DE19914944B4

DE19914944B4 - Verfahren zum Aufwickeln einer kontinuierlich zugeführten Materialbahn

Info

Publication number: DE19914944B4
Application number: DE1999114944
Authority: DE
Inventors: Helmut Meyer
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: DE19914944A1

Abstract

Verfahren zum Aufwickeln einer kontinuierlich zugeführten Materialbahn, insbesondere einer Kunststofffolienbahn, auf eine Wickelwelle (1) unter Bildung eines von der Wickelwelle (1) aufgenommenen Wickels (2),
wobei während des Aufwickelns der Materialbahn eine Kontaktwalze (3) an den Wickel (2) angedrückt wird,
wobei die Wickelwelle (1) mit größer werdendem Wickeldurchmesser einer zunehmenden Durchbiegung f unterliegt,
wobei die Kontaktwalze (3) beim Aufwickeln mit ihrer Kontaktwalzenachse (4) mit einem Abstand Δy unterhalb einer durch die Wickelwellenachse (5) verlaufenden Horizontalebene (6) angeordnet wird, dadurch gekenn zeichnet,
dass der Abstand Δy nach Maßgabe der Durchbiegung f der Wickelwelle (1) eingerichtet wird, und dass bei einem maximalen Wickeldurchmesser Dmax, einem Kontaktwalzendurchmesser d_K und einer Durchbiegung f_Q der Wickelwelle (1) mit dem fertig gewickelten Wickel (2) ein nach der Formel

berechneter Abstand Δy eingerichtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer kontinuierlich zugeführten Materialbahn, insbesondere einer Kunststofffolienbahn, auf eine Wickelwelle unter Bildung eines von der Wickelwelle aufgenommenen Wickels, wobei während des Aufwickelns der Materialbahn eine Kontaktwalze an den Wickel angedrückt wird und wobei die Wickelwelle mit größer werdendem Wickeldurchmesser einer zunehmenden Durchbiegung f unterliegt, wobei die Kontaktwalze beim Aufwickeln mit ihrer Kontaktwalzenachse mit einem Abstand Δy unterhalb einer durch die Wickelwellenachse verlaufenden Horizontalebene angeordnet wird. – Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft das sogenannte Kontaktwickeln von Materialbahnen, insbesondere von Kunststofffolienbahnen. Dabei ist während des Wickelvorganges die auf der Wickelwelle aufgewickelte Materialbahn in Kontakt mit der Kontaktwalze, die mit einem vorgebbaren Andruck an den Wickel angedrückt wird. Es wird also gleichsam eine Flächenpressung zwischen Kontaktwalze und Wickel verwirklicht.
Bei dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (WO 94/26641 A1), von dem die Erfindung ausgeht, wird ebenfalls eine kontinuierlich zugeführte Materialbahn aufgewickelt, nämlich eine Papierbahn. Mit der Kontaktwalze wird ein Kontaktwickeln durchgeführt und auch hier soll die Kontaktwalze mit einem definierten Druck an dem entstehenden Wickel anliegen.
Bei einem aus der Praxis bekannten Verfahren wird die Kontaktwalzenachse mit der Wickelwellenachse auf derselben vertikalen Höhe angeordnet. Mit anderen Worten liegen die Kontaktwalzenachse und die Wickelwellenachse in einer Horizontalebene. Die Kontaktwalze wird während des Wickelvorganges mit einer bestimmten Kraft gegen den Wickel gedrückt. Insoweit soll auf einer Andruckfläche des Wickels, die mit der Kontaktwalze in Kontakt steht ein bestimmter Andruck der Kontaktwalze aufrechterhalten werden. Dieses bekannte Verfahren weist jedoch den beachtlichen Nachteil auf, dass sich bei fortschreitendem Wickelvorgang die Gleichmäßigkeit des Andruckes über die Länge der Kontaktwalze bzw. die Länge der Wickelwelle verschlechtert und sich auch die Andruckfläche im Verlaufe des Wickelvorganges verkleinert. Dadurch ist ein funktionssicheres Kontaktwickeln nicht mehr gewährleistet. Diese Nachteile resultieren daraus, dass die Wickelwelle mit größer werdendem Wickeldurchmesser einer zunehmenden Durchbiegung unterliegt. Mit größer werdendem Wickeldurchmesser liegt somit die Kontaktwalze immer ungleichmäßiger am Wickel an und kann in der Mitte sogar den Kontakt zum Wickel verlieren. Das führt letztendlich dazu, dass man über die Länge der Wickelwelle bzw. des Wickels in nachteilhafter Weise eine unterschiedliche Wickelqualität der Materialbahn erhält. – In der Praxis hat man versucht, diese Nachteile durch Abstützung der Wickelwelle im Bereich der Wickelwellenenden zu überwinden. Dies ist jedoch nur ansatzweise gelungen und diese Maßnahme ist im übrigen nur dann möglich, wenn auf einer breiten Vorrichtung (d. h. lange Wickelwelle und lange Kontaktwalze) eine schmale Materialbahn bzw. Kunststofffolie aufgewickelt wird.
Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem ein möglichst gleichmäßiger Andruck der Kontaktwalze über eine weitgehend gleichbleibende Andruckfläche an dem Wickel verwirklicht wird und mit dem eine über die Länge der Wickelwelle bzw. des Wickels möglichst gleichmäßige Wickelqualität der Materialbahn erzielt wird.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung zunächst ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Abstand Δy nach Maßgabe der Durchbiegung f der Wickelwelle eingerichtet wird, und dass bei einem maximalen Wickeldurchmesser D_max, einem Kontaktwalzendurchmesser d_K und einer Durchbiegung f_Q der Wickelwelle mit dem fertig gewickelten Wickel ein nach der Formel
berechneter Abstand Δy eingerichtet wird. – Zur Lösung des o. g. technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Abstand Δy nach Maßgabe der Durchbiegung f der Wickelwelle eingerichtet wird, und dass bei einem Wickelhülsendurchmesser d_H, einem Kontaktwalzendurchmesser d_K und einer Durchbiegung f_E der Wickelwelle unter Eigenlast ein nach der Formel
berechneter Abstand Δy eingerichtet wird. – Mit der durch die Wickelwellenachse verlaufenden Horizontalebene ist bevorzugt die Horizontalebene gemeint, in der die Wickelwellenenden der Wickelwellenachse liegen. Bevorzugt handelt es sich also um die Horizontalebene, in der die Wickelwellenachse im nicht durchgebogenen Zustand der Wickelwelle liegt bzw. liegen würde.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die Kontaktwalze rotierend angetrieben. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Wickelwelle rotierend anzutreiben. Zweckmäßigeweise wird die Materialbahn über die Kontaktwalze der Wickelhülse bzw. dem Wickel zugeführt.
Erfindungsgemäß wird der Abstand Δy der Kontaktwalzenachse zu der Horizontalebene in Abhängigkeit von der Durchbiegung f der Wickelwelle eingestellt. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass der Abstand Δy um so größer ist, je stärker die Durchbiegung f der Wickelwelle ist. Mit anderen Worten nimmt mit zunehmender Durchbiegung f auch der Abstand Δy zu.
Nach der ersten Ausführungsform der Erfindung wird bei einem maximalen Wickeldurchmesser D_max, einem Kontaktwalzendurchmesser d_K und einer Durchbiegung f_Q der Wickelwelle mit dem fertig gewickelten Wickel ein nach der Formel
berechneter Abstand Δy eingerichtet. Bei f_Q handelt es sich um die Durchbiegung der Wickelwelle unter Vollast, d. h. unter der Last des fertig gewickelten Wickels bzw. fertig gewickelten Coils.
Die Durchbiegung f meint im Rahmen der Erfindung regelmäßig den größten Abstand eines Wickelwellenabschnittes von der durch die der Wickelwellenenden verlaufenden Horizontalebene. In der Regel ist dieser Wickelwellenabschnitt mit dem größten Abstand zu der genannten Horizontalebene im Bereich der Mitte der Wickelwelle angeordnet.
Nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Wickelhülsendurchmesser d_H, einem Kontaktwalzendurchmesser dK und einer Durchbiegung f_E der Wickelwelle unter Eigenlast ein nach der Formel
berechneter Abstand Δy eingerichtet. Die Durchbiegung f_E meint die Durchbiegung, der bereits die reine Wickelwelle ohne aufgewickelte Materialbahn unterliegt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lehre ein überraschend gleichmäßiger Andruck der Kontaktwalze auch bei fortschreitendem Wickelvorgang verwirklicht werden kann. Dabei wird eine optimale Andruckfläche zwischen Kontaktwalze und Wickel erreicht. Im Ergebnis können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überraschenderweise Wickel hergestellt werden, die über die Länge der Wickelwelle eine gleichmäßige Wickelqualität aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist im übrigen auf relativ einfache, wenig aufwendige Weise durchführbar. Mit den bekannten Vorrichtungen zum Kontaktwickeln ist dieses Verfahren realisierbar, ohne dass hierzu aufwendige oder kostspielige Umrüstungsarbeiten bzw. Umrüstungsmaßnahmen erforderlich sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeipiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Anwickelzustand und
2 den Gegenstand nach 1 mit fertig gewickeltem Wickel bzw. fertig gewickeltem Coil.
Die Figuren zeigen schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufwickeln einer kontinuierlich zugeführten und in den Figuren nicht dargestellten Materialbahn, insbesondere einer Kunststofffolienbahn. Die Materialbahn wird dabei auf eine Wickelwelle 1 unter Bildung eines von der Wickelwelle 1 aufgenommenen Wickels 2 aufgewickelt. Während des Aufwickelns der Materialbahn wird eine Kontaktwalze 3 an den Wickel 2 angedrückt. 1 zeigt den Anwickelvorgang der Materialbahn. Hier wird zunächst die Kontaktwalze 3 lediglich an die Wickelwelle 1 angedrückt bzw. anschließend an die auf der Wickelwelle 1 angewickelte Materialbahn angedrückt. 2 zeigt den fertig gewickelten Wickel 2 zum Ende des Aufwickelvorganges, an welchen Wickel 2 die Kontaktwalze 3 angedrückt ist.
Die Wickelwelle 1 unterliegt mit größer werdendem Wickeldurchmesser einer zunehmenden Durchbiegung f. Die Durchbiegung f wurde in den Figuren nicht dargestellt. Zunächst unterliegt die Wickelwelle 1 in der Regel einer Durchbiegung f_E aufgrund ihrer Eigenlast, d. h. es findet auch eine Durchbiegung f_E ohne aufgewickelte Materialbahn (Zustand der 1) statt. Unter der Vollast des fertig gewickelten Wickels 2 bzw. fertig gewickelten Coils (Zustand der 2) unterliegt die Wickelwelle 1 einer wesentlich größeren Durchbiegung f_Q.
Erfindungsgemäß wird die Kontaktwalze 3 beim Aufwickeln mit ihrer Kontaktwalzenachse 4 mit einem Abstand Δy unterhalb einer durch die Wickelwellenachse 5 verlaufenden Horizon talebene 6 angeordnet. Dieser Abstand Δy wird nach Maßgabe der Durchbiegung f der Wickelwelle 1 eingerichtet.
Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren weist die Kontaktwalzenachse 4 stets einen konstanten Abstand Δy zu der Horizontalebene 6 auf. Dieser Abstand Δy ist sowohl beim Anwickelvorgang nach 1 verwirklicht als auch im Zustand mit dem fertig gewickelten Coil gemäß 2. Wickelwelle 1 und Kontaktwalze 3 werden während des Wickelvorganges, so relativ zueinander orientiert, dass der konstante Abstand Δy eingehalten wird. Dabei verschiebt sich die Berührungslinie 7 zwischen Kontaktwalze 3 und Wickelwelle 1 an der Kontaktwalze 3 in vertikaler Richtung in Abhängigkeit von dem Wickeldurchmesser. In 1 beträgt der Abstand der Berührungslinie 7 von der Horizontalebene 6 y₁. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel gilt.
Danach ist die Kontaktwalze 3 bezüglich der Wickelwelle 1 also so positioniert, dass die Berührungslinie 7 in einem Abstand von der Horizontalebene 6 angeordnet ist, der dem halben Wert der Durchbiegung f_E der Wickelwelle durch Eigenlast entspricht. Für den Abstand Δy gilt nach einer Ausführungsform der Erfindung:
Wenn man den Wert für y₁ gemäß Gleichung (3) in die Gleichung (4) einsetzt, erhält man die Gleichung (2).
In dem Zustand nach 2 beträgt der Abstand der Berührungslinie 7 von der Horizontalebene 6 y₂. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel gilt:
Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel ist die Kontaktwalze 3 bezüglich der Wickelwelle 1 bei fertig gewickeltem Coil so angeordnet, dass der Abstand der Berührungslinie 7 der Hälfte des Wertes der Durchbiegung f_Q der Wickelwelle 1 unter Vollast (d. h. mit fertig gewickeltem Coil) entspricht. Für den Abstand Δy gilt nach einer Ausführungsform der Erfindung:
Wenn der Wert für y₂ nach Gleichung (5) in die Gleichung (6) eingesetzt wird, ergibt sich die Gleichung (1). Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die nach Gleichung (1) und nach Gleichung (2) errechneten Abstände Δy übereinstimmen oder zumindest fast übereinstimmen.
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden Wickelwelle 1 und Kontaktwalze 3 während des Wickelvorganges stets so zueinander angeordnet, dass der Abstand Δy zwischen der Kontaktwalzenachse 4 und der Horizontalebene 6 konstant bleibt. Vorzugsweise wird der Abstand der Berührungslinie 7 zu der Horizontalebene 6 während des Wickelvorganges stets so eingestellt, dass dieser Abstand dem halben Wert der Durchbiegung f in dem jeweiligen Wickelzustand entspricht.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Durchbiegung der Wickelwelle zumindest zum großen Teil ausgeglichen werden. Es findet ein optimal gleichmäßiger Andruck der Kontaktwalze 3 an den Wickel 2 statt. Somit wird ein Wickel 2 erhalten, auf den die Materialbahn sehr gleichmäßig aufgewickelt ist. Damit wird ein Wickel mit hervorragender Wickelqualität erzielt.

Claims

Verfahren zum Aufwickeln einer kontinuierlich zugeführten Materialbahn, insbesondere einer Kunststofffolienbahn, auf eine Wickelwelle (1) unter Bildung eines von der Wickelwelle (1) aufgenommenen Wickels (2), wobei während des Aufwickelns der Materialbahn eine Kontaktwalze (3) an den Wickel (2) angedrückt wird, wobei die Wickelwelle (1) mit größer werdendem Wickeldurchmesser einer zunehmenden Durchbiegung f unterliegt, wobei die Kontaktwalze (3) beim Aufwickeln mit ihrer Kontaktwalzenachse (4) mit einem Abstand Δy unterhalb einer durch die Wickelwellenachse (5) verlaufenden Horizontalebene (6) angeordnet wird, dadurch gekenn zeichnet, dass der Abstand Δy nach Maßgabe der Durchbiegung f der Wickelwelle (1) eingerichtet wird, und dass bei einem maximalen Wickeldurchmesser Dmax, einem Kontaktwalzendurchmesser d_K und einer Durchbiegung f_Q der Wickelwelle (1) mit dem fertig gewickelten Wickel (2) ein nach der Formel
berechneter Abstand Δy eingerichtet wird.
Verfahren zum Aufwickeln einer kontinuierlich zugeführten Materialbahn, insbesondere einer Kunststofffolienbahn, auf eine Wickelwelle (1) unter Bildung eines von der Wickelwelle (1) aufgenommenen Wickels (2), wobei während des Aufwickelns der Materialbahn eine Kontaktwalze (3) an den Wickel (2) angedrückt wird, wobei die Wickelwelle (1) mit größer werdendem Wickeldurchmesser einer zunehmenden Durchbiegung f unterliegt, wobei die Kontaktwalze (3) beim Aufwickeln mit ihrer Kontaktwalzenachse (4) mit einem Abstand Δy unterhalb einer durch die Wickelwellenachse (5) verlaufenden Horizontalebene (6) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand Δy nach Maßgabe der Durchbiegung f der Wickelwelle (1) eingerichtet wird, und dass bei einem Wickelhülsendurchmesser d_H, einem Kontaktwalzendurchmesser d_K und einer Durchbiegung f_E der Wickelwelle (1) unter Eigenlast ein nach der Formel
berechneter Abstand Δy eingerichtet wird.