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Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Verpacken von Gegenständen wie
Kartons, Weichpackungen, Flaschen, Dosen oder dgl., wobei die Gegenstände einzeln
oder gruppenweise in einen Schrumpffolienzuschnitt verpackt werden.
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Es
ist bekannt, einzelne Artikel in Schrumpffolie einzuschlagen, oder
von einem mehrspurigen Artikelstrom einzelne Artikelgruppen abzuteilen,
jeweils einen schrumpffähigen
Kunststofffolienzuschnitt um diese Artikelgruppen herumzulegen und nachfolgend
die Folie durch eine Schrumpfbehandlung, z.B. in einem Heißlufttunnel,
eng an das Gebinde anzuschrumpfen. Hierfür geeignete Maschinen werden
seit geraumer Zeit von zahlreichen Herstellern in mehr oder weniger ähnlichen
Ausführungen angeboten
(
DE 298 07 979.8 ,
DE 42 07 725 A1 ).
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Ferner
gibt es Maschinen, mit deren Hilfe von einem Flaschenstrom abgetrennte
Flaschengruppen vor dem Folieneinschlag auf eine aus Karton oder
einem anderen geeigneten Material bestehende tablettartige Standfläche (
WO 99/59873 ) – ein sogenanntes
Pad oder Tray – aufgeschoben
werden.
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Die
Kunststoffschrumpffolie wird in Rollenform bereitgestellt, von einem
ersten parallelen Abzugswalzenpaar der Maschine annähernd synchron zur
momentanen Fördergeschwindigkeit
der zu verpackenden Gegenstände
abgewickelt und einem Schneidwerk zum Querschneiden der Folienbahn
zugeführt.
Im Anschluß daran
werden die abgetrennten Einzelabschnitte von einem in Folienlaufrichtung
hinter dem Schneidwerk positionierten zweiten parallelen Abzugswalzenpaar
erfasst und weiter in Richtung zur Transporteinrichtung der Gegenstände gefördert. Die
genannten Abzugswalzenpaare besitzen üblicherweise eine elastische,
glatte Oberfläche,
die mit der Folienoberfläche
reibschlüssig
in Eingriff steht.
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Ungünstig sind
insbesondere bei Verarbeitung bedruckter Folien die verhältnismäßig kurz
beabstandeten Reinigungsintervalle für die Oberflächen der
Abzugswalzen, die zur Vermeidung von Betriebsstörungen notwendig sind. Nachteiligerweise werden
dadurch regelmäßig Ausfallzeiten
verursacht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Maschine zum Folieneinschlagen
von Gegenständen
die Funktionssicherheit zu erhöhen.
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Gelöst wird
die Aufgabe dadurch, dass die Abzugswalzen eine strukturierte Oberfläche aufweisen.
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Bevorzugt
wird die Struktur durch Vertiefungen in Form von Nuten, Rillen oder
dgl. gebildet, die nach Möglichkeit
nicht parallel, sondern in einem Winkel zur Walzenlängsachse
verlaufen sollten. Günstig
sind Winkel im Bereich von 30 bis 45 Grad, besonders bevorzugt im
Bereich von 35 bis 39 Grad zur Walzenlängsachse.
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Die
Vertiefungen sind vorteilhaft durchgehend, d.h. unterbrechungsfrei
ausgebildet, beispielsweise in Form sich über die Walzenumfangsfläche überwiegend
längs erstreckende einfache
oder mehrgängige
Wendelnuten bzw. Gewindegänge.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung kann die Struktur durch gegenläufig ausgerichtete, sich
schneidende Wendelnuten gebildet werden, wodurch eine insgesamt
rautenartige Oberfläche
vorliegt. Besonders günstig
ist eine Rautenlänge
von annähernd
6 bis 10mm, vorzugsweise 8mm parallel zur Walzenlängsachse
und eine Rautenbreite von 4 bis 8mm, insbesondere 6mm in Umfangsrichtung
der Walze.
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Eine
spürbare
Erhöhung
der Betriebssicherheit lässt
sich bereits mit Nuttiefen von etwa 1mm erzielen. Dabei kann eine
Nutbreite von annähernd 2mm
schon ausreichen.
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Die
Walzenoberfläche
besteht aus einem antistatischen Werkstoff, insbesondere einer elastischen
Gummierung. Geeignet ist beispielsweise ein Siliconwerkstoff mit
einer Härte
von 50 bis 60 Shore, besonders bevorzugt mit 55 Shore.
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Mit
der vorhergehend beschriebenen Oberflächenstruktur wird einerseits
ein Aufschwimmen der Folie bei hohen Walzendrehzahlen und großen Walzenlängen aufgrund
eines Luftschmierfilms verhindert und damit auch ein abriebfördernder
Schlupf zwischen Walzenoberfläche
und der Folie und andererseits verbleibt bei gleichen Walzenabmessungen noch
ausreichend Friktionsfläche
zur sicheren Kraftübertragung
auf die Folie.
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
anhand der Figuren erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Maschine zum gruppenweisen Verpacken
von Flaschen oder dgl. Artikel,
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2 einen
Ausschnitt der Folienzuführung mit
Querschneideeinrichtung der Maschine und
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3 einen
Teilabschnitt einer Abzugswalze der Folienzuführung nach 2 in
einer Draufsicht.
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Aus
der Seitenansicht der in 1 abgebildeten Verpackungsmaschine
sind deren wichtigsten Baugruppen erkennbar. Linker Hand befindet
sich ein Artikelzuförderer 2 mit
einem darunter angeordneten Kartonstapelförderer 3, die beide
gleichsinnig antreibbar sind. Der kontinuierlich angetriebene Artikelförderer führt zu einer
Gruppierstation 1 mit Führungsgeländern 4,
die Gassen für
einspurige Artikelreihen bilden. Die Gruppierstation 1 ist
mit nicht näher
dargestellten, mit den zulaufenden Artikeln 6 in Eingriff
bringbaren Anschlagdaumen zum Abtrennen von jeweils zwei in Förderrichtung
nebeneinander angeordneten Artikelgruppen 6' ausgestattet. Unterhalb der Führungsgeländer 4 befindet
sich ein eine im Wesentlichen geschlossene, d.h. spaltfreie Förderebene
bildendes endloses Förderband 8,
das sich stumpf an den Artikelzuförderer 2 anschließt und mit diesem
fluchtet. Unter diesem Förderband 8 ist
ein schräg
von unten nach oben ansteigendes Fördermittel 9 zum kontinuierlichen
Zuführen
von einzelnen, mittels einer Greifeinrichtung 15 vom Entnahmemagazin 16 am
Ende des Kartonstapelförderers 3 entnommenen
Kartonzuschnitten 20 angeordnet. Durch ein rotierendes
Messer 18 mit kreisrunder Schneide 17 kann ein
Kartonzuschnitt 20 in zwei nebeneinander liegende Einzelzuschnitte
getrennt werden.
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In
Transportrichtung des Förderbandes 8 gesehen
folgt auf die Gruppierstation 1 ein auf einer geschlossenen
Bahn umlaufender Stabförderer 10,
der die vom Artikelstrom mit bestimmten Zwischenabständen abgetrennten,
parallel nebeneinander geförderten
Artikelgruppen 6' übernimmt
und unter Beibehaltung der Abstände
kontinuierlich auf von schräg unten
herangeführte,
ebene Kartonzuschnitte aufschiebt. Die Artikelgruppen 6' werden dann
im weiteren Verlauf in einer Einschlagstation 11 mit einem Schrumpffolienzuschnitt
umhüllt.
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Im
Bereich unter der Einschlagstation 11 befindet sich ein
Folienspeicher 12 mit einer Folienzuführung 13 inklusive
Schneideinrichtung 21 zum Querschneiden der ggf. bedruckten
Folienbahn in Einzelabschnitte. Die abgetrennten Folienabschnitte werden
in an sich bekannter Weise – ähnlich wie
zuvor die Kartonzuschnitte – schräg von unten
durch einen Querspalt im Artikelgruppenförderer 14 zwischen
die Unterseite der Artikelgruppen 6' und die Förderoberseite der Einschlagstation 11 eingeführt und
danach um die einzelnen Artikelgruppen herumgelegt. Zum Anschrumpfen
erfolgt eine Überführung der
eingehüllten
Artikelgruppen in einen nicht dargestellten Schrumpftunnel. Alle
zuvor genannten Baugruppen der Maschine werden entweder durch einen gemeinsamen
Maschinenantrieb 5 und/oder durch mehrere Einzelantriebe
geschwindigkeits- und stellungssynchron zueinander angetrieben.
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Aus 2 ist
die in die Folienzuführung
integrierte Schneideinrichtung 21 in einer vergrößerten Seitenansicht
separat dargestellt. Die Schneideinrichtung besitzt ein sich normal
zur Zeichenebene erstreckendes längliches
Messer 23, das an einer um eine horizontale Drehachse drehbar
gelagerten Welle 22 befestigt ist. Das in etwa tangential
zur Drehachse der Welle 22 verlaufend ausgerichtete plattenartige
Messer 23 weist eine Messerschneide auf, deren strichpunktiert
dargestellter Umkreis U um die Drehachse der Welle 22 zugleich
die Umlaufbahn der Messerschneide im Falle einer vollständigen Umdrehung
der Welle 22 gegen den Uhrzeigersinn durch einen nicht
gezeigten steuerbaren Antrieb darstellt.
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Der
in der Abbildung von links nach rechts gerichtete Laufweg der Folienbahn
F schneidet den gedachten Umkreis der Messerschneide in zwei Punkten
nach Art einer Sekante. Am ersten Schnittpunkt befindet sich an
der äußeren Peripherie
des Umkreises die Schneidkante einer ortsfesten Gegenschneide 24 für das drehbare
Messer 23, die mit ihrer Oberseite zugleich eine führende Auflagefläche für die kontinuierlich
darüber
weglaufende Folienbahn F bildet. An dem in Laufrichtung der Folienbahn
F gegenüberliegenden
Bereich der äußeren Peripherie des
Umkreises erstreckt sich mit geringem Abstand vom zweiten Schnittpunkt
wegbeginnend längs
zum Laufweg der Folienbahn F verlaufend ein stationäres Führungselement 25,
das an der zur Drehachse der Welle 22 weisenden Seite der
Folienbahn F parallel verlaufend positioniert ist.
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Diesem
Führungselement 25 gegenüberliegend
befindet sich ein synchron zum Folienvorschub antreibbarer Riemenförderer 26.
Er hat die Aufgabe, die von der Folienbahn abgetrennten Einzelzuschnitte
von der Schneideinrichtung 21 weg zum Einhüllen von
auf einem Förderer
transportierten Gegenständen
zu transportieren. Ein Umlenkrad 27 ist mit Abstand so
unterhalb der Welle 22 drehbar gelagert, dass das Obertrum
des über
das Umlenkrad laufenden Riemens 26 nahe am Umkreis U der
antreibbaren Messerschneide vorbei unter einem spitzen Winkel zum
Führungselement 25 ansteigend
verläuft. Der
Riemen kann als ein die Einzelzuschnitte ansaugendes Vakuumband
ausgebildet sein.
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Für die Zuführung des
Folienbandes F von einer Folienrolle 12 zur Schneideinrichtung 21 ist
ein erstes Abzugswalzenpaar, bestehend aus zwei übereinander parallel zueinander
und quer zur Folienlaufrichtung F ausgerichteten Abzugswalzen A – vorgesehen.
Ein weiteres Abzugswalzenpaar befindet sich in Bandlaufrichtung
gesehen unmittelbar hinter dem Umkreis U des rotierend antreibbaren
Messers 23 der Schneideinrichtung 21. Die obere
Abzugswalze A dieses Walzenpaares ist in 3 in einer
Draufsicht gezeigt, wobei nur eine Teillänge der Mantelfläche abgebildet
ist.
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Die
bevorzugt aus einem metallischen Hohlrohr bestehende, mit einer
aus antistatischem Silicon mit einer Härte von etwa 55 Shore beschichtete
Abzugswalze A besitzt eine strukturierte Oberfläche, die aus einer Vielzahl
von Rauten K mit einer zur Walzenachse parallel gerichteten Länge L und
einer sich dazu quer erstreckenden Breite B gebildet wird. Besonders
günstig
ist eine Rautenlänge
L von ca. 8mm und eine Breite von ca. 6mm. Diese Rautenstruktur entsteht
durch Einformen von mehreren in gleichmäßigen Abständen linkssteigenden und ebenfalls
mehreren rechtssteigenden Wendelnuten N in die Walzenoberfläche mit
bevorzugt gleichem Teilungsabstand, gleicher Steigung, Breite und
Tiefe. Bei von einem Ende zum gegenüberliegenden Ende der Walze A
durchgehenden, sich gegenseitig mehrfach schneidenden Wendelnuten
N ergibt sich die gezeigte Oberflächenstruktur. Vorteilhaft ist
ein Steigungswinkel α von
etwa 37 Grad zur Walzenlängsachse,
einer Breite der Wendelnuten N von ca. 2mm und eine Tiefe von annähernd 1mm.
Des weiteren weist die Walzenoberfläche mehrere in regelmäßigen Abständen angeordnete,
rechtwinklig zur Walzenachse X vollumfänglich verlaufende Rillen R
auf, die von den Führungselementen 25 durchgriffen
werden (siehe 2). Die beschriebene Oberflächenstruktur
ermöglicht
in Verbindung mit der beschriebenen Geometrie eine optimale Luftabfuhr
an der Kontaktfläche mit
der vorbeilaufenden, die Walzenoberfläche teilweise umschlingenden
Folie. Ein unerwünschter Schlupf
kann so vermieden werden. Durch geringere Abriebbildung sind nur
noch in größeren Zeitintervallen
Reinigungs- und Wartungsarbeiten erforderlich.
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In
der 2 ist die Grund- bzw. Bereitschaftsstellung des
Messers 23 gezeigt, die unverändert vorliegt, solange kein
Schnitt erfolgen soll und das Kunststofffolienband unbeeinflusst
an der Schneideinrichtung 21 vorbei transportiert wird. Wenn über einen
beispielsweise eine Druckmarke auf der Folienbahn erkennenden Sensor
ein bevorstehender Schnitt signalisiert wird, kann die Welle 22 über eine
Schaltkupplung, z.B. Eintourenkupplung oder dgl., mit dem Maschinenantrieb
in Eingriff gebracht werden, oder ein separater motorischer Antrieb
beschleunigt die Welle entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei das drehende
Messer 23 beim Passieren der Schneidkante der feststehenden
Gegenschneide 24 die Folienbahn F über ihre gesamte Breite durchtrennt.
Die immer gleichsinnige Messerdrehung wird bei Erreichen der ursprünglichen Grundstellung
bzw. Bereitschaftsstellung gestoppt, bis der nächste Schneidvorgang auszuführen ist.
Bevor jedoch diese temporäre
Endstellung erreicht wird, verhindert das dicht an die Umlaufbahn
der Messerschneide heranreichende Führungselement 25 ein Mitreißen der
ablaufenden Hinterkante des soeben abgetrennten Einzelabschnitts,
der vom zweiten Abzugswalzenpaar bereits reibschlüssig erfasst
ist und im weiteren Verlauf von der Schneideinrichtung 21 nach
rechts weggezogen wird.