CH678419A5

CH678419A5 -

Info

Publication number: CH678419A5
Application number: CH1526/89A
Authority: CH
Inventors: Gottlieb Looser
Original assignee: Gottlieb Looser
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1991-09-13
Also published as: DE69016818T2; IT9020101A1; IT1239710B; FR2646149B1; US5275348A; GB9008871D0; GB2231034A; DE4012369A1; EP0394197A2; DE69016818D1; EP0394197A3; EP0394197B1; GB2231034B; FR2646149A1; IT9020101A0

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer laufenden, praktisch endlosen Bahn aus flexiblem Material, insbesondere aus Kunststoffolie.

Verfahren dieser Art und Vorrichtungen zu ihrer Durchführung, nachfolgend kurz als «Wickler» bzw. bei entsprechender Verwendung auch als «Folienwickler» bezeichnet, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und werden insbesondere im Zuge der Herstellung oder Verarbeitung von Kunststoffolien unterschiedlicher Typen häufig verwendet.

Gemeinsam ist den meisten Verfahren dieser Art, dass die meist rasch (z.B. 30 bis 150 m/min) laufende Folienbahn, wie sie typisch aus einem Breitschlitz- oder Blasschlauchextruder oder einer Folienverar-beitungsanlage erhalten wird, auf eine Folge von Hülsen zur Bildung einer entsprechenden Folge von Bahnwickeln aufgewickelt wird. Dabei wird die Bahn getrennt, wobei das Ende des vorangehenden Bahnabschnitts auf den fertigen Wickel läuft und dieser entladen wird, während gleichzeitig eine frische Hülse aus einem Magazin in eine Anwickelstation gebracht, dort in Rotation versetzt und mit dem vorderen Ende des nachfolgenden Bahnabschnitts verbunden wird. Die angewickelte Hülse wird dann in die eigentliche und inzwischen frei gewordene Bahnwickelstation gebracht und dort fertig gewickelt. Eine solche Folge wird auch als «Wickelzyklus» bezeichnet.

Die Drehung der Wickelhülsen bzw. der auf diesen gebildeten Folienwickel kann dabei durch den Reibungskontakt zwischen der Folienwickeloberfläche und einer anliegenden und angetriebenen Wickeltrommel (sogen. Umfangs- oder Friktionswickler) oder/und durch einen separaten Antrieb des Folienwickels (sogen. Zentrumswickler) erzielt werden.

Im ersten Fall muss zwischen dem Folienwickel und der Wickeltrommel ein vorzugsweise regelbarer Anpressdruck herrschen, während im zweiten Fall ohne einen solchen Druck, dafür aber mit entsprechender Zugleistung des separaten Antriebs des Folienwickels, gearbeitet wird.

Ob eine gegebene Folienbahn zweckmässiger mit einem Friktionswickler oder mit einem Zentrumswickler verarbeitet wird, hängt nicht zuletzt von den Material- bzw. den Oberflächeneigenschaften der die Folie bildenden Polymermasse ab. Um auf ein und derselben Maschine wahlweise mit Friktionsantrieb oder/und mit Zentrumsantrieb arbeiten und dementsprechend unterschiedliche Folien verarbeiten zu können, werden sogenannte Universalwickier verwendet, die nach beiden Betriebsarten arbeiten können.

Ein Nachteil der bekannten Universalwickler besteht darin, dass die sogenannte Rollenausrüstung, d.h. die Qualität der fertigen Folienwickel, die typisch Durchmesser von 100 bis 500 mm und Breiten von 5 bis 2000 mm besitzen, jeweils sehr unterschiedlich ausfallen kann, je nachdem was für ein Polymermaterial verarbeitet und nach welcher Betriebsmethode, d.h. mit Friktionsantrieb oder Zentrumsantrieb der Folienwickel, gearbeitet wird.

Um den am Walzenspalt zwischen dem Folienwickel und der Wickelwalze herrschenden Lineardruck zwischen «drucklos» und einem vorbestimmten positiven Anpressdruck zu kontrollieren, ist der im europäischen Patent Nr. 0 017 277 beschriebene Universalwickler mit einem Kraftfühler versehen, welcher den vom Folienwickel auf die Wickeltrommel einwirkenden Druck zu messen gestattet; die so ermittelten Anpressdruckwerte werden dann zur Betätigung einer Kompensatoreinrichtung verwendet, die z.B. ein hydraulischer Zylinder ist, um den Druck zwischen Wickeltrommel und Wickelfolie unabhängig vom zunehmenden Gewicht des dynamisch gelagerten und gegen die Wickeltrommel drückenden Folienwickels auf einem gewünschten vorbestimmten bzw. programmgesteuerten Wert zu halten.

Um bei einem gegebenen Folienmaterial die Wickelbedingungen einzuhalten, die für eine befriedigende Rollenausrüstung bei jedem Folienwickel (dessen Durchmesser und Gewicht laufend zunehmen) erforderlich sind, muss für jeden Materialtyp und jede Materialstärke der zwischen dem Folienwickel und der Wickeltrommel (im Walzenspatt) einzuhaltende Lineardruck einerseits und die auf die Folie beim Auflaufen auf den Wickel ausgeübte Zugkraft andererseits experimentell bestimmt und die so ermittelten Werte für den rechnergesteuerten (d.h. von einem gegebenen Wickelbedingungsprogramm bestimmten) Betrieb des Wicklers verwendet werden. Eine echte Regelung im Sinne einer Messung der Istwerte und gegebenenfalls der Einregelung von Sollwerten für die bezüglich Rollenausrüstung besonders relevanten Parameter ist mit solchen Systemen nicht möglich.

Dies ist aufgrund der zur Erfindung führenden Untersuchungen wohl auch der Grund dafür, dass der rechnergesteuerte Betrieb von Universal-Foiienwicklern trotz des relativ grossen apparativen und operativen Aufwands eine keineswegs immer zufriedenstellende Rollenausrüstung ergibt, insbesondere bei Verarbeitung von sogenannten Problem-Folien wie nachfolgend eingehender erläutert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das auch bei Problem-Folien eine befriedigende Rollenausrüstung ergibt oder/und allgemein die erforderliche Rollenausrüstung auf einfacherem Wege als mit rechnergesteuerten Anlagen zu erzielen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens haben die in den Ansprüchen 2 bis 4 angegebenen Merkmale.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen;

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bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung haben die in den Ansprüchen 6 bis 11 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung wird anhand der beigeschlossenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische und schematische Darstellung des Weges einer Bahn beim Aufwickeln zur Darstellung einiger Hauptbegriffe der Erfindung,

Fig. 2 die schematische Seitenansicht des Weges einer Folienbahn von deren Herstellung bis zum Aufwickeln auf einen Folienwickel nach dem erfindungsgemässen Verfahren, und

Fig. 3 die schematische Seitenansicht eines erfindungsgemässen Wicklers.

Die in Fig. 1 perspektivisch und abgebrochen dargestellte Bahn B kommt von einer nicht dargestellten Anlage zur Herstellung von flexiblen Kunststoffolien aus einem allgemein für die Folienherstellung üblichen Material, wie einem homo- oder copolymeren und filmbildenden Thermoplast, z.B. auf Basis von Po-lyalkylenen, wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polyisobutylen (PIB), Copolymeren auf Basis von Ethyien und Vinylacetat (EVA) oder Ethylen, Styrol und Acrylnitril (ESA) sowie lonomere mit seitlichen Säuregruppen in freier Form oder als Salze, Polyamide, (Co)-Polyester und anderen extrusionsfä-higen oder nach anderen Methoden zu Folien verarbeitbaren makromolekularen Substanzen synthetischer oder halbsynthetischer Art einschliesslich von Celluloseregeneraten oder -derivaten.

Die Folienherstellungsanlage kann demzufolge ein Blasschlauchextruder, eine Foliengiessanlage, ein Breitschlitzdüsenextruder oder irgendeine andere Anlage sein, die sich zur Herstellung von flexiblen Polymerfolien eignet.

Eine erfindungsgemäss zu wickelnde Folie kann auch durch Entnahme aus, oder Abwickeln von, einer Foiienquelle, z.B. einem Rohfolienwickel, Folienmagazin usw., erhalten werden bzw. im Zuge eines Verarbeitungsverfahrens aufgewickelt werden und z.B. nach einem Streck-, Bedruck-, Beschichtungs-, Färbe- oder dergleichen -verfahren als kontinuierliches Halbfertigprodukt anfallen, das zur Zwischenlage-rung oder für den Transport kontinuierlich auf Hülsen gewickelt werden soll. Die Folien können die in der Folientechnik üblichen Zusätze einschliesslich von Weichmachern, Farben, Pigmenten, Stabilisatoren, Gleitmitteln, Blockmitteln oder Antiblockmitteln usw. enthalten und in allen Orientierungszuständen (amorph, kristallin, mono- oder biaxial verstreckt) vorliegen bzw. schrumpffähig sein.

Tatsächlich stellt das Wickeln von Spezialfolien, z.B. der sogenannten «High-Slip-Folien» oder der klebenden «Cling-Foiien», wie sie zum Sichern von Waren auf Transportpaletten verwendet werden, wegen der extremen Block- bzw. Schlupfneigung besondere Probleme der Rollenausrüstung, indem z.B. Cling-Folien auf der Rolle zum Nachschrumpfen neigen und dementsprechend mit höchstens geringem Wickelzug, d.h. niedrigen oder nahe bei Null liegenden Zugspannungswerten Z1 gewickelt werden müssen, wenn sie sich nicht nachträglich durch Schrumpfen bis zur völligen Unbrauchbarkeit verändern sollen. Andererseits benötigen High-Slip-Folien einen verhältnismässig grossen Wickelzug, damit die fertigen Rollen nicht «teleskopieren», d.h. die Rollenlagen sich nicht aufeinander verschieben.

Obwohl mit dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. der Vorrichtung Folien in allen technisch verfügbaren Dicken (typisch zwischen 5 und 500 Mikrometer, um) verarbeitet werden können, sind die Vorteile der Erfindung bei besonders dünnen Folien (5 bis 50 jim) oft besonders wertvoll, weil solche Folien bei ungenau oder falsch gesteuerten Wickelspannungswerten (Zugspannungswert TS) eine meist unbefriedigende oder unbrauchbare Rollenausrüstung ergeben.

Wie in Fig. 1 angedeutet, steht die um die Umlenkwalze 12 zur Wickeltrommel 14 laufende Bahn B unter dem sogenannten «Bahnzug», d.h. der vom Antrieb 161 der Wickeltrommel erzeugten Zugspannung Z2; diese Zugspannung muss ausreichend hoch sein, um ein Durchhängen der Bahn zwischen den verschiedenen Bahnführungs- und -umlenkungsmitteln zu verhindern und einen glatten, schwingungsfreien Lauf der Folienbahn zur Wickeltrommel zu gewährleisten, und hängt von verschiedenen Parametern einschliesslich Bahndicke, Bahnbreite und den Materialeigenschaften der die Folie bildenden Polymermasse bei Beanspruchung auf Zug bzw. Dehnung ab. Typische Zugspannungswerte Z2 liegen häufig im Bereich von 20 bis 200 N oder darüber.

Die Zugspannungswerte Z1 zwischen der Wickeltrommel 14 und dem Bahn- bzw. Folienwickel 16 sollen erfindungsgemäss für eine befriedigende Rollenausrüstung von Problem-Folien der oben genannten Art grundsätzlich unabhängig vom Bahnzug, d. h. dem Zugspannungswert Z2, gewählt und kontrolliert gehalten werden können. Für viele wichtige Anwendungen der Erfindung kann der Zugspannungswert Z1 geringer gehalten werden, als der Wert Z2 oder nahe bei Null liegen. Andererseits kann es aber u.U. auch nötig sein, dass der Wert von ZI höher liegt, als der von Z2; dementsprechend können brauchbare Werte von Z> im Bereich von Null bis 200 N oder unter Umständen sogar über dem zuletzt genannten Wert liegen.

Wegen der Notwendigkeit, Zi unabhängig von Z2 wählen zu können, ist es für das erfindungsgemässe Verfahren wichtig, dass die Bahn bzw. Folienbahn B praktisch kraftschlüssig an der Wickeltrommel 14 anliegt, d.h. praktisch keinen Schlupf auf dieser hat. Soweit diese Kraftschlüssigkeit nicht durch die Abmessungen der Wickelwaize bzw. durch deren Betriebsparameter, wie insbesondere Grösse bzw. Länge der Kontaktfläche K sowie dem Reibungskoeffizienten des Bahnmaterials und der Oberfläche F der Wickeltrommel 14 sichergestellt sind, kann im Bereich des ersten Kontaktes der Folienbahn B mit der Wickeltrommel 14 (Fig. 2: 24) zusätzlich oder ergänzend eine Anpresswalze (Fig. 2: 23) verwendet wer3

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den» deren Anpressdruck ausreichend ist, um zusammen mit der Reibung der Bahn B auf der Kontaktfläche K eine praktisch kraftschlüssige Verbindung der Bahn B mit der zylindrischen Mantelfläche der Wickeltrommel 14 zu ergeben. Die Grösse der Kontaktfläche K wird einerseits bestimmt von der Breite der Bahn B, d.h. dem Abstand zwischen den Bahnrändern R1 und R2, und der peripheren, d. h. zweckmässig in Bogengraden (Vollkreis: 360°} angegebenen Länge der Zylindermantelfläche F (bei gegebenem Durchmesser der Wickeltrommel von typisch zwischen 200 und 2000 mm) zwischen den beiden Mantellinien L1 und L2. Deren Position hängt wiederum von der Führung der Bahn B zu und von der Wickeltrommel 14 ab und durch Anordnung entsprechender Umlenkwalzen kann die periphere Länge der Kontaktfläche K grundsätzlich bis auf nahezu 360° erhöht werden. Andererseits kann die periphere Länge der Kontaktfläche K theoretisch bis nahe 0° verkürzt werden. Praktisch brauchbar sind periphere Längen im Bereich zwischen 45 und 270°, wobei solche im Bereich von 90 bis 230° und insbesondere solche von etwa 180° bei üblichen Durchmesserwerten der Wickeltrommel 14 bevorzugt werden. Aus den weiter unten noch eingehender erläuterten Gründen ist eine periphere Länge der Kontaktfläche K von etwa 180" dann besonders bevorzugt, wenn die Bahn B praktisch senkrecht von unten auf die Wickeltrommel aufläuft (wie in Fig. 2 dargestellt), d.h. die Mantellinie L2 in der «3-Uhr-Stellung» verläuft, während D dann radial entgegengesetzt liegt, d.h. durch die «9-Uhr-Stellung» geht. Dies ist der Fall insbesondere dann, wenn die Kontaktlinie zwischen der Wickeltrommel 14 (Fig. 2: 24) und dem Bahn- bzw. Folienwickel 16 (Fig. 2:26) mit L1 zusammenfällt, wie in Fig. 2 veranschaulicht. Bei dieser Lage der in Fig. 2 nicht besonders vermerkten Mantellinien U und L2 mit einem peripheren Abstand von etwa 180° in 9-Uhr- bzw. 3-Uhr-Stellung bewirken Veränderungen der Zugspannungen Z1 und Z2 eine direkt proportionale Veränderung des «Gewichtes», d.h. Auflage- oder Lagerdruckes K1, der Wickeltrommel. Wenn dann gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch mindestens der Lagerdruck K2 der Umlenkwalze 22 und gegebenenfalls (zur Kompensation der nur 90°igen Umlenkung an der Umlenkwalze 22) auch der Lagerdruck K der Umlenkwalze 221 kontinuierlich gemessen wird, lassen sich aus diesen Lagerdrücken (bei bekanntem'bzw. austariertem Gewicht der Wickeltrommel 24 sowie der Umlenkwalze(n) 22 (und 221)) direkt die Werte der Zugspannungen Z1 und Z2 ermitteln; insbesondere kann auf diese Weise durch die erfindungsgemäss vorgesehene Steuerung der Leistung des Antriebes 161 des Bahnwickels 16 in Abhängigkeit von den so ermittelten Ist-Werten von Z1 und Z2 ein gegebener und für eine optimale Rollenausrüstung unter Umständen kritischer Soll-Wert von Z1 eingestellt und bei Bedarf automatisch geregelt, d.h. auf dem gegebenenfalls für eine optimale Rollenausrüstung kritischen Soll-Wert gehalten werden.

Fig. 2 zeigt in schematischer seitlicher Ansicht den Weg der Folienbahn B von einem Giessbehälter 29 mit (nicht dargestelltem) schlitzförmigem Auslauf um eine Kühlwalze 25, gegebenenfalls mit Gegenwalze 26, und um die Umlenkwalzen 223,222,221 (wo bereits ein Messwert K gewonnen werden kann) zur letzten, d.h. «stromaufwärts» (afe «Quelle» des «Stroms» gilt der Start- bzw. Bildungsort der Folienbahn B) von der Wickeltrommel 24 betrachtet angeordneten und dieser benachbarten Umlenkwalze 22. An der Umlenkwalze 22 wird der Messwert K2 erhalten und zusammen mit K1 zur Steuerung der Antriebsleistung (Drehmoment) des (in Fig. 2 nicht eingezeichneten) Zentrumsantriebes des Folienwickels 26 und damit zur Regelung des Zugspannungswertes Z1 verwendet. Dieser Wert liegt, wie bereits angedeutet, häufig unter dem Zugspannungswert Z2, kann aber grundsätzlich auch über diesem Wert und jedenfalls unabhängig von diesem gewählt und gehalten werden.

Die in Fig. 3 sGhematîsch dargestellte erfindungsgemässe Vorrichtung 3 ist auf einem Träger oder Rahmen 38 abgestützt, der auch die Position der Bahnwickelstation 30 festlegt. Während des Wickeins, d.h. der Bildung des Folienwickels 36 unter der gesteuerten Leistung des Zentrumsantriebes 361 befindet sich der Tragarm 301 in senkrechter Stellung, was im Unterschied zu der dynamischen, d.h. durch eine Stellkraft in veränderlichen Winkelstellungen haltbaren Lagerung der Folienwickel-Tragarme bekannter Universalwickler eine «statische» Lagerung bildet. Die Anlenkung 302 kommt jeweils erst nach Fertigstellung eines Folienwickels zur Wirkung, d.h. der fertige Wickel kann durch Schwenken des Armes 301 entladen werden, während eine frische Wickelhülse 31 in Reibungskontakt mit der Oberfläche F der Wickeltrommel 34 angewickelt und nach dem Zurückschwenken des leeren Armes 301 in dessen Haltegabel oder -klammer überführt wird.

Die Wickeltrommel 34 besteht vorzugsweise aus Leichtmetall, da ihre Masse bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung so niedrig wie möglich gehalten werden soll.

Die in Fig. 3 dargestellte statische Lagerung des Bahnwickels 36 hat den Vorteil, dass das mit dem Wickeln zunehmende Gewicht des Folienwickels 36 keinerlei störende Wirkungen, etwa eine leichte Durchbiegung des Armes 301, auslösen kann. Die Wickeltrommel 34 wird vom Trommelantrieb 341 elektromotorisch angetrieben und ist auf einem ersten Schlitten S1 befestigt, der über Kugellager 350 auf zwei Stangen oder Schienen 351, 352 horizontal verschoben werden kann. Diese Stangen 351, 352 sind ihrerseits Teil eines zweiten Schlittens S2, der - wiederum kugelgelagert - horizontal auf der Stange oder Schiene 371 verschoben werden kann. Die Schiene 371 ist im Rahmen 38 verankert. Am Rahmen 38 ist ferner über die Anlenkung 373 der Zylinder eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinder/Kolben-Paares 374 angeflanscht, dessen Kolben oder Stempel über die Stange 375 mit dem Schlitten S2 verbunden ist. Die Steuerung der Grobpositionierung des Schlittens S2 kann in an sich bekannter Weise mit einem mechanischen Fühler 378 erfolgen, dessen Kontakt bzw. Kontaktdruck am Schlitten S1 ein begrenztes Verschieben des Schlittens S2 bewirkt. Steuerungen dieser Art sind an sich bekannt und

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bedürfen hier keiner weiteren Erläuterung. Die Feinpositionierung des Schlittens Si und damit der Wickeltrommel 34 relativ zur Wickelstation 30 bzw. dem darin befindlichen Folienwickel 36 wird vorzugsweise mit einem Rollmembranzyiinder 39 bewirkt. Dabei wird von einer_Druckluftquelle 394 über eine Ein-stellvorrichtung 395 ein Druckluftreservoir 396 auf einem gewählten Oberdruck gehalten, der wiederum 5 auf die Rollmembran 391 wirkt und über die damit verbundene Führungsstange 392 die auf dem Schütten S1 gelagerte Wickeltrommel 34 mit vorbestimmtem Druck gegen die Oberfläche des Folienwickels presst.

Rollmembranzylinder dieser Art sind bekannt. Bevorzugte und kommerziell erhältliche Produkte bieten Ansteuerdrücke von Null bis 6 Bar mit einer Wiederholungsgenauigkeit von 0.02 Bar.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung 3 von Fig. 3 wird die Leistung (Drehmoment) des Zentrums-10 antriebes 361 des Folienwickels 36 in der oben erläuterten Weise mittels der Einrichtungen B, E2 und E3 gesteuert, um einen vorgegebenen Wert der Zugspannung Z> unabhängig von der Zugspannung Z2 regelnd, d.h. abhängig von Ist-Wert von Z1 zu halten. Die Zugspannung zwischen der Umlenkwalze 32 und der Wickeltrommel 34 könnte grundsätzlich auch in an sich üblicher Weise mit einem Zugspannungsfühler gemessen werden, der eine Rolle mit bestimmtem Federdruck gegen die Bahn B drückt und die resul-15 tierende Auslenkung der Bahn misst. Die für eine gute Rollenausrüstung kritische Zugspannung Z1 zwischen dem durch einen Motor 361 angetriebenen Folienwickel 36 kann jedoch nur dann in konventioneller Weise gemessen werden, wenn die Bahn zwischen Foiienwicket und Wickeltrommel frei geführt würde, was aber nicht möglich ist, wenn ein auch nur geringer definierter Anpressdruck der Wickeltrommel 34 an die Oberfläche des Folienwickels 36 gewünscht wird. Aus diesem Grund sind gemäss einer be-20 vorzugten Ausführungsform der Erfindung beide Einrichtungen E> und E2 als konventionelle Druckmessdosen ausgebildet, deren Werte über einen an sich bekannten Komparator E3 die Leistung bzw. das Drehmoment des allgemein elektromotorischen Antriebes 361 des Folienwickels 36 steuern und dadurch die Regelung der Zugspannung Z1 auf einen bestimmten Soll-Wert ermöglichen. Wie beschrieben besitzt die Einrichtung E4 in dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Feinpositionierung des 25 Schlittens S1 einen Rollmembranzyiinder, doch können grundsätzlich auch andere Druck-Feinsteuerun-gen verwendet werden, z.B. eine Servosteuerung. Gleiches gilt sinngemäss für die als pneumatische Grobsteuerung ausgebildete Einrichtung Es. Es versteht sich, dass auch die Art der Führung der Schlitten auf Schienen nicht kritisch ist und z.B. durch motorisch angetriebene Spindeln oder dergleichen ersetzt werden könnte.

30 Der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Beispiele bzw. Vergleichsbeispiele.

Die Beispiele 1 bis 3 zeigen Anwendungen des erfindungsgemässen Verfahrens beim Wickeln von schwierig zu handhabenden Folien mit extrem schlechten Voraussetzungen zur Erzielung einer einwandfreien Rollenausrüstung, wie z.B. solche mit hohem Gleitmitteigehalt bei extrem dünner Wandstärke aus PE mit Anteilen von ESA und Antiblockmitteln, und auch solche mit gewünscht hoher Haftneigung, wie 35 z.B. mit Anteilen von PIB, sowie Materialien mit 6 bis 8% EVA, die einen grossen Reibungskoeffizient aufweisen.

Dabei können bei allen Extremfällen natürlich auch alle Zwischenformen bei allen praktisch vorkommenden Foliendicken, z.B. 12 bis 250 Jim erfindungsgemäss gewickelt werden.

Bei den Beispielen wurden auf einer Anlage, die im wesentlichen der Fig. 3 entspricht, jeweils Folien 40 gewickelt, die in an sich üblicher Weise mit Breiten von 1250 mm aus einer Schlauchfoliendüse extrudiert und nach dem Besäumen in drei Nutzen à 400 mm geschnitten worden waren.

In der dargestellten Produktionsreihe sind die jeweiligen Betriebsdaten der automatischen Wickelanlage datenmässig erfasst. Die Qualität der erhaltenen Folienwickel («Rollenausrüstung») wurde anhand folgender Kriterien beurteilt und mit Resultaten aus rechengesteuerten Wickelmaschinen verglichen; die 45 Arbeitsgeschwindigkeit (n) ist jeweils vermerkt. Als wichtige Kriterien wurden bewertet:

a) Oberfläche des fertigen Wickels b) Härte und Abziehbarkeit der Folie c) Formstabilität

50 d) Qualität der Stirnflächen des Wickels.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.

Beispiel 1

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Es werden Folienbahnen bestehend aus PE mit hohem Zusatz an PIB zur Erzielung hoher Haftneigung und geringer Dicke (15 jim) mit einer Geschwindigkeit von 80 m/min auf eine Folge üblicher Wickeldorne in drei Nutzen auf Kartonhülsen gewickelt.

Es werden die Lagerdrücke der Wickeltrommel mit 100 kg netto gemessen (100 kg Wickeltrommel, 40 N 60 Z> und 60 N Z2) und die Differenz des Lagerdruckes zwischen der Wickeltrommel und der letzten Umlenkwalze auf einen Soll-Wert von 60 N eingestellt.

Die Leistungsaufnahme für den Antrieb des Antriebes 361 für den vorgegebenen Zug von 40 N konnte mit 0.12 kW bei Wickelanfang (Durchmesser 90 mm) bis 0,2 kW bei Wickelende (Durchmesser 250 mm) notiert werden. Der Antrieb der Wickeltrommel 34 benötigte 1,2 kW. Der Druck der Wickeltrommel ge-65 gen den Wickel betrug gleichbleibend 15 N.

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Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 ein PE verarbeitet, das mit Anteilen von ESA und Antiblockmittel angereichert war und daher hohe Gleiteigenschaften aufwies.

Die Dicke betrug 35 jxm Wickelzug Z160 N Bahnzug Z2 70 N Anlegedruck 35N n = 42 m/min.

Beispiel 3

Es wurde ein PE verarbeitet, das 6,5% EVA enthielt und daher eine zähelastische Eigenschaft aufweist.

Die Dicke betrug 60 firn Wickelzug Z» 60 n Bahnzug Z2 60 N Anlegedruck 20 N n = 31 m/min.

Beispiet 4 (Vergleich)

Auf einer rechnergesteuerten Anlage neuerer Bauart, wie z.B. im europäischen Patent Nr. 0 017 277 beschrieben, wurden die gleichen Produkte wie in den Beispielen 1 bis 3 verarbeitet, wobei die Effektivdaten aus systemabhängigen Gründen nicht direkt erfassbar sind.

Der Wickelzug Zt wird über eine vorgegebene Motorleistung, d.h. Anfangszug und Eingabe des Hülsendurchmessers erzeugt und dabei ständig durch Auswerten der Drehzahldifferenz zwischen Wickel-trommelmotor und Zentralantrieb durch einen Rechner überwacht und die nötige Mehrleistung durch Auswertung der Tachosignale beim Wachsen des Folienwickels erreicht.

Leistungsverluste in der Kraftübertragung können mit dieser Steuermethode nicht kompensiert werden.

Hingegen wird mit einer solchen Anlage der Anlegedruck direkt gemessen, wobei aber das Problem in der Auswertung der Steuersignale liegt. Dazu wird ein Servoventil verwendet, das mittels Dosierung eines Ölstromes arbeitet, die geforderte Empfindlichkeit aber wegen der Inkompressibiliiät des Öls nicht gegeben ist.

Bei allen drei aufgeführten Materialien wurden die gleichen Soll-Daten eingegeben wie bei den ersten drei Beispielen.

Bei den aufgeführten Proben hat sich gezeigt, dass die Gleichmässigkeit des Bahn- und insbesondere des Wickelzuges von ausserordentlicher Wichtigkeit ist, da geringe Abweichungen zu unkontrollierten Spannungen sowohl im Plus- als auch im Minusbereich führten und entsprechende Auswirkungen haben.

Mit derselben Präzision muss auch beim Anlegedruck der Wickeltrommel gerechnet werden können, da dieser eine massgebende Auswirkung auf die Rollenwickelausrüstung hat.

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Tabelle I

Erfindungsgemäss gesteuerter Wickelzug Rechengesteuerter Wickler gemäss EP-PS 0 017 277 Beispiel 1 (klebend)

a. Oberfläche gut gut b. Härte + Abzug der Folie gut befriedigend bis gut, Anwickeln straff durch Zugermittlung des Rechners c. Formstabilität gut gut d. Stirnfläche gut unbefriedigend, zum Teil seitlich auslaufend

Beispiel 2 (slip)

a.

gut gut b.

gut teilweise gut c.

gut unbefriedigend, einzelne Wickeilagen verlaufen teilweise d.

gut gut, sofern kein Verlauf

Beispiel 3 (EVA)

a.

gut unbefriedigend, Warzenbildung, da Präzision der Ölhydraulikzu ungenau b.

gut gut c.

gut gut d.

gut gut

Weitere Abänderungen ergeben sich für den Fachmann aufgrund der allgemeinen erfindungsgemäss gelösten Aufgabe einer Regelung des Zugspannungswertes Z> bei automatischen Bahnwickeln unabhängig vom Zugspannungswert Z2.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen Aufwickeln einer laufenden, praktisch endlosen Bahn (B) aus flexiblem Material, insbesondere aus Kunststoffolie, auf eine Folge von Wickelhülsen zur Bildung einer entsprechenden Folge von Bahnwickeln, wobei die Bahn von einer Umlenkwalze (12) auf eine motorisch angetriebene Wickeltrommel (14) und dann auf einen motorisch angetriebenen Bahnwickel (16) geführt wird und wobei die Wickeltrommel eine praktisch zylindrische Mantelfläche (F) besitzt und die Bahn (B) längs eines durch zwei voneinander beabstandete achsparallele Mantellinien (L1, L2) und die Seitenränder (R1, R2) der Bahn (B) begrenzten Bereichs (K) der zylindrischen Mantelfläche in praktisch kraftschlüssigem Kontakt mit der Wickeltrommel gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass man kontinuierlich die im Bereich jeder der zwei Mantellinien (U, L2) anliegenden Zugspannungswerte (Z1, Z2) der Bahn (B) ermittelt und diese Werte zur Steuerung des motorischen Antriebs (161) des Bahnwickels (16) verwendet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die achsparallelen Mantellinien (L1, L2) praktisch durch radial einander gegenüberliegende Punkte auf dem Umfang des Zylindermantels verlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Wert der Zugspannung (Z1) zwischen dem Bahnwickel (16) und der Wickeltrommel (14) durch Messung des Lagerdrucks der Wickeltrommel ermittelt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bahnwickel (26) mindestens während eines Teils des Wickelzyklus, den dieser Bahnwickel im Verlauf seiner Bildung durchläuft, unter kontrolliertem Lineardruck in Kontakt mit der Wickeltrommel (24) gehalten wird.

5. Vorrichtung (3) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine motorisch angetriebene Wickeltrommel (34) mit annähernd zylindrischer Mantelfläche (F), eine der Wickeltrommel (34) stromaufwärts benachbarte Umlenkwalze (32) und eine der Wickeltrommei stromabwärts benachbarte Bahnwickelstation (30) mit motorischem Antrieb (361) besitzt, gekennzeichnet durch Einrichtungen (E1, E2) zur kontinuierlichen Messung der Zugspannung (Z1) der Bahn (B) zwischen dem Bahnwickel (36) und der Wickeltrommel (34) sowie der Zugspannung (Z2) der Bahn (B) zwischen der Wickeltrommel (34) und einer stromaufwärts benachbarten Umlenkwalze (32), sowie durch eine Einrichtung (E3) zur Steuerung der Leistung des Antriebs (361) der Bahnwickelstation (30) in Abhängigkeit von den kontinuierlich gemessenen Zugspannungen (Z1, Z2) um die Zugspannung (Z1) der Bahn (B) zwischen der Wickeltrommel (34) und dem Bahnwickel (36) in der Bahnwickelstation (30) auf einem vorbestimmten Wert zu halten, der unabhängig ist von der Zugspannung (Z2) der Bahn (B) zwischen der benachbarten Umlenkwalze (32) und der Wickeltrommel (34).

6. Vorrichtung (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnwickel (36) in der Bahn-

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Wickelstation (30) statisch gelagert ist und die Vorrichtung (3) eine Einrichtung (E*) zur Veränderung des relativen Abstands zwischen Wickeltrommel (34) und Bahnwickelstation (30) in Abhängigkeit von der Dickenzunahme des jeweils in der Bahnwickelstation befindlichen Bahnwickels (36) besitzt.

7. Vorrichtung (3) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeltrommel (34) auf einem ersten Schlitten (S1) zur Feinpositionierung befestigt ist, der horizontal verschieblich zur Grobpositionierung auf einem zweiten Schlitten (S2) befestigt ist, der seinerseits relativ zur Bahnwickelstation (30) horizontal verschieblich ist,

8. Vorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (E5) vorgesehen ist, um die Wickeltrommel (34) unabhängig vom Durchmesser des jeweils in der Bahnwickelstation befindlichen Bahnwickels (36) mit einem vorbestimmten gesamten Lineardruck zwischen Null und 10 Bar bei einer Regelgenauigkeit von besser als + 30 mBar gegen die Oberfläche des Bahnwickeis (36) zu pressen.

9. Vorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (Ei) zur kontinuierlichen Messung der Zugspannung (Z1) eine Druckmessdose zur Messung des Lagerdrucks der Wickeltrommel (34) ist.

10. Vorrichtung (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (E2) zur kontinuierlichen Messung der Zugspannung (Z2) eine Druckmessdose zur Messung des Lagerdrucks der Umlenkwalze (32) umfasst.

11» Vorrichtung (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Pressen der Wickeltrommel gegen die Oberfläche des Bahnwickels ein Membranzylinder (39), insbesondere ein Rollmembranzyiinder, ist.

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