DE10030979A1 - Vorrichtung zur schlupffreien Dehnung einer Folienbahn (Stretchfolie) bei Durchlauf durch ein Vordehnsystem - Google Patents

Abstract

Es soll eine Vorrichtung zur schlupffreien Dehnung einer Folienbahn (Stretchfolie) (14) bei Durchlauf durch ein Vordehnsystem geschaffen werden, die beim Einlauf in das Vordehnsystem keine zusätzliche Bremsung in der Folienbahn erfordert. DOLLAR A Die Folienbahn (14) wird durch linear verfahrbare Presswalzen (4) und (5) mit definierter Vorspannung an die Dehnwalzen (8) und (9) des Vordehnsystems angepresst, womit eine Voraussetzung für die Erzeugung einer Dehnkraft und eine Dehnung der Folienbahn zwischen den Dehnwalzen (8) und (9) geschaffen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umverpackung von gebündeltem oder gestapeltem Gut mit einer von einer Rolle abzuwickelnden dehnbaren Folienbahn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, dass es erlaubt, die dehnbare Folie durch eine technische Anordnung/Einrichtung mit mindestens zwei Dehnwalzen zu führen, wobei die Dehnung nahezu schlupffrei über den Umfang der Dehnwalzen geführt wird und eine durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen erzeugte Bremsung der Folienrolle dabei nicht erforderlich ist.

Verfahren der Abwicklung einer dehnbaren Folienbahn von einer Rolle und anschließender Dehnung in einem Vordehnsystem sind durch frühere Patenanmeldungen bekannt. Bei diesen Verfahren besteht jedoch grundsätzlich die Möglichkeit des Schlupfes zwischen der Oberfläche der Dehnwalzen und der auf ihrem Umfang laufenden Folie. Das Schlupfverhalten der dehnbaren Folienbahn während der Dehnung wird bei den bekannten Verfahren überwiegend durch eine zusätzliche, den Dehnwalzen vorgeschaltete mechanische oder elektromechanische Bremseinrichtung eliminiert. Diese Bremseinrichtung ist entweder an der Folienrolle oder an einer zwischen Folienrolle und erster Dehnwalze angeordneter sogenannter Umlenkrolle installiert. Naturgemäß ist eine solche Bremseinrichtung verschleißbehaftet und mit einem erhöhten Kostenaufwand verbunden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

• a) Abrollung einer dehnbaren Folienbahn von einer Rolle, wobei keine zusätzliche von außen wirkende und einstellbare Bremskraft an der Folienrolle angreifen muß und der Abzug durch eine an die ablaufende Folienbahn angreifende Abzugkraft erfolgt. Die Bremskraft und damit die Zugkraft zum Abzug der dehnbaren Folie von der Rolle wird von ihrer Gewichtskraft bestimmt. Die Anordnung der Rollenachse ist dabei zweckmäßig derart ausgebildet, dass eine rel. große Gewichtskraftkomponente der Folienrolle deren Bremsmoment bestimmt. In der nachfolgend beschriebenen Ausbildung des Systems ist der untere Folienrollenspiegel auf einer nicht drehbaren Scheibe gelagert. Mit diesem Verfahren wird, abhängig vom Gewicht der Folienrolle, ein Bremsmoment bei der Abwicklung der Folie erzeugt, welches sich bei konstanter Folienbahnbreite proportional zum Durchmesser der Folienrolle verhält. Bei abnehmendem Rollendurchmesser verringert sich somit das erforderliche Abzugsmoment. Das derart erzeugte Bremsmoment an der Folienrolle dient lediglich dazu, dass Trägheitsmoment bei negativer Beschleunigung der Folienrolle zu kompensieren und ist dementsprechend gering; es hat nicht die Funktion des Spannungsaufbaus in der Folienbahn zur Erzeugung einer gegen die Abzugsrichtung gerichteten Kraft innerhalb des Vordehnsystems.
• b) Dehnung der Folie nach Abzug von der unter a) beschriebenen gelagerten Folienrolle derart, dass die dehnbare Folienbahn zunächst um eine nicht angetriebene und ungebremste Presswalze verläuft. Diese Presswalze wird mit ihrem Umfang an die der Folienrolle nachgelagerten ersten Dehnwalze mit einer definierten Kraft angepresst. Der Umschlingungswinkel der Folie um die Presswalze ist dabei < 170°. Im weiteren Verlauf umschlingt die Folienbahn die erste Dehnwalze mit einem Winkel < 140°, in dem sie nach Ablauf von dieser Dehnwalze um eine nicht angetriebene und ungebremste Umlenkrolle gelenkt wird. Diese Umlenkrolle wird von der Folie mit einem Winkel < 140° umschlungen. Mit Ablauf von dieser Umlenkrolle läuft die Folienbahn auf die zweite Dehnwalze auf und wird in einem Winkel < 140° um diese herumgeführt. An diese Dehnwalze ist wiederum eine nicht angetriebene und ungebremste Presswalze mit definierter Kraft angepresst um die die Folienbahn in einem Winkel < 140° nach Ablauf von der zweiten Dehnwalze verläuft.
  Beide Presswalzen sind in einem Drehpunkt außerhalb ihres Umfanges derart gelagert, dass
  • - eine Vorspannung innerhalb dieses Drehpunktes eine Pressung ihres Umfanges an den Umfang der jeweiligs zugeordneten Dehnwalze bewirkt
  • - eine Zugspannung in der von den Presswalzen ablaufenden Folienbahn eine zusätzliche radial wirkende Kraftkomponente auf die zugeordnete Dehnwalze zur Erhöhung ihrer Presskraft erzeugt.
• c) Der Grad der Dehnung in der Folienbahn bei Durchlauf durch das Vordehnsystem wird
  • - durch die unterschiedlichen Drehzahlen der Dehnwalzen bei Ausführung mit je einem Antrieb pro Dehnwalze realisiert, wobei die der Folienrolle nächstgelagerte Dehnwalze eine kleinere Drehzahl aufweist, als die nachgeschaltete Dehnwalze.
  oder
  • - durch eine mechanisch erzeugte und fest vorgegebene Differenzdrehzahl zwischen beiden Dehnwalzen realisiert, wobei die der Folienrolle nächstgelagerte Dehnwalze eine kleinere Drehzahl aufweist, als die nachgeschaltete Dehnwalze.

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine Folienabwickelvorrichtung innerhalb einer Verpackungsmaschine erforderlich, die mit einer Aufnahme für die Folienrolle ausgebildet ist. Die Aufnahme besteht aus zwei sogen. Lagerrollen mit in axialer Richtung ballig ausgebildetem Umfang. Die Lagerrolle zur unteren Aufnahme der Folienrolle ist mit ihrer Rotationsachse vertikal auf einem Tragrahmen montiert. Der max. Durchmesser der Lagerrolle ist kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der Hülse, auf die die Folienrolle gewickelt ist. Der Tragrahmen ist linear verfahrbar angeordnet und seinerseits auf einem sogenannten Hubschlitten montiert. Ebenfalls auf dem linear verfahrbaren Tragrahmen sind die Presswalzen sowie die Umlenkrolle angeordnet.

Die Dehnwalzen sowie zumindest eine in Folienverlaufrichtung auslaufseitig des Dehnsystems gelagerte Umlenkrolle sind auf dem vorgenannten Hubschlitten derart angeordnet, dass bei manuell betätigtem Vorschub des linear verfahrbaren Tragrahmens die Presswalzen zunächst an die Dehnwalzen herangeführt werden. Bei weiterem Vorschub werden die Presswalzen durch die auf sie wirkende Vorschubkraft des linear verfahrbaren Tragrahmens entgegen ihrer Vorspannkraft auf den äußeren Punkt des Umfanges der Vordehnwalzen geführt. Mit Erreichen des mechanischen Endpunktes des linear verfahrbaren Tragrahmens werden die Presswalzen um den Umfang der Dehnwalzen herumgeführt und auf Grund ihrer Vorspannkraft weiterhin an die Dehnwalzen gepresst.

In dieser Position ist die dehnbare Folienbahn mit der Vorspannkraft der ersten Presswalze an die erste Dehnwalze angepresst. Zeitgleich erfolgt der vorbeschriebene Vorgang mit der Vorspannkraft der zweiten Presswalze an der zweiten Dehnwalze. Sowohl bei Zug in der auf die erste Dehnwalze auflaufenden dehnbaren Folienbahn als auch bei Zug in der von der zweiten Presswalze ablaufenden dehnbaren Folienbahn werden die Presswalzen auf Grund der geometrischen Anordnung ihrer drehbaren Lagerung mit einer zusätzlichen radial auf die Dehnwalzen wirkenden Kraftkomponente an diese gepresst.

Beide Pressstellen sowie eine Profilierung der Dehnwalzen verhindern ein Gleiten bzw. Schlupfen der Folienbahn auf den Dehnwalzen, während sie das Vordehnsystem durchläuft. Bei nahezu allen bisher bekannten Vordehnsystemen für diesen Anwendungsfall werden die Dehnwalzen mit einem zusätzlichen haftfähigen Belag beschichtet. Der Auftrag eines solchen, die Haftfähigkeit erhöhenden Belages auf die Dehnwalzen, ist bei der gegenständlichen Vorrichtung nicht mehr erforderlich. Eine eingestellte Differenzdrehzahl zwischen beiden Dehnwalzen führt zu Dehnwerten mit hoher Reproduzierbarkeit.

Die Abrollachse der Folienrolle wird in ihrer Lage fixiert, indem im oberen Bereich des Folienschlittens eine manuell betätigte und schwenkbare Vorrichtung befestigt ist, an dessen Unterseite ebenfalls eine Lagerrolle befestigt ist. Diese schwenkbare Vorrichtung wird in eine horizontale Lage geschwenkt, wobei die Lagerrolle in das obere Ende der Hülse, auf die die Folie gewickelt ist, eintaucht. Mit der Lagerrolle zur unteren Aufnahme der Folienrolle sowie mit der vorbeschriebenen Zustellung der oberen Lagerrolle ist die Folienrolle während der Abrollung gegen Verschieben gesichert.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Beispielhaft eine perspektivische Ansicht der Verpackungsmaschine mit drehbar gelagertem Produktstapel 1 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in der die . Folienabwickelvorrichtung 2 mit Vordehnsystem 3 an einer feststehenden Säule 4 befestigt ist und an dieser auf und abwärts verfährt.

Fig. 2 Beispielhaft eine perspektivische Ansicht der Verpackungsanlage mit feststehendem Produktstapel 1 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in der sich die Folienabwickelvorrichtung 2 mit Vordehnsystem 3 an einer drehbar gelagerten Tragkonstruktion 4 um das feststehende Produkt 1 auf einer Kreisbahn bewegt. Die Folienabrollvorrichtung 2 mit Foliendehnsystem 3 wird während der Drehbewegung der Tragkonstruktion mit dieser auf und abwärts verfahren.

Fig. 3 Einzelheit der Folienabwickelvorrichtung 1 mit unterer Lagerrolle 2 auf dem linear verfahrbaren Tragrahmen 3, Presswalzen 4 und 5 mit Umlenkrolle 6 auf dem linear verfahrbaren Tragrahmen 3, Hubschlitten 7 mit Dehnwalzen 8 und 9 ohne Elektromotor sowie Umlenkrolle 10 im Folienbahnauslaufbereich des Vordehnsystems.

Beide Dehnwalzen 8 und 9 sind in einem definierbaren Verhältnis formschlüssig miteinander verbunden 11, sodass eine fix eingestellte Differenzdrehzahl zwischen den Dehnwalzen 8 und 9 und eine Dehnung der Folienbahn 12 bei Durchlauf durch das Vordehnsystem erzeugt werden.

Fig. 4 Einzelheit der Folienabwickelvorrichtung 1 mit unterer Lagerrolle 2 auf dem linear verfahrbaren Tragrahmen 3, Presswalzen 4 und 5 mit Umlenkrolle 6 auf dem linear verfahrbaren Tragrahmen 3, Hubschlitten 7 mit Dehnwalzen 8 und 9 mit Elektromotor sowie Umlenkrolle 10 im Folienbahnauslaufbereich des Vordehnsystems.

Beide Dehnwalzen 8 und. 9 sind mit je einem Elektromotor 11 und 12 angetrieben, sodass eine variabel einstellbare Differenzdrehzahl zwischen den Dehnwalzen 8 und 9 eine Dehnung in der Folienbahn 14 bei Durchlauf durch das Vordehnsystem erzeugt. Dabei muß die Drehzahl der 1. Dehnwalze 8 kleiner sein als die Drehzahl der Dehnwalze 9.

Zur Spannungsregulierung in der dehnbaren Folienbahn ist das Vordehnsystem mit einer Tänzerschwinge 13 ausgebildet.

Fig. 5 Einzelheit mit Darstellung der Richtung des Kraftverlaufs in der dehnbaren Folienbahn 4 während der Umschlingung der ersten Presswalze 1 sowie Darstellung der Richtung der Vorspannkraft Fa, mit der die Presswalze 1 in ihrem Drehpunkt 2 gegen die erste Dehnwalze 3 gepresst wird.

Fig. 6 Einzelheit mit Darstellung der Richtung des Kraftverlaufs in der dehnbaren Folienbahn 4 während der Umschlingung der zweiten Presswalze 1 sowie Darstellung der Richtung der Vorspannkraft Fa, mit der die Presswalze 1 in ihrem Drehpunkt 2 gegen die zweite Dehnwalze 3 gepresst wird.

Fig. 7.1 Einzelheit mit Darstellung des ausgefahrenen linear verfahrbaren Tragrahmens 1 und aufgebauter Lagerrolle 2 sowie Presswalzen 3 und 4 mit Umlenkrolle 5. Die Presswalzen 3 und 4 befinden sich in einem Abstand s zu den Dehnwalzen 6 und 7, der ein Durchführen der dehnbaren Folienbahn 9 durch das Vordehnsystem ohne Umschlingung der Presswalze 4, der Dehnwalzen 6 und 7 sowie der Umlenkrollen 5 ermöglicht.

Fig. 7.2 Einzelheit mit Darstellung des teilweise eingefahrenen linear verfahrbaren Tragrahmens 1 und aufgebauter Lagerrolle 2 sowie Presswalzen 3 und 4.

Der linear verfahrbare Tragrahmen befindet sich in einer Position, in der die Press walzen in Höhe der horizontalen Mittenachse x1 der Dehnwalzen 6 und 7 an deren äußeren Kreisbogen anliegen. In dieser Position erfahren die Presswalzen 3 und 4 ihre maximale Auslenkung entgegen dem durch Vorspannung erzeugten Drehmoment in ihren drehbar gelagerten Halterungen 9 und 10.

Die Umlenkrolle 5 fährt zwischen die Dehnwalzen 6 und 7 ein, ohne diese zu berühren.

Fig. 7.3 Einzelheit mit Darstellung des vollständig eingefahrenen linear verfahrbaren Tragrahmens 1 und aufgebauter Lagerrolle 2 sowie Presswalzen 3 und 4.

Der linear verfahrbare Tragrahmen 1 befindet sich in seiner Endposition. Die Presswalzen 3 und 4 rollen bei Bewegung des linear verfahrbaren Tragrahmens 1 in diese Endposition auf dem Umfang der Dehnwalzen 6 und 7 ab und erhalten ihre Anpresskraft durch das in ihren drehbar gelagerten Halterungen 9 und 10 erzeugte Drehmoment. Die dehnbare Folienbahn 11 umschlingt die Dehnwalzen 6 und 7 in einem Winkel von mehr als 140 Grad. Die Presswalzen erzeugen einen Druck auf die dehnbare Folienbahn 11 an den Stellen, an denen sie an den Dehnwalzen anliegen. Damit wird ein schlupffreier Durchlauf der dehnbaren Folienbahn durch das Vordehnsystem erreicht.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur schlupffreien Dehnung einer dehnbaren Folienbahn (Stretchfolie) (14) bei Durchlauf durch ein Vordehnsystem mit mindestens zwei Dehnwalzen (8) und (9), wobei die Folienbahn durch linear verfahrbare Presswalzen (4) und (5) mit definierter Vorspannung an die Dehnwalzen (8) und (9) des Vordehnsystems angepresst und somit eine Dehnkraft auf die das Vordehnsystem durchlaufende dehnbare Folienbahn (14) aufgebracht wird, ohne eine zusätzliche von außen wirkende Bremskraft in der dehnbaren Folienbahn (14) vor Auflauf auf die erste Dehnwalze (8) einwirken zu lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Anordnung der Presswalzen (4) und (5) derart, dass bei Zug in der auf die erste Dehnwalze (8) auflaufenden dehnbaren Folienbahn als auch bei Zugin der von der zweiten Presswalze (5) ablaufenden dehnbaren Folienbahn (14) der Anpressdruck der Presswalzen (4) und (5) an die Dehnwalzen (8) und (9) erhöht wird oder zumindest konstant bleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Anwendung zum Verpacken von Gut mit der dehnbaren Folienbahn (14), wobei der Abzug der von der Folienrolle ablaufenden Folienbahn (14) durch eine an die aus dem Vordehnsystem auslaufende Folienbahn (14) angreifende Abzugkraft erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Anwendung zum Verpacken von Gut mit der dehnbaren Folienbahn, wobei der Abzug der von der Folienrolle ablaufenden Folienbahn durch eine im Vordehnsystem durch Elektromotoren (11) und (12) erzeugte und an die Folienbahn (14) angreifende Abzugkraft erfolgt.