DE102015002174A1

DE102015002174A1 - Wickelträger, Verfahren zum Aufwickeln einer Folienbahn sowie Anlage zum Herstellen einer Folienbahn und Wickelstation

Info

Publication number: DE102015002174A1
Application number: DE102015002174.5A
Authority: DE
Inventors: Holger Schumacher; Daniel Bühl
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-08-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wickelträger, ein Verfahren zum Aufwickeln einer Folienbahn sowie einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn und eine Wickelstation. Es ist bekannt, Folien über Blasfolienanlagen und Gießfolienanlagen als Endlosbahnware herzustellen, um zu lenken und aufzuwickeln. An der Wickelstation erfolgt das Aufwickeln üblicherweise auf eine Wickelhülse. Die Wickelhülse ist an ihrer Außenseite mit einem Klebstoff beschichtet oder nachträglich versehen worden, um beim Anwickeln der neu zu laufenden Endlosfolienbahn die erforderlichen radialen und tangentialen Kräfte sicher ausüben zu können. Die Erfindung schlägt demgegenüber vor, zwar eine Haftfläche an einem Wickelträger vorzusehen, aber mit geeigneten Mitteln die Haftwirkung zwischen der Haftfläche und der inneren Lage der aufgewickelten Endlosfolienbahn aufzuheben, um den Folienbahnwickel von dem Wickelträger abziehen zu können.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wickelträger, ein Verfahren zum Aufwickeln einer Folienbahn sowie eine Anlage zum Herstellen einer Folienbahn und eine Wickelstation.
Verfahren zum Herstellen von Folienbahnen mit anschließender Wickelstation sind dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Übliche Herstellverfahren finden sich beispielsweise bei Blasfolienanlagen oder Gießfolienanlagen. Die Erfindung lässt sich auf alle Herstellarten anwenden, wobei in der hier vorliegenden Patentanmeldung die Beschreibung von Ausführungsbeispielen vor allem auf Blasfolienanlagen bezogen ist.
Bei einer Blasfolienanlage wird Kunststoffgranulat von einem Extruder aufgeschmolzen und verdichtet, also homogenisiert, und einem Blaskopf zugeführt. Im Blaskopf führt eine Vorverteilung zu einer Anordnung mehrerer Wendel, wobei die Wendel durch sie strömende Schmelze zu einer Ringschlitzdüse leiten. Aus der Ringschlitzdüse tritt ein Schmelzschlauch aus. Dieser wird – meist gegen die Schwerkraft nach oben – abzogen, im schmelzförmigen Zustand durch Aufblasen mit Luft quer verstreckt, während Abzugswalzen eine Längsverstreckung bewirken. Im schmelzförmigen Zustand wird der Folienschlauch somit biaxial verstreckt.
Jenseits einer Frostlinie, ab welcher der Folienschlauch nicht mehr schmelzförmig vorliegt, wird er flachgelegt und umgelenkt, oft mit einer Reversieranlage und letztendlich entweder als flachgelegter Folienschlauch oder in aufgeschnittener Form als doppelte Lage, in jedem Fall aber als Folienbahn einer Wickelstation zugeführt.
Die Wickelstation überführt die ihr zulaufende Folienbahn auf diskrete Wickel, um den Weitertransport der Folienbahn zu erleichtern.
Insbesondere am Beginn eines neuen Wickels muss jedoch sichergestellt sein, dass die zum Aufwickeln erforderliche Kraft von einem entlang der Wickelachse angeordneten Wickelträger auf die Folienbahn übertragen wird. Beim Anwickeln einer neuen Bahn nach einem Schnitt oder nach einer Produktionspause muss dazu einerseits eine Kraftkomponente tangential zur Wickelachse an der Oberfläche des Wickelträgers ausgeübt werden und zwar in der Drehrichtung des Wickelträgers, um die zulaufende Folienbahn mit einem ausreichenden, im Allgemeinen vorher genau oder zumindest im Wesentlichen definierten Bahnzug aufwickeln zu können; andererseits muss auch eine Kraft in radialer Wirkung hin zur Wickelachse wirken, um das Aufwickeln um die Wickelachse bzw. um die Außenoberfläche des Wickelträgers sicherzustellen, somit also ein Ablösen des Beginns der neu zulaufenden Folienbahn zu verhindern.
Üblicherweise werden zum Aufwickeln Wickelhülsen eingesetzt, die konzentrisch zur Wickelachse auf eine Wickelwelle aufgespannt werden.
Um ein Anhaften der neu zulaufenden Folienbahn beim Anwickeln zu erreichen, werden die Wickelhülsen in der Regel mit Klebstoff versehen, oder es werden bereits herstellerseitig mit Kleber beschichtete Wickelhülsen eingesetzt.
Nach dem Wickeln wird die fertige Rolle entnommen, indem die Spannvorrichtung der Wickelwelle entlastet wird. Die Wickelwelle kann dann aus der Wickelhülse herausgezogen werden, oder die Wickelhülse kann von der Wickelwelle abgezogen werden.
Die Haftfläche an der Wickelhülse, also die mit dem Klebstoff versehene Fläche, welche das Anhaften der zulaufenden Folienbahn bewirkt, befindet sich an der äußeren Oberfläche, die im Allgemeinen exakt zylindrisch ist, des Wickelträgers.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Wickelträger für eine Folienbahn, vor allem eine Wickelwelle oder eine Wickelhülse, mit einer Haftfläche zum Anwickeln der dort anzulegenden Folienbahn, wobei sich der Wickelträger dadurch kennzeichnet, dass er einen in einem Inneren des Wickelträgers angeordneten, auf die Haftfläche wirkenden Haftfreigeber aufweist.
Begrifflich sei zunächst erläutert, dass sich das „Innere” des Wickelträgers innerhalb des zylindrischen oder zumindest im Wesentlichen zylindrischen Raums befindet, der von der Außenumgebung des Wickelträgers gebildet wird, vor allem eines gedachten Hohlzylinders, der koaxial mit dem Wickelträger liegt, die axiale Länge des Wickelträgers aufweist und eine Wandstärke von Null aufweist. Der Innenraum dieses gedachten Zylinders bildet das Innere; in einer bevorzugten Untermenge bildet das Innere der tatsächlich vorhandene Freiraum innerhalb der Wandstärke des Werkstoffs, aus welchem der Wickelträger an seiner tragenden Außenfläche gebildet ist.
Der „Haftfreigeber” kann eine beliebige Einrichtung sein, welche steuerbar oder regelbar die Haftwirkung zwischen der Haftfläche und einer später dort angewickelten und somit zumindest teilflächig anhaftenden Folie reduzieren oder vollständig aufheben kann. Der Haftfreigeber kann beispielsweise mechanisch, elektrisch und/oder chemisch wirken.
Generell sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein...”, „zwei....” usw. regelmäßig als Mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...”, „mindestens zwei....” usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext oder Wortlaut ergibt, dass etwa dort nur „genau ein....”, „genau zwei....” gemeint sein soll.
Hinsichtlich der Differenzierung zwischen einem „Regeln” und einem „Steuern” sei darauf hingewiesen, dass der Wortlaut hier nicht zwingend präzise eingehalten sein muss. Vielmehr soll, wann immer von einem „Steuern” die Rede ist, ein „Regeln” als aufwändigere Ausführungsform und somit als Untermenge erfasst sein, wohingegen wann immer von einem „Regeln” die Rede ist, auch ein „Steuern” mit offenbart sein und zwar als vereinfachte Ausführungsform, wobei hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der hier vorliegenden Patentanmeldung jeweils ein Austausch oder eine Ergänzung des jeweils anderen Wortes ausdrücklich mit erlaubt sein soll.
Der vorgestellte erste Aspekt der Erfindung bewirkt, dass die eine oder die mehreren Haftflächen am Wickelträger dazu benutzt werden soll, auf die Haftwirkung Einfluss zu nehmen und insbesondere gezielt die Haftwirkung zu reduzieren oder entfallen zu lassen, um den vorliegenden Wickel vom Wickelträger, beispielsweise einer Wickelwelle oder einer Wickelhülse, abziehen zu können oder andersherum den Wickelträger aus dem Folienwickel herausziehen zu können. Auch wenn in der Regel bei einer praktischen Ausführung schon die Schwerkraft des Folienwickels, wirkend auf den Wickelträger, dafür sorgen wird, dass das Abziehen maschinell oder maschinell unterstützt erfolgen muss, ist doch schon die bloße Möglichkeit des Abziehens eine erhebliche Verbesserung gegenüber der bisherigen Technologie. Denn der Wickelträger kann auf diese Weise sogleich an der Anlage zum Herstellen der Folienbahn und zum Aufwickeln der Folienbahn nochmals verwendet werden, wohingegen er bislang zunächst zur Weiterverarbeitung mit dem Folienwickel mit transportiert werden musste.
Bei geeigneter Gestaltung lässt sich außerdem die Haftfläche recyceln und/oder sie kann – auch wenn dies im Einzelfall aufwändiger ist, als eine einfache Klebeschicht aufzubringen – wiederverwendbar gestaltet sein.
Alternativ oder kumulativ ist es bei geeigneter Gestaltung möglich, auf eine Wickelhülse zu verzichten und stattdessen den Folienwickel direkt an einer Wickelwelle zu erzeugen. Denn für das eigentliche Produkt einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn, nämlich den abgezogenen Folienbahnwickel, ist es belanglos, ob das Wickeln auf einer Wickelwelle, einer Wickelwelle mit einer Wickelhülse oder anderweitig erfolgt ist.
In einer konstruktiv geschickten Ausführungsform ist die Haftfläche an einer Außenseite einer Folie ausgebildet, wobei die Folie am Wickelträger angebracht ist.
Unter einer „Folie” sei allgemein eine flexible Membran verstanden.
Auch unter Einsatz der hier vorgestellten Erfindung muss der Wickelträger die Grundfunktionen erfüllen, nämlich entweder an einer Wickelwelle oder an einer beispielsweise wiederverwendbaren Wickelhülse eine adhäsive Oberfläche bereitzustellen, die sich bevorzugt rückstandsfrei von der Folienbahn ablösen lässt, aber gleichzeitig über die zum Anwickeln erforderlichen Kräfte tangential und radial zur Wickelachse überträgt. Eine solche Adhäsion an der Oberfläche kann über eine Strukturierung erreicht werden, deren Abmessungen zumindest in einer Dimension im Micro- oder Nanometerbereich liegen. Eine solche Strukturierung kann beispielsweise eine Vergrößerung der Oberfläche bewirken, so dass die dort erzeugten van-der-Waals-Kräfte zu einer ausreichenden Adhäsion der Folienbahn führen. Es können beispielsweise Folien mit einem entsprechenden Oberflächeneffekt von der Gottlieb-Binder GmbH & Co. KG D-71088 Holzgerlingen, aus der dortigen Produktserie mit dem Markennamen Gecko^® Nanoplast^® verwendet werden. Dies ist eine Silikon-Folie mit einer Dicke von etwa 0,34 mm und mit mikroskopischen Elementen auf einer Seite. Diese Elemente haften auf allen glatten und ebenen Oberflächen. Dank der van-der-Waals-Kräfte gibt es eine elektrostatische Interaktion, die eine intermolekulare Anziehung ähnlich eines Magneten bewirkt, wie dort beschrieben wird.
Wenn die hier vorgeschlagene Folie außen am Wickelträger angeordnet ist, und zwar mit der Haftfläche auf einer Außenseite, also von dem Wickelträger weg gerichtet, dann kann die Mikrostrukturierung der Folie für die ausreichende Anhaftung der ankommenden Folienbahn sorgen.
Auf der Innenseite der Folie kann eine andere Oberflächengestaltung zum Einsatz kommen, beispielsweise eine gleitfähige Gestaltung und/oder eine feste Verbindung mit dem Wickelträger.
Zum Entfernen des Folienbahnwickels vom Wickelträger kann entweder der Folienbahnwickel mit der haftenden Folie vom Wickelträger entfernt werden, und die haftende Folie kann auf Wunsch anschließend vom Folienbahnwickel nach innen entfernt werden; oder die haftende Folie kann zunächst – noch am Wickelträger – nach innen von dem Folienbahnwickel abgezogen werden, und der Folienbahnwickel kann dadurch besonders leicht vom Wickelträger abgezogen werden.
Um die Haftwirkung zwischen der Haftfläche und dem erstellten Folienbahnwickel aufzuheben oder zumindest zu reduzieren, kann der Haftfreigeber einen Antrieb und ein mechanisches Wirkmittel aufweisen, wobei der Antrieb dazu eingerichtet ist, auf das Wirkmittel zu wirken, und wobei das Wirkmittel dazu eingerichtet ist, auf die Haftfläche zu wirken.
Bei einer solchen Gestaltung muss lediglich während des Aufwickelns oder nach dem Aufwickeln der Antrieb angesteuert werden, beispielsweise durch Beaufschlagung mit elektrischer Spannung, und der Antrieb wirkt auf das mechanische Wirkmittel ein. Das mechanische Wirkmittel hingegen bewegt die Haftfläche gegenüber der Lage der Haftfläche während des Aufwickelns. Insbesondere sei an ein radiales oder zumindest im Wesentlichen radiales Abziehen der Haftfläche von der Innenseite des Folienbahnwickels zum Inneren hin gedacht, so beispielsweise an ein Abschälen. Denn bei einer Adhäsionswirkung ist es im Allgemeinen erheblich leichter, eine Ablösung der Haftfläche von der Innenseite des Folienbahnwickels zu bewirken, wenn die ablösende Kraft senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der innenzylindrischen Oberfläche des Folienbahnwickels wirkt, eine abscherende Bewegung hingegen wäre erheblich kraftaufwändiger.
Ein mechanisches Wirkmittel kann beispielsweise rotatorisch gelagert sein und dazu eingerichtet sein, um eine Wickelachse rotierend eine Bewegung der Haftfläche zum Inneren des Wickelträgers hin zu bewirken.
Das mechanische Wirkmittel hätte bei einer solchen Gestaltung einen mechanischen Angriff auf die Haftfläche nicht gleichzeitig überall um den Umfang des Wickelträgers oder zumindest über den Umfang der Haftfläche herum. Vielmehr würde das mechanische Wirkmittel entlang einer oder mehrerer Wirklinien auf die Haftfläche einwirken, beispielsweise mit einer während der Rotation vorauseilenden Ablösekante. Durch die Rotation des mechanischen Wirkmittels allerdings würde die punkt- oder linienförmige Kraftbeaufschlagung flächig ausgeübt, also vor allem um die gesamte Innenoberfläche des Folienbahnwickels herum, bzw. zumindest über die im Wesentlichen gesamte Erstreckung der Haftfläche hinweg.
Eine konstruktiv sehr geschickte Ausführungsform sieht vor, dass das mechanische Wirkmittel eine Hülse aufweist.
Eine Hülse kann um den Innenraum herum gelagert sein, vor allem koaxial mit dem Wickelträger insgesamt und somit auch mit dem herzustellenden Folienbahnwickel. Die Hülse kann durch die koaxiale Lagerung gedreht werden und überstreift dadurch zumindest die Haftfläche, bevorzugt sogar die gesamte Oberfläche des Wickelträgers. Eine Hülse kann demzufolge über die gesamte Haftfläche für eine Bewegung der Haftfläche weg vom Folienbahnwickel sorgen.
Wenn die Hülse einen Schlitz und im Inneren eine Haftfolienhalterung aufweist, dann kann die Haftfolie beispielsweise nicht als Schlauch vorliegen, sondern als ein Folienstreifen. Eine Kante der Haftfolie ist dann im Inneren des Wickelträgers fixiert, beispielsweise eingeklemmt, während die gegenüberliegende Kante des bevorzugten rechteckigen Folienabschnitts frei liegen kann. Von der befestigten Kante aus kann die Haftfolie durch den Schlitz der Hülse hindurch nach außen durch diese austreten und von dort an um die Hülse herum gelegt sein. Wenn die Haftfolie nur auf ihrer Außenseite haftend gestaltet ist, dann lässt sich die Hülse drehen, so dass die eine Seitenkante des Schlitzes in der Hülse während des Drehens der Hülse die Folie zumindest im Wesentlichen radial nach innen von der Innenoberfläche des Haftfolienwickels abzieht, während die andere, während der Rotation der Hülse vorauseilende Kante desselben Schlitzes sich unter der herabgezogen werdenden Haftfolie entfernt und somit dafür Platz macht, die Haftfolie radial nach innen in die Hülse hineinzuziehen, so dass sich gewissermaßen die Hülse mit ihrem Schlitz hinweg einmal rotatorisch bewegt und dabei die Haftfolie, die auf einer Seite fest eingespannt ist, von der Außenseite der Hülse in die Innenseite der Hülse hineinzieht.
Bei einer solchen Gestaltung sind bevorzugt Mittel zum sicheren Anziehen der Haftfolie zum Inneren hin vorgesehen, so dass ein versehentliches Anhaften der Außenoberfläche der Folie, welches noch adhäsiv sein kann, mit der Innenseite der sich drehenden Hülse zu verhindern, beispielsweise kann eine Unterdruckeinrichtung an einer zentralen Walze oder Stange angeordnet sein, wobei sich die rotierende Hülse um diese zentrale Walze oder Stange herum bewegt und der Unterdruck vom Inneren der Walze oder Stange durch eine poröse oder gelochte Gestaltung nach außen in die Innenseite der sich drehenden Hülse hineingezogen werdende Folie wirkt.
Eine andere, rein passiv wirkende Ausgestaltung wären beispielsweise kleine Rollen oder Räder an der Innenseite der sich drehenden Hülse, so dass diese Räder oder Walzen zwar über den adhäsiven Bereich der in die Hülse hineingezogenen Haftfolie laufen würden, aber durch ein gegenläufiges Drehen der Hülse die Haftfolie jedenfalls in den nicht von den Rollen oder Rädern überlaufenen Streifen unbeschädigt und bevorzugt nach wie vor adhäsiv ist. Eine alternative oder kumulative Gestaltung des Wickelträgers kann vorsehen, dass das Wirkmittel einen Radialverkleinerer aufweist.
Bei einer solchen Gestaltung sei daran gedacht, dass die Haftfläche nicht auf einer in sich weich verformbaren Folie angebracht ist, sondern auf einem Bauteil, welches als solches die mechanische Stabilität zum zylindrischen Aufwickeln der Folienbahn bietet. Wird diese mechanisch stabile Oberfläche radial nach innen in das Innere des Wickelträgers hineingezogen, so löst sich die adhäsive Haftfläche von der Innenseite des Folienbahnwickels ab. Denn der Folienbahnwickel ist im gewickelten Zustand in sich so stabil, dass bei geeigneter Gestaltung nicht zu befürchten ist, dass die innerste Lage des Folienbahnwickels in schädlicher Weise nach radial innen von den um ihn herum angeordneten Lagen abgezogen wird.
Eine mögliche konstruktive Ausführungsform für einen Radialverkleinerer eines mechanisch stabil der Aufwicklung dienenden Elements kann erreicht werden, wenn der Radialverkleinerer ein Fluidelement mit einer Pumpe aufweist.
Als ein „Fluidelement” sei ein Element mit einem gegen Durchströmung durch das Fluid dichten Mantel verstanden, beispielsweise eine Blase aus Kautschuk oder einem anderen zerstörungsfrei verformbaren und anschließend in seiner Form wiederherstellbaren Material.
Beispielsweise sei an eine Blase aus luftundurchlässiger Kunststofffolie gedacht, welche mittels der Pumpe so fest aufgeblasen werden kann, dass der pneumatische Überdruck ausreichende Kraft radial nach außen ausübt, um der aufgewickelt werdenden Folienbahn eine zylindrische Gestalt im Inneren aufzuprägen.
Um den Haftfreigeber wirken zu lassen, kann bei einer solchen Gestaltung der Überdruck entweder reduziert werden oder bevorzugt wird ein Unterdruck angelegt, so dass sich die Oberfläche des vorher hydraulisch oder pneumatisch gespannten Körpers nach innen zieht und sich dadurch von der Innenseite des Folienbahnwickels abzieht.
Eine Zentrierung für einen solchen Balg wird vorgeschlagen, um sicherzustellen, dass sich nicht der Balg zwar an verschiedenen Stellen von der Innenseite des Folienbahnwickels löst, aber beispielsweise an einer anderen Stelle dort haften bleibt.
Auch ein Zusammenwirken verschiedener Kraftgeber kann vorteilhaft sein, so beispielsweise ein Balg, der in seinem Inneren Federn aufweist, die den Balg zur Wicklerachse hin zurückziehen, so dass bei angelegtem Überdruck die zylindrische Wickelfläche für die anzuwickelnde Folienbahn bereit gestellt wird, sobald jedoch der Überdruck abgelassen wird, sich die Haftfläche automatisch radial nach innen zurückzieht. Eine solche Gestaltung lässt auch dann ein sicheres Entfernen des Folienbahnwickels vom Wickelträger zu, wenn sich beispielsweise eine Undichtigkeit im Balg eingestellt hat.
Es ist vollkommen ausreichend, wenn der Wickelträger in seiner Oberfläche ein Segment aufweist und der Radialverkleinerer ein mechanisches Wirkmittel für das Segment aufweist.
So können ein Segment oder mehrere Segmente in der zylindrischen Oberfläche vorhanden sein, die zum Anwickeln der Folienbahn bereitgestellt wird, die sich radial nach innen ziehen lassen und die adhäsiv sind, während andere Segmente der zylindrischen, zum Aufwickeln bereitstehenden Oberfläche des Wickelträgers feststehen, aber nicht adhäsiv für die anzuwickelnde Folienbahn sind.
Als ein „Segment” sei nicht nur ein Kreisbogensegment im mathematischen Sinne verstanden, sondern jegliche Art von Teilfläche der gesamten, beim Anwickeln von der anzuwickelnden Folienbahn bedeckten Oberfläche des Wickelträgers.
Vor allem kommen Streifen oder Punkte in Betracht.
Konstruktiv kann der Wickelträger eine Hülse aus Metall oder Kunststoff aufweisen, welche mit verschiedenen Durchbrechungen versehen ist, so dass ein von innen kommender Mechanismus die Haftfläche durch die Durchbrechungen hindurch nach außen in die Ebene der zylindrischen Oberfläche des Wickelträgers bringen und von dort zum Aktivieren des Haftfreigebers wieder entfernen kann.
Um den Folienbahnwickel vom Wickelträger entfernen zu können, ist bevorzugt im Inneren des Wickelträgers eine Ausschiebeeinrichtung vorgesehen. So kann beispielsweise durch eine Ausnehmung in der zylindrischen Oberfläche des Wickelträgers hindurch ein angetriebenes Rad gegen die Innenseite des Folienbahnwickels gedrückt werden und angetrieben werden, so dass der Wickelträger aus dem Folienbahnwickel axial hinausfährt.
Falls dabei die Gefahr zu groß ist, die angewickelte Folienbahn an der Innenseite zu beschädigen, kann eine axial wirkende Kraftgebereinrichtung vorgesehen sein, welche beispielsweise am axialen Ende des Folienbahnwickels angreift und über welche sich die Wickelwelle oder der anders gestaltete Wickelträger axial hinausziehen oder hinausstemmen kann.
Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Aufwickeln einer Folienbahn auf einen Wickelträger, vor allem auf eine Wickelwelle oder eine Wickelhülse, mit den Schritten (a) Anlegen der Folienbahn an eine Haftfläche zum Halten der Folienbahn beim Anwickeln; (b) Aufwickeln der Folienbahn auf den Wickelträger und Einsetzen eines in einem Inneren des Wickelträgers angeordneten, auf die Haftfläche wirkenden Haftfreigebers zum Freigeben der Haftwirkung zwischen der Haftfläche und der Folienbahn; sowie (c) Entfernen des Wickelträgers aus der aufgewickelten Folienbahn.
Es wurde bereits erläutert, dass das Entfernen des Wickelträgers aus der aufgewickelten Folienbahn nicht unbedingt direkt an der Herstellanlage erfolgen muss, bevorzugt aber dort direkt durchgeführt wird.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Anlage zum Herstellen einer Folienbahn, mit einem Extruder, einer endlosfolienerzeugenden Rund- oder Schlitzdüse, einer Abkühlung für die erzeugte Folienbahn sowie mit einer Umlenkung und einer Wickelstation, wobei die Wickelstation zum Aufwickeln der Folienbahn eingerichtet ist, wobei die Wickelstation dazu eingerichtet ist, einen Wickelträger wie vorstehend beschrieben aufzunehmen, auf ihm eine Folienbahn aufzuwickeln und einen in einem Inneren des Wickelträgers angeordneten, auf die Haftfläche wirkenden Haftfreigeber anzusteuern, so dass der Folienbahnwickel bereits an der Anlage vom Wickelträger entfernt werden kann.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine entsprechend eingerichtete Wickelstation. Eine solche Wickelstation kann auch an einer bestehenden Anlage, beispielsweise einer Blasfolienanlage, nachgerüstet werden.
Generell lässt sich also sagen, dass zum Entnehmen der fertigen Rolle, also des fertigen Folienbahnwickels, die Adhäsion zwischen dem Wickelträger und der innersten Lage der aufgewickelten Bahnware soweit unterbunden werden muss, dass der Wickelträger aus der fertigen Rolle herausgezogen werden kann.
Die Herabsetzung der Adhäsion wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die adhäsive Oberfläche der Wickelwelle und/oder der Wickelhülse vor der Entnahme des Wickelträgers von einer nicht adhäsiven Folie oder Hülse bedeckt wird.
Insgesamt wird es durch die Aufgabe ermöglicht, Bahnware aufzuwickeln, ohne dass mitzutransportierende Hülsen und/oder zusätzlicher Klebstoff eingesetzt werden müssen. Denn bei den bisher bekannten Wickelhülsen sind die Kosten für Hülsen und gegebenenfalls Klebstoff nur deshalb aufzuwenden, weil sie als Hilfsmaterialien zum Transport und zur Weiterverarbeitung benötigt werden, nicht aber zum Wert des eigentlichen Produkts beitragen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand fünfer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dort zeigen
1.1 und 1.2 eine erste Ausführungsform einer Wickelwelle mit einer rotierbar angelegten Hülse und einer einseitig angebrachten Haftfolie.
2.1 und 2.2 eine zweite Ausführungsform einer Wickelwelle, mit einer einseitig angeordneten, aufrollbaren Haftfolie,
3.1 und 3.2 eine dritte Ausführungsform einer Wickelwelle mit mechanisch einziehbaren und ausfahrbaren Segmentstreifen,
4.1 und 4.2 eine vierte Ausführungsform einer Wickelwelle mit einem pneumatisch ansteuerbaren Balg und
5.1 und 5.2 eine fünfte Ausführungsform einer Wickelwelle mit rotatorisch einziehbaren Segmentstreifen.
Die Wickelwelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform in den 1.1 und 1.2 besteht im Wesentlichen aus einem Innenkörper (2) und einer darum angeordneten, drehbar gelagerten Hülse (3). Die Hülse (3) weist einen Schlitz (4) auf. Der Schlitz (4) wird von einer ersten Kante (5) und einer zweiten Kante (6) der Hülse (3) gebildet.
Der Innenkörper (2) ist – im hier gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei auch andere Ausführungen wie beispielsweise eine Herstellung aus Vollmaterial denkbar sind – in seinem Inneren (7) hohl und nimmt dort verschiedene Lagerungen und Steuerungen (nicht dargestellt) auf. An seiner Oberfläche (8) ist eine Haftfolie (9) angeordnet und in einer Klemme (10) auf einer Seite fixierend gehalten.
Die Haftfolie (9) tritt von der Klemme (10) aus durch den Schlitz (4) hindurch zu einer Außenseite (11) der Wickelwelle (1) hindurch aus, läuft dort um die zweite Kante (6) im Uhrzeigersinn um die Hülse (3) herum weiter und endet erst wieder bei Erreichen der ersten Kante (5), also nach fast einer ganzen Umschlingung der Hülse (3). Die Haftfolie (9) ist zur Außenseite (11) der Wickelwelle (1) hin adhäsiv beschichtet (nicht dargestellt), zur Innenseite hingegen, also zur Hülse (3) hin, gleitend ausgestaltet.
Im Inneren (7) befindet sich ein Antrieb für die Hülse (3).
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass bei einem nicht-hohlen Innenkörper, aber auch bei einem hohlen Innenkörper (2), in anderen Ausführungsformen eine Mechanik auch außerhalb des Innenkörpers angeordnet sein kann.
Die Hülse (3) ist rotatorisch um eine Wickelachse (12) herum gelagert.
Im Einsatz der ersten Wickelwelle (1) dient die zur Außenseite (11) der ersten Wickelwelle (1) hin gerichtete Oberfläche der Haftfolie (9) als Haftfläche für eine zulaufende anzuwickelnde Folienbahn (nicht dargestellt). Die erste Wickelwelle (1) kann dazu in Rotation versetzt werden, und die zulaufende Kante der Folienbahn wird an die haftende Haftfolie (9) angelegt, woraufhin das Anwickeln erfolgt und sich Lage für Lage ein Folienbahnwickel an der ersten Wickelwelle (1) bildet.
Wenn die Haftwirkung zwischen der Haftfolie (9) und der innersten Lage des Folienbahnwickels herabgesetzt werden soll, wirkt der Antrieb auf die rotatorisch gelagerte Hülse (3) und zwar im Uhrzeigersinn. Dadurch dreht sich die Hülse (3) an der Innenseite der Haftfolie (9) entlang. Dies führt dazu, dass die in der Rotation gegen die haftende Fläche der Haftfolie (9) laufende zweite Kante (6) der Hülse (3) die Haftfolie (9) von der Innenseite des Folienbahnwickels zumindest im Wesentlichen radial nach innen abzieht, wohingegen gleichzeitig durch die vorauseilende erste Kante (5) der Hülse (3) sich der Schlitz (4) immer just unter der gerade abgelösten Haftfolie befindet und sich infolge des nicht-rotierenden Innenkörpers (2) und der damit ortsfesten Klemme (10) die Haftfolie (9) durch den Schlitz (4) hindurch in das Innere der rotierenden Hülse (3) hineinzieht. Im Endzustand (vgl. 1.2) bedeckt die Hülse (3) mit ihrer nicht-adhäsiven Außenseite (13) die Haftfolie (9), und die adhäsive, nach außen gerichtete Oberfläche der Haftfolie (9) ist von der Hülse (3) abgedeckt.
Es existiert dadurch keine adhäsive Verbindung mehr zwischen der Haftfolie (9) und der Innenseite des Folienbahnwickels.
Gleichzeitig ist der Außendurchmesser der Hülse (3) im rotierten Zustand der Außendurchmesser der gesamten ersten Wickelwelle (1); der Außendurchmesser ist dadurch gegenüber dem Ursprungszustand um das doppelte Maß der Dicke der Haftfolie (9) reduziert, was ein kleines Spiel zwischen der Innenseite der innersten Lage des Folienbahnwickels und dem Außendurchmesser der ersten Wickelwelle (1) einräumt.
Die erste Wickelwelle (1) kann nun axial aus dem Folienbahnwickel herausgezogen werden, entweder aus eigener Kraft oder mit von außen angebrachter Kraft.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich ein Teil der Mechanik des Haftfreigebers nicht im Inneren des Wickelträgers befinden muss, sondern auch außerhalb angeordnet sein kann. So ist im Falle der Ausführungsform des ersten Wickelträgers die Hülse (3) als der Haftfreigeber aufzufassen. Die Hülse (3) ist aber angetrieben, so dass der Antrieb bei einer erweiterten Betrachtung ebenfalls Teil des Haftfreigebers ist. Der Antrieb kann zwar im Inneren der Hülse angeordnet sein, dies ist aber nicht zwingend notwendig, um die gleiche Wirkung wie mit einem vollständig im Inneren des Wickelträgers befindlichen Haftfreigebers zu erreichen.
Dasselbe gilt analog für sämtliche unter der hier vorgestellten Erfindung denkbaren Ausführungsformen.
Auch sei darauf hingewiesen, dass der Haftfreigeber manuell oder teilmanuell betätigbar sein kann.
Die Ausführungsform der zweiten Wickelwelle (14) (für welche 2.1 und 2.2) besteht im Wesentlichen aus einem Wickelwellenkörper (15) und einer Haftfolie (16), wobei im Betrieb der zweiten Wickelwelle (14) die Haftfolie (16) vor der Entnahme der zweiten Wickelwelle (14) aus dem Haftfolienwickel (nicht dargestellt) in die zweite Wickelwelle (14) zurückgezogen wird, konkret in einen dort vorgesehenen Aufrollraum (17). Dazu kann die zweite Wickelwelle (14) rotiert werden.
In der Ausführungsform der dritten Wickelwelle (18) (3.1 und 3.2) besteht diese im Wesentlichen aus einem feststehenden zylindrischen Körper (19), der mehrere, im hier gezeigten Beispiel vier Ausnehmungen (20) (exemplarisch beziffert) aufweist. Die Ausnehmungen (20) können verschiedenste Gestalt haben, wobei sich die Gestalt aufgrund des in den 3.1 und 3.2 gewählten Querschnitts nicht einschränkend auslegen lässt. Vielmehr können die Ausnehmungen (20) beispielsweise punktförmig, streifenförmig, achsparallel verlaufend oder wendelartig verlaufend, gleich oder unterschiedlich gestaltet sein. Wesentlich ist, dass sich gegenüber einer umgebenden um den zylindrischen Körper (19) Ausnehmungen in der ansonsten durchlaufenden zylindrischen Oberfläche einstellen.
In der Ausnehmung (20) befindet sich ein mechanisch aus- und einfahrbares Oberflächenteil (21) (exemplarisch beziffert). Eine Außenkontur des Oberflächenteils (21) ist so gestaltet, dass es im mechanisch ausgefahrenen Zustand eine durchlaufende zylindrische Oberfläche mit dem zylindrischen Körper (19) formt (vgl. 3.1).
Im eingezogenen Zustand, der zum Entfernen der dritten Wickelwelle (18) eingestellt wird, hat sich die Oberfläche des Oberflächenteils (21) um eine Rückzugsdistanz (22) radial nach innen hin zurückgezogen, so dass sich die adhäsiv beschichtete äußere Oberfläche des Oberflächenteils (21) radial nach innen von der innersten Lage des Folienbahnwickels abgelöst hat.
Der zylindrische Körper (19) ist an seiner Außenfläche möglichst leicht gleitend gestaltet, so dass die dritte Wickelwelle (18) axial aus dem Folienbahnwickel herausgezogen werden kann.
Um sicherzugehen, dass die adhäsiven Oberflächenteile tatsächlich den Kontakt mit der anzuwickelnden Folienbahn bilden, kann bei einer geeigneten Ausnehmung oder einer geeigneten Ausführung vorgesehen sein, dass die durch die Ausnehmungen hindurchgeführten Segmente mit einer adhäsiven Oberfläche einen größeren mittleren Anwickeldurchmesser beschreiben, als den der Wickelwelle. Beim Anwickeln übertragen die adhäsiven Oberflächen der Segmente dann verlässlich die notwendigen Kräfte in tangentialer und radialer Richtung auf die Folie.
Die vierte Ausführungsform einer Wickelwelle (23) (vgl. 4.1 und 4.2) besteht ebenfalls im Wesentlichen aus einem zylindrischen Körper mit Ausnehmungen sowie mit mechanisch aus- und einfahrbaren Oberflächenteilen (24) (exemplarisch beziffert). Um das Aus- und Einfahren der Oberflächenteile (24) zu bewirken, ist im Inneren der vierten Wickelwelle (23) ein entlang der Wickelachse erstreckter Balg (25) angeordnet und an einer geeigneten Stelle mit einer Öffnung und einem Pumpgerät verbunden. Über die Pumpe kann ein Innendruck in den Balg (25) gebracht werden, der entweder über dem Umgebungsdruck liegt (vgl. 4.1), oder es kann ein Innendruck erzeugt werden, der kleiner oder gleich dem Umgebungsdruck liegt (vgl. 4.2). Dadurch können die Oberflächenteile (24) bewusst radial nach außen gebracht werden, um das Anwickeln zu ermöglichen, oder radial nach innen eingezogen werden, um sich von der inneren Lage des Folienbandwickels zu lösen und das Austrennen der vierten Wickelwelle (23) aus dem Folienbandwickel zu ermöglichen.
Bei der fünften Wickelwelle (26) (vgl. 5.1 und 5.2) wird ein Aus- und Einfahren von Oberflächenteilen mechanisch bewirkt, und zwar im vorgestellten Beispiel durch mechanisch nach außen federnd gelagerte Oberflächenteile, die durch Rotation einer Innenwelle (27) (vgl. 5.2) über Faden- oder Drahtzüge (28) (exemplarisch beziffert, alternativ oder kumulativ sei an Stäbe oder ein Fachwerk gedacht) gegen die Federkraft nach innen gezogen werden.
Wird keine Kraft beaufschlagt, so stellt sich ein Neutralzustand ein (vgl. 5.1), in welchem die Drahtzüge (28) den kürzesten Weg zwischen dem aus- und einstellbaren Oberflächenteil und der Innenwelle (27) einnehmen, wodurch die Oberflächenteile maximal radial nach außen fahren.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die Erfindung auch durch zahlreiche weitere Ausführungsformen konstruktiv umsetzen lässt, so beispielsweise über eine Bewegung der Oberflächenteil-Segmente nach magnetischem oder elektrischem Prinzip.
So lässt sich in einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) die Adhäsion zur aufgewickelten Bahnware durch Anlegen eines Magnetfelds herabsetzen, so dass die Wickelwelle entnommen werden kann. Es ist beispielsweise ein Klebstoff bekannt, dessen Adhäsionswirkung durch eine Vielzahl von haarähnlichen Körpern erreicht wird, deren Abmessungen zumindest in einer Dimension im Micro- oder Nanobereich liegen.
Durch das Anlegen eines Magnetfelds lässt sich das Adhäsionsvermögen dieses Klebstoffs reversibel ausschalten. So kann ein Klebstoff ein Pulver aus superparamagnetischen Partikeln aufweisen, beispielsweise können Klebstoffe der Evonik Degussa GmbH, Essen, eingesetzt werden, vor allem mit dem dort entwickelten Füllstoff MagSilica^®.
Bezugszeichenliste

1: Erste Wickelwelle
2: Innenkörper
3: Hülse
4: Schlitz
5: Erste Kante
6: Zweite Kante
7: Inneres
8: Oberfläche des Innenkörpers
9: Haftfolie
10: Klemme
11: Außenseite der Wickelwelle
12: Wickelachse
13: Außenseite der Hülse 3
14: Zweite Wickelwelle
15: Wickelwellenkörper
16: Haftfolie
17: Aufrollraum
18: Dritte Wickelwelle
19: Zylindrischer Körper
20: Ausnehmung
21: Oberflächenteil
22: Rückziehstrecke
23: Vierte Wickelwelle
24: Oberfächenteil
25: Balg
26: Fünfte Wickelwelle
27: Innenwelle
28: Drahtzug

Claims

Wickelträger für eine Folienbahn, vor allem Wickelwelle oder Wickelhülse, mit einer Haftfläche zum Halten beim Anwickeln der dort anzulegenden Folienbahn, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelträger einen in einem Inneren des Wickelträgers angeordneten, auf die Haftfläche wirkenden Haftfreigeber aufweist.
Wickelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftfläche auf einer Außenseite einer Folie ausgebildet ist, wobei die Folie am Wickelträger angebracht ist.
Wickelträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftfreigeber einen Antrieb und ein mechanisches Wirkmittel aufweist, wobei der Antrieb dazu eingerichtet ist, auf das Wirkmittel zu wirken, und wobei das Wirkmittel dazu eingerichtet ist, auf die Haftfläche zu wirken.
Wickelträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmittel rotatorisch gelagert ist und dazu eingerichtet ist, um eine Wickelachse rotierend eine Bewegung der Haftfläche zum Inneren hin zu bewirken.
Wickelträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmittel eine Hülse aufweist.
Wickelträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse einen Schlitz und im Inneren eine Haftfolienhalterung aufweist.
Wickelträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dass eine Haftfolie durch den Schlitz vom Inneren hindurchtretend angeordnet ist, wobei die Haftfolie nach außen haftend ausgebildet ist, zur Hülse hingegen eine Gleitfläche bereitstellt.
Wickelträger nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmittel einen Radialverkleinerer aufweist.
Wickelträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialverkleinerer ein Fluidelement mit einer Pumpe aufweist.
Wickelträger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelträger in seiner Oberfläche ein Segment aufweist und der Radialverkleinerer ein mechanisches Wirkmittel für das Segment aufweist.
Wickelträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren eine Ausschiebeinrichtung vorgesehen ist.
Verfahren zum Aufwickeln einer Folienbahn auf einen Wickelträger, vor allem auf eine Wickelwelle oder eine Wickelhülse, mit den Schritten: a. Anlegen der Folienbahn an eine Haftfläche zum Halten der Folienbahn beim Anwickeln; b. Aufwickeln der Folienbahn auf den Wickelträger und Einsetzen eines in einem Inneren des Wickelträgers angeordneten, auf die Haftfläche wirkenden Haftfreigebers zum Freigeben der Haftwirkung zwischen der Haftfläche und der Folienbahn; sowie c. Entfernen des Wickelträgers aus der aufgewickelten Folienbahn.
Anlage zum Herstellen einer Folienbahn, mit einem Extruder, einer endlosfolienerzeugenden Rund- oder Schlitzdüse, einer Abkühlung für die erzeugte Folienbahn sowie mit einer Umlenkung und einer Wickelstation, wobei die Wickelstation zum Aufwickeln der Folienbahn eingerichtet ist, wobei die Wickelstation dazu eingerichtet ist, einen Wickelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufzunehmen, auf ihm eine Folienbahn aufzuwickeln und einen in einem Inneren des Wickelträgers angeordneten, auf die Haftfläche wirkenden Haftfreigeber anzusteuern.
Wickelstation für eine Anlage nach Anspruch 13, eingerichtet zum Durchführen der Schritte b und c aus Anspruch 12, und zwar unter Verwendung eines Wickelträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 11.