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Die
Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung zum Befestigen von
Außenstirndeckeln
an einer zwei Stirnseiten und eine Längsachse aufweisenden Rolle
mit einer Rollenlagereinrichtung und zwei in Längsrichtung der Rolle bewegbaren
und mit je einem Außenstirndeckel
bestückbaren
Packpressenplatten, die jeweils stirnseitig an die entsprechende
Stirnseite der zumindest zeitweise in einer Arbeitsposition positionierten
Rolle bringbar sind.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen von Außenstirndeckeln
an einer zwei Stirnseiten und eine Längsachse aufweisenden und in
einer Rollenlagereinrichtung gelagerten Rolle mittels zwei in Längsrichtung
der Rolle bewegbaren und mit je einem Außenstirndeckel bestückbaren
Packpressenplatten, die jeweils stirnseitig an die entsprechende
Stirnseite der zumindest zeitweise in einer Arbeitsposition positionierten
Rolle gebracht werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand einer zu verpackenden Papierrolle
beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Sie ist auch bei vergleichbaren
Rollen anwendbar, die auf ähnliche Weise
verpackt werden.
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In
einem der letzten Herstellungsschritte werden Papierbahnen, nachdem
sie auf die richtige Breite geschnitten worden sind, zu Papierrollen
aufgewickelt. Vor dem Weitertransport zu einem Verbraucher müssen sie
in einer Packanlage verpackt werden. Hierzu wird in der Regel jeweils
ein so genannter Innenstirndeckel an den Stirnseiten der Papierrolle
befestigt. Danach wird der Umfang der Papierrolle mit einer Verpackungsbahn
eingehüllt,
die üblicherweise
etwas über
die Stirnseiten übersteht.
Dieser Überstand
wird beim Einwickeln oder später
auf die Stirnseiten eingeschlagen. Danach wird mittels einer Packpresse
jeweils ein Außenstirndeckel
auf jede Stirnseite geklebt. Hierzu verwendet man vielfach Außenstirndeckel,
die mit einem wärmeaktivierbaren
Kleb- oder Kunststoff versehen sind. Die Außenstirndeckel werden mit ihrer
klebstofffreien Stelle auf eine Packpressenplatte, die auch als
Pressschild bezeichnet wird, aufgelegt und dort gehalten, beispielsweise
mittels Vakuum. Die Packpressenplatte wird erwärmt, die Wärme durchdringt den Außenstirndeckel
und macht den Klebstoff klebrig. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt
dazu presst die Packpressenplatte den Außenstirndeckel mit einem sehr
hohen Druck, beispielsweise im Bereich von 3,5 bis 4 Tonnen, gegen
die Stirnseite der Papierrolle und verklebt damit den Außenstirndeckel
mit dem Innenstirndeckel und den eingefalteten Überständen der Verpackungsbahn. Wenn
so der Außenstirndeckel
an die Stirnseite der Papierrolle festgeklebt worden ist, also nach
einer gewissen Verweilzeit, wird die Packpressenplatte zurückgefahren.
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Die
Papierrollen werden im Bereich der Packanlage, insbesondere im Bereich
der Packpresse, durch einen so genannten Walking Beam oder durch
eine Transportkette in axialer Richtung transportiert und positioniert.
Dies hat den Nachteil, dass die Packpresse schwenkbar ausgeführt werden muss,
um an die beiden Stirnseiten jeder Papierrolle zu gelangen.
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Alternativ
werden die Papierrollen im Durchrollverfahren in die Packpresse
transportiert. Diese Transportart hat wiederum den Nachteil, dass
man die einzelne Papierrolle fangen, positionieren und beruhigen
muss.
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Beide
Verfahren haben insgesamt den Nachteil, dass große Massen in kurzer Zeit verzögert und auch
beschleunigt werden müssen,
um auf eine hohe Packleistung und eine entsprechend hohe Taktzeit
zu kommen. Die Taktzeiten von heutigen Hochleistungspackpressen
liegen bei etwa 120 bis 150 Papierrollen pro Stunde.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verpackungsvorrichtung der eingangs genannten
Art derart weiterzubilden, dass möglichst kurze Taktzeiten realisiert
werden können.
Weiterhin soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Verpackungsvorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Rollenlagereinrichtung als eine wenigstens ein Transportmittel
umfassende Rollentransporteinrichtung ausgebildet ist, welche die
Rolle senkrecht zu ihrer Längsachse
derart bewegt, so dass sie zumindest aus einer Aufnahmeposition,
in welcher sie auf die Rollentransporteinrichtung gebracht wird,
in die Arbeitsposition, in welcher sie mit den beiden Außenstirndeckeln
versehen wird, und aus der Arbeitsposition in eine Ausgabeposition,
in welcher sie von der Rollentransporteinrichtung entnommen wird,
bringbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Die
Verpackungsmaschine gemäß der Erfindung
ist also unter anderem durch eine Zwangsführung der Rolle gekennzeichnet,
die eine kontrollierte und zeitreduzierte, das heißt zeitminimierte
Verzögerung
und Beschleunigung der Rolle erlaubt. Etwaige bisherige Totzeiten,
beispielsweise infolge des Fangens, des Positionierens und des Beruhigens
der Rolle, werden nunmehr eliminiert. Zudem entfällt ein Schwenken der Packpressenplatten,
was letztlich wiederum einen Zeitgewinn und eine Reduzierung sowohl
der konstruktiven als auch der steuerungstechnischen Komplexibilität der Verpackungsvorrichtung
erbringt. Letztlich kann die Rolle bei einer gleich bleibenden,
gegebenenfalls sogar verbesserten Verpackungsqualität schneller
und kostenreduzierter verpackt werden.
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In
einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass die als Rollentransporteinrichtung ausgebildete
Rollenlagereinrichtung bevorzugt ein senkrecht zu der Längsachse
der Rolle umlaufendes Transportmittel umfasst, welches außenseitig
mit mindestens einer Haltemulde für die Lagerung der Rolle versehen
ist. Das umlaufende Transportmittel erbringt bei Vorsehen mindestens einer
Haltemulde für
die Lagerung der Rolle, vorzugsweise natürlich mehrerer Haltemulden
für die
getrennte Halterung mehrerer Rollen einen wesentlichen Zeitvorteil
bei einer merklichen Erhöhung
der Taktzeit, da hierbei verschiedene Schritte, wie beispielsweise
die Aufnahme, die Verpackung und die Ausgabe unterschiedlicher Rollen
gleichzeitig oder zumindest zeitlich überlappend vorgenommen werden
können.
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Damit
die einzelne Rolle auch prozesssicher bei etwaigen Verzögerungen
und Beschleunigungen geführt
werden kann, weist die Rollentransporteinrichtung, insbesondere
das Transportmittel bevorzugt eine Arbeitsbreite auf, die in einem
Bereich von 0,25 m bis zu der Breite der Rolle, vorzugsweise von 0,5
m bis zu der Breite der Rolle, liegt. Dies erlaubt eine schnelle
und auch sichere Aufnahme der einzelnen Rolle auf dem Transportmittel.
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Unter
praktischen Gesichtspunkten ist die Rollentransporteinrichtung,
insbesondere das Transportmittel bevorzugt als ein umlaufendes Förderband oder
als ein Plattenförderer
ausgebildet ist. Diese bereits in der Praxis erprobten und als brauchbar
erwiesenen Fördersystem-Typen
sind zudem robust in ihrer Konstruktion und gewährleisten eine größtmögliche Betriebs-
und Funktionssicherheit, das heißt Runnability.
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Weiterhin
weist die außenseitig
auf der Rollentransporteinrichtung, insbesondere auf dem umlaufenden
Transportmittel angeordnete Haltemulde bevorzugt eine U-förmige Grundstruktur zur transportsicheren
Lagerung der Rolle mit einem der Rollentransporteinrichtung, insbesondere
dem Transportmittel zugewandten Grundschenkel und zwei angestellten
Halteschenkeln auf. Durch diese Formgebung kann die Haltemulde die
zu transportierende Rolle größtmöglich und
ausreichend sicher zumindest unterseitig fassen. Zudem wird der
Verpackungsprozess durch das Vorhandensein einer derartig ausgebildeten
Haltemulde in keinerlei Weise nachhaltig und negativ beeinflusst.
Hierbei ist es ferner von Vorteil, wenn die Haltemulde die gleiche
oder annähernd
die gleiche Breite wie die Rollentransporteinrichtung, insbesondere
das Transportmittel aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung
ist überdies
bevorzugt mit einer Taktzeit von 120 bis 240 Rollen pro Stunde betreibbar,
da diesen Bereich das die Rolle senkrecht zu ihrer Längsachse bewegende
Transportmittel der Rollentransporteinrichtung ohne größere technologische
Schwierigkeiten erfüllen
kann.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Rolle von der als Rollentransporteinrichtung ausgebildeten
Rollenlagereinrichtung senkrecht zu ihrer Längsachse derart bewegt wird,
so dass sie zumindest aus einer Aufnahmeposition, in welcher sie
auf die Rollentransporteinrichtung gebracht wird, in die Arbeitsposition,
in welcher sie mit den beiden Außenstirndeckel versehen wird,
und aus der Arbeitsposition in eine Ausgabeposition, in welcher
sie von der Rollentransporteinrichtung entnommen wird, bewegt wird.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auf diese Weise wiederum vollkommen gelöst und es ergeben sich die
bereits genannten erfindungsgemäßen Vorteile.
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Weiterhin
wird die Rolle auf der vorzugsweise ein umlaufendes Transportmittel
umfassenden Rollentransporteinrichtung bevorzugt mittels einer Haltemulde
gelagert. Die Haltemulde fasst die zu transportierende Rolle größtmöglich und
ausreichend sicher zumindest unterseitig. Zudem wird der Verpackungsprozess
durch das Vorhandensein einer derartigen Haltemulde in keinerlei
Weise nachhaltig und negativ beeinflusst.
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Überdies
wird die vorzugsweise ein umlaufendes Transportmittel umfassende
Rollentransporteinrichtung bevorzugt mit einer Taktzeit von 120
bis 240 Rollen pro Stunde betrieben. Diesen Bereich kann das die
Rolle senkrecht zu ihrer Längsachse bewegende
Transportmittel der Rollentransporteinrichtung noch ohne größere technologische
Schwierigkeiten erfüllen.
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Die
Rolle kann überdies
aus der Aufnahmeposition über
zumindest eine Warteposition in die Arbeitsposition bewegt werden,
da in dieser Warteposition eine gegebenenfalls prozessnotwendige
Ausrichtung der Rolle vollzogen werden kann.
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Weiterhin
wird die Rolle aus der Arbeitsposition bevorzugt direkt in die Ausgabeposition
bewegt, aus welcher sie aktiv oder passiv entfernt wird. Die aktive
Entfernung kann beispielsweise mittels eines Entnahmemittels vollzogen
werden, wohingegen die passive Entfernung ohne weiteres Zutun erfolgt,
beispielsweise aufgrund einer einsetzenden Bewegung infolge einer
gegebenen Schräge.
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Im
Hinblick auf die Erreichung eines möglichst einfachen Verfahrensablaufs
ist es von Vorteil, wenn die Rolle in einem Durchrollverfahren zumindest
antransportiert, vorzugsweise auch abtransportiert wird. Somit kann
bei einer gegebenen Versorgungsqualität der Aufwand in die anliegenden
Bereiche der Verpackungsvorrichtung merklich gesenkt werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es
zeigen
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung;
und
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2 eine
schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung
der 1.
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Die 1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsvorrichtung 1 zum
Befestigen von Außenstirndeckeln 3 an
einer zwei Stirnseiten 2.1, 2.2 und eine Längsachse
L.21 aufweisenden Rolle 2.
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Die
dargestellte Verpackungseinrichtung 1 weist eine Rollenlagereinrichtung 4 zur
Lagerung der Rolle 2 auf. Ferner umfasst sie zwei in Längsrichtung L.22
(Doppelpfeil) der Rolle 2 bewegbare und mit je einem Außenstirndeckel 3 bestückbare Packpressenplatten 5.1, 5.2 einer
angedeuteten Packpresse 5 (vgl. 2), die
jeweils stirnseitig an die entsprechende Stirnseite 2.1, 2.2 der
zumindest zeitweise in einer Arbeitsposition C positionierten Rolle 2 bringbar sind.
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In
der Arbeitsposition C können
in weiterer Ausgestaltung die beiden Packpressenplatten 5.1, 5.2,
der angedeuteten Packpresse 5 (vgl. 2) auch
synchron zur Rolle 2 bewegt werden, so dass letzlich ein
Arbeitsbereich C entsteht, in welchen die Außenstirndeckel 3 angebracht
werden. Die Rolle 2 würde
also in einem Durchrollverfahren, gegebenenfalls mit zumindest zeitweise
reduzierter Geschwindigkeit, mit Außenstirndeckeln bestückt werden. Hierbei
kann es insbesondere bei höheren
Taktzeiten notwendig werden, dass einseitig mehr als eine Packpressenplatte 5.1, 5.2 vorhanden
ist.
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Die
Rollenlagereinrichtung 4 ist als eine wenigstens ein Transportmittel 7 umfassende
Rollentransporteinrichtung 6 ausgebildet, welche die Rolle 2 senkrecht
zu ihrer Längsachse
L.21 derart bewegt (Bewegungspfeil G), so dass sie zumindest aus
einer Aufnahmeposition A (gestrichelte Darstellung), in welcher
sie auf die Rollentransporteinrichtung 6 gebracht wird,
in die Arbeitsposition C, in welcher sie mit den beiden Außenstirndeckeln 3 versehen
wird, und aus der Arbeitsposition C in eine Ausgabeposition D (gestrichelte
Darstellung), in welcher sie von der Rollentransporteinrichtung 6 entnommen
wird, bringbar ist.
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Die
als Rollentransporteinrichtung 6 ausgebildete Rollenlagereinrichtung 4 umfasst
ein senkrecht zu der Längsachse
L.21 der Rolle 2 umlaufendes Transportmittel 7,
welches außenseitig
mit mehreren Haltemulden 8 für die Lagerung der einzelnen Rollen 2 versehen
ist. Das Transportmittel 7 ist als ein horizontal umlaufendes
Förderband 9 ausgebildet, welches
um zwei Umlenkrollen 10.1, 10.2 geführt ist und
zumindest streckenweise geführt,
das heißt
mittels bekannter Mittel abgestützt
ist. Die anfangsseitige Umlenkrolle 10.1 ist eine reine
Führungsrolle,
wohingegen die endseitige Umlenkrolle 10.2 eine Antriebsrolle
ist. Das Förderband 9 kann
selbstverständlich
in einer für
den Fachmann bekannten Weise auch andersartig ausgebildet sein,
beispielsweise als ein bekannter Plattenförderer.
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Die
jeweilige Haltemulde 8 weist, wie für eine Ausführung exemplarisch dargestellt,
eine U-förmige Grundstruktur 11 zur
transportsicheren Lagerung der Rolle 2 mit einem dem Transportmittel 7,
das heißt dem
Förderband 9 zugewandten
Grundschenkel 12 mit einer Schenkellänge L.12 und zwei angestellten Halteschenkeln 13.1, 13.2 auf.
Die beiden Halteschenkel 13.1, 13.2 sind jeweils
unter einem Winkel α zu
dem Grundschenkel 12 angestellt und weisen jeweils eine
betrieblich notwendige Schenkellänge L.13.1,
L.13.2 auf.
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Die
Verpackungsvorrichtung 1 weist überdies eine Warteposition
B (gestrichelte Darstellung) auf, die räumlich und verfahrensmäßig zwischen
der Aufnahmeposition A und der Arbeitsposition C angeordnet ist.
Somit umfasst die in der 1 dargestellte Verpackungsvorrichtung 1 insgesamt
vier Arbeitsstationen A, B, C und D für die einzelnen, zu verpackenden
Rollen 2.
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Ferner
ist die Verpackungsvorrichtung 1 mit einer Taktzeit t von
120 bis 240 Rollen 2 pro Stunde betreibbar, das heißt in anderen
Worten, dass sie in einem Volllast-Betrieb alle 15 Sekunden eine
Rolle 2 verpackt.
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Die 2 zeigt
eine schematische Draufsicht auf die Verpackungsvorrichtung 1 der 1.
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Sie
umfasst, wie bereits ausgeführt,
zwei in Längsrichtung
L.22 (Doppelpfeil) der Rolle 2 bewegbare und mit je einem
Außenstirndeckel 3 bestückbare Packpressenplatten 5.1, 5.2 einer
angedeuteten Packpresse 5, die jeweils stirnseitig an die
entsprechende Stirnseite 2.1, 2.2 der zumindest
zeitweise in einer Arbeitsposition C positionierten Rolle 2 bringbar sind
(Doppelpfeile).
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Die
Rollentransporteinrichtung 6, insbesondere das Transportmittel 7 weist
eine Arbeitsbreite E auf, die in einem Bereich von 0,25 m bis zu
der Breite F.2 der Rolle 2, vorzugsweise von 0,5 m bis
zu der Breite F.2 der Rolle 2, liegt. In der dargestellten
Ausführung
liegt die Arbeitsbreite E bei etwa einem Viertel der Breite F.2
der Rolle 2. Ferner sind die Breiten F.2 der dargestellten
Rollen 2 allesamt gleich; sie können selbstverständlich auch
verschieden sein.
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Zudem
weist die jeweilige Haltemulde 8 die gleiche oder annähernd die
gleiche Breite F.8 wie die Rollentransporteinrichtung 6,
insbesondere das Transportmittel 7 auf. Je nach Ausführungsform
kann die Breite F.8 der Arbeitsmulden 8 in nicht dargestellter
Weise auch größer der
Arbeitsbreite E der Rollentransporteinrichtung 6, insbesondere
des Transportmittels 7 sein, wodurch im Regelfall eine
verbesserte Führung
und Halterung der Rollen 2 gegeben ist.
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Die
in den beiden 1 und 2 beschriebene
Verpackungsvorrichtung 1 eignet sich in einem besonderen
Maße zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Befestigen von Außenstirndeckeln 3 an
einer zwei Stirnseiten 2.1, 2.2 und eine Längsachse
L.21 aufweisenden und in einer Rollenlagereinrichtung 4 gelagerten
Rolle 2 mittels zwei in Längsrichtung L.22 (Doppelpfeil)
der Rolle 2 bewegbaren und mit je einem Außenstirndeckel 3 bestückbaren
Packpressenplatten 5.1, 5.2, die jeweils stirnseitig
an die entsprechende Stirnseite 2.1, 2.2 der zumindest
zeitweise in einer Arbeitsposition C positionierten Rolle 2 gebracht
werden. Dabei wird die Rolle 2 von der als Rollentransporteinrichtung 6 ausgebildeten
Rollenlagereinrichtung 4 senkrecht zu ihrer Längsachse
L.21 derart bewegt, so dass sie zumindest aus einer Aufnahmeposition
A (gestrichelte Darstellung), in welcher sie auf die Rollentransporteinrichtung 6 gebracht
wird, in die Arbeitsposition C, in welcher sie mit den beiden Außenstirndeckeln 3 versehen
wird, und aus der Arbeitsposition C in eine Ausgabeposition D (gestrichelte
Darstellung), in welcher sie von der Rollentransporteinrichtung 6 entnommen
wird, bewegt wird.
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Dabei
wird die einzelne Rolle 2 auf der vorzugsweise ein umlaufendes
Transportmittel 7 umfassenden Rollentransporteinrichtung 6 mittels
einer Haltemulde 8 gelagert Die Rollentransporteinrichtung 6 wird
hierbei mit einer Taktzeit t von 120 bis 240 Rollen 2 pro
Stunde betrieben.
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Die
Rolle 2 wird aus der Aufnahmeposition A (gestrichelte Darstellung) über zumindest
eine Warteposition B (gestrichelte Darstellung) in die Arbeitsposition
C bewegt, wobei in der zumindest einen Warteposition B (gestrichelte
Darstellung) eine Ausrichtung der Rolle 2 vollzogen werden
kann. Auch der Arbeitsposition C wird die Rolle 2 direkt
in die Ausgabeposition D (gestrichelte Darstellung) bewegt, aus welcher
sie aktiv oder passiv entfernt wird. Zudem wird die Rolle 2 in
einem dem Fachmann bekannten Durchrollverfahren zumindest antransportiert,
vorzugsweise auch abtransportiert.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Verpackungsvorrichtung und
ein Verfahren der eingangs genannten Arten derart verbessert werden,
dass möglichst
kurze Taktzeiten realisiert werden können.
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- 1
- Verpackungsvorrichtung
- 2
- Rolle
- 2.1
- Stirnseite
- 2.2
- Stirnseite
- 3
- Aullenstirndeckel
- 4
- Rollenlagereinrichtung
- 5
- Packpresse
- 5.1
- Packpressenplatte
- 5.2
- Packpressenplatte
- 6
- Rollentransporteinrichtung
- 7
- Transportmittel
- 8
- Haltemulde
- 9
- Förderband
- 10.1
- Umlenkrolle
- 10.2
- Umlenkrolle
- 11
- Grundstruktur
- 12
- Grundschenkel
- 13.1
- Halteschenkel
- 13.2
- Halteschenkel
- A
- Aufnahmeposition
(gestrichelte Darstellung)
- B
- Warteposition
(gestrichelte Darstellung)
- D
- Ausgabeposition
(gestrichelte Darstellung)
- E
- Arbeitsbreite
- F.2
- Breite
- F.8
- Breite
- G
- Bewegungspfeil
- L.12
- Schenkellänge
- L.13.1
- Schenkellänge
- L.13.2
- Schenkellänge
- L.21
- Längsachse
- L.22
- Längsrichtung
(Doppelpfeil)
- t
- Taktzeit
- α
- Winkel