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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln einer
kontinuierlich zulaufenden Folienbahn aus Kunststoff, umfassend
eine Zuführeinrichtung für die Folie mit einer
drehbar antreibbaren Kontaktwalze, eine auf einer Wickelwelle anzuordnende
auswechselbare Wickelhülse auf die die Folie aufgewickelt
wird, eine Quertrenneinrichtung zur Quertrennung der Folienbahn
bevor ein Wickelwechsel stattfindet und Anlegemittel, die gewährleisten,
dass das von der Quertrenneinrichtung gebildete voreilende Ende
der getrennten Folienbahn an den Umfang der neuen Wickelhülse
angelegt wird.
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In
der
DE 42 13 712 C2 ist
eine Kontaktwalzenwickelmaschine der eingangs genannten Art beschrieben,
die sich zum rechts- und linksdrehenden Aufwickeln einer von einer
Zuführeinrichtung kontinuierlich zulaufenden bahnförmigen
Kunststofffolie eignet. Da es Kunststofffolien gibt, die sich in
der Beschaffenheit ihrer jeweiligen Oberfläche auf der
Ober- und Unterseite unterscheiden, verlangen die Weiterverarbeiter
der als Coils gewickelten Folien, dass die Folien so gewickelt sind,
dass je nach Anwendungszeck auf dem Coil entweder die eine oder
die andere Seite der Folie oben liegt. Dies lässt sich
erreichen durch Verwendung von Wickelmaschinen der genannten Art,
die wahlweise ein rechts- oder linksdrehenden Aufwickeln des Coils
ermöglichen. Eine Besonderheit liegt bei diesen Wickelmaschinen
in der Schneideinrichtung, die so ausgebildet ist, dass bei Aufwickeln
in dem einen Drehsinn ein Trennmesser in Richtung von der Kontaktwalze
weg durch die Folienbahn schneidet, während bei Aufwickeln
in dem anderen Drehsinn die Folienbahn eine Schlaufe bildet und
ein Trennmesser der Schneidvorrichtung zur Kontaktwalze hin durch
die Folienbahn schneidet.
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Bei
dieser bekannten Wickelvorrichtung weist die Schneidvorrichtung
zwei Führungsrollen auf, über die die Folienbahn
läuft, in der Stellung, die die Schneidvorrichtung vor
dem Trennvorgang einnimmt. Auf die Ausführungen zur prinzipiellen
Arbeitsweise einer solchen Wickelvorrichtung in der
DE 42 13 712 C2 , soweit
diese analog mit der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung
arbeitet, wird hiermit in vollem Umfang Bezug genommen. Ein Anliegen der
vorliegenden Erfindung liegt darin, eine alternative konstruktive
Lösung einer solchen Wickelvorrichtung zu schaffen, bei
der sich keine Führungsrollen an der Schneidvorrichtung
befinden. Derartige Führungsrollen können sich
bei größeren Breiten durchbiegen, so dass ein
unvollkommener Wickel produziert wird.
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Ein
wichtiger Punkt bei einer derartigen Wickelvorrichtung ist das korrekte
Anwickeln der Folienbahn auf die neue Wickelwelle bei einem Wickelwechsel,
wenn das Coil auf der vorherigen Wickelwell fertig gewickelt ist.
Dabei ist zu bedenken, dass die Folienbahn mit einer hohen Geschwindigkeit
gefördert wird und der Wickelwechsel bei laufender Maschine
erfolgt, so dass in einem sehr kurzen Zeitraum nach Durchtrennen
der Folienbahn das über die Kontaktwalze ankommende voreilende
Ende der Folienbahn auf die neue Wickelwelle angewickelt werden muss.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung
zu stellen, bei der eine Schneidvorrichtung ohne Führungsrollen auskommt
und Mittel vorhanden sind, die ein schlupffreies Anwickeln des Folienendes
auf die neue Wickelwelle im störungsfreien Dauerbetrieb
unterstützen.
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Die
Lösung dieser Aufgabe liefert eine Vorrichtung zum Wickeln
einer kontinuierlich zulaufenden Folienbahn aus Kunststoff der eingangs
genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass als Schneidvorrichtung ein Schneidtisch dient,
der wenigstens ein Führungselement aufweist, welches berührungslos
auf die Folienbahn einwirkt. Bevorzugt weist wenigstens ein solches
Führungselement des Schneidtisches Mittel auf, die beispielsweise über Druckluft
ein der Folienbahn zugewandtes Luftpolster an dem Führungselement
erzeugen, so dass die Folienbahn berührungslos mit geringem
Abstand über entsprechende Flächen des Führungselements gleitet.
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Besonders
bevorzugt sind im Rahmen einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung
Gleitflächen des Schneidtisches mit Öffnungen
versehen sind, über die ein Druckgas, insbesondere Druckluft austritt,
welches die den Gleitflächen zugewandte Oberfläche
der Folienbahn beaufschlagt. Diese Maßnahme hat neben der
Funktion, ein berührungsloses Gleiten der Folienbahn über
diese Gleitflächen der Führungselement zu ermöglichen,
noch den weiteren Effekt, dass nach dem Trennschritt das voreilende Ende
der ankommenden Folienbahn durch die Druckluft in Richtung auf die
neue Wickelwelle gedrückt werden kann, wodurch der Vorgang
des Anwickelns der Folienbahn auf die nunmehr zu bewickelnde neue
Wickelwelle unterstützt wird.
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Eine
bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung
sieht weiterhin vor, dass als Öffnungen für den
Austritt des Druckgases beispielsweise Schlitze, Bohrungen, Löcher,
Poren, Nuten oder Aussparungen im Bereich der Gleitflächen
des Führungselements vorgesehen sind. Es versteht sich,
dass eine Mehrzahl oder Vielzahl solcher Öffnungen vorgesehen
sein kann, wobei Anzahl, Größe und Abstand der Öffnungen
voneinander über weite Bereiche variieren können,
sofern der Zweck erfüllt wird, ein Luftpolster über
den Gleitflächen des Führungselements zu erzeugen,
welches ein berührungsloses Gleiten der Folienbahn über
diese Flächen ermöglicht.
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Wenn
beispielsweise das oder die Trennmesser der Schneidvorrichtung pneumatisch
betätigt werden, kann in vorteilhafter Weise die Druckluft
zur Erzeugung des Luftpolsters aus der Druckluftversorgung für
den pneumatischen Antrieb des Schneidmessers abgezweigt werden.
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Eine
bevorzugte mögliche konstruktive Lösungsvariante
der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Führungselement
wenigstens bereichsweise aus einem porösen Werkstoff besteht,
aus dessen Poren Druckgas, insbesondere Druckluft austritt, um das
Luftpolster zu bilden. Hierzu kann man beispielsweise einen porösen
Sinterkörper verwenden. Geeignete poröse Sintermaterialien
sind am Markt erhältlich.
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Das
Führungselement des Schneidtisches, an dem das Luftpolster
erzeugt wird, weist vorzugsweise wenigstens eine gekrümmte
Fläche auf, in deren Bereich Druckgas, insbesondere Druckluft
austritt, so dass die berührungslos über das Führungselement
gleitende Folienbahn beispielsweise im Bereich einer solchen gekrümmten
Fläche umgelenkt werden kann. Derartige gekrümmte
Flächen können beispielsweise durch Bereiche mit
Rundungen, das heißt Radien an dem Führungselement
gebildet sein, wobei die dreidimensionale Raumform einer solchen Führungsfläche
im Übrigen nahezu beliebig gestaltet sein kann. Die genannten
Bereiche mit Rundungen können beispielsweise nur Teilbereiche
eines Führungskörpers sein, der somit keineswegs
eine insgesamt zylindrische Form aufweist.
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Die
in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Detailbeschreibung.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher
beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1a bis 1e jeweils
schematisch vereinfachte Ansichten einer Wickelvorrichtung gemäß einer
ersten alternativen Ausführungsvariante der vorliegenden
Erfindung mit rechtslaufender Wickelwelle, in verschiedenen Arbeitsphasen,
um die Kinematik der Zusammenhänge zu erläutern;
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2a bis 2e jeweils
schematisch vereinfachte Ansichten einer erfindungsgemäßen
Wickelvorrichtung bei der diese jedoch mit linkslaufender Wickelwelle
arbeitet;
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3 eine
vergrößerte Detailansicht der Wickelvorrichtung
gemäß der Erfindung in Seitenansicht;
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4 eine
vergrößerte Detailansicht des Schneidtisches der
Wickelvorrichtung.
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Zunächst
wird auf die 1a bis 1e Bezug
genommen. Die Darstellung zeigt in jeweils schematisch vereinfachter
Form mehrere Ansichten einer erfindungsgemäßen
Wickelvorrichtung im sogenannten Rechtslauf in fünf verschiedenen
Arbeitsphasen. Der Begriff Rechtslauf bezieht sich auf die Drehung der
Wickelwelle mit dem hier bereits weitgehend fertig gewickelten Coil 10 in
der Zeichnung 1a in Pfeilrichtung. Diese dreht
sich wie man sieht rechts herum, das heißt im Uhrzeigersinn,
während sich die Kontaktwalze 11 entgegen dem
Uhrzeigersinn dreht. Man sieht in 1a weiterhin
die neue noch leere Wickelwelle 12, die sich in noch einer Übergabevorrichtung 13 befindet.
Die ankommende Folienbahn 14 gelangt beispielsweise über
eine Breitstreckwalze 15 auf die angetriebene Kontaktwalze 11,
läuft über einen Teilumfang der Kontaktwalze und
wird dann auf die Wickelwelle 12 gewickelt, so dass das
Coil 10 auf dieser mit der Zeit anwächst. An der
Kontaktwalze 11 befindet sich eine Wickelwellenübergabe 16,
in die die neue Wickelwelle 12 mittels der Übergabevorrichtung 13 eingelegt
werden kann. Diese Wickelwellenübergabe 16 ist
um die Achse der Kontaktwalze 11 schwenkbar. In der Darstellung
gemäß 1a befindet
sich die Wickelwellenübergabe 16 im unteren Bereich
etwa in der 6 Uhr-Stellung. In der zweiten Phase gemäß der
Darstellung von 1b ist die Wickelwellenübergabe 16 zwecks
Einlegen der neuen Wickelwelle etwa um eine halbe Umdrehung der
Kontaktwalze 11 nach oben in die 12 Uhr Stellung geschwenkt,
so dass nun mittels der Übergabevorrichtung 13 die
neue Wickelwelle 12 in die Wickelwellenübergabe 16 eingelegt
werden kann.
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Diese
Arbeitsphase ist in 1c dargestellt. Der Schneidtisch 17 ist
so angeordnet, dass er mit der Wickelwellenübergabe 16 gemeinsam
um die Achse der Kontaktwalze 11 schwenken kann, so dass
auch der Schneidtisch 17 sich in der Stellung gemäß 1c oben
befindet und zwar so, dass dieser unter der Folienbahn 14 zwischen
dieser und der Kontaktwalze 11 liegt. Wenn sich das Schneidmesser 20 nun
quer zur Folienbahn bewegt, wird die Folie durchtrennt. Es ist wichtig,
dass sofort nach dem Durchtrennen das freie voreilende Ende der
Folienbahn auf die zuvor in die Wickelwellenübergabe 16 eingelegte
neue Wickelwelle 12 angewickelt wird. Dieser Vorgang wird
durch ein an Führungselementen 19 des Schneidtisches
erzeugtes Luftpolster unterstützt, da die Luft so ausgerichtet
ist, dass das freie Ende der Folienbahn an die neue Wickelwelle 12,
die sich wie man sieht in 1c rechts
vom Schneidtisch 17 befindet, angedrückt wird
bzw. zu dieser hin bewegt wird.
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Nach
dem Einlegen der neuen Wickelwelle 12 in die Wickelwellenübergabe 16 schwenkt
die Übergabevorrichtung 13 nach unten wie man
in 1c erkennt. Die Folienbahn 14 wird auf
der neuen Wickelwelle 12 angewickelt. Das fertig gewickelte Coil 10 bewegt
sich in Pfeilrichtung von der Kontaktwalze 11 weg wie in 1c dargestellt
ist. Während des Wickelvorgangs auf der neuen Wickelwelle wächst
das neue Coil allmählich im Umfang. Das fertige Coil wird
abgelegt. Der Wickelwagen 21 fährt zurück
an die Kontaktwalze 11. Die neue Wickelwelle bewegt sich
in Pfeilrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn (siehe 1d)
in der Wickelwellenübergabe 16 in die 9 Uhr-Stellung,
während die Wickelwellenübergabe 16 weiter
nach unten schwenkt in die 6 Uhr-Stellung (siehe 1e),
die der Ausgangsstellung gemäß 1a entspricht.
Mit der Wickelwellenübergabe 16 bewegt sich auch
der Schneidtisch 17 nach unten in die 6 Uhr-Stellung. Es
ist dann die in 1e dargestellte Position erreicht,
in der das Coil 10 auf der neuen Wickelwelle 12 durch
den Wickelvorgang weiter anwächst bis zur Fertigstellung
des Coils, die dann einen erneuten Wickelwellenwechsel erforderlich
macht.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 2a bis 2e der
sogenannte Linkslauf bei einer erfindungsgemäßen
Wickelvorrichtung näher erläutert. In 2a ist
das nahezu fertig gewickelte Coil 10 dargestellt, wobei
man anhand des Pfeils dessen Wickelrichtung erkennt, die links und
entgegen dem Uhrzeigersinn und somit im umgekehrten Drehsinn ist
wie bei der zuvor beschriebenen Variante von 1a. Gleiche
Bauteile sind auch im Übrigen in 2 mit
gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1.
Die Kontaktwalze 11 dreht auch hier im entgegengesetzten
Drehsinn wie das Coil bzw. die Wickelwelle. Die Folienbahn 14 gelangt
hier zunächst von der Unterseite her auf die Oberfläche
der Kontaktwalze 11. Wickelwellenübergabe 16 und
Schneidtisch 17 befinden sich in der Position gemäß 2a wieder
in etwa in der 6 Uhr-Stellung. Die neue Wickelwelle 12 befindet
sich bei 2a noch in der Übergabevorrichtung 13.
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In 2b,
in der auch der Verlauf der Folienbahn 14 an dem Coil 10 dargestellt
ist, wurde das Coil für den bevorstehenden Wechsel etwas
von der Kontaktwalze 11 weg bewegt, so dass sich nun ein Abstand
zwischen Coil 10 und Kontaktwalze 11 ergibt. In
der Stellung gemäß 2c ist
die Wickelwellenübergabe 16 zusammen mit dem Schneidtisch 17 nach
oben geschwenkt etwa in die 12 Uhr-Stellung, wobei durch die Führungseinrichtungen
des Schneidtischs 17 die Folienbahn 14 mitgenommen wird
und sich eine Schlaufe 18 in der Folienbahn bildet. Anders
als bei dem Rechtslauf der Wickelwelle gemäß 1c befindet
sich bei 2c der Schneidtisch 17 von
der Folienbahn aus gesehen auf der der Kontaktwalze 11 abgewandten
Seite. Um die Folienbahn vor dem Wickelwellenwechsel zu durchtrennen muss
das Trennmesser 20 des Schneidtisches unmittelbar über
der Kontaktwalze 11 angeordnet sein.
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2d zeigt
nun wie die neue Wickelwelle 12 mittels der Übergabevorrichtung 13 in
die Wickelwellenübergabe 16 eingelegt wird. Das
Coil 10 ist nun fertig gewickelt und wird von der Kontaktwalze 11 weg
bewegt. Die Wickelwellenübergabe 16 bewegt sich
wie 2e zeigt über die 9 Uhr-Stellung in die Ursprungsstellung
(etwa 6 Uhr) zurück. Sofort nach dem Durchtrennen der Folienbahn 14 wird
die neue Wickelwelle 12 angewickelt, das nun auf der neuen Wickelwelle
neu entstehende Coil bewegt sich zunächst mit der Wickelwellenübergabe 16 bis
in die 9 Uhr-Stellung und wird dann in dieser Position weiter gewickelt.
Das durch den Trennvorgang entstandene freie voreilende Ende der
Folienbahn 14 wird auch hier von der im Bereich der Führungselemente 19 des
Schneidtisches 17 austretenden Druckluft unterstützend
in Richtung auf die neue Wickelwelle 12 bewegt, um den
Vorgang des Anwickelns zu unterstützen. Die Wickelwellenübergabe 16 bewegt
sich hingegen ohne das Coil weiter in die 6 Uhr-Stellung und die Übergabevorrichtung 13 bewegt
sich ebenfalls zurück in ihre obere Position, um dann wieder
eine neue Wickelwelle für den nächsten Wickelwechsel aufzunehmen.
Das neue Coil 10, welches nun gewickelt wird, befindet
sich dabei stets in Kontakt mit der Kontaktwalze 11. Diese
Stellung mit dem neuen Coil 10, welches anzuwachsen beginnt
ist in 2e dargestellt.
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Weitere
Details betreffend die Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Wickelvorrichtung ergeben sich aus der vergrößerten
Darstellung gemäß 3, auf die
nachfolgend Bezug genommen wird. Diese Darstellung beschreibt den
Linkslauf, wie er zuvor unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen
nach 2a–2e erläutert
wurde. Die Kontaktwalze 11 dreht sich rechts herum. Die
Wickelwelle 12 ist in 3 in fünf
unterschiedlichen Positionen dargestellt, einmal bei Kontakt des
sich aufwickelnden Coils mit der Kontaktwalze 11, einmal
mit Abstand zur Kontaktwalze 11 und einmal in der Zeichnung
ganz links mit dem fertig gewickelten Coil 10. Weiterhin
ist die Wickelwelle 12 dargestellt in einer Position in
der Übergabevorrichtung 13 oberhalb der Kontaktwalze 11 und
einmal nach dem Einlegen in die Wickelwellenübergabe 16.
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Man
erkennt in 3 auch gut die Schlaufe 18,
die die Folienbahn bildet, bevor sie durchtrennt wird. Weiterhin
ist in 3 die Wickelwellenübergabe 16 besser
erkennbar, wobei sie in zwei verschiedenen Schwenkpositionen dargestellt
ist, nämlich einmal in der oberen 12-Uhr-Position, die
in durchgezogenen Linien gezeichnet ist und einmal in einer unteren
Schwenkposition (etwa bei 7 Uhr), die in dünneren Linien
dargestellt ist. Daraus lässt sich erkennen, dass die Wickelwellenübergabe 16 um
die Achse der Kontaktwalze 11 schwenkbar ist.
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In 3 ist
weiterhin der Schneidtisch 17 dargestellt mit den Führungselementen 19 und
dem Schneidmesser 20. Man erkennt in 3 den
Wickelwagen 21, der die Wickelwelle 12 von der
Kontaktwalze 11 weg bzw. zu dieser hin transportiert und der
in 3 in zwei unterschiedlichen Positionen dargestellt
ist.
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Weitere
Details betreffend den Schneidtisch ergeben sich aus der vergrößerten
Darstellung gemäß 4. Dort
sind die beiden Führungselemente 19 des Schneidtischs 17 besser
erkennbar, über die die Folienbahn 14, 18 berührungslos
geführt wird. Im Linkslauf der Wickelwelle 12 wird
wie 4 zeigt, die Folienbahn 14, 18 über
das Führungselement 19 geführt, welches
sich in der Zeichnung rechts vom Schneidmesser 20 befindet,
das zur Durchtrennung der Folienbahn 18 in Querrichtung
dient. Das zweite Führungselement 19 (in der Zeichnung 4 links) wird
insbesondere bei der Führung der Folienbahn 14 im
Rechtslauf wirksam, wie aus 1b ersichtlich ist.
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- 10
- Coil
- 11
- Kontaktwalze
- 12
- neue
Wickelwelle
- 13
- Übergabevorrichtung
- 14
- Folienbahn
- 15
- Breitstreckwalze
- 16
- Wickelwellenübergabe
- 17
- Schneidtisch
- 18
- Schlaufe
- 19
- Führungselement
- 20
- Trennmesser
- 21
- Wickelwagen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4213712
C2 [0002, 0003]