DE102014216191A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Schrumpffolienhülse - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Schrumpffolienhülse auf ein Behältnis. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: a) Perforieren der Schrumpffolienhülse in vorbestimmten Abständen, b) Auffalten der perforierten Schrumpffolienhülse mittels Auffalteinrichtung, insbesondere Auffaltdorn, c) Transportieren der aufgefalteten Schrumpffolienhülse entlang der Auffalteinrichtung mit einem Förderrollenpaar, d) Abreißen der Schrumpffolienhülse an der Perforierung mit einem nachgeordneten Spenderollenpaar, dessen Transportgeschwindigkeit VAbreiß zumindest zeitweise größer ist als die Transportgeschwindigkeit VFörder des Förderrollenpaars und e) Abschießen der abgetrennten Schrumpffolienhülse auf das Behältnis.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Schrumpffolienhülse auf ein Behältnis.
  • Zum Ausstatten von Flaschen, Dosen oder dergleichen mit rohrförmigen Folien bzw. Etikettenhülsen, den sogenannten Sleeves, werden Ausstattungsmaschinen, wie beispielsweise in der WO 00/66437 beschrieben, verwendet, die eine Vorrichtung zum Auffalten eines flachliegenden Folienschlauchs und Abschneiden von Folien bzw. Etikettenhülsen in einer gewünschten Länge aufweist.
  • Das Gebrauchsmuster DE 20104972 U1 zeigt bereits eine Vorrichtung zum Auffalten und Abschneiden eines Folienschlauchs. Es wird eine Vorrichtung zum Auffalten eines Folienschlauchs mittels Auffaltdorn beschrieben, wobei der Folienschlauch in Axialrichtung über den Auffaltdorn gezogen wird, und dabei in Radialrichtung aufgeweitet wird. Die Vorrichtung weist eine im unteren Endbereich des Auffaltdorns angeordnete Schneideinrichtung auf, zum umfänglichen Durchtrennen des aufgefalteten Folienschlauchs von der radial äußeren Seite her, wobei die radial innere Seite des Folienschlauchs vom Auffaltdorn abgestützt wird. Der Auffaltdorn weist hier in Höhe der Schneidmittel federelastisch beaufschlagte Stützelemente auf, die den Folienschlauch an seiner Innenfläche stützen. Bei diesem Stand der Technik tritt das Problem auf, dass bedingt durch die Stillstandszeit beim Abschneiden des Folienschlauchs, keine hohen Leistungen möglich sind.
  • Auch die in der WO 00/66437 beschriebene Vorrichtung weist einen formsteifen Auffaltdorn auf und funktioniert so lange zufriedenstellend, solange der Durchmesser des zu verarbeitenden Folienschlauchs einen bestimmten, relativ engen Toleranzbereich nicht überschreitet. Bei Folienhülsen minderer Qualität, d.h. mit Durchmesserschwankungen in einem weiten Toleranzfeld, können dagegen Probleme beim Schneiden des Folienschlauchs entstehen, da ein formsteifer Auffaltdorn in der Regel in seinem unteren, der Schneidebene nahe Bereich einen dem geringstmöglichen Innendurchmesser des Folienschlauchs entsprechenden Außendurchmesser aufweist, um ein Festsitzen des Schlauchs auf dem Auffaltdorn zu vermeiden. Bewegt sich der Folienschlauchdurchmesser im größtmöglichen Toleranzbereich, kann der zwischen der Schlauchinnenseite und der Dornaußenfläche vorhandene Spalt so groß werden, dass der Schlauch während dem Abschneiden einer Folienhülse an seiner Innenseite nicht ausreichend abgestützt wird. Das Ergebnis ist eine unsaubere Schnittlinie mit welliger oder ausgefranster Schnittkante. Dieses Problem tritt insbesondere bei Schrumpffolienhülsen auf, die relativ starr sind und darüber hinaus auch leicht einreißen.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Schrumpffolienhülsen mit hoher Leistung ohne die Verwendung von Schneidmessern auf Behältnisse aufzubringen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also zunächst die flach gefaltete Schrumpffolienhülse perforiert und zwar in vorbestimmten Abständen, die der Höhe der sogenannten Sleeves bzw. Etiketten entsprechen. Die Schrumpffolienhülse liegt hier als flachgefalteter Schlauch vor. Das Perforieren erfolgt quer zur Längsrichtung der Schrumpffolienhülse, d.h. quer zur Transportrichtung T. Die Schrumpffolienhülse wird dann entlang der Auffalteinrichtung mit einem Förderrollenpaar transportiert, d.h. in Axialrichtung über die Auffalteinrichtung gezogen. Die Schrumpffolienhülse wird somit in Radialrichtung aufgeweitet. Das Förderrollenpaar liegt an der Auffalteinrichtung an und kann somit die dazwischenliegende Schrumpffolienhülse transportieren.
  • Die Schrumpffolienhülse wird an der Perforierung abgerissen und zwar mit Hilfe eines in Transportrichtung T nachgeordneten Spenderollenpaars, dessen Transportgeschwindigkeit VAbreiß zum Abreissen zumindest zeitweise größer ist als die Transportgeschwindigkeit des Förderrollenpaars VFörder. Unter Transportgeschwindigkeit versteht man die Geschwindigkeit, mit der die entsprechenden Rollen die Schrumpffolienhülse in Axialrichtung bewegen, d.h. die Umlaufgeschwindigkeit der Rollen.
  • Durch die unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten der in Transportrichtung hintereinander angeordneten Rollenpaare entsteht eine Zugkraft auf die Perforierung, so dass die Schrumpffolienhülse an der Perforierung abreißt und die Abreißkanten auseinander bewegt werden.
  • Zumindest zeitweise bedeutet hier, dass die Rollen insgesamt zumindest solange schneller laufen, dass die Schrumpffolienhülse aufgrund einer Zugspannung an der Perforierung abgerissen werden kann. Die Geschwindigkeit muss dabei auch nicht konstant sein. Die Spendenrollen können auch nur einen Teil einer Umdrehung mit höherer Geschwindigkeit laufen, insbesondere dann, wenn nicht der gesamte Rollenumfang der Transferrolle zum Abziehen bzw. Abreißen benötigt wird.
  • Dann erfolgt das Abschießen der abgetrennten Schrumpffolienhülse auf ein Behältnis, z.B. ein Flasche, Dose etc. Die Schrumpffolienhülse kann dann nachfolgend über eine Schrumpfeinrichtung thermisch auf das Behältnis aufgeschrumpft werden.
  • Dadurch, dass die Schrumpffolienhülse nun nicht länger abgeschnitten wird, sondern an der Perforierung abreißt, spielen Durchmessertoleranzen keine Rolle mehr. Somit können auch starre Schrumpffolienhülsen mit sauberen Kanten abgetrennt werden. Ein kontinuierlicher Prozess ist möglich, ohne dass zum Abtrennen der Vorgang gestoppt werden muss. Somit ist es möglich, bis zu 70.000 abgetrennte Schrumpffolienhülsen bzw. Sleeves oder Etiketten pro Stunde auf Behältnisse aufzubringen. Beschädigungen der starren und empfindlichen Schrumpffolien können wirksam verhindert werden.
  • Es ist vorteilhaft wenn als Material für die Schrumpffolie PET-Material oder ein OPS oder auch PVC verwendet wird, und die Stärke der Folie insbesondere in einem Bereich von 10–100 µm liegt, vorzugsweise 15–60 µm.
  • Vorteilhafterweise erfolgt das Abschießen durch das Spenderollenpaar. Dies ist besonders vorteilhaft, da die abgetrennte Schrumpffolienhülse, die ohnehin starr ist, nicht erneut von einem neuen, nach dem Spenderollenpaar zusätzlichen Rollenpaar ergriffen werden muss, was einerseits schonend ist, und andererseits die Ansteuerung und den Aufbau der Vorrichtung erheblich vereinfacht. Zum Abschießen der abgetrennten Schrumpffolienhülse auf das Behältnis wird dann das Spenderollenpaar auf eine Transportgeschwindigkeit beschleunigt, die größer ist als die Transportgeschwindigkeit VAbreiß zum Abreißen. Das Spenderollenpaar kann zum Abschießen auch eine Transportgeschwindigkeit VAbschieß aufweisen, die der Transportgeschwindigkeit VAbreiß entspricht.
  • Vorteilhafterweise hat also das Spenderollenpaar zwei Funktionen gleichzeitig, nämlich die Abreißfunktion als auch die Abschießfunktion. Das macht das System besonders kostengünstig und einfach. Wenn das Spenderollenpaar sowohl mit einer Transportgeschwindigkeit VAbreiß als auch mit einer höheren Transportgeschwindigkeit VAbschieß angetrieben werden kann, können die entsprechenden Geschwindigkeiten exakt auf die Anforderungen des Abreißens und auch auf die Anforderungen des Abschießens eingestellt werden. Dies ist vorteilhafter im Vergleich zu nur einer erhöhten Transportgeschwindigkeit zum Abschießen und Abreißen.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden bei den Schritten c) bis e) folgende Phasen durchlaufen, nachdem zuerst einmal beim Anlaufen des Systems das Förderrollenpaar und das Spenderollenpaar auf eine bestimmte Fördergeschwindigkeit beschleunigt wurden (Phase 1).
  • Das Förderrollenpaar und Spenderollenpaar laufen in der Phase 2 mit gleicher Transportgeschwindigkeit, wobei die Schrumpffolienhülse, die noch nicht abgetrennt ist, durch das Förderrollenpaar zum Spenderollenpaar transportiert wird. In Phase 3 wird die Transportgeschwindigkeit des Spenderollenpaars auf eine Transportgeschwindigkeit VAbreiß erhöht, wodurch die Schrumpffolienhülse an der Perforierung abgerissen wird und die Abrisskanten dann auseinander gezogen werden.
  • In der Phase 4 wird das Spenderollenpaar auf eine Transportgeschwindigkeit VAbschieß beschleunigt, die vorzugsweise größer ist als die Transportgeschwindigkeit zum Abreißen VAbreiß, wodurch die abgetrennte Schrumpffolienhülse beschleunigt und abgeschossen wird.
  • In einer fünften Phase wird das Spenderollenpaar auf die Transportgeschwindigkeit des Transportrollenpaars abgebremst.
  • Es ist auch möglich, dass zwischen der Phase 3 und 4 in einer Phase 3a zunächst das Spenderollenpaar wieder auf eine Transportgeschwindigkeit VFörder, die der Transportgeschwindigkeit des Transportrollenpaars entspricht, abgebremst wird, derart, dass zwischen Phase 3 und 4 das abgerissene Etikett bzw. die abgerissene Schrumpffolienhülse synchron zur Schrumpffolienhülse, die noch in einem Stück, also als Schlauch, vorliegt, fährt. Es kann dann auch das Spenderollenpaar zum Abschießen eine Transportgeschwindigkeit VAbschieß aufweisen, die der Transportgeschwindigkeit VAbreiß entspricht.
  • Die Phasen 2 bis 5 können dann kontinuierlich hintereinander wiederholt werden.
  • Vorteilhafterweise bleibt die Transportgeschwindigkeit des Förderrollenpaars, insbesondere während der Phasen 2 bis 5, konstant.
  • Vorteilhafterweise wird zumindest das Spenderollenpaar über einen Servoantrieb angetrieben. Dies ermöglicht, dass die unterschiedlichen Geschwindigkeiten, z.B. VAbreiß, VAbschieß, exakt eingestellt werden können. Es ist vorteilhaft, wenn auch das Transportrollenpaar mittels Servoantrieb angetrieben wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Steuerung auf, die die Antriebe des Förderrollenpaars bzw. Spenderollenpaars zum Abreißen, insbesondere zum Abschießen, entsprechend ansteuert. Die Vorrichtung kann eine Perforiereinrichtung aufweisen, die Schrumpffolienhülsen können auch vorab in einer anderen Einheit perforiert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform können das Transportrollenpaar und Spenderollenpaar kontinuierlich mit jeweils konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden, wobei vorteilhafterweise die Transportgeschwindigkeit des Spenderollenpaars bis zum zehnfachen der Transportgeschwindigkeit des Förderrollenpaars betragen kann.
  • Der Abstand zwischen Transportrollenpaar und Spenderollenpaar ist vorteilhafterweise über eine Verstelleinrichtung verstellbar.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme der nachfolgenden Figuren näher erläutert:
  • 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt grob schematisch einen Abschnitt einer schlauchförmigen, flach gefalteten Schrumpfhüllfolienhülse mit Perforierungen.
  • 3 zeigt ein Diagramm, bei dem die Transportgeschwindigkeit des Spenderollenpaars in Abhängigkeit der Zeit aufgetragen ist.
  • 4 zeigt ein Diagramm, das die Transportgeschwindigkeit des Förderrollenpaars und des Spenderollenpaars in Abhängigkeit der Zeit zeigt, sowie dazu entsprechende Positionen der Schrumpffolienhülse.
  • 5 zeigt schematisch eine Gesamtansicht eines Schrumpffolienhülsenaggregats zum Einsatz der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In 5 ist zur besseren Orientierung eine detaillierte Gesamtansicht eines Schrumpffolienhülsenaggregats zum Einsatz einer Vorrichtung zum Aufbringen von Schrumpffolienhülsen gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es versteht sich, dass die in 5 dargestellten Komponenten durch im Stand der Technik bekannte, alternative Ausführungen ersetzt oder auch weggelassen werden können, soweit sie für die oben beschriebenen Weiterbildungen nicht essentiell sind. Die für die Abreißeinheit IV exemplarisch dargestellte Ausführung mit einem Paar von Förderrollen 928 und einem Paar von Abreißrollen 930 ist gemäß der vorliegenden Erfindung durch die in der 1 gezeigten Weiterbildungen zu ersetzen. Die in 5 dargestellten Komponenten dienen somit lediglich der Veranschaulichung einer Baugruppe, in die die oben beschriebenen Weiterbildungen integriert werden können.
  • Die 5 zeigt ein Schrumpffolienhülsenaggregat, das sich aus den Baugruppen I–VI zusammensetzt. Dabei bezeichnen die Baugruppe I eine Etikettenbevorratung mit einem Schlaufenpuffer, die Baugruppe II eine Perforiereinheit, die Baugruppe III einen Schlaufenpuffer, die Baugruppe IV eine Abreißeinheit, die Baugruppe V einen Flascheneinteiler und die Baugruppe VI eine Transporteinheit.
  • In der Etikettenbevorratungseinheit I sind exemplarisch eine erste Vorratsrolle 901 mit einem ersten Schrumpffolienschlauch und eine zweite Vorratsrolle 902 mit einem zweiten Schrumpffolienschlauch als Bevorratungseinheiten dargestellt. Die erste Rolle 901 kann über einen ersten Antrieb 964 mit Motor M8 angetrieben, während die zweite Rolle 902 über einen zweiten Antrieb 963 mit Motor M7 angetrieben werden kann. Tastelemente 961 und 962 erfassen, wie viel Restfolie auf der jeweiligen Rolle vorhanden ist.
  • Von den Vorratsrollen wird zunächst einer der Schrumpffolienschläuche über Umlenkrollen 903 an einem Sensor 904 und einer Verklebeeinheit 905 vorbei zu dem unten beschriebenen Schlaufenpuffer geführt. Wenn der Schrumpffolienschlauch, beispielsweise der Vorratsrolle 901, aufgebraucht ist, kann das Ende des aufgebrauchten Schrumpffolienschlauchs mittels der Verklebeeinheit 905 an den Anfang des nächsten Schrumpffolienschlauchs, also der Vorratsrolle 902 geklebt werden, um einen kontinuierlichen Betrieb des Schrumpffolienhülsenaggregats zu ermöglichen. Dazu kann das Ende des aufgebrauchten Schlauchs manuell oder automatisch an den Anfang des nächsten Schlauchs geklebt bzw. gespleißt werden. Ein Beispiel für ein automatisches Verkleben ist in der EP 2062721 B1 gezeigt. Der nachstehend beschriebene Schlaufenpuffer ermöglicht es, das Schrumpffolienhülsenaggregat ohne Unterbrechung zu betreiben. Der somit endlose Schrumpffolienschlauch wird über Umlenkrollen 908 weiter zu einem ersten Schlaufenpuffer gefördert.
  • Alternativ zu dem ersten Antrieb 964 mit Motor M8 und dem zweiten Antrieb 963 mit Motor M7 kann das Abrollen der bevorrateten Schrumpffolienschläuche auch mittels einer mit einem Motor M1 angetriebenen Antriebsrolle 906 und einer gefederten Gegenrolle 907 erfolgen, die der Verklebeeinheit 905 nachgeschaltet sind.
  • Der erste Schlaufenpuffer besteht aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter fester und verschiebbarer Rollen, wobei die Vielzahl der verschiebbaren Rollen 909 in der 5 in der Arbeitsposition des Schlaufenpuffers darstellt ist. Durch Bewegen der verschiebbaren Rollen 909 relativ zu den festen Rollen lässt sich eine Pufferfunktion des Schlaufenpuffers realisieren. Dabei weist der Schlaufenpuffer einen Sensor 910 zum Erfassen einer Endlage mit maximaler Verschiebung der verschiebbaren Rollen, einen Sensor 911 zum Erfassen einer Arbeitsposition und/oder einen Sensor 912 zum Erfassen eines Abstands der verschiebbaren Rollen von den festen Rollen, beispielsweise mittels Laser, auf.
  • Anschließend wird der Schrumpffolienschlauch über Umlenkrollen 913 und 914 und/oder ein Führungsrohr 914 mit Luftbohrungen zur Stabilisierung des Schrumpffolienschlauchs einer manuellen oder automatischen Spurregeleinheit 915 zum Regeln der Spur des geförderten Schrumpffolienschlauchs zugeführt.
  • Ein Führungselement 916, beispielsweise als Stopper ausgebildet, führt den Schrumpffolienschlauch zum Eingang der Perforiereinheit II. Mittels Umlenkrollen 917 wird der noch nicht perforierte Schrumpffolienschlauch einem Perforierwerk zugeführt, welches eine Gegenwalze 918 und eine Perforierwalze 919 umfasst. Die Gegenwalze 918 kann beispielsweise mit glatter Oberfläche oder als Riffelwalze ausgebildet sein. Die Perforierwalze 919 kann eine Vielzahl von entlang der Längsachse der Perforierwalze angeordneten Perforierklingen mit je einer Vielzahl von scharfen Zähnen zum Perforieren des Schrumpffolienschlauchs aufweisen, die in Eingriff mit der Gegenwalze gebracht werden können. Dazu sind die Perforierklingen in regelmäßigen Abständen entlang des Umfangs der Perforierwalze 919 angeordnet. Die Perforierwalze 919 und/oder die Gegenwalze 918 können, beispielsweise mittels Zahnriemen und Antrieb 920 mit Servomotor M2, gesteuert angetrieben werden, um den Schrumpffolienschlauch in regelmäßigen, vorbestimmten Abständen zu perforieren.
  • Über eine mittels Motor M3 angetriebene Umlenkwalze 921 und eine gefederte Gegenwalze 922 wird der perforierte Schrumpffolienschlauch, vorbei an einem Schnittmarkensensor 923 zum Erfassen einer vorhandenen Schnittmarke am Schrumpffolienschlauch, einem zweiten Schlaufenpuffer III zugeführt. Mittels der erfassten Schnittmarke wird die vorgeordnete Perforiereinheit über eine nicht dargestellte Steuerung angesteuert. Der Schnittmarkensensor 923 kann optional auch dem Perforierwerk oder der Perforiereinheit II vorgeordnet sein.
  • Auch der zweite Schlaufenpuffer umfasst eine Vielzahl von feststehenden Rollen 925 und eine Vielzahl von beweglichen Rollen 924, mittels derer die Länge des im Schlaufenpuffer geförderten Schrumpffolienschlauchs variiert werden kann. In der hier dargestellten Ausführung sind die Rollen jedoch übereinander angeordnet. Auch hier kann es einen Sensor 934 für die Arbeitsposition des Schlaufenpuffers und/oder einen Abstandssensor 933 zur Positionserfassung der beweglichen Rollen 924 geben.
  • Über eine weitere Umlenkrolle 926 wird der perforierte Schrumpffolienschlauch schließlich der Abreißeinheit IV zum Abreißen und Ausschießen einzelner Schrumpffolienhülsen zugeführt. Es soll erneut betont werden, dass die hier dargestellte, exemplarische Ausführung durch die oben beschriebenen und in den folgenden Figuren dargestellten Weiterbildungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu ersetzen ist. Die hier dargestellte Anordnung dient lediglich der Verdeutlichung der relativen Positionierung einer Abreißeinheit in einem Schrumpffolienhülsenaggregat.
  • In der hier dargestellten, nicht repräsentativen Ausführung weist die Abreißeinheit IV einen Auffaltdorn 927 als Auffalteinrichtung auf, über die der perforierte Schrumpffolienschlauch gezogen wird. Ein Paar von Förderrollen 928, die mit einem Servomotor M4 angetrieben werden, fördern den über den Auffaltdorn 927 gezogenen Schrumpffolienschlauch entlang dessen Axialrichtung. Am unteren Ende des Auffaltdorns werden Schrumpffolienhülsen 931 mittels Abreiß- bzw. Spenderollen 930, die über einen Servomotor M5 angetrieben werden, von dem Schrumpffolienschlauch abgerissen und auf den zu etikettierenden Behälter 932, hier als Flasche dargestellt, aufgeschossen. Ein Sensor 929 zum Erkennen der Abrisskante der abzutrennenden Schrumpffolienhülse kann zwischen Förderrollen 928 und Abreißrollen 930 angeordnet sein, um Signale für eine Regelung der Antriebe M4 und M5 zu liefern.
  • Die Behälter 932 werden der Etikettierstation im Bereich der Abreißeinheit IV über eine Einteileinrichtung V und mittels der Transporteinrichtung VI zugeführt. Dazu wird eine Einteilschnecke 945 mittels eines Antriebs 946 mit einem Motor M9 steuerbar angetrieben. Gleichzeitig werden die Behälter 932 mit einem Transportband, das über einen Antrieb 947 mit regelbarem Motor M6 angetrieben wird, gefördert, so dass sich eine Transportrichtung 940 für die mit einer gewünschten Teilung versehenen Behälter 932 im Bereich der Etikettierstation ergibt. Das Transportband kann die mit einer Schrumpffolienhülse 939 versehenen Behälter anschließend weiter zu einer Schrumpfeinrichtung, beispielsweise einem Schrumpftunnel, transportieren. Ein der Abreißeinheit IV entlang des Transportbands vorgeschalteter Sensor 941 dient dem Erfassen der Behälter 932, um die Motoren M4, M5, M6 und M9 derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die abgetrennten Schrumpffolienhülsen zuverlässig auf die Behälter aufgebracht werden können.
  • 1 zeigt vereinfacht und grob schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen der 4 entspricht.
  • Die Vorrichtung dient zum Aufbringen einer Schrumpffolienhülse auf ein Behältnis 9, wobei die Schrumpffolienhülse zunächst als flach zusammengefaltete, schlauchförmige Schrumpffolienhülse 1 vorliegt und über eine nicht näher dargestellte Fördereinrichtung, beispielsweise mittels Rollen etc., von einer Etikettenbevorratung mit Puffereinrichtung, antransportiert wird. Das Material der Schrumpffolienhülse ist beispielsweise PET, OPS oder PVC und hat eine Stärke von z.B. 10–100 µm, vorzugsweise 15–60 µm.
  • Die Vorrichtung weist eine Perforiereinheit 2 auf, die wie in 2 angedeutet ist, in vorbestimmten Abständen a, quer zu einer Transportrichtung T bzw. zur Längsrichtung der endlosen schlauchförmigen Schrumpffolienhülse eine Perforierung ausbildet. Hier ist die Perforiereinrichtung 2 als rotatives Perforierwerk 2 ausgebildet, mit mehreren nebeneinander angeordneten (senkrecht zur Bildebene in 1) angeordneten Vorsprüngen 2a, die die Schrumpffolienhülse 1 durchlöchern. (Lochabstand z.B. 0,5 oder 0,75 mm. Dabei läuft die Schrumpffolienhülse beispielsweise über die angetriebene Rolle 8. 1 ist eine vereinfachte Skizze,, nach der Perforationseinrichtung kann noch eine nachgeordnete Puffereinrichtung vorgesehen sein. Weiter kann die Perforiereinrichtung so ausgelegt sein, dass eine weitere Perforation als Aufreißhilfe ausgebildet wird.
  • Die flach zusammengefaltete Schrumpffolienhülse wird dann in Richtung der Auffalteinrichtung 3, hier des Auffaltdorns 3, transportiert. Der Auffaltdorn 3 weist die Spitze 3a auf, über den die Schrumpffolienhülse in Transportrichtung T, sprich in Axialrichtung des Auffaltdorns, gezogen wird und sich dabei in Radialrichtung aufweitet. Die Schrumpffolienhülse wird dabei von einem Förderrollenpaar 4a, b in Transportrichtung befördert. Das Förderrollenpaar ist auf gegenüberliegenden Seiten des Auffaltdorns 3 angeordnet, derart, dass die Schrumpffolienhülse 1 gegen den Auffaltdorn gedrückt und über die Rollen 4a, b in Transportrichtung T transportiert werden kann. Die Rollen 4a, b drehen sich um entsprechende Achsen A1, die hier senkrecht zur Längsachse L des Auffaltdorns verlaufen. Das Förderrollenpaar 4a, b wird beispielsweise über einen Servoantrieb bzw. Servomotor mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit, hier Umlaufgeschwindigkeit der Rollen, angetrieben. In Transportrichtung T nach dem Transportrollenpaar 4a, b ist ein Spenderollenpaar 5a, b angeordnet, das sich ebenso um entsprechende Achsen A2 senkrecht zur Längsachse L der Auffalteinrichtung 3 dreht bzw. über einen entsprechenden Servoantrieb bzw. Servomotor angetrieben wird. Eine Steuereinrichtung 6 steuert die Transportgeschwindigkeiten des Förderrollenpaars 4a, b und des Spenderollenpaars 5a, b. Der Abstand der Rollen hängt von der jeweiligen Anwendung bzw. Etikettenlänge ab und ist über eine nicht dargestellte Einrichtung veränderbar. Der Abstand a ist beispielsweise bei einem Etikett mit einer Länge von 150 mm z.B. 160 mm (in der Regel ist der Abstand gleich oder etwas größer als die Etikettenlänge). Weiter kann die Steuereinrichtung 6 auch die Geschwindigkeiten der weiteren Fördermittel, z.B. Rolle 8 bzw. Perforierwerk 2, steuern und aneinander anpassen.
  • Unterhalb des beschriebenen Aggregats ist eine Fördereinrichtung 10 für Behältnisse 9, z.B. Flaschen, Dosen etc. angeordnet, auf der die Behältnisse insbesondere linear gefördert werden, wie durch den Pfeil P dargestellt ist. Im Anschluss an die Fördereinrichtung ist eine Einrichtung 12 zum thermischen Ausschrumpfen der abgetrennten Schrumpffolienhülsen 1a auf das Behältnis 9 vorgesehen, die allgemein bekannt ist und daher nicht näher beschrieben wird. Es kann insbesondere auch ein Dampftunnel mit 70–110 °C vorgesehen sein.
  • Der Durchmesser des Förderrollenpaars kann dem Durchmesser des Spenderollenpaars entsprechen. Bei abweichenden Durchmessern ist die Drehzahl der entsprechenden Rollen an den jeweiligen Durchmesser anzupassen, um eine bestimmte Umlaufgeschwindigkeit bzw. Transportgeschwindigkeit zu erhalten. Der Durchmesser der Rollen 4a, b, 5a, b liegt z.B. in einem Bereich von 25 bis 75 mm.
  • Das Transportrollenpaar 4a, b hat die Aufgabe, die Schrumpffolienhülse 1 über den Auffaltdorn 3 zu ziehen und in Axialrichtung zu fördern und zum Abreißen der Hülse gegenzuhalten. Das Spenderollenpaar 5a, b hat die Funktion, die Schrumpffolienhülse an der Perforierung 7 abzureißen und die abgetrennte Schrumpffolienhülse auf das Behältnis 9 abzuschießen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezunahme der 1, 3 und 4 näher erläutert.
  • Zunächst wird die schlauchförmige, noch zusammengefaltete Schrumpffolienhülse 1 über ein nicht dargestelltes Transportsystem antransportiert. Dabei läuft das Förderrollenpaar 4a, b mit einer vorbestimmten Fördergeschwindigkeit VFörder von beispielsweise 0,1 bis 5 m/s, wobei die Geschwindigkeit an die Etikettenlänge angepasst werden kann. Die zusammengefaltete Schrumpffolienhülse wird nun mittels der Perforiereinrichtung 2, wie in 2 dargestellt, perforiert, derart dass die Perforierungen 7, die aufeinanderfolgen, einen Abstand a aufweisen, der der Länge a einer abgetrennten Schrumpffolienhülse 1a, d.h. eines bestimmten Etiketts etc., aufweist. Die Perforiereinrichtung wird entsprechend angesteuert. Es gibt z.B. 2 Möglichkeiten, das Perforierwerk zu steuern:
    • 1. Auf dem Perforierrotor 2 sitzt ein Servomotor. Der beschleunigt das Messer 2a während des Schnitts auf Synchrongeschwindigkeit zur Transportgeschwindigkeit der Hülse 2 – nach dem Schnitt bremst es ab oder beschleunigt und bringt das nächste Messer 2a in Vorbereitung zum nächsten Schnitt. Ist der nächste Schnitt fällig, geht der Servomotor wieder auf Synchrongeschwindigkeit und schneidet bzw. perforiert.
    • 2. Der Rotor 2 läuft mit einer mittleren Geschwindigkeit, die so gewählt ist, dass während ein Etikett um eine Etikettenlänge durch das Perforierwerk gefördert wird, der Rotor 2 genau so schnell ist, dass er sich von einem Messer 2 zum nächsten bewegt. Hier ist zwar die Rotorgeschwindigkeit und die Etikettengeschwindigkeit während des Schnitts nicht synchron, was aber keinen negativen Einfluß auf die Perforierung aufweist. Die Motorauslastung des Servos ist wesentlich geringer, da der Motor nicht ständig geregelt werden muss, so dass insgesamt eine schnellere Transportgeschwindigkeit der Etiketten und somit ein größerer Durchsatz möglich ist. Dabei wird die Schrumpffolienhülse kontinuierlich weiter gefördert. Es ist auch möglich, dass das Perforieren nicht in dem entsprechenden Aggregat erfolgt, sondern die Folie vorab perforiert wurde.
  • Die Schrumpffolienhülse wird dann mittels Auffaltdorn 3 in Radialrichtung aufgefaltet, wobei das Förderrollenpaar 4a, b die Schrumpffolienhülse 1 mit der vorbestimmten Fördergeschwindigkeit VFörder transportiert. Die Schrumpffolienhülse 1 wird mit Hilfe des Förderrollenpaars 4a, b zum Spendenrollenpaar 5a, b hin gefördert, wobei hier in der Phase 2, wie aus 3 hervorgeht, die Fördergeschwindigkeit VFörder des Transportrollenpaars 4a, b der Fördergeschwindigkeit des Spenderollenpaars 5a, b entspricht. Nachdem die Schrumpffolienhülse einige Millimeter (z.B. 5–20 mm) in das Spenderollenpaar 5a, b eingetaucht ist, bzw. von dem Spenderollenpaar 5a, b ergriffen wurde, wird die Transportgeschwindigkeit des Spenderollenpaars 5a, b, wie insbesondere aus 3 hervorgeht, auf eine Transportgeschwindigkeit VAbreiß beschleunigt, während die Geschwindigkeit des Förderrollenpaars 4a, b konstant auf VFörder bleibt. Aufgrund der Zugkräfte, die auf die Perforierung 7 wirken, reißt die Schrumpffolienhülse 1 an der Perforierung 7 ab, derart, dass Abrisskanten 11a, b, wie aus 1 hervorgeht, entstehen, wobei die Abrisskanten 11a, b auseinandergezogen werden (Phase 3).
  • Im Anschluss an Phase 3 erfolgt die Phase 4, in der die Transportgeschwindigkeit der Spenderollen 5a, b weiter auf eine Abschießgeschwindigkeit VAbschieß beschleunigt wird, wodurch die abgerissene Schrumpffolienhülse 1a auf eine Abschussgeschwindigkeit beschleunigt und auf das Behältnis 9 abgeschossen wird.
  • In einer Phase 5 wird das Spenderollenpaar wieder auf die Fördergeschwindigkeit VFörder des Förderrollenpaars 4a, b gebremst (Phase 5), wobei bereits erneut die Schrumpffolienhülse 1 durch das Förderrollenpaar 4a, b zu dem Spenderollenpaar 5a, b gefördert wird.
  • Es ist auch möglich, dass zwischen Phase 3 und 4 die abgerissene Schrumpffolienhülse mit der nachfolgenden Schrumpffolienhülse synchron transportiert wird, indem das Spenderollenpaar 5a, b vor dem Beschleunigen auf Abschießgeschwindigkeit VAbschieß, auf die Fördergeschwindigkeit des Förderrollenpaars 4a, b VFörder abgebremst wird.
  • Die Geschwindigkeit VAbreiß ist größer als die Fördergeschwindigkeit VFörder. Es reicht bereits eine relativ kleine Geschwindigkeitsdifferenz aus, d.h. VAbreiß ist z.B. mindestens 1,04 mal größer als VFörder. Die exakte Geschwindigkeit VAbreiß hängt von den entsprechenden Parametern wie Abstand der Förder- und Spenderollen, Etikettenlänge, VFörder und Material der Hülse ab. Beispielsweise beträgt die Geschwindigkeit VFörder der Förderrollen bei einer Länge der abgetrennten Folienhülse 1a bzw. Sleevelänge von 150 mm und einem Abstand zwischen Förder- und Spenderolle von 160 mm 2,92 m/s (bei den oben genannten Materialen). Die Abreißgeschwindigkeit VAbreiß beträgt dann beispielsweise 3,11 m/s. Die Geschwindigkeit VAbschieß kann bis zum zehnfachen von VFörder betragen.
  • Die Phasen 2 bis 5 werden kontinuierlich wiederholt. Bei diesem Ausführungsbeispiel bleibt die Geschwindigkeit des Förderrollenpaars 4a, b stets konstant.
  • 4 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren nochmals im Detail. Wie bei der 3 ist ebenfalls die Transportgeschwindigkeit V gegen die Zeit t aufgetragen. Mit der gestrichelten Linie ist die Geschwindigkeit des Transportrollenpaars 4a, b gezeigt. Die gepunktete Linie zeigt die Geschwindigkeit des Spenderollenpaars 5a, b. Vor den Phasen 2 bis 5 werden die Rollen 5a, b, 4a, b zunächst auf eine vorbestimmte Transportgeschwindigkeit VFörder beschleunigt. Zum Zeitpunkt t2 beginnt die Phase 2, in der, wie zuvor beschrieben, das Förderrollenpaar 4a, b und Spenderollenpaar 5a, b mit gleicher Transportgeschwindigkeit betrieben werden. Unterhalb des Diagramms ist schematisch der Transport der Schrumpffolienhülse 1 zwischen den Rollen 4 und 5 gezeigt. Zum Zeitpunkt t2 läuft hier beispielsweise eine Perforierung 7 in den Bereich des Transportrollenpaars 4a, b ein und wird in Richtung Spenderollenpaar 5a, b transportiert. Das Transportrollenpaar 4a, b läuft während der Phasen 2 bis 5 stets mit gleicher Geschwindigkeit. Wie zuvor beschrieben, wird zum Zeitpunkt t3 in der Phase 3 das Spenderollenpaar 5a, b auf die Geschwindigkeit VAbriss beschleunigt, wobei zu einem Zeitpunkt tr die Zugkraft, die auf die Perforierung 7 wirkt, so groß ist, dass die Schrumpffolienhülse auseinandergerissen wird und die Abrisskanten 11a, 11b entstehen und dann weiter auseinandergezogen werden. Zum Zeitpunkt t4 wird die Geschwindigkeit des Spenderollenpaars 5a, b weiter beschleunigt bis zu einer Abschießgeschwindigkeit VAbschieß, wodurch das abgetrennte Etikett 1a abgeschossen wird. Wie zuvor beschrieben, wird dann das Spenderollenpaar 5a, b wieder auf die Transportgeschwindigkeit VFörder gebremst. Zum Zeitpunkt t2' erfolgt dann ein neuer Zyklus, wobei die Anlage so angesteuert wird, dass zum Zeitpunkt t2' sich erneut eine Perforierung 7 in einem Bereich zwischen den Rollen 4a, b befindet. Die Zeitdauer zwischen t2 und t2' (also Phasen 2 bis 5) entspricht einem Zeitraum, der benötigt wird, dass die Schrumpffolienhülse um eine "Etikettenlänge" (d.h. die Länge einer abgetrennten Schrumpffolienhülse 1a mit der Transportgeschwindigkeit VFörder transportiert wird. Der Zeitabschnitt zwischen dem Zeitpunkt t2 und t6 entspricht der Zeitspanne, die notwendig ist, die Schrumpffolienhülse von dem Rollenpaar 4a, b zum Rollenpaar 5a, b zu transportieren, hier die Perforierung 7 von der Rolle 4 zu der Rolle 5. In Phase 5 kann das Förderrollenpaar und das Spenderollenpaar auf Transportgeschwindigkeit VFörder gehalten werden, bis ein neuer Schrumpffolienhülsenabschnitt bzw. abzutrennendes Etikett einläuft, hier mit der Perforierung 7. Dann beginnt erneut die Phase 2.
  • 4 ist nur beispielhaft für eine Ansteuerung der Rollenpaare. Wesentlich ist lediglich, dass das Spenderollenpaar 5a, b zum Abreißen und zum Abschießen jeweils auf entsprechende Geschwindigkeiten VAbvreiß, VAusschieß beschleunigt werden kann, während das Förderrollenpaar 4a, b auf Fördergeschwindigkeit VFörder gehalten werden kann.
  • Bei den vorherigen Ausführungsformen wurde die Geschwindigkeit des Spenderollenpaars 5a, b variiert.
  • Es ist aber auch möglich, dass das Transportrollenpaar 4a, b, und Spenderollenpaar 5a, b kontinuierlich mit jeweils konstanter aber zueinander unterschiedlichen Geschwindigkeit angetrieben werden. Die Transportgeschwindigkeit des Spenderollenpaars ist dann etwa 2–10-mal größer als die Transportgeschwindigkeit des Förderrollenpaars. Kein Stopp ist nötig. Dadurch kann die Motorauslastung wesentlich (z.B. von 125% auf 30 %) reduziert werden. Auch hier haben die Spenderollen sowohl eine Abreißfunktion als auch eine Abschießfunktion. Der Abstand zwischen den Transportrollenpaar 4a, b, und Spenderollenpaar 5a, b muss dabei größer als der Abstand a zwischen zwei Perforierungen 7 gewählt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (15)

  1. Verfahren zum Aufbringen einer Schrumpffolienhülse (1) auf ein Behältnis (9) mit folgenden Schritten: a) Perforieren der Schrumpffolienhülse (1) in vorbestimmten Abständen, b) Auffalten der perforierten Schrumpffolienhülse (1) mittels Auffalteinrichtung, insbesondere Auffaltdorn (3), c) Transportieren der aufgefalteten Schrumpffolienhülse (1) entlang der Auffalteinrichtung (3) mit einem Förderrollenpaar (4a, b), d) Abreißen der Schrumpffolienhülse (1) an der Perforierung (7) mit einem nachgeordneten Spenderollenpaar (5a, b), dessen Transportgeschwindigkeit (VAbreiß) zumindest zeitweise größer ist als die Transportgeschwindigkeit (VFörder) des Förderrollenpaars (5a, b) und e) Abschießen der abgetrennten Schrumpffolienhülse (1a) auf das Behältnis (9).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Schrumpffolie PET, OPS oder PVC verwendet wird und die Stärke der Folie insbesondere in einem Bereich von 10–100 µm, insbesondere 15–60 µm liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschießen durch das Spenderollenpaar (5a, b) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschießen der abgetrennten Schrumpffolienhülse (1a) auf das Behältnis (9) das Spenderollenpaar (5a, b) auf eine Transportgeschwindigkeit (VAbschieß) beschleunigt wird, die größer ist als die Transportgeschwindigkeit (VAbreiß) zum Abreißen, oder das Spenderollenpaar (5a, b) zum Abschießen eine Transportgeschwindigkeit VAbschieß aufweist, die der Transportgeschwindigkeit VAbreiß entspricht.
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schritten c) bis e), nachdem vorab das Förderrollenpaar (4a, b) und Spenderollenpaar (5a, b) auf eine vorbestimmte Transportgeschwindigkeit beschleunigt wurden (Phase 1), folgende Phasen durchlaufen werden: – das Förderrollenpaar (4a, b) und Spenderollenpaar (5a, b) laufen mit gleicher Transportgeschwindigkeit (VFörder), wobei die Schrumpffolienhülse (1) durch das Förderrollenpaar (4a, b) zum Spenderollenpaar (5a, b) transportiert wird (Phase 2), – die Transportgeschwindigkeit des Spenderollenpaars (5a, b) wird auf eine Geschwindigkeit (VAbreiss) erhöht, wodurch die Schrumpffolienhülse (1) an der Perforierung (7) abgerissen und die Abrisskanten (11a, b) auseinandergezogen werden (Phase 3), – das Spenderollenpaar (5a, b) wird auf eine Transportgeschwindigkeit (VAbschieß) beschleunigt, die vorzugsweise größer ist als die Geschwindigkeit zum Abreißen (VAbreiß), wodurch die abgetrennte Schrumpffolienhülse (1a) beschleunigt und abgeschossen wird (Phase 4), und – das Spenderollenpaar (5a, b) wird auf die Transportgeschwindigkeit des Transportrollenpaars (4a, b) (VFörder) abgebremst (Phase 5).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Phase 3 und 4 in einer Phase 3a das Spenderollenpaar (5a, b) auf die Transportgeschwindigkeit des Transportrollenpaars (VFörder) abgebremst wird, damit die abgerissene Schrumpffolienhülse (1a) synchron zur nachfolgenden Schrumpffolienhülse (1) transportiert wird, und erst dann auf die Transportgeschwindigkeit (VAbschieß) beschleunigt wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasen 2 bis 5 kontinuierlich wiederholt werden.
  8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit (VFörder) des Förderrollenpaars (4a, b) insbesondere während der Phasen 2 bis 5 konstant ist.
  9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Spenderollenpaar (5a, b) über einen Servoantrieb angetrieben wird.
  10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 14 mit – einer Auffalteinrichtung, insbesondere einem Auffaltdorn (3) zum Auffalten einer perforierten Schrumpffolienhülse (1), – einem ersten Förderrollenpaar (4a, b) zum Transportieren der aufgefalteten Schrumpffolienhülse (1) entlang der Auffalteinrichtung (3), – einem nachgeordneten Spenderollenpaar (5a, b) zum Abreißen der Schrumpffolienhülse (1) an der Perforierung (7), – einer Steuerung (6), die zum Abreißen der Schrumpffolienhülse (1) einen Antrieb des Spenderollenpaars (4a, b) derart ansteuert, dass die Transportgeschwindigkeit (VAbreiß) des Spenderollenpaars (5a, b) zumindest zeitweise größer ist als die Transportgeschwindigkeit (VFörder) des Förderrollenpaars (4a, b).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, die weiter eine Perforiereinrichtung (2) zum Perforieren einer Schrumpffolienhülse (1) in vorbestimmten Abständen (a) aufweist.
  12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (6) zum Ausschießen der abgetrennten Schrumpffolienhülse (1) den Antrieb des Spenderollenpaars derart ansteuert, dass die Transportgeschwindigkeit (VAbschieß) des Spenderollenpaars (5a, b) größer ist als die Transportgeschwindigkeit (VAbreiß) zum Abreißen der Schrumpffolienhülse (1) oder das Spenderollenpaar (5a, b) zum Abschießen eine Transportgeschwindigkeit VAbschieß aufweist, die der Transportgeschwindigkeit VAbreiß entspricht.
  13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10–12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Spenderrollenpaar (5a, b) mittels Servoantrieb angetrieben wird.
  14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportrollenpaar (4a, b) und Spenderollenpaar (5a, b) kontinuierlich mit jeweils konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden, wobei vorteilhafterweise die Transportgeschwindigkeit des Spenderollenpaars bis zu 10 mal größer, vorzugsweise 2–10 mal größer als die Transportgeschwindigkeit des Förderrollenpaars (4a, b) ist.
  15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10–13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Transportrollenpaar (4a, b) und Spenderollenpaar (5a, b) über eine Verstelleinrichtung verstellbar ist.
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