DE4428512C1 - Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an Rollen, insbesondere Papierrollen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von Stirn­ deckeln an Rollen, insbesondere Papierrollen, mit

• - einer Rollenauflage die eine die Rollenachse enthaltende Mittel­ ebene definiert,
• - zwei Deckelhaltern zum Anlegen je eines kreisförmigen und in bezug zur Rollenachse zentrierten Stirndeckels an je eine Rollen­ stirnfläche und
• - mindestens zwei Haftstreifenspendern je Deckelhalter, die zur Anpassung an Rollen unterschiedlichen Durchmessers ein­ stellbar und zum Abgeben je eines Haftstreifens ausgebildet sind, der sich radial über einen Randbereich eines Stirndeckels und achsparallel über den angrenzenden Randbereich der Rollenman­ telfläche erstreckt.

Papierrollen der beispielsweise in Rotationsdruckmaschinen für den Zeitungsdruck verwendeten Art werden für den Transport vom Papierhersteller zur Druckerei üblicherweise gegen Feuchtig­ keit, Staub und Schmutz sowie gegen mechanische Beschädigungen folgendermaßen geschützt:

• 1. Wird an die beiden Stirnseiten der Papierrolle je ein kreisförmiger innerer Stirndeckel angelegt und am Wickelkern der Papierrolle mittels eingeschossener Klammern befestigt; gelegentlich werden anstelle solcher Klammern oder zusätzlich Klebstreifen verwen­ det, die jeweils radial an einen Stirndeckel angelegt werden, sich über dessen radial äußeren Rand hinaus bis zum radial äußeren Rand der Papierrolle und dann ein Stück weiter längs einer Mantellinie der Papierrolle erstrecken.
• 2. Werden um die Papierrolle ungefähr 1,5 bis 6 Windungen Packpapier herumgelegt, dessen Breite größer ist als diejenige der Papierrolle, so daß an deren beiden Stirn­ seiten je ein Überhang entsteht, der dann radial nach innen über den äußeren Rand des betreffenden inneren Stirndeckels gefaltet wird.
• 3. Wird jeder der nach innen gefalteten Überhänge und der von ihm teilweise überdeckte innere Stirndeckel durch Ankleben eines äußeren Stirndeckels abgedeckt, der den Überhang in seiner nach innen gefalteten Lage festhält und der Papierrolle zusätzlichen Kantenschutz gibt.

Diese Schutzmaßnahmen haben sich bei Transport und Lagerung von Papierrollen bewährt und allgemein durchgesetzt. Am Verwendungs­ ort einer in der beschriebenen Weise verpackten Papierrolle, beispielsweise in einer Druckerei, werden die radial nach innen gefalteten Überhänge der Umhüllung samt mit ihnen verklebten Stirndeckeln vom zylindrischen Teil der Umhüllung abgeschnit­ ten, und dieser wird längs einer Mantellinie aufgeschnitten, so daß er sich dann leicht abnehmen läßt. Lästig ist allerdings, daß die Klammern, mit denen die inneren Stirndeckel am Wickel­ kern der Papierrolle befestigt worden sind, nicht planmäßig entfernt werden können, da sie von den äußeren Stirndeckeln abgedeckt sind. Die Klammern bleiben deshalb entweder an den inneren Stirndeckeln hängen und bilden dort eine Verletzungs­ gefahr, oder sie reißen aus den inneren Stirndeckeln aus und bleiben am Wickelkern hängen, aus dem sie dann herausgezogen werden müssen, damit sie sich nicht in einer weiterverarbeiten­ den Maschine, beispielsweise Rotationsdruckmaschine, in unkon­ trollierter Weise lösen. Es besteht deshalb das Bedürfnis, auch die inneren Stirndeckel nur noch mit Haftstreifen an den zu schützenden Papierrollen zu befestigen.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung ist Gegen­ stand einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 44 16 532.3 vom 10.05.1994; dort ist eine Gestaltung unter Schutz gestellt, die es ermöglicht, jeden Stirndeckel gleichzeitig an mehreren in Umfangsabständen ange­ ordneten Stellen an einer Rolle zu befestigen. Als Haftstreifen sind vorzugsweise solche nach einer ebenfalls älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 44 03 373.7 vom 03.02.1994 vorgesehen. Solche Haftstreifen weisen in ihrer Längsrichtung abwechselnd klebende und nicht­ klebende Bereiche auf. Die klebenden Bereiche sind jeweils ei­ nem Stirndeckel bzw. Mantelflächenabschnitt der Rolle zugeord­ net; die nichtklebenden Bereiche sollen den Zwischenraum zwi­ schen Stirndeckel und äußerem Rand der Rolle so überbrücken, daß der vom Stirndeckel freigelassene, ringförmige äußere Be­ reich der Stirnfläche der Rolle davor geschützt ist, mit Kleb­ stoff verschmutzt zu werden. Solche Haftstreifen sind jedoch im Vergleich mit durchgehend beschichteten Haftstreifen teuer in der Herstellung. Auch ist die Verarbeitung solcher Haftstreifen nicht ganz einfach, da die intermittierende Beschichtung nur dann ihren Sinn erfüllt, wenn sichergestellt ist, daß die klebenden Bereiche jeweils nur mit dem Stirndeckel bzw. der Mantelfläche der zu verpackenden Rolle in Berührung kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrich­ tung derart weiterzubilden, daß sie sich zum Anbringen von Stirn­ deckeln an Rollen, insbesondere Papierrollen, mittels billigerer und leichter verarbeitbarer Haftstreifen eignet.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 die Stirnansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1,

Fig. 3 bis 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 in vier auf­ einanderfolgenden Phasen eines Arbeitszyklus,

Fig. 7 den vergrößerten Schnitt VII-VII in Fig. 3,

Fig. 8 den vergrößerten Schnitt VIII-VIII in Fig. 4,

Fig. 9 eine Schrägansicht der Rolle beim Anbringen eines Stirndeckels und

Fig. 10 eine Seitenansicht der Rolle während des weiteren Verpackens.

Die dargestellte Vorrichtung ist Bestandteil einer Anlage zum Verpacken von Rollen 10, insbesondere Papierrollen, die, ehe sie an ihrer Rollenmantelfläche 12 mit Packpapier umhüllt wer­ den, an ihren beiden Rollenstirnflächen 14 mit je einem inneren Stirndeckel 16 abgedeckt werden sollen. Dabei soll jeder Stirn­ deckel 16 an drei im Winkel gegeneinander versetzten Stellen mit je einem Haftstreifen 18 befestigt werden, der sich radial über einen Randbereich des Stirndeckels 16 sowie längs einer Mantellinie über einen Randbereich der Rollenmantelfläche 12 erstreckt.

Die Vorrichtung hat eine Rollenauflage 20 von flachem, V-förmi­ gem Querschnitt, auf die jeweils eine Rolle 10 aufgelegt wird, wodurch die Rollenachse A in einer definierten senkrechten Mit­ telebene B zu liegen kommt. Die Rollenauflage 20 ist auf einem Maschinenbett 22 zwischen zwei Hauptschlitten 24 angeordnet, die zur Anpassung an Rollen 10 unterschiedlicher Länge parallel zur Rollenachse A einstellbar sind. In Fig. 1 sind nur der linke Hauptschlitten 24 und die ihm zugeordneten Teile der Vorrich­ tung dargestellt; die rechte Hälfte der Vorrichtung ist zur linken Hälfte spiegelsymmetrisch.

Jeder der beiden Hauptschlitten 24 trägt einen plattenförmigen Deckelhalter 26, der eine Deckelauflage 28 von flachem V-förmi­ gem Profil ähnlich demjenigen der Rollenauflage 20 aufweist. Der Deckelhalter 26 hat eine schräge Ruhelage, die in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Ein in dieser Lage auf den Deckelhalter 26 aufgelegter Stirndeckel 16 rutscht auf dem Deckelhalter abwärts, wobei er von der Deckelauflage 28 zen­ triert wird, so daß der Mittelpunkt C des Stirndeckels 16, un­ abhängig von dessen Durchmesser, stets in der senkrechten Mit­ telebene B zu liegen kommt.

Der Deckelhalter 26 ist mittels eines Paars seitlicher Wangen 30 um eine waagerechte Kippachse D kippbar am zugehörigen Haupt­ schlitten 24 gelagert. Die Kippachse D erstreckt sich im rech­ ten Winkel zur Rollenachse A. Somit ist der Deckelhalter 26 samt seiner Deckelauflage 28 aus der in Fig. 1 mit strichpunk­ tierten Linien angedeuteten Ruhelage in eine mit vollen Linien gezeichnete Arbeitsstellung kippbar, in der er in einer senkrechten, zur Rollenachse A normalen Ebene steht. Damit der zuvor aufgelegte Stirndeckel 16 sich dabei nicht vom Deckelhal­ ter 26 lösen kann, weist dieser mehrere Saugnäpfe 32 auf, die evakuierbar sind, um den Stirndeckel 16 solange festzuhalten, bis er an der Rolle 10 befestigt worden ist.

Der Deckelhalter 26 ist im wesentlichen symmetrisch zur senk­ rechten Mittelebene B der Vorrichtung gestaltet und dazu aus­ gebildet, Stirndeckel 16 von sehr unterschiedlichem Durchmesser aufzunehmen. Aus einem Sortiment mit abgestuften Durchmessern werden für jede Rolle 10 Stirndeckel 16 ausgewählt, deren Außen­ durchmesser möglichst groß, jedoch nicht größer als der Außen­ durchmesser der Rolle ist. Der größte und der kleinste auf der Vorrichtung verarbeitbare Stirndeckel 16 sind in Fig. 2 mit je einem strichpunktierten Kreis angedeutet. Die Saugnäpfe 32 sind so angeordnet, daß jeder verarbeitbare Stirndeckel 16 von min­ destens zwei Saugnäpfen festgehalten werden kann.

Der Deckelhalter 26 weist eine mittlere Aussparung auf, hinter der eine am Deckelhalter befestigte mittlere Führung 34 und, parallel dazu, ein z. B. elektro-mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Lineartrieb 36 angeordnet sind. Auf der mittleren Führung 34 ist ein vom Lineartrieb 36 verstellbarer mittlerer Schlitten 38 geführt, auf dem ein mittlerer Haftstreifenspender 40 angeordnet ist.

Vom Hauptschlitten 24 ragen, symmetrisch zur senkrechten Mit­ telebene B, zwei seitliche Arme 42 weg, die unterhalb des Deckelhalters 26 je eine seitliche Führung 44 samt seitlichem Lineartrieb 46 tragen. Auf den beiden seitlichen Führungen 44 ist je ein seitlicher Schlitten 48 mittels des zugehörigen Lineartriebs 46 verstellbar geführt. Die beiden seitlichen Schlitten 48 tragen je einen seitlichen Haftstreifenspender 50.

Jeder der seitlichen Haftstreifenspender 50 ist um eine zur Rollenachse A parallele waagerechte Schwenkachse E schwenkbar auf dem zugehörigen seitlichen Schlitten 48 gelagert. An seiner der Rollenachse A zugewandten Vorderseite weist jeder seitliche Haftstreifenspender 50 ein Rollenpaar 52 auf, dessen Rollen in gleichen Abständen von der Schwenkachse E angeordnet sind. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß jeder der beiden seitlichen Haftstreifenspender 50 sich selbsttätig radial zur Rolle 10 einstellt, sobald er vom zugehörigen Lineartrieb 46 soweit in Richtung zur senkrechten Mittelebene B vorgeschoben worden ist, daß sein Rollenpaar 52 gegen die Rollenmantelfläche 12 stößt. Fig. 2 zeigt, wie sich die seitlichen Haftstreifenspender 50 in bezug auf die kleinstmögliche Rolle 10 ebenso radial einstellen (linke Hälfte der Fig. 2) wie in bezug auf die größtmögliche Rolle 10 (rechte Hälfte).

Die Haftstreifenspender 40 und 50 gleichen einander weitgehend; deshalb wird im folgenden nur der in Fig. 3 bis 8 näher darge­ stellte Haftstreifenspender 40 beschrieben. Er hat eine Haft­ streifenführung 54, die in einer zur Rollenachse A parallelen oder diese enthaltenden Ebene liegt und einen in Seitenansicht gemäß Fig. 3 bis 6 Z-förmigen Verlauf hat. Die Haftstreifenführung 54 beginnt mit einem zur Rollenachse A ungefähr parallelen Zuführ­ abschnitt 56, der ein geschlossenes Rechteckprofil hat; daran schließt sich ein annähernd radialer Abschnitt 58 an, dessen Richtung radial nach außen von der Ebene des zugehörigen Deckel­ halters 26 leicht divergiert und schließlich in einen ungefähr achsparallelen Abschnitt 60 übergeht. Der Zuführabschnitt 56, der ungefähr radiale Abschnitt 58 und der Anfang des ungefähr achsparallelen Abschnitts 60 sind, von der Rollenstirnfläche 14 aus gesehen, jenseits des zugehörigen Deckelhalters 26 angeord­ net. Der ungefähr achsparallele Abschnitt 60 erstreckt sich durch den Deckelhalter 26 hindurch, so daß er die Rollenmantel­ fläche 12 längs eines Mantellinienabschnitts übergreift. Der radiale Abschnitt 58 und der achsparallele Abschnitt 60 der Haftstreifenführung 54 haben ein C-förmiges Profil, das zur Rollenfläche 14 hin bzw. - wie vor allem aus Fig. 7 und 8 ersichtlich - zur Rollenmantelfläche 12 hin offen ist.

Jeder der Haftstreifenspender 40 und 50 hat eine Abrollvorrich­ tung 62, auf der ein Haftstreifenvorrat in Form einer Spule 64 gelagert ist. Von der Spule 64 erstreckt sich der Haftstreifen 18 zwischen zwei Förderrollen 66 hindurch, die mit umkehrbarer Drehrichtung antreibbar sind. Der von den Förderrollen 66 er­ faßte Haftstreifen 18 gelangt in den Zuführabschnitt 56 und weiter in den radialen Abschnitt 58 und schließlich in den achs­ parallelen Abschnitt 60 der Haftstreifenführung 54. An oder nahe dem Ende der Haftstreifenführung 54 ist am Haftstreifen­ spender 40 bzw. 50 ein Klemmkörper 68 aus elastischem Werk­ stoff, z. B. Gummi, befestigt, der bei einer radialen Zustell­ bewegung des den betreffenden Haftstreifenspender tragenden Schlittens 38 bzw. 48 einen Endanschlag bildet, indem er gegen die Rollenmantelfläche 12 stößt, wobei er deren äußere Papier­ lage festklemmt.

Jedem der im Profil C-förmigen Abschnitte 58 und 60 der Haft­ streifenführung 54 ist ein Aktivator 70 zugeordnet, der einen durch den betreffenden Abschnitt 58 bzw. 60 hindurch gegen den Haftstreifen 18 drückbaren Stößel 72 aufweist. Der Stößel 72 nimmt normalerweise eine vor allem aus Fig. 7 ersichtliche Ruhe­ stellung ein, in der er den Haftstreifen 18 nicht berührt, so daß dieser von den Förderrollen 66 entlang der gesamten Haft­ streifenführung 54 unbehindert bewegt werden kann. In einer aktivierten Stellung, die vor allem in Fig. 8 abgebildet ist, drückt der Stößel 72 mit seiner im wesentlichen ebenen Stirn­ fläche gegen die Rückseite des Haftstreifens 18, so daß dessen - in Fig. 7 und 8 unten liegende - mit Polyethylen (PE) oder ähnlichem, unter Hitze erweichendem, Kunststoff beschichtete Vorderseite gegen die Rolle 10 gedrückt wird, und zwar gegen die Rollenstirnfläche 14 von dem am radialen Abschnitt 58 an­ geordneten Stößel 72 bzw. gegen die Rollenmantelfläche 12 von dem am achsparallelen Abschnitt 60 angeordneten Stößel 72.

Im dargestellten Beispiel hat jeder Aktivator 70 einen Hubmotor 74, der beispielsweise ein Elektromagnet oder eine pneumatische Kolbenzylindereinheit sein kann sowie ein Heizelement 76, mit dem der zugehörige Stößel 72 mindestens im Bereich seiner frei­ en Stirnfläche auf eine Temperatur erhitzbar ist, die höher ist als die Schmelztemperatur der PE-Beschichtung, jedoch nicht so hoch, als daß der Haftstreifen 18 durch die vorgesehene kurz­ zeitige Einwirkung des Stößels 72 beschädigt werden könnte. Das Heizelement 76 kann beispielsweise nach dem Prinzip der Elektro­ induktion arbeiten. Alternativ könnte das Heizelement 76 durch einen elektrischen oder pneumatischen Motor ersetzt werden, der den Stößel 72 in so schnelle Drehung versetzt, daß der von sei­ ner Stirnfläche unter Druck berührte Bereich des Haftstreifens 18 durch die dabei entstehende Reibung erhitzt wird.

Am Stößel 72 des dem ungefähr radialen Abschnitt 58 der Haftstrei­ fenführung 54 zugeordneten Aktivators 70 ist ein Messer 78 so befestigt, daß es jeweils beim Ausfahren dieses Stößels den Haftstreifen 18 in einem diesem Stößel nahegelegenen Bereich zwischen dem Stößel und der Rollenachse A durchtrennt, wodurch in einem an den Zuführabschnitt 56 angrenzenden Bereich des radialen Abschnitts 58 der Haftstreifenführung 54 jeweils ein neues Endstück 80 des Haftstreifens 18 gebildet wird.

Die Strecke, die der Haftstreifen 18 zu Beginn jedes Arbeits­ zyklus von den Förderrollen 66 vorwärtsgeschoben wird, wird von einer Steuerung bestimmt, die entsprechend dem Durchmesser der Rolle 10 einstellbar ist, und an die ein Sensor 82 angeschlos­ sen ist, der am ungefähr achsparallelen Abschnitt 60 der Haft­ streifenführung 54 angeordnet ist und die Ankunft des Endstücks 80 überwacht. Am oder nahe dem Ende des achsparallelen Abschnitts 60 ist ein weiterer Sensor 84 angeordnet, der sicherstellt, daß die Förderrollen 66 erst dann in Gang gesetzt werden, wenn die Haftstreifenführung 54 in Bezug auf die zu verpackende Rolle 10 die aus den Zeichnungen ersichtliche Arbeitsstellung eingenom­ men hat.

Vor, während oder spätestens kurz nach dem Anlegen eines Stirndeckels 16 an die dargestellte Rollenstirnfläche 14 wird der Haftstreifen 18 von den Förderrollen 66 soweit vorgescho­ ben, daß sein Endstück 80 die aus Fig. 3 ersichtliche Lage im Bereich des Sensors 82 einnimmt. Die Stößel 72 sämtlicher Ak­ tivatoren 70 nehmen noch ihre ebenfalls aus Fig. 3 sowie aus Fig. 7 ersichtliche Ruhestellung ein. Sodann wird der Stößel 72 des dem achsparallelen Abschnitt 60 der Haftstreifenführung 54 zugeordneten Aktivators 70 ausgefahren, so daß er das Endstück 80 des Haftstreifens 18 gegen die Rollenmantelfläche 12 drückt und durch Hitzeeinwirkung mit dieser verklebt oder verschweißt. Sobald dieser Vorgang begonnen ist, während also der genannte Stößel 72 das Endstück 80 noch gegen die Rollenmantelfläche 12 drückt, werden die Förderrollen 66 rückwärts angetrieben, so daß sie den Haftstreifen 18 in der aus Fig. 5 ersichtlichen Wei­ se straffen. Erst dann wird der Stößel 72 des am radialen Ab­ schnitt 58 der Haftstreifenführung 54 angeordneten Aktivators 70 ausgefahren, so daß er den ihm zugeordneten Bereich des Haft­ streifens 18 gegen die Rollenstirnfläche 14 drückt und mit die­ ser verklebt oder verschweißt. Erst gegen Ende dieses Vorgangs kommt schließlich das Messer 78 zur Wirkung, wodurch der Haft­ streifen 18 gemäß Fig. 6 durchtrennt wird.

Wenn die beiden Rollenstirnflächen 14 mit je einem Stirndeckel 16 abgedeckt worden sind, wird die Rolle 10 gemäß Fig. 10 mit einer mehrlagigen Umhüllung 86, z. B. aus Packpapier versehen, deren Überstände radial nach innen gefaltet und mit je einem äußeren Stirndeckel 88 überdeckt werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln (16) an Rollen (10), insbesondere Papierrollen, mit

• - einer Rollenauflage (20), die eine die Rollenachse (A) ent­ haltende Mittelebene (B) definiert,
• - zwei Deckelhaltern (26) zum Anlegen je eines kreisförmigen und in bezug zur Rollenachse (A) zentrierten Stirndeckels (16) an je eine Rollenstirnfläche (14) und
• - mindestens zwei Haftstreifenspendern (40, 50) je Deckelhalter (26), die zur Anpassung an Rollen (10) unterschiedlichen Durch­ messers einstellbar und zum Abgeben je eines Haftstreifens (18) ausgebildet sind, der sich radial über einen Randbereich eines Stirndeckels (16) und achsparallel über den angrenzenden Rand­ bereich der Rollenmantelfläche (14) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß
• - jeder Haftstreifenspender (40, 50) eine Haftstreifenführung (54) für einen normalerweise nicht klebenden, jedoch durch Energiezufuhr aktivierbaren Haftstreifen (18) aufweist,
• - jede Haftstreifenführung (54) zwei Führungsabschnitte (58, 60) aufweist, die sich aneinander anschließen und sich so anordnen lassen, daß sich ein Abschnitt (58) ungefähr radial, und der andere Abschnitt (60) sich ungefähr in Richtung einer Mantel­ linie einer Rolle (10) erstreckt, und
• - jedem dieser Abschnitte (58, 60) ein Aktivator (70) zugeordnet ist, mit dem sich der Haftstreifen (18) an die Rolle (10) an­ drücken und aktivieren läßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden genannten Abschnitte (58, 60) der Haftstreifenführung (54) ein zu einer Rollenstirnfläche (14) bzw. Rollenmantelfläche (12) hin offenes, C-förmiges Profil haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivatoren (70) je einen Stößel (72) zum Andrücken des Haftstreifens (18) an eine Rollenstirnfläche (14) bzw. Rollenmantelfläche (12) auf­ weisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den genannten Abschnitten (58, 60) der Haftstreifenführung (54) antreibbare Förderrollen (66) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Förderrollen (66) umkehrbar ist und daß hinter den genannten Abschnitten (58, 60) der Haftstreifenführung (54) ein Klemmkör­ per (68) angeordnet ist, mit dem sich die äußeren Windungen der Rolle (10) festklemmen lassen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haftstreifen­ führung (54) ein Messer (78) zum Durchtrennen des Haftstreifens (18) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (78) von einem der Aktivatoren (70) antreibbar ist.