EP0523528A1 - Vorrichtung zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn - Google Patents

Vorrichtung zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn Download PDF

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EP0523528A1
EP0523528A1 EP92111589A EP92111589A EP0523528A1 EP 0523528 A1 EP0523528 A1 EP 0523528A1 EP 92111589 A EP92111589 A EP 92111589A EP 92111589 A EP92111589 A EP 92111589A EP 0523528 A1 EP0523528 A1 EP 0523528A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
contact roller
material web
roller
driven
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP92111589A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Mannaberg
Horst Koehler
Helmut Maier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emtec Magnetics GmbH
Original Assignee
BASF Magnetics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Magnetics GmbH filed Critical BASF Magnetics GmbH
Publication of EP0523528A1 publication Critical patent/EP0523528A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/044—Sensing web tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/195—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H23/1955—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations and controlling web tension

Definitions

  • the invention relates to a device for winding up a running material web, which is wound onto a winding tube until a certain winding diameter is reached, a contact roller pressing the material web against the winding tube.
  • the material web can be, for example, a paper web, a film web or one with a web magnetic coating provided plastic sheet.
  • the task is to separate the material web wound on a winding tube with a separating knife after reaching a certain winding diameter and to wind the new material web beginning that has been formed onto an empty winding tube while the full package is being removed and replaced by an empty winding tube.
  • the almost completely wound winding tube leaves its winding position.
  • a new sleeve to be wound takes its place.
  • the running web is cut between the new and wound winding tube and lies against the new tube, whereupon the process just mentioned begins again.
  • DE-OS 39 36 286 describes a suction roller for conveying a material web, in which one is made of porous sintered metal existing surface-treated roller body with a specific pore distribution across the width is used to convey the material web.
  • the German application P 40 03 927 describes a hollow roller suction device for conveying a material web, in which sealing wedges are attached laterally below the material web to reduce the suction vacuum.
  • the tape tension determines the winding hardness during winding and thus the quality of the material web.
  • the winding hardness can be adjusted, inter alia, by the pressure of the rollers (7, 9) on the winding and by the tape tension caused by the oscillating roller (5). If the tape tension is too low, the web tends to move sideways, but if the tape tension and pressing forces are too high, the material web can be damaged, or introduced particles or deformations impact on adjacent winding layers and the product is unusable.
  • the object of the invention was to achieve a uniform and preferably the lowest possible winding hardness of the wound web with the highest possible strip tension.
  • a wrinkle-free smooth winding pattern should be achieved even with a large winding diameter.
  • FIG. 1 shows the principle of the winding device according to the present invention.
  • a material web (2) coming from a coating device (not shown) passes through deflection rollers (4, 6), between which a pendulum roller (dancer roller) (5) is attached, which applies the required strip tension.
  • the web runs to the winding device to be described, consisting of the driven winding tube (14) onto which the winding is wound, to which a contact roller (7) is pressed.
  • a pressure roller (9) can be pressed onto the contact roller (7), which brings the contact roller to the speed of the material web.
  • the essence of the invention now consists in that the contact roller (7) as well as the winding tube (14) can be driven by a motor; Further statements are made below about the level of the driving forces.
  • Figure 2 shows another arrangement that is possible within the scope of the invention.
  • the material web (2) passes through a cooling roller (3) and a pendulum roller (5), between which there are deflection rollers or pressure rollers (1, 4, 6).
  • the web then runs over a further deflection roller (8) between a pressure roller (9) and an outer driven contact roller (7) onto the winding tube (14), with an additional inner dragged contact roller (7) lying opposite the outer driven contact roller (7). 12) is located.
  • Figure 3 shows a top view of the drive of the contact roller (7). It consists of a motor (10), for example a direct current motor, which drives the contact roller (7) via a belt drive (11) and a pneumatic coupling (13), which in turn acts on the winding (14).
  • a motor (10) for example a direct current motor, which drives the contact roller (7) via a belt drive (11) and a pneumatic coupling (13), which in turn acts on the winding (14).
  • the outer contact roller (7) has the task of ensuring the transfer of the material web (2) to the winding (14). By pressing the roller (7), the air layer wrapped between the individual layers of film is reduced, the winding becomes harder.
  • the point of application of the driven contact roller is chosen at the point where the material web (2) runs onto the winding (14).
  • the point of contact of the contact roller can also be arranged after the location of the web running onto the roll, even then the advantages according to the invention are retained.
  • the winder drive supplies the energy for driving the towed roller (12) via the material web and the frictional connection to the winding.
  • the inner contact roller (12) is particularly intended for operation in a so-called turret winder, in which the winding is not in contact with the outer contact roller (7) during turning. However, the roller (12) can rest against the winding (14) during the entire winding process.
  • the tape tension directly on the reel results in the dragged contact roller from the resulting tape tension, which is applied by means of the force of the pendulum roller (5), minus the tensile losses due to the frictional forces on contact and deflection rollers.
  • the tape tension acting on the reel and the pressure of the contact rollers determine the hardness of the reel at a selected speed.
  • the nominal strip tension is usually set quite low at 30-50 N according to the prior art.
  • FIG. 5 shows the force relationships during operation of the driven contact roller.
  • the belt tensile force F BZ acts counter to the web running direction, while the force F KW acting through the driven contact roller exists in the direction of the belt running.
  • a strip tension of 92 N was set before the reel (14), which was constant over the length of the film was.
  • the pressure of the driven contact roller was 600 N
  • the machine speed of the running material web was 200 m / min.
  • the pressure roller (9) pressed at 1.5 bar onto the contact roller (7). Without the driven contact roller, the winding hardness was about 125 units of measurement at the specified strip tension of 92 N, while with the driven contact roller the winding hardness was to be lowered far below 40 units of measurement without the risk of loop formation.
  • the contact roller (7) does not rest on the winding (14) as described.
  • the torque to be set for the winding process would be too high.
  • it must be reduced so that only the frictional moments of the drive system are compensated for or the drive is separated from the roller by a clutch (13).

Landscapes

  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)

Abstract

Beschrieben ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn, wobei eine Kontaktwalze die Materialbahn an den Wickel andrückt und wobei es ermöglicht wird, die Wickelhärte in weiten Bereichen unabhängig vom eingestellten Bandzug einzustellen, vorzugsweise zu senken, was durch einen motorischen Antrieb der Kontaktwalze auf die ebenfalls motorisch angetriebene Wickelhülse geschieht. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn, die solange auf eine Wickelhülse gewickelt wird, bis ein bestimmter Wickeldurchmesser erreicht ist, wobei eine Kontaktwalze die Materialbahn an die Wickelhülse andrückt.
  • Derartige, meistens vollautomatisch ablaufende Vorrichtungen sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt, beispielsweise aus dem US-Patent 3 918 654, der EP 0 395 830 sowie der deutschen Anmeldung Aktenzeichen P 41 07 127. Die Materialbahn kann beispielsweise eine Papierbahn, eine Filmbahn oder eine mit einer magnetischen Beschichtung versehene Kunststoffbahn sein. Bei den beschriebenen Vorrichtungen besteht die Aufgabe, die auf einer Wickelhülse aufgewickelte Materialbahn nach Erreichen eines bestimmten Wickeldurchmessers mit einem Trennmesser abzutrennen und den entstandenen neuen Materialbahnanfang auf eine leere Wickelhülse aufzuwickeln, während der volle Wickel abgenommen und durch eine leere Wickelhülse ersetzt wird. Zu diesem Zweck verläßt die fast vollständig bewickelte Wickelhülse ihre Aufwickelposition. An ihre Stelle tritt eine neu zu bewickelnde Hülse. Die laufende Bahn wird zwischen neuer und bewickelter Wickelhülse gekappt und legt sich an die neue Hülse an, worauf der eben genannte Vorgang von neuem beginnt.
  • Von besonderer Bedeutung ist es ferner, während sowie nach dem Beguß, beim Fördern und Aufwickeln von empfindlichen Materialbahnen wie Magnetbändern, daß weder die Magnetschicht noch die Folienrückseite beschädigt oder verkratzt wird. So beschreibt die DE-OS 39 36 286 eine Saugwalze zum Fördern einer Materialbahn, bei der ein aus porösem Sintermetall bestehender oberflächenbehandelter Walzenkörper mit bestimmter Porenverteilung über die Breite zum Fördern der Materialbahn verwendet wird. Die deutsche Anmeldung P 40 03 927 beschreibt einen Walzenhohlsauger zum Fördern einer Materialbahn, bei dem zur Reduzierung des Ansaugvakuums seitlich unterhalb der Materialbahn Dichtkeile angebracht sind.
  • Die Anmelderin der EP 0 064 291 hat gefunden, daß beim Aufwickeln einer Polyesterbahn ohne Beschädigung wie Falten und Knicke auch nach langer Lagerdauer zwischen der Wickelhärte H und dem Rauhigkeitswert Ra der Bahn die Beziehung bestehen soll

    H ≧ 0.67x³ - 10.61x² + 55.54x - 1.16
    Figure imgb0001

    wobei x = ln (1/Ra) ist und wobei die Bahn mit einer Kontaktwalze an den Wickel angepreßt wird.
  • Untersuchungen der Anmelderin der vorliegenden Erfindung haben gezeigt, daß insbesondere der Bandzug die Wickelhärte beim Aufwickeln und somit die Qualität der Materialbahn bestimmt. Die Wickelhärte kann, wie aus Figur 1 zu ersehen ist, unter anderem durch den Andruck der Walzen (7, 9) an den Wickel sowie durch den durch die Pendelwalze (5) bewirkten Bandzug eingestellt werden. Ist der Bandzug zu niedrig, so neigt die Bahn zum Querwandern, sind dagegen Bandzug und Andruckkräfte zu groß, so kann die Materialbahn beschädigt werden, beziehungsweise eingeschleppte Teilchen oder Deformationen schlagen auf benachbarte Wickellagen durch und das Produkt ist unbrauchbar.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei möglichst hohem Bandzug eine gleichmäßige und vorzugsweise möglichst niedrige Wickelhärte der aufgewickelten Bahn zu erzielen. Außerdem soll ein faltenfreies glattes Wickelbild auch bei großem Wickeldurchmesser erreicht werden.
  • Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einer Wickelvorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert und zwar zeigen
    • Figuren 1 und 2
    Querschnitte durch zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung
    Figur 3
    eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung gemäß Figur 2
    Figur 4
    einen Teil gemäß der Anordnung von Figur 2
    Figur 5
    die auf die Kontaktwalze wirkenden Antriebskräfte.
  • Die Figur 1 zeigt das Prinzip der Wickelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine von einer (nicht gezeichneten) Beschichtungsvorrichtung kommende Materialbahn (2) durchläuft Umlenkwalzen (4, 6), zwischen denen eine Pendelwalze (Tänzerwalze) (5) angebracht ist, welche den erforderlichen Bandzug aufbringt. Dann läuft die Bahn zu der näher zu beschreibenden Aufwickelvorrichtung, bestehend aus der angetriebenen Wickelhülse (14) auf die der Wickel aufgewickelt wird, an die eine Kontaktwalze (7) angedrückt wird. An die Kontaktwalze (7) kann zur Unterstützung des gewünschten Effekts eine Andruckwalze (9) angepreßt werden, welche die Kontaktwalze auf die Geschwindigkeit der Materialbahn bringt. Das Erfindungswesentliche besteht nun darin, daß die Kontaktwalze (7) ebenso wie die Wickelhülse (14) motorisch antreibbar ist; über die Höhe der Antriebskräfte werden weiter unten nähere Aussagen gemacht.
  • Eine weitere im Rahmen der Erfindung in Frage kommende Anordnung zeigt Figur 2. Dabei durchläuft die Materialbahn (2) eine Kühlwalze (3) sowie eine Pendelwalze (5), zwischen denen sich jeweils Umlenkwalzen beziehungsweise Andruckwalzen (1, 4, 6) befinden. Danach läuft die Bahn über eine weitere Umlenkwalze (8) zwischen einer Andruckwalze (9) und einer äußeren angetriebenen Kontaktwalze (7) auf die Wickelhülse (14) auf, wobei sich gegenüberliegend der äußeren angetriebenen Kontaktwalze (7) noch eine zusätzliche innere geschleppte Kontaktwalze (12) befindet.
  • Die Figur 3 zeigt in Draufsicht den Antrieb der Kontaktwalze (7). Er besteht aus einem Motor (10), beispielsweise einem Gleichstrommotor, der über einen Riemenantrieb (11) und eine pneumatische Kupplung (13) die Kontaktwalze (7) antreibt, die ihrerseits den Wickel (14) beaufschlagt.
  • Die äußere Kontaktwalze (7) hat die Aufgabe, die Übergabe der Materialbahn (2) auf den Wickel (14) zu gewährleisten. Durch den Andruck der Walze (7) wird die zwischen den einzelnen Folienlagen eingewickelte Luftschicht reduziert, der Wickel wird härter.
  • Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn der Angriffspunkt der angetriebenen Kontaktwalze am Ort des Auflaufens der Materialbahn (2) am Wickel (14) gewählt wird. Der Angriffspunkt der Kontaktwalze kann jedoch auch nach dem Ort des Auflaufens der Bahn auf den Wickel angeordnet sein, auch dann bleiben noch die erfindungsgemäßen Vorteile erhalten.
  • Die Energie zum Antrieb der geschleppten Walze (12) liefert der Wicklerantrieb über die Materialbahn und den Reibschluß zum Wickel.
  • Die innere Kontaktwalze (12) ist insbesondere für den Betrieb bei einem sogenannten Wendewickler vorgesehen, bei dem der Wickel während des Wendens nicht mit der äußeren Kontaktwalze (7) in Berührung ist. Jedoch kann die Walze (12) während des gesamten Wickelvorgangs am Wickel (14) anliegen.
  • Der Bandzug direkt am Wickel ergibt sich bei der geschleppten Kontaktwalze aus dem resultierenden Bandzug, welcher mittels der Kraft der Pendelwalze (5) aufgebracht wird, abzüglich der Zugverluste durch die Reibungskräfte an Kontakt- und Umlenkwalzen.
  • Der am Wickel wirksame Bandzug und die Andrücke der Kontaktwalzen bestimmen bei einer gewählten Geschwindigkeit die Härte des Wickels. Um niedrige Wickelhärten zu erzielen, wird normalerweise gemäß dem Stand der Technik der nominelle Bandzug mit 30 - 50 N recht niedrig eingestellt.
  • Die Figur 5 zeigt die Kraftverhältnisse bei Betrieb der angetriebenen Kontaktwalze. Entgegen der Bahnlaufrichtung wirkt die Bandzugskraft FBZ, während in Richtung des Bandlaufs die durch die angetriebene Kontaktwalze wirkende Kraft FKW besteht. Die resultierende Kraft F res = F BZ - F KW
    Figure imgb0002
     ist also die um den Kontaktwalzenmoment reduzierte Bandzugskraft. Sie soll entgegen der Bandlaufrichtung wirken. Durch das Antriebsmoment der Kontaktwalze (7) senkt sich das Moment des Motors des Wicklerantriebs (14). Wird dieses Verhältnis zwischen beiden Momenten so eingestellt, daß das Antriebsmoment des Motors (10) zu groß ist, so wird Fres = 0 oder eine Richtungsänderung (Fres < 0) resultiert, was zu einer Schlaufe im Wickel (Figur 4) führt; das Produkt ist dann natürlich unbrauchbar. Ist umgekehrt FKW zu klein, so wird die resultierende Kraft im wesentlichen durch den Bandzug bestimmt, der wie oben genannt, relativ hoch eingestellt wird, und die Wickelhärte wird in zu geringem Maße reduziert. Wird die Kontaktwalze durch den Motor gebremst, ändert FKW das Vorzeichen und die Wickelhärte nimmt sogar zu.
  • Aus dem oben Gesagten geht hervor, daß durch einen Antrieb der Kontaktwalze es möglich ist, den Bandzug zwischen Wickel und Kühlwalze beziehungsweise einem anderen Antrieb sowie Kontaktwalze und Wickel weitgehend unabhängig voneinander einzustellen, also einen hohen Bandzug vor dem Auflauf der Bahn auf den Wickel und einen geringen Zug nach der Kontaktwalze zu realisieren. Der Bandzug nach der Kühl- beziehungsweise sonstigen Antriebswalze wird durch die Pendelwalze eingestellt, der Zug nach der Kontaktwalze (7) ergibt sich durch das von der Walze durch den Motor (10) aufgebrachte Moment und den Bandzug. Durch Bremsbetrieb des Kontaktwalzenmotors (10) erhöht man den Bandzug, durch Antrieb der Kontaktwalze verringert man den Bandzug.
    • Beispiel
  • Bei einer zirka 4500 m langen und 65 cm breiten Magnetbandbahn, bestehend aus einer 10 µm dicken Polyethylenterephthalat-Folie, auf der 4 µm dicke Magnetschicht gegossen war, wurde ein Bandzug vor der Aufrollung (14) von 92 N eingestellt, der über die Folienlänge konstant war. Der Andruck der angetriebenen Kontaktwalze betrug 600 N, die Maschinengeschwindigkeit der laufenden Materialbahn betrug 200 m/min. Die Andruckwalze (9) drückte mit 1,5 bar auf die Kontaktwalze (7). Ohne angetriebene Kontaktwalze betrug bei dem angegebenen Bandzug von 92 N die Wickelhärte zirka 125 Maßeinheiten, während mit angetriebener Kontaktwalze die Wickelhärte weit tiefer als bis 40 Maßeinheiten zu senken war, ohne daß die Gefahr der Schlaufenbildung bestand.
  • Beim Wendebetrieb liegt die Kontaktwalze (7) wie beschrieben nicht am Wickel (14) an. Beim Anfahren einer Beschichtungsvorrichtung wie beim Wendebetrieb wäre das für den Wickelvorgang einzustellende Moment zu hoch gewählt. Es ist für diese Betriebszustände so zu reduzieren, daß nur die Reibmomente des Antriebssystems kompensiert werden oder der Antrieb wird von der Walze durch eine Kupplung (13) getrennt.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn (2), die solange auf eine Wickelhülse (14) mit einer bestimmten Bandzugskraft FBZ aufgewickelt wird, bis ein bestimmter Wickeldurchmesser erreicht ist, wobei mindestens eine Kontaktwalze (7, 12) die Materialbahn an die Wickelhülse andrückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelhülse (14) und mindestens eine Kontaktwalze (7, 12) motorisch antreibbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt der angetriebenen Kontaktwalze (7) am Ort des Auflaufpunkts der Materialbahn (2) auf den Wickel (14) erfolgt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt der angetriebenen Kontaktwalze (7) nachfolgend dem Ort des Anlaufpunkts der Materialbahn (2) auf dem Wickel (14) erfolgt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Andruckwalze (9) die Materialbahn (2) an die Kontaktwalze (7) anpreßt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft FKW der Kontaktwalze sowie die Bandzugskraft FBZ so gewählt werden, daß eine resultierende auf den Bandwickel (14) wirkenden Kraft F res = F BZ - F FKW
    Figure imgb0003
     entgegen der Wickelrichtung besteht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Kontaktwalze (7) über einen Motor (10), eine Kraftübertragung (11) und eine Kupplung (13) geschieht.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmoment der Kontaktwalze beim Anfahren der Materialbahn oder beim Wendebetrieb eines Wendewicklers reduziert oder durch eine zuschaltbare Kupplung (13) ausgeschaltet wird.
EP92111589A 1991-07-18 1992-07-08 Vorrichtung zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn Withdrawn EP0523528A1 (de)

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DE19914123761 DE4123761A1 (de) 1991-07-18 1991-07-18 Vorrichtung zum aufwickeln einer laufenden materialbahn
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