DE3039846A1

DE3039846A1 - Verfahren zum wickeln weichelastomerer baender

Info

Publication number: DE3039846A1
Application number: DE19803039846
Authority: DE
Inventors: Richard H. Neenah Wis. Frick; Randolph J. Appleton Wis. Hill; Hugo L. Kons; Marion C. Morris
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1979-10-22
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1981-04-30
Also published as: CA1156995A; AU6346980A; ZA806500B; FR2467811A1; AU547129B2; JPS5665767A; FR2467811B1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines elastomeren Bandes auf eine konventionelle Spule und die daraus resultierende Spule mit dem aufgewickelten Band.

Elastomere Bänder kommen infolge ihrer geringen Dicke, ihrer Elastizität und ihrer verhältnismäßig einfachen Herstellung in zunehmendem Maße in der Bekleidungsindustrie zur Verwendung.

Beispielsweise werden Bänder auf der Basis" von weichem Polyurethan verwendet. Erzeugt werden diese Bänder üblicherweise dadurch, daß ein geblasener Film oder eine extrudierte Bahn in der gewünschten Breite geschnitten wird. Verkauft werden solche Bänder entweder als Rollen einer bestimmten Breite oder lose eingelegt in große Schachteln. Es wäre außerordentlich vorteilhaft, wenn elastomere Polyurethanbänder auf große Spulen aufgewickelt werden könnten und für kommerzielle Verfahren wieder davon abgewickelt werden könnten.

Jedoch sind mit der Verwendung von Polyurethanbändern gewisse -Nachteile verbunden. Durch die Natur des Materials neigen die Bänder zum Verwickeln und Verdrehen. Dies verhindert das Abwickeln größerer Längen oder Mengen des in Rollen einer Dicke vorliegenden Polyurethanbandes oder die Entnahme größerer Längen aus den großen Schachteln, in denen es lose eingelegt ist. Deshalb ergeben sich bei der Verwendung dieser Rollen oder Schachteln bei kommerziellen Arbeitsverfahren einige Probleme. Einer der offensichtlichsten und gravierendsten Nachteile liegt darin, daß bei der Zuführung eines Bandes aus einer Schachtel oder einer Rolle der Vorrat bei Hochgeschwindigkeitsverarbeitung rasch erschöpft ist. Z.B. wird dieses elastomere Material in Bandform zur Herstellung vorgefertigter Diapyre (Durchspießungs- oder Durchnadelungsfalten) eingesetzt, welche das Elastomer als

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Bünde für Beinöffnungen bzw. Hosenbeine "benutzen. Da zudem kein mechanischer Weg gefunden werden konnte, auf dem die Enden von Polyurethanbändern fliegend gespleißt werden können, muß zum Einsetzen einer neuen Solle das Verfahren angehalten werden. Dies ist mühsam und führt zu erheblichen Totzeiten bei diesem ansonsten weitgehend automatisierten Hochgeschwindigkeitsverfahren. Bei der Verwendung von mit Bandmaterial gefüllten Schachteln, aus denen das Band abgezogen wirdj sind Verdrehungen und Verschlingungen unvermeidlich, welche sich in der Maschine verknäueln und ebenfalls zu- Totzeiten führen, da die Maschinen angehalten werden, obwohl grundsätzlich in solchen Schachteln größere Bandlängen enthalten sind, als auf einer Rolle einer bestimmten Bandbreite.

Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann ein Band aus weichem Elastomer auf eine große Spule aufgewikkelt werden, wodurch eine erheblich größere Menge an gespeichertem Band erreicht,wird. Ferner ist ein kontinuierliches Abziehen des Bandes mit hoher Geschwindigkeit möglich, indem in Kombination eine an ihrer Oberfläche angetriebene Abnahmespule.,und eine nahe an der Abnahmespule und zwischen dem Zuführmechanismus und der Abnahmespule angeordnete, vertikale Führung vorgesehen ist. Dabei wird eine horizontale Querbexiegung für das Band erzeugt^ und zwar durch eine horizontale Bewegung entweder der Spule mit ihrem Antriebsrad oder der vertikalen Führung, wobei ein exakt vorherbestimmtes und eingestelltes Anhalten des Abwickelvorganges bzw. der Querbewegung nahe den äußeren Bändern an äeder Seite der Spule eingestellt wird. Dazu kommt, daß während des Transportes des Bandes beim Abwickeln eine ausreichende Baxlspannung aufrechterhalten wird, so daß das Abwickeln ohne nennensxfertes Durchhängen des Bandes erfolgen kann, wobei jedoch darauf geachtet wird, daß das Band nicht über-

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dehnt wird. Weichelastomere Bänder, wie sie erfindungsgemäß eingesetzt werden sollen, gehören zu jener Gattung von Materialien, die eine hohe Elastizität "bei gleichzeitig leicht deformierbarer Oberfläche besitzen. Ein Beispiel eines solchen Materials ist "Tuftan 410 - Polyurethan" (eingetragenes Warenzeichen der Eirma B.P. Goodrich Company, Akron, Ohio). Gemäß den Normvorschriften (ASTM D 882-61T, MD) hat dieses Material eine Zugfestigkeit von 420 kp/cm , einen Dehnungsmodul von 119 kp/cm bei 100 % Dehnung (Banddicke: 0,0254 mm) eine Bruchdehnung von 350 %. Andere verwendbare Elastomere zeigen ähnliche Eigenschaften. Es sind dies bestimmte Silikon-Elastomere, auch Weichgummi kann erfindungsgemäß eingesetzt werden. Die Bezeichnung "Band" betrifft einen Elastomerstreifen mit ebenen Oberflächen und einer Breite, die nicht mehr beträgt, als ca. 50,8 mm. Das Verhältnis zwischen der Breite und der Dicke beträgt mindestens 3:1. Bei dem obenerwähnten Tuftan-Polyurethan beträgt die Dicke 0,0381 mm und das Breiten / Dickenverhältnis 33313 ' 1· Wie auf der Hand liegen dürfte, ergeben sich besondere Schwierigkeiten beim Auf- bzw. Abwickeln, wenn das Band nicht nur verhältnismäßig dünn, sondern auch sehr schmal ist. Andererseits wird die Verarbeitung des Bandes auch dann schwierig, wenn dieses bahnenförmige Abmessungen hat und erfindungsgemäß verarbeitet werden soll. Jedoch ist dann das Problem der Faltenbildung und der Verdrehung beim Wickeln sowie der ungleichen Ablagerung auf der Spule weniger schwerwiegend. Die Erfindung ist jedoch vorwiegend zum Verarbeiten solcher Bänder gedacht, die besonders dünn und verhältnismässig schmal bemessen sind, d.h. die ein Breiten / Dickenverhältnis von 10 : 1 und zweckmäßigerweise mehr als 100 : bei einer Breite von 25₅4 mm oder weniger haben.

Zusammengefaßt, ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Aufwickeln eines weichelastomeren Bandes auf Spulen gerichtet,

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deren Breite erheblich, größer ist als die Breite des Bandes. Das Verfahren enthält das Aufwickeln des Bandes auf eine an der Oberfläche angetriebene Spule. Das Band läuft von einer Zufuhrquelle ab und durch vertikale Führungen, die in der Nähe einer Aufnahmespule angeordnet sind. Eine Querbewegung des Bandes wird entweder durch Verschieben der vertikalen Führungen oder durch Verschieben des Abnahmemechanismus über eine bestimmte horizontale Breite bewirkt, die geringer ist als die Spulenlänge, damit das Band nicht auf die Seitenränder der Spule aufläuft. Die Erfindung umfaßt ferner die Spule mit dem darauf aufgewickelten weichelastomeren Band, wobei das Band in einer Dicke aufgewickelt ist, die ein mehrfaches der Dicke des Bandes beträgt und in einer Länge vorliegt, die mein mehrfaches größer als die Breite des Bandes ist.

Nachstehend wird anhand der Zeichnungen das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine erfindungsgemäß mit aufgewickeltem Band versehene Spule erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Wickeleinrichtung, mit der das ' erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, bei dem eine Rolle mit 12,7 mm breitem Polyurethan in einer Länge von annähernd 1200 m auf einer Abwickeleinrichtung 10 angeordnet ist. Die Rolle wird um eine Achse 13 gedreht, welche auf einem Gestell 12 ruht. Die Rolle befindet sich herstellerseits bereits auf einem Kern 11. Das die Rolle bildende Band R läuft

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über eine Richtwalze 14-, die das Band horizontal ausrichtet/ und läuft dann zwischen vertikalen Führungswalzen 21 durch, die eine geringe Trägheit besitzen. Dahinter läuft das Band R unter eine Antriebsrolle '25 ein und auf eine Aufwickelspule 30 auf. Die Antriebsrolle 25 steht über einen Riementrieb mit einem Antriebsmotor M in Verbindung. Ton der Antriebsrolle 25 erstreckt sich ein Riementrieb 22 zu einer Quer-Vorschubeinrichtung 20 für die vertikalen Führungsrollen 21.

Obwohl die vertikalen Führungswalzen 21 hier auf der Vorschubeinrichtung 20 montiert gezeigt sind, Was eine vorteilhafte Lösung darstellt, ist dies jedoch nicht unbedingt erforderlich. Aus Fig. 2 sind in der Vorschubeinrichtung 20 angeordnete Anschläge 24 erkennbar, die in einem bestimmten gegenseitigen Abstand stehen, der auf die Länge der Rolle 30 abgestimmt ist und dem die vertikalen Führungswalζen 21 bewegbar sind.

Gemäß Fig. 1 ist die Aufwickelrolle 30 auf einer Achse 33 gelagert, die in einem gabelartig ausgesparten Bock 31 liegt. In der Aussparung sind Zähne 32 ausgebildet, die mit Zähnen auf der Achse 33 zusammenarbeiten, derart, daß die Höhenlage der Achse durch eine Bewegung auf den Zähnen 32 bei zunehmendem oder abnehmendem Außendurchmesser der Rolle 30 entsprechend nachgestellt wird. Alternativ dazu könnte auch eine frei eingespannte Welle auf einem Lagerzapfen verwendet werden, mit der die Höhenlage der Rolle 30 verstellbar ist. Diese Höhenverstellung kann auch auf weitere, bekannte Art und Weise bewerkstelligt werden.

Die vertikalen Führungen sind hier als Walzen 21 dargestellt. Die vertikalen Führungen sind von besonderer Bedeutung für die Erfindung, da sie das Falten des Bandes beim Aufwickeln verhindern. Damit diese Funktion einwandfrei ausgeführt wird,

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ist es wichtig, daß die Führungswalzen nahe an der Aufnahmespule angeordnet sind. Bei Verarbeiten des vorerwähntoi Tuftan-Polyurethanbandes sind die Walzen nicht näher als 11,6 cm an die !!reibwalze 25 herangesetzt, um sicher zu arbeiten.Das ist notwendig, damit ein Durchhängen oder Verdrehen des Bandes, das üblicherweise sehr leicht eintritt, vermieden wird. Die Walzen dienen ferner grundsätzlich dazu, eine gleichmäßige Bandspannung in der ganzen Einrichtung aufrechtzuerhalten.

Der Abstand zwischen den vertikalen Führungen und der Treibwalze kann sich je nach dem verwendeten Bandmaterial, der gewählten Bandspannung, Brextensteifxgkeit und der Dicke des Materials, und anderer Faktoren, ändern. Dieser angegebene Abstand ist jedoch ein allgemeiner Parameter und eine grundsätzliche Anweisung für die Verarbeitung solcher Materialien.

Eine Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft durchgeführt werden kann,, wird in der US-PS 2 94-0 beschrieben und durch die Fa. Amacoil Machinery, Inc., New Rochelle, New York 10801, vertrieben. Auf die vorerwähnte US-PS wird hiermit aus Gründen der Offenbarung nachdrücklich verwiesen. Obwohl diese Vorrichtungen in der Vergangenheit hauptsächlich zum Aufwickeln von Metalldraht und dergleichen eingesetzt wurden, ist bisher keine Anwendung einer solchen Vorrichtung zum Aufwickeln von weichelastomeren Bändern bekanntgeworden.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist deutlich erkennbar,■ daß das Aufwickeln des Bandes erheblich vereinfacht wird, wenn die Aufwickelstelle an der Sammelrolle, die Abwickelstelle von der Abwickeleinrichtung und die Führungen in einer einzigen horizontalen Ebene liegen. Allerdings wird der Rahmen der Erfindung dann nicht verlassen, wenn sich Abweichungen von dieser Anweisung nicht vermeiden lassen.

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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner ein Verzögerungsmechanismus enthalten, der zeitlich abgestimmtes Anhalten der Querbewegung einsteuert, ehe die Bewegungsrichtung umgekehrt wird. Mit dieser Maßnahme kann das Aufwickeln im Randbereich der Spule verstärkt durchgeführt v/erden, wodurch sich insgesamt eine größere Menge an aufgewickeltem Band ergibt. Dieses Merkmal ist ebenfalls bei der von der Fa. Amacoil Company vertriebenen Maschine gegeben.

Wichtig ist ferner, daß die Querbewegung beim Aufwickeln sukzessive derart verstellbar ist, daß bei zunehmender Wickeldicke

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das Ausmaß der Querbex\regung verringert wird, so daß die fertig gewickelte Spule oder Rolle 30 kegelstumpfförmige Endbereiche zeigt (Fig. 2).

Wenn Tuftan 410, was in Rollen mit ca. 1200 m erhältlich ist, in der vorbeschriebenen Weise aufgewickelt wird, entsteht eine fertige Spule oder Rolle JO, auf der das Tuftanband mit einer radialen Dicke von ca. 254 mm und einer Wickelbreite von 304,8 mm vorliegt. Die Gesamtlänge an aufgewickeltem Band beträgt dann ca. 1620C m, im Vergleich zu den 1200 Laufmetern, die auf der üblicherweise erhältlichen Einzelrolle aufgewikkelt sind.

Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß mehrere Wickeleinrichtungen und mehrere Führungen vorgesehen sind, von denen jede Führung eine Quervorschubeinrichtung und Anschläge aufweist. Diese arbeiten dann auf eine entsprechend lang ausgebildete Rolle oder Spule 30· Auf diese Weise könnten gleichzeitig mehrere Bänder von entsprechend vielen Einzelrollen auf die Spule aufgewickelt werden, wobei die Bänder unterschiedliche Abschnitte der Spule füllen. Der Aufwickelvorgang kann auf diese Weise erheblich beschleunigt werden. Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß das zuvor erläuterte Verfahren auch in

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umgekehrter Richtung abläuft und die Spule oder Rolle 30 als Zuführmechanismus für kommerzielle Verfahren zum Verarbeiten von elastomerem Material dient. Dies kann beispielsweise bei der Herstellung von Diapyren der Fall sein. Dabei wird das Band von der Spule bzw. Rolle 30 durch stationäre Vertikalführungen abgezogen. Die Rolle oder Spule 30 wird von der Treibwalze angetrieben. Abgewickeltes Band läuft in eine Vorrichtung ein, die das Band dann in das kommerzielle Verfahren in gewünschter Weise direkt einführt, wobei die Vorrichtung das Band geradlinig aufnimmt. Infolge des in außerordentlich großer Länge vorliegenden Bandvorrates " uxnd der Ausschaltung der bisher unvermeidbaren Verdrehungen - das bisher übliche Spleißen oder Verbinden der Bandenden beim Rollenwechsel fällt weg - ist die Verwendung dieses empfindlichen Materials für besondere, kommerzielle Weiterverarbeitungsverfahren erheblich vereinfacht. Die Bandzuführung trägt in besonderer V/eise den Anforderungen Rechnung, die bei solchen kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Verfahren gegeben sind.

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Claims

PATEN !ANWÄLTE U 3 9 8 4 6 KIWBERLY-CLARK CORPORATION Heenah, Wisconsin 5^956 USA A. GRUNECKER DIPL-INa H. KINKELDEY DH-INa W. STOCKMAIR OfI-ING · AoS(OM-TECH K. SCHUMANN P. H. JAKOB G. BEZOLD DR. FERN«:· DCFt-CHEM. 8 MÜNCHEN MAXIMILIANSTRASSE ρ 15 609 21- Oktober 1980 Verfahren zum Wickeln weichelastomerer Bänder Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wickeln eines wexchelastomeren Bandes auf Spulen mit gegenüber der Breite des Bandes erheblich größerer Breite, gekennzeichnet durch

a) Einführen des von einem Bandspeicher kommenden Bandes zwischen zwei im wesentlichen vertikal und nahe aneinanderliegende Glieder, die eine vertikale und quer zur Bandlaufrichtung liegende Führung "bilden, die mit reibungsarmen Oberflächen gegen das Band anliegt;

b) fortlaufendes Aufwickeln des Bandes auf eine frei drehbare Spule;

c) Drehen der Spule mit einer angetriebenen Walze, die mit der Spule über annähernd deren gesamte Länge in Oberflächenkontakt steht;

TELEFON (Ο8Θ) 22 28 Θ2

TELEX OS-29 3BO

TELEORAMME MONAPAT

TELEKOPIERER

d) Aufrechterhalten einer niedrigen und gleichförmig ein- \ wirkenden Andrückspannung zwischen der Walze und der Spule;

e) Erzeugen einer horizontalen Vorschubbewegung zwischen der vertikalen Führung und der Spule, um ein gleichmässiges Aufwickeln entlang der Oberfläche der Spule zu gewährleisten;

f) bewegbares Einstellen der Endpunkte der relativen Querbewegung, um einen kegelförmigen Endverlauf aus den einzelnen Schichten des flachliegend aufgewickelten Bandes zu erzeugen; und ,

g) Umkehren der Richtung der horizontalen Relativbewegung zwischen der Spule und der Führung, sobald sich das aufgewickelte Band einem Ende der Spule bzw. des Wickels auf der Spule nähert, wobei die Bandspannung zwischen der Abwickeleinrichtung und der Aufwiekelspule aufrechterhalten bleibt, um ein nennenswertes Durchhängen des Bandes einerseits und eine nennenswerte Dehnung des Bandes andererseits zu vermeiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band durch die Führung der Aufwickelspule einer horizontalen Ebene zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Band ein Polyurethanband mit einer Zugfestigkeit von 4-20 kp/cm , einem Dehnungsmodul von 119 kp/cm bei 100 % Dehnung und eine Bruchdehnung von 350 % ist, und daß der Abstand zwischen der vertikalen Führung und der Aufwiekelspule mindestens 101,6 mm beträgt, dabei jedoch klein genug ist, um eine ausreichende Führung zu gewährleisten.

4-. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Bandes von einer Vielzahl von Bandspeichern erfolgt, deren jeder eine eigene Vertikalführung besitzt. ' 130018/0897

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Führung um ihre Vertikalachse verdrehbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß "beim Umkehren der ReIativbewegungsrichtung zwischen der Spule und der Führung zum Aufwickeln des Bandes nahe dem Ende der Spule "bzw. des Wickels auf der Spule eine Verzögerung der Horizontalbewegung eingesteuert wird.

7· Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung ein Extruder ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Breiten /. Dickenverhältnis des Bandes grosser als 3 ^: 1 ist.

9· Spule mit aufgewickeltem, weichelastomerem Band bzw. einem Wickel aus weichelastomerem Band, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Spule bzw. des Wickels mindestens das fünffache der Breite des Bandes beträgt, daß die Wickeldichte mindestens das hundertfache der Banddicke beträgt, und daß das Breiten / Dickenverhältnis des Bandes größer als J : 1 ist.

10. Spule bzw. Wickel nach Anspruch 9 5 dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß das Elastomer ein Polyurethan mit

ρ
einer Zugspannung von 420 kp/cm , einem Dehnungsmodul von

119 kp/cm bei 100 % Dehnung und einer Bruchdehnung von 550 % ist.

11. Verfahren zum Abwickeln einer großen Spule mit einem Wikkel aus weichelastomeren Band, gekennzeichnet durch

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a) Antreiben einer frei drehbaren Spule mit einem Elastomer - Bandwickel durch, an der Oberfläche des Wickels angreifende Antriebsmittel;

b) Durchführen des laufenden Randes des Bandes zwischen nahe aneinandergesetzte, vertikale Eührungsglieder;

c) Abwickeln durch Tertikaie Führungen; und

d) Zuführen des laufenden Randes des Bandes zu passenden Aufnahme-Mitteln.

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