DE4137448A1 - Verfahren zum umwickeln von zylindrischen produkten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln von zylin­ drischem Gut mit einem inneren, nicht mit Gut ausgefüllten ebenfalls zylindrischen Freiraum, wobei das aus einer dehnba­ ren endlosen Kunststoffolienbahn (Stretchfolie) bestehende Verpackungsmaterial die Stirnflächen (Augen) des inneren zy­ lindrischen Freiraumes in einem definierten Bereich beidsei­ tig unbedeckt läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es erlaubt, das zy­ lindrische Gut auf seinem Umfang und an den Stirnflächen ganzflächig mit Folie zu umhüllen, ohne die Enden (Augen) des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders vollständig zu überdecken und gleichzeitig ein Abrutschen der Folie beim Anlegen an die stirnseitigen Kanten des Zylinders zu vermei­ den.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch folgende aufeinander­ folgende Verfahrensschritte gelöst:

• a) Anbringen einer an ihrer Oberfläche haftenden Kunststoffo­ lie an die beiden Enden der zylindrischen Fläche eines Gutes,
• b) Umwicklung des zylindrischen Gutes mit einer dehnbaren Folie durch Drehbewegung einer Wickelvorrichtung um die vertikale Längsachse des zylindrischen Gutes, ohne die Enden des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders (Augen) vollständig zu überdecken und dabei ein Abrut­ schen der Folie beim Anlegen an die stirnseitigen Kanten des Zylinders zu vermeiden.
• c) Beidseitig gleichmäßige kreisförmige Überdeckung der beiden Öffnungen (Augen) des inneren zylindrischen Frei­ raumes des Gutes in einem definierten Bereich durch oszil­ lierende Vertikalbewegung der unter b) genannten Wickel­ vorrichtung während einer 360°-Umdrehung des Tragarmes um das zylindrische Gut.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Verfahrens­ schritt a) alternativ zu der eingangs beschriebenen Ausfüh­ rung der Maschine in einer separaten Maschine, welche der Ma­ schine für die Ausführung der Verfahrensschritte b) und c) vorgelagert ist, durchgeführt werden.

Eine vollkommen kreisrunde Überdeckung über den äußeren Rand des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders (Auge) wird erreicht, wenn vor Beginn der Verfahrensschritte b) und c) kreisbogen- oder kreisförmige Vorrichtungen, dessen Durchmes­ ser kleiner als der Durchmesser des inneren, nicht mit Gut ausgefüllten Zylinders ist, in diesen beidseitig an den Enden eingeführt wird und während der Ausführung der Verfah­ rensschritte b) und c) in dieser Position verbleibt. Mit dieser Vorrichtung wird die um die vertikale Achse des Gutes zu wickelnde Folie an den Stirnseiten des inneren Zylinders in einem frei zu definierenden Bereich über den äußeren Rand des Auges geführt. Durch die weitere Drehung des zylindri­ schen Gutes um seine Langsachse entsteht so eine beidseitig gleiche kreisrunde Überdeckung über den äußeren Bereich des Auges. Das Maß dieser Überdeckung ist abhängig vom Abstand dieser kreisbogen- oder kreisförmigen Vorrichtung zum Rand des inneren Zylinders.

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine Verpackungsma­ schine erforderlich, mit der in einem ersten Schritt eine dehnbare Kunststoffolienbahn mit haftender Oberfläche an den beiden Enden der zylindrischen Fläche des Gutes an seinem Umfang angebracht wird. Das zu umwickelnde zylindrische Gut wird auf der Zylinderseite liegend mittels einer Transport­ einrichtung auf einem Auflagewalzenpaar abgelegt. Die Aufla­ gewalzen sind in horizontaler Richtung angeordnet und dreh­ bar gelagert. Je nach Erfordernis sind eine oder auch beide Auflagewalzen mit je einem Antrieb versehen, welcher diese in Drehbewegung um ihre eigene Längsachse versetzt. Seitlich neben der Zylinderfläche des Gutes ist eine Säule ange­ ordnet, in der ein Schlitten vertikal verfahrbar gelagert ist. An diesem Schlitten ist ein Trägerarm montiert, welcher aus der vertikalen in die horizontale schwenken kann.

An diesem Trägerarm ist eine Abwickelvorrichtung zur Aufnah­ me einer Rolle dehnbaren Folienmaterials ausgebildet. Diese Abwickelvorrichtung ist längs des Trägerarms verfahrbar aus­ geführt. An dem freien Ende des Trägerarms ist eine kuppelba­ re drehbar gelagerte Andruckscheibe mit aufgebauter Folien­ klemmvorrichtung ausgebildet.

Die an ihrer Oberfläche haftende Folie wird an oben bezeich­ nete Fläche des Gutes angelegt, indem die Abwickelvorrich­ tung mit Folienrolle den Folienanfang an die Klemmvorrich­ tung der drehbar gelagerten Andruckscheibe übergibt und die Abwickelvorrichtung in einem Abstand von der Andruckscheibe längs des Trägerarmes verfährt, welcher größer ist als der Radius des zu verpackenden Gutes.

Im Anschluß daran verfährt der Trägerarm vertikal auf eine Position, welche der horizontalen Mittenachse des auf den Auflagewalzen liegenden Gutes entspricht.

Der Trägerarm schwenkt daraufhin in die horizontale Lage und verfährt in dieser Position horizontal in Richtung der Stirn­ fläche des zylindrischen Gutes, bis diese Bewegung durch den Kontakt der Andruckscheiben nach Auskuppeln derselben be­ grenzt wird.

Die mit diesem Vorgang nunmehr ebenfalls horizontal gelager­ te Folienrolle wird um einen frei zu definierenden Weg in ho­ rizontaler Richtung zur vertikalen Mittenachse des zylindri­ schen Gutes verschoben.

Nach diesem Vorgang wird das zylindrische Gut mittels der an­ getriebenen Auflagewalzen in eine Drehbewegung um die eigene horizontale Längsachse versetzt; die an der Stirnfläche des zylindrischen Gutes angedrückte "Andruckscheibe" mit inte­ grierter Folienklemmvorrichtung wird von diesem ebenfalls in eine synchrone Drehbewegung versetzt, wobei die Folie über die äußere Kante des zylindrischen Gutes von der Klemmvor­ richtung gehalten wird und an dem Ende der Zylinderoberflä­ che auf den Umfang des zylindrischen Gutes aufgebracht wird. Nachdem die Folie einen Teilbereich der Enden des zylindri­ schen Gutes durch seine Drehung bedeckt hat, kann die Abwic­ kelvorrichtung in horizontaler Richtung von der vertikalen Mittenachse des zylindrischen Gutes in Richtung seines Zylin­ derendes verfahren werden, womit sich die Folie aufgrund ihrer Dehneigenschaften sowohl an das Ende der zylindrischen Fläche des Gutes anlegt als auch um seine Kante herumgezogen wird und somit den äußeren Bereich der Kopffläche des Gutes bedeckt.

Dieser Vorgang wird synchron an dem anderen Ende des zylin­ drischen Gutes ausgeführt.

Mit diesem ersten Verfahrensschritt ist gewährleistet, daß der nachfolgend beschriebene 2. Verfahrensschritt, bei dem eine weitere dehnbare Folie auf einer Kreisbahn um die verti­ kale Achse des zylindrischen Gutes bewegt wird, an die Kanten desselben angelegt werden kann, ohne beim Umfahren der Stirnflächen an diesen Kanten abzurutschen.

Diese Umwicklung wird ober- oder unterhalb der horizontalen Längsachse des zylindrischen Gutes ausgeführt, um die beiden Stirnseiten (Augen) des inneren, nicht mit dem Gut ausgefüll­ ten Zylinders, in einem definierten Durchmesserbereich frei­ zuhalten.

Die Umwicklung wird mit einem angetriebenen horizontal und um seine vertikale Achse drehbar gelagerten Träger ausge­ führt, an dessen freiem Ende sich ein Tragarm vertikal nach unten erstreckt, welcher eine Wickelvorrichtung trägt, die zur Aufnahme einer Rolle der Kunststoffolie ausgebildet und in Längsrichtung ihres Tragarmes verstellbar gelagert ist. Zum Umwickeln des zylindrischen Gutes wird dabei der Träger nach dem Anlegen des Anfanges der dehnbaren Folienbahn an das Gut um die vertikale Drehachse gedreht, wobei die Folie unter Spannung von der Rolle abgerollt und aufgrund der Hö­ henverstellung der Wickelvorrichtung ober- oder unterhalb der horizontalen Mittenachse des zylindrischen Gutes um dieses gewickelt wird.

Das Gut liegt dabei auf den bereits beschriebenen drehbar ge­ lagerten Auflagewalzen auf.

Während der Drehbewegung des Trägers mit Tragarm und Wickel­ vorrichtung werden die das Gut tragenden Auflagewalzen in Drehbewegung versetzt, womit sich das Gut um seine horizonta­ le Längsachse dreht. Die Relation der Winkelgeschwindigkeit des zylindrischen Gutes zur Drehgeschwindigkeit des Tragar­ mes bestimmt bei definierter Breite der Folienbahn die Über­ lagerung einer Folienbahn über die vorher an das Gut angeleg­ te.

Während einer Umdrehung des Trägers führt die Wickelvorrich­ tung eine oszillierende Vertikalbewegung aus, wodurch die Ober- oder Unterkante der Folienbahn während der Drehbewe­ gung des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse immer waagerecht in einem definierten Abstand zu dieser Längsachse an die Stirnflächen des Gutes angelegt wird.

Diese oszillierende Bewegung gewährleistet eine beidseitig gleichmäßige kreisförmige Überdeckung der beiden Öffnungen (Augen) des inneren zylindrischen Freiraumes des Gutes in einem definierten Bereich.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens besteht darin, die Maschine mit zwei Trägern und zwei Wickelvorrichtungen, welche zueinander um 180° ver­ setzt angeordnet sind, auszuführen. Diese Weiterbildung er­ füllt den Zweck einer verkürzten Verpackungsdauer.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 Eine Ansicht der Verpackungsanlage zur Er­ läuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 Eine Draufsicht der Verpackungsanlage zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3, 4 Einzelheiten zur Erläuterung der Fig. 1,

Fig. 5 Das Verpackungsbild des zylindrischen Gutes,

Fig. 6 und 7 Eine (An-)Draufsicht mit separater Anordnung der Maschine für Verfahrensschritt a) sowie für Verfahrensschritt b) + c).

In der Fig. 1 sind der Träger 1 mit Tragarm 2 und Wickelvor­ richtung 3 und das zylindrische Gut für zwei verschiedene Durchmesser 4 und 5 auf den beiden Auflagewalzen 6 auflie­ gend dargestellt. Das zylindrische Gut wird mit einer Förder­ einrichtung im Zentrum der Verpackungsanlage auf dem Auflage­ walzenpaar 6 aufgelegt. Seitlich neben der Längsrichtung des zylindrischen Gutes ist eine Säule 7 angeordnet, in deren Schlitten 8 vertikal verfahrbar gelagert ist. Der an diesem Schlitten angebrachte Trägerarm 9 ist in einem Winkel von 90 Grad aus einer vertikalen Stellung in die horizontale schwenkbar 14, 19. Die Darstellungen in Fig. 1 und Fig. 2 zeigen den Trägerarm 9 in seiner horizontalen Stellung.

An dem Trägerarm ist ein Abwickelvorrichtung 10 zur Aufnahme einer Rolle dehnbaren Folienmaterials ausgebildet. Das freie Ende des Trägerarmes 9 ist für die Aufnahme einer kuppelba­ ren drehbar gelagerten Antriebsscheibe 11 mit angebauter Fo­ lienklemmvorrichtung 12 ausgebildet. Die Einzelheit Fig. 3, erläutert diese Darstellung mit allen Bewegungsrichtungen.

In der vertikalen Stellung 14 (nicht dargestellt) des Träge­ rarmes 9 verfährt die Abwickelvorrichtung 10 in Richtung der Andruckscheibe 11 am freien Ende des Trägerarmes. Die An­ druckscheibe 11 ist mit einer Zentriereinrichtung ausgebil­ det, mit der die aufgebaute Folienklemmvorrichtung 12 in einer fixen Position aus einer dafür vorgesehenen und auf der Abwickelvorrichtung 10 angebrachten Folientrenn- und Klemmvorrichtung die Folie 13 übernehmen kann.

Im nächsten Schritt verfährt die Abwickelvorrichtung 10 in Richtung des Schlittens 8, wobei der Abstand der Achse der Andruckscheibe 11 von der Achse der Wickelvorrichtung 10 grö­ ßer ist, als der Radius des anschließend zu umwickelnden zy­ lindrischen Gutes 4.

Im Anschluß daran verfährt der Schlitten 8 mit Trägerarm 9, vertikal auf eine Position, in der die Mittelachse der Lage­ rung der Andruckplatte der horizontalen Längsachse 15 des zy­ lindrischen Gutes entspricht.

Die Schwenkbewegung des Trägerarms 9 aus der vertikalen Stel­ lung in die horizontale Stellung kann sowohl vor letztgenann­ tem Vorgang als auch danach ausgeführt werden. Die anschlie­ ßende Horizontalbewegung des Trägerarmes 9 in Richtung der vertikalen Mittenachse 16 des zylindrischen Gutes wird ange­ halten, sobald die Andruckplatte 11 gegen die Stirnseite des­ zylindrischen Gutes drückt und durch diesen Druck aus der Zentrierung ausgekuppelt wird.

Die Bewegungsrichtung der Achse dieser Andruckplatte ist in Fig. 3 mit der Position 17 gekennzeichnet.

Die Wickelvorrichtung wird in horizontaler Richtung 18 zur vertikalen Mittenachse 16 des zylindrischen Gutes 4 bewegt, wobei die Folie über die äußere Kante des zylindrischen Gutes 4 zwischen Folienklemmvorrichtung 12 und Wickelvorrich­ tung 10 gespannt wird. Durch Drehbewegung des zylindrischen Gutes um die eigene horizontale Längsachse 15 wird die Folie auf das Gut aufgebracht 18, 13, wobei die Andruckscheibe 11 mit Folienklemmvorrichtung 12 durch Reibschluß mit der Stirn­ seite des zylindrischen Gutes ebenfalls in Drehbewegung ver­ setzt wird.

Nach spätestens einer 360 Grad-Drehung des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse kann die Folienbahn 13 innerhalb der Wickelvorrichtung 18 entgegen ihrer Abzugrich­ tung gebremst werden.

In Verbindung mit einer Horizontalbewegung der Wickelvorrich­ tung 18 in Richtung des Trägerarmes 9 wird sich die Folie 13 bei Erhöhung ihrer Bahnspannung zwischen Wickelvorrichtung 18 und zylindrischem Gut 4 um die Kante dieses Gutes ziehen, womit einerseits ein Kantenschutz, ,andererseits bedingt durch die Hafteigenschaften der Folienoberfläche die Voraus­ setzung für die Verfahrensschritte b) und c) geschaffen sind.

Die Anordnung der Einzelheit nach Fig. 3 ist grundsätzlich für jede Stirnseite des zylindrischen Gutes erforderlich, so daß für jede Stirnseite ein schwenkbar gelagerter Trä­ gerarm 9 erforderlich ist. Beide Trägerarme sind an dem Schlitten 8 schwenkbar gelagert 19 angeordnet.

Der anschließende Verfahrensschritt b) ist in Einzelheit Fig. 4 dargestellt.

Hierzu wird der an dem freien Ende des Trägers 1 angebrachte Tragarm 2 mit Wickelvorrichtung 3 an die vertikale Achse 16 des zylindrischen Gutes auf einer Kreisbahn um das Gut be­ wegt. Die Wickelvorrichtung 3 ist in Längsrichtung ihres Tra­ garmes 2 verstellbar gelagert, so daß eine Höhenpositionie­ rung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Durchmesser des zy­ lindrischen Gutes 4 ausgeführt werden kann.

Nach Start der Drehbewegung des Trägers 1 mit Tragarm 2 und Wickelvorrichtung 3 um die vertikale Mittenachse 16 des zy­ lindrischen Gutes 4 wird zeitlich verzögert die Drehbewegung des zylindrischen Gutes 4 um seine horizontale Längsachse durch die angetriebenen Auflagewalzen 6 eingeleitet.

Nach Fig. 4 wird diese Umwicklung derart ausgeführt, daß der untere Rand der Folienbahn die Enden (Augen) des nicht mit Gut ausgefüllten zylindrischen Freiraumes 20 in einem frei definierbaren Bereich an seinen Rändern überdeckt.

Bedingt durch die Drehrichtung des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse 15 sowie durch die Drehrichtung des Trägers 1 mit Tragarm 2 und Wickelvorrichtung 3 um das Gut stellt sich jedoch der Effekt ein, daß die Stirnseite des Gutes eine größere Überdeckung der Augen des zylindri­ schen Freiraumes 20 aufweist als ihre gegenüberliegende. Diesem negativem Effekt wird entgegengewirkt, indem die Wic­ kelvorrichtung 3 während einer 360 Grad-Drehung um die verti­ kale Mittenachse des zylindrischen Gutes eine oszillierende, vertikale Bewegung in Längsrichtung ihres Tragarmes 2 aus­ führt, derart, daß am Beispiel der Fig. 4 die Unterkante der Folienbahn beim Anlegen an die Kante der Stirnseite A in der Höhe einen größeren Abstand zur horizontalen Längsachse des zylindrischen Gutes einnimmt als auf der diagonal ge­ genüberliegenden Kante der entsprechenden Stirnseite B.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens zur Erzeugung einer kreisrunden Überdeckung über den äu­ ßeren Rand des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders (Auge) 20 besteht darin, vor Beginn der Verfahrensschritte (b) und (c) eine kreisbogen- oder kreisförmige Vorrichtung, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des inneren, nicht mit Gut ausgefüllten Zylinders ist, in diesen beidsei­ tig an den Stirnseiten des Gutes einzuführen. Mit dieser Vor­ richtung 21 wird die um die vertikale Achse des Gutes zu wickelnde Folie an den Stirnseiten des inneren Zylinders in einem definierten Bereich über den äußeren Rand des Auges 20 bei Drehung des zylindrischen Gutes 4 um seine horizontale Längsachse geführt.

Zur Anpassung an unterschiedliche Durchmesser des zylindri­ schen Gutes, unterschiedliche Durchmesser des inneren, nicht mit Gut ausgefüllten Zylinders, sowie für die Variation des Maßes für die Überdeckung des Randes des inneren Zylinders, ist diese kreisbogen- oder kreisförmige Vorrichtung in ihrer Höhe verstellbar ausgeführt.

Das Verpackungsbild der mit vorgenanntem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Umwicklung ist in Fig. 5 dargestellt.

Fig. 1 und Fig. 2 stellen eine vorgenannte Maschine mit je 2 Wickelvorrichtungen für die Ausführung der Verfahrens­ schritte a), b), und c) dar. Fig. 6 und 7 stellen eine Anla­ genausführung dar, in welcher der Verfahrensschritt a) mit einer separaten Maschine erfolgt. Diese Maschine ist der Ver­ packungsmaschine zur Durchführung der Verfahrensschritte b) und c) vorangestellt.

Claims (1)

1. Verfahren zum Umwickeln von zylin­ drischem Gut mit einem inneren, nicht mit Gut ausgefüllten ebenfalls zylindrischen Freiraum, wobei das aus einer dehnba­ ren endlosen Kunststoffolienbahn (Stretchfolie) bestehende Verpackungsmaterial die Stirnflächen (Augen) des inneren zy­ lindrischen Freiraumes in einem definierten Bereich beidsei­ tig unbedeckt läßt, mit folgenden Verfahrensschritten:

   • a) Anbringen einer an ihrer Oberfläche haftenden Kunststoffo­ lie an die beiden Enden der zylindrischen Fläche des Gutes,
   • b) Umwicklung des zylindrischen Gutes mit einer dehnbaren Folie durch Drehbewegung einer Wickelvorrichtung um die vertikale Längsachse des zylindrischen Gutes, ohne die Enden des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders (Augen) vollständig zu überdecken und dabei ein Abrut­ schen der Folie beim Anlegen an die stirnseitigen Kanten des Zylinders zu vermeiden.
   • c) Beidseitig gleichmäßige kreisförmige Überdeckung der beiden Öffnungen (Augen) des inneren zylindrischen Frei­ raumes des Gutes in einem definierten Bereich durch oszil­ lierende Vertikalbewegung der unter b) genannten Wickel­ vorrichtung während einer 360°-Umdrehung des Tragarmes um das zylindrische Gut.