DE10303150B4

DE10303150B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen eines Aufreißfadens auf eine Kunststofffolie

Info

Publication number: DE10303150B4
Application number: DE10303150A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Meurer
Original assignee: Individual
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: DE10303150A1

Abstract

Verfahren zum Aufbringen eines Aufreißfadens (3) auf eine Kunststofffolie (4), die als Umverpackung von Waren, insbesondere Kartons, Kunststoffhüllen oder dergleichen dient, wobei der Aufreißfaden (3) von einer antreibbaren Wickelrolle (2) und die Kunststofffolie (4) von einer antreibbaren Wickelrolle (1) abgezogen werden und dabei der Aufreißfaden (3) auf die Kunststofffolie (4) aufgelegt und mit ihr verbunden, insbesondere verklebt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrollen (1, 2) miteinander in Reib-Wirkverbindung stehen, die über die Kunststofffolie (4) und den Aufreißfaden (3) hergestellt wird, und nur eine der Wickelrollen (1, 2) von einem Fremdantrieb angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Aufreißfadens auf eine Kunststofffolie, die als Umverpackung von Waren, insbesondere Kartons, Kunststoffhüllen und dergleichen dient, wobei der Aufreißfaden von einer antreibbaren Wickelrolle und die Kunststofffolie von einer antreibbaren Wickelrolle abgezogen werden und dabei der Aufreißfaden auf die Kunststofffolie aufgelegt und mit ihr verbunden, insbesondere verklebt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Aufbringen eines Aufreißfadens auf eine Kunststofffolie.
Vielfach werden einzelne Produkte (beispielsweise Zigaretten) in einer Pappschachtel zusammengefasst, die später in eine Polyurethanfolie eingeschweißt wird, um die Produkte vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise schwankender Luftfeuchtigkeit, zu schützen. Neben diesem Schutz kommt der Kunststofffolie auch eine Sicherheitsfunktion zu, da der Verbraucher erkennen kann, dass die Verpackung geöffnet wurde. Deshalb werden beispielsweise auch in der Kunststoffhülle bereits verpackte Waren nochmals in Folie eingeschweißt. Eine solche PU-Folienverpackung wird vielfach auch verwendet, um mehrere Packungen zu einer Einheit zusammen zu fassen. Damit die Folie leicht geöffnet werden kann, ist sie mit einem umlaufenden Aufreißfaden versehen, über den die Folie durch Ziehen aufgetrennt werden kann. Dieser Aufreißfaden ist bezogen auf die Verpackung auf der Innenseite der Folie vorgesehen und kann so die Folie auftrennen.

Die Folie und der Aufreißfaden sind in der Regel auf je einer zylindrischen Pappröhre als Spulenkern zu einer Wickelrolle unterschiedlichen Durchmessers aufgewickelt. Diese beiden Wickelrollen sind vor der Verpackungsmaschine angeordnet. Sowohl der Aufreißfaden als auch die Kunststofffolie werden von der jeweiligen Wickelrolle abgezogen, der Aufreißfaden auf die Wickelfolie aufgelegt und mit dieser verklebt. Hierzu ist der Aufreißfaden in der Regel einseitig adhäsiv beschichtet. Die Zusammenführung von Aufreißfaden und Kunststofffolie erfolgt in einer der Verpackungsmaschine vorgelagerten Einrichtung. Beim Zusammenführen muss sowohl die Bahn der Kunststofffolie als auch der Aufreißfaden möglichst spannungsfrei gehalten werden, damit sich nach dem Verbinden die Folie oder der Faden nicht kräuselt, sondern eine glattflächige Verpackung aus der dann mit dem Aufreißfaden verbundenen Folie erzeugt werden kann.

Damit eine spannungsfreie Verbindung hergestellt werden kann, wird erfasst, welche Menge Aufreißfaden und Kunststofffolie über den Zuführer der Verpackungsmaschine von den Wickelrollen angefordert wird. Entsprechend werden die Wickelrollen über je einen elektromotorischen Antrieb (Fremdantrieb) angetrieben und der Aufreißfaden bzw. die Kunststofffolie abgewickelt, so dass keine Zugspannungen in dem Material entstehen. Wird eine geringere Menge Folie aktuell benötigt, wird der Antrieb verlangsamt. Wird eine größere Menge benötigt, wird der Antrieb beschleunigt. Um Spitzen abzudecken, laufen sowohl die Folie als auch der Faden durch eine Speicherstrecke, die detektiert wird.

Bei dem bekannten Verfahren ist nachteilig, dass die Fremdantriebe der beiden Wickelrollen miteinander synchronisiert werden müssen, um eine spannungsfreie Zuführung des Fadens auf die Folie zu gewährleisten. Hierzu ist ein erheblicher Steuerungsaufwand notwendig. Hinsichtlich der Vorrichtung sind die zwei Antriebe auch mit entsprechendem Wartungsaufwand verbunden, damit eine einwandfreie Synchronisation der Zuführung möglich ist.

Eine Vorrichtung zum Zu- und Zusammenführen einer Verpackungsmaterialbahn mit einer Aufreißfadenbahn mit nur einem Antrieb ist in der DE 31 23 544 A1 offenbart. Diese Vorrichtung umfaßt eine angetriebene Vorzugswalze, der von einer (nicht dargestellten) Bobine die Verpackungsmaterialbahn und von einer weiteren Bobine eine Aufreißfadenbahn zugeführt werden. Zwischen der Vorzugswalze und der Bobine für den Aufreißfaden ist ein Treibrad angeordnet. Die Bobine für den Aufreißfaden wird mittels Reibschluß über das Treibrad von der Vorzugswalze angetrieben. Der Antrieb der Vorzugswalze wird auf die Bobine der Verpackungsmaterialbahn über die Materialbahn selbst übertragen, die dadurch gedehnt wird und wodurch folglich eine spannungsfreie Zuführung derselben nicht gewährleistet ist.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll das gattungsgemäße Verfahren vereinfacht werden. Außerdem soll die Vorrichtung zur Durchführung des gattungsgemäßen Verfahrens verbessert werden.

Hinsichtlich des Verfahrens erfolgt die Problemlösung dadurch, dass die Wickelrollen miteinander in Reib-Wirkverbindung stehen, die über die Kunststofffolie und den Aufreißfaden hergestellt wird, und nur eine der Wickelrollen von einem Fremdantrieb angetrieben wird.

Durch die Reib-Wirkverbindung entfällt die notwendige Steuerung der Drehgeschwindigkeit der einen Wickelrolle, da diese über die mit dem gesteuerten Fremdantrieb versehene andere Wickelrolle angetrieben wird.

Wenn die Reibverbindung über die Kunststofffolie und den Aufreißfaden hergestellt wird, ist die Antriebsgeschwindigkeit (Drehzahl) jeder Wickelrolle unmittelbar gekoppelt mit ihrem Durchmesser, also der Menge des Materials, das sich auf der jeweiligen Wickelrolle befindet.

Die Reibverbindung kann dadurch hergestellt werden, dass die Wickelrollen unmittelbar aufeinander ablaufen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kunststofffolie um eine Umlenkwalze geführt wird, auf der die Wickelrolle mit dem Aufreißfaden aufliegt.

Vorzugsweise ist in der Reibverbindung ein geringer Schlupf vorhanden, der dazu führt, dass geringfügig weniger Aufreißfaden von der Wickelrolle abgegeben wird als Kunststofffolie und der Aufreißfaden somit unter einer geringen Vorspannung auf die Folie aufgelegt und mit dieser verbunden wird. Dadurch wird eine glatte, die Optik besonders gut beeinflussende Verbindung erzielt.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der Schlupf einstellbar ist. Dies kann durch eine Bremse in der Achse der Wickelrolle für den Aufreißfaden oder durch eine Entlastungsfeder, die die Auflagekraft der Wickelrolle reduziert, erfolgen.

Um eine Speicherstrecke zu bilden, wird die Kunststofffolie mit dem aufgebrachten Aufreißfaden um mindestens drei Umlenkwalzen geführt, von denen zwei je um eine feste Achse und eine um eine lageveränderliche Achse drehbar angeordnet sind. Die um die lagerveränderliche Achse drehbar angeordnete Umlenkwalze wirkt wie ein Pendel, dessen vertikale Lage im Raum ermittelbar ist und Aufschluss darüber gibt, ob mehr oder weniger Material zugeführt werden muss.

Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Aufbringens eines von einer Wickelrolle abgewickelten Aufreißfadens auf eine von einer Wickelrolle abgewickelten Kunststofffolie zeichnet sich dadurch aus, dass eine Wickelrolle um eine ortsfeste Achse und die andere Wickelrolle um eine lageveränderliche Achse drehbar gelagert ist.

Durch diese Ausgestaltung können die beiden Wickelrollen miteinander in Reib-Wirkverbindung gebracht werden, weil die nicht von einem Fremdantrieb angetriebene Wickelrolle nachgeführt werden kann.

Vorzugsweise ist die lageveränderliche Achse an einem Schwenkarm ausgebildet. Zur Einstellung der Reib-Wirkverbindung kann die Wickelrolle mit dem Aufreißfaden auf der Wickelrolle mit der Kunststofffolie aufliegen. Beide Rollen drehen sich dann mit derselben Umfangsgeschwindigkeit, so dass dieselbe Länge Kunststofffolie abgezogen wird wie Aufreißfaden.

Dasselbe Ergebnis wird erreicht, wenn die Wickelrolle mit dem Aufreißfaden auf der abgezogenen Bahn der Kunststofffolie aufliegt, die nach ihrer Wickelrolle über eine Umlenkwalze geführt wird.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 – die schematische Darstellung der Anordnung der beiden Wickelrollen vor einer Verpackungsmaschine in einer ersten Ausführungsform;
2 – die schematische Darstellung der Anordnung der beiden Wickelrollen vor einer Verpackungsmaschine in einer zweiten Ausführungsform.
Die PU-Kunststofffolie 4 ist um einen zylindrischen Pappkern (Röhre) zu einer Wickelrolle 1 aufgerollt. Der Aufreißfaden 3 ist ebenfalls um einen hohlzylindrischen Pappkern zu einer Wickelrolle 2 aufgewickelt. Wie 1 zeigt, ist die Wickelrolle 2 mit dem kreuzgewickelten Faden 4 an einem Schwenkarm 5 um eine Achse 2a drehbar gelagert. Die Wickelrolle 1 mit der Kunststofffolie 4 ist ortsfest um eine Drehachse 1a gelagert und über einen hier nicht dargestellten Elektromotor im Uhrzeigersinn drehend antreibbar. Der Schwenkarm 5 ist so angeordnet, dass die Wickelrolle 2 auf der Wickelrolle 1 abläuft, der Aufreißfaden 3 also in Reibkontakt mit der Kunststofffolie 4 steht. Über zwei am Schwenkarm 5 angeordnete Führungshülsen 15 wird der Aufreißfaden 3 auf die Kunststofffolie 4 zugeführt, die über eine Umlenkwalze 16 läuft, die als Widerlager zur Herstellung der Verbindung zwischen Aufreißfaden 3 und Kunststofffolie 4 dient. Der Kunststofffaden 3 ist auf seiner Unterseite mit einer Klebeschicht versehen und wird an der Umlenkwalze 16 auf die Kunststofffolie 4 aufgeklebt. Die mit dem Aufreißfaden 3 verbundene Kunststofffolie 4 wird über Umlenkwalzen 7, 8, 9, 10, 11 zu dem der hier nicht mehr dargestellten Verpackungsmaschine vorgeordneten Zuführer 20 geführt. Die Umlenkwalzen 8, 10 sind ortsfest und die Umlenkwalzen 7, 9, 11 lageveränderlich angeordnet.
Entsprechend der Geschwindigkeit, mit der die Folie um die hier nicht dargestellten Packungen (beispielsweise Zigarettenpackungen oder CD-Hüllen) gewickelt wird, wird von dem Zuführer 20 Folie mit Faden „abgezogen" und entsprechend dieser Menge wird die Wickelrolle 1 von dem Fremdantrieb in Drehung versetzt, so dass keine Spannung in der Folienbahn 3/4 im Zuführer entstehen kann. Mit derselben Umfangsgeschwindigkeit, mit der die Wickelrolle 1 im Uhrzeigersinn umläuft, läuft die Wickelrolle 2 durch die zwischen der Folie 4 und dem Aufreißfaden 3 vorhandene Reibung um. Ein geringer Geschwindigkeitsunterschied besteht allenfalls durch den einstellbaren Schlupf zwischen den Wickelrollen 1, 2, der nachfolgend noch näher erläutert wird.
Wird von dem Zuführer 20 mehr Folie mit Faden 3/4 zugeführt, als durch die Drehung der Wickelwalzen 1, 2 abgewickelt wird, werden die lageveränderlich angeordneten Umlenkwalzen 7, 9, 11 nach oben gezogen, damit in der Speicherstrecke 6 keine Spannung innerhalb der Folie 3/4 entsteht. Die Lageveränderung der Umlenkwalzen 7, 9, 11 wird mittels einer hier nicht dargestellten Einrichtung detektiert. Hierzu kann beispielsweise eine Lichtschranke Verwendung finden. Wird ein voreingestelltes Toleranzmaß unterschritten, die Speicherlänge also zu klein, wird die Wickelwalze 1 schneller angetrieben, so dass mehr Kunststofffolie 4 und Aufreißfaden 3 von den Wickelrollen 1, 2 abgewickelt wird. Aufgrund ihres Eigengewichts fallen die Umlenkwalzen 7, 9, 11 nach unten, wodurch die Länge des Speichers 6 wieder vergrößert wird. Wird die Zuführung der Folie 3/4 vom Zuführer 20 reduziert, sinken die lageveränderlichen Umlenkwalzen 7, 9, 11 noch weiter ab, was wiederum detektiert wird und, wenn ein oberes Toleranzmaß erreicht ist, die Geschwindigkeit der Wickelrolle 1 reduziert. Die Reduktion der Antriebsgeschwindigkeit der Wickelrolle 1 kann auf Null geführt bzw. getaktet werden. Die Ansteuerung hierzu erfolgt über die detektierte Lage der Umlenkwalzen 7, 9, 11. Die Walzen 7, 9, 11 sind an einem um 17 schwenkbar angeordneten Pendel befestigt.
Um den Aufreißfaden 3 mit einer geringen Vorspannung mit der Kunststofffolie 4 zu verbinden, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Wickelrollen 1, 2 Schlupf vorhanden ist, so dass die Abwickelgeschwindigkeit des Aufreißfadens 3 langsamer ist als die der Kunststofffolie 4. Der Schlupf kann durch das Gewicht des Schwenkarmes 5 oder durch die Kraft einer Zugfeder (Entlastungsfeder) 18 eingestellt werden.
2 zeigt eine Variante der Erfindung. Im Unterschied zu der Anordnung der Wickelrollen 1, 2 bei der Ausführungsform nach 1 laufen diese hier nicht unmittelbar aufeinander ab. Die Folie 4 wird von der Wickelrolle 1 abgewickelt und über eine Umlenkwalze 12 geführt, die zusammen mit einer weiteren Walze 13 einen Vorzug bildet. Die Wickelrolle 2 mit dem Aufreißfaden 3 liegt auf der Walze 12 und somit unmittelbar auf der Folie 4 auf, wodurch die Reib-Wirkverbindung zwischen den Wickelwalzen 1, 2 eingestellt wird. Ansonsten ist die Funktionsweise gleich.

1: Wickelrolle
1a: Achse
2: Wickelrolle
2a: Achse
3: Aufreißfaden
4: Kunststofffolie
3/4: Folie mit verklebtem Faden
5: Schwenkarm
6: Speicherstrecke
7: Umlenkwalze
8: Umlenkwalze
9: Umlenkwalze
10: Umlenkwalze
11: Umlenkwalze
12: Umlenkwalze
13: Walze
15: Führungshülse
16: Walze
17: Drehpunkt
18: Zugfeder/Entlastungsfeder
20: Zuführer

Claims

Verfahren zum Aufbringen eines Aufreißfadens (3) auf eine Kunststofffolie (4), die als Umverpackung von Waren, insbesondere Kartons, Kunststoffhüllen oder dergleichen dient, wobei der Aufreißfaden (3) von einer antreibbaren Wickelrolle (2) und die Kunststofffolie (4) von einer antreibbaren Wickelrolle (1) abgezogen werden und dabei der Aufreißfaden (3) auf die Kunststofffolie (4) aufgelegt und mit ihr verbunden, insbesondere verklebt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrollen (1, 2) miteinander in Reib-Wirkverbindung stehen, die über die Kunststofffolie (4) und den Aufreißfaden (3) hergestellt wird, und nur eine der Wickelrollen (1, 2) von einem Fremdantrieb angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrollen (1, 2) aufeinander aufliegen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (4) von der Wickelrolle (1) aus über eine Umlenkwalze (12) geführt wird und die Wickelrolle (2) mit dem Aufreißfaden (3) auf der über die Umlenkwalze (12) geführten Kunststofffolie (4) aufliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reib-Wirkverbindung Schlupf vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlupf einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlupf etwa 0,001 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrolle (1) der Kunststofffolie (4) von einem Fremdantrieb antreibbar ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (4) mit dem aufgebrachten Aufreißfaden (3) um mindestens drei Umlenkwalzen (16, 7, 8) geführt wird, von denen zwei (16, 8) um je eine feste Achse und eine (7) um eine lageveränderliche Achse drehbar angeordnet sind, um eine Speicherstrecke (6) zu bilden.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Aufbringen eines von einer Wickelrolle (2) abgewickelten Aufreißfadens (3) auf eine von einer Wickelrolle (1) abgewickelten Kunststofffolie (4), insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass eine Wickelrolle (1) um eine ortsfeste Achse (1a) und die andere Wickelrolle (2) um eine lageveränderliche Achse (2a) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lageveränderliche Achse (2a) an einem Schwenkarm (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrolle (2) mit dem Aufreißfaden (3) auf der Wickelrolle (1) mit der Kunststofffolie (4) aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrolle (2) mit dem Aufreißfaden (3) auf der abgezogenen Bahn der Kunststofffolie (4) aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolienbahn (4) an der Auflagestelle der Wickelrolle (2) mit dem Aufreißfaden (3) von einer Umlenkwalze (12) abgestützt wird.