DE102008023604A1

DE102008023604A1 - Wickelmaschine zum Aufwickeln von dünnem Folienband, insbesondere von Aluminiumband

Info

Publication number: DE102008023604A1
Application number: DE102008023604A
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl.-Ing. Barten; Martin Pfeiffer
Original assignee: Achenbach Buschhetten GmbH and Co KG
Current assignee: ACHENBACH BUSCHHUETTEN GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2009-11-19
Also published as: EP2119653B1; EP2119653A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine (1) zum Aufwickeln von dünnem Folienband (3) aus Metall zu einer oder mehreren Bandrollen (4) auf einer Wickelwelle (16) mit Drehantrieb, mit mindestens einer Kontaktwalze (21), die beim Wickelvorgang am Umfang der sich bildenden Bandrolle (4) unter Druck anliegt. Die Wickelmaschine (1) ist gekennzeichnet durch einen in einem Maschinenrahmen (9) mittels eines Antriebs (17) translatorisch verschiebbaren Wickelschlitten (18), auf dem ein Traggestell (19) zur Lagerung der Wickelwelle (16) für die Bandrolle (4) sowie ein verschiebbar gelagerter Tragrahmen (20) für die Kontaktwalze (21) angeordnet sind, wobei beim Aufwickeln der Bandrolle (4) auf die Wickelwelle (16) die auf dem Wickelschlitten (18) verschiebbar gelagerte Kontaktwalze (21) mit zunehmendem Durchmesser der Bandrolle (4) von dieser weggedrückt wird, sowie mindestens einen in den Maschinenrahmen (9) eingebauten Sensor (22) zum laufenden Erfassen der Verschiebung der Kontaktwalze (21) beim Wickelvorgang, wobei bei einer Verschiebung der Kontaktwalze (21) der Sensor (22) ein Steuersignal zum Einschalten des Antriebs (17) des Wickelschlittens (18) auslöst und der Wickelschlitten (18) mit der Wickelwelle (16) für die Bandrolle (4) und der Kontaktwalze (21) in Richtung der Wickelwelle (16) bis in die Ausgangsposition der Kontaktwalze (21) mit Bezug auf den Maschinenrahmen (9) vorgefahren wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von dünnem Folienband, insbesondere von Aluminiumband, zu einer oder mehreren Bandrollen auf einer Wickelwelle mit Drehantrieb, mit mindestens einer Kontaktwalze, die beim Wickelvorgang am Umfang der sich bildenden Bandrolle unter Druck anliegt.
Die Kontaktwalzen von aus der DE 43 00 686 A1 bekannten Wickelmaschinen der gattungsgemäßen Art dienen dazu, beim Auflaufen der Folienbahn auf eine Bandrolle die mitlaufende Luftschicht abzuquetschen, um auf diese Weise das Eindringen von Luft in die Bandrolle weitgehend zu verhindern. Ferner kann durch die Anpresskraft zwischen der Bandrolle und der Kontaktwalze die Wickelhärte der Bandrolle beeinflusst werden. Bei der in der DE 43 00 686 A1 beschriebenen Wickelmaschine ist die Kontaktwalze zum Anstellen gegen die Bandrolle in einem verschiebbaren Schlitten gelagert.
Die gattungsgemäßen Wickelmaschinen, bei denen die Kontaktwalze während des Wickelvorgangs mit einer federelastischen Anpresskraft dauerhaft gegen den Umfang der Bandrolle angestellt wird, haben den Nachteil, dass aufgrund der Unrundheit der Bandrolle, die auf eine auf der Wickelwelle sitzende Wickelhülse aufgewickelt wird, zu Beginn des Wickelvorgangs eine von der Größe der Unrundheit der Bandrolle abhängige translatorische Bewegung entweder der Kontaktwalze bei ortsfester Lagerung der Bandrolle oder der Bandrolle bei ortfester Lagerung der Kontaktwalze auftritt. Diese translatorischen Bewegungen bewirken eine Längenänderung der aufgewickelten Folienbahn und verursachen eine Änderung der Bahnspannung in der zulaufenden Bahn, die von dem Folienmaterial abhängig sind. Je größer der Elastizitätsmodul des Bahnmaterials in Laufrichtung ist, umso stärker wird die Bahnspannung geändert. Eine periodische translatorische Bewegung der Bandrolle oder der Kontaktwalze führt somit zu einer periodischen Spannungspulsation in der Folienbahn. Die Spannungsspitzen wirken gegen die Laufrichtung der Folienbahn in die Wickelmaschine zurück und beeinflussen den gesamten Bahntransport und die Schneidqualität der in einer Schneidstation vor der Aufwickelvorrichtung längsgeschnittenen Folienbahnen.
Eine in der WO 2005/082753 A1 beschriebene Wickelmaschine, die im Hinblick auf eine Verminderung der bei der Wickelmaschine nach der DE 43 00 686 A1 auftretenden Auswirkungen von unrunden Bandrollen auf den Wickelvorgang entwickelt wurde, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktwalze ortsfest gelagert ist und die Bandrolle beim Aufwickeln gegen eine inelastisch wirkende Gegenkraft von der Kontaktwalze wegdrückbar gelagert ist.
Gemäß der Beschreibung der aus der WO 2005/082753 A1 bekannten Wickelmaschine wird keine elastische Anpresskraft zwischen der Kontaktwalze und der Bandrolle erzeugt, sondern mit zunehmenden Durchmesser drückt sich die Bandrolle von der Kontaktwalze ab, ohne dass eine Rückstellkraft in Richtung zur Kontaktwalze erzeugt wird. Bei unrunden Bandrollen führt dies dazu, dass die Erhöhungen auf dem Umfang der Bandrolle – also die Umfangsbereiche mit größerem Radius als ihre Nachbarbereiche – den Mittelpunkt der Bandrolle unter Kontakt von der Kontaktwalze wegdrücken, ohne dass die Bandrolle im Bereich der kleinen Radien zur Kontaktwalze zurückgedrückt wird. In den Bereichen mit kleineren Radien wird auf diese Weise der Kontaktdruck reduziert oder er ist nicht vorhanden, so dass weniger hart gewickelt wird und sich etwas mehr Luft zwischen den einzelnen Wickellagen ansammeln kann. Gemäß den Feststellungen in der Beschreibung der WO 2005/082753 A1 führt dies zu eine Vergrößerung der Radien der Bandrolle in diesen Bereichen und somit zu einer Verminderung der Unrundheit der Bandrolle sowie zu einer selbstständigen Reduzierung der Spannungspulsation beziehungsweise Spannungsänderung in der beziehungsweise den Materialbahnen und im Idealfall zu einer völligen Unterdrückung der Spannungspulsation.
Die durch die WO 2005/082753 A1 bekannte Wickelmaschine weist folgende Nachteile auf:
Beim Wickelvorgang nimmt das Gewicht der Bandrolle laufend zu. Damit erhöhen sich die erforderlichen Massenbeschleunigungskräfte für die Bandrolle, der Stickslipeffekt an der Führung des verschiebbaren Wickelschlittens mit der Bandrolle ändert sich und die Reibungskräfte in der Schlittenführung werden vergrößert. Diese Zusammenhänge führen zu unterschiedlichen Abdruckkräften und damit zu für den Wickelprozess unzulässig hohen Pressungen zwischen der Kontaktwalze und dem beziehungsweise den erhabenen Segmenten auf dem Umfang der Bandrolle sowie zu einer Spannungspulsation in der Materialbahn, so dass eine einwandfreie Aufwicklung der Materialbahn beziehungsweise Materialbahnen zu einer Bandrolle nicht mehr gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass die negativen Auswirkungen von unrunden Bandrollen auf den Wickelvorgang vermindert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Wickelmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungsfiguren erläutert, die folgendes darstellen:
1a und 1b die Darstellung einer Rollenschneid- und Wickelmaschine mit zwei Aufwickelstationen und
die 2a bis 2c Darstellungen einer Wickelstation der Rollenschneid- und Wickelmaschine zu Beginn des Wickelvorgangs, die Wickelstation mit einer aufgewickelten Bandrolle und die Wickelstation beim Abladen der Bandrolle.
Hauptbauteile der Rollenschneid- und Wickelmaschine 1 zum Längsteilen von gewalztem dünnen Folienband 2 aus Metall, insbesondere Aluminiumband, in Bandstreifen beziehungsweise Einzelbänder 3 und Aufwickeln der Einzelbänder zu Bandrollen 4 mit gleicher oder unterschiedlicher Bandbreite sind eine Abwickelstation 5 mit einer motorisch angetriebenen Abwickeltrommel 6 zur Aufnahme eines Bandcoils 7 und einer Ablösewalze 8 zum Lösen des Folienbandes 2 von dem Bandcoil 7, eine in einen Maschinenrahmen 9 eingebaute Einlaufführung 10 für das Folienband 2 mit Bahnführungswalzen 11 zum Überführen des Folienbandes 2 zu einer Schneidstation 12 zum Längsteilen des Folienbandes 2 in Einzelbänder 3, der Schneidstation 12 nachgeordnete Bahnführungswalzen 11 zur Steuerung des Bandlaufs 13 im Wechsel zu zwei Aufwickelstationen 14, 15 mit auf einer angetriebenen Wickelwelle 16 angeordneten, nicht dargestellten Wickelhülsen.
Die baugleichen Aufwickelstationen 14, 15 sind mit einem in dem Maschinenrahmen 9 mittels eines Antriebs 17 translatorisch verschiebbaren Wickelschlitten 18 ausgestattet, auf dem ein Traggestell 19 zur Lagerung der Wickelwelle 16 für die Bandrollen 4 sowie ein verschiebbar gelagerter Tragrahmen 20 für eine Kontaktwalze 21 angeordnet sind.
Beim Aufwickeln der Bandrollen 4 auf die Wickelwelle 16 wird die auf dem Wickelschlitten 18 verschiebbar gelagerte Kontaktwalze 21 mit zunehmendem Durchmesser der Bandrollen 4 von diesen weggedrückt.
In den Maschinenrahmen 9 ist ein Sensor 22 eingebaut zum laufenden Erfassen der Verschiebung der Kontaktwalze 21 beim Wickelvorgang, wobei bei einer Verschiebung der Kontaktwalze 21 der Sensor 22 ein Steuersignal zum Einschalten des Antriebs 17 des Wickelschlittens 18 auslöst und der Wickelschlitten 18 mit der Wickelwelle 16 für die Bandrollen 4 und der Kontaktwalze 21 in Richtung der Wickelwelle 16 bis in die Ausgangsposition der Kontaktwalze 21 mit Bezug auf den Maschinenrahmen 9 vorgefahren wird. Auf diese Weise nimmt die Kontaktwalze 21 beim Wickelvorgang eine nahezu stationäre Position ein und der Bandlauf 23 zwischen der Bahnführungswalze 11 im Maschinenrahmen 9 und der Kontaktwalze 21 erfährt ebenfalls kaum eine Änderung.
Entsprechend der Darstellung in 2b ist bei Beendigung des Wickelvorgangs die Kontaktwalze 21 auf dem Wickelschlitten 18 ganz nach hinten gefahren und der Wickelschlitten 18 mit den fertig aufgewickelten Bandrollen 4 ist aus dem Maschinenrahmen 9 ausgefahren.
Gemäß der Darstellung in 2c ist das Traggestell 19 zur Lagerung der Wickelwelle 16 für die Bandrollen 4 mit zwei Schwenkarmen 24 mit einem Schwenkantrieb 25 zum Abladen der aufgewickelten Bandrollen 4 ausgestattet.
Die Aufwickelstationen 14, 15 können mit einer auf die verschiebbar gelagerten Tragrahmen 20 für die Kontaktwalzen 21 wirkenden mechanischen Bremse zur Erhöhung der durch die Lagerreibung der Verschiebelager 26 der Tragrahmen 20 der Kontaktwalze 21 beim Wickelvorgang erzeugten Gegenkraft ausgestattet werden.
Ferner besteht die Möglichkeit, die Wickelstationen 14, 15 mit einem Stellantrieb zum Anstellen der Kontaktwalze 21 gegen den Umfang der Bandrollen 4 insbesondere zu Beginn des Wickelvorgangs auszurüsten.
Bei der erfindungsgemäßen Wickelmaschine wird keine elastische Anpresskraft zwischen der Kontaktwalze und der beziehungsweise den Bandrollen erzeugt, sondern mit zunehmendem Durchmesser drückt sich die Kontaktwalze von den Bandrollen ab, ohne dass eine Rückstellkraft in Richtung zu den Bandrollen erzeugt wird. Bei unrunden Bandrollen führt dies dazu, dass die Erhöhungen auf dem Umfang der Bandrollen, also die Umfangsbereiche mit größerem Radius als ihre Nachbarbereiche den Mittelpunkt der Kontaktwalze unter Kontakt von den Bandrollen wegdrücken, ohne dass die Kontaktwalze im Bereich der kleineren Radien zu den Bandrollen zurückgedrückt wird. In den Bereichen mit kleineren Radien wird so der Kontaktdruck reduziert oder er ist nicht vorhanden, so dass weniger hart gewickelt wird und sich etwas mehr Luft zwischen den einzelnen Wickellagen der Bandrollen ansammeln kann. Dies führt zu einer Vergrößerung der Radien in diesen Bereichen und somit zu einer Verminderung der Unrundheit der Bandrollen und zu einer Reduzierung der Spannungspulsation in den Folienbändern beziehungsweise Folienbahnen.

1: Rollenschneid- und Wickelmaschine
2: gewalztes Folienband
3: Einzelband
4: Bandrolle
5: Abwickelstation
6: Abwickeltrommel
7: Bandcoil
8: Ablösewalze
9: Maschinenrahmen
10: Einlaufführung für 2
11: Bahnführungswalze
12: Schneidstation
13: Bandlauf zu 14, 15
14: Aufwickelstation
15: Aufwickelstation
16: Wickelwelle
17: Antrieb für 18
18: Wickelschlitten
19: Traggestell auf 18 für 16
20: Tragrahmen auf 18 für 21
21: Kontaktwalze
22: Sensor
23: Bandlauf zwischen 11 und 21
24: Schwenkarm für 16
25: Schwenkantrieb von 24
26: Verschiebelager von 20 für 21

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4300686 A1 [0002, 0002, 0004]
- WO 2005/082753 A1 [0004, 0005, 0005, 0006]

Claims

Wickelmaschine zum Aufwickeln von dünnem Folienband aus Metall, insbesondere von Aluminiumfolienband, zu einer oder mehreren Bandrollen auf einer Wickelwelle mit Drehantrieb, mit mindestens einer Kontaktwalze, die beim Wickelvorgang am Umfang der sich bildenden Bandrolle unter Druck anliegt, gekennzeichnet durch einen in einem Maschinenrahmen (9) mittels eines Antriebs (17) translatorisch verschiebbaren Wickelschlitten (18), auf dem ein Traggestell (19) zur Lagerung der Wickelwelle (16) für die Bandrolle (4) sowie ein verschiebbar gelagerter Tragrahmen (20) für die Kontaktwalze (21) angeordnet sind, wobei beim Aufwickeln der Bandrolle (4) auf die Wickelwelle (16) die auf dem Wickelschlitten (18) verschiebbar gelagerte Kontaktwalze (21) mit zunehmendem Durchmesser der Bandrolle (4) von dieser weggedrückt wird, sowie mindestens einen in den Maschinenrahmen (9) eingebauten Sensor (22) zum laufenden Erfassen der Verschiebung der Kontaktwalze (21) beim Wickelvorgang, wobei bei einer Verschiebung der Kontaktwalze (21) der Sensor (22) ein Steuersignal zum Einschalten des Antriebs (17) des Wickelschlittens (18) auslöst und der Wickelschlitten (18) mit der Wickelwelle (16) für die Bandrolle (4) und der Kontaktwalze (21) in Richtung der Wickelwelle (16) bis in die Ausgangsposition der Kontaktwalze (21) mit Bezug auf den Maschinenrahmen (9) vorgefahren wird.
Wickelmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf den verschiebbar gelagerten Tragrahmen (20) der Kontaktwalze (21) wirkende Bremse zur Erhöhung der durch die Lagerreibung des Verschiebelagers (26) des Tragrahmens (20) der Kontaktwalze (21) beim Wickelvorgang erzeugten Gegenkraft.
Wickelmaschine nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Stellantrieb zum Anstellen der Kontaktwalze (21) gegen den Umfang der Bandrolle (4) insbesondere zu Beginn des Wickelvorgangs.
Wickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (19) zur Lagerung der Wickelwelle (16) für die Bandrolle (4) zwei Schwenkarme (24) mit einem Schwenkantrieb (25) zum Abladen der fertig gewickelten Bandrolle (4) aufweist.