DE3815985C1 - Apparatus for the production of a packaging unit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackungseinheit durch Umwickeln des Ver­ packungsgutes mit einer Kunststoff-Steckfolienbahn, mit einer eine Folienbahn-Vorratsrolle enthaltenden Folienbahn-Abgabevor­ richtung, einer Trägervorrichtung für das Verpackungsgut, einer zwischen der Abgabevorrichtung und der Trägervorrichtung angeordnetenen Streckvorrichtung, die wenigstens zwei mit gegen­ seitigem Abstand angeordnete Streckwalzen aufweist, über welche die Folienbahn unter Reibschluß geführt ist, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der ablaufseitigen Streckwalze höher als diejenige der zulaufseitigen Streckwalze ist, und die Folienbahn in Abhängigkeit von dem Umfangsgeschwindigkeitsver­ hältnis zwischen den beiden Streckwalzen gestreckt wird, und mit einer Vorrichtung zum Umwickeln des Verpackungsgutes mit der Folienbahn.

In der Praxis werden solche Vorrichtungen beim "Stret­ chen" von Kunststoff-Streckfolien verwendet. Bei dem zu um­ wickelnden Verpackungsgut handelt es sich in der Regel um eine Mehrzahl gleichartiger palettierter Gegenstände wie Dosen, Kar­ tons, Weichpackungen od. dgl. Die vorgereckte Streckfolie schließt aufgrund der ihr innewohnenden starken Rückstell­ kräfte die Produkte sicher ein. Die Rückstellkräfte sind im wesentlichen abhängig vom Elastizitätsmodul der verwendeten Folienbahn und vom Maß der Vorstreckung. Die in der Praxis verwendeten Folien ähneln in der Struktur den bekannten klar­ sichtigen Haushaltsfolien.

Das Umwickeln des Verpackungsgutes geschieht entweder dadurch, daß das Verpackungsgut auf einem rotierenden Dreh­ teller aufgenommen ist, der sich relativ zur feststehenden Streckwalzenanordnung dreht, oder dadurch, daß die Streckwalzen­ anordnung das ruhende Verpackungsgut umkreist.

Die Streckwalzenanordnung besteht üblicherweise aus mindestens zwei von der Folienbahn teilumschlungenen, mit Reibbelag versehenen Walzen oder aus die Folienbahn zwischen sich fassenden Walzenpaaren. Die Streckung erfolgt zwischen den Walzen infolge der aufgrund höherer Umfangsgeschwindigkeit der auslaufseitigen Walze(n) hervorgerufenen Zugkräfte.

Aus der EP 00 81 328 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der durch die Streckwalzenanordnung neben einer Längsdrehung die Folie auch eine Querdehnung erzielt wird. Dadurch ist es möglich, die infolge der Streckung eintretende Breitenein­ schnürung der Folienbahn zumindest teilweise zu kompensieren.

Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist der Umstand, daß die Querdehnung der Folie aufwendig durch eine auf einer Streckwalze befestigte leistenartige Auflage erzielt wird, die in Form von Spiralen mit entgegengesetztem Drehsinn angeordnet sind. Beide Spiralen beginnen an einem gemeinsamen Punkt in der Walzenmitte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfacheren Mitteln die Folie zusätzlich zu ihrer Längsdehnung auch in Querrichtung zu dehnen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zumindest die ablaufseitige Streckwalze in ihrer auf die Längsmitte der Folienbahn bezogenen Quermitte ihren größten Umfang aufweist und daß der Umfang zu den Walzenenden hin abnimmt.

Diese baulich sehr einfache Ausführung erreicht, daß die Folienbahn in ihrer Breite gedehnt wird. Denn die Folienbahn ist, wie herausgefunden wurde, bestrebt, sich zu den im Durch­ messer kleineren Walzenenden hin zu bewegen. Ein hervorra­ gender Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß man die Breitenstreckung mit Hilfe derjenigen Walzen vornehmen kann, deren eigentliche Aufgabe die Längsstreckung der Folienbahn ist. Der Aufwand und die Mehrkosten, die dies erreichen, sind dabei praktisch vernachlässigbar.

Im übrigen hat es sich als sehr zweckmäßig erwiesen, wenn jede Streckwalze in ihrer auf die Längsmitte der Folien­ bahn bezogenen Quermitte ihren größten Umfang aufweist und daß der Umfang zu den Walzenenden kontinuierlich abnimmt. Dabei kann die Streckwalze einen ballig oder doppelkonischen Mantel aufweisen. Bevorzugt wird ein von der Walzenmitte zu beiden Walzenenden kontinuierlich abnehmender Durchmesser.

Das Durchmesserverhältnis liegt vorzugsweise innerhalb der Auflagebreite der Streckfolie etwa in der Größenordnung von 2,5 : 1 bis 3,5 : 1 bzw. beträgt die Konizität des Streck­ walzenmantels etwa 1 : 25.

Von weiterer besonderer Bedeutung ist es, wenn die Folien­ bahn die Streckwalzen in einem Umfangswinkel von wenigstens 180°, vorzugsweise bis etwa 270° umschlingt. Je größer der Umschlingungswinkel ist, desto deutlicher ist der Effekt ausgeprägt, daß im Längsmittenbereich die Folienbahn stärker als an den Randzonen gedehnt wird. Dies rührt von den unter­ schiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten des Walzenmantels her, auf dem die Folienbahn aufliegt.

Hieraus wird deutlich, daß die prinzipiell im Patentan­ spruch 1 angegebene erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur sehr einfach ausgebildet ist, sondern - wiederum mit vernach­ lässigbarem Aufwand - sowohl in der Lage ist, eine Breiten­ dehnung der Folienbahn auszuführen als auch eine in Querrich­ tung der Folie, vorzugsweise kontinuierlich verlaufende, unterschiedliche Streckung vorzunehmen.

Die bauliche Einfachheit der Ausgestaltung der mindestens einen Streckwalze verkörpert sich in einer bevorzugten Ausfüh­ rung dergestalt, daß die Streckwalze aus einem zylindrischen Kern und einem darauf aufgebrachten, den balligen oder doppel­ konischen Mantel aufweisenden Reibkörper besteht. Dieser Reibkörper kann, wie auch bei rein kreiszylindrischen Streck­ walzen üblich, aus einem Gummihohlzylinder bestehen. Dessen Mantel ist nun entsprechend den von der Erfindung gestellten Anforderungen ballig oder doppeltkonisch überdreht.

Im übrigen versteht sich die Erfindung am besten anhand der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Streckfolienverlaufs und

Fig. 2 eine teilweise im Längsschnitt wiedergegebene Ansicht einer Streckwalze.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Vorratsrolle für eine Folien­ bahn 11 bezeichnet, die in Pfeilrichtung 12 einer Streck­ walzenanordnung 13 zugeführt und im Anschluß daran - ggf. nach Umlenkung um weitere Walzen, Stangen od. dgl. - zum nicht mehr dargestellten Verpackungsgut geführt wird.

Die Strckwalzenanordnung 13 umfaßt beim Ausführungsbei­ spiel zwei Streckwalzen 14, 15, von denen die bezüglich der in Bahntransportrichtung 12 geförderten Folienbahn 11 einlauf­ seitige Streckwalzen 14 mit der auslaufseitigen Streckwalze 15 getrieblich so gekuppelt ist, daß die Umfangsgeschwindig­ keit der auslaufseitigen Streckwalze 15 höher liegt als die der einlaufseitigen Streckwalze 14. Zwischen den Streckwalzen 14 und 15 wird folglich die Folienbahn 11 in Längsrichtung gedehnt.

Nachdem die Folienbahn 11 die auslaufseitige Streckwalze 15 verlassen hat, wird sie beim Ausführungsbeispiel noch um zwei Umlenkwalzen 16, 17 geführt, die Bestandteil einer Tänzerwaage sein können, die sich beim Umwickeln des Packungsgutes mit der Folienbahn 11 einstellenden Zugspannungs­ änderungen kompensieren kann. Auch kann man eine derartige Tänzerwaagenanordnung zur Steuerung oder Regelung eines Motors verfügbar machen, mit dem beispielsweise eine der beiden Streckwalzen 14 bzw. 15 drehangetrieben wird.

Die Besonderheit be­ steht nun darin, daß die Folienbahn 11 im Be­ reich der Streckwalzenanordnung 13 einer Querdehnung unter­ zogen wird, also quer zur Bahntransportrichtung 12 gedehnt bzw. gestreckt wird.

Konstruktiv geschieht dies beim dargestellten Ausführungs­ beispiel dadurch, daß die beiden Streckwalzen 14 und 15, die in Fig. 1 in ihrer unteren Hälfte vollständig, in ihrer oberen Hälfte jedoch abgeschnitten dargestellt sind, im Be­ reich der Quermitte der Folienbahn 11 einen größten Durch­ messer 18 aufweisen und im Bereich der Folienränder 19 einen kleineren Durchmesser. Die beim Ausführungsbeispiel darge­ stellten Streckwalzen 14, 15 besitzen einen doppelt konischen Mantel.

Im Detail besteht jede der beiden Streckwalzen 14, 15 entsprechend Fig. 2, zumindest jedoch die auslaufseitige Streckwalze 15, aus einem zylindrischen Rohr 21 mit auf dessen Mantel aufgebrachtem Reibkörper 22. Hierbei handelt es sich um ein aus Gummi oder einem anderen geeigneten Reibbelag, ins­ besondere einem griffigen Elastomer, bestehenden Schlauch- oder Rohrkörper etwa der (Ausgangs-)Wandstärke 23, dessen Außenmantel 24 wie ersichtlich, bis zu einer minimalen Stärke 25 abgedreht ist. Die Konizität, die von der gewünschten Breitendehnung, ferner von der Konsistenz der verwendeten Folie und schließlich auch vom Maß der Streckung durch die Streckwalzenanordnung 13 im gewissen Umfange abhängig ist, mag etwa 1 : 25 betragen. Bei einer konkret ausgeführten Streck­ walzenanordnung beläuft sich die maximale Wandstärke 23 auf ca. 15 mm und die minimale Wandstärke 25, gemessen im Bereich der Ränder der Folienbahn 11, auf ca. 5 mm bei einer Bahnbreite von ca. 500 mm.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel könnte man z. B. auch eine Streckwalze 14 und/oder 15 mit einer balligen statt doppelkonischen Mantelfläche 24 verwenden.

Die über den Mantel 24 solcher Walzen 14, 15 laufende Folie ist bestrebt, von der Mitte nach außen zu wandern. Infolge der Haftung auf dem Reibbelag ergibt sich der ge­ wünschte Querzug und dadurch die gewünschte Querdehnung, die vorzugsweise die Einschnürung, welche durch die Längsstreckung hervorgerufen wird, sogar überkompensieren soll. Zugleich ergibt sich infolge der Auflage der Folienbahn 11 auf dem nach außen hin kleiner werdenden Umfang der Effekt, daß die Folien­ bahn 11 von der Mitte zu ihren beiden äußeren Rändern hin mit abnehmendem Effekt längsgestreckt wird. Die erwünschte Folge davon ist, daß die Ränder 19 der Folienbahn 11 von der Längs­ streckung weniger in Mitleidenschaft gezogen werden. Sie sind folglich stabiler.

Dieser letztgenannte Effekt nimmt mit größeren Umschlin­ gungswinkeln der Folienbahn 11 um die Streckwalzen 14 und /oder 15 zu. Daher wird bevorzugt, diese Umschlingungswinkel möglichst groß zu halten. Es ist insofern vorteilhaft, sie in der Größenordnung von über 180°, vorzugsweise bis etwa 270° zu wählen, wenn man diesen Effekt besonders deutlich in Er­ scheinung treten lassen will.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackungseinheit durch Umwickeln des Verpackungsgutes mit einer Kunststoff- Streckfolienbahn, mit einer eine Folienbahn-Vorratsrolle enthaltenden Folienbahn-Abgabevorrichtung, einer Trägervor­ richtung für das Verpackungsgut, einer zwischen der Abgabevorrich­ tung, die wenigstens zwei mit gegenseitigem Abstand angeord­ nete Streckwalzen aufweist, über welche die Folienbahn unter Reibschluß geführt ist, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der ablaufseitigen Streckwalze höher als diejenige der zulauf­ seitigen Streckwalze ist, und die Folienbahn in Abhängigkeit von dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Streckwalzen gestreckt wird, und mit einer Vorrichtung zum Um­ wickeln des Verpackungsgutes mit der Folienbahn, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die ablaufseitige Streckwalze (15) in ihrer auf die Längsmitte der Folienbahn (11) bezogenen Quermitte ihren größten Umfang (18) aufweist und daß der Umfang zu den Walzenenden hin abnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Streckwalze (14, 15) in ihrer auf die Längsmitte der Folienbahn (11) bezogenen Quermitte ihren größten Umfang (18) aufweist und daß der Umfang zu den Walzenenden hin abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Streckwalze (14; 15) einen ballig geformten Mantel (24) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Streckwalze (14; 15) einen doppelkonischen Mantel (24) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserverhältnis inner­ halb der Auflagebreite der Streckfolie (11) etwa in der Größen­ ordnung von 2,5 : 1 bis 3,5 : 1 liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Konizität des Streckwalzenmantels (24) von etwa 1 : 25.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckwalze (14; 15) aus einem zylindrischen Kern (Rohr 21) und einem darauf aufgebrachten, den balligen oder doppelkonischen Mantel aufweisenden Reibkör­ per (22) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn (11) die Streck­ walze(n) (14; 15) um wenigstens 180°, vorzugsweise bis etwa 270° umschlingt.