WO2021052826A1 - Wickelvorrichtung zum aufwickeln einer materialbahn - Google Patents

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WO2021052826A1
WO2021052826A1 PCT/EP2020/075142 EP2020075142W WO2021052826A1 WO 2021052826 A1 WO2021052826 A1 WO 2021052826A1 EP 2020075142 W EP2020075142 W EP 2020075142W WO 2021052826 A1 WO2021052826 A1 WO 2021052826A1
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Matthias KÜKENSHÖNER
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Windmöller & Hölscher Kg
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer in einer Laufrichtung laufenden Materialbahn (101, 201) mit mindestens einem Messer (103, 203) zum Auftrennen der Materialbahn in Bahnrichtung in mehrere Teilmaterialbahnen (106, 107, 108, 109; 206, 207, 208, 209; 305, 306, 307, 308) und mit einer Umfaltvorrichtung (301, 302, 303) zum Umfalten der Kanten der Teilmaterialbahnen. Um eine Wickelvorrichtung bereitzustellen, die ein möglichst faltenfreies Aufwickeln einer Materialbahn mit umgefalteten Kanten ermöglicht, ist für jede Kante der Teilmaterialbahnen ein Umfaltelement (309, 310, 311, 312) vorgesehen. Mit einer ersten Oszilliervorrichtung ist das mindestens eine Messer (103, 203) quer zur Laufrichtung bewegbar. Mit einer zweiten Oszilliervorrichtung sind die Umfaltelemente für die in Laufrichtung gesehen linken Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Laufrichtung bewegbar. Mit einer dritten Oszilliervorrichtung sind die Umfaltelemente für die in Laufrichtung gesehen rechten Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Laufrichtung bewegbar. Mit einer Steuereinheit sind die erste Oszilliervorrichtung, die zweite Oszilliervorrichtung und die dritte Oszilliervorrichtung derart ansteuerbar, dass die umgefalteten Kanten der Teilmaterialbahnen versetzt aufwickelbar sind.

Description

Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn
Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer in einer Laufrichtung laufenden Materialbahn mit mindestens einem Messer zum Auftrennen der Materialbahn in Bahnrichtung in mehrere Teilmaterialbahnen und mit einer Umfaltvorrichtung zum Umfalten der Kanten der Teilmaterialbahnen.
Stretchfolien dienen zum Sichern und Verpacken von einzelnen Gütern, beispielsweise von auf Paletten gestapelte Säcke. Die Güter werden dabei mit der Stretchfolie umwickelt, sodass die Güter mithilfe der selbsthaftenden Stretchfolie miteinander verbunden werden. Es hat sich herausgestellt, dass die Ränder von Stretchfolien häufig Ausgangspunkt für einen Folienabriss während des Umwickelns und Verpackens sind. Beschädigungen an den Rändern bzw. an der Kante einer Stretchfolienrolle können diese unbrauchbar machen. Derartige Beschädigungen entstehen beispielsweise dann, wenn die fertig aufgewickelte Rolle einer Stretchfolie unsachgemäß transportiert wird oder zu Boden fällt. Es ist bekannt, dass die Stretchfolie durch ein Umfalten oder Falten der Ränder vor dem Aufwickeln auf eine Rolle resistenter gegenüber Beschädigungen wird und in der Folge weniger Abrisse auftreten. Allerdings führt ein Umfalten der Ränder auch dazu, dass bei kantengerader Wicklung der Folienrolle ein Kantenaufbau entsteht, der die Folienrolle ebenfalls unbrauchbar werden lässt. Beim Umfalten der Kanten ist es demzufolge erforderlich, die Ränder der Folie auf der Rolle versetzt zueinander zu aufzuwickeln. Dies kann beispielsweise durch ein seitliches Oszillieren des Wickels erfolgen.
Aus US 8,221 ,298 B2 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von umgefalteten Kanten einer Kunststoff-Folie bekannt, wobei hinter jedem Messer ein
Umfaltelement vorgesehen ist und wobei jedes Umfaltelement zwei umgefaltete Kanten erzeugt.
Aus WO 2015/055726 A1 ist eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer laufenden Materialbahn mit mindestens einem Messer zum Auftrennen der Materialbahn in Bahnrichtung in mehrere Teilmaterialbahnen und mit einer Faltvorrichtung zum Umfalten der Kanten der Teilmaterialbahnen bekannt. Die Wickelvorrichtung umfasst eine Oszilliervorrichtung, mit der das mindestens eine Messer quer zur Bahnrichtung bewegbar ist.
Aus EP 2952459 B1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Anzahl aufgewickelter Folienrollen bekannt, wobei die Folien in ihrem Randbereich durch Umfalten verstärkt sind. Die seitlichen Endabschnitte zweier nebeneinander angeordneter Folienabschnitte werden dabei mittels zweier benachbarter Umfaltelemente umgefaltet.
Bei den bekannten Wickelvorrichtungen sind die Falteinheiten direkt hinter den Messern angeordnet und mechanisch mit ihnen gekoppelt. Zum Falten der Kanten werden Falteinheiten eingesetzt, die die beiden gegenüberliegenden Kanten von benachbarten Folienbahnen gemeinsam umfalten. Hierbei wurde beobachtet, dass auf der Folie Falten entstehen können, die ihrerseits die Funktion der Folie beeinträchtigen können.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Wickelvorrichtung bereitzustellen, die ein möglichst faltenfreies Aufwickeln einer Materialbahn mit umgefalteten Kanten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Wickelvorrichtung nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Erfindungsgemäß ist für jede Kante der Teilmaterialbahnen ein Umfaltelement vorgesehen. Mit einer ersten Oszilliervorrichtung ist das mindestens eine Messer quer zur Laufrichtung bewegbar. Mit einer zweiten Oszilliervorrichtung sind die Umfaltelemente für die in Laufrichtung gesehen linken Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Laufrichtung bewegbar. Mit einer dritten Oszilliervorrichtung sind die Umfaltelemente für die in Laufrichtung gesehen rechten Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Laufrichtung bewegbar. Mit einer Steuereinheit sind die erste Oszilliervorrichtung, die zweite Oszilliervorrichtung und die dritte Oszilliervorrichtung derart ansteuerbar, dass die umgefalteten Kanten der Teilmaterialbahnen versetzt aufwickelbar sind.
Im Gegensatz zu den bekannten Wickelvorrichtungen ist mit der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung die Breite der umgefalteten Kanten einstellbar. Bei sich ändernden Maschinenparametern kann in entsprechender Weise die Breite der umgefalteten Kanten von der Steuereinheit konstant gehalten werden. Auf diese Weise kann immer die gleiche Anzahl an Folienlagen während einer Periode der oszillierenden Messer aufgewickelt werden, wodurch die Entstehung von Falten auf der Folie wirksam reduziert werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Oszilliervorrichtung, die zweite Oszilliervorrichtung und die dritte Oszilliervorrichtung jeweils aus einem von einem Motor angetriebenen Exzenter bestehen.
Nach einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass über die Steuereinheit die Frequenzen der ersten Oszilliervorrichtung, der zweiten Oszilliervorrichtung und der dritten Oszilliervorrichtung getrennt einstellbar sind.
Nach einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass über die Steuereinheit die Flübe der ersten Oszilliervorrichtung, der zweiten Oszilliervorrichtung und der dritten Oszilliervorrichtung getrennt einstellbar sind. Nach einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Dickenprofil der aufgewickelten Rolle gemessen und an die Steuereinheit weitergeleitet wird. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bahngeschwindigkeit der Materialbahn gemessen und an die Steuereinheit weitergeleitet wird.
Nach einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Materialbahn eine auf einer Gießfolienanlage oder auf einer Blasfolienanlage hergestellte Stretchfolie ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Messerbalkens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Messerbalkens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Umfaltvorrichtung und
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ansicht A gemäß Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Messerbalkens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Bei der Materialbahn 101 handelt es sich um eine auf einer Gießfolienanlage hergestellte Stretchfolie.
Die Stretchfolie 101 wird nach ihrer Fierstellung in die Richtung 102 transportiert und gelangt damit an den Messerbalken 103. Der Messerbalken 103 wird durch eine Oszilliervorrichtung in die Richtung 104 hin- und herbewegt und weist insgesamt 5 Schneidmesser 105 auf. An den Rändern entsteht links und rechts jeweils ein Verschnitt 111 und 112, der für andere Zwecke weiterverarbeitet werden kann. Hinter dem Messerbalken 103 entstehen S-förmige Streifen 106, 107, 108 und 109, und zwar etwa in der Form, wie diese in Fig. 1 dargestellt sind. Der S-förmige Rand muss dabei keineswegs gleichförmig sein. Amplitude und Frequenz der Bewegung der Oszilliervorrichtung können auch unregelmäßig sein. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die einzelnen Messer 105 einzeln angesteuert werden und somit verschiedene Bewegungen ausführen.
Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Messerbalkens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei der Materialbahn 201 handelt es sich wiederum um eine auf einer Gießfolienanlage hergestellte Stretchfolie.
Die Stretchfolie 201 wird nach ihrer Herstellung in die Richtung 202 transportiert und gelangt damit an den Messerbalken 203. Der Messerbalken 203 wird durch eine Oszilliervorrichtung in die Richtung 204 hin- und herbewegt und weist insgesamt 3 Schneidmesser 205 auf. Da die äußersten Ränder links und rechts unbeschnitten gelassen werden, entsteht im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kein Verschnitt.
Hinter dem Messerbalken 203 entstehen S-förmige Streifen 206, 207, 208 und 209, und zwar etwa in der Form, wie diese in Fig. 2 dargestellt sind. Der
S-förmige Rand muss dabei keineswegs gleichförmig sein. Amplitude und Frequenz der Bewegung der Oszilliervorrichtung können auch unregelmäßig sein. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die einzelnen Messer 205 einzeln angesteuert werden und somit verschiedene Bewegungen ausführen.
Die äußeren Streifen 206 und 209 weisen jeweils einen geraden und einen S-förmigen Rand auf und werden in dieser Form für spezielle Zwecke weiterverarbeitet. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Umfaltvorrichtung. Die Umfaltvorrichtung befindet sich in Laufrichtung gesehen hinter einem Messerbalken, zum Beispiel wie dieser gemäß Fig. 1 oder gemäß Fig. 2 beschrieben wurde. Die Umfaltvorrichtung besteht aus einer Traverse 301 , an eine erste Führungsschiene 302 und eine zweite Führungsschiene 303 befestigt sind. In Laufrichtung 304 laufen vier Teilmaterialbahnen 305, 306, 307 und 308, die zuvor an dem Messerbalken 103 bzw. 203 aus einer über die gesamte Breite laufenden Materialbahn aufgetrennt wurden. Die Umfaltvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass für jede Kante der
Teilmaterialbahnen 305, 306, 307 und 308 ein Umfaltelement vorgesehen ist. An der ersten Führungsschiene 302 sind die Umfaltelemente 309, 310, 311 und 312 verschieblich geführt, die somit die in Laufrichtung 304 gesehen die linken Kanten der Teilmaterialbahnen 305, 306, 307 und 308 umfalten. In entsprechender Weise sind an der zweiten Führungsschiene 303 die
Umfaltelemente 313, 314, 315 und 316 verschieblich geführt, die somit die in Laufrichtung 304 gesehen die rechten Kanten der Teilmaterialbahnen 305, 306, 307 und 308 umfalten. Die Umfaltelemente 309, 310, 311 und 312 sind mit der Getriebestange 318 verbunden, die von einem Exzentermotor 317 angetrieben wird. In entsprechender Weise sind die Umfaltelemente 313, 314, 315 und 316 mit der Getriebestange 320 verbunden, die von einem Exzentermotor 319 angetrieben wird.
Eine erste Oszilliervorrichtung wurde bereits mit Bezug auf den Messerbalken 103 gemäß Fig. 1 bzw. mit Bezug auf den Messerbalken 203 gemäß Fig. 2 beschrieben. Der Exzentermotor 317 stellt darüber hinaus eine zweite Oszilliervorrichtung dar, mit der die Umfaltelemente 309, 310, 311 und 312 für die in Laufrichtung 304 gesehen linken Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Laufrichtung 304 bewegbar sind. In entsprechender Weise stellt der Exzentermotor 319 eine dritte Oszilliervorrichtung dar, mit der die Umfaltelemente 313, 314, 315 und 316 für die in Laufrichtung 304 gesehen rechten Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Laufrichtung 304 bewegbar sind.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der zweiten Oszilliervorrichtung beschrieben. Entsprechendes gilt auch für die dritte Oszilliervorrichtung. Eine Drehbewebung des Exzentermotors 317 wird in eine Linearbewegung der Umfaltelemente 309, 310, 311 und 312 quer zur Laufrichtung 304 umgesetzt. Der Exzentermotor 317 läuft dabei nicht kontinuierlich um, sondern führt eine wechselnde Teildrehung innerhalb eines vorgegebenen Winkelsegments aus. Mit dem Öffnungswinkel des Winkelsegments kann damit der Hub der
Umfaltelemente 309, 310, 311 und 312 eingestellt werden. Weiterhin entspricht die Frequenz der wechselnden Teildrehung der Bewegungsfrequenz der Umfaltelemente 309, 310, 311 und 312. Werden die Hubbewegungen der Umfaltelemente 309, 310, 311 und 312 sowie der Umfaltelemente 313, 314, 315 und 316 mit einem Offset zueinander ausgeführt, kann darüber die Breite der umgefalteten Kante eingestellt werden.
Frequenz und Hub der drei Oszilliereinheiten werden durch eine Steuereinheit derart aufeinander abgestimmt, dass die umgefalteten Kanten der Teilmaterialbahnen versetzt aufwickelbar sind, sodass der oben erwähnte Kantenaufbau vermieden wird.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ansicht A gemäß Fig. 3. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit auf die Beschreibung gemäß Fig. 3 verwiesen wird. Darüber hinaus ist in der Darstellung gemäß Fig. 4 zu erkennen, dass jedes Umfaltelement einen ansteuerbaren Hubzylinder aufweist, wobei der Übersichtlichkeit halber in Fig. 4 nur der Hubzylinder von dem Umfaltelement 313 mit dem Bezugszeichen 401 gekennzeichnet ist. Mittels des Hubzylinders können die Umfaltelemente jeweils mit Bezug auf den Bahnweg hineingeschwenkt bzw. herausgeschwenkt werden. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die Rüstzeit für einen neuen Auftrag verringern, indem der Bediener das gleichzeitige Hineinschwenken mehrerer Umfaltelemente über einen entsprechenden Maschinenbefehl steuern kann. Außerdem können Folgeschäden bei Störungen vermieden werden, indem die Umfaltelemente bei Erkennen einer Störung automatisch aus dem Bahnweg herausgeschwenkt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Wickelvorrichtung zum Aufwickeln einer in einer Laufrichtung laufenden Mate rialbahn, mit mindestens einem Messer zum Auftrennen der Materialbahn in Laufrich tung in mehrere Teilmaterialbahnen, mit mehreren Umfaltelementen zum Umfalten der Kanten der Teilmaterialbah nen, wobei für jede Kante der Teilmaterialbahnen ein Umfaltelement vorgese hen ist, mit einer ersten Oszilliervorrichtung, mit der das mindestens eine Messer quer zur Laufrichtung bewegbar ist, mit einer zweiten Oszilliervorrichtung, mit der die Umfaltelemente für die in Laufrichtung gesehen linken Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Laufrich tung bewegbar sind, mit einer dritten Oszilliervorrichtung, mit der die Umfaltelemente für die in Laufrichtung gesehen rechten Kanten der Teilmaterialbahnen quer zur Lauf richtung bewegbar sind, und mit einer Steuereinheit zum Ansteuern der ersten Oszilliervorrichtung, der zweiten Oszilliervorrichtung und der dritten Oszilliervorrichtung derart, dass die umgefalteten Kanten der Teilmaterialbahnen versetzt aufwickelbar sind.
2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die erste Oszilliervorrichtung, die zweite Oszilliervorrichtung und die dritte Oszilliervorrichtung jeweils aus einem von einem Motor angetriebenen Exzenter bestehen.
3. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 2, wobei über die Steuerein heit die Breite der umgefalteten Kanten einstellbar ist.
4. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei über die Steuerein heit die Frequenzen der ersten Oszilliervorrichtung, der zweiten Oszilliervor richtung und der dritten Oszilliervorrichtung getrennt einstellbar sind.
5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei über die Steuerein heit die Hübe der ersten Oszilliervorrichtung, der zweiten Oszilliervorrichtung und der dritten Oszilliervorrichtung getrennt einstellbar sind.
6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei das Dickenprofil der aufgewickelten Rolle gemessen und an die Steuereinheit weitergeleitet wird.
7. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei die Bahngeschwin digkeit der Materialbahn gemessen und an die Steuereinheit weitergeleitet wird.
8. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, wobei die Materialbahn eine auf einer Gießfolienanlage oder auf einer Blasfolienanlage hergestellte Stretchfolie ist.
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