Friktionswickeln

Beim Friktionswickeln werden beim Wickeln mehrerer Einzelbahnen auf einer gemeinsamen Wickelwelle Durchmesserunterschiede ausgeglichen, die sich aufgrund von unterschiedlichen Dicken im Material ergeben.

SOMATEC setzt je nach Materialart und Aufgabenstellung verschiedene Bauarten von Friktionswickelwellen ein, stellt diese Friktionswickelwellen jedoch NICHT selbst her. Bei Bedarf an einzelnen Friktionswickelwellen wenden Sie sich daher bitte direkt an einen entsprechenden Hersteller. Die folgenden Erläuterungen dienen ausschließlich zur Erklärung des Funktionsprinzips beim Friktionswickeln:

Bestimmte Materialien (z.B. Kunststofffolien) können im Produktionsprozess nicht absolut dickengleich hergestellt werden. So kann es vorkommen, dass die Materialbahn z.B. an den Rändern etwas dicker ist als in der Mitte. Diese Unterschiede sind bezogen auf eine Lage der Materialbahn sehr gering und bewegen sich meist im Bereich von wenigen µm. Wird dieses Material aufgewickelt, so werden sehr viele Lagen (einige hundert bis tausend) übereinander gelegt und die Unterschiede können sich unter Umständen bis zu einigen mm summieren.

Wird eine solche Materialbahn nun in mehrere Einzelbahnen längs geschnitten und auf einer gemeinsamen Wickelwelle aufgewickelt, so ergeben sich durch die Dickenunterschiede unterschiedliche Wickeldurchmesser der Einzelbahnen. Die Folge hiervon ist, dass nur die Bahn mit dem größten Wickeldurchmesser unter Zugkraft aufgewickelt wird, während die Bahnen mit kleineren Wickeldurchmessern lose durchhängen.

Dieses Verhalten tritt bei harten Folienbahnen auf, da sich bei weichem Material ein Ausgleich durch die Dehnung der Warenbahn ergibt. Hierbei wird die Bahn mit dem größten Wickeldurchmesser beim Wickeln soweit gedehnt, dass die übrigen Bahnen mit (theoretisch) kleineren Durchmessern auch mit der vorgegebenen Zugkraft aufgewickelt werden. Solange die Dehnung im Material in den für das Material zulässigen Grenzen bleibt, sind keine zusätzlichen Hilfsmittel notwendig, um diese Bahnen auf einer gemeinsamen Welle aufzuwickeln.

]Bei hartem Material ist dieser Ausgleich über die Materialdehnung nicht möglich. Daher muss hier ein künstlicher Ausgleich geschaffen werden. Dies geschieht dadurch, dass jeder einzelne Wickel auf der Wickelwelle in radialer Richtung durchrutschen (friktionieren) kann. Dabei wird die Wickelwelle mit einer etwas höheren Geschwindigkeit angetrieben, als für den kleinsten Wickeldurchmesser notwendig (ca. 2 - 3 % übersynchron). Die Übertragung des Drehmoments von der Welle auf die Hülsen der einzelnen Wickel erfolgt über Reibbeläge, wobei die Höhe der Reibung (Mitnahme) einstellbar ist. Üblicherweise geschieht dies über die Steuerung mittels Luftdruck.

Das Friktionieren kann entweder innerhalb der Welle in sogenannten Friktionselementen erfolgen (hier wird als Reibbelag meist ein Filz verwendet) oder es wird direkt zwischen einem Reibbelag im Wellenkörper und der Hülseninnenwand friktioniert. Die Aufnahme der Hülsenabschnitte erfolgt durch Klemmung am Außendurchmesser des Friktionselements. Hierfür werden z.B. Kugeln als Klemmkörper verwendet, die sich durch Verdrehen der Hülse auf dem Friktionselement auf schräg laufenden Bahnen zwischen Element und Hülse verklemmen und somit die Hülse fixieren. Das Friktionieren innerhalb eines Friktionselements hat den Vorteil, dass stets gleichbleibende Verhältnisse herrschen (unabhängig vom Hülsenmaterial und Hülseninnendurchmesser). Der Aufbau einer solchen Friktionswelle ist jedoch recht komplex und daher sind diese Wellen recht teuer.

Beim direkten Friktionieren zwischen Hülseninnenwand und einem Reibbelag auf der Welle ergibt sich ein wesentlich einfacherer Aufbau (ähnlich dem einer normalen Luftspannwelle). Als Nachteile sind jedoch die mögliche Staubentstehung durch Abrieb der Hülseninnenwand und die nicht vorhandene seitliche Fixierung der Hülsenabschnitte zu nennen. Diese kann zwar durch Klemmringe an den Enden sowie durch Distanzringe zwischen den Hülsenabschnitten erreicht werden; dies ist jedoch beim Be- und Entstücken der Wickelwelle hinderlich.

Aufgrund der genannten Vor- und Nachteile werden Friktionswellen mit Friktionselementen bevorzugt in Rollenschneidmaschinen in der Offline-Produktion eingesetzt, da es hier meist auf eine genauere Regelung und geringere Toleranzen ankommt, während Frtiktionswellen mit direkter Friktionierung der Hülsen meist in der Inline-Produktion verwendet werden, um die produzierte Warenbahn vorzukonfektionieren.