DE102023200337A1

DE102023200337A1 - Cleaning of fast-moving tracks and segments

Info

Publication number: DE102023200337A1
Application number: DE102023200337.6A
Authority: DE
Inventors: Konrad Riedel; Markus Leimser; Felix Eisenhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2023-01-17
Filing date: 2023-01-17
Publication date: 2024-07-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bahnreinigungssystem (1) zum Entfernen von Verunreinigungen, insbesondere von Partikeln (41 von einem laufenden Bahnmaterial (5) mit einer reduzierten Reinigungsgeschwindigkeit (14) quer zur Transportrichtung (11). Dabei wird ein Reinigungsmodul (21) diagonal über das laufende Bahnmaterial (5) geführt. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren mit einem solchen Bahnreinigungssystem (1) sowie dessen Verwendung.The present invention relates to a web cleaning system (1) for removing contaminants, in particular particles (41) from a running web material (5) at a reduced cleaning speed (14) transverse to the transport direction (11). A cleaning module (21) is guided diagonally over the running web material (5). In addition, the invention relates to a method with such a web cleaning system (1) and its use.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bahnreinigungssystem zum Entfernen von Verunreinigungen, insbesondere von Partikeln, von einem laufenden Bahnmaterial mit einer reduzierten Reinigungsgeschwindigkeit quer zur Transportrichtung. Dabei wird ein Reinigungsmodul diagonal über das laufende Bahnmaterial geführt. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren mit einem solchen Bahnreinigungssystem sowie dessen Verwendung.The present invention relates to a web cleaning system for removing contaminants, in particular particles, from a moving web material at a reduced cleaning speed transverse to the transport direction. A cleaning module is guided diagonally across the moving web material. The invention also relates to a method with such a web cleaning system and its use.

Stand der TechnikState of the art

In der Literatur werden Vorrichtungen und Verfahren beschrieben, um Bahnmaterial, insbesondere durch Luftströmungen und/oder Bürsten, von Partikeln und ähnlichen Verunreinigungen zu reinigen, wobei insbesondere Vorrichtungen zum Einsatz kommen, die sich quer komplett über die zu reinigenden Bahnen erstrecken, oder aber die Reinigung wird zwar im kontinuierlichen Prozess, aber erst nach Zuschneiden des Bahnmaterials durchgeführt. Eine besondere Anpassung der Reinigung für segmentiertes Bahnmaterial oder für Kanten und dergleichen wird nicht beschrieben.The literature describes devices and methods for cleaning web material, in particular by means of air currents and/or brushes, of particles and similar contaminants, whereby devices are used in particular that extend completely across the webs to be cleaned, or the cleaning is carried out in a continuous process, but only after the web material has been cut. A special adaptation of the cleaning for segmented web material or for edges and the like is not described.

DE 10 2007 022 810 A1 hat ein Verfahren zur Reinigung einer (Faserstoff-)Bahn bei ihrer Herstellung zum Gegenstand. Dabei wird die Bahn mit wenigstens einer über die Breite, d. h. quer zur Laufrichtung der Bahn wirkenden, Reinigungseinrichtung von unerwünschten Partikeln befreit. Die Reinigung kann simultan oder nacheinander auf beiden Seiten der Bahn erfolgen. Das Reinigungsverfahren lässt sich beispielsweise mit wenigstens einer über die Breite der Bahn reichenden oder über die Bahnbreite traversierenden Bürste durchführen. Alternativ können eine Vielzahl nebeneinander angeordnete Einzelbürsten, auch mit unterschiedlichen Andruckkräften, eingesetzt werden. Die Bürste/n können als Rundbürsten beziehungsweise Walzenbürsten ausgebildet sein und bevorzugt gegenläufig zur Laufrichtung der Faserstoffbahn drehen. Auch feststehende Bürsten, wie Flachbürsten, sind möglich. Anstelle von Bürsten können auch Schaber und/oder Luftdüsen und/oder Absaugeinrichtungen verwendet werden. EN 10 2007 022 810 A1 relates to a method for cleaning a (fibrous) web during its manufacture. The web is freed of unwanted particles using at least one cleaning device that operates across the width, i.e. transversely to the running direction of the web. Cleaning can take place simultaneously or sequentially on both sides of the web. The cleaning process can be carried out, for example, using at least one brush that extends across the width of the web or traverses the width of the web. Alternatively, a large number of individual brushes arranged next to one another, also with different pressure forces, can be used. The brush(s) can be designed as round brushes or roller brushes and preferably rotate in the opposite direction to the running direction of the fibrous web. Fixed brushes, such as flat brushes, are also possible. Instead of brushes, scrapers and/or air nozzles and/or suction devices can also be used.

DE 20 2021 104 719 U1 betrifft eine Bahnbearbeitungsmaschine, insbesondere auch in der Batterieproduktion, mit integrierter Bahnreinigungsvorrichtung, wobei diese unter anderem einen Reinigungskopf aufweist, der unmittelbar neben der Bahn angeordnet ist und Reinigungsluft verwendet, um unerwünschtes teilchenförmiges Material von der Bahn zu entfernen. In einer Ausführung hat der Bahnreinigungskopf eine Öffnung, die durch den Spalt zwischen zwei Stirnplatten gebildet ist. Daneben befinden sich auf der von der Öffnung abgelegenen Seite Bürsten, sowie ebenso weiter vor der Öffnung Ionisierungs-/ Entionisierungsvorrichtungen. Die Stirnplatten, Bürsten und lonisierungsvorrichtungen sind so angebracht, dass ein Hohlraum gebildet ist. EN 20 2021 104 719 U1 relates to a web processing machine, in particular in battery production, with an integrated web cleaning device, which has, among other things, a cleaning head that is arranged directly next to the web and uses cleaning air to remove unwanted particulate material from the web. In one embodiment, the web cleaning head has an opening that is formed by the gap between two end plates. Next to this, on the side remote from the opening, there are brushes, as well as ionization/deionization devices further in front of the opening. The end plates, brushes and ionization devices are mounted in such a way that a cavity is formed.

DE 10 2012 202 948 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Elektrodenblättern für Batteriezellen aus einem Bahnmaterial. Während des Verfahrens wird das Bahnmaterial zunächst zugeschnitten und dann die Elektrodenblätter einer Reinigung beider Seiten in zwei Schritten durch Reinigungseinrichtungen unterzogen. Anschließend kann die Weiterverarbeitung erfolgen. EN 10 2012 202 948 A1 discloses a method for producing electrode sheets for battery cells from a web material. During the method, the web material is first cut to size and then the electrode sheets are cleaned on both sides in two steps using cleaning devices. Further processing can then take place.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Bahnreinigungssystem zum Entfernen von Verunreinigungen, insbesondere von Partikeln, von einem laufenden Bahnmaterial mit einer reduzierten Reinigungsgeschwindigkeit quer zur Transportrichtung vorgeschlagen, wobei ein Reinigungsmodul diagonal über das laufende Bahnmaterial geführt wird.According to the invention, a web cleaning system for removing contaminants, in particular particles, from a running web material with a reduced cleaning speed transverse to the transport direction is proposed, wherein a cleaning module is guided diagonally over the running web material.

Laufendes, einschließlich schnelllaufendes Bahnmaterial ist Fachleuten bekannt und bezeichnet üblicherweise dünnes Material, das als lange Bahnen vorliegt und sich auf Rollen befindet. Zur Verarbeitung beispielsweise wird das Bahnmaterial ausgerollt und befindet sich dann in einem gespannten Zustand, wobei es unter meist hohen Geschwindigkeiten läuft, also transportiert wird. In verschiedenen Fertigungsverfahren eignet sich laufendes Bahnmaterial etwa zum Beschichten, Drucken oder Perforieren. Es handelt sich dabei um kontinuierliche Prozesse, welche mit hoher Geschwindigkeit ablaufen.Running, including high-speed, web material is known to experts and usually refers to thin material that is available as long webs and on rolls. For processing, for example, the web material is rolled out and is then in a taut state, usually running at high speeds, i.e. being transported. Running web material is suitable for various manufacturing processes, for example for coating, printing or perforating. These are continuous processes that run at high speed.

Die vorgeschlagene Erfindung soll zum Entfernen von Verunreinigungen solcher laufenden Bahnmaterialien dienen, etwa direkt vor einer weiteren Bearbeitung. Dabei umfassen die Verunreinigungen jede Art von Verunreinigungen der Oberfläche des Bahnmaterials, insbesondere jedoch (leitende und nicht-leitende) Partikel wie Staub, Fasern, Späne, Sand und ähnliches. Dabei erfolgt die Entfernung erfindungsgemäß mit einer reduzierten Geschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Reinigungsvorrichtungen und -verfahren von laufenden Bahnmaterialien. Für eine gute Reinigungswirkung erfolgt eine Entfernung von Verunreinigungen üblicherweise im rechten Winkel zur Transportrichtung. Dabei ist die Prozesszeit zum Reinigen aufgrund der hohen Transportgeschwindigkeit sehr kurz. Mit dem vorgeschlagenen Bahnreinigungssystem, bei dem ein Reinigungsmodul diagonal über das laufende Bahnmaterial geführt wird, werden Reinigungsgeschwindigkeit und Transportgeschwindigkeit aufgeteilt. Somit kann eine hohe Transportgeschwindigkeit erhalten werden und gleichzeitig die Reinigungsgeschwindigkeit im Verhältnis zur Transportgeschwindigkeit und gegenüber herkömmlichen Verfahren reduziert werden. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Bahnreinigungssystem auch bei langsamen Transportprozessen anwendbar und beispielsweise dann vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Reinigungssystemen, wenn das laufende Bahnmaterial eine außergewöhnlich schonende Behandlung erfordert.The proposed invention is intended to be used to remove contamination from such running web materials, for example directly before further processing. The contamination includes any type of contamination on the surface of the web material, but in particular (conductive and non-conductive) particles such as dust, fibers, chips, sand and the like. According to the invention, the removal takes place with a reduced speed compared to conventional cleaning devices and methods for moving web materials. For a good cleaning effect, contaminants are usually removed at right angles to the direction of transport. The process time for cleaning is very short due to the high transport speed. With the proposed web cleaning system, in which a cleaning module is guided diagonally over the moving web material, the cleaning speed and transport speed are divided. In this way, a high transport speed can be achieved and at the same time the cleaning speed can be reduced in relation to the transport speed and compared to conventional methods. In principle, the web cleaning system according to the invention can also be used for slow transport processes and is advantageous compared to conventional cleaning systems, for example, when the moving web material requires exceptionally gentle treatment.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bahnreinigungssystems ist die Reinigungsgeschwindigkeit durch einen Winkel α einer Diagonalen zwischen Transportrichtung und Reinigungsrichtung einstellbar. Mit dem Winkel α sowie der Diagonalen lässt sich die diagonale Führung des Reinigungsmoduls über das laufende Bahnmaterial beschreiben. Dabei ergeben sich beispielsweise die Zusammenhänge $Geschwindigkeit Bahnreinigungssystem = Transportgeschwindigkeit \times {cos}^{- 1} (α)$

und

Reinigungsgeschwindigkeit = Transportgeschwindigkeit \times tan (α) .

In an advantageous embodiment of the web cleaning system according to the invention, the cleaning speed can be adjusted by an angle α of a diagonal between the transport direction and the cleaning direction. The angle α and the diagonal can be used to describe the diagonal guidance of the cleaning module over the moving web material. This results in, for example, the relationships

Speed web cleaning system = Transport speed \times {cos}^{- 1} (α)

and

Cleaning speed = Transport speed \times tan (α) .

Wird der Winkel α geändert, ändert sich folglich auch die Reinigungsgeschwindigkeit des Bahnreinigungssystems. Während bei einem Winkel von 45° die Reinigungsgeschwindigkeit der Transportgeschwindigkeit entspricht, wird sie bei Winkeln <45° gegenüber der Transportgeschwindigkeit reduziert.If the angle α is changed, the cleaning speed of the web cleaning system also changes. While at an angle of 45° the cleaning speed corresponds to the transport speed, at angles <45° it is reduced compared to the transport speed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem laufenden Bahnmaterial um eine segmentierte Bahn. Unter einer segmentierten Bahn ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Bahn oder ein Bahnmaterial zu verstehen, die nicht vollständig monoton ist, sondern unterschiedliche, insbesondere sich wiederholende Segmente, also Bereiche oder Abschnitte, umfasst. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Musterung des Bahnmaterials, eine Prägung oder eine Perforierung handeln, ebenso wie um sonstige Vorbehandlungen des Bahnmaterials. Ebenso können unter einer segmentierten Bahn einzelne Abschnitte einer Bahn verstanden werden, welche durch einen Fertigungsprozess bereits auseinandergeschnitten wurden und folglich nicht mehr gespannt, sondern auf einem Transportsystem (z. B. Transportband, Vakuumtransportsystem) gefördert werden. Es handelt sich dann also um voneinander getrennte Abschnitte des ursprünglichen Bahnmaterials, welche mit dem erfindungsgemäßen Bahnreinigungssystem bearbeitet werden. In allen Fällen weisen die Segmente der segmentierten Bahn dabei bevorzugt immer die gleiche Größe auf, so dass eine kontinuierliche Behandlung oder Verarbeitung möglich ist.In a further advantageous embodiment, the running web material is a segmented web. In the context of the present invention, a segmented web is understood to mean a web or web material that is not completely monotonous, but rather comprises different, in particular repeating segments, i.e. areas or sections. This can be, for example, a pattern of the web material, an embossing or a perforation, as well as other pretreatments of the web material. A segmented web can also be understood to mean individual sections of a web that have already been cut apart by a manufacturing process and are therefore no longer tensioned, but are conveyed on a transport system (e.g. conveyor belt, vacuum transport system). These are then separate sections of the original web material that are processed with the web cleaning system according to the invention. In all cases, the segments of the segmented web are preferably always the same size, so that continuous treatment or processing is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Reinigungsmodul mindestens eine Reinigungswalze, insbesondere in Form mindestens einer angetriebenen oder statischen Bürste und/oder mindestens eines Gebläses zum Erzeugen eines statischen oder pulsierenden Luftstroms. Bei der Reinigungswalze handelt es sich im Rahmen dieser Erfindung um den Teil des Reinigungsmoduls, welcher in Kontakt mit der laufenden Bahn kommt und die Entfernung der Verunreinigungen von der Oberfläche des Bahnmaterials durchführt. Dabei kann es sich um klassische Walzen aus verschiedenen Materialien handeln, insbesondere um Bürsten, aber auch um Gebläse, welche einen Luftstrom für die Reinigung erzeugen.In a further advantageous embodiment, the cleaning module comprises at least one cleaning roller, in particular in the form of at least one driven or static brush and/or at least one blower for generating a static or pulsating air flow. In the context of this invention, the cleaning roller is the part of the cleaning module which comes into contact with the moving web and removes the contaminants from the surface of the web material. These can be classic rollers made of various materials, in particular brushes, but also blowers which generate an air flow for cleaning.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt eine Rotation der mindestens einen Reinigungswalze, insbesondere einer Bürste, so entgegen dem laufenden Bahnmaterial, dass sich Verunreinigungen, insbesondere Partikel, vor der Reinigungswalze ansammeln. Die Rotation erfolgt somit rückläufig gegen das laufende Bahnmaterial, so dass die Verunreinigungen nicht unter die Reinigungswalze gelangen, sondern davor gehalten werden und sich dort sammeln.In a further advantageous embodiment, the at least one cleaning roller, in particular a brush, rotates against the moving web material so that contaminants, in particular particles, collect in front of the cleaning roller. The rotation thus takes place backwards against the moving web material so that the contaminants do not get under the cleaning roller, but are held in front of it and collect there.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Reinigungsmodul entlang mindestens einer diagonalen Führung, bevorzugt entlang zwei diagonalen Führungen, geführt. Diese sorgen auch für den Antrieb des diagonalen Vorschubs des Reinigungsmoduls. Die diagonale Richtung entspricht jener, in der das Reinigungsmodul über das laufende Bahnmaterial geführt wird.In a further advantageous embodiment, the cleaning module is guided along at least one diagonal guide, preferably along two diagonal guides. These also drive the diagonal feed of the cleaning module. The diagonal direction corresponds to the direction in which the cleaning module is guided over the moving web material.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein partielles Reinigen definierter Bahnbereiche oder -segmente möglich und ein Abstand zwischen den Reinigungswalzen des Reinigungsmoduls ist an einen Segmentabstand zwischen zu reinigenden Bereichen oder Segmenten angepasst. In dieser Ausführungsform wird nicht die gesamte Oberfläche des laufenden Bahnmaterials von dem Reinigungsmodul gereinigt. Vielmehr werden Bereiche oder Segmente des laufenden Bahnmaterials definiert, hier als definierte Bahnbereiche oder -segmente bezeichnet, von denen Verunreinigungen zu entfernen sind. Dies können beispielsweise Bereiche sein, deren saubere Oberfläche kritisch für die weitere Bearbeitung ist, oder die eine spezielle Vorbehandlung erfahren haben. Ebenso können bereits voneinander getrennte Bahnabschnitte, wie oben beschrieben, welche segmentiert transportiert werden, bearbeitet werden. Solche definierten Bahnbereiche oder -segmente liegen regelmäßig auf dem laufenden Bahnmaterial vor und weisen damit die immer gleichen Abstände, hier als Segmentabstände bezeichnet, auf. Dieser Segmentabstand gibt beim Aufbau des Reinigungsmoduls den Abstand zwischen den Reinigungswalzen vor, so dass eine optimale Entfernung der Verunreinigungen an den definierten Bahnbereichen oder -segmenten durchführbar ist.In a further advantageous embodiment, a partial cleaning of defined web areas or segments is possible and a distance between the cleaning rollers of the cleaning module is adapted to a segment distance between areas or segments to be cleaned. In this embodiment, the entire surface of the running web material is not cleaned by the cleaning module. Rather, areas or segments of the running web material are defined, referred to here as defined web areas or segments, from which contaminants are to be removed. These can be, for example, areas whose clean surface is critical for further processing, or which have undergone special pretreatment. Likewise, web sections that are already separated from one another, as described above, which are transported in segments, can be processed. Such defined web areas or segments are regularly present on the running web material and therefore always have the same distances, referred to here as segment distances. This segment distance specifies the distance between the cleaning rollers when setting up the cleaning module, so that optimal removal of contaminants from the defined web areas or segments can be carried out.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem laufenden Bahnmaterial um Elektrodenmaterial und/oder Isolationsmaterial für eine Batterieproduktion.In a further advantageous embodiment, the running web material is electrode material and/or insulation material for battery production.

Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen eines laufenden Bahnmaterials mit einem erfindungsgemäßen Bahnreinigungssystem, wobei die Reinigungsgeschwindigkeit quer zur Transportrichtung reduziert ist. Wie oben bereits ausgeführt, kann es sich auch hier um verschiedene Arten von Verunreinigungen, insbesondere aber um Partikel auf der Oberfläche des laufenden Bahnmaterials handeln. Ebenso bezeichnet eine reduzierte Reinigungsgeschwindigkeit wie oben eine Reinigungsgeschwindigkeit, welche im Verhältnis zur Transportgeschwindigkeit und gegenüber herkömmlichen Verfahren reduziert wird, während eine hohe Transportgeschwindigkeit erhalten bleiben kann.The invention further relates to a method for removing contamination from a moving web material using a web cleaning system according to the invention, wherein the cleaning speed is reduced transversely to the transport direction. As already explained above, this can also involve various types of contamination, but in particular particles on the surface of the moving web material. Likewise, a reduced cleaning speed as above refers to a cleaning speed which is reduced in relation to the transport speed and compared to conventional methods, while a high transport speed can be maintained.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens wird durch einen vorgeschalteten lonisierungsvorgang eine statische Ladung von den Verunreinigungen, insbesondere Partikeln, entfernt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um im Fachbereich bekannte lonisierungsvorgänge, welche im kontinuierlichen Verfahren für das laufende Bahnmaterial eingesetzt werden können. Sie können beispielsweise dabei unterstützen, besonders stark aufgeladene Partikel zu entfernen oder einen höheren Reinigungsgrad zu erreichen.In an advantageous variant of the method, a static charge is removed from the contaminants, in particular particles, by means of an upstream ionization process. These are preferably ionization processes known in the field, which can be used in the continuous process for the moving web material. They can, for example, help to remove particularly strongly charged particles or to achieve a higher degree of cleaning.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden Verunreinigungen, insbesondere Partikel, am Bahnrand des laufenden Bahnmaterials gesammelt und/oder abgesaugt. Durch mindestens eine Reinigungswalze des Reinigungsmoduls werden die Verunreinigungen bevorzugt vor der Reinigungswalze angesammelt. In einem anschließenden Verfahrensschritt beziehungsweise Verfahrensschritten können sie dann an einem äußeren Rand der Bahn gesammelt und/oder von dort entfernt werden, insbesondere durch Absaugen.In a further advantageous embodiment, contaminants, in particular particles, are collected and/or sucked off at the edge of the moving web material. The contaminants are collected by at least one cleaning roller of the cleaning module, preferably in front of the cleaning roller. In a subsequent process step or steps, they can then be collected at an outer edge of the web and/or removed from there, in particular by sucking off.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird durch eine partielle und/oder mehrteilige Ausführung des Bahnreinigungssystems eine Entfernung von Verunreinigungen in mehrere, insbesondere entgegengesetzte, Reinigungsrichtungen ermöglicht. Das heißt, das Bahnreinigungssystem umfasst insbesondere mehrere Reinigungsmodule, welche bestimmten Bereichen oder Segmenten des laufenden Bahnmaterials zugeordnet ist. Die diagonale Führung dieser Reinigungsmodule kann sich in solchen Ausführungen etwa nur über einen Teil der Breite des laufenden Bahnmaterials erstrecken und auch in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sein. Dies kann etwa eine Reinigung bis hin zu beiden Bahnrändern bei gleichzeitiger Schonung der dortigen Kanten ermöglichen. Eine solche Schonung der Kanten ist insbesondere deshalb relevant, da es sich bei dem laufenden Bahnmaterial häufig um sehr dünne Folien handelt, welche durch herkömmliche Reinigungssysteme oder durch zu hohe Kräfte der Reinigungswalzen auf den Bahnrand einreißen können.In a further advantageous embodiment, a partial and/or multi-part design of the web cleaning system enables the removal of contaminants in several, in particular opposite, cleaning directions. This means that the web cleaning system comprises in particular several cleaning modules which are assigned to specific areas or segments of the running web material. In such designs, the diagonal guidance of these cleaning modules can extend over only part of the width of the running web material and can also be aligned in different directions. This can enable cleaning up to both web edges while simultaneously protecting the edges there. Such protection of the edges is particularly relevant because the running web material is often very thin films which can tear due to conventional cleaning systems or due to excessive forces from the cleaning rollers on the web edge.

Durch den beschriebenen Einsatz mehrerer Reinigungsmodule können die definierten Bahnbereiche ebenso nur einen Teil der Breite des Bahnmaterials umfassen. Solche Bereiche können beispielsweise durch Kanten oder sonstige Prägungen im laufenden Bahnmaterial begrenzt sein, welche bei der Reinigung zu schonen sind. Grundsätzlich kann durch partielle und/oder mehrteilige Ausführungen des Bahnreinigungssystems jede geradlinige Art von Geometrie für zu reinigende Bahnbereiche oder -segmente berücksichtigt werden.By using multiple cleaning modules as described, the defined web areas can also only cover part of the width of the web material. Such areas can be limited, for example, by edges or other embossings in the running web material, which must be protected during cleaning. In principle, any straight-line geometry for web areas or segments to be cleaned can be taken into account by using partial and/or multi-part designs of the web cleaning system.

Ebenso bezieht sich die Erfindung auf eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Bahnreinigungssystems oder Verfahrens zur Entfernung von Verunreinigungen von von Rollen abgewickeltem, laufendem Bahnmaterial, insbesondere bei der Herstellung von Batterien.The invention also relates to a use of a web cleaning system or method according to the invention for removing contaminants from running web material unwound from rolls, in particular in the manufacture of batteries.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Infolge hoher Transportgeschwindigkeiten von Bahnmaterialien ist die Prozesszeit zum Reinigen der Oberfläche, besonders bei feststehenden Reinigungselementen, sehr kurz, was oft zu einer nicht ausreichenden Reinigungswirkung führt. Zudem ist das zu reinigende, laufende Bahnmaterial oder dessen Segmente meist sehr dünn und flexibel, weshalb eine (zu) schnelle und oftmals grob ausgeführte Reinigung Beschädigungen (z. B. Risse, Knicke, Abplatzen von Schichten) zur Folge hat. Bei der Reinigung von Segmenten kommen vorliegende Kanten mit einem möglichen Grat als problematische Stelle hinzu, da Kanten ebenfalls besonders anfällig für Beschädigungen sind, indem beispielsweise Beschichtungsmaterial abplatzt oder das Grundmaterial an diesen Stellen einreißt.Due to the high transport speeds of web materials, the process time for cleaning the surface is very short, especially with fixed cleaning elements, which often leads to an insufficient cleaning effect. In addition, the running web material to be cleaned or its segments are usually very thin and flexible, which is why (too) fast and often roughly carried out cleaning results in damage (e.g. cracks, creases, flaking of layers). When cleaning segments, existing edges with a possible burr are another problematic area, as edges are also particularly susceptible to damage, for example if coating material flakes off or the base material tears at these points.

Mit der vorgeschlagenen Lösung, bei der das Reinigungsmodul des Bahnreinigungssystems diagonal über das laufende Bahnmaterial geführt wird, wird der diagonale Vorschub in zwei Komponenten aufgeteilt, nämlich Reinigungsgeschwindigkeit und Transportgeschwindigkeit. Die Reinigungsgeschwindigkeit lässt sich somit über den Winkel der Diagonalen, ebenso wie in Abhängigkeit von der zur Reinigung benötigten Bahnlänge einstellen. Dies erlaubt eine Reduzierung der Reinigungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig trotzdem hoher Transportgeschwindigkeit. So können die oben genannten Probleme minimiert oder zumindest merklich verringert werden. Die Reinigungswirkung wird durch die verlängerte Prozesszeit verbessert, gleichzeitig wird das Aufkommen von Beschädigungen reduziert. Daneben können durch den Winkel, in dem ein Reinigungsmodul geführt wird, Querkräfte verhindert werden, was vor allem für die Schonung von Kanten entscheidend ist.With the proposed solution, in which the cleaning module of the web cleaning system is guided diagonally over the moving web material, the diagonal feed is divided into two components, namely cleaning speed and transport speed. The cleaning speed can thus be adjusted via the angle of the diagonals, as well as depending on the length of the web required for cleaning. This allows the cleaning speed to be reduced while still maintaining a high transport speed. In this way, the problems mentioned above can be minimized or at least noticeably reduced. The cleaning effect is improved by the extended process time, while at the same time the occurrence of damage is reduced. In addition, the angle at which a cleaning module is guided can prevent transverse forces, which is particularly important for protecting edges.

Ein Schonen der Kanten am Bahnrand des laufenden Bahnmaterials erfolgt auch durch die Richtung einer möglichen Rotation von Reinigungswalzen, welche rückwärtig, also entgegen dem Bahnmaterial erfolgt. Die abschließende Kante wird durch die Rotation somit nicht angegriffen. Die Verunreinigungen werden vor der Reinigungswalze gesammelt und können am Bahnrand gesammelt und/oder abgesaugt werden.The edges at the edge of the moving web material are also protected by the direction of any rotation of the cleaning rollers, which occurs backwards, i.e. against the web material. The final edge is therefore not affected by the rotation. The contaminants are collected in front of the cleaning roller and can be collected and/or vacuumed at the edge of the web.

Daneben ist mit dem vorgeschlagenen Bahnreinigungssystem ein gezieltes Reinigen von Segmenten oder definierten Bereichen einfach möglich. Die Abstände der Reinigungswalzen des Reinigungsmoduls können an die Abstände von Bahnbereichen oder -segmenten angepasst werden. Weitere spezielle Einstellungen oder ähnliches sind dann nicht nötig. Genauso kann durch ein gezieltes, auch mehrteiliges und/oder partielles Anbringen der Reinigungsmodule eine Reinigung bestimmter Bereiche und Geometrien sowie in verschiedene Richtungen erfolgen. Das System ist somit flexibel auf diverse Anforderungen anpassbar und nicht auf eine einfache Reinigung eines gesamten laufenden Bahnmaterials beschränkt.In addition, the proposed web cleaning system makes it easy to clean segments or defined areas in a targeted manner. The distances between the cleaning rollers of the cleaning module can be adjusted to the distances between web areas or segments. No further special settings or similar are then necessary. In the same way, specific areas and geometries can be cleaned in different directions by attaching the cleaning modules in a targeted manner, including in multiple parts and/or in parts. The system can therefore be flexibly adapted to various requirements and is not limited to simply cleaning an entire running web material.

Außerdem ist das Bahnreinigungssystem grundsätzlich unabhängig von der Art des laufenden Bahnmaterials, solange dieses mit den eingesetzten Reinigungswalzen kompatibel ist. Solange die jeweiligen Materialen als Bahnmaterial vorliegen, welches für die kontinuierliche Verarbeitung als laufende Bahn geeignet ist, beispielsweise Metalle, Polymere, Stoffe, Papiere, Hybridmaterialien, kann für deren Reinigung das vorgeschlagene Bahnreinigungssystem zum Einsatz kommen. Entsprechend können die Reinigungswalzen angepasst werden, zum Beispiel als Bürsten unterschiedlicher Art und Struktur, sowohl statisch als auch rotierend, Gummiwalzen, Metallwalzen, beschichtete Walzen, ebenso wie Ausführungen als kontinuierlicher oder pulsierender Luftstrom.In addition, the web cleaning system is fundamentally independent of the type of web material being used, as long as it is compatible with the cleaning rollers used. As long as the respective materials are available as web material that is suitable for continuous processing as a running web, for example metals, polymers, fabrics, papers, hybrid materials, the proposed web cleaning system can be used to clean them. The cleaning rollers can be adapted accordingly, for example as brushes of different types and structures, both static and rotating, rubber rollers, metal rollers, coated rollers, as well as designs as a continuous or pulsating air flow.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung des Bahnreinigungssystems in Draufsicht;
2 die Verhältnisse von Transportgeschwindigkeit und Reinigungsgeschwindigkeit als Komponenten der Geschwindigkeit des Bahnreinigungssystems in Abhängigkeit von einem Winkel α;
3 eine einzelne Darstellung des Reinigungsmoduls mit Reinigungswalzen;
4 einen Querschnitt des Reinigungsmoduls;
5 eine einzelne Reinigungswalze, welche durch das Reinigungsmodul über das laufende Bahnmaterial bewegt wird;
6 A, B eine schematische Darstellung der Reinigung einer segmentierten Bahn mit unterschiedlichen Segmentabständen in A und B und entsprechenden Abständen zwischen den Reinigungswalzen; und
7 eine schematische Darstellung einer partiellen, mehrteiligen Ausführung des Bahnreinigungssystems mit zwei Reinigungsmodulen, die in entgegengesetzte Reinigungsrichtungen arbeiten.

Show it:

1 a schematic representation of the web cleaning system in plan view;
2 the ratios of transport speed and cleaning speed as components of the speed of the web cleaning system as a function of an angle α;
3 a single view of the cleaning module with cleaning rollers;
4 a cross-section of the cleaning module;
5 a single cleaning roller which is moved over the moving web material by the cleaning module;
6A , B is a schematic representation of the cleaning of a segmented web with different segment spacings in A and B and corresponding spacings between the cleaning rollers; and
7 a schematic representation of a partial, multi-part design of the web cleaning system with two cleaning modules working in opposite cleaning directions.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, identical or similar elements are designated by identical reference numerals, whereby a repeated description of these elements is omitted in individual cases. The figures only represent the subject matter of the invention schematically.

1 zeigt eine schematische Darstellung des Bahnreinigungssystems 1 in Draufsicht. Dabei befindet sich zentral das laufende Bahnmaterial 5, welches in Segmente 9 unterteilt ist. Die Bewegung des laufenden Bahnmaterials 5 mit Transportgeschwindigkeit 12 verläuft horizontal in die angezeigte Transportrichtung 11, während die Entfernung von Verunreinigungen im rechten Winkel dazu erfolgt (vertikal). Über dem laufenden Bahnmaterial 5 ist das Reinigungsmodul 21 des Bahnreinigungssystems 1 diagonal angeordnet. Dieses umfasst in der dargestellten Ausführung zwei diagonale Führungen 23, durch welche Reinigungswalzen 31 in Führungsrichtung 15 angetrieben und über die Bahn geführt werden. Diese Richtung ist auch durch eine entsprechende Diagonale 24 im System charakterisiert. Die Ausrichtung und Anordnung der Reinigungswalzen 31 selbst erfolgt dabei in Reinigungsrichtung 13, also im rechten Winkel zur Transportrichtung 11. Die zur Reinigung benötigte Bahnlänge 17 ergibt sich im Zusammenhang mit der Bahnbreite 8 des laufenden Bahnmaterials 5 und umfasst nur einen Bruchteil der gesamten Bahnlänge 7 des laufenden Bahnmaterials 5. 1 shows a schematic representation of the web cleaning system 1 in plan view. The running web material 5 is located centrally, which is divided into segments 9. The movement of the running web material 5 at transport speed 12 runs horizontally in the indicated transport direction 11, while the removal of contaminants takes place at a right angle to this (vertical). The cleaning module 21 of the web cleaning system 1 is arranged diagonally above the running web material 5. In the embodiment shown, this comprises two diagonal guides 23, through which cleaning rollers 31 are driven in the guide direction 15 and guided over the web. This direction is also characterized by a corresponding diagonal 24 in the system. The alignment and arrangement of the cleaning rollers 31 themselves takes place in the cleaning direction 13, i.e. at a right angle to the transport direction 11. The web length 17 required for cleaning results from the web width 8 of the running web material 5 and only comprises a fraction of the total web length 7 of the running web material 5.

Als zusätzlicher Verfahrensschritt, welcher zur Entfernung von Verunreinigungen vorgeschaltet ist, ist ein lonisierungsvorgang 43 dargestellt. Durch diesen ist es möglich, eine statische Ladung der Verunreinigungen, insbesondere von Partikeln 41, zu entfernen. Eine solche Entladung erleichtert die Entfernung der Verunreinigungen durch die Reinigungswalzen 31.An ionization process 43 is shown as an additional process step which is used to remove contaminants. This makes it possible to remove a static charge from the contaminants, in particular from particles 41. Such a discharge facilitates the removal of the contaminants by the cleaning rollers 31.

2 stellt die Verhältnisse von Transportgeschwindigkeit 12 und Reinigungsgeschwindigkeit 14 als Komponenten der Geschwindigkeit des Bahnreinigungssystems 3 in Abhängigkeit vom Winkel α dar. Für die Entfernung von Verunreinigungen auf der Oberfläche des laufenden Bahnmaterials 5 müssen Bahnreinigungssystem 1 und Transportsystem des laufenden Bahnmaterials 5 in Transportrichtung 11 die gleiche Geschwindigkeit aufweisen. 2 represents the ratios of transport speed 12 and cleaning speed 14 as components of the speed of the web cleaning system 3 as a function of the angle α. In order to remove contaminants on the surface of the moving web material 5, the web cleaning system 1 and the transport system of the moving web material 5 must have the same speed in the transport direction 11.

Aus der Transportgeschwindigkeit 12 als Komponente der Geschwindigkeit des Bahnreinigungssystems 3 ergibt sich die Reinigungsgeschwindigkeit 14. Die Zusammenhänge sind wie folgt: $Geschwindigkeit Bahnreinigungssystem = Transportgeschwindigkeit \times {cos}^{- 1} (α)$

und

Reinigungsgeschwindigkeit = Transportgeschwindigkeit \times tan (α) .

The cleaning speed 14 results from the transport speed 12 as a component of the speed of the web cleaning system 3. The relationships are as follows:

Speed web cleaning system = Transport speed \times {cos}^{- 1} (α)

and

Cleaning speed = Transport speed \times tan (α) .

Beträgt der Winkel α weniger als 45° ist die Reinigungsgeschwindigkeit 14 im Vergleich zur Transportgeschwindigkeit 12 reduziert, bei mehr als 45° beschleunigt.If the angle α is less than 45°, the cleaning speed 14 is reduced compared to the transport speed 12; if it is more than 45°, it is accelerated.

3 zeigt eine einzelne Darstellung des Reinigungsmoduls 21 mit Reinigungswalzen 31 und 4 einen Querschnitt davon. Die Reinigungswalzen 31 werden dabei bevorzugt an zwei (diagonalen) Führungen 23 in Form von angetriebenen Riemen 27 befestigt und auf diese Weise sowohl geführt als auch angetrieben. Dafür sind in der dargestellten Ausführung auch zwei Transportwalzen 29 vorgesehen, welche den Antrieb 25 in Führungsrichtung 15 umsetzen. Insgesamt ist das Reinigungsmodul 21 symmetrisch und kontinuierlich aufgebaut, so dass eine fortlaufende Entfernung von Verunreinigungen damit möglich ist. 3 shows a single representation of the cleaning module 21 with cleaning rollers 31 and 4 a cross-section thereof. The cleaning rollers 31 are preferably attached to two (diagonal) guides 23 in the form of driven belts 27 and are both guided and driven in this way. For this purpose, two transport rollers 29 are also provided in the embodiment shown, which move the drive 25 in the guide direction 15. Overall, the cleaning module 21 is constructed symmetrically and continuously, so that continuous removal of contamination is possible.

5 stellt eine einzelne Reinigungswalze 31 schematisch dar, welche durch das Reinigungsmodul 21 über das laufende Bahnmaterial 5 bewegt wird. Die Reinigung der Oberfläche des laufenden Bahnmaterials 5 findet in Reinigungsrichtung 13 orthogonal zur Transportrichtung 11 statt. Die Rotation 37 der Reinigungswalze 31 erfolgt dabei rückläufig, also entgegen dem laufenden Bahnmaterial 5. So werden Verunreinigungen, insbesondere Partikel 41, nicht unter die Reinigungswalze 31 gebracht, sondern stets davor gehalten und dort angesammelt. Am Bahnrand 39 können die Verunreinigungen dann abschließend mit gängigen Methoden gesammelt und/oder abgesaugt werden. 5 schematically represents a single cleaning roller 31, which is moved by the cleaning module 21 over the running web material 5. The cleaning of the surface of the running web material 5 takes place in the cleaning direction 13 orthogonal to the transport direction 11. The rotation 37 of the cleaning roller 31 takes place in reverse, i.e. against the running web material 5. In this way, contaminants, in particular particles 41, are not brought under the cleaning roller 31, but always in front of it. and accumulated there. At the edge of the track 39, the contaminants can then be collected and/or vacuumed off using conventional methods.

6 zeigt eine schematische Darstellung der Reinigung einer segmentierten Bahn 6 mit unterschiedlichen Segmentabständen 10 in den 6A und 6B, und entsprechenden Abständen 35 zwischen den Reinigungswalzen 31. 6 shows a schematic representation of the cleaning of a segmented track 6 with different segment distances 10 in the 6A and 6B , and corresponding distances 35 between the cleaning rollers 31.

Abgebildet sind einzelne Segmente 9 des laufenden Bahnmaterials 5 mit einer horizontalen Transportrichtung 11 und einer vertikalen Reinigungsrichtung 13. Mit der diagonalen Führung 23 für das Reinigungsmodul 21 in Führungsrichtung 15 werden sowohl die Bahnbreite 8 des laufenden Bahnmaterials 5 als auch der Winkel α für eine Einstellung der Geschwindigkeit des Bahnreinigungssystems 3 berücksichtigt. Ebenso werden die Anzahl und der Abstand 35 der Reinigungswalzen 31 am Reinigungsmodul 21 angepasst auf die gegebenen Segmentabstände 10. Liegen die Segmente 9 der segmentierten Bahn 6, wie in 6A, eng beieinander, muss auch der Abstand 35 der Reinigungswalzen 31, im vorliegenden Beispiel ausgeführt als Bürsten 32, entsprechend gewählt werden. Bei einem größeren Segmentabstand 10, wie in 6B dargestellt, hingegen müssen weniger Reinigungswalzen 31 und mit einem ebenfalls größeren Abstand 35 zueinander zum Einsatz kommen. Durch die Darstellungen der segmentierten Bahn 6 in den 6A und 6B werden die verschiedenen Richtungen einerseits der Segmente 9 des laufenden Bahnmaterials 5 - nämlich in Transportrichtung 11 - gegenüber den Reinigungswalzen 31 andererseits - nämlich in Reinigungsrichtung 13 - deutlich veranschaulicht. Ein Vergleich der beiden Figuren verdeutlicht außerdem die Abhängigkeit des Abstands 35 der Reinigungswalzen 31 zueinander von den Segmentabständen 10.Shown are individual segments 9 of the running web material 5 with a horizontal transport direction 11 and a vertical cleaning direction 13. With the diagonal guide 23 for the cleaning module 21 in the guide direction 15, both the web width 8 of the running web material 5 and the angle α for setting the speed of the web cleaning system 3 are taken into account. Likewise, the number and the distance 35 of the cleaning rollers 31 on the cleaning module 21 are adapted to the given segment distances 10. If the segments 9 of the segmented web 6 are located as in 6A , close together, the distance 35 of the cleaning rollers 31, in this example designed as brushes 32, must also be selected accordingly. With a larger segment distance 10, as in 6B However, fewer cleaning rollers 31 and a larger distance 35 between them must be used. The representations of the segmented track 6 in the 6A and 6B the different directions of the segments 9 of the moving web material 5 - namely in the transport direction 11 - relative to the cleaning rollers 31 on the one hand and in the cleaning direction 13 on the other hand - namely in the cleaning direction 13 - are clearly illustrated. A comparison of the two figures also clarifies the dependence of the distance 35 of the cleaning rollers 31 from one another on the segment distances 10.

7 stellt schematisch eine partielle, mehrteilige Ausführung des Bahnreinigungssystems 1 mit zwei Reinigungsmodulen 21 dar, die in entgegengesetzte Reinigungsrichtungen 13 arbeiten. Die beiden Reinigungsmodule 21 beziehungsweise deren diagonale Führungen 23 sind dabei so diagonal über der segmentierten Bahn 6 angebracht, dass sie verschiedene Bereiche der Segmente 9 des laufenden Bahnmaterials 5 abdecken. Die Führungsrichtungen 15 laufen jeweils zu den entgegengesetzten Bahnrändern 39, so dass bei gleicher Transportrichtung 11 letztlich entgegengesetzte Reinigungsrichtungen 13 resultieren. Insgesamt werden die Anzahl und der Abstand 35 der Reinigungswalzen 31 dennoch so gewählt, dass eine Anpassung an den Segmentabstand 10 vorliegt und eine kontinuierliche Reinigung stattfinden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Reinigungswalzen 31 eines der Reinigungsmodule 21 als Gebläse 33 umgesetzt, welche zum Entfernen von Verunreinigungen einen Luftstrom 34 erzeugen. Dieser Luftstrom 34 kann beispielsweise kontinuierlich oder auch gepulst ausgeführt sein. 7 schematically shows a partial, multi-part design of the web cleaning system 1 with two cleaning modules 21 that work in opposite cleaning directions 13. The two cleaning modules 21 or their diagonal guides 23 are mounted diagonally above the segmented web 6 so that they cover different areas of the segments 9 of the running web material 5. The guide directions 15 each run to the opposite web edges 39, so that with the same transport direction 11, opposite cleaning directions 13 ultimately result. Overall, the number and spacing 35 of the cleaning rollers 31 are nevertheless selected so that there is an adjustment to the segment spacing 10 and continuous cleaning can take place. In the illustrated embodiment, the cleaning rollers 31 of one of the cleaning modules 21 are implemented as blowers 33, which generate an air flow 34 to remove contaminants. This air flow 34 can, for example, be continuous or pulsed.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, a large number of modifications are possible within the scope specified by the claims, which are within the scope of expert action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007022810 A1 [0003]
DE 202021104719 U1 [0004]
DE 102012202948 A1 [0005]

Claims

Web cleaning system (1) for removing contaminants, in particular particles (41), from a running web material (5) at a reduced cleaning speed (14) transverse to the transport direction (11), characterized in that a cleaning module (21) is guided diagonally over the running web material (5).

Web cleaning system (1) according to Claim 1 , characterized in that the cleaning speed (14) is adjustable by an angle α of a diagonal (24) between the transport direction (11) and the cleaning direction (13).

Web cleaning system (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the running web material (5) is a segmented web (6).

Web cleaning system (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the cleaning module (21) comprises at least one cleaning roller (31), in particular in the form of at least one driven or static brush (32) and/or at least one fan (33) for generating a static or pulsating air flow (34).

Web cleaning system (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that a rotation (37) of the at least one cleaning roller (31), in particular a brush (32), takes place against the running web material (5) such that contaminants, in particular particles (41), accumulate in front of the cleaning roller (31).

Web cleaning system (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the cleaning module (21) is guided along at least one diagonal guide (23), preferably two diagonal guides (23).

Web cleaning system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that a partial cleaning of defined web areas or segments (9) is possible and a distance (35) between the cleaning rollers (31) of the cleaning module (21) is adapted to a segment distance (10) between areas or segments (9) to be cleaned.

Web cleaning system (1) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the running web material (5) is electrode material and/or insulation material for battery production.

Method for removing contaminants from a running web material (5) using a web cleaning system (1) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the cleaning speed (14) is reduced transversely to the transport direction (11).

Procedure according to Claim 9 , characterized in that a static charge of contaminants, in particular particles (41), is removed by a preceding ionization process (43).

Procedure according to Claim 9 or 10 , characterized in that contaminants, in particular particles (41), are collected and/or sucked off at the web edge (39) of the running web material (5).

Procedure according to one of the Claims 9 until 11 , characterized in that a partial and/or multi-part design of the web cleaning system (1) enables the removal of contaminants in several, in particular opposite, cleaning directions (13).

Use of a web cleaning system (1) according to one of the Claims 1 until 8th or a procedure under one of the Claims 9 until 12 for removing impurities from running web material (5) unwound from rolls, in particular in the manufacture of batteries.