DE2556743C3

DE2556743C3 - Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folienbahn

Info

Publication number: DE2556743C3
Application number: DE19752556743
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.- Ing. Eberhardt; Reinhard Kober; Wolfgang Dr. Korneli; Werner Kraus; Georg Rodenwald
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1975-12-17
Publication date: 1979-04-12
Also published as: DE2556743A1; DE2556743B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folienbahn auf einen zylindrischen Wickelkern zu einem Folienwickel mit Umlenkwalzen für die Folienbahn und einer an den Folienwickel anpreßbaren Anpreßwalze, die zusammen mit einer in gemeinsamen Lagerhalterungen ihr unmittelbar vorgeschalteten Breithaltewalze beweglich in Richtung auf den Wickel zu und vom Wickel fort gelagert ist.

Die Vorrichtung ist entweder Maschinen zur Herstellung von Folien, insbesondere Kunststoffolien, nachgeschaltet oder auch solchen Maschinen, die fortlaufend Folienbähnen bearbeiten, wie beispielsweise Schneidvorrichtungen.

Folienbahnen werden an den Aufrollvorrichtungen der Produktions- oder Verarbeitungsmaschinen, wie. beispielsweise Rollenschneidmaschinen, entweder frei, d. h. allein durch das Drehmoment des Wickelmotors, oder mittels einer angetriebenen oder nicht angetriebenen Anpreßwalze auf einen zylindrischen Kern aufgewickelt.

Bei Folienbahnen, die frei aufgerollt werden, ergeben sich dabei im allgemeinen zu weiche Rollen, Es besteht zudem die Gefahr, daß die Rollen unrund werden und über ihre ganze Breite Zugfalten und Einbrüche aufweisen, die nach einiger Lagerzeit irreversible Verprägungen in der Bahn hervorrufen und dadurch die Folie für ihre bestimmungsgemäße Verwendung unbrauchbar machen.

Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Wickelvorrichtungen ist das seitliche Verlaufen der Folienbahn beim Aufwickeln auf den Kern, das zu nicht kantengeraden Rollen führt. Ohne Hilfsmittel, wie beispielsweise Bordscheiben, sind keine hohen Auf- L ollgeschwindigkeiten erreichbar.

Bei Verwendung von Anpreßwalzen, mit Hilfe welcher die aufzuwickelnde Folie an den Wickelkern bzw. den gebildeten Folienwickel gedrückt wird, um dadurch den Lufteinzug zwischen die einzelnen Folienlagen des Wickels zu mindern, werden die so hergestellten Folienrollen zwar härter, und es besteht nicht die starke Neigung des Bahnverlaufs. Die Verwendung bekannter Anpreßwalzen bringt aber die Gefahr mit sich, daß durch Schrägzüge der Folienbahn oder nicht genau ausgerichtete Walzen die Folienbahn faltig aufgewickelt wird. Außerdem weisen die Rollen nach kurzer Lagersiit über ihre gesamte Breite ein aus Zugfalten gebildetes Rillenmuster auf.

Eine geringfügige Verbesserung der Planlage der aufgewickelten Folienbahn wird durch Verwendung angetriebener Anpreßwalzen erreicht. Durch den anwachsenden Radialdruck werden die dabei nicht vermeidbaren Falten der Bahn in diese eingeprägt, so daß die Folienbahn das entstehende Prägemuster über viele Lagen beibehält und die Folienrollen dadurch unbrauchbar sind.

Zur Verbesserung der Aufrollung ist auch vorgeschlagen worden, die Anpreßrolle in Pendeln zu lagern und, in Folienbahnlaufrichtun^ gesehen, vor der Anpreßwalze eine sogenannte Breithaltewalze anzuordnen, die die Aufgabe hat, die Folie breitzuhalten, zu spannen und damit zu erreichen, daß die Folie faltenfrei von der Anpreßwalze auf den Folienwickel angedrückt wird.

Diese bekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sich die Wirkungslinie der Anpreßwalze mit wachsendem Durchmesser des Folienwickels ändert. Die Anpreßwalze beschreibt eine Kreisbahn mit dem Radius, der sich aus der Pendellänge ergibt. Dadurch ändert sich die Kontaktlinie am Umfang der Wickelrolle. Als Anpreßdruck ist nur die radiale Komponente wirksam. Dadurch ändert sich auch der Anpreßdruck, und der Aufbau des Folienwickels wird ungünstig beeinflußt.

Es hat sich auch gezeigt, daß eine in Pendeln gelagerte Anpreßwalze mit vorgeschalteter Breithaltewalze bei unrund laufendem Wickelkern oder nicht exakt paralleler Einstellung der Längsachse des Wikkelkerns zum Springen neigt und daß an den Stellen, wo die Anpreßwalze abgehoben hat, die Rollen unrund werden. Zudem weisen die Folienrollen an diesen Stellen ein umlaufendes oder auch unterbrochenes Rillenmuster auf.

Das Springen der Anpreßwalze um den Drehpunkt der Pendelarme wirkt sich vor allem bei höheren Wikkelgeschwindigkeiten aus.

Bs hat sich auch als Nachteil erwiesen, daß beim Aufwickeln von Folienbahnen, deren Dicke über die Bahnbreite schwankt, was zu Folienwickeln mit unterschiedlichem Durchmesser führt, eine Einstellung der AnpreBwalze nur durch eine aufwendige Lagerkonstruktion über Pendelrollenlager oder Pendelkugellager erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der es möglich ist, Folienbahnen planlagefehler- und faltenfrei zu Wickeln aufzurollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bewegliche Lagerung derart vorgenommen ist, daß die Bewegungsrichtung auf den Wickel zu und vom Wickel fort geradlinig in einer durch die geome- '5 trischen Achsen des Wickelkerns und der Anpreßwalze gelegten Ebene verläuft und daß zusätzlich die Anpreßwalze zusammen mit der Breithaltewalze um eine senkrecht zu der Ebene verlaufenden Achse schwenkbar ist.

Durch die Geradführung der Anpreß- und Breithaltewalze wird erreicht, daß die Wirkungslinie der Anpreßwalze genau radial auf die Wickelachse gerichtet ist und sich nicht mit anwachsendem Wickeldurchmesser verändert. Auf Grund der schwenkbewegbaren Befestigung mit den Führungsstangen mittels Gelenkköpfen kann sich die Andrückwalze selbsttätig auf die Mantellinie der Oberfläche der Wickelrolle einstellen, auch wenn der Rollendurchmesser von der einen Seite zur anderen variiert. Dadurch wird ein fortwährendes Anliegen der Andrückwalze an der Oberfläche des Wickels erreicht.

Die Erfindung soll nachfolgend erläutert werden:

Die Vorrichtung besteht aus einem Maschinengestell, an welchem Umlenkwalzen sowie eine Breithaltewalze und eine mit dieser durch gemeinsame Lagerhalterungen fest verbundene Anpreßwaize beweglich befestigt sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen sowohl Anpreß- als auch Breithaltewalze jeweils zentrale Achsen auf, um die sie drehbar sind. Die Achsen der Freihaltewalze sowie der Anpreßwalze sind dabei jeweils beidseitig in gemeinsamen Lagerhalterungen gelagert und mit diesen fest verbunden. Die Achsenden ragen jeweils aus den Lagerhalterungen seitlich heraus.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Breithaltewalze sowie die zylindrische Anpreßwalze jeweils mit einer geraden zylindrischen zentralen Welle fest verbunden, wobei die Enden der so Achswellen jeweils drehbar ausgebildet in gemeinsamen Lagerhalterungen gelagert sind. Die Umlenkwalzen dienen der Zuführung der beispielsweise von einer Folienherstellungsmaschine (oder einer Folienbearbeitungsmaschine, beispielsweise einer Folienschneidmaschine) kommenden Folienbahn zur Breithaltewalze an der Wickelvorrichtung. In Folienbahnlaufrichtung sind die Umlenkwalzen vor der Breithaltewalze angeordnet.

Die Anpreßwalze dient dazu, die durch die Breit- m> haltewalze geglättete Folienbahn fest an üie Oberfläche des Wickelkerns bzw. an die Oberfläche des Folienwiekels auf demselben anzupressen. Die AnpreBwalze weist vorteilhaft einen Mantel aus elastischem Werkstoff auf.

Die Vorrichtung umfaßt ferner ein weiteres Gestell, in dem ein zylindrischer Wickelkern zum Aufwickeln der Folienbahn drehbar gelagert und antreibbar ausgebildet befestigt ist. Der Antrieb des Wickelkerns erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Elektromotors,

Breithaltewalze und Anpreßwalze sind achsparallel in der Weise räumlich zueinander angeordnet ausgebildet und in ihrer Lage durch ihre Lagerung in gemeinsamen Lagerhalterungen starr fixiert, daß sich ihre geometrischen Längsachsen jeweils in horizontalen Ebenen erstrecken, die parallel zueinander verlaufen, wobei die Breihaltewalze, in Folienlaufrichtung betrachtet, vor sowie oberhalb der Anpreßwalze angeordnet ist. Der axiale Abstand von Breithalte- und Anpreßwalze ist möglichst gering. Damit wird erreicht, daß die durch die Wirkung der Breithaltewalze faltenfreie Folienbahn in diesem Zustand unverändert auf die Oberfläche der Anpreßwalze geführt und von dieser auf den Wickel angepreßt wird.

Es ist dabei vorteilhaft, wenn die breitgespannte Folienbahn die Oberfläche der Anpreßwalze nur wenig umschlingt. Die Breithaltewalze kann beispielsweise als Expander-Schnurbreithaltewalze und antreibbar ausgebildet sein; Breith-r-tewalzen sind bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Für die angestrebte Wirkung der Vorrichtung bei ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung ist bezüglich ihrer Ausbildung folgendes wesentlich und kennzeichnend:

1. Breithalte- sowie Anpreßwalze sind in gemeinsamen Lagerhalterungen, vorteilhaft in Klemmlagern, gelagert.

Breithaltewalze, Anpreßwaize sowie Lagerhalterungen bilden zusammen eine funktioneile Einheit.

2. Anpreßwalze und Breithaltewalze sind derart beweglich gelagert, daß

die Bewegungsrichtung auf den Wickel zu und vom Wickel fort geradlinig in einer durch die Achsen des Wickelkerns und der Anpreßwalze gelegten, einen Winkel zur Horizontalen von weniger als 90° bildenden Ebene verläuft und die Anpreßwalze zusammen mit der Breithaltewalze zusätzlich um eine senkrecht zur Ebene verlaufende Achse schwenkbar ist.
Die geradlinige Bewegbarkeit der Breithalte- und Anpreßwalze in einer durch die geometrischen Achsen des Wickelkerns und der Anpreßwclze gelegten Ebene in Richtung auf den Wickel zu und von diesem fort und ihre zusätzliche Schwenkbarkeit um eine senkrecht zur genannten Ebene verlaufende Achse wird ermöglicht durch im Bereich beider Stirnflächen der Anpreßwalze parallel zueinander und in einem Winkel zur Horizontalen von weniger als 90°, bevorzugt weniger als 45°, verlaufende, in ihrer Längsrichtung auf den Wickel zu und von ihm fort unabhängig voneinander bewegbare Führungsstangen zum Aufbringen von Zug- und/oder Schubkräften, wobei die Verbindung der Führungsstangen mit der aus Breithalte- und Anpreßwalze gebildeten Einheit über Gelenkelemente, beispielsweise Gelenkköpfe, erfolgt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausf Uhrungsform der Erfindung, bei der die Walzen zentrale Wellen aufweisen, sind die Enden der Führungsstangen mit Zapfen, die jeweils seitlich und nach außen wegragend an den Seiten der Lagerhalterungen befestigt sind, über Gelenkelementr, beispielsweise Gelenkköpfe, verbunden.

Die Führungsstäbe werden jeweils in Geradführungselementen, beispielsweise Kugel-Laufbüchsen, in Längsrichtung beweglich geführt. Die Geradführungselemente sind jeweils an den Seitenwänden des Maschinengestells in der Weise befestigt, daß die Verlängerungen der geometrischen Längsachsen der durch sie geführten geraden Stäbe die Achse des Wikkelkerns jeweils unter einem rechten Winkel schneiden. Die Anpreßwalze ist somit in Richtung auf den Wickel zu und von diesem fort bewegbar und zugleich um eine Achse schwenkbar, die sich senkrecht zu der Ebene erstreckt, in der sowohl die Achse der Anpreßwalzc als auch die des Wickelkerns verläuft.

Die Bewegung der Führungsstäbe wird einerseits verursacht durch den Druck, den die Wickelrolle auf die Anpreßwalze ausübt und den diese auf die Führungsstangen überträgt, sowie andererseits die Preßkraft, die man auf die Enden der Führungsstäbe zur Einwirkung bringt und damit die Anpreßwalze an die Oberfläche des Folienwickels drückt.

Durch die Bewegbarkeit der Anpreßwalze in Richtung auf den Wickel zu und von diesem fort ändert sich nach Maßgabe der Zugnahme des Wickeldurchmessers der Abstand zwischen der Längsachse des Folienwickels und der Längsachse der Anpreßwalze stetig. Die Bewegungsrichtung der Führungsstangen ist dabei von der Längsachse des Wickelkerns aus betrachtet radial nach außen gerichtet. Gleichzeitig bewirkt die Anprcßwalze einen Gegendruck auf den Wickel.

Die lineare Anpressung der Oberfläche der Anpreßwalze an den Folienwickel wird durch eine den jeweiligen Wickelbedingungen anpaßbare Kraft bewirkt, die man auf die den Lagerhalterungen abgewendeten Enden der Führungsstangen zur Einwirkung bringt. Diese Kraft kann beispielsweise mittels bekannter pneumatischer Vorrichtungen oder auch in ebenfalls bekannter Weise mit Hilfe von Gewichten auf die Führungsstangen übertragen werden.

Je nach Erfordernis kann die Anpreßwalze von der Folienbahn stark oder weniger stark umschlungen werden. Dies bedingt dann jeweils eine Umkehr der Drehrichtung der Wickelmotoren. Vorteilhaft ist es, wenn die Umschlingung der Anpreßwalze möglichst klein gehalten wird. Um eine entsprechende Wickelhärte des Folienwickels und damit seine Lagerfähigkeit zu erreichen, sind beim Aufrollen Bahnzüge um ca. 0,6 bis 1,0 kp/cm² erforderlich. Dadurch wird auch eine gute Breithaltung der Folienbahn erzielt.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollten bei Aufspulgeschwindigkeiten von ca. 100 m/min die spezifischen Anpreßdrücke bei ca. 0,2 bis 0,3 kp/cm² liegen. Bei Aufwickelgeschwindigkeiten über 200 m/min muß der Anpreßdruck der Anpreßwalze auf ca. 0,8 kp/cm² erhöht werden, um nur eine geringe Luftschichtdicke zwischen den einzelnen Folienlagen und damit Wickelhärte zu erzielen.

Auf jede der beiden Führungsstangen kann unabhängig voneinander unterschiedliche Druckkraft aufgebracht werden, die sich über die Gelenkköpfe auf die Anpreßwalze überträgt. Mit Hilfe aer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, ein Springen der Anpreßwalze auch bei unrund laufendem Wickelkern zu vermeiden.

Das in der Folienproduktion bekannte periodische Hin- und Herbewegen des Wickels in Wickelachsrichtung (Changieren) zur Verteilung von Dicksteiien in der Folienbahn auf dem Wickel kann in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung betriehen werden.

Die Erfindung soll nachfolgend beispielhaft und anhand der Zeichnung beschrieben werden:
' Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung der Vorrichtung und den Verlauf der aufzuwickelnden Folienbahn;

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung;

in Fig. 3 ist eine perspektivische Detaildarstellung aus Fig. 2, die die schwenk- und verschiebebewegliche Lagerung der Anpreßwalze - und der mit ihr starr verbundenen Breithaltewalze - zeigt.

Eine Folienbahn 1 wird über Umlenkwalzen 2 der

η Oberfläche einer antreibbar ausgebildeten und mit Hilfe eines nicht dargestellten Motors angetriebenen Breithaltewalze 3 zugeführt; die Oberfläche derselben wird von der Folienbahn 1 nur teilweise umschlungen.

2(i Die Breithaltewalze 3 spannt die rechtwinklig zu ihr verlaufende Folienbahn 1, die aufgrund des Bahnzugs zumeist keine einwandfreie Planlage sowie Zugfalten aufweist; dazu kommen oft noch Schrägzugfalten aufgrund von Dickenunterschieden bzw. nicht

_>-, parallel ausgerichteten Walzen. Die Breithaltewalze 3 ist als Expander-Schnurbreithaltewalze ausgebildet und durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben.

Die .">reitgespanntc Folienbahn 1 wird dann auf die

in Oberfläche einer Anpreßwalze 4 geführt und im Bereich ihrer Wirkungslinie von dieser gegen einen Folienwickel 5 auf einem Wickelkern 6 angedrückt. Die Achsen der parallel zueinander angeordneten Breithaltewalze 3 und Anpreßwalze 4 sind in gemeinsamen, als Klemmlager ausgebildeten Lagerhalterungen 7 in der Weise befestigt gelagert, daß die Breithaltewalze 3 in Laufrichtung der Folienbahn 1 vor und oberhalb der Anpreßwalze 4 angeordnet ist. Die Achsenden 8 der Anpreßwalze 4 sind mit Hilfe von Bolzen 10 in Gelenkköpfen 11 an den Enden von geraden Führungsstangen 12 befestigt. Die Führungsstangen 12 sind in Geradführungslagern 13 geführt. Diese sind seitlich an einem ersten Maschinengestell 14 befestigt. Die Führungsstangen 12 verlaufen in einer jeweils durch ihre Achsen legbaren Ebene parallel zueinander.

Die anderen Enden der Führungsstangen 12 sind über Laschen 15 mit einer Kolbenstange 16 eines Pneumatikzylinders 17 verbunden. Mit Hilfe der KoI-benstangen 16 der Pneumatikzylinder 17 ist es möglich, die Führungsstangen 12 bzw. die mit diesen verbundene Anpreßwalze 4 radial in Richtung -vrf die Wickelkernachse zu- und von dieser fortzubewegen. 18 ist ein zweites Maschinengestell, in dem der Wickelkern 6 drehbar gelagert ist. Der Wickelkern 6 ist antreibbar ausgebildet und mittels eines nicht dargestellten Motors angetrieben.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, erstrecken sich die geometrischen Längsachsen der Führungsstangen 12 jeweils radial zur Achse des Wickelkerns 6, ihre Verlängerungen bilden mit dieser jeweils rechte Winkel. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß mit zunehmendem Wickeldurchmesser stets konstante Andruckverhältnisse zwischen der Wickeloberfläche und der Oberfläche der Anpreßwalze 4 herrschen.

Die Anpreßwalze 4 und die mit ihr starr verbundene Breithaltewalze 3 haben die Möglichkeit, sich nach Maßgabe der Änderung der Mantellinie der

Wickelrolle selbständig auf diese Linie einzustellen, wenn sich aufgrund von Dickenschwankungen in der Folienbahn 1 und beim Einsatz unrunder Wickelkerne unterschiedliche Durchmesser über die Wickelbreite ergeben.

In der Zeichnung sind die besondere Ausbildung der Enden der Achsen, ihre Verbindung mit Antriebsclementen sowie diese nicht dargestellt, weil sie bekannt und nicht erfindungswesentlich sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folienbahn auf einen zylindrischen Wickelkern zu einem Folienwickel mit Umlenkwalzen für die Folienbahn und einer an den Folienwickel anpreßbaren Anpreßwalze, die zusammen mit einer in gemeinsamen Lagernalterungen ihr unmittelbar vorgeschalteten Breithaltewalze beweglich in Richtung auf den Wickel zu und vom Wickel fort gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Lagerung derart vorgenommen ist, daß die Bewegungsrichtung auf den Wickel zu und vom Wickel fort geradlinig in einer durch die geometri- ι⁵ sehen Achsen des Wickelkerns (6) und der Anpreßwalze (4) gelegten Ebene verläuft und daß zusätzlich die Anpreßwalze (4) zusammen mit der Breithaltewalze (3) um eine senkrecht zu der Ebene verlaufenden Achse schwenkbar ist. ^

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur beweglichen Lagerung im Bereich beider Stirnflächen der Anpreßwalze (4) parallel zueinander und in einem Winkel zur Horizontalen von weniger als 90° verlaufende, schiebebewegbare Führungsstangen (12) mit Vorrichtungen (16, 17) zum Aufbringen von Zug- und/oder Schubkräften angeordnet sind, wobei die Verbindung der Führungsstangen (12) mit der aus Breithaltewalze (3) und Anpreßwalze (4) ge- κ> bildeten Einheit über Gelenkköpfe (11) erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkköpfe (11) an aus den Lagerhalterungen (7) für die Breithaltewalze J5 (3) und die Anpreßwal*e (4) herausragenden Achsenenden der AnpreßwaLe (4) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkköpfe (11) an Zap- -»ο fen an den Lagerhalterungen (7) für die Breithaltewalze (3) und die Anpreßwalze (4) angeordnet sind, wobei für die Breithaltewalze (3) und die Anpreßwalze (4) Drehlager in den Lagerhalterungen (7) vorgesehen sind.