DE10325511A1

DE10325511A1 - Sortierverfahren für Wickelreste und Wickelhülse

Info

Publication number: DE10325511A1
Application number: DE10325511A
Authority: DE
Inventors: Dieter Quick
Original assignee: KUNSTSTOFF SPRITZGUSWERK ING K; Kunststoff-Spritzgußwerk Ing Klaus Burk GmbH
Current assignee: Sonoco Development Inc
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2005-01-20
Also published as: IL172237A0; WO2004108573A1; EP1628898A1; RU2005141508A; NO20055751D0; NO20055751L; US20060086647A1; ZA200509701B

Abstract

Offenbart ist ein Sortierverfahren für Wickelreste, die Reste einerseits eines bahnförmigen Halbfabrikats und andererseits von Wickelhülsen umfassen, die um zylinderförmig langgestreckte Hülsenkörper gewickelt waren, wobei zur Aufbereitung der Reste des bahnförmigen Halbfabrikats die Reste von Wickelhülsen in den Wickelresten detektiert und aussortiert werden, wobei zur Aufbereitung der Reste des bahnförmigen Halbfabrikats die Reste von Adaptern (1) in den Wickelresten detektiert und aussortiert werden. Um das Sortierverfahren einerseits zu beschleunigen und andererseits die Fehlerrate zu senken, wird vorgeschlagen, dass die Wickelreste in einem kontinuierlichen Strom einen Detektor durchlaufen und die Reste von Wickelhülsen beim Durchlaufen des Detektors automatisch anhand ihres von dem Einfluss des bahnförmigen Halbfabrikats abweichenden Einflusses in einem elektromagnetischen Wechselfeld detektiert werden. DOLLAR A Offenbart ist weiterhin eine Wickelhülse, auf der ein bahnförmiges Halbfabrikat aufnehmbar ist und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper umfasst. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Sortierverfahrens wird vorgeschlagen, dass die Wickelhülse eine metallische Folie (14) aufweist, die sich in Umfangsrichtung des Hülsenkörpers erstreckt, dass sie an einer Stirnseite mit axial eingeschraubten Metallschrauben versehen ist, die keine Haltefunktion aufweisen, oder dass sie mindestens teilweise aus einem Kunststoff besteht, der elektrisch leitfähige ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Sortierverfahren für Wickelreste, die Reste einerseits eines bahnförmigen Halbfabrikats, und andererseits von Wickelhülsen umfassen, die zylinderförmig langgestreckte Hülsenkörper aufweisen, auf die das Halbfabrikat gewickelt war, wobei zur Aufbereitung der Reste des bahnförmigen Halbfabrikats die Reste von Wickelhülsen in den Wickelresten detektiert und aussortiert werden.

Bahnförmige Halbfabrikate mit Bahnbreiten bis zu mehreren Metern sind im Rahmen industrieller Herstellungsprozesse in vielfältiger Form allgemein bekannt und werden vorzugsweise in Wickeln mit Durchmessern wiederum bis zu mehreren Metern zur Verarbeitung bereit gestellt. Im Wesentlichen flexible Halbfabrikate werden hierbei auf Wickelhülsen gewickelt, die insbesondere einerseits zu Beginn des Aufwickelns, andererseits gegen Ende des Abwickelns dem Wickel die für den Wickelvorgang erforderliche Stabilität verleihen. Beispielsweise werden Papiere zum industriellen Zeitungs- und Buchdruck, Zellstoffbahnen zur Herstellung von Hygiene- und Reinigungstüchern ebenso wie die unüberschaubare Vielfalt von Folien, textilen Geweben und Gewirken als bahnförmige Halbfabrikate auf solchen Wickelhülsen zur weiteren Verarbeitung bereit gestellt.

Im Rahmen der genannten industriellen Herstellungsprozesse wird das bahnförmige Halbfabrikat häufig mit Geschwindigkeiten bis zu mehreren Metern in der Sekunde von der Wickelhülse abgewickelt. Hieraus folgen im Laufe der Verarbeitung mit abnehmendem Durchmesser steigende Drehzahlen des Wickels, die – insbesondere in Verbindung mit der gleichfalls abnehmenden Biegesteifigkeit des Wickels – zu Verwerfungen des Wickels entlang Wickelachse, zu Schwingungen und in der Folge zu Überdehnungen und Rissen des bahnförmigen Halbfabrikats sowie zu Knickungen oder Brüchen der Wickelhülse führen können.

In den beschriebenen Fällen wird zur Vermeidung von Gefahren und zur Vermeidung einer verminderten Produktqualität das bahnförmige Halbfabrikat im Rahmen des industriellen Herstellungsprozesses in der Regel nicht vollständig von der Wickelhülse abgewickelt, sondern verbleibt mit einem bis zu mehreren Hundert Meter Länge umfassenden Rest auf der ausgetauschten Wickelhülse. Die Wickelhülse mit dem Rest des bahnförmigen Halbfabrikats wird zum Recycling in den Herstellprozess des Halbfabrikats zurückgeführt.

Ein Rest einer PE-Folienbahn auf einer Wickelhülse wird beispielsweise zu diesem Zweck in mehreren Stufen zerrissen, geshreddert und vermahlen, in Granulatform wieder aufgeschmolzen und erneut als Folie gezogen. Die Wickelhülse wird in der Regel als Mehrwegartikel vor der Aufbereitung des bahnförmigen Halbfabrikats entnommen und für einen neuen Wickel wieder verwendet.

Durch die hohe Belastung gerade beim Spannvorgang (also vor dem eigentlichen Wickelvorgang) kann die Wickelhülse beschädigt werden, so dass Bruchstücke von Wickelhülsen – oder aus Unachtsamkeit sogar ganze Wickelhülsen – zwischen den Resten des bahnförmigen Halbfabrikats verborgen sein können. Werden solche Reste von Wickelhülsen in den Resten des bahnförmigen Halbfabrikats nicht detektiert und vor dessen Aufbereitung nicht aussortiert, können sie zu schwerwiegenden Schäden an den eingesetzten Maschinen, mindestens aber zu Qualitätseinbußen beim Recyclingprodukt führen.

Da die Enden der Wickelhülsen beim Auf- und Abwickeln des bahnförmigen Halbfabrikats extrem belastet sind, werden Wickelhülsen bereits seit Jahrzehnten aus zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörpern und endseitig angebrachten Adaptern aufgebaut, wobei die Hülsenkörper zur Verminderung der Kosten aus Pappe, Papier oder einem preiswerten Kunststoff hergestellt werden. Die Adapter werden dagegen in der Regel aus höherwertigen, entsprechend teureren Kunststoffen mit besseren Festigkeits- und Verschleißeigenschaften hergestellt. Um die mehrfache Verwertung eines hochwertigen, mit radial verlaufenden Speichen verstärkten Adapters zu ermöglichen, schlägt bereits die US 3,547,367 vor, dass dieser aus dem Hülsenkörper zerstörungsfrei demontierbar ist.

Die Erfahrung im Umgang mit solchen zerstörungsfrei demontierbaren Adaptern zeigt, dass diese sich beim Wechseln des Wickels bisweilen unbeabsichtigt lösen und unbemerkt zwischen Falten und Aufwürfe des Restes des bahnförmigen Halbfabrikats geraten. Auch solche Adapter – oder deren Bruchstücke – können in den Resten des bahnförmigen Halbfabrikats verborgen sein.

Vor dem Recycling von Wickelresten, in denen Reste solcher Wickelhülsen – einschließlich eventuell verwendeter Adapter – enthalten sein könnten, müssen daher diese Wickelreste aufwändig gesichtet und sortiert werden. Angesichts der Dimensionsunterschiede – Längen der Wickelhülsen und Bahnbreiten des Halbfabrikats von mehreren Metern stehen Abmes sungen von wenigen Dezimetern an den Adaptern und bis zu Millimetern an deren Bruchstücken gegenüber – ist diese Sortierung einerseits extrem aufwändig, andererseits aber auch sehr fehlerträchtig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sortierverfahren für potenziell derart belastete Wickelreste vorzuschlagen, dass eine auch unter wirtschaftlichen Aspekten sinnvolle Sortierung erlaubt.

Lösung

Ausgehend von der manuellen Sichtkontrolle und Sortierung der beschriebenen Wickelreste wird die Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Wickelreste in einem kontinuierlichen Strom einen Detektor durchlaufen und die Reste von Wickelhülsen beim Durchlaufen des Detektors automatisch anhand ihres von dem Einfluss des bahnförmigen Halbfabrikats abweichenden Einflusses in einem elektromagnetischen Wechselfeld detektiert werden. Vorzugsweise werden die Wickelreste bereits vor Durchlaufen des Detektors grob zerkleinert, um einen kontinuierlichen Strom der Wickelreste zu erzielen.

Die Detektierung der Reste von Wickelhülsen anhand eines elektromagnetischen Wechselfeldes ermöglicht einerseits eine Automation des Sortierverfahrens mit im Wesentlichen allgemein bekannten Bauelementen, andererseits werden so vorteilhafter Weise auch Reste von Wickelhülsen detektiert, die unter oder zwischen Resten des bahnförmigen Halbfabrikats der Sichtkontrolle nicht zugänglich sind.

Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Sortierverfahrens wird bevorzugt der Strom der Wickelreste in Segmente unterteilt, wobei beim Detektieren der Reste der Wickelhülsen das von dem Detektor erfasste Segment markiert und automatisch in einen von dem Strom der Wickelreste abzweigenden Abfallstrom umgeleitet wird.

Die Segmentierung des Stroms der Wickelreste kann sowohl konkret durch quer zu Stromrichtung angeordnete Trennwände an dem Fördermittel, als auch rein virtuell durch die Repräsentation des Stroms der Wickelreste in Steuerungseinrichtung erfolgen. Die Segmentierung des Stroms der Wickelreste vereinfacht vorteilhaft dessen Darstellung in einer digitalen Steuerungseinrichtung.

Anhand einer aufgebrachten Markierung kann das mit Resten von Wickelhülsen befrachtete Segment unabhängig von dem Detektor zu einem späteren Zeitpunkt aus dem Strom der Wickelreste heraus geführt werden. Eine solche Markierung kann wiederum konkret – beispielsweise in Form einer Farbmarkierung – oder virtuell in einem dem betreffenden Segment zugeordneten Datensatz in einer Steuerungseinrichtung erfolgen.

Anhand einer solchen Markierung kann ein mit Resten von Wickelhülsen befrachtetes Segment wiederum automatisch oder manuell aus dem Strom der Wickelreste heraus in einen Abfallstrom geführt werden. Dieser Abfallstrom kann nun beispielsweise einer eingehenden Sichtkontrolle oder – nach einer detaillierteren Segmentierung – noch einmal einem Detektor zugeführt werden. Auf diese Weise wird einerseits der manuelle Aufwand des erfindungsgemäßen Sortierverfahrens minimiert, andererseits dessen Fehlerquote erheblich reduziert.

Die Aufgabe wird darüber hinaus erfindungsgemäß gelöst durch eine Wickelhülse, auf der ein bahnförmiges Halbfabrikat aufnehmbar ist, und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper umfasst, wobei die Wickelhülse eine metallische Folie aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung des Hülsenkörpers erstreckt.

Durch das Aufbringen einer Metallfolie – vorzugsweise Kupfer oder Aluminium – werden einerseits die mechanischen Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Wickelhülse nicht beeinflusst, andererseits erzeugt bereits ein kleines Stück einer in einem elektromagnetischen Wechselfeld mit einem Strom aus nichtmetallischen Wickelresten bewegten Metallfolie ein deutlich detektierbares Störsignal. So können auch kleine Bruchstücke der erfindungsgemäßen Wickelhülse detektiert werden.

Die Aufgabe wird auch erfindungsgemäß gelöst durch eine Wickelhülse, auf der ein bahnförmiges Halbfabrikat aufnehmbar ist, und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper umfasst, wobei die Wickelhülse an einer Stirnseite mit axial eingeschraubten Metallkörpern versehen ist, die keine Haltefunktion aufweisen.

Eine solche erfindungsgemäße Wickelhülse unterscheidet sich hinsichtlich des Störsignals kaum von der oben beschriebenen Wickelhülse mit einer Metallfolie. Gegenüber dieser ist hier aber die Detektierbarkeit von Bruchstücken stark eingeschränkt. Diese erfindungsgemäße Wickelhülse ist hingegen besonders zum Recycling geeignet, da die Schrauben sich bei Bedarf ohne großen Aufwand aus der Wickelhülse entfernen lassen. Die Schraubenköpfe stellen zudem – wenn sie aus der Stirnseite der Wickelhülse vorstehend angeordnet werden – einen Schutz dieser Stirnseite vor mechanischer Belastung dar.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Wickelhülse, auf der ein bahnförmiges Halbfabrikat aufnehmbar ist, die mindestens teilweise aus einem Kunststoff besteht und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper umfasst, wobei der Kunststoff elektrisch leitfähige Partikel aufweist. Bei einer derartigen Ausführung einer erfindungsgemäßen Wickelhülse sind wie bei Ausführung mit Metallfolie, und sogar in noch erhöhtem Maße auch kleinste Bruchstücke detektierbar. Andererseits ist diese Wickelhülse zum Recycling gut geeignet, weil sie aus einem – eine gleichmäßige Verteilung der Partikel vorausgesetzt – einheitlichen Material besteht.

Besonders bevorzugt ist der Kunststoff einer solchen erfindungsgemäßen Wickelhülse mit Ruß versetzt. Rußpartikel sind vorteilhafter Weise besonders preisgünstig und können durch den Mischungs- und Extrusionsvorgang im Rahmen eines Spritzgussverfahrens besonders einfach in einem Kunststoffmaterial verteilt werden. Alternativ können dem Kunststoff aber auch Metallpartikel – beispielsweise Kupfer- oder Aluminiumstaub – beigemischt werden.

Eine erfindungsgemäße Wickelhülse kann insbesondere auch endseitig – an einem Ende oder an beiden Enden – einen zylinderförmig ausgebildeten Adapter aufweisen, der in dem Hülsenkörper endseitig anbringbar und von dem Hülsenkörper zerstörungsfrei demontierbar ist. Abhängig von den jeweiligen Anforderungen können die Metallfolie, die eingeschraubten Metallkörper oder die elektrisch leitfähigen Partikel an dem Hülsenkörper, an einem Adapter oder an beiden angebracht sein.

Die Folie kann insbesondere durch Kleben an einer Mantelfläche des erfindungsgemäßen Adapters, vorzugsweise an einer inneren Mantelfläche angeordnet sein. An einer inneren Mantelfläche ist die Folie – gegenüber der Anordnung an einer äußeren Mantelfläche – vorteilhafter Weise geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzt, da der Adapter in der Regel in das Ende des Hülsenkörpers eingesetzt wird und an seiner äußeren Mantelfläche mit diesem in Kontakt steht.

Besonders bevorzugt ist an einem solchen Adapter die Folie in mindestens einer radial gegenüber der inneren Mantelfläche des Adapters zurück springenden Tasche angeordnet. Auf diese Weise kann die mechanische Belastung der Folie auch für den Fall reduziert werden, dass an der inneren Mantelfläche ein an einer Wickelvorrichtung eingreifender Nocken „durchrutscht".

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
1a einen ersten erfindungsgemäßen Adapter in einer Stirnansicht,
1b den ersten Adapter in einem Längsschnitt,
2a einen zweiten erfindungsgemäßen Adapter in einer Stirnansicht,
2b den zweiten Adapter in einem Längsschnitt,
3a einen dritten erfindungsgemäßen Adapter in einer Stirnansicht und
3b den dritten Adapter in einem Längsschnitt.
1a zeigt einen ersten erfindungsgemäßen Adapter 1 für eine Wickelhülse, auf der ein bahnförmiges Halbfabrikat aufnehmbar ist, wobei die Wickelhülse einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper umfasst, in dem der Adapter 1 endseitig anbringbar ist. Die Wickelhülse, das bahnförmige Halbfabrikat und der Hülsenkörper sind nicht dargestellt. 1b zeigt einen Schnitt durch den Adapter 1 entlang der in 1a mit „A-A" bezeichneten Schnittlinie.
Der Adapter 1 ist hülsenförmig ausgebildet, der Radius 2 seiner zylindrischen inneren Mantelfläche 3 entspricht etwa seiner halben axialen Länge 4. Der Adapter 1 weist eine gleichfalls zylindrische äußere Mantelfläche 5 auf. An der Stirnseite 6 des Adapters 1 ist ein radial nach außen vorstehender Bund 7 ausgebildet, dessen wiederum zylindrische äußere Mantelfläche 8 mit der Wickelfläche des Hülsenkörpers bündig abschließt.
Die innere Mantelfläche 3 des Adapters 1 weist ein in Axialrichtung 9 des Adapters 1 konstantes Profil auf: Der Adapter 1 ist mit drei aus seiner inneren Mantelfläche 3 auf einen kleineren Radius 10 vorspringenden Federn 11 versehen, die in entsprechende Nuten eines wiederum nicht dargestellten Antriebsbolzens eingreifen und so einerseits eine exakte Positionierung des Wickels, andererseits einen schlupffreien Antrieb ermöglichen.
Darüber hinaus weist der Adapter 1 drei in seine innere Mantelfläche 3 auf einen größeren Radius 12 zurück springende Taschen 13 auf, die jeweils mittig zwischen den Federn 11 angeordnet sind. In den Taschen 13 in der inneren Mantelfläche 3 des Adapters 1 ist jeweils ein Abschnitt einer metallischen Folie 14 eingeklebt.
2a zeigt einen zweiten erfindungsgemäßen Adapter 15, der in seinem grundsätzlichen Aufbau dem in den 1a und 1b gezeigten Adapter 1 entspricht. Wiederum zeigt 2b einen Schnitt durch den Adapter 15 entlang der in 2a mit „A-A" bezeichneten Schnittlinie. Der Adapter 15 weist an seiner Stirnseite 16 vier in seiner Axialrichtung 17 in den Bund 18 eingeschraubte Metallschrauben 19 auf. Diese Metallschrauben 19 weisen keinerlei Haltefunktion auf.
3a zeigt einen dritten erfindungsgemäßen Adapter 20, der wiederum in seinem grundsätzlichen Aufbau den in den 1a, 1b, 2a und 2b gezeigten Adaptern 1 und 15 entspricht. Auch hier zeigt 3b einen Schnitt durch den Adapter 20 entlang der in 3a mit „A-A" bezeichneten Schnittlinie. Dieser Adapter 20 weist einen Abschnitt einer metallischen Folie 21 auf, der zwischen seiner inneren Mantelfläche 22 und seiner äußeren Mantelfläche 23 angeordnet und mit dem Kunststoffmaterial des Adapters 20 umspritzt ist.

1: Adapter
2: Radius
3: innere Mantelfläche
4: Länge
5: äußere Mantelfläche
6: Stirnseite
7: Bund
8: äußere Mantelfläche
9: Axialrichtung
10: Radius
11: Feder
12: Radius
13: Tasche
14: metallische Folie
15: Adapter
16: Stirnseite
17: Axialrichtung
18: Bund
19: Metallschraube
20: Adapter
21: Folie
22: innere Mantelfläche
23: äußere Mantelfläche

Claims

Sortierverfahren für Wickelreste, die Reste einerseits eines bahnförmigen Halbfabrikats, und andererseits von Wickelhülsen umfassen, die zylinderförmig langgestreckte Hülsenkörper aufweisen, auf die das Halbfabrikat gewickelt war, wobei zur Aufbereitung der Reste des bahnförmigen Halbfabrikats die Reste von Wickelhülsen in den Wickelresten detektiert und aussortiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelreste in einem kontinuierlichen Strom einen Detektor durchlaufen und die Reste von Wickelhülsen beim Durchlaufen des Detektors automatisch anhand ihres von dem Einfluss des bahnförmigen Halbfabrikats abweichenden Einflusses in einem elektromagnetischen Wechselfeld detektiert werden.
Sortierverfahren nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom der Wickelreste in Segmente unterteilt wird, wobei beim Detektieren der Reste von Wickelhülsen das von dem Detektor erfasste Segment markiert und automatisch in einen von dem Strom der Wickelreste abzweigenden Abfallstrom umgeleitet wird.
Wickelhülse, auf der ein bahnförmiges Halbfabrikat aufnehmbar ist, und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülse eine metallische Folie (14, 21) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung des Hülsenkörpers erstreckt.
Wickelhülse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einer Stirnseite (16) mit axial eingeschraubten Metallkörpern (18) versehen ist, die keine Haltefunktion aufweisen.
Wickelhülse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3, die mindestens teilweise aus einem Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff elektrisch leitfähige Partikel aufweist.
Wickelhülse nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff mit Ruß versetzt ist.
Wickelhülse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens einen zylinderförmig ausgebildeten Adapter (1), der in dem Hülsenkörper endseitig anbringbar und von dem Hülsenkörper zerstörungsfrei demontierbar ist.
Adapter (1) für eine Wickelhülse nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (1) hülsenförmig ausgebildet ist und eine metallische Folie (14) mindestens abschnittsweise auf einer inneren Mantelfläche (3) des Adapters (1) angeordnet ist.
Adapter (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (14) in mindestens einer radial gegenüber der inneren Mantelfläche (3) des Adapters (1) zurück springenden Tasche (13) angeordnet ist.