DE3043807C2

DE3043807C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackungseinheit durch Umwickeln des Verpackungsguts mit einer Kunstoff-Streckfolienbahn

Info

Publication number: DE3043807C2
Application number: DE3043807A
Authority: DE
Inventors: Patrick R. Anchorage Ky. Lancaster III; William G. Louisville Ky. Lancaster
Original assignee: Individual
Current assignee: Newtec International SA
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1980-11-20
Publication date: 1983-02-17
Also published as: AU6456680A; GB2063809B; DE3043807A1; FR2470056B1; AU536099B2; JPS5695809A; US4302920A; GB2063809A; CA1150614A; US4302920B1; FR2470056A1; JPS5940682B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahrer bzw.

ί eine Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackungsein- ~_% hcit durch Umwickeln des Verpackungsguts mit einer ■^! Kunststoff-Streckfolienbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs I bzw. des Anspruchs 8.

Mit derartigen Verpackungsverfahrer: und -vorrichtungen wird insbesondere mehrteiliges Verpackungsgut, das beispielsweise in einem Stapel palettiert ist, zu einer Verpackungseinheit zusammengeschlossen, wobei als Material der Folienbahn ein beliebiges streckbares Kunststoffmaterial verwendet werden kann, da die Herstellung einer Verpackung durch Umwickeln mit einer Folienbahn keiner Siegelung bedarf. Als Kunststoff-Streckfolienbahnen kommen beispielsweise Folien aus Polyamid, Polypropylen, PVC, Polybutylen, Polyiiihylcn oder Copolymere oder Mischungen der obengenannten Materialien in Frage.

Die Elastizität der gedehnten Kunststoffolie hält die Teile des Verpackungsguts unter höherer Spannung als eine Schrumpfpackung oder eine Hartpapierpackung. Die von der Kunststoff-Sireckfolienbahn nach dem Umwickeln des Verpackungsguts auf letzteres wirkenden Einschlußkräfte sind abhängig von dem Elastizitätsmodul der Folie nach dem Strecken und der Zugspannungim Folienwickel.

Bei bekannten Streckfolien- Einschlagmaschincn IUS-PS 38 67 806 und 40 77 179) werden die Halte- und Einschlußkräfte beim Aufwickeln der Stieckfolienbahn auf das Verpackungsgut grundsätzlich dadurch aufgebracht, daß die durch die Drehbewegung des palettier- so ten Verpackurgsguts von der Vorratsrolle abgezogene Streckfolienbahn in einer im Bahnabschnitt zwischen der Vorratsrolle und der Auflaufstelle auf das Verpackungsgut angeordneten Bremsvorrichtung abgebremst wird. Die zwischen Bremsvorrichtung und ^ Auflaufstelle der Folienbahn auf das Verpackungsgut '· wirksamen Zugkräfte führen zu einer gewissen Deh-^J) nung des Materials vor dessen Auflaufen auf das ϊ Verpackungsgut Diese Streckung oder Dehnung des Materials bleibt jedoch im elastischen Bereich, d. h. stets ^&Γ| unterhalb der Streckgrenze.

Allen bekannten Streckfolien-Einschlagmaschinen, die von Bremssystemen zum Strecken der auflaufenden Folienbahn Gebrauch machen, haften schwerwiegende Nachteile an. Hierzu gehören ein relativ hoher ^(lS Materialeinsatz wegen Δη·: nur sehr begrenzten Dehnungsmöglichkeit und dementsprechend geringen Zug- und Einschlußkräfte der Streckfolie sowie stark schwankende Materialstärken der auf das Verpackungsgut aufgewickelten Sireckfolie. Aufgrund der physikalischen Konstruktion und Wirkungsweise der bei bekannten Streckfolien-Eirischltigmaschinen verwendeten Bremsvorrichtungen ist der Verpackungswickcl stark von Geschwindigkeiisänderungen beim Vorbe:- lauf an Ecken oder Kanter, des Verpackungsgutes unü den sich daraus ergebenden Geschwindigkeitsänderungen des Folienbahnabzugs abhängig. In der Pra.xi«. treten Änderungen der Aufwickelgeschwindigkeit an der Zulaufstelle der Fohenbahn auf das Verpackungsgut bei rechteckigen Verpacktingsgütern von mehr als 4O°/o im Zuge einer Vierteldrehung auf. Höhere Umlaufgeschwindigkeiten der das Verpackungsgut tragenden Drehscheibe führen zu zusätzlichen Schwungkräften, die sich mit dem Aufbrauch der Vorratsrolle und der zugehörigen Gewichtsändcrung ändern.

Aus der DE-OS 27 50 780 ist eine Kompensiervorrichtung für eine nach dem Bretnsprinzip arbeitende Streckfolien-Einschlagniaschine bekann' eine mit konstanter Kraft gegen die Folienbahn im Barnabschniu zwischen der Bremsvorrichtung und der Auflaufstcllc der Folienbahn auf das Verpackungsgui vorgespannte, gelenkig gelagerte Umlenkrolle soll dabei die durch die Rechteckferm des Verpackungsguts und den sich ständig verkleinernden Außendurchmesser der Folienrolle bedingten Unregelmäßigkeiten beim Folienabzug ausgleichen. Mit einer solchen Kondensiervorrichtung können die obengenannten Nachteile von Bremssysiemen zur Streckung der Folienbahn beim Aufwickeln auf das Verpackungsgui jedoch nicht beseitigt werden. Auch mit der Kompensiervorrichtung kann das Folienmaterial nur im elastischen Bereich, d. h. unterhalb der Streckgrenze, gedehnt werden, so daß ein relativ hoher Materialbedarf, ein großes Verpackungsgewicht und relativ schlechte Spanneigerischaften unvermeidbar sind. Die Wickelgeschwindigkeit der Folienbahn ist wegen der Verwendung einer Folgesteuerung bei der Kompensiervorrichtung begrenz·,, und der maschinelle und betriebliche Aufwand ist aufgrund der Kondensiervorrichtung und deren Abstimmung auf die jeweils eingestellten Folien-Zugspannungen und Drehgeschwindigkeiten des Drehtellcrs sowie die Anpassung auf die jeweils v/irksamen Bremskräfte relativ hoch. Mit Hilfe einer solchen Kompensiervorrichtung können allenfalls die Effekte von Geschwindigkeit*· und Drehmomentenänderungen gemindert werden, sofern es gelingt, die Totzeiten zwischen der Auslenkung der Umlenkrolle und der Regelantwort durch Änderung des wirksamen Bremsmoments weitgehend verschwinden zu lassen.

Aus der FR-OS 22 81 275 ist es bekannt, die Streckfolienbahn /wischen zwei Streckwalzen einer Streckwalzenanordnung um ein konstantes vorgegebenes Maß vorzustrecken, bevor die Folienbahn auf das Verpakkungsgut aufgewickelt wird. Die Streckwalzenanordnung hat ein eigenes Antriebssystem, daß die beiden Streckwalzen mit konstanten Geschwindigkeiten bei festem, die Vorstreckung bestimmendem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis antreibt. Die Bahntranspörtgeschwindigkeit zwischen dem Verpackungsgi't und der Streckwalzenanordnung soll dabei kleiner oder gleich der konstanten Umfangsgeschwindigkeit der ablaufseitigen Streckv.,ilze gehal'en werden. Diese Vorrichtung hat ebenso wie die mit Bremssystemen arbeitenden Streckfolien-Einschlagmaschinen den Nachteil, daß alle Änderungen der Bahntransportgeschwindigkeit zu Änderungen der Streckung und der Materialstärke der auf

das Verpackungsgut aufgewit_kelten Folie führen. Diese nachteiligen Wirkungen können bei der Vorrichtung gemäß FR-OS 22 81 275 nur dadurch vermieden werden, daß die Folienbahn mit möglichst konstanter Geschwindigkeit auf das Verpackungsgut aufgewickelt wird. Dadurch werden die Einsatzmöglichkeiten der bekannten Vorrichtung vor allem beim Umwickeln rechteckiger Verpackungsgüter auf bestimmte und relativ langsame Wickelverfahren beschränkt. Eine Relativbewegung von Verpackungsgut und Vorratsrolle ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Verfahren und einer gattungsgemäßen Vorrichtung nachteilige Wirkungen auf die Folienbahn, insbesondere unterschiedliche Streckungen und Materialstärkeänderungen, durch Wickelgeschwindig· kcitsänderungen beim Vorbeilauf der Folienbahn an Ekken oder Kanten (ies Veipäckungsgütcä t.ü vermeiden. so daß die Folie stärker gestreckt und damit eine Folieniiiiiterialersparnis erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I bzw. des Anspruchs 8 vor. Die Umfangsgeschwindigkeiten aller Streckwalzen der Streckwalzenanordnung passen sich bei stets gleichbleibender Vorstreckung zwischen den Strecke alzen stets allen Änderungen der Bahntransportgeschwindigkeit zwischen dem Verpackungsgut und der Sireckwalzenanordnung an. da der Antrieb der Streckwalzenanordnung aus der Bewegung der über sie geführten Folienbahn abgeleitet ist. Dadurch wird das Vorstreckmaß von den sich ändernden Aufwickelgeschwindigkeiten und Reaktionskräiten in dem dem Verp.ickungsgut zulaufenden Folienbahnabschnitt getrennt. Die Folienbahn kann innerhalb der Streckvorrichtung weit über ihre Streckgrenze hinaus gedehnt w erden, ohne daß die Zugkräfte an der Auflaufstelle der Folienbahn auf das Verpackungsgut erhöht zu werden brauchen. Die Zugkräfte in der Sireckfolienbahn sind in der Regel hinter der ablaufseitigen Streckwalze geringer als vor der ablaufseitigen Streckwalze, d.h. innerhalb der Streckwalzenanordnung. Dies ermöglicht eine einheitliche Stärke der auf das Verpackungsgut aufgewickelten und in der Streckwalzenanordnung vorgestreckten Folie selbst bei stark schwankenden Wickelradien und Ecken des Verpackungsguts sowie eine praktisch freie Wahl der Wickelgeschwindigkeit, d. h. der Relativdrehung zwischen Verpackungsgutträger und Sireckwaizenar.ordnung mit Vorratsrolle. Die vorgestreckte Folienbahn kann mit ausreichend niedrigen Kräften auf fräs Verpackungsgut aufgewickelt werden. so daß eine Lageverschiebung des Verpackungsguts auf dem Träger oder eine Beschädigung des Verpackungsguts durch die Wickelkräfte vermieden werden können.

Der Elastizitätsmodul und die erreichbare Festigkeit der Folie nehmen bekanntlich oberhalb der Streckgrenze bei den meisten Streckfolien beträchtlich zu. Eine typische Polyäthylenfolie hat etwa die dreifache Endfestigkeit bzw. Belastbarkeit in Kraft pro Querschnittsflächeneinheit nach dem Strecken um etwa 300%. Diese beträchtliche Erhöhung der Festigkeit ι beginnt etwa bei Überschreiten der Streckgrenze in der Dehnungsphase. Da bei der Erfindung wesentlich höhere Vorstreckmaße weit oberhalb der Streckgrenze erreicht werden können, werden bei den mit der Erfindung hergestellten Verpackungseinheiten auch ^t entsprechend höhere Einschlußkräfte und Festigkeiten erzielt Dadurch gelingt es, die Zahl der erforderlichen Wickellagen bei gleichen Einschlußkräften zu vermindern. Die Folge ist sowohl eine beträchtliche Mate rialersparnis durch Verringerung der Zahl rler Wickella gen als auch eine gewisse Reduzierung des Materials in jeder Wickellage. Entsprechend verringert sich auch das ^; Gesamtgewicht der Verpackung. Die Erfindung ermöglicht eine genauere Steuerung der Dshnung bzw. Streckung und damit eine kostengünstigere Ausnutzung der Folien, und zwar in Verbindung mit einer höheren Folienstabilität und einem höheren Elastizitätsmodul bei wesentlich vergrößerten Streckwerten.

Die Verwendung der Folienbahn als Transmission und Antrieb für die Streckwalzen macht im Gegensatz zu motorgetriebenen Vorrichtungen Kompensationsmittel zum Ausgleich von Kantendurchläufen, Längen/ Breiten-Variationen oder Änderungen der Drehscheibengeschwindigkeit ebenso wie Zugspannungsausgleichsvorrichtungen überflüssig. Durch Begrenzung des Strcckvorgar.g; auf den kurzen Wpg zwischen den Streckwalzen sowie durch die bei der erfindtingsgemäßen Maschine mögliche Vermeidung einer .Sekundärstreckung zwischen der ablaufseitigen Streckwalze und dem Verpackungsgui wird die Gefahr eines Einschnürens der Materialbahn verringert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

¥ \ ^. 1 eine perspektivische Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel der getrieblichen Kupplung der Streckwalzen mit »veggebrochenen Teilen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Streckvorrichtung gemäß Fig. I,

Fig. 3 eii.e Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß F ig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel der Streckwalzenanordnung, wobei ein Teil der Anordnung weggebrochen ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 4 dargestellten Anordnung mit einer zusätzlichen Mitlaufwalze,

Fig.6 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Maschine mit der Streckwalzenanordnung gemäß Fig. 4,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Maschine mit der in Fig. 5 gezeigten Streckwalzenanordnung,

Fig. 8 eine Seitenansicht auf die Maschine gemäß Fig. 6,

F i g. 9 eine Frontansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Maschine,

Fig. 10 eine vergrößerte Teilansicht der Streckwalzenanordnung ähnlich der Darstellung in F i g. 9,

F i g. 11 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 9,

F i g. 12 eine perspektivische Teildarstellung mit dem Getriebegehäuse für die Walzen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. II,

Fig. 13 eine vergrößerte Frontansicht der Streckwalzenanordnung im Streckbetrieb.

In den Fig.! bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Verpackungsmaschine 10 gezeigt Das Maschinengestell besteht aus einem Bodenrahmen 14 und einem auf diesem stehend angebrachten Rahmen 12, an welchem ein Schlitten 16 parallel zur Wickelachse verschiebbar angeordnet ist An dem Schlitten 16 ist über eine Halterung 18 eine Folienbahn-Vorratsrolle 20 gelagert Die von der Vorratsrolle 20 abgezogene Folienbahn wird über eine Streckwalzenanordnung aus

miteinander gekuppelten Streckwalzen 34 und 36 geführt. Die Streckwalzen 34 und 36 liegen dicht beieinander, drehen in entgegengesetzten Umlaufrichtungen und sind am Umfang mit Gummi belegt, um den Reibschluß mit der Folienbahn zu erhöhen. Anstelle des in F i g. 1 dargestellten Zahnradgetriebes 50 können die Streckwalzen 34 und 36 auch durch andere Mittel, z. B. Kelten, Riemen od. dgl. miteinander verbunden werden. Da die meisten Folienbahnen die Streckgrenze vor einer Streckung um 30% erreichen, sollte das Übersetzungsverhältnis zwischen den Streckwalzen, d. h. die Umfangsgeschwindigkeit der ablaufseitigen Streckwalze 36 zu derjenigen der zulaufseitigen Streckwalze 34 zwischen 30 und 300% veränderlich sein, um alle derzeit im Handel verfügbaren Streckfolien verwenden zu können. Modifiziertes Polyäthylen niedriger Dichte sollte zur Erzielung optimaler Ergebnisse um etwa 30% vorgestreckt werden. fc.VA-(Jopolymerfolien mit hohem EVA-Gehali werden zweckmäßigerweise um 50 bis 80% vorgestreckt. PVC-Folien werden zweckmäßigerweise um 40% vorgestreckt. Lineares Polyäthylen mit niedriger Dichte hat noch höhere Streckfestigkeiten als herkömmliche Streckfolien und kann um mehr als 100% während des Vorsireckens in der Streckwalzenanordnung gestreckt werden und danach die Zugkräfte zum Antreiben der miteinander gekuppelten Walzen 36 und 34 und zum Abwichen der Folienbahn von der Vorratsrolle 20 übertragen.

Bei acm Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 3 sind die Walzen 34 bzw. 36 an Wellen 35 bzw. 37 befestigt, welche jeweils in Lagern an einem Trägerbauteil 42 oder einem Gehäuse 52 gelagert sind. Das Gehäuse 52 ist vorzugsweise am Schlitten 16 befestigt. Eine Frcilaufwiil/e 33, die in der in F i g. 2 gestrichelt dargestellten Weise an der Streckwalze 36 anliegt, kann zur Schaffung einer zusätzlichen Erholungszeit für die gestreckte Folie verwendet werden.

Drei Zahnräder 38, 40 und 42 sind auf der Welle 35 angebracht und werden von der an der Umfangsfläche der Walze 34 angreifenden Folienbahn 22 gedreht. Eine Kupplungsanordnung 44 ist ebenfalls auf der Welle 35 angebracht und verbindet den freilaufenden bzw. ungebremsten Wellenab;chnitt 35' mit dem Getriebewellenabschnitt 35". Eine Kupplungsplatte 46 ist mit dem Ende des Wellenabschnitts 35' verbunden und wirkt mit einer Fläche des Kupplungsbauteils 48 zusammen, das am benachbarten Ende des Wellenabschnitts 35" angebracht ist. Im Betrieb der Kupplung 44 wird die Kupplungsplatte 46 am Kupplungsbauteil 48 in Anlage gehalten, so daß die drei Zahnräder 38,40 und 42 mit der Walze 34 synchronisiert sind. Ist die Kupplung entkuppelt, so dreht sich die Streckwalze 34 ohne Drehung der Zahnräder, wobei die Folienbahn leicht durch die Walzenanordnung hindurchgeführt und am Verpackungsgut befestigt werden kann. Die Zahnräder 38, 40 und 42 können mit gegenüberliegenden Zahnrädern 138,140 und 142, die mit einer verschieblich auf der Welle 37 gelagerten Muffe 54 fest verbunden sind, in Eingriff gebracht werden. Die Muffe 54 ist mit der Welle 37 vorzugsweise derart verkeilt oder über eine Nut-Feder-Verbindung verbunden, daß sie in Axialrichtung verschiebbar, aber drehfest auf der Welle gehalten isL Eine Verschiebevorrichtung 56 dient zum Schalten der Muffe 54 entlang der Welle 37, so daß ein bestimmtes Zahnrad auf der Muffe 54 in eine Eingriffsstellung mit einem korrespondierenden Zahnrad auf der Weile 35 gebracht und das vorgegebene

Übersetzungsverhältnis hergestellt werden kann. Die Zahnräder 38, 40 und 42 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, während die Zahnräder 138,140 und 142 aus Stahl oder einem anderen unterschiedlichen Material bestehen, um einen niedrigen Reibungsbeiwert zu erhalten und Reibungsverluste im Getriebe zu minimieren. Umgekehrt können auch die Zahnräder 138, 140 und 142 und/oder deren zugehörige Muffe 54 aus Kunststoff und die Zahnräder 38, 40 und 42 aus Stahl bestehen. Die Verschiebevorrichtung 56 weist ein Bauteil 58 mit einer Gabel 60 auf, die an eine Muffe 54 unter Formschluß angreift und diese entlang der Welle 37 axial verschieben kann. An dem der Kupplungsgabel 60 entgegengesetzten Ende ist eine Lagerschale für ein Lager 62 eines Schalthebels 64 ausgebildet. Der Schalthebel 64 ist durch die Außenwand des Gehäuses 52 durchgeführt oder kann in einem Schwenklager 66 eines Ansatzes 68 des Gehäuses 51 schwenkbar gelagert sein. Der freie Arm 70 des Schalthebels steht nach außen aus dem Gehäuse 52 vor und dient der Bedienungsperson als Handhabe zur Verschiebung der Muffe 54 und zur Herstellung des gewünschten Übersetzungsverhältnisses. Die Verschiebevorrichtung ist so ausgebildet,daß die Zahnräder nach Herstellung der Eingriffslage oder in einer neutralen Leerlauflage verriegelt sind.

Bei einem in den Fig. 4 und 5 dargestellten anderen Ausführungsbeispiel sind die Strcckwalzen 134 bzw. 136 auf Wellen 135 bzw. 137 befestigt, die in zugehörigen Lagern 78 und 80 in einem Trägerbauteil 82 gehaltert sind. Letzteres ist am Schlitten 16 befestigt. Ein Antriebsritzel 84 ist auf der Welle 135 der Streckwalze 134 angebracht und kämmt mit einem Zahnrad 86, das auf einer Welle 90 angebracht ist. Letztere ist in einem an einem Querholm 92 gehaltenen Lager drehbar. Der Querholm 92 ist mit dem Trägerbauteil 82 verbunden. Eine Kupplungsanordnung 94 mit einer Kupplung % und einer veränderlichen Doppelscheibe 95 ist so ausgebildet, daß sie die Antriebskraft der Streckwalze 134 über ein Umschlingungsgetriebe zur Streckwalze 136 überträgt. Das Umschlingungsgetriebe weist einen veränderlichen Treibriemen 97, eine auf der Welle 90 befestigte V-Scheibe 98 und eine auf der Welle 90 freilaufende V-Scheibe 100 auf, wobei die beiden V-Scheiben 98 und 100 vom Treibriemen 97 umschlungen werden. Im eingekuppelter, Zustand der Kupplung

96 wird die freilaufende Scheibe 100 von der Welle 90 gedreht und treibt die Streckwalze 138 mit einer veränderlichen Geschwindigkeit, welche von der jeweiligen Einstellung des veränderlichen Treibriemens

97 anhängig ist. Anstelle des zuvor beschriebenen Umschiingungsgetriebes können andere geschwindigkeitsveränderliche Antriebe verwendet werden.

Bei dem in den Fig. 9 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Abzugskräfte zum Abziehen der Folienbahn 22 von der Vorratsrolle 20 und zum Strecken der Folienbahn in der Streckwalzenanordnung durch eine um das Verpackungsgut 200 umlaufende Ringvorrichtung 122 aufgebracht. Die Ringvorrichtung 122 ist zusammen mit einer das Verpackungsgut stabilisierenden Vorrichtung 114 an einem Maschinengestell 112 angebracht. Die Stabilisisrungsvorrichtung 114 hat pneumatisch betätigbare Zylinder 116 und 118, die mit einer Angriffsvorrichtung, z. B. Angriffsbacken 120, verbunden sind. Die Zylinder 116 und 118 drücken die Angriffsbacken 120 selektiv nach unten in Anlage am Verpackungsgut 200 und halten letzteres beim Umwickeln in einer stabilen Position. Die umlaufende Ringvorrichtung 122 ist am

Maschinengestell 112 drehbar gelagert. Antriebe zum Drehen der Ringvorrichtung 122 sind aus den US-PS 41 10 957 und 50 50 220 bekannt.

Eine Vorratsrolle 20 ist auf einem Kern 124 an der Ringvorrichtung 122 gehaltert. Die Folienbahn 22 wird über die Streckwalzenanordnung 150 geführ* und in der in F i g. 11 veranschaulichten Weise unter dem Verpakkungsgut 200 festgemacht. Die Streckwalzenanordnung 150 weist miteinander gekuppelte Streckwalzen 152 und 154 auf. welche auf zugehörigen Wellen 153 und 155 an in einem Gehäuse 156 drehbar gelagert sind. Das Gehäuse 156 ist über eine Schwenkanordnung 158 an der Ringvorrichtung 122 gehalten. Die Streckwalzen 152 und 154 sind in der in Fig. 12 gezeigten Weise über miteinander kämmende Zahnräder 157 und 159 gekuppelt und werden angetrieben, wenn die Folienbahn 22 über die mit Gummi belegten Umfangsflächen der Streckwalzen läuft und dadurch die Walzen unter Reibschluß mitnimmt. Die Zahnräder 157 und 159 sind ähnlich den in Fig. 1 gezeigten Getrieberädern ausgebildet, wobei das Übersetzungsverhältnis so eingestellt ist, daß die Folienbahn die ablaufseitige Walze 154 mit höherer Geschwindigkeit als die zulaufseitige Walze antreibt, wodurch die Folienbahn im Bereich 70 zwischen den beiden Streckwalzen gestreckt wird. Die Streckwalzenanordnung 150 ist derart schwenkbar, daß die Folienbahn durch die Streckwalzenanordnung durchgeführt und um das Verpackungsgut 200 im wesentlichen ungedehnt herumgelegt werden kann, bis wenigstens eine Kante des Verpakkungsguts mit der ungedehnten Folienbahn überzogen ist.

Vor Beginn der Umwicklung des Verpackungsguts wird ein am Maschinengestell 112 angebrachter pneumatischer Zylinder 166 beaufschlagt, der eine Kolbenstange 164 ausrückt und an einem Nockenabschnitt 168 des Gehäuses 156 angreifen läßt. Dieser Nockenabschnitt wird radial einwärts in Richtung des Mittelpunkts der Ringvorrichtung 122 gedruckt, so daß die Streckwalze 152 von der Folienbahn 22 abgerückt Mi wird. Da die miteinander gekuppelten Streckwalzen in diesen Betriebszustand nicht beide an der Folienbahn 22 in Anlage sind, kann die Folienbahn ohne weiteres durch die Streckwalzenanordnung durchgeführt und an dem Verpackungsgut befestigt werden. Nach der Festlegung des vorderen Endes der Folienbahn wird der Wickelzyklus ausgelöst, und die Kolbenstange 164 wird von dem Gehäuse 156 fort in den pneumatischen Zylinder zurückgezogen. Eine in der Zeichnung nicht gezeigte Schraubenfeder greift an dem Gehäuse und dessen Schwenkachse an und drängt das Gehäuse dauernd vom Mittelpunkt der Ringvorrichtung fort, so daß die beiden Streckwalzen 152 und 154 an der Folienbahn 22 in Anlage gehalten werden. Ein Dämpfer 170 bekannter Ausführung ist an der Ringvorrichtung 122 befestigt und greift an einer Seite des Gehäuses 156 an, um zu verhindern, daß die Streckwalze 152 sofort an der Folienbahn zur Anlage kommt. Der Kolben 174 ist mit einer geeigneten öffnung versehen, die es ermöglicht, daß die Kraft der Spiral- bzw. Schraubenfeder die fio Kolbenstange 172 und den zugehörigen Kolben 174 mit vorgegebener Geschwindigkeit einschiebt, so daß eine geeignete Länge an ungestreckter Folienbahn um das Verpackungsgut 200 herumgewickelt werden kann. Das Verpackungsgut 200 ist auf einem parallel zur Achse der Ringvorrichtung fördernden Förderer 180 angeordnet

Ircv Betrieb des Ausführungsbeispiels gemäß den F i g. 1 bis 3 wird die Folienbahn 22 von der Vorratsrolle 20 abgezogen, um die beiden Streckwalzen 34 und 36 geführt und danach am Verpackungsgut 200 dadurch befestigt, daß das Folienbahnende an einer mit der Drehscheibe verbundenen Klemme oder in einer Tasche des Verpackungsguts festgeklemmt wird. Die Kupplungsanordnung 44 gemäß Fig. 1 oder die Kupplungsanordnung 94 gemäß Fig.4 kann zur Erleichterung des Anbringens des Folienbahnendes am Verpackungsgut oder des Anlaufs des Aufwickelvorgangs betätigt werden. Die Drehscheibe 202 wird in Gang gesetzt, und die Folienbahn 22 dreht die ablaufseitige Streckwalze 36 durch Angriff an deren Umfangsfläche. Die Umlaufgeschwindigkeit der zulaufseitigen Streckwalze 34 wird durch die Getriebeeinstellung zwischen den beiden Streckwalzen bestimmt. Die Folienbahn wird um ein durch die Umfangsgeschw.n· digkeiten der beiden Streckwalzen bestimmtes Vorstreckmaß gestreckt. Wenn die Reibung im System minimal gehalten wird, wird die Fiinisireckuiig beibehalten, wenn die Folienbahn die zweite Streckwalze erreicht. Die Folienbahn wird daher unter einer konstanten Zugspannung gehalten, bei der die Streckgrenze in der Regel überschritten ist. Die Vorstreckung der Folienbahn über die Streckgrenze hinaus kann sich teilweise setzen, wodurch das Material der Folienbahn nach dem Vorstrecken einen höheren effektiven Elastizitätsmodul erhält.

Wenn die Folienbahn die zweite Streckwalze verläßt, nimmt die Zugspannung normalerweise gegenüber derjenigen in der Streckwalzenanordnung ab. Diese Spannungsverringerung führt zu einer unelastischen Dehnungsrückstellung, wenn das Folienmatcrial während des Vorstreckens über die Streckgrenze hinaus gestreckt wurde. Ein Test unter Verwendung einer 102 χ 122 cm Palette ergab mit einem ersten Streckfolienmaterial eine effektive Dehnung von 160% auf dem Verpackungsgut nach einer Vorstreckung von 200% und mit einem zweiten Streckfolienmaterial nach einer Vorstreckung auf 80% eine effektive Streckung von 70% der Folie auf dem Verpackungsgut. Wenn die Streckwalzenanordnung relativ reibung: frei arbeitet, d.h. wenn die wirksamen Reibkräfte geringer als 10% der zum Strecken der Folienbahn erforderlichen Kräfte sind, so tritt praktisch die gesamte Streckung der Folienbahn zwischen den eng benachbart angeordneten Streckwalzen 34 und 36 auf. Ist die Reibkraft dagegen größer, so treten zusätzliche Zugkräfte an der Folienbahn auf, nachdem diese die ablaufseitige Streckwalze verlassen hat und sich in Richtung des Verpackungsguts 200 bewegt.

Aufgrund der Verwendung der Streckwalzenanordnung und des Antriebs der Streckwalzen über die Streckfolienbahn können die Zugkräfte im Bahnabschnitt zwischen der ablaufseitigen Streckwalze und dem Verpackungsgut beträchtlich unter denjenigen Kräften liegen, die zur Erzielung des angestrebten Vorstreckmaßes zwischen den beiden Streckwalzen erforderlich wären. Das Vorstreckmaß zwischen den beiden Streckwalzen wird auch nicht durch Änderungen der Bahngeschwindigkeit aufgrund des Vorbeilaufs an Kanten des palettierten Verpackungsguts gestört oder beeinträchtigt Es findet also eine weitgehende Trennung zwischen dem Vorstrecken in der Streckwalzenanordnung und der u. U. stärker schwankenden Aufwickelgeschwindigkeit der vorgestreckten Folienbahn auf das Verpackungsgut statt Nach dem Vorstrecken zwischen den Walzen der Streckwalzenanordnung wird die Folienbahn zunächst unter Oberflächenreibung auf der

ablaufseitigen Streckwalze auf diesem Streckungsgrad gehalten, so daß sich das gestreckte Folienmaterial setzen kann. Nach Verlassen der ablaufseitigen Streckwalze findet bis zum Auflaufen der Folienbabn auf das Verpackungsgut der zweite Streckvorgang statt, > bei dem jedoch wegen der gegenüber dem Vorstreckvorgang geringeren Streckkräflc eine unelastische Dehnungsrückstellung im Folienmaterial erfolgt, wenn die Streckgrenze zuvor in der Streckwalzenanordnung überschritten wurde.

Daher können die Kräfte bzw. Zugspannungen in der Folienbahn an deren Zulaufstelle trotz bisher nicht erreichbarer Vorstreckung des Folienmaterials soweit herabgesetzt werden, daß eine Lageänderung oder Zerstörung der Verpackungsguianordnung vermieden ■> und ein fester Einschluß des zunächst mehrteiligen Verpackungsguts erreicht wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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JO

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Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen einer Verpackungsetnheit durch Umwickeln des Verpackungsgutes mit einer Kunststoff-Streckfolienbahn, bei dem die von einer Vorratsrolle abgezogene Folienbahn unter Reibschluß Ober eine Streckwalzenanordnung mit wenigstens zwei Streckwalzen geführt und zwischen den Streckwalzen vorgestreckt wird, wobei deren iß Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis so eingestellt wird, daß die Folienbahn an der Ablaufseite der Streckwalzenanordnung eine entsprechend dem Vorstreckmaß höhere Geschwindigkeit als auf deren Zulaufseite aufweist, und mit dem Vorderende an dem Verpackungsgut oder dessen Träger festgemacht um das Verpackungsgut gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umwikkeln des Verpackungsgutes mit der Folienbahn durch Relativdrehung von Verpackungsgut und Vorratsrolle die Streckwalzenanordnung durch die Bewegung der über sie geführten Folienbahn angetrieben wird.

2. Verfahren nuch Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Folienbahn zwischen den Walzcnumfangsflächcn der Slreckwalzcn bis fiber die Slreckgrenze hinaus gestreckt wird.

J. Verfahren nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet daß das Folicnmatcrial nach dem Passieren tier Streckwalzenanordnung und vor dem Auflaufen auf das Verpackungsgut einer /weilen Streckung imicrworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, datt das Folicnr,v...crial während des /weilen Slreckungsvorgangs weniger Mark gedehni wird als während des ersten Sireekimgsvorgangs zwischen den Sireekwal/cn.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, dall bei Heginn des llinwickelns des Verpackungsglas mil der Folienbahn die wenigslens /wei Slreckwal/en voneinander einkuppelt werden und nach wenigstens leilweisem Umwickeln des Verpackungsglas die betriebliche Kupplung der beiden Slreckwal/en hergestellt wird, wobei die Geschwindigkeit der aus der ablaiifsciligen Streckwalze austretenden l^;oHcnbahn gegenüber der Zulaiifgeschwindigkeii /ur /iilaiifsciligcn Streckwalze erhöhl und vorgestrecktes Material um tlas Vcrpai'kiingsgul gewickelt wird.

b. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, dall das Verpackiingsgul beim Umwickeln um eine Drehachse gedrehl wird und die Streck walzenanordnung und die Vorratsrolle demgegenüber in festen Kadiallagcn gehalten werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsrolle und die Streckwal/enanordnung beim Umwickeln des Verpaekuiigsguls auf einer Kreisbahn um das Verpackiingsgul hcrumbewegi werden.

8. Maschine zum Herstellen einer Verpackungseinheit durch Umwickeln des Verpackungsgutes mit einer Kunsistoff-Streckfolienbahn, mit einer eine Folienbahn-Vorratsrolle enthaltenden Folienbahn-Abgabevorrichtung, einer Trägervorrichtung für das <>5 Verpackungsgut, einer zwischen der Abgabevorrichtung und der Trägervorrichtung wirksamen Streckvorrichtung, die wenigstens zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete Streckwalzen aufweist, über welche die Folienbahn unter ReibschluO geführt ist, wobei die Streckwalzen so antreibbar sind, daß die Umfangsgeschwindigkeit der ablaufenden Streckwalze höher als diejenige der zulaufseitigen Streckwalze ist, und die Folienbahn in Abhängigkeit von dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Streckwalzen kalt verstreckt wird, und mit einer Vorrichtung zum Umwikkeln des Verpackungsgutes mit der Folienbahn, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpackungsgut und die Vorratsrolle zum Umwickeln des Verpackungsgutes relativ zueinander drehbar angeordnet sind, daß die Streckwalzen (34, 36; 134, 136; 152, 154) über die Folienbahn (22) antreibbar sind und daß die Streckwalzen getrieblich kuppelbar sind.

9. Maschine nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Trägervorrichtung für das Verpakkungsgut (200) als um eine Wickelachse drehbare Drehscheibe (202) ausgebildet ist und die Zugkräfte zum Abziehen der Foüenbahn (22) vor der Vorratsrolle (20) der Materialabgabcvorrichtung und zum Antreiben der Slreckwalzcn (34. 36; 134. 136) über die Folienbahn (22) von dem Drehantrieb der Drehscheibe (202) abgeleitet sind.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabevorrichtung (20) und die Streckvorrichtung (34. 36, 50) an einem am Maschinengestell (12, 14) parallel zur Wickelachse verschiebbaren Schlitten (16) angeordnet sind und daß dem Schlitten ein umkehrbarer Bewegungsanlrieb zugeordnet ist. um die Folienbahn (22) Schraubenlinien- bzw. spiralförmig dem um die Wickelachse gedrehten Verpackiingsgul (200) zulaufen zu lassen.

11. Maschine nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinengestell (112) eine um die Trägervorrichiung (180) des Verpackungsguis (200) umlaufende Ritzvorrichtung \t~2) angeordnet ist. von deren Drehbewegung beim Umwickeln des Verpackungsguts (200) die Abzugskraft /um Abziehen der Folienbahn (22) von der Vorratsrolle (20) und zum Vorstrecken der Folienbahn abgeleitet sind, und daß sowohl die Matcrialabgabcvorrichiung (20) als auch die Streckvorrichtung (150) an der Ringvorrichtung (122) gehalten sind.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Streckwalze (34, 36) durch ein Zahnradgetriebe (50) gekuppelt sind, deren Zahnräder jeweils auf der Welle (35. 37) einer Streckwalze (34. 36) befestigt sind.

IJ. Maschine nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß das Unterselzungsvcrhiilinis /wischen einem der ablauf seil igen Streckwalze (36) /iigi-ordnclcn Zahnrad (/.. H. 140) und dem mit diesem kämmenden, der zulaufsciligcn Streckwalze (34) zugeordneten Zahnrad (40) im Bereich zwischen 3 :2 bis 5 :2 liegt.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zwangskopplung zwischen den beiden Streckwalzen (34, 36) bewirkende Getriebe (50) mit einem Schaltgetriebe (54,56) zum Ein- und Ausschalten der Getriebeübertragung und zur Einstellung unterschiedlicher Untersetzungsverhältnisse versehen ist.

15. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander

kämmenden Zahnräder (40,140) des Getriebes (50) zur Verminderung von Reibung aus unterschiedlichem Material bestehen.

16. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung (44) zum Ein- und Ausschalten der Getriebeverbindung der beiden Streckwalzen (34, 36) auf der Welle (35) einer der beiden Streckwalzen angebracht ist.

17. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung der beiden Streckwalzen (134, 136) ein Riemenumschlingungsgetriebe (94) aufweist.

18. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mitlaufwalze (102) an der Ablaufseite der Streckvorrichtung (134, 136) angeordnet ist.