Folienwickels

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Bestimmung der Wickelqualität eines Folienwickels einer Folie auf einer Wickelrolle sowie eine Überwachungsvorrichtung für die Überwachung der Wickelqualität eines Folienwickels einer Folie auf einer Wickelrolle.

Es ist grundsätzlich bekannt, dass Folien nach ihrer Herstellung aufgewickelt werden. Das Aufwickeln erfolgt üblicherweise auf einer Wickelrolle, so dass auf der Wickelrolle ein sogenannter Folienwickel entsteht. Bei diesem Aufwickeln sind bestimmte Parameter entscheidend. So erfolgt häufig eine Aufwicklung unter Einschluss eines Luftspalts zwischen den Lagen. Zwischen den einzelnen Lagen der Folie auf dem Folienwickel wird Luft beim Aufwickeln mit eingezogen, so dass sich ein Luftspalt bzw. ein Luftpolster zwischen den einzelnen Lagen der Folie im Folienwickel ausbildet. Die Dicke dieses Luftpolsters beeinflusst die Elastizität und damit die Weichheit des gesamten Folienwickels. Diese Elastizität kann auch als Wickelqualität bezeichnet werden. Insbesondere ist die Wickelqualität entscheidend für die nachgeordnete Weiterverarbeitung, also z. B. das Abwickeln des Folienwickels für die Weiterverarbeitung. Die Weiterverarbeitung kann z. B. die Bedruckung der Folie oder das Füllen z. B. eines Schlauchbeutels sein. Dabei ist insbesondere eine definierte Wickelqualität vorteilhaft, welche sich in bestimmten Grenzen, also unterhalb bzw. oberhalb von Vorgabewerten in einem Vorgabebereich befindet.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, dass die Wickelqualität überwacht wird. Für die Überwachung der Wickelqualität sind grundsätzlich zwei Parameter aus dem Stand der Technik bekannt. Zum einen ist es bekannt, dass die Wickeldichte überwacht wird. Dies erfolgt üblicherweise durch eine Berechnung bzw. Bilanzierung des laufenden Aufwickelvorgangs. Ein solches Verfahren wird z. B. in der DE 41 16 081 A1 beschrieben. Nachteilhaft bei der Bestimmung der Wickeldichte ist jedoch der hohe rechnerische Regelungsaufwand sowie die Vielzahl von unterschiedlichen Betriebsparametern, die kontinuierlich überwacht müssen. Aus dieser indirekten Berechnung der Wickeldichte folgt insgesamt eine höhere Ungenauigkeit bei der Bestimmung der Wickelqualität. Neben der Wickeldichte ist es auch bekannt, dass die Wickelhärte eine Aussage über die Wickelqualität des Folienwickels trifft. So wurde z. B. in der DE 83 10 005 erläutert, dass die Wickelhärte als Maß für die Wickelqualität bestimmt werden kann. Nachteil bei der bisherigen Bestimmung der Wickelhärte ist jedoch, dass dies erst nach Abschluss des Wickelvorgangs durchgeführt werden kann. In der beschriebenen DE 83 10 005 wird hierfür beim Aufwickeln eine Mehrzahl von Papierstreifen mit aufgewickelt. Nach Abschluss des Aufwickelvorgangs kann durch das Messen der Kraft beim Herausziehen dieser einzelnen Papierstreifen ein Rückschluss auf die Wickelhärte getroffen werden. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch der Aufwickelvorgang bereits beendet. Möglicherweise zu hartes oder zu weiches Aufwickeln und dementsprechend schlechte Wickelqualität außerhalb der Vorgabewerte wird somit erst zu einem Zeitpunkt erkannt, zu welchem kein Regeln bzw. kein Eingriff in das Aufwickeln mehr möglich ist. Dieser Wickel weist dementsprechend eine schlechte Qualität auf und kann nur zu reduzierten Preisen bzw. überhaupt nicht mehr der Weiterverarbeitung zugeführt werden. Neben der Reversierung der Folienbahn ist auch die Summenprofilregelung für Folienrollen aus der DE 36 31 503 bekannt, um eine gleichmäßige Wickelqualität über der Breite der Folienrolle zu erzeugen. Die dort beschriebene Regelung berücksichtigt allerdings nicht die ausgleichenden Eigenschaften der Luftschichten zwischen der Folienlagen, so dass das Folienprofil unnötig stark beeinflusst wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wahrscheinlichkeit von falschen Wickelprozessen und dementsprechend Folienwickeln mit minderwertiger Wickelqualität zu reduzieren.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Überwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient der Bestimmung der Wickelqualität eines Folienwickels einer Folie auf einer Wickelrolle. Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Bestimmen der Wickelhärte des Folienwickels während des Aufwickeins der Folie auf der Wickelrolle,

- Bestimmen einer Abweichung der bestimmten Wickelhärte des Folienwickels von wenigstens einem Vorgabewert für die Wickelhärte des Folienwickels,

- Bestimmen der Wickelqualität des Folienwickels anhand der bestimmten Abweichung.

Als Maß für die Wickelqualität wird also im Sinne der vorliegenden Erfindung die Wickelhärte verwendet. Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist dabei die Überwachung der Wickelhärte und die dementsprechende Bestimmung der Wickelhärte bereits während des Aufwickelns. Im Gegensatz zu bekannten Messverfahren kann auf diese Weise bereits während des Aufwickelvorgangs die tatsächliche Wickelqualität bestimmt werden und dementsprechend eine Vorhersage auf die zu erreichende Wickelqualität nach Beendigung des Aufwickelvorgangs getroffen werden. Verändert sich die bestimmte Wickelhärte aus dem gewünschten Vorgabebereich heraus, überschreitet sie also einen oder mehrere Vorgabewerte, so kann regelungstechnisch eingegriffen werden. Dies kann ein einfacher Stopp der Aufwickelvorrichtung und manuelles Nachjustieren durch das Bedienpersonal sein. Einzelne Betriebsparameter des Aufwickelvorgangs können sowohl manuell, halbautomatisch oder sogar vollautomatisch auf Basis der Rückmeldung über die Wickelqualität aus dem erfindungsgemäßen Verfahren verändert werden. Damit wird vermieden, dass ein Folienwickel komplett mit minderwertiger Wickelqualität zur Verfügung gestellt wird. Vielmehr kann frühzeitig ein Eingriff durchgeführt werden, so dass der entstehende Folienwickel mit hoher Wahrscheinlichkeit eine ausreichend gute Wickelqualität mit sich bringt.

Die Wickelqualität eines Folienwickels ist insbesondere mit Bezug auf sich einstellende Defekte zu sehen. Mögliche Reduktionen der Wickelqualität sind z. B. ein zu weiches Aufwickeln, welches zum sogenannten Teleskopieren des Folienwickels führen kann. Das bedeutet, dass bei zu weichen Folienwickeln die einzelnen Lagen sich gegeneinander verschieben lassen. In axialer Richtung des Folienwickels kann damit ein teleskopartiges Verschieben und Auseinanderziehen der einzelnen Folienlagen erfolgen. Dies ist zwingend zu vermeiden, da ansonsten eine Weiterberarbeitung des Folienwickels durch Abwickeln dieses Folienwickels nur erschwert bzw. überhaupt nicht mehr möglich ist.

Durch schlechte Wickelqualität können auch sogenannte Wickelpocken bzw. Kolbenringe entstehen. Unter Wickelpocken sind dabei im Wesentlichen punktförmige Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Lagen der Folie zu verstehen, welche sich in lokalen Überdehnungen bzw. lokal erhöhten Spannungssituationen innerhalb der Folie wiederspiegeln. Dies kann zu Schädigung bis hin zu Zerstörung der Folie an der jeweiligen Position führen. Kolbenringe ergeben sich insbesondere durch unterschiedliche Foliendicken. Die Kolbenringe können ebenfalls durch eine entsprechende genaue Erkenntnis über die Wickelhärte und dementsprechend die sich einstellende Wickelqualität überwacht oder sogar vermieden werden. In idealer Weise können andere Maßnahmen, wie z. B. das Reversieren der Folie vor dem Aufwickeln, durch ein erfindungsgemäßes Verfahren verzichtbar werden. Dabei ist insbesondere eine Möglichkeit der Rückwirkung auf die Profilregelung der Anlage vorhanden. Dies führt zu deutlichen Kosteneinsparungen und der Reduktion der Komplexität zugehöriger Maschinen.

Bei der Bestimmung der Wickelhärte des Folienwickels erfolgt vorzugsweise eine durchgehende Überwachung während des gesamten Aufwickelvorgangs. Dabei kann selbstverständlich komplett die gesamte Wickelhärte von der Wickelrolle ausgehend bis zur äußersten Folienlage des Folienwickels überwacht werden. Einfacher und kostengünstiger ist es jedoch, wenn nur die äußersten Lagen, insbesondere die äußersten beiden Lagen der Folie des Folienwickels hinsichtlich der Wickelhärte überwacht werden. Geschieht dies in diskreten Zeitabständen oder sogar kontinuierlich bzw. semikontinuierlich, so kann ein Rückschluss auch auf bereits weiter innenliegende Folienlagen und die dazwischenliegenden Luftschichten getroffen werden. Damit kann in kostengünstiger und einfacher Weise ein im Wesentlichen vollständiges Profil der Wickelhärte über den gesamten radialen Querschnitt des Folienwickels erstellt werden. Auch komplexe Wickelhärteverläufe, also nicht konstante Wickelhärte über den radialen Verlauf des Folienwickels, sind somit bestimmbar bzw. bei der Verwendung für die Regelung von Betriebsparametern sogar regelbar.

Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung der Wickelhärte insbesondere in direkter Weise an dem Folienwickel. Das bedeutet, dass keine Umrechnung, zum Beispiel einer überwachten Bahnzugskraft, mehr erfolgen muss. Vielmehr steht bei der Bestimmung der Wickelhärte in direkter Weise der entsprechende Parameterwert zur Verfügung. Fehlerquellen aus einer indirekten Überwachung werden auf diese Weise einfach und kostengünstig vermieden. Diese erfindungsgemäße direkte Bestimmung der Wickelhärte kann dahingehend vereinfacht werden, dass nur für die äußerten Lagen des Folienwickels, insbesondere nur für die äußersten beiden Lagen, die Bestimmung der Wickelhärte erfolgt. Damit reduzieren sich der Aufwand der Überwachung und die Komplexität der Sensorik. Auch die Geschwindigkeit der Bestimmung wird erhöht, so dass die Überwachung während des laufenden Wickelbetriebes stattfinden kann. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die äußersten Lagen des Folienwickels auf den jeweiligen Zeitpunkt im Wickelprozess bezogen sind. Das bedeutet, dass es sich bei den äußersten Lagen für welche die Bestimmung der Wickelhärte durchführt wird nicht um explizite Abschnitte des Folienwickels, sondern vielmehr um die jeweils Außen befindlichen Lagen des Folienwickels handelt. Die äußersten Lagen des Folienwickels sind also die radial zu jeweiligen Zeitpunkt am weitesten Außen gelegenen Lagen des Folienwickels.

Ein weiterer Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist die Durchführung des Verfahrens bereits während dem Wickeln. Damit kann als weiterer Teil des Verfahrens eine Einflussnahme auf Wickelparameter des Wickelvorgangs genommen werden oder der Wickelprozess sogar gänzlich gestoppt werden. Mit anderen Worten kann auf diese erfindungsgemäße Weise sozusagen eine Regelschleife mit der Wickelhärte des Folienwickels als Eingangswert zur Verfügung gestellt werden, wie dies später noch erläutert wird.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird insbesondere bei Folien, z. B. Kunststofffolien eingesetzt. Es kann z. B. beim Aufwickeln am Ende einer sogenannten Folienextrusionsanlage, insbesondere einer Blasfolienextrusionsanlage, eingesetzt werden. Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßes Verfahren jedoch auch bei anderen Einsatzgebieten, z. B. beim Aufwickeln von folienartigen oder papierartigen Druckerzeugnissen Verwendung finden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist insbesondere ausführbar von einer Überwachungsvorrichtung. Diese kann mit einer Kontrollvorrichtung versehen sein, die das erfindungsgemäße Verfahren bei einer entsprechenden Überwachungsvorrichtung ausführt.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dahingehend weitergebildet sein, dass zumindest der Schritt der Bestimmung der Wickelhärte des Folienwickels, insbesondere auch die weiteren Schritte des Verfahrens, kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich erfolgen. Der Schritt der Bestimmung der Wickelhärte kann somit in kostengünstigerer Weise ausgeführt werden. Es reicht demnach aus, dass die äußersten Folienlagen des Folienwickels, zumindest die beiden äußersten Folienlagen, hinsichtlich der Wickelhärte überwacht werden. Damit ergibt sich in Umfangsrichtung über den Verlauf eine kontinuierliche bzw. im Wesentlichen kontinuierliche Überwachung, die in einfacher und kostengünstiger weise auf einen Radialverlauf der Wickelhärte über die radiale Erstreckung des Folienwickels umgerechnet werden kann. Damit können kostengünstige und einfache Sensoren eingesetzt werden. Die kontinuierliche bzw. im Wesentlichen kontinuierliche Bestimmung dient weiter einer leichteren Verwendbarkeit der bestimmten Folienqualität für eine Regelung der gesamten Vorrichtung. Insbesondere kann somit eine Regelstrecke zur Verfügung gestellt werden, welche für die Regelung von Betriebsparametern einer Aufwickelvorrichtung als Eingangsgröße die Abweichung bzw. die bestimmte Wickelqualität verwendet. Damit kann nicht nur eine Warnung bei sich verschlechternder Wickelqualität, sondern sogar ein Eingriff in den Aufwickelvorgang erfolgen. Ziel dieses Eingriffs ist es, die Wickelqualität wieder in den Vorgabebereich, also in die gewünschte Korrelation zu wenigstens einem Vorgabewert zu bringen.

Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt der Bestimmung der Wickelhärte des Folienwickels während des Aufwickeins berührungslos durchgeführt wird. Eine berührungslose Messung bringt entscheidende Vorteile mit sich, da die Sensorik klein sowie beabstandet von der Oberfläche der äußersten Folienlage des Folienwickels angeordnet sein kann. Auch wird eine berührungslose Messmethode die Beeinflussung der Folie auf ein Minimum reduzieren. Reibung bzw. Abrieb zwischen einer Sensorvorrichtung zum Bestimmen der Wickelhärte und der jeweiligen Folienoberfläche können auf diese Weise im Wesentlichen vollständig vermieden werden. Auch kann die berührungslose Messung vorzugsweise eine geringere Abhängigkeit vom Abstand zwischen der zugehörigen Sensorvorrichtung und der Oberfläche der Folie erlauben. Aufgrund der Tatsache, dass der Durchmesser des Folienwickels über den Verlauf des Aufwickelvorgangs zunimmt, kann die Reduktion der Abhängigkeit des Abstands zur Sensorvorrichtung eine erleichterte Anbringung der Sensorvorrichtung erlauben. Dies führt insbesondere für notwendige Nachführmechanik der Sensorvorrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Komplexitätsreduzierung.

Vorteilhaft kann es weiter sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt der Bestimmung der Wickelhärte des Folienwickels während des Aufwickeins mittels wenigstens einem der folgenden Verfahren durchgeführt wird:

- Ultraschallmessung

- Lasermessung

- Messung mit Radar-, Mikro-, Terahertzwellen - Kontaktierende Laufrolle oder -kugel

Aus der voranstehenden, nicht abschließenden Liste sind insbesondere Messmethoden bevorzugt, welche berührungslos die Bestimmung der Wickelhärte durchführen können. Insbesondere ist dies eine Ultraschallmessung, welche durch Bestimmung der Rückmeldung eines Ultraschallsignals eine Bestimmung der Wickelhärte durchführen kann. Auch die Verwendung von Lasermesstechnik, kann durch Art und Weise, also Qualität und/oder Quantität der Rückmeldung des Lasersignals eine entsprechende Bestimmung der Wickelhärte erzeugen. Radarmessung kann in gleicher Weise berührungslos durchgeführt werden. Auch eine kontakttierende Laufrolle ist eine besonders kostengünstige Möglichkeit, um ein erfindungsgemäßes Verfahren hinsichtlich der Bestimmung der Wickelhärte durchzuführen. Jedoch wird hier ein berührendes Verfahrens zur Verfügung gestellt, welches im Vergleich zu berührungslosen Verfahren deutlich kostengünstiger ausführbar ist.

Es ist weiter möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens zwei Vorgabewerte als oberer Vorgabewert und als unterer Vorgabewert einen Vorgabebereich definieren. Darunter ist zu verstehen, dass die Wickelhärte als Bezug für die Wickelqualität einen Sollbereich zur Verfügung gestellt bekommt. In diesem Sollbereich als Vorgabebereich soll die Wickelhärte liegen, um eine Wickelqualität des Folienwickels in einem ebenfalls zugehörigen Vorgabebereich zu erzielen. Das bedeutet, dass die Wickelqualität nicht zu hart und nicht zu weich sein soll. Eine zu harte Wickelqualität könnte zur Beschädigung der Folie beim Aufwickeln führen z.B. durch Kolbenringe oder Wickelpocken. Eine zu weiche Wickelqualität könnte zu den bereits beschriebenen Problemen des Teleskopierens oder weiterer Wickeldefekte führen. Eine Vorgabe von zumindest zwei Vorgabewerten, die einen Vorgabebereich definieren, erlaubt somit eine eingegrenzte Qualitätsanforderung, welche zur erfindungsgemäß verbesserten Wickelqualität bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens führen kann. Abweichungen von dem Vorgabebereich werden insbesondere für die Regelung von Betriebsparametern beim Aufwickeln der Folie verwendet. Selbstverständlich kann in einem Vorgabebereich auch ein Vorgabemittelwert definiert werden, wobei Abweichungen vom Vorgabemittelwert bereits eine Regelung erlauben, die noch vor Verlassen des Vorgabebereichs eine Auswirkung ermöglicht. Damit kann gegengesteuert werden, dass der Wert für die Wickelhärte den definierten Vorgabebereich überhaupt nicht verlässt. Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Schritt für die Eingabe von wenigstens einem Betriebsparameter durchgeführt wird, welcher die Wickelqualität beeinflusst. Dabei sind diese Betriebsparameter insbesondere in spezifischer Weise bezogen auf Abmessungen der Folie des Folienwickels ausgebildet. Die Eingabe von Betriebsparametern erlaubt in manueller, halbautomatischer oder sogar als Regelstrecke vollautomatischer Weise eine Veränderung der Vorgaben für das Aufwickeln. Diese Änderung der Vorgaben erlaubt eine Beeinflussung und damit eine Veränderung der zu bestimmenden Wickelhärte. Insbesondere erfolgt diese Eingabe der Betriebsparameter in spezifischer Weise. Darunter ist eine Bezugnahme auf geometrische Abmessungen der Folie zu verstehen. Beispielsweise werden Bahnzüge durch eine Kontaktwalze bzw. die Wickelrolle auf die Folie nicht mehr in absoluter Weise, also als Kraft in N, sondern in spezifischer Weise bezogen auf die Querschnittsfläche der Folie, also in N/mm ² , angegeben. Eine Anpresskraft der Kontaktwalze wird dementsprechend nicht mehr absolut als Kraft in N, sondern als Anpresskraft in spezifischer Weise in N/mm bezogen auf die Breite der Folie eingegeben. Die Verwendung von spezifischen Betriebsparametern erlaubt es, diese einmalig vorzugeben und somit kontinuierlich auch für unterschiedlichste Folieneinsätze zu verwenden. Die einmalige Vorgabe spezifischer Betriebsparameter kann dementsprechend auch als halbautomatisierte Einstellung des Aufwickelvorgangs verstanden werden. Je nach Folienstärke bzw. geometrischen Abmessungen kann eine zugehörige Kontrollvorrichtung diese spezifischen Betriebsparameter verwenden, um die tatsächlichen Absolutwerte für Anpresskraft und Bahnzug in der Aufwickelvorrichtung einzustellen.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die bestimmte Wickelqualität und/oder die bestimmte Abweichung als Eingangsgröße für die Regelung zumindest eines Betriebsparameters verwendet wird, welcher die Wickelqualität beeinflusst. Insbesondere handelt es sich dabei um zumindest einen der folgenden Betriebsparameter:

- Bahnzug Kontaktwalze

- Bahnzug Wickelrolle

- Anpressdruck Kontaktwalze Unter einer Regelung ist also insbesondere eine automatische Rückkopplung zwischen Wickelqualität und Betriebsparametern zu verstehen. Die Kontaktwalze dient bei einer Aufwickelvorrichtung zum Erzeugen eines Anpressdrucks während des Aufwickelvorgangs gegen die äußerste Folienlage des Folienwickels. Der Bahnzug innerhalb der Folie wird durch die beiden Rollen, also die Kontaktwalze einerseits und die Wickelrolle andererseits zur Verfügung gestellt. Jeder dieser beiden Bahnzüge gemeinsam erzeugt den gesamten Bahnzug in der Folie, so dass für den Bahnzug der Folie zwei unterschiedliche Betriebsparameter, nämlich der Bahnzug durch die Kontaktwalze und der Bahnzug durch die Wickelrolle einstellbar sind. Insbesondere werden hier spezifische Parameter verwendet, um den Regelungsaufwand noch weiter zu reduzieren, wie dies im voranstehenden Absatz erläutert worden ist. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung der Betriebsparameter kann eine gewünschte Wickelqualität mit hoher Sicherheit erreicht werden. Abweichungen werden rechtzeitig erkannt und durch automatisches Nachregeln wieder reduziert, so dass sich im Ergebnis des Aufwickelvorgangs ein Folienwickel mit einer Wickelqualität im definierten Vorgabebereich ergibt.

Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Regelung des zumindest einen Betriebsparameters der sich beim Aufwickeln des Folienwickels einstellende radiale Druckverlauf berücksichtigt wird. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass durch das Aufwickeln einer Vielzahl von Folienlagen übereinander die äußeren Folienlagen die inneren Folienlagen weiter beeinflussen. Dies ist zu vergleichen mit Gummibändern, die übereinander um eine Wickelrolle gelegt werden. So üben die äußersten Folienlagen eine zusätzliche Kraft auf die innersten Folienlagen aus. Dies bewirkt, dass Luftpolster zwischen den inneren Folienlagen über den Verlauf des Aufwickeins sich reduzieren, da durch die aufgebrachte Druckkraft von außen Luft aus diesen Luftpolstern herausgedrückt wird. Somit unterscheidet sich die finale Wickelhärte im Inneren des Folienwickels von der Wickelhärte, wie sie bei dem jeweiligen Aufwickelzeitpunkt dieser inneren Lagen noch bestimmt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt waren die inneren Lagen nämlich noch die äußerste Lage des Folienwickels. In einer Regelungstechnik ist also vorzugsweise eine Berücksichtigung des sich einstellenden Druckverlaufs hinterlegt, welche Foliengewicht, Foliendurchmesser oder auch weitere Parameter berücksichtigt. Die Berücksichtigung des Druckverlaufs kann somit für die Regelung verwendet werden, um einen exakten radialen Druckverlauf bzw. einen exakten radialen Verlauf der Wickelhärte über den Folienwickel einstellen zu können. Insbesondere wird am Anfang besonders hart gewickelt, um später eine ausreichende Widerstandsfähigkeit dieser sich später ausbildenden inneren Folienlage zur Verfügung stellen zu können.

Vorteilhaft ist es auch, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Richtung quer zur Aufwickelrichtung der Folie eine zumindest zweifache abschnittsweise Bestimmung der Wickelhärte des Folienwickels während des Aufwickeins der Wickelrolle erfolgt. Die abschnittsweise Erfassung kann durch hoch auflösende Sensoren, die über diese Querrichtung verteilt sind, zur Verfügung gestellt werden. Auch ein mechanisches Bewegen des Sensors in traversierender Weise ist im Sinne dieser Ausführungsform und der Erfindung denkbar. Eine axiale Auflösung der Wickelhärte bringt insbesondere Vorteile hinsichtlich der Vermeidung des Problems von Kolbenringen. Damit kann ein erfindungsgemäßes Verfahren weiter gebildet werden, um die Sicherheit der Einhaltung der Wickelqualität auch über den axialen Verlauf des Folienwickels sicherstellen zu können.

Weiter ist es von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in der Richtung quer zur Aufwickelrichtung der Folie, insbesondere über die Breite der Folie, die Wickelhärte und/oder ein Herstellprofil der Folie durch die Regelung zumindest eines Betriebsparameters konstant oder im Wesentlichen konstant gehalten wird. Auf diese Weise wird auch in der Breitenrichtung, also im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Folienwickels, eine Vergleichmäßigung der Wickelqualität erzielt. Mit anderen Worten kann damit ein im Wesentlichen gleichmäßiges Wickelprofil erzeugt werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich auch dahingehend weiterbilden, dass auf Basis einer bestimmten Wickelqualität und/oder der bestimmen Abweichung eine Änderung eines Herstellprofils der Folien einen vorangehenden Herstellprozess durchgeführt wird. Dabei handelt es sich insbesondere um einen Extrusionsprozess einer Folie, vorzugsweise einen Blasfolienextrusionsprozess. Insbesondere kann durch eine Eingriffsmöglichkeit in die Regelung des Folienprofils auf Bearbeitungen der Folie, insbesondere ein Reversieren der Folie verzichtet werden. Neben den notwendigen Kosten für eine Reversiervorrichtung kann auf diese Weise auch Bauraum eingespart werden. Vorzugsweise erfolgt eine solche Ausführungsform des Verfahrens in Kombination mit der abschnittsweisen Überwachung in axialer Richtung, so dass eine zugehörige Regelung von den definierten Abschnitten des Folienprofils ermöglicht wird. Weiterhin ist es möglich diese Vorgehensweise mit einer Summenprofilregelung zu ergänzen.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Überwachungsvorrichtung für die Überwachung der Wickelqualität eines Folienwickels einer Folie auf einer Wickelrolle, aufweisend zumindest eine Sensorvorrichtung. Diese zumindest einen Sensorvorrichtung ist für die Bestimmung der Wickelhärte des Folienwickels während des Aufwickelns der Folie auf der Wickelrolle ausgebildet. Weiter weist eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung eine Kontrollvorrichtung auf, welche für die Bestimmung einer Abweichung der bestimmten Wickelhärte des Folienwickels von wenigstens einem Vorgabewert für die Wickelhärte des Folienwickels ausgebildet ist. Darüber hinaus ist eine Kontrollvorrichtung für die Bestimmung der Wickelqualität des Folienwickels anhand der bestimmten Abweichung ausgebildet. Es ist vorteilhaft, wenn eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung mit einer Kontrollvorrichtung versehen ist, die für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Dementsprechend bringt eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann genutzt werden, um die komplexe Bedienung heutiger Wickelmaschinen zu vereinfachen. Die bisherige manuelle Vorgabe der Wickelparameter wird um eine halbautomatische und/oder eine vollautomatische Bedienmöglichkeit ergänzt. Für erfahrenes Bedienpersonal kann es sinnvoll sein, das eigene Erfahrungswissen zu nutzen, um die Regelpunkte für die halbautomatische und die vollautomatische Bedienebene festzulegen. Deshalb ist die Kontrollvorrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dass das halbautomatische und das vollautomatische Verfahren während aller Produktionsphasen auf einfache Weise direkt von Bediener aktiviert und deaktiviert werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch: Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung,

Fig. 2 verschiedene Lagen einer Folie mit einer ersten Größe eines Luftspalts,

Fig. 3 verschiedene Lagen der Folie mit einer zweiten Größe des Luftspalts,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines radialen Verlaufs der Wickelhärte,

Fig. 5 eine Darstellung eines zeitlichen Verlaufs der Bestimmung der Wickelhärte und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Eingriffsgrößen der Betriebsparameter auf die Folie.

Die Figur 1 zeigt schematisch eine Aufwickelvorrichtung mit einer Wickelrolle 20, auf welcher ein Folienwickel 10 erzeugt wird. Hierfür wird die Wickelrolle 20 gedreht und eine Folie 30 auf ihr aufgewickelt. Um einen sauberen Wickelvorgang gewährleisten zu können, ist eine Kontaktwalze 40 vorgesehen, welche einen entsprechenden Anpressdruck AD auf den Folienwickel ausübt.

Wie in der Figur 1 zu erkennen ist, ist eine Überwachungsvorrichtung 100 vorgesehen. Diese ist mit einer Sensorvorrichtung 1 10 und einer Kontrollvorrichtung 120 ausgestattet. Diese Sensorvorrichtung 1 10 ist ausgebildet, um die Wickelhärte im Verlauf des Aufwickelvorgangs zumindest in den obersten Lagen der Folie 30 zu bestimmen. Diese Bestimmung erfolgt insbesondere berührungslos, z. B. mittels Ultraschallmessung. Darüber hinaus kann die Kontrollvorrichtung 120 zur Regelung der Betriebsparameter ausgebildet sein. Dies wird durch die punktierten Verbindungslinien zwischen der Kontrollvorrichtung 120 und der Wickelrolle 20 sowie der Kontaktwalze 40 dargestellt.

Beim Aufwickeln der Folie 30 als Folienwickel 10 auf der Wickelrolle 20 werden je nach Einstellung der Betriebsparameter unterschiedliche Luftspaltgrößen als Luftspalte 60 zwischen den Folienlagen der Folie 30 erzeugt. Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Folienwickels 10, wobei die Folienlagen 30 relativ kleine Luftspalte 60 zwischen sich aufweisen. Dies entspricht einer relativ harten Ausführungsform hinsichtlich der Wickelhärte WH des Folienwickels 10. Die Figur 3 zeigt größere Luftspalte 60 zwischen den einzelnen Folien 30, so dass sich dementsprechend auch eine weichere Wickelhärte WH des entsprechenden Folienwickels 10 einstellt. Die Einflussgrößen, welche zu unterschiedlich großen Wickelhärten WH führen, werden später mit Bezug auf Figur 6 noch näher erläutert.

In Figur 4 ist schematisch dargestellt, dass der Verlauf der Wickelhärte WH in radialer Richtung des Folienwickels 10 nicht zwangsläufig konstant sein muss. Vielmehr ist es möglich, dass die Wickelhärte WH im Inneren des Folienwickels 10, also am radialen Bereich um die Wickelrolle 20 herum, deutlich größer ist als im äußersten Folienlagenbereich des Folienwickels 10. Damit kann Einfluss genommen werden auf die nachfolgende Bearbeitung bzw. auf den sich einstellenden Druckverlauf in radialer Richtung des Folienwickels 10.

Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung, wie sich die bestimmte Wickelhärte WH über den zeitlichen Verlauf darstellt. Insbesondere sind in dieser schematischen Diagrammdarstellung zwei Vorgabewerte V1 und V2 zu erkennen, die als Obergrenze und Untergrenze einen Vorgabebereich VB definieren. Am rechten Ende ist zu erkennen, dass die bestimmte Wickelhärte WH den oberen Vorgabewert V2 überschreitet. An dieser Stelle wird spätestens ein Regeleingriff erfolgen, um den gewünschten Vorgabebereich VB wieder zu erreichen. Dabei kann eine Regelung von Betriebsparametern erfolgen, wie sie nachfolgend mit Bezug auf Figur 6 beschrieben werden.

In Figur 6 ist schematisch die Folie 30 dargestellt. Sie weist von links unten nach rechts oben eine Breite auf und einen entsprechenden Folienquerschnitt, welcher am rechten Ende zu erkennen ist. In Richtung der Aufwickelrichtung 50 ist der sogenannte Bahnzug BZ gerichtet. Dieser Bahnzug BZ wird durch entsprechende Wickelgeschwindigkeiten der Wickelrolle 20 und der Kontaktwalze 40 erzeugt. In Summe ergibt sich ein Bahnzug BZ für die Folie 30, welcher in Aufwickelrichtung 50 gerichtet ist. Dieser kann spezifisch ausgebildet sein und dabei insbesondere auf den Folienquerschnitt in N/mm ² bezogen sein. Im Wesentlichen senkrecht dazu wirkt der sogenannte Anpressdruck AD von der Kontaktwalze 40. Auch dieser kann in spezifischer Weise ausgebildet sein und sich auf die Breite, also in N/mm, der Folie 30 beziehen. Diese Parameter können als Regelgrößen bzw. Stellgrößen von der Eingangsgröße der bestimmten Wickelhärte WH eines erfindungsgemäßen Verfahrens geregelt werden.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bezugszei chen l i ste

10 Folienwickel

20 Wickelrolle

30 Folie

40 Kontaktwalze

50 Aufwickelrichtung

60 Luftspalt

100 Überwachungsvorrichtung

110 Sensorvorrichtung

120 Kontrollvorrichtung

AD Anpressdruck

BZ Bahnzug

V1 erster Vorgabewert

V2 zweiter Vorgabewert

VB Vorgabebereich

WH Wickelhärte r radialer Verlauf des Folienwickels

t Zeitverlauf der Bestimmung der Wickelhärte