DE10321599A1

DE10321599A1 - Wickelvorrichtung mit elektrostatischen Auflademitteln und Verfahren zum Festlegen mehrlagiger Folie

Info

Publication number: DE10321599A1
Application number: DE10321599A
Authority: DE
Inventors: Oliver Koser; Rolf Kammann; Thomas Altesellmeier
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-30
Also published as: EP1636124A1; DE502004002189D1; EP1636124B1; ATE346815T1; WO2004101407A1; US20070069062A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von bahnförmigem Material (35, 40, 41). Bei diesem bahnförmigen Material (35, 40, 41) handelt es sich insbesondere um Folie, welche auf Wickelkerne (7) gewickelt wird. Die Vorrichtung zum Aufwickeln von bahnförmigem Material (35, 40, 41) ist mit zumindest einem Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) ausgestattet. Zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) ist derart zu dem bahnförmigen Material (35, 40, 41) und dem Wickelkern (7) angeordnet, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) einem elektrischen Feld aussetzt, bevor es den Wickelkern (7) erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Wickelvorrichtungen sind aus einer Vielzahl von Druckschriften bekannt, von denen an dieser Stelle nur die WO 99/06313 und die US 5848761 beispielhaft genannt werden. In der Regel werden Kontakt- und Wendewickler unterschieden.

Unter diesen Wicklern sind
Vorrichtungen zum Aufwickeln von bahnförmigem Material – insbesondere Folie –, auf Wickelkerne,
welche über zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials ausgestattet sind
hervorzuheben. Von diesen Vorrichtungen geht die vorliegende Erfindung aus.

Die Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials werden bei diesen Vorrichtungen, die in den Schriften US 4,852,820 und DE 102 02 462 dargestellt sind, zum Festlegen des bandförmigen Materials auf der Anwickelhülse verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, einen Anfang des bandförmigen Materials ohne Zuhilfenahme von Klebstoff auf einem Wickelkern festzulegen. Diese Methode wird im Fachjargon „kleberfreies Anwickeln" genannt und besitzt hohen ökonomischen Wert, da ein solcher Anwickelvorgang vollautomatisch durchgeführt werden kann und darüber hinaus keine Beaufschlagung des bandförmigen Materials mit Lösemitteln erfolgt.

Die vorgenannten Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials sind in der Praxis und in der DE 102 02 462 als balkenförmige Elektrode, welche die Breite des bandförmigen Materials überstreichen kann, ausgeprägt. In allen Anwendungen und Druckschriften werden sie in unmittelbarer Nachbarschaft des Wickelkernes gezeigt und sie Beaufschlagen die Folie dann mit einem elektrischen Feld, wenn sie den Wickelkern erreichen.

Die räumliche Nähe zum Wickelkern ist äußerst empfehlenswert, da die Stärke elektrischer Felder mit wachsendem Abstand von der Elektrode stark abnimmt und eine größtmögliche Feldwirkung beim Anwickelvorgang zur Verfügung stehen soll. Daher empfiehlt die DE 102 02 462 die Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials möglichst nahe an die Anwickelstelle zu bringen, beziehungsweise beim Anwickeln durch eine spezielle Verstellung der Position der Elektrode immer in einem kleinen nahen und konstanten Abstand zu dem Wickelkern zu bringen.

Die oberbegrifflichen Vorrichtungen haben sich bei dem „kleberlosen Anwickeln" bewährt. Sie weisen jedoch wie alle Wickelvorrichtungen des Standes der Technik Nachteile während des gesamten Wickel- und Schneidprozesses auf, wenn es darum geht, mehrere Lagen von Folie oder Folienschläuche aufzuwickeln. In diesem Zusammenhang ist zu betonen, dass diese Anforderungen keineswegs exotisch sind, da Wickelvorrichtungen oft die gerade extrudierte Folie von Blaskopfextrusionsanlagen aufwickeln, die den Blaskopf als Folienschlauch verlässt und entweder direkt als Folienschlauch aufgewickelt oder zu zwei Folienbahnen zerschnitten wird, welche häufig doppellagig aufgewickelt werden. Im Folgenden werden diese mehrlagigen Materialbahnen auch Lagen von Materialbändern genannt. Es sind auch Folienwickel bekannt, bei denen mehr als zwei Materialbahnen aufgewickelt werden.

Die obengenannten Nachteile entstehen, weil zwischen den genannten Folienlagen oder in den Schläuchen bei den hohen Wickelgeschwindigkeiten Luft eingeschlossen und anschließend eingewickelt wird. Daher entstehen unschöne, zu voluminöse und teleskopierende Folienschläuche und es kommt sogar dazu, dass Wickelvorgänge unterbrochen werden müssen. Bei Schläuchen wird die Gestalt des Folienanfangs beim Transport durch die Wickelvorrichtung zum Teil metaphorisch als „Fischmaul" bezeichnet. Weitere Qualitätseinbußen treten ein, wenn es auch zu ungeraden und unschönen Schnitten an der Schneidestelle (beim Abschneiden der Bahn quer zu ihrer Förderrichtung) kommt, die entstehen, wenn sich Luft zwischen den zu schneidenden Lagen befindet. In dieser Anmeldung werden auch Schläuche als mehrlagige Materialbahn bezeichnet.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche beim Aufwickeln mehrlagigen, bahnförmigen Materials das Einwickeln von Luft reduziert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials derart zu dem bahnförmigen Material und dem Wickelkern angeordnet ist, dass es das bandförmige Material einem elektrischen Feld aussetzt, bevor es den Wickelkern erreicht.

Es ist im höchsten Maße erstaunlich, dass sich unterschiedliche Materiallagen mit großer Beständigkeit mit elektrostatischer Aufladung aneinander binden lassen. Weiterhin ist zu erwähnen, dass zur Verbesserung des Anwickelprozesses auch ein elektrisches Feld an der Wickelhülse verwendet werden kann, welches von dem erfindungsgemäßen Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials nicht beeinträchtigt wird.

Ein Wickelkern im Sinne dieser Erfindung kann eine Wickelhülse oder ein anderer stangen- oder kreiszylinderförmiger Körper sein.

Bei unterschiedlichen Wicklertypen und -größen sind unterschiedliche Einbaulagen und Abstände von der Wickelhülse entlang des Transportweges der Folie von Vorteil. Allgemein ist es jedoch nützlich, wenn die Folienlagen durch das elektrische Feld aneinander gebunden werden, bevor sie die Schneidvorrichtung erreichen.

Die Walze der Wickelvorrichtung, welche die Folie vor Erreichen des Wickelkerns führt, ist bei einem Kontaktwickler die Kontaktwalze.

Das Aufladen der Folie beim Passieren von Walzen hat sich bewährt.

Moderne Wickelvorrichtungen haben oft eine Vielzahl solcher geeigneter Umlenk- oder Bandführungswalzen. Dieselben können auch der Wickelvorrichtung auf dem Transportweg des bandförmigen Materials vorgelagert sein.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor.
Die einzelnen Figuren zeigen:
1 Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung.
2 Eine perspektivische Ansicht der Aufnahmevorrichtung der Wickelvorrichtung.
3a Einen Ausschnitt der perspektivischen Ansicht aus 2 der einen Ausschnitt des Haltekopfes der Aufnahmevorrichtung zeigt.
3b Eine Ansicht der Sperre
4 Eine perspektivische Ansicht der Teile der Wickelvorrichtung die Wickelhülsen führen.
5 Dieselbe perspektivische Ansicht wie in 4, wobei die Wickelhülse sich in der Wickelstellung befindet.
6 Eine Ansicht einer Umlenkwalze, an der Mittel zum erfindungsgemäßen Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials vorgesehen sind.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Speichervorrichtung 1, welche eine Trommel 2 umfasst, die zwischen den Halteplatten 3 an den Stirnseiten der Trommel aufgehängt ist. Die Stirnseiten der Trommel 2 werden von den Platten 4 gebildet, die durch die Traverse 5 miteinander verbunden sind. Die Platten 4 verfügen über Ausnehmungen 6 zur Aufnahme der Wickelhülsen 7. Das Drehmoment für die Rotation der Trommel 2 wird von den beiden Antrieben 10 bereitgestellt. Zwei Antriebe 10, von denen nur einer vollständig zu sehen ist, finden bei diesem Ausführungsbeispiel Verwendung, da die Arbeitsbreite des Wicklers relativ groß ist. Die Antriebe 10 umfassen die Motoren 8 und das Getriebe 9.
In 1 sind noch die Einführungsbleche 11 zur Einführung der Wickelhülsen 7 in die Speichervorrichtung 2, der Linearzylinder 12, der Messerschutz 13 und die Traverse 14 zu sehen. Die Achse 41 der Trommel 2 wird von der Trommeltraverse 5, welche die Platten 4 miteinander verbindet, gebildet. Der Transport der Wickelwelle in der Speichervorrichtung 1 wird durch die Rotation der Trommel 2 um die Achse 17 realisiert.
Die 2 zeigt ein weiteres Funktionselement des Wicklers, die Aufnahmevorrichtung 15 für die Wickelwellen. Die wesentlichsten Teile der Aufnahmevorrichtung 15 sind die Haltearme 16, welche um die Achse 17, um welche auch die Kontaktwalze 18 rotiert, schwenkbar sind. Die Kraft für die Schwenkbewegung stellen die Pneumatikzylinder 19 bereit, welche an den Verbindungsstellen 20 an den Haltearmen 16 und an den Verbindungsstellen 21 am nicht dargestellten Maschinengestell angelenkt sind.
Im oberen Bereich der Haltearme sind die Halteköpfe 22, welche Wickelwellen 7 von der Speichervorrichtung 1 übernehmen können, zu sehen. In 2 befinden sich die Halteköpfe 22 an der Übergabestelle am oberen Ende des Haltearms 16. Die Wickelwelle wird in der Aufnahmestelle 23 des Haltekopfes 22 platziert und dort mit Hilfe der Sperre 24 arretiert. Die Sperre 24 ist in 3b dargestellt. Sie ist ihrem Zweck der Arretierung der Wickelwelle 7 entsprechend geformt. Sie wird von dem Zylinder 25 über die Wickelwelle 7 geschoben und arretiert diese so. Die Kraft dieses Zylinders 25 wird, wie in 3a dargestellt, über die Verbindungsmittel 30 übertragen. Der Zylinder 25 ist an dem Haltekopf 22 befestigt.
Die Halteköpfe 22 sind ihrerseits entlang des Haltearms 16 in vertikaler Richtung verfahrbar. Auf diese Weise kann die Wickelwelle 7 an die Kontaktwalze 18 angestellt werden. Diese Stellung 34 der Wickelhülse, die sogenannte Anwickelstellung des gezeigten Kontaktwicklers, ist in 4 gezeigt. Die Kraft für die Änderung der Position der Halteköpfe 22 relativ zu den Haltearmen 16 wird von den Zylindern 26 aufgebracht, welche die benötigte Kraft über die Stange 27 und die Anlenkung 18 auf den Haltekopf 22 übertragen.
Aus den 4 und 5 ist der gesamte Werdegang einer Wickelhülse 7 in einem Kontaktwickler ersichtlich. Die Speichervorrichtung 1 und die Aufnahmevorrichtung 15 sind im Zusammenhang dargestellt. Zusätzlich zu den bereits in den 1 bis 3 dargestellten Bauteilen sind noch die Tragschiene 27 und der Ablegearm 28 dargestellt. Auf der durchgängig gerade ausgeführten Trageschiene 27 befindet sich die Wickelwelle bereits in ihrer in 5 dargestellten Wickelposition 31. Nachdem der alte Wickel genug bandförmiges Material aufgenommen hat, wird er entlang der Tragschiene 27 von einer nicht dargestellten Halte- und Transportvorrichtung bis zu der Haltestelle 32 des Ablegearms 28, welcher um die Achse 29 schwenkbar ist, bewegt. Mit Hilfe dieses Armes 28 kann die schwere mit Bandmaterial versehene Wickelhülse auf eine weitere Transportvorrichtung abgeschwenkt werden. Die dazu notwendige Kraft wird von einem nicht dargestellten Zylinder aufgebracht, welcher am Lagerauge 33 angelenkt ist.
Weitere Details des Wickelvorgangs und des Transports der Wickelwellen durch einen Kontaktwickler sind dem Fachmann bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Die Materialbahn oder Folie 35 ist lediglich in den Zeichnungen 4 und 5 dargestellt, wobei nur in 4 der Folienanfang 36 sichtbar ist. Auch die letzte Umlenkwalze 37 vor der Umlenkwalze 18 ist gezeigt. Ihr gegenüber befindet sich die Elektrode 38, welche mit den Halterungen 39 an dem nicht gezeigten Maschinengestell befestigt ist. Mit ihr lassen sich insbesondere Folienschläuche in vorteilhafter Weise mit einem elektrischen Feld beaufschlagen. Das Anhaften der beiden Schlauchwandungen aneinander wird als „Verblocken" bezeichnet. Die Positionierung dieser Elektrode 38, die eine Ausführungsform der Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials ist, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Daher zeigt 6 noch eine Ansicht einer Umlenkwalze 39 eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, an der Mittel zum elektrostatischen Aufladen des bahnförmigen Materials vorgesehen sind.
Diese Mittel umfassen die Elektrode 38 und die Aufladevorrichtung 42. Über diese Umlenkwalze 39 ist in der Transportrichtung z des bahnförmigen Materials der letzten Umlenkwalze 37 vorgelagert. Mit dem Bezugszeichen 43 ist die lediglich skizzierte Führung der Umlenkwalze versehen. Sie kann mit weiteren Mitteln zum elektrostatischen Aufladen der Walze 39 ausgestaltet sein, um die Potentialdifferenz zur Elektrode 38 zu steigern oder um die Folie unabhängig von der Elektrode 38 mit einem Potential zu versehen. Auch durch eine ausschließliche Beaufschlagung der Walze mit Ladung lässt sich die erfindungsgemäße Wirkung – das Verblocken – erzielen. Das über die Umlenkwalze 39 geführte bahnförmige Material besteht aus der inneren 40 und äußeren 41 Folienbahn. Da die Elektrode nicht aufgeladen ist, laufen die beiden Bahnen 40, 41 auseinander. Das Auseinanderlaufen ist übertrieben dargestellt.

Claims

Vorrichtung zum Aufwickeln von bahnförmigem Material (35, 40, 41) – insbesondere Folie –, auf Wickelkerne (7), welche über zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) verfügt dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) derart zu dem bahnförmigen Material und dem Wickelkern (7) angeordnet ist, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) einem elektrischen Feld aussetzt, bevor es in der Transportrichtung (z) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) die Position des Wickelkerns (7) erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) vorgesehen ist, welches derart zu dem bahnförmigen Material (35, 40, 41) und dem Wickelkern (7) angeordnet ist, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) in der Transportrichtung (z) des bahnförmigen Materials 30 cm, bevor es den Wickelkern erreicht (7), einem elektrischen Feld aussetzt.
Vorrichtung nach dem vorstehendem Anspruch gekennzeichnet durch zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41), welches derart zu dem bahnförmigen Material (35, 40, 41) und dem Wickelkern (7) angeordnet ist, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) in der Transportrichtung (z) des bahnförmigen Materials 50 cm, bevor es den Wickelkern erreicht, einem elektrischen Feld aussetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) vorgesehen ist, welche derart zu dem bahnförmigen Material (35, 40, 41) und dem Wickelkern (7) angeordnet ist, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) einem elektrischen Feld aussetzt, bevor es die letzte Walze (18) der Wickelvorrichtung, welche die Folie vor Erreichen des Wickelkerns (7) führt, erreicht.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41) vorgesehen ist, welches derart zu dem bahnförmigen Material (35, 40, 41) angeordnet ist, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) einem elektrischen Feld aussetzt, wenn es auf der letzten Umlenkwalze (37) läuft, welche der letzten Walze (18) der Wickelvorrichtung, welche die Folie vor Erreichen des Wickelkerns (7) führt, vorgelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 gekennzeichnet durch zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41), welches derart zu dem bahnförmigen Material (35, 40, 41) angeordnet ist, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) einem elektrischen Feld aussetzt, bevor es auf der letzten Umlenkwalze (37) läuft.
Vorrichtung nach Anspruch 6 gekennzeichnet durch zumindest ein Mittel zum elektrostatischen Aufladen (38, 42) des bahnförmigen Materials (35, 40, 41), welches derart zu dem bahnförmigen Material (35, 40, 41) angeordnet ist, dass es das bahnförmige Material (35, 40, 41) einem elektrischen Feld aussetzt, wenn es auf einer der letzten Umlenkwalze (37) vorgelagerten Umlenkwalze läuft.
Verfahren zum Aufwickeln bahnförmigen Materials (35, 40, 41) – vorzugsweise von Folie – bei dem das bahnförmige Material dem Einfluss eines elektrischen Feldes ausgesetzt und damit auf Bestandteilen des Folienwickels festgelegt wird dadurch gekennzeichnet, dass mehrlagiges bahnförmiges Material (41) aufgewickelt wird und dass zumindest eine Lage bahnförmigen Materials (41) während des Transports durch die Vorrichtung zum Aufwickeln von bahnförmigem Material auf zumindest einer anderem Lage bahnförmigen Materials (40) festgelegt wird.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Materialband (41) auf zumindest einem anderen Materialband (40) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung eines Materialschlauches auf der anderen Wandung festgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das mehrlagige bahnförmige Material (35, 40, 41) einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, bevor es die Schneidestelle (12, 13) erreicht.