DE102019127838A1 - Method for wrapping a rolled up web of material and wrapping device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln einer aufgerollten Warenbahn, insbesondere einer aufgerollten Warenbahn eines elastischen Werkstoffs auf einer Umwickelvorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Umwickelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das erfinderische Verfahren zum Umwickeln einer aufgerollten Warenbahn eines elastischen Werkstoffs auf einer Umwickelvorrichtung mit einem Abroller und einem Aufroller, wobei die Warenbahn von einer auf dem Abroller aufgerollten Großrolle mit einem Durchmesser D auf eine auf dem Aufroller aufzuwickelnden Nutzenrolle umgewickelt wird und wobei der Abroller und/oder der Aufroller einen Aktuator aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass während des Umwickelvorgangs kontinuierlich der Durchmesser D der Großrolle auf dem Abroller und/oder der Durchmesser d der Nutzenrolle auf dem Aufroller ermittelt wird und mittels diesem ermittelten Parameter die Leistung eines Aktuators kontinuierlich angepasst wird. Unter dem Begriff „kontinuierlich ermitteln“ bzw. „kontinuierlich anpassen“ ist hier nicht nur eine tatsächliche kontinuierliche, d.h. ständige Ermittlung oder Anpassung zu verstehen, sondern auch eine solche in diskreten Zeitabständen, wobei über den Umwickelvorgang die Ermittlung mehrfach erfolgt.The invention relates to a method for wrapping a rolled up web of material, in particular a rolled up web of an elastic material, on a wrapping device. The invention also relates to a wrapping device for carrying out the method. The inventive method for wrapping a rolled up web of an elastic material on a wrapping device with a dispenser and a winder, wherein the web is wrapped from a large roll rolled up on the dispenser with a diameter D onto a utility roll to be wound on the winder and wherein the dispenser and / or the winder has an actuator, is characterized in that the diameter D of the large roll on the winder and / or the diameter d of the utility roll on the winder is continuously determined during the wrapping process and the performance of an actuator is continuously adjusted using this determined parameter. The term "continuously determining" or "continuously adapting" is to be understood here not only as an actual continuous, i.e. constant determination or adjustment, but also one at discrete time intervals, with the determination taking place several times via the wrapping process.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln einer aufgerollten Warenbahn, insbesondere einer aufgerollten Warenbahn eines elastischen Materials auf einer Umwickelvorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Umwickelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for wrapping a rolled up web of material, in particular a rolled up web of an elastic material, on a wrapping device. The invention also relates to a wrapping device for carrying out the method.
Moderne Hochleistungsanlagen für die Produktion von Warenbahnen produzieren heute mit solch hohen Ausstoßleistungen und den damit verbundenen hohen Produktionsgeschwindigkeiten, dass man nicht mehr sinnvoll Inline-Wickelmaschinen einsetzen kann. Bei den Warenbahnen handelt es sich insbesondere um Kunststofffolien, die im Gießverfahren oder im Blasverfahren hergestellt werden. Auch Vliesbahnen aus Spinnvlies- oder Meltblownanlagen sind unter diesen Warenbahnen zu verstehen. Dabei werden diese Bahnen auf Rollen aufgewickelt, um später zum Endprodukt weiterverarbeitet zu werden. Bei der Weiterverarbeitung werden die Rollen wieder abgewickelt, gegebenenfalls mithilfe einer Reckeinrichtung bestehend aus mehreren Walzen gereckt, mithilfe einer Schneidstation auf Breitenmaß (Nutzen) geschnitten, und abgelängte Warenbahnteile werden zu diskreten Produkten verarbeitet. Durch die heutigen hohen Produktionsgeschwindigkeiten fallen Rollenwechsel sehr stark ins Gewicht. Rollenwechsel können Produktionsunterbrechungen bedeuten, wobei das Anhalten und Wiederanfahren der Produktionsanlagen einen sehr hohen Aufwand bedeuten. Daher werden zunehmend Großrollen mit Wickeldurchmessern bis zu vier Metern hergestellt, die anschließend in einer Offline-Anlage, eine Umwickelvorrichtung oder Umrollmaschine, auf Rollen mit kleineren Rollendurchmessern umgewickelt werden. Ein Nadelöhr in diesem Prozess ist mittlerweile diese Umwickelvorrichtung, die zeitlich an ihre Grenzen stößt. Darum werden hier oft mehrere Umwickelvorrichtungen parallel betrieben. Solche Umwickelvorrichtungen weisen einen Abroller auf, in dem die Großrollen aufgenommen werden. Die Warenbahn wird von der Großrolle abgewickelt, Nutzen geschnitten und anschließend in kleineren Rollen auf dem Aufroller wieder aufgewickelt. Die Großrollen haben oft eine Masse von bis zu zehn Tonnen und müssen entsprechend sanft beschleunigt und verzögert, also gebremst, werden, damit die Warenbahn keine Schäden erleidet. An bekannten Umwickelvorrichtungen sind daher konstante Beschleunigungsrampen fest eingestellt. Im Folgenden wird von „Beschleunigung“ gesprochen, wobei immer sowohl positive wie auch negative Beschleunigung, d.h. Verzögerung, gemeint ist.Modern high-performance systems for the production of webs today produce with such high output rates and the associated high production speeds that inline winding machines can no longer be used sensibly. The webs of material are, in particular, plastic films that are produced using the casting process or the blown process. Nonwoven webs from spunbond or meltblown systems are also to be understood under these webs. These webs are wound up on rolls so that they can later be further processed into the end product. During further processing, the rolls are unwound again, if necessary, stretched using a stretching device consisting of several rollers, cut to widths (panels) using a cutting station, and cut-to-length web parts are processed into discrete products. With today's high production speeds, roll changes are very important. Role changes can mean production stoppages, with stopping and restarting the production systems requiring a great deal of effort. Therefore, large rolls with winding diameters of up to four meters are increasingly being produced, which are then wound onto rolls with smaller roll diameters in an offline system, a rewinder or rewinding machine. One of the bottlenecks in this process is this wrapping device, which has reached its limits in terms of time. That is why several wrapping devices are often operated in parallel here. Such wrapping devices have a dispenser in which the large rolls are received. The web is unwound from the large roll, panels are cut and then wound up again in smaller rolls on the winder. The large rolls often have a mass of up to ten tons and must accordingly be gently accelerated and decelerated, i.e. braked, so that the material web is not damaged. Constant acceleration ramps are therefore permanently set on known rewinding devices. In the following, the term "acceleration" is used, whereby both positive and negative acceleration, i.e. deceleration, are always meant.
Daneben existiert das Problem, dass es sich bei Warenbahnen aus Kunststoff oder Vlies um Warenbahnen mit einer hohen Elastizität handelt. Die Elastizität dieser Materialien ist um Größenordnungen höher als viele anderer Werkstoffe, insbesondere wie Metalle oder Papier. Weiterhin kommt erschwerend hinzu, dass Warenbahnen aus Kunststoff oder Vlies noch bis zu 48h, in Extremfällen sogar bis zu einer Woche, nach der Produktion noch Nachschwinden. Der Grund hierfür ist, dass die meisten, für Folien oder Vliese verwendete Kunststoffe Kristallin beziehungsweise. teilkristallin sind. Die Kristallisation ist zeit- und temperaturabhängig, so dass Nachkristallisationsvorgänge auch noch mehrere Tage nach der Produktion nicht abgeschlossen sein müssen. Die Nachschwindung kann bis zu ca. 10% und mehr betragen. Wird eine Warenbahn aus einem solchen nachschwindenden Werkstoff unmittelbar nach der Produktion, d.h. während die Nachkristallisation und damit die Nachschwindung noch nicht abgeschlossen ist, aufgerollt, so muss die Nachschwindung berücksichtigt werden. Dazu darf eine geschlossene Warenbahn (z.B. eine CPP-Folie) nicht mit einer zu großen Kraft aufgewickelt werden, sondern es müssen je nach verarbeitetem Werkstoff und dessen Schwindungsverhalten Luftschichten als Puffer zwischen den einzelnen Lagen der Warenbahn auf der Rolle berücksichtigt werden. Im Folgenden wird der Einfachheit halber unter einem elastischen Werkstoff ein Werkstoff verstanden, der eine sehr viel höhere Elastizität als Metalle oder Papier aufweist und dessen Schwindung nicht unmittelbar nach der Produktion der Folien- und Vliesbahn abgeschlossen ist und dessen Schwindungsverhalten beim Aufrollen und Umwickeln berücksichtigt werden muss.In addition, there is the problem that webs of plastic or fleece are webs of material with a high degree of elasticity. The elasticity of these materials is orders of magnitude higher than many other materials, especially such as metals or paper. A further complicating factor is that material webs made of plastic or fleece continue to shrink for up to 48 hours, in extreme cases even up to a week, after production. The reason for this is that most of the plastics used for foils or fleeces are crystalline or. are partially crystalline. The crystallization is time and temperature dependent, so that post-crystallization processes do not have to be completed even several days after production. The post-shrinkage can be up to approx. 10% and more. If a material web made of such a post-shrinking material is rolled up immediately after production, i.e. while the post-crystallization and thus the post-shrinkage is not yet complete, the post-shrinkage must be taken into account. For this purpose, a closed material web (e.g. a CPP film) must not be wound up with too great a force, but air layers must be taken into account as a buffer between the individual layers of the material web on the roll, depending on the processed material and its shrinkage behavior. In the following, for the sake of simplicity, an elastic material is understood to mean a material that has a much higher elasticity than metals or paper and whose shrinkage is not completed immediately after the production of the film and nonwoven web and whose shrinkage behavior must be taken into account when rolling up and wrapping .
Es existiert der Wunsch, die Umwickelzeiten zu reduzieren.There is a desire to reduce wrapping times.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Umwickeln einer aufgerollten Warenbahn eines elastischen Werkstoffs auf einer Umwickelvorrichtung anzugeben, mit dem die Umwickelzeiten gegenüber dem Stand der Technik reduzierbar sind. The object of the invention is therefore to provide a method for wrapping a rolled up web of an elastic material on a wrapping device with which the wrapping times can be reduced compared to the prior art.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Another object of the invention is to provide an apparatus for carrying out the method.
Die erste Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 14. Die zweite Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 15 gelöst.The first object of the invention is achieved with a method according to independent claim 1. Advantageous further developments of the method emerge from claims 2 to 14. The second object of the invention is achieved with a device according to the independent claim 15.
Das erfinderische Verfahren zum Umwickeln einer aufgerollten Warenbahn eines elastischen Werkstoffs auf einer Umwickelvorrichtung mit einem Abroller und einem Aufroller, wobei die Warenbahn von einer auf dem Abroller aufgerollten Großrolle mit einem Durchmesser
Beim Umwickeln einer Warenbahn von einer Großrolle auf eine zweite Rolle verkleinert sich der Außendurchmesser und damit die Masse der Großrolle permanent. Dabei ist die Großrolle auf einem Abroller und die zweite Rolle auf einem Aufroller eingespannt. Zumindest eine Vorrichtung von Abroller und Aufroller weist einen Aktuator, beispielsweise in Form eines Motors oder eines Riemen- oder Kettentriebs zum Antrieb, auf. Ebenfalls kann ein Aktuator in Form eines Bandantriebes in beliebiger Position an einer Rolle angebracht sein. In einer weiteren Ausführung kann ein Aktuator mit selbstangetriebenen Tragwalzen darstellen welche sowohl eine Rolle stützen, entweder alleine oder im Verbund mit weiteren Rollen, als auch mithilfe von Motorkraft das Aufrollen betreiben. Eine weitere Form eines Aktuators kann eine Auflegewalze darstellen. Auflegewalzen werden für gewöhnlich auf eine Rolle aufgelegt und dienen zum Beispiel als zusätzlicher selbstangetriebener Aktuator. Sie können alleine auf die Rolle wirken oder auch im Verbund mit mehreren weiteren Walzen, zum Beispiel Tragwalzen. Der Aktuator kann auch ein Bremsmoment auf den Abroller oder den Aufroller aufbringen, beispielsweise um die Spannung der Warenbahn während des Umwickelvorgangs zu steuern, insbesondere bei Start und Beendigung eines Umwickelvorgangs. Durch eine kontinuierliche Ermittlung des Durchmessers zumindest einer Rolle wird gemäß dem erfinderischen Verfahren die Leistung eines Aktuators kontinuierlich angepasst.When wrapping a web of material from one large roll to a second roll, the outer diameter and thus the mass of the large roll are permanently reduced. The large roll is clamped on a dispenser and the second roll on a winder. At least one device of the dispenser and retractor has an actuator, for example in the form of a motor or a belt or chain drive for driving purposes. An actuator in the form of a belt drive can also be attached to a roller in any position. In a further embodiment, an actuator with self-propelled support rollers can represent both a roller, either alone or in combination with other rollers, and also operate the rolling up with the aid of motor power. A lay-on roller can represent a further form of an actuator. Lay-on rollers are usually placed on a roller and serve, for example, as an additional self-propelled actuator. They can act on the roller alone or in combination with several other rollers, for example carrier rollers. The actuator can also apply a braking torque to the unwinder or the winder, for example in order to control the tension of the web of material during the wrapping process, in particular at the start and end of a wrapping process. By continuously determining the diameter of at least one roller, the performance of an actuator is continuously adapted according to the inventive method.
Zusätzlich oder alternativ kann der Antrieb der Warenbahn auch über eine Walze, die zwischen Abroller und Aufroller angeordnet ist, erfolgen. Dabei wird die Warenbahn über diese Walze geführt, wobei die Walze einen Aktuator, der ein Moment auf die Walze aufbringen kann, aufweisen kann. Die Warenbahn umschlingt dabei die Walze zu einem Teil. Die Walze kann auch Teil einer Walzenanordnung mit mehreren Walzen, beispielsweise eines Walzenpaars, sein.In addition or as an alternative, the web of material can also be driven via a roller which is arranged between the unwinder and the winder. The material web is guided over this roller, the roller being able to have an actuator which can apply a torque to the roller. Part of the web wraps around the roller. The roller can also be part of a roller arrangement with a plurality of rollers, for example a pair of rollers.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein können.It should be expressly pointed out that in the context of the present patent application, indefinite articles and numerical information such as “one”, “two” etc. should generally be understood as “at least” information, i.e. as “at least one ...”, “ at least two ... "etc., unless it is explicitly stated in the respective context or it is obvious or technically imperative for a person skilled in the art that only" exactly one ... "," exactly two ... "etc. are meant could be.
Durch die Anpassung der Umwickelparameter, insbesondere von Wickelgeschwindigkeiten und der Beschleunigungsrampen an die sich während des Umwickelvorgangs permanent ändernden Situation in der Umwickelvorrichtung spart man in Summe viel Zeit. In manchen Situationen kann hierdurch sogar auf eine zweite, parallele Umwickelvorrichtung verzichtet werden. Die wichtigen Wickelparameter, wie zum Beispiel Beschleunigungskräfte, können über den gesamten Prozess konstant oder nahezu konstant gehalten werden. Eine Veränderung der Wickelqualität an dem Aufroller ist somit nicht zu erwarten.By adapting the wrapping parameters, in particular the winding speeds and the acceleration ramps, to the situation in the wrapping device, which is constantly changing during the wrapping process, you save a great deal of time in total. In some situations, this even means that a second, parallel wrapping device can be dispensed with. The important winding parameters, such as acceleration forces, can be kept constant or almost constant over the entire process. A change in the quality of the winding on the reel-up is therefore not to be expected.
In einer Ausführungsform wird der Durchmesser
Alternativ oder zusätzlich wird in einer weiteren Ausführungsform der Durchmesser
Alternativ oder zusätzlich wird in einer weiteren Ausführungsform der Durchmesser
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Durchmesser
Als Eingangsparameter können beispielsweise folgende Größen als Sollgrößen dienen:
- - Breite der Warenbahn
- - Dichte (Flächengewicht) der Warenbahn
- - Verzugsfaktor (Reckrate) auf der Großrolle
- - Außendurchmesser des Abrollers
- - Maximaler Durchmesser der Großrolle
- - Wickeldichte der Großrolle
- - Wickelgeschwindigkeit
- - Verzugsfaktor (Reckrate) auf der Nutzenrolle
- - Außendurchmesser des Aufrollers
- - Maximaler Durchmesser der Nutzenrolle
- - Wickeldichte der Nutzenrolle
- - Rollenwechselzeiten für Groß und Nutzenrolle
- - Unterer Grenzwert der Beschleunigungszeit und Bremszeit für Groß- und Nutzenrolle
- - Drehzahl der Großrolle
- - Drehzahl der Nutzenrolle
- - usw.
- - Width of the material line
- - Density (weight per unit area) of the material web
- - Warpage factor (stretching rate) on the large roll
- - Outside diameter of the dispenser
- - Maximum diameter of the large roll
- - winding density of the large roll
- - winding speed
- - Warpage factor (stretching rate) on the utility roll
- - Outside diameter of the reel
- - Maximum diameter of the utility roll
- - Wrapping density of the utility roll
- - Role change times for large and utility roles
- - Lower limit value of the acceleration time and braking time for large and utility roles
- - speed of the large roll
- - RPM of the utility roll
- - etc.
Für alle Sollgrößen können Fenster vorgegeben werden, wobei die Grenzwerte der berechnete Werte oder aus der Erfahrung bekannte Werte sein können.Windows can be specified for all nominal values, whereby the limit values can be calculated values or values known from experience.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Durchmesser
In einer weiteren Ausführungsform wird der Durchmesser
In einer weiteren Ausführungsform wird der Durchmesser
In einer weiteren Ausführungsform wird der Durchmesser
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn alle ermittelten Parameter durch eine Steuereinheit verarbeitet werden.It has proven to be advantageous if all the parameters determined are processed by a control unit.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Steuereinheit einen Aktuator, bevorzugt alle Aktuatoren, steuert.Furthermore, it has proven to be advantageous if the control unit controls one actuator, preferably all actuators.
In einer alternativen Ausführungsform wird ein Aktuator von Hand gesteuert.In an alternative embodiment, an actuator is controlled manually.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Umwickelvorrichtung eine Walze auf, wobei die Walze bevorzugt zwischen Abroller und Aufroller angeordnet ist und vertikal verlagerbar ist, wobei die Warenbahn über die Walze geführt wird. Der Antrieb der Warenbahn kann zusätzlich oder alternativ über die Walze erfolge. Dabei wird die Warenbahn über diese Walze geführt, wobei die Walze einen Aktuator, der ein Moment auf die Walze aufbringen kann, aufweisen kann. Die Warenbahn umschlingt dabei die Walze zu einem Teil. Die Walze kann auch Teil einer Walzenanordnung mit mehreren Walzen, beispielsweise eines Walzenpaars, sein.In a further advantageous embodiment, the wrapping device has a roller, the roller preferably being arranged between the unwinder and the winder and being vertically displaceable, the web of material being guided over the roller. The drive of the web can additionally or alternatively take place via the roller. The material web is guided over this roller, the roller being able to have an actuator which can apply a torque to the roller. Part of the web wraps around the roller. The roller can also be part of a roller arrangement with a plurality of rollers, for example a pair of rollers.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Wechsel der Großrolle auf dem Abroller und / oder der Nutzenrolle auf dem Aufroller ohne Unterbrechung des Umwickelverfahrens durchgeführt wird.Furthermore, it has proven to be advantageous if the large roll on the unwinder and / or the utility roll on the winder is changed without interrupting the wrapping process.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens vorgesehen.A device according to the invention is provided for carrying out the inventive method.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Abbildung.Further advantages, special features and expedient developments of the invention emerge from the subclaims and the following illustration of a preferred exemplary embodiment based on the figure.
Es zeigt:
-
1 Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Umwickelvorrichtung. -
2 Schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umwickelvorrichtung
-
1 Schematic representation of a wrapping device according to the invention. -
2 Schematic representation of a further embodiment of a wrapping device according to the invention
Der Abroller
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.The embodiments shown here are only examples and should therefore not be understood as restrictive. Alternative embodiments contemplated by those skilled in the art are equally encompassed by the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- UmwickelvorrichtungRewinder
- 100100
- WarenbahnWeb
- 200200
- AbrollerDispenser
- 201201
- AktuatorActuator
- 210210
- GroßrolleLarge roll
- 300300
- AufrollerReel
- 301301
- AktuatorActuator
- 310310
- NutzenrolleUtility role
- 400400
- Walze roller
- DD.
- Durchmesser der Warenbahnrolle auf dem AbrollerDiameter of the web roll on the dispenser
- dd
- Durchmesser der Warenbahnrolle auf dem AufrollerDiameter of the web roll on the reel
Claims (16)
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