DE2005551C2

DE2005551C2 - Verfahren zum kontinuierlichen Wickeln einer Bahn, insbesondere aus einem dünnen Kunststoffmaterial, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2005551C2
Application number: DE2005551A
Authority: DE
Inventors: William Edward Circleville Ohio Hawkins
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1969-02-07
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1983-11-03
Also published as: GB1255895A; BE745589A; DE2005551A1; JPS4836176B1; LU60310A1; NL7001625A; NL171678C; FR2033927A5; US3536273A; NL171678B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Wickeln einer Bahn, insbesondere aus einem dünnen Kunststoffmaterial, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches I sowie eine Vorrichtung zur Durch- -to führung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der JP-OS 22 875 bekannt. Die Bahn wird hierbei nach den Kühlwalzen durch zwei Druckwalzen geführt, und die anschließende Aufwickelwalze wird durch Reibungskräfte zwischen der Druckwalze, der Bahn und der Aufwickelwalze angetrieben. Im Bereich der Aufwickelwalze wird dadurch die Querbewegung der Walzen zumindest teilweise auf die Bahn übertragen, so daß man keinen Wickel mit gerader Kante erhält.

Aus der US-PS 31 52 941 ist eine Bahnführungsvorrichtung mit hin- und herbeweglicher Vorratsquelle bekannt, wodurch bei der Herstellung von Wellpapier drei Papierbahnen mit fluchtenden Kanten aufeinandergelegt werden. Durch Umkehrung der Bewegungsrichtung würde man zwar möglicherweise einen Wickel mit geraden Kanten erhalten, die Bahn würde jedoch nicht mit seitlich oszillierender Bewegung aufgewickelt, was erforderiich ist. um eventuelle Dickenungleichmäßigkeiten der Bahn auszugleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß man einen Wickel mit geraden Kanten erhält, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2 gelöst.

Die Erfindung ist bei Bahnen aus Kunststoffolien, Papier oder ähnlichem schlitzbarem und wickelbarem Material anwandbar. Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auf die Bahn keine seitliche Zugbewegung ausgeübt wird und die Bahn daher keine seitliche Relativbewegung zu den verschiedenen Walzen ausführt, so daß nicht die Gefahr einer Beschädigung der Bahn durch seitliche Schleifoder Kratzspuren besieht

Die Erfindung wird in den Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig.! eine schaubildliche und schematische Ansicht der Bahnwickelvorrichtung, wobei Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind, welche Ansicht eine Bahn bei ihrer Bewegung von einer Vorratsquelle an Bandrandschlitzorganen und einem Mittenschlitzorgan vorbei auf die Aufwickelwalzen zeigt, weichen Schlitzorganen und Aufwickelwalzen eine hin- und hergehende Bewegung in einem räumlich entsprechenden und zeitlichen Verhältnis miteinander mit Bezug auf die Vorratsqueiie mitgeieiit werden kann, und

F i g. 2 eine Draufsicht, welche in übertriebener Form und bei der Übersichtlichkeit halber weggelassenen Teilen die Vorratsquelle, die Bahn, die Bahnrandschlitzorgane und die Mittenschlitzorgane sowie die Aufwikkelwalzen der Wickelvorrichtung nach F i g. 1 zeigt und ferner die Schlitzorgane sowie die Aufwickelwalzen in ihren Hin- und Herbewegungsendstellungen mit Bezug auf die Vorratsquelle und die relativen Stellungen der Bahn zu anderen Teilen der Vorrichtung während des Bahnschlitz- und Bahnwickelvorgangs zeigt

Bei einer Ausführungsform wird eine Bahn 10 aus Kunststoffolie von einer Vorratsquelle 11. beispielsweise von einer Vorratsrolle IZ zugeführt, und an einer Bahnschlitzeinrichtung 13 zur Zusammenwirkung mit dieser vorbei bewegt und nach dem Schlitzen auf Bahnaufwickelwalzen 14 und 15 in der nachstehend beschriebenen Weise aufgewicke't Die Bahnschlitzeinrichtung 13, die aus BahnrandstiiLtzorganen 18 und einem Bahnmittenschlitzorgan 19 besteht, ist oberhalb und in der freien Strecke der Hahn 10 zwischen der Leitwalze 16 und der Leitwalze 17 angeordnet und eine frei drehbare Leitwalze 20 ist unterhalb der Bahn 10 und benachbart der Schlitzeinrichtung 13 angeordnet. Diese frei drehbare Leitwalze 20 sorgt für die Spannung der Bahn 10 in der freien Strecke und verhindert ein Wogen der Bahn 10 beim Kontakt mit den Schlitzorganen 18, 19.

Die Bahn 10 wird durch das Mittenschlitzorgan 19 in zwei Bahnen 21 und 22 geschlitzt und die Ränder 1Oe der Bahn 10 werden durch die Randschlitzorgane 18 der Schlitzeinrichtung 13 beschnitten. Der Randschneidabfall 23, der von der Bahn 10 durch die Schlitzorgane 18 weggeschnitten wird, wird um die Leitwalze 17 herum zu Abfallwegführungsrutschen 24 gefördert (von denen nur eine gezeigt ist), aus weichen er einer Hackvorrichtung zugeführt werden kann. Wenn die Hackvorrichtung dazu verwendet wird, don Beschneideabfall zu zerkleinern, ist es wünschenswert, den »Zerhackerstoß« von der übrigen Bahnbehandlungsvorrichtung zu isolieren, weshalb zwei schmale Auflagerrollen 25 und 25' zur Auflage auf dem Randschneidabfall 23 auf der Leitwalze 17 verwendet werden.

Nach der Randbeschneidung und der Mittelschlitzung werden die Bahnen 21 und 22 gesondert zu den Aufwickelwalzen 14 und 15 bewegt. Zweckmäßig werden diese Aufwickelwalzen 14. 15 voneinander

gesondert angeordnet, derart, daß die Bahn 21 von der Leitwalze 17 unmittelbar zur Aufwickelwalze 14 verläuft, während die Bahn 22 über eine zweite Leitwalze 26 zur Aufwickelwalze 15 geführt ist Vorzugsweise sind die Aufwickelwalzen 14 und 15 Zentralwickler, wobei die Aufwickelwalze 14 von einem Antriebsmotor 27 angetrieben wird und die Aufwickelwalze 15 von einem Antriebsmotor 28. Hilfseinrichtungen an sich bekannter Art können zur Regelung des Drehmoments und der Aufwickelspannung verwendet werden. In ähnlicher Weise können Auflagerollen geeigneter Art auf jeder Aufwickelwalze 14, 15 verwendet werden, um zur Herstellung von Wickeln mit den gewünschten Eigenschaften beizutragen. Die Antriebsmotoren 27 und 28 und verschiedene andere bekannte Einrichtungen sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt

Die Verbesserung der endgültigen Wickelbildung auf den Aufwickelwalzen 14 und 15 und die Verteilung der Streifen in der Bahn 10 (und in den Bahnen 21 und 22) wird dadurch erreicht daß die Bahnsehützeinrichtung 13 und die Bahnaufwickelwalzen 14 und 15 mit Bezi-g auf die Vorratsquelle 11 in einem zeitlichen Verhältnis zueinander in der Querrichtung hin- und hei bewegt werden.

Um diese schwingende Querbewegung der Vorrichtung einschließlich der Randschlitzorgane 18 zu ermöglichen, wird die durchschnittliche Breite des Randschneidabfalls 23 etwas größer als normal zur Wulstabtrennung bei mit Randwulsten zum Erfassen durch eine Querreckeinrichtung hergestellten Folien entfernt Die zusätzliche Gesamtbreite des Randschneidabfalls 23 ist gleich der Amplitude der Schwingbewegung, die bis zu 30 cm bei ernsten Streifenproblemen betragen kann, gewöhnlich jedoch etwa 15 cm. Die Schwingbewegung tindet gewöhnlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 7,5 cm je Minute oder weniger statt

Vorzugsweise wird die Bahnsehützeinrichtung 13 mit Hilfe eines umkehrbaren 1/4 PS Gleichstromelektromotors 29 über einen Zahnstangentrieb des Schwingantriebs 30 der Schlitzeinrichtung 13 hin- und herbewegt. Die Aufwickelwalzen 14 und 15 sind auf Revolverköpfen 31 und 32 gelagert (welche gewöhnlich für je 3 Walzen zum raschen Einsetzen neuer Aufwickelwalzen vorgesehen sind, jedoch der Einfachhrit halber mit einer einzigen Aufwickelwalze dargestellt sind. Die Revolverköpfe 31, 32 sind so ausgerüstet, daß sie sich auf Rollen in einer Richtung quer zur Richtung der Bandförderung bewegen können. Die Rcolverköpfe 31 und 32 weiden mit Bezug auf die Vorratsquelle 11 durch Umkehr-Synchronmotoren 33 und 34 hin- und herbewegt, welche durch die Betätigung von Endschaltern im Schlitzeinrichtungsantrieb 30 über einen Stromkreis umgesteuert werden. Diese Synchronmotoren 33, 34 sind umkehrbar und mit mechanischen Querverschiebeeinrichtungen 33 und 39 gekuppelt, beispielsweise mit einem Randregler eines an sich bekannten Klein-Wicklers. Die Motoren 33, 34. die Querverschiebeeinrichtungen 38, 39 und verschiedene andere bekannte Teile der Vorrichtung sind der Übersicht halber ebenfalls in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist in Fig. 2 noch weiter erläutert, welche mit übertriebenen Abmessungen die beiden Endstellungen der Hin- und Herbewegung der Bahnsch'litzeini ichtung 13 und der Aufwickelwalzen 14 und 15 mit Bezug auf die Vorratsquelle 11 und das Verhältnis dieser Teile mit Bezug auf die Bahn 10 in diesen Stellungen zeigt Verschiedene Teile, beispielsweise die Leitwalze 17, sind aus dieser Darstellung aus Gründen d**r Übersichtlichkeit und zum besseren Verständnis weggelassen.

Aus F i g. 2 ergibt sich, daß, wenn sich die Schlitzeinrichtung 13 und die Aufwickelwalzen 14 und 15 in ihren linken Endstellungen befinden, der linke Rand 1Oe der Bahn 10 längs der Linie 40 durch das eine Randschlitzorgan 18 geschlitzt wird, während der rechte Rand lOeder Bahn 10 längs der Linie 41 durch das andere Randschlitzorgan 18 geschlitzt wird und die Mitte der Bahn 10 längs der Linie 42 durch das Mittenschlitzorgan 19 geschlitzt wird. In diesen Stellungen (die in F i g. 2 mit A bzw. B bezeichnet sind) können die Aufwickelwalzen 14 und 15 die Bahnen 21 und 22 in einer geraden Linie von der Schlitzeinrichtung 13 aufnehmen, um glatte Enden oder Kanten bei den auf die Aufwickelwalzen 14 und 15 aufgewickelten Wickel zu bilden bzw. zu erhalten.

Die Bahmchlitzeinrichturig 13 und die Aufwickelwalzen 14 und 15 werden dann ^;'. ihre rechten Endstellungen bewegt wie in F i g. 2 geze-'jt in weicher Stellung die Bahn 10 längs der Linien 40', 41' und 42' (als gestrichelte Linien dargestellt) geschlitzt wird. In diesen Stellungen (die mit C und D bezeichnet und durch gestrichene Linien dargestellt sind) können die Aufwikkelwalzen 14 und 15 die Bahnen 21 und 22 in einer geraden Linie von der Schlitzeinrichtung 13 her aufnehmen, wodurch glatte Kanten an den gewickelten Walzen in diesen Stellungen beim Wickeln und in allen Stellungen zwischen der linken und der rechten Endstellung erhalten werden.

Obwohl die Stellungen der Schlitzorgane 18 und 19 und der Aufwickelwalzen 14 und 15 in der Zeichnung feststehend zu sein scheinen, findet jedoch eine kontinuierliche zyklische Bewegung mit kurzen Verweilperioden in der linken und in der rechten Endstellung der Bewegung statt, so daß der geometrische Ort der Schlitzorgane 18 und 19 und der RJnder 21 e und 22e der Bahnen 21 und 22, welcher durch den Schlitzvorgang gebildet wird, eine abgestumpfte Sägezahnwelle von großer Wellenlänge und geringer Amplitude ist

Die Geschwindigkeit der Bahn 10 und die Geschwindigkeit der Querbewegung der Schlitzeinrichtung 13 ist derart, daß der maximale Winkel, der durch den Schlitz mit Bezug auf den Rand lOeder Bahn 10 eingeschlossen wird, wesentlich weniger als ein Bogengrad, im allgemeinen eine Angelegenheit von einigen Sekunden, beträgt. Beispielsweise ist bei typischen Bahngeschwindigkeiten von etwa hundert Meter je Minute und normalen Querbewegungsgeschwindigkeiten von weniger als 7 J5 cm je Minute der Winkel vernachlässigbar.

Die gesteuerte Schwingbewegung der Aufwickelwalzen 14 und 15 und der Bandschlitzeinrichtung 13 mit Bezug auf die Vo^atsquelle 11 verhindert daß sich fortsetzende Streifen unterschiedlicher Dicke, die gegebenenfalls in der Bahn 10 bestehen, wiederholt unmittelbar aufeinander gewickelt werden, wenn die aus der Bahn 10 erhaltenen Bahnen 21 und 22 auf die Aufwickelwaizen 14 und 15 aufgewickelt werden, und ergibt trotzdem gerade Kanten der gewickelten Bahnen 21, 22 beim Aufwickeln. Durch die schwingende Bewegung der Aufwickelwalzen 14 und 15 werden die Streifen unterschiedlicher Dicke seitlich verteilt, wodurch die kumulative Bildung von Streifen unterschiedlicher Dicke in einem bestimmten Bereich oder in einer Linie oder Zone der Bahnen 21 und 22 verhindert

werden, wenn die Bahnen auf die Aufwickclwalzen 14 und 15 aufgewickelt werden, und die zeitlich übereinstimmende Schwingbewegung der Schlitzeinrichtung 13 mit den Aufwickelwalzen 14, 15 läßt in den auf die Aufwickelwalzen 14 und 15 aufgewickelten Bahnen 21, 22 die gewünschten und erforderlichen geraden Kanten erzielen.

Es wäre natürlich möglich, die Probleme der Streifen von unterschiedlicher Dicke der beschriebenen Art dadurch zu lösen, daß nur den Aufwickelwalzen 14 und 15 eine Schwingbewegung mitgeteilt wird, ohne daß die Schlitzeinrichtung 13 in eine schwingende Bewegung versetzt wird, jedoch würde dies zu ungleichmäßigen Kanten in den gewickelten Bahnen 21,22 führen, welche dann durch ein zusätzliches Beschneiden oder durch erneute Wickelvorgängc entfernt werden müßten.

Es ist daher wichtig, daß die auf eine Aufwickelwalze aufzuwickelnde Bahn zu dieser Walze in einer

vprhältnismäßia crprarlpn I inip aplanat ιιπΗ rfaft Hip ·ο ο-· — ο ο- — ■-— ——— —.-

Bahn nicht relativ zu ihrer Vorratsquelle oder zu anderen Walzen oder Teilen der Gesamtvorrichtung während ihrer Bewegung von der Vorratsquelle zur Aufwickelwalze bewegt wird.

Diese beiden Ziele werden dadurch erreicht, daß die Schlitzeinrichtung 13 gleichzeitig mit den Aufwickelwalzen 14 und 15 mit Bezug auf die Vorratsquelle Il und die Bahn 10 hin- und herbewegt wird.

Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, ergibt die Hin-und Herbewegung der Bahnschlitzeinrichtung 13 in einer Richtung im rechten Winkel zur Bewegung der Bahn 10 die Ränder 21 e längs der Bahn 21 und die Ränder 22e längs der Bahn 22. Infolge der konstanten Schwingbewegung der Schlitzorgane 18 und 19, welche Ränder in Form abgestumpfter Sägezähne erzeugen, würden Wickel mit nicht ebenen Stirnflächen entstehen, wenn das Wickeln auf eine stationäre Aufwickelwalze erfolgt. Dieses ungleichmäßige Wickeln wird dadurch vermieden, daß den Aufwickelwalzen 14 und 15, im folgenden auch kurz Walzen 14, 15 genannt, im zeitlichen Verhältnis mit der Schwingbewegung der Schlitzeinrichtung 13 eine schwingende Bewegung mitgeteilt wird, wodurch sichergestellt wird, daß die Ränder 21 e und 22e der Bahnen 21 und 22 immer in einer geraden Linie oder in geradliniger Weise auf die Aufwickelwalzen 14 und 15 aufgewickelt werden. Ferner findet, da die Bahnschlitzeinrichtung 13 mit Bezug auf die Bahn 10 hin- und herbewegt wird, keine Bewegung der Bahn 10 oder der Bahnen 21 und 22 mit Bezug auf die Vorratsquelle 11 während des Schlitzvorgangs oder während der ganzen Bewegung der Bahn 10 bzw. Bahnen 21, 22 d^r Vorratsquelle 11 zu den Aufwickelwalzen 14 und 15 statt. Beschädigungen der Bahn 10 bzw. Bahnen 21, 22 während der Bewegung werden daher auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Obwohl im Vorangehenden eine elektrische Querbewegungsvorrichtung mit einer geeigneten Synchronisiereinrichtung beschrieben wurde, kann ein umkehrbarer Arbeitszylinder wirksam verwendet werden, sowie für die Schwingbewegung der Walzen eine die Bahnränder e, 22e abtastende Verstellvorrichtung. Durch die βο Verwendung solcher Verstellvorrichlungen wird die Notwendigkeit einer Verbindung /wischen der Schutzeinrichtung 13 und der Aufwickelschwirgvorrichtung vermieden, da sie Walzen 14, 15 dadurch verschieben,

., daß sie der Be.vegung der Ränder 21 c. 22c der Bahnen 21, 22 folgen. Die meisten Vorteile dieser letzten Methode, den Walzen 14, 15 eine schwingende Bewegung mitzuteilen, werden bis zu einem gewissen Grade durch Schwankungen aufgehoben, welche durch

id eine ,Übersteuerung« in der Verstellvorrichtung und durch fehlerhaftes Arbeiten verursacht werden, durch welche eine erhöhte Notwendigkeit /ur Wartung geschaffen wird.

Ferner kann, obwohl zwei Aufwickelwalzen 14, 15

i-i zum Aufwickeln von zwei flachen Bahnen 21, 22 auf diese gezeigt sind, eine einzige Bahn 10 auf eine einzige Aufwickelwalze aufgewickelt werden oder es können mehr als zwei Wickel auf Aufwickelwalzen aufgewickelt

jo Die vorangehende Beschreibung betrifft in erster Linie eine Bahnwickelvorrichtung zur Verwendung mit einer Bahn aus Kunststoffolie, die aus einer Fertigungsstraße stammt, beispielsweise aus einem Spannrahmen, der zur biaxialcn Orientierung einer Folie, beispielsweise einer Polyäthylenterephthalat-Folie. verwendet wird. Eine solche Folie wird gewöhnlich im wesentlichen in der Nähe ihrer Mittellinie und an den Bahnrändc;n, einsch^.s^lich der »Wulste« an diesen Rändern zum Erfassen durch die Spannrahmenklemmen, geschlitzt,

jo die gleichzeitig beschnitten werden. Die Rand-und Mittenschlitzorgane schwingen, wie beschrieben, gemeinsam hin und her, und führen eine veränderliche Beschneidung von jedem Rand aus. was zur Folge hat, daß der Mittelschlitz sich mit einer Wellenform in

Ji Übereinstimmung mit den Schlitzrändern der Bahn bewegt, um zwei Folien von im wesentlichen gleicher Breite mit im wesentlichen parallelen Kanten zu erhalten.

Die Beseitigung oder Verteilung fortdauernder Streifen von unterschiedlicher Dicke in einer Bahn und die Bildung glatter Endflächen oder Kanten an den gewickelten Walzen, die nach dieser Methode gebildet werden, hält nicht nur die Walzen von einer Verformung dadurch frei, daß gestreckte Zonen und faltenwerfende

■n Teile der Folie vermieden werden, sondern es wird auch die Vorbereitung für ein nachfolgendes Schlitzen zu geringeren Breiten wesentlich erleichtert und beschleunigt. Hierzu ist jedoch zu erwähnen, daß die Wickelvorrichtung nicht auf das Wickeln von Kunststof-

ϊο folien gemäß der vorangehenden Beschreibung beschränkt ist. sondern es können Bahnen aus irgetijeiner anderen Quelle wirksam dem Verfahren einer zeitlich gemeinsamen Schwingbewegung von Wickelwalzen beim Wickeln und Schlitzorganen beim Schlitzen längs jedes Randes und längs der Mitte unterworfen werden, so lange keine seitliche Bewegung der Bahn mit Bezug auf irgendwelche Teile des verwendeten besonderen Mechanismus erfolgt, bis die Bahn auf die Aufwickelwalze oder Aufwickelwalzen aufgewickelt ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Wickeln einer Bahn, insbesondere aus einem dünnen KunststoffmateriaL bei dem die Bahn kontinuierlich von einer Vorratsquelle zu einer oder mehreren hin- und herbewegten Aufwickelwalzen bewegt wird und mittels quer zur Bahn kontinuierlich hin- und herbewegter Bahnschlitzorgane geschlitzt wird, wobei die Hinund Herbewegungen der Bahnschlitzorgane und der Aufwickelwalzefji) zeitlich und räumlich so aufeinander abgestimmt sind, daß ein Wickel mit geraden Kanten gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (10) während ihrer Bewegung von der Vorratsquelle (11) & zu der oder den Aufwickelwalzen (14,15) so geführt wird, daß sie keine Bewegung quer zu ihrer Längsrichtung ausführt

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Vorratsquelle für die Bahn, mit Bahnschlitzorganen, die durch einen Schwingantrieb quer zur Bahn hin- und herbewegt werden, mit einer Anzahl Leitwalzen zur Förderung der Bahn und mit einer Aufwickelwalze, die zeitlich und räumlich abgestimmt auf die Bewegung der Bahnschlitzorgane durch eine Querverschiebungseinrichtung kontinuierlich hin- und herbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnschlitzorgane (18,19) in der freien Strecke der Bahn (10) zwischen zweien der Leitwalzen (16,17) angeordnet sind und daß die Leitwalzen (16,17) relativ zur Vorratsquelle (11) fest anj; .ordnet sind.