Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln einer Folienbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie ein System nach dem Anspruch 8.

Nach der Herstellung von Kunststofffolienbahnen wird diese in der Regel auf wenigstens eine Wickelrolle aufgewickelt, um sie in einem möglichst kompakten Format transportieren und später für eine Weiterverarbeitung auf einfache Art wieder bereitzustellen.

Insbesondere für die Weiterverarbeitung ist es häufig wichtig, dass die Wickelrolle bestimmten Qualitätserfordemissen genügt. Um beurteilen zu können, ob diese Qualitätserfordernisse erfüllt werden, werden Qualitätsmerkmale der Wickelrolle bestimmt. Allgemeiner gesprochen können Eigenschaften der Wickelrolle bestimmt werden. Zu diesen Eigenschaften können dann auch Qualitätsmerkmale zählen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zur Bestimmung von Qualitätsmerkmalen bzw. Eigenschaften der Wickelrolle vorzuschlagen. Insbesondere ist es die Aufgabe, die Qualität der Wickelrolle zu erfassen, zu bewerten und/oder zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind mögliche Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zur Bestimmung von Qualitätsmerkmalen der Wickelrolle zumindest die folgenden Schritte durchgeführt werden:

• Durchführungen von Messungen an der Wickelrolle und Bereitstellen von Messwerten zu den Messungen

• Herausfiltem wenigstens einer charakteristischen Information aus den Messwerten. Es werden also zunächst Messungen an der Wickelrolle vorgenommen. Dabei kann es sich um Messungen handeln, die nur einmal, beispielsweise an der fertigen Rolle, mehrfach, kontinuierlich und/oder periodisch vorgenommen werden. Die Messungen können zunächst an einer leeren Wickelhülse, welche später die Folienbahn trägt, vorgenommen werden, um beispielsweise als Qualitätsmerkmal die Rundlaufgenauigkeit der Wickelhülse oder die Anordnung der Hülsen auf der Wickelwelle (Erkennung eines Hülsenversatzes) zu bestimmen. Insbesondere können die Messungen an einer sich in der Erstellung befindlichen Wickelrolle durchgeführt werden, also an der Wickelrolle während des Wickelns. Auch können Messungen nach der Fertigstellung des Wickels vorgenommen werden.

Die Produktion einer Wickelrolle bezieht sich allgemein auf die Produktion von bahnförmigen Materialien. Unter bahnförmigen Materialien sind vornehmlich elastische Bahnen, in speziellen Fall auch Kunststofffolienbahnen zu verstehen. Diese Bahnen können beispielsweise in Extrusionsprozessen, insbesondere in einer Gieß- und Blasfolienextrusion, aber auch in Beschichtungs-, Druck-, Kaschier- und Metaliisierprozessen aufgewickelt werden. Auch in Umroll- und Slitterprozesse kann die vorliegende Erfindung genutzt werden.

Dabei kann es Vorkommen, dass bei der Produktion gleichzeitig mehrere Wickelrollen auf einer Achse produziert werden. Das beschriebene Verfahren kann dabei bei nur einer Wickelrolle, aber auch bei mehreren, insbesondere bei alle Wickelrollen genutzt werden. Unter Qualitätsmerkmalen bzw. Eigenschaften kann man beispielsweise geometrische oder optische Abweichungen einer idealen Wickelrolle verstehen. Eine ideale Wickelrolle ist dabei insbesondere zylindrisch geformt und optisch homogen. Abweichungen von dieser Form, die während des Wickelprozesses entstehen, bezeichnet man üblicherweise als Wickeldefekte. Wickeldefekte können auf der Mantelfläche, aber auch an der Stirnseite des idealen Zylinders auftreten.

Unter Qualitätsmerkmale kann man auch optische Eigenschaften der Wickelrolle verstehen, dabei kann etwa der Glanz, die Trübung, die Schattenbildung einer Wickelrolle wichtige Qualitätsmerkmale oder Eigenschaften bedeuten.

Es bieten sich verschiedene Messverfahren an, mit welchem die Messungen durchgeführt werden können. Messverfahren umfassen beispielsweise berührende Messverfahren und berührungslose Messverfahren. Berührende Messverfahren sind beispielsweise Gewichtmessung oder etwa Kraftmessungen an einer die Wickelrolle berührenden Maschinenkomponente. Zur Durchführung von Messungen sind auch geometrische Messungen denkbar, die mit einfachen Messmitteln wie etwas Maßbändem durchgeführt wenden können. Als Messverfahren sind alternativ oder zusätzlich optische, akustische und/oder elektrische Messverfahren denkbar. Selbst Messverfahren, die Teilchenstrahlen verwenden sind denkbar. All diese Messverfahren liefern Messwerte zu den durchgeführten Messungen, die bereitgestellt werden. Insbesondere eignen sich sowohl die Lasertriangulation als auch die optische Erfassung mit Hilfe von Kamerasystemen als Messverfahren. Dabei können die Messverfahren sowohl punktuell, linienförmig oder flächig an der Mantel- und/oder Stirnfläche messen. Insbesondere die Messung mit einem linienförmigen Triangulationssensor eignet sich zur Erfassung. Weitere optische Messverfahren können beispielsweise Weißlicht oder Infrarotstrahlung verwenden. Ein Sensor kann bei Nutzung einer elektromagnetischen Strahlung beispielsweise einen Schattenwurf detektieren. Insbesondere kann vorgesehen sein, zumindest zwei sich prinzipiell unterscheidende Messverfahren heranzuziehen, um durch die Kombination der jeweiligen Messwerte auf weitere Parameter, insbesondere auf nicht direkt vermessene Parameter, schließen zu können.

Der Informations- und Datenfluss wird in der Figurenbeschreibung anhand des in Figur 1 gezeigten Diagramms beschrieben. Die von der Wickelrolle durch den Sensor erfassten Daten werden an eine Diagnoseeinheit übermittelt. Die Diagnoseeinheit wiederum verdichtet die Sensordaten zusammen mit Prozessdaten und kann aber auch direkt den Prozess gezielt beeinflussen und/oder Daten für den Bediener aufbereiten und/oder Daten an eine Bewertungseinheit übergeben. Die Diagnoseeinheit kann den Prozess dabei gezielt beeinflussen, um mögliche Ursachen für Eigenschaften oder Qualitätsmerkmale der Wickelrolle oder der elastischen Bahn zu ermitteln, insbesondere dann, wenn gewünschte Qualitätsmerkmale oder Eigenschaften nicht erreicht werden. In einer weiteren Ausbaustufe können Daten aus der Diagnoseeinheit an eine Rekonfigurationseinheit übergeben werden. Diese Einheit passt Prozesseinstellungen so an, dass das gewünschte Eigenschaftenbeziehungsweise Qualitätsmerkmale der Wickelrolle oder der elastischen Bahn erreicht werden. Diagnoseeinheit und/oder Rekonfigurationseinheit und/oder Bewertungseinheit können durch eine elektronische Einheit realisiert sein, entsprechende Teile eines Programmes können jedoch separat programmiert sein und daher die besagten Einheiten dargestellen.

Aus den bereitgestellten Messwerten des Sensors kann dann in der Diagnoseeinheit wenigstens eine charakteristische Information herausgefiltert werden. Das bedeutet, dass aus Messwerten und/oder aus Teilen hiervon Informationen gewonnen werden, die für eine Aussage hinsichtlich von Qualitätsmerkmalen genutzt werden können. Qualitätsmerkmale beziehungsweise Eigenschaften werden somit erfindungsgemäß aus den charakteristischen Informationen abgeleitet. Die Qualitätsmerkmale können sich auch auf die Folienbahn als solche beziehen, denn bestimmte Messverfahren messen Eigenschaften der Folie, so dass sich deren Messergebnisse auf die Folienbahn beziehen. Gleichwohl haben Eigenschaften der Folienbahn auch Einfluss auf die Wickelrolle. Alternativ oder zusätzlich können sich die Qualitätsmerkmale auf die Art und Weise beziehen, wie die Folienbahn aufgewickelt wird beziehungsweise wurde. Es ist zu betonen, dass die Folienbahn, welche aufgewickelt wird, auf einer Folienherstellanlage erzeugt wurde und ohne Zwischenspeicherung, also inline, aufgewickelt wird. Eine solche Folienherstellanlage ist insbesondere eine Flachfolienanlage oder eine Blasfolienanlage.

Insbesondere ist es vorgesehen, die Eigenschaften einer Wickelrolle mit denen einer älteren Wickelrolle zu vergleichen, um langfristige Änderungen zu erkennen. Diesem Zweck kann auch ein Vergleich der zu verschiedenen Zeitpunkten, aber an derselben Wickelrolle gemessenen Daten dienen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es insbesondere in der Diagnoseeinheit vorgesehen, dass eine oder mehrere charakteristische Informationen einem Wickeldefekt zugeordnet werden. Die charakteristischen Informationen können dabei Messwerten einer oder mehrerer Messungen entstammen, die mit einer oder mit mehreren Messeinrichtungen gewonnen werden. Insbesondere können mehrere Messungen kombiniert werden, um charakteristische Informationen zu gewinnen. Auf diese Weise können bevorzugt charakteristische Informationen einem Wickeldefekt zugeordnet werden. Ein Wickeldefekt kann dabei durch das Bilden der Wickelrolle, durch de dem Wickeln vorgelagerten Verfahrensschritte, etwa dem Einstellen bzw. Halten von Parametern beim Führen der Folienbahn, und/oder durch die Eigenschaften der Folienbahn selbst hervorgerufen werden. Selbstverständlich ist ein Wickeldefekt, insbesondere dessen Art, dessen Häufigkeit und/oder dessen Intensität, ein Qualitätsmerkmal im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Die Prozessinformationen, beispielsweise Soll-, Mess-, Einstellwerte, können ebenfalls in der Diagnoseeinheit vorliegen und insbesondere zusammen mit den Sensordaten ausgewertet und/oder aufbereitet werden. Ebenfalls können Bedienerhinweise genutzt werden, um die gewonnenen Informationen zu verdichten. Gleichzeitig können Informationen von der Bewertungseinheit an den Bediener gegeben werden, so dass der Bediener in die Lage versetzt wird, den Prozess derart zu verändern, dass der gewünschte Defekt oder die charakteristische Eigenschaft der Wickelrolle verändert wird. In einem weiteren Anwendungsfall ist es ebenfalls möglich, die hier gewonnenen Qualitätsmerkmale der Wickelrolle(n) in Form eines (digitalen) Protokolls mitzugeben, so dass nachfolgende Prozesse diese Informationen nutzen können.

Um Qualitätsmerkmale definieren zu können, ist es bevorzugt vorgesehen, dass diese zumindest teilweise Qualitätskennzahlen umfassen. Insbesondere können diese Qualitätskennzahlen angeben, ob und wie weit ein Parameter der Wickelrolle von einem Idealwert und/oder einem Sollwert abweicht. Ein Idealwert kann dabei ein theoretisch vorbestimmter Wert sein. Ein Sollwert kann ein beliebiger vorgebbarer Wert sein oder auch ein Durchschnittswert aus vorherigen Messungen. Insbesondere werden diese Kennzahlen und Sollwerte über die Bewertungseinheit erzeugt, kontrolliert und dem Bediener angezeigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Wickeldefekt mit einer oder mehreren Maschinenkomponenten, Produktparametem und/oder Prozessparametern zugeordnet werden. Damit können die Qualitätsmerkmale beeinflusst werden mit dem Ziel, eine qualitativ verbesserte Wickelrolle herzustellen. Ist eine solche Zuordnung erfolgt, lassen sich zielführende Änderungen der Produkt- oder Prozessparameter durchführen und/oder beispielsweise Maschinenkomponenten wechseln, wenn diese etwa defekt ist. Hierzu ist insbesondere die Rekonfigurationseinheit vorgesehen. Beispielsweise lässt sich durch die Diagnoseeinheit erkennen, wenn Randbeschnittklingen, die die Kanten der Folienbahn besäumen, verschlissen sind. Durch die verschlissenen Klingen entsteht an der Wickelrolle an den Kanten ein größerer Durchmesser als am Rest der Mantelfläche. Die vorliegende Erfindung dient in diesem Fall dazu, die geometrische Änderung an der Wickelrolle bereits im Wickelprozess festzustellen und dem Bediener Hinweise geben, die verschlissenen Klingen zu tauschen. In einem weiteren Fall kann man beispielsweise Längsrillen auf der Mantelfläche der Mantelrolle erkennen und identifizieren. Diese Rillen , oft als Tin Canning bezeichnet, können ebenfalls detektiert und über Änderungen der Prozessparameter durch die Rekonfigurationseinheit vermieden oder gar ganz beseitigt werden. Weiterhin können auch Eigenschaften der elastischen Bahn bestimmt werden, indem beispielsweise durch erkannte Erhöhungen auf der Wickelrolle - sogenannte Dickstellen Rückschlüsse auf eine ungleichmäßige Dickenverteilung der elastischen Bahn gezogen wird. Mittels der Rekonfigurationseinheit kann dann eine Homogenisierung der Dickenverteilung durch Anpassung der Prozessparameter durchgeführt werden.

Die oben genannte Aufgabe lässt sich auch durch eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folienbahn, welche insbesondere auf einer

Folienherstellanlage herstellbar ist, auf zumindest eine Wickelrolle, mit einer Diagnoseeinheit, welche dazu vorgesehen und eingerichtet ist,

Qualitätsmerkmale der Wickelrolle zu bestimmen, lösen,

die sich dadurch auszeichnet,

dass eine Messeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher Messungen an der Wickelrolle durchführbar sind und mit welcher Messwerten zu den Messungen der Diagnoseeinheit bereitstellbar sind,

dass die Diagnoseeinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, wenigstens eine charakteristische Information aus den Messwerten herauszufiltern, und dass insbesondere die Diagnoseeinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, Qualitätsmerkmale aus der charakteristischen Information herauszufiltern.

Damit werden dieselben Vorteile erzielt, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind.

Die oben genannte Aufgabe lässt sich darüber hinaus durch ein System zum Herstellen und Aufwickeln einer Folienbahn umfassend ein Folienherstellanlage, mit welcher die Folienbahn herstellbar ist, einer Wickeleinrichtung, mit welcher die Folienbahn auf zumindest eine Wickelrolle, mit einer Diagnoseeinheit, welche dazu vorgesehen und eingerichtet ist, Qualitätsmerkmale der Wickelrolle zu bestimmen, lösen,

welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Messeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher Messungen an der Wickelrolle durchführbar sind und mit welcher Messwerten zu den Messungen der Diagnoseeinheit bereitstellbar sind,

dass die Diagnoseeinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, wenigstens eine charakteristische Infonnation aus den Messwerten herauszufiltern, und dass insbesondere die Diagnoseeinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, Qualitätsmerkmale aus der charakteristischen Information herauszufiltern.

Damit sind dieselben Vorteile erzielbar, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind.

Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils können einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Im Folgenden werden die anhängenden Figuren näher beschrieben. Sowohl die Figuren wie auch die nachfolgende Beschreibung offenbaren weitere Merkmale der Erfindung.

Die Figur 1 zeigt einen Informations- und Datenfluss gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die an der Wickelrolle 100 durch den Sensor 110 erfassten Daten (dargestellt durch den Pfeil 105) werden an eine Diagnoseeinheit 120 übermittelt (Pfeil 115). Die Diagnoseeinheit 120 wiederum verdichtet die Sensordaten zusammen mit Prozessdaten, dargestellt durch den Pfeil 125, und kann direkt den Wickelprozess 130 gezielt beeinflussen (Pfeil 135) und/oder Daten für den Bediener aufbereiten und/oder Daten an eine Bewertungseinheit 140 übergeben. Die Diagnoseeinheit 120 kann den Prozess 130 dabei gezielt beeinflussen, um mögliche Ursachen für Eigenschaften und/oder Qualitätsmerkmale der Wickelrolle 100 oder der elastischen Bahn zu ermitteln, insbesondere dann, wenn gewünschte Qualitätsmerkmale oder Eigenschaften nicht erreicht werden. In einer weiteren Ausbaustufe können Daten aus der Diagnoseeinheit 120 an eine Rekonfigurationseinheit 150 übergeben werden (Pfeil 145). Diese Einheit 150 passt Einstellungen des Wickelprozesses 130 so an (Pfeil 155), dass das gewünschte Eigenschaften beziehungsweise Qualitätsmerkmale der Wickelrolle und/oder der elastischen Bahn erreicht werden. Die Rekonfigurationseinheit bezieht dazu zusätzlich aktuelle Daten des Wickelprozesses, was durch den Pfeil 165 dargestellt ist. Diagnoseeinheit 120 und/oder Rekonfigurationseinheit 150 und/oder Bewertungseinheit 140 können durch eine elektronische Einheit realisiert sein, entsprechende Teile eines Programmes können jedoch separat programmiert sein und daher die besagten Einheiten darstellen.

Die Figur 2 zeigt eine Wickelrolle 100, welche einen oft zu beobachtenden Defekt zeigt. Dargestellt ist eine Wickelhülse 200, auf die bereits mehrere Lagen einer Bahn aufgewickelt wurden. Jedoch hat weist die Bahn an ihren Rändern Unregelmäßigkeiten auf, was dazu führt, dass der Durchmesser des Wickel im Bereich der Stirnseiten Aufdickungen 205 aufweist, als Bereiche, bei denen der Durchmesser größer ist als der Durchmesser im mittleren Bereich des Wickels. Jeglicher Defekt kann auf Unregelmäßigkeiten in der Wickelvorrichtung hinweisen, aber auch auf Unregelmäßigkeiten bei der Herstellung der Bahn selbst. Jedoch kann es möglich sein, Daten aus der Herstellvorrichtung der Bahn, etwa einer Folienextrusionsanlage, mit den Daten der Wickelvorrichtung zu kombinieren, um Fehlerquellen auszuschließen. Ist beispielsweise die Dickenverteilung in Querrichtung der Bahn bekannt und innerhalb eines Toleranzwertes, so deutet dies darauf hin, dass ein oder mehrere Prozessparameter in der Wickelvorrichtung nicht in Ordnung sind. Beispielsweise können Seitenschneidmesser defekt oder verschlissen sein, so dass die Folie an den Kanten beschädigt wird.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Wickelrolle 100 mit einem weiteren, in der Realität zu beobachtenden Defekt. Hier ist die Folienbahn im mittleren Bereich durch nicht gewünschte Einflüsse verändert, insbesondere beschädigt worden, was sich in in Umfangsrichtung erstreckenden Längsrillen 210, dem so genannten Tin Canning, niederschlägt.

Die Figur 4 zeigt die wesentlichen Parameter eine Wickelrolle 100. Der Doppelpfeil 300 zeigt die Breite, der Doppelpfeil 310 den Durchmesser der Wickelrolle an. In einer idealen Wickelrolle, insbesondere in einer, die fertig gewickelt ist, ist der Durchmesser über die gesamte Breite der Wickelrolle konstant oder zumindest innerhalb eines vorbestimmten Toleranzrahmens konstant. Auch ist die Breite über den gesamten Durchmesser der Wickelrolle 200 konstant oder zumindest innerhalb eines vorbestimmten Toleranzrahmens konstant. Letzteres äußert sich unter anderem darin, dass die Stirnfläche 320 und auch die der Stirnfläche 320 gegenüber liegenden Stirnfläche über den gesamten Durchmesser der Wickelrolle 200 eben oder zumindest innerhalb eines vorbestimmten Toleranzrahmens eben ist. In einer idealen Wickelrolle 100 zeigt die Mantelfläche 330 keinerlei Defekte.