, winding up the web products would inevitably lead to a damaged jelly roll, the defective web product is wound onto a broke mandrel until it also includes the defect. In this way, the error range of the defective web is removed. Subsequently, it is again checked whether the area of the originally defective web goods required for winding a jelly roll is now free from errors. As soon as this is fulfilled for all web goods to be wound up, the web goods are brought together and wound up on the mandrel. This ensures that the wound on the mandrel Jelly Roll has no errors.

In den beschriebenen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die aufzuwickelnden Bahnwahren einzeln dem Wickeldorn zugeführt werden. Alternativ werden in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Bahnwaren als Sandwich zusammengeführt, bevor das erzeugte Sandwich auf den Wickeldorn zu einer Jelly Roll gewickelt wird. Auf diese Weise können beispielsweise Batterien hergestellt werden, in dem zunächst ein Sandwich aus Anode, Katode und Separatorfolien erzeugt wird, das anschließend zu einer Jelly Roll gewickelt wird. In the described embodiments, it is preferably provided that the web wraps to be wound up are supplied individually to the winding mandrel. Alternatively, in a preferred embodiment of the invention, the webs are sandwiched together before the sandwich produced is wound onto the mandrel into a jelly roll. In this way, for example, batteries can be produced in which initially a sandwich of anode, cathode and separator foils is produced, which is then wound into a jelly roll.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Wickelgut von zumindest zwei Bahnen zu einer Jelly Roll. Dazu umfasst die Vorrichtung zumindest zwei mit Bahnwaren bestückte Wickelhülsen. Die Wickelhülsen dienen als Vorratslager für die Bahnwaren, die als Wickelgut fungieren und zu einer Jelly Roll gewickelt werden sollen. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Wickeldorn, der die Bahnwaren zu einer Jelly Roll aufwickeln kann. Um Fehlerbereiche aus den einzelnen Bahnwaren zu entfernen, ist für jede Bahnware eine Korrektureinheit vorhanden, insgesamt sind also zumindest zwei Korrektureinheiten vorgesehen. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung vorhanden, die eingerichtet ist, die Wickelhülsen, den Wickeldorn und die Korrektureinheiten anzusteuern. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht es daher bei entsprechend adaptierter Steuervorrichtung, Fehlerbereiche aus den einzelnen Bahnwaren zu entfernen. Somit können gezielt schadhafte Bereiche aussortiert und lediglich fehlerfreie Bereiche zum Aufwickeln von Jelly Rolls verwendet werden. Furthermore, the invention relates to a device for winding winding material of at least two webs into a jelly roll. For this purpose, the device comprises at least two winding tubes equipped with webs. The cores serve as storage for the web goods, which act as a winding material and are to be wound into a jelly roll. Furthermore, the device according to the invention comprises a winding mandrel which can wind the web goods into a jelly roll. In order to remove areas of error from the individual web goods, a correction unit is present for each web product, so that at least two correction units are provided in total. Furthermore, a control device is provided, which is set up to control the cores, the mandrel and the correction units. Such a device therefore makes it possible, with a correspondingly adapted control device, to remove fault areas from the individual web products. Thus, specifically damaged areas can be sorted out and only error-free areas can be used for winding up jelly rolls.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Korrektureinheiten jeweils eine Schneidvorrichtung und einen Ausschuss-Wickeldorn. Daher ist es den Korrektureinheiten möglich, die Bahnwaren am Beginn und Ende eines Fehlerbereichs abzuschneiden und den somit herausgetrennten Fehlerbereich auf den Ausschuss-Wickeldorn aufzuwickeln. In a preferred embodiment of the invention, the correction units each comprise a cutting device and a reject winding mandrel. Therefore, it is the correction units possible to cut the web goods at the beginning and end of an error range and wind the thus separated error area on the reject winding mandrel.

Bevorzugt umfasst die Vorrichtung weiterhin zumindest zwei erste Sensoren, die mit der Steuereinheit verbunden sind. Die ersten Sensoren dienen erfindungsgemäß zur Detektion von Markierungen auf den Bahnwaren, die bevorzugt einen Fehler anzeigen. Die Steuereinheit ist dabei eingerichtet, die Markierung als ein Ende eines Fehlerbereichs zu erkennen. Somit ist durch die Markierung bereits eine Grenze des Fehlerbereichs eindeutig festgelegt. Alternativ kann die Steuereinheit erfindungsgemäß ebenso eingerichtet sein, das Ende des Fehlerbereichs an einer Stelle, die um einen gewissen Abstand hinter der Markierung liegt, anzusehen. In jedem Fall ist die Markierung ein Maß für das Ende des Fehlerbereichs, also der Grenze, an der die Bahnware abgeschnitten werden muss, um einen erkannten Fehler sicher zu entfernen. Der Beginn des Fehlerbereichs ist bevorzugt an der Stelle definiert, an der die Bahnware abgeschnitten wird, um eine gerade gewickelte Jelly Roll abzuschließen. Eine weitere Alternative ist daher, dass die Steuereinheit die Abmessung der Markierung als Abmessung des Fehlerbereichs erkennt. In diesem Fall ist sowohl der Beginn als auch das Ende des Fehlerbereichs eindeutig durch die Markierung beschrieben.Preferably, the device further comprises at least two first sensors which are connected to the control unit. The first sensors are used according to the invention for the detection of markings on the web goods, which preferably indicate an error. The control unit is set up to recognize the marking as an end of an error range. Thus, the mark already clearly defines a limit of the error range. Alternatively, the control unit according to the invention can also be set up to view the end of the error range at a location which lies a certain distance behind the marking. In In any case, the marking is a measure of the end of the error range, ie the limit at which the web material must be cut to safely remove a detected error. The beginning of the error range is preferably defined at the point where the web is cut to complete a straight wound jelly roll. A further alternative is therefore that the control unit recognizes the dimension of the marking as a dimension of the error range. In this case, both the beginning and the end of the error range are clearly described by the mark.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest zwei mit der Steuereinheit verbundene zweite Sensoren. Erfindungsgemäß dienen die zweiten Sensoren zur Detektion von Markierungen, die auf einer Bahnware angebracht sind. Dabei sind die zweiten Sensoren an derartigen Positionen angebracht, dass der Bahnwarenverlauf zwischen zweiten Sensor und Korrektureinheit einer Länge entspricht, die mindestens zum Erreichen der vorgesehenen Wickeldicke ausreicht. Daher kann die Steuereinheit anhand der Signale der zweiten Sensoren einen Anfang eines Fehlerbereichs bestimmen. Dies bedeutet, dass die zweiten Sensoren die Bahnwaren auf Markierungen überwachen, wobei bei erkannter Markierung, und damit einem erkannten Fehler, festgestellt werden kann, wie weit der Bereich vor der Markierung zum Aufwickeln von fehlerfreien Jelly Rolls ausreicht. Sobald der Bereich vor der Markierung nicht mehr zum Wickeln einer vollständigen Jelly Roll ausreicht, wird dieser Bereich als Fehlerbereich definiert. In a further advantageous embodiment, the device according to the invention comprises at least two second sensors connected to the control unit. According to the invention, the second sensors serve for the detection of markings which are mounted on a web. In this case, the second sensors are mounted at positions such that the web goods path between the second sensor and the correction unit corresponds to a length which is at least sufficient to achieve the intended winding thickness. Therefore, the control unit can determine a beginning of an error range based on the signals of the second sensors. This means that the second sensors monitor the web goods for markings, wherein when the mark is detected, and thus a detected error, it can be determined how far the area in front of the mark for winding up faultless jelly rolls is sufficient. As soon as the area in front of the marking is no longer sufficient to wind a complete jelly roll, this area is defined as an error area.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest zwei mit der Steuereinheit verbundene Fehlersensoren und zumindest zwei mit der Steuereinheit verbundene Markierungseinheiten. Die Eigenschaften der Fehlersensoren sind identisch mit den Eigenschaften der oben genannten zweiten Sensoren, wobei der Unterschied darin besteht, dass die Fehlersensoren im Gegensatz zu den zweiten Sensoren direkt die Fehler erkennen und nicht auf das Vorhandensein von Markierungen angewiesen sind. Um Fehler dennoch markieren zu können, sind die genannten Markierungseinheiten vorhanden. Diese bringen Markierungen an den Fehlern an, die von den Fehlersensoren erkannt wurden. Auch hier kann eine Markierung beispielsweise ein Farbcode, oder ein Aufkleber sein. Analog zur vorher beschriebenen Alternative, ist auch hier die Steuereinheit wiederum eingerichtet, den Beginn des Fehlerbereichs anhand der Daten des Fehlersensors zu bestimmen. Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, dass die abzuwickelnden Bahnwaren nicht vorher präpariert werden müssen. Jedoch müssen Fehlersensoren und Markierungseinheiten eine ausreichende Performance aufweisen, um den eigentlichen Aufwickelprozess der Bahnwaren zu einer Jelly Roll nicht auszubremsen. In an alternative preferred embodiment, the device according to the invention comprises at least two error sensors connected to the control unit and at least two marking units connected to the control unit. The characteristics of the error sensors are identical to the properties of the above-mentioned second sensors, the difference being that the error sensors, in contrast to the second sensors, directly detect the errors and are not dependent on the presence of markings. Nevertheless, in order to be able to mark errors, the mentioned marking units are present. These attach markers to the errors detected by the error sensors. Again, a marker may be, for example, a color code, or a sticker. Analogously to the previously described alternative, here too the control unit is again set up to determine the start of the error range on the basis of the data of the error sensor. Such a device has the advantage that the unwinding web goods need not be prepared beforehand. However, error sensors and marking units must have sufficient performance not to slow down the actual winding process of the webs into a jelly roll.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln von Wickelgut gemäß eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, 1 a schematic representation of the device according to the invention for winding winding material according to a first preferred embodiment,

2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln von Wickelgut gemäß eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels, 2 a schematic representation of the device according to the invention for winding winding material according to a second preferred embodiment,

3 eine schematische Darstellung einer Bahnware während des Abwickelns gemäß eines weitern bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung 3 a schematic representation of a web during unwinding according to a further preferred embodiment of the invention

4 eine schematische Darstellung einer Bahnware während des Abwickelns gemäß eines weitern bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 4 a schematic representation of a web during unwinding according to a further preferred embodiment of the invention,

5 eine fertig gewickelte Jelly Roll als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens oder als Produkt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, und 5 a ready-wound jelly roll as a result of the method according to the invention or as a product of the device according to the invention according to a preferred embodiment, and

6 eine schematische Übersicht über den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels 6 a schematic overview of the flow of the method according to the invention according to a preferred embodiment

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine schematische Ansicht über die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Aufwickeln von zwei Bahnwaren 21 und 22. Die Bahnwaren 21 und 22 sind jeweils auf eine Wickelhülse 31 und 32 aufgewickelt, sodass die Wickelhülsen 31 und 32 als Vorrat für die Bahnwaren 21 und 22 dienen. An einem Wickeldorn 9 werden die Bahnwaren 21 und 22 zusammengeführt und zu einer Jelly Roll aufgewickelt. Eine solche Jelly Roll 90 ist schematisch in 5 dargestellt. In dieser Figur ist beispielhaft ein Sandwich aus den Bahnwaren 21 und 22 gezeigt, der so oft eingewickelt wurde, dass insgesamt vier Lagen über einander liegen. Dies entspricht der Wickeldicke 900, bis zu der die Bahnwaren 21 und 22 auf den Wickeldorn 9 aufgewickelt werden. In dem Beispiels aus 5 ist die Jelly Roll 90 prismatisch gewickelt, d.h. sie hat einen ovalen Querschnitt. Alternativ sind auch Jelly Rolls mit zylindrischer Form, also mit rundem Querschnitt möglich. 1 shows a schematic view of the device according to the invention 1 for winding two web products 21 and 22 , The web goods 21 and 22 are each on a winding tube 31 and 32 wound up so that the cores 31 and 32 as a supply for the web goods 21 and 22 serve. On a winding mandrel 9 become the web goods 21 and 22 merged and wound up into a jelly roll. Such a jelly roll 90 is schematic in 5 shown. In this figure is an example of a sandwich from the web goods 21 and 22 shown that has been wrapped so many times that a total of four layers are above each other. This corresponds to the winding thickness 900 to which the web goods 21 and 22 on the mandrel 9 be wound up. In the example off 5 is the jelly roll 90 wound prismatically, ie it has an oval cross-section. Alternative are also jelly Rolls with cylindrical shape, so with a round cross section possible.

Weiterhin weist die Vorrichtung 1 zwei erste Sensoren 41 und 42, sowie zwei zweite Sensoren 51 und 52 auf. Diese Sensoren dienen zum Erkennen von Markierungen, die auf den Bahnwaren 21 und 22 aufgebracht sind, um Fehler innerhalb der Bahnwaren 21 und 22 zu erkennen. Ebenso sind zwei Schneidvorrichtungen 81 und 82 vorhanden, mit denen die Bahnwaren 21 und 22 durchtrennt werden können. Schließlich sind zwei Ausschuss-Wickeldorne 71 und 72 vorhanden, die zum Entfernen von fehlerhaften Bereichen der Bahnwaren 21 und 22 dienen. Sämtliche Komponenten der Vorrichtung 1 werden dabei durch eine Steuereinheit 100 angesteuert. Furthermore, the device 1 two first sensors 41 and 42 , as well as two second sensors 51 and 52 on. These sensors are used to detect markings on the web 21 and 22 are applied to defects within the web 21 and 22 to recognize. Likewise, two cutting devices 81 and 82 present, with which the web goods 21 and 22 can be severed. Finally, there are two broke mandrels 71 and 72 present for removing defective areas of the web 21 and 22 serve. All components of the device 1 are doing by a control unit 100 driven.

Der Abstand der zweiten Sensoren 51 und 52 von den Schneideinheiten 81 und 82 ist derart gewählt, dass der Bereich der Bahnwaren 21 und 22 zwischen den zweiten Sensoren 51 und 52 und der Schneidvorrichtungen 81 und 82 ausreicht, um eine vollständige Jelly Roll 90 aufzuwickeln. Sollte einer der zweiten Sensoren 51 und 52 eine Markierung und damit einen Fehler auf den Bahnwaren 21 und 22 erkennen, so kann die Steuereinheit 100 für die beschädigte Bahnware 21 oder 22 einen Bereich bestimmen, mit dem eine letzte Jelly Roll 90 vollständig aufgewickelt werden kann, bevor der mit der Markierung behaftete Bereich auf den Wickeldorn 9 aufgewickelt werden würde. Um dies zu verhindern, wird nach Fertigstellung der letzten Jelly Roll 90 die schadhafte Bahnware 21 oder 22 nicht bis zum Wickeldorn 9 geführt, sondern auf den Ausschuss-Wickeldorn 71 oder 72 aufgewickelt. Anhand der ersten Sensoren 41 und 42 kann die Steuereinheit 100 feststellen, wann die Markierung und damit der Fehler die Schneidvorrichtung 81 bzw. 82 erreicht. Die Schneidvorrichtung 81 oder 82 wird schließlich derart angesteuert, dass diese die Bahnware 21 oder 22 hinter der Markierung durchtrennt. Somit wurde ein Fehlerbereich um einen erkannten Fehler auf den Ausschuss-Wickeldorn 71 oder 72 aufgewickelt, sodass der nachfolgende fehlerfreie Bereich der Bahnwaren 21 oder 22 wiederum zum Wickeldorn 9 geführt werden kann, um eine fehlerfreie Jelly Roll 90 aufzuwickeln. The distance of the second sensors 51 and 52 from the cutting units 81 and 82 is chosen such that the area of the web goods 21 and 22 between the second sensors 51 and 52 and the cutting devices 81 and 82 Enough to do a full jelly roll 90 wind. Should be one of the second sensors 51 and 52 a marking and thus a mistake on the web goods 21 and 22 recognize, so can the control unit 100 for the damaged web 21 or 22 determine an area with which to make a final jelly roll 90 can be fully wound before the marked area on the winding mandrel 9 would be wound up. To prevent this from happening, the final Jelly Roll will be available after completion 90 the damaged railway goods 21 or 22 not to the winding mandrel 9 led, but on the reject mandrel 71 or 72 wound. Based on the first sensors 41 and 42 can the control unit 100 determine when the marker and thus the error the cutting device 81 respectively. 82 reached. The cutting device 81 or 82 Finally, it is controlled in such a way that it produces the web 21 or 22 severed behind the mark. Thus, an error range became a detected error on the broke winding mandrel 71 or 72 wound up, so that the following error-free area of the web goods 21 or 22 turn to the winding mandrel 9 Can be led to a flawless jelly roll 90 wind.

Das Prinzip des Entfernens von fehlerhaften Stellen innerhalb der Bahnwaren 21 oder 22 wird beispielhaft in den 3 und 4 dargestellt. Als Beispiel wird die Bahnware 21 verwendet, die auf die Wickelhülse 31 aufgewickelt ist. Die bereits abgewickelten Bereiche 201, 202 und 203 wurden bereits von dem zweiten Sensor 51 erfasst, wobei dieser die Markierung 60 erkannt hat. Die Steuereinheit kann daher den Bereich 201 definieren, der den letzten Bereich darstellt, mit dem eine vollständige Jelly Roll 90 gewickelt werden kann. Würde die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 keine Fehlererkennung aufweisen, so würde sie nun die nächste Jelly Roll 90 aufwickeln, wobei der Fehler 6 dazu führt, dass die gewickelte Jelly Roll 90 entsorgt werden müsste. Aus diesem Grund wird ein Fehlerbereich 202 definiert, der vom Ende des Bereichs 201 bis hinter den Fehler 6 in der Bahnware 21 reicht, wobei beispielsweise die Markierung 60 derart angebracht werden kann, dass diese ein Ende des Fehlerbereichs 202 festlegt. Eine alternative Markierung 600 kann beispielsweise den gesamten Fehlerbereich 202 markieren und somit die Grenzen, an denen die Bahnware 21 geschnitten werden muss, eindeutig beschreiben. Die Steuervorrichtung 100 kann daher den Ausschuss-Wickeldorn 71 entsprechend ansteuern, sodass der Fehlerbereich 202 auf den Ausschuss-Wickeldorn 71 aufgewickelt wird. Anschließend steht auf der Bahnware 21 wiederum ein Bereich 203 zur Verfügung, der zum Wickeln einer vollständigen Jelly Roll 90 ausreichend ist.The principle of removing defective parts within the web 21 or 22 is exemplified in the 3 and 4 shown. As an example, the web goods 21 used on the winding tube 31 is wound up. The already completed areas 201 . 202 and 203 were already from the second sensor 51 detected, this being the mark 60 has recognized. The control unit can therefore control the area 201 Define the last area that will give you a full jelly roll 90 can be wound. Would the device of the invention 1 have no error detection, it would now be the next jelly roll 90 wind up, taking the mistake 6 that causes the wrapped jelly roll 90 should be disposed of. For this reason, an error range becomes 202 defined by the end of the range 201 until behind the mistake 6 in the web 21 ranges, for example, the mark 60 can be attached so that this one end of the error range 202 sets. An alternative marker 600 for example, the entire error range 202 mark and thus the borders, at which the web goods 21 must be clearly described. The control device 100 can therefore the reject winding mandrel 71 accordingly control, so that the error range 202 on the reject mandrel 71 is wound up. Then it's on the web 21 again an area 203 available for winding a full jelly roll 90 is sufficient.

In 2 ist eine schematische Abbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei sind gleiche bzw. funktional gleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie in 1 versehen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind die Bahnwaren 21 und 22 nun nicht mehr mit Markierungen 60 versehen, die Fehler 6 innerhalb der Bahnwaren 21 und 22 anzeigen. Vielmehr wird nun eine Fehlererkennungsvorrichtung 61 oder 62 verwendet, mit der die Bahnware 21 oder 22 auf Fehler untersucht wird. Sollte ein Fehler 6 erkannt werden, so wird mithilfe der Markierungsvorrichtung 63 oder 64 eine Markierung 60 auf die Bahnware 21 oder 22 aufgebracht, sodass der Fehler 6, wie bereits in der ersten Ausführungsform beschrieben, mit einer Markierung 60 versehen ist. Der übrige Aufbau und die Funktionalität der zweiten Ausführungsformfolgt somit analog aus dem Aufbau und der Funktionalität der ersten Ausführungsform. In 2 is a schematic illustration of the device according to the invention 1 represented according to a second embodiment of the invention. Here are the same or functionally identical components with the same reference numerals as in 1 Mistake. In contrast to the first embodiment, the web goods 21 and 22 no longer with markings 60 provided the errors 6 within the web goods 21 and 22 Show. Rather, now an error detection device 61 or 62 used with the web 21 or 22 is checked for errors. Should be a mistake 6 be recognized, so using the marking device 63 or 64 a mark 60 on the web 21 or 22 upset, so the mistake 6 , as already described in the first embodiment, with a marker 60 is provided. The remaining construction and the functionality of the second embodiment are thus analogous to the construction and the functionality of the first embodiment.

6 zeigt einen schematischen Ablaufplan über die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 100. In einem ersten Schritt S101 werden zunächst die Bahnwaren 21 und 22 von den Wickelhülsen 31 und 32 abgewickelt. Anhand der zweiten Sensoren 51 und 52 bzw. der Fehlererkennungsvorrichtungen 61 und 62 werden dabei Fehler innerhalb der Bahnwaren 21 und 22 erkannt und gespeichert. In einem nächsten Schritt S102 wird überprüft, ob der zum Wickeln einer Jelly Roll 90 benötigte Bereich der Bahnwaren 21 und 22 frei von Fehlern 6 ist. Sollte dies nicht der Fall sein, so wird in Schritt S103 dieser Bereich als Fehlerbereich definiert und auf einen Ausschuss-Wickeldorn 71 oder 72 aufgewickelt. Anschließend beginnt der Ablauf bei Schritt S101 erneut. Sollte hingegen festgestellt werden, dass der benötigte Bereich fehlerfrei ist, so kann eine fehlerfreie Jelly Roll 90 gewickelt werden. Dazu steuert die Steuervorrichtung 100 den Wickeldorn 9 entsprechend an, um eine Jelly Roll 90 mit der vorgegebenen Wickeldicke 900 aufzuwickeln (S104). In einem abschließenden Schritt S105 wird schließlich überprüft, ob eine der Bahnwaren 21 oder 22 aufgebraucht ist oder ob die zur Verfügung stehende Restmenge der Bahnwaren 21 und 22 zum Wickeln weiterer Jelly Rolls 90 ausreicht. Sollte das Aufwickeln einer weiteren Jelly Roll 90 möglich sein, so beginnt der Ablauf bei Schritt S101 erneut. Sollte dies nicht der Fall sein, so wird der Ablauf durch die Steuervorrichtung 100 eingestellt. Dabei wird bevorzugt eine Meldung an einen Benutzer ausgegeben, der somit darauf hingewiesen wird, die aufgebrauchten Bahnwaren zu ersetzen. 6 shows a schematic flowchart of the operation of the control device according to the invention 100 , In a first step S101, first the web goods 21 and 22 from the winding tubes 31 and 32 settled. Based on the second sensors 51 and 52 or the error detection devices 61 and 62 become mistakes within the web goods 21 and 22 detected and saved. In a next step S102, it is checked whether to wind a jelly roll 90 required area of the web goods 21 and 22 free of errors 6 is. If this is not the case, then in step S103 this area is defined as an error area and on a reject mandrel 71 or 72 wound. Subsequently, the process starts again at step S101. If, on the other hand, it should be determined that the required range is error-free, a faultless jelly roll can be used 90 be wrapped. The control device controls this 100 the mandrel 9 accordingly, to a jelly roll 90 with the specified winding thickness 900 to wind up (S104). In a final step S105, it is finally checked whether one of the web goods 21 or 22 is used up or whether the remaining amount of the web goods available 21 and 22 to wrap more jelly rolls 90 sufficient. Should be winding up another jelly roll 90 be possible, the process starts again at step S101. If this is not the case, then the flow through the control device 100 set. In this case, a message is preferably issued to a user who is thus advised to replace the used-up web goods.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6908704 B2 [0002]
DE 2835800 A1 [0002]

Claims

Method for winding winding material of at least two webs ( 21 . 22 ) to a jelly roll ( 90 ), comprising the steps: - providing at least two web products ( 21 . 22 ) on each one winding tube ( 31 . 32 ), - merging of the web products ( 21 . 22 ) on a common mandrel ( 9 ), the web products ( 21 . 22 ) on the mandrel ( 9 ) until reaching a winding thickness ( 900 ), and - removing error areas ( 202 ) in the web ( 21 . 22 ) before merging.

Method according to claim 1, comprising the steps of: - finding errors ( 6 ) of the web goods ( 21 ; 22 ), - affixing a mark ( 60 ) on the errors ( 6 ), and - winding up the web ( 21 ; 22 ) on the winding tube ( 31 ; 32 ), - removing the error area ( 202 ) of a web product ( 21 ; 31 ), the error ( 6 ), by the marking ( 60 ) is triggered.

Method according to claim 1, comprising the steps of: - finding errors ( 6 ) of the web goods ( 21 . 22 ) during unwinding of the cores ( 31 . 32 ), and - affixing a mark ( 60 ) on the errors ( 6 ), - removing the error area ( 202 ) of a web product ( 21 ; 22 ), the error ( 6 ), by the marking ( 60 ) is triggered.

Method according to one of the preceding claims, comprising the steps: Providing the web goods and checking the web goods for errors (S101), Determining whether there is an error on the area of a web product required for winding a jelly roll (S102), - If detected fault, winding the web on a reject winding mandrel until the fault is wound up (S103), and - Merging the areas of the web goods without fault and winding on the winding mandrel (S104).

Method according to one of the preceding claims, wherein the web goods ( 21 . 22 ) are brought together as a sandwich and the sandwich on the mandrel ( 9 ) is wound up.

Contraption ( 1 ) for winding winding material of at least two webs into a jelly roll ( 90 ) comprising: - at least two with web products ( 21 . 22 ) equipped cores ( 31 . 32 ), - a mandrel ( 9 ) for winding the web goods ( 21 . 22 ), - at least two correction units ( 71 . 81 . 72 . 82 ) for removing error areas ( 202 ) of the individual web products ( 21 . 22 ), and - a control device ( 100 ), which is arranged, the cores ( 31 . 32 ), the mandrel ( 9 ) and the correction units ( 71 . 81 . 72 . 82 ) head for.

Apparatus according to claim 6, wherein the correction units each comprise a cutting device ( 81 . 82 ) and one reject mandrel each ( 71 . 72 ).

Device according to one of claims 6 to 7, comprising at least two with the control unit ( 100 ) connected first sensors ( 41 . 42 ) for the detection of markings ( 60 ) on the web ( 21 . 22 ), the control unit ( 100 ), the marking ( 60 ) as the end of an error range ( 202 ) to recognize.

Device according to one of claims 6 to 8, comprising at least two with the control unit ( 100 ) connected second sensors ( 51 . 52 ) for the detection of markings ( 60 ), the control unit ( 100 ), from the mark ( 60 ) a beginning of the error range ( 202 ), the second sensors ( 51 . 52 ) are attached to the device such that the area of the web goods ( 21 . 22 ) between the second sensors ( 51 . 52 ) and the correction units ( 71 . 81 . 72 . 82 ) for reaching the winding thickness ( 900 ) on the mandrel ( 9 ) is sufficient.

Device according to one of claims 6 to 8, comprising at least two with the control unit ( 100 ) connected error sensors ( 61 . 62 ) for the detection of defects in a web product ( 21 ; 22 ) and at least two with the control unit ( 100 ) associated marking units ( 63 . 64 ) for applying markings ( 60 ), the control unit ( 100 ) is set up based on a detected error ( 6 ) a beginning of the error range ( 202 ).