EP2159156A2 - Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen, insbesondere Hochleistungspackanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen, insbesondere Hochleistungspackanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung Download PDF

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EP2159156A2
EP2159156A2 EP09162961A EP09162961A EP2159156A2 EP 2159156 A2 EP2159156 A2 EP 2159156A2 EP 09162961 A EP09162961 A EP 09162961A EP 09162961 A EP09162961 A EP 09162961A EP 2159156 A2 EP2159156 A2 EP 2159156A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
positioning
individual
devices
fixing
packaging material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09162961A
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English (en)
French (fr)
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EP2159156A3 (de
Inventor
Josef Nelles
Thomas Lücke
Sven Marquardt
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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Publication of EP2159156A2 publication Critical patent/EP2159156A2/de
Publication of EP2159156A3 publication Critical patent/EP2159156A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B25/00—Packaging other articles presenting special problems
    • B65B25/14—Packaging paper or like sheets, envelopes, or newspapers, in flat, folded, or rolled form
    • B65B25/146—Packaging paper or like sheets, envelopes, or newspapers, in flat, folded, or rolled form packaging rolled-up articles
    • B65B25/148—Jumbo paper rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B57/00—Automatic control, checking, warning, or safety devices

Definitions

  • the invention relates to a device for packaging material web rolls, in particular high-performance packaging plant, comprising at least one wrapping station and devices for positioning and / or fixing different packaging material components in successively arranged process section areas of the device, wherein in each case at least a part of the arranged in the individual process section areas different facilities is provided multiple times ,
  • the invention further relates to a method for operating such a device.
  • Apparatus for packaging web rolls are previously known in a variety of prior art designs. These usually comprise at least one winding station, in which the web rolls are wrapped on its outer circumference with packaging material that protrudes slightly beyond the end faces of the rollers and there forms a so-called folding projection, a folding station, by means of which the folding supernatant is flanged, depending on a unit , which applies inner or outer end cover to the end faces of the material web rolls, and a pressing station, by means of which the outer end covers are pressed against the material web rolls, these stations can be effective in individual process section areas. In this case, for example, two such devices may be provided in the process section area for applying the inner end cover to achieve high packaging throughputs.
  • Voith Paper "Voith RFS - the Roll Finishing System for the Highest Quality and Productivity", Voith Druck fi 1d 2005-05 1100.
  • the embodiment of such devices described therein is for high productivity and high Throughputs designed by this is characterized for handling the individual end cap on the individual end faces of the web roll each by separate handling devices.
  • all such devices are networked with one another, so that when one of these devices is switched off, all the other devices are also shut down.
  • the entire effective range of these devices is secured in such a way that it can not be accessed by the operating personnel as long as one of the devices is still active. In order to achieve further performance increases, it is necessary to further increase the number of handling devices.
  • the invention is therefore based on the object to develop a device for packaging material web rolls and a method for increasing the productivity of such a system, so that the disadvantages mentioned are avoided.
  • the productivity is due to the avoidance of interruptions of the automatic mode during the setup of the plant to increase.
  • a device for packaging material web rolls, in particular high-performance packaging plant comprising at least one wrapping station and devices for positioning and / or fixing different packaging material constituents in successively arranged process section regions of the device, wherein in each case a part of the arranged in the individual process section areas different facilities is provided multiple times is characterized in that the devices arranged in a process section area are arranged and configured such that their effective areas are free of overlap with each other and at least one of the devices of successive process section areas can be coupled to one another in terms of control technology with formation of process lines which can be controlled individually or jointly.
  • the inventive control technology coupling of devices for positioning and / or fixing different packaging material components in successively arranged process section areas of the device allows the creation of autonomously operable process lines, which can be operated either individually or jointly.
  • the known from the prior art forced coupling of the facilities of a process section area with each other is canceled.
  • the relationships between the devices of a process section area are achieved by the control technology coupling of the process lines. Due to the subdivision into process lines and their coupling with each other, their number can be set arbitrarily and the device can in terms of their operation to the different throughput requirements with good Energy balance and be adapted at optimal capacity while avoiding overcapacity.
  • the individual devices for positioning and / or fixing different packaging material constituents can be arranged in successively arranged process section regions of the individual process lines in a control circuit.
  • the control engineering effort for a process line is thereby low.
  • the individual devices for positioning and / or fixing different packaging material components of a process line can be electrically decoupled from each other or electrically coupled to each other.
  • the individual devices for positioning and / or fixing different packaging material components of a process line are preferably arranged in a circuit. This allows a very easy to implement deactivation of a process line. In particular, it is ensured that when a device is switched off, all devices are deactivated.
  • the individual devices for positioning and / or fixing different packaging material components in successively arranged process section areas can each be arranged in separate control circuits, which can be coupled to one another via a higher-level control system.
  • the individual devices for positioning and / or fixing different packaging material components can each be arranged in a circuit, wherein the circuits of a process line can be coupled together.
  • different modes of operation which are characterized by suitability for different utilization and thus different production / packing speeds, are realized by the optional integration of a different number of process lines in the packaging process. This is implemented by the at least control technology coupling this.
  • control technology For control technology coupling at least one, the individual process lines associated control / regulations higher-level control / regulation can be provided.
  • This control / regulation is also referred to as main control, while the individual process lines, in particular individual devices associated controls act as sub-controllers.
  • the entire system functions according to the master-slave principle.
  • the individual process lines can be electrically coupled to one another.
  • a deactivation / activation of the entire device can be realized in a simple manner.
  • the circuits of the individual devices for positioning and / or fixing different packaging material components and / or the individual process lines can be designed to be electrically coupled to one another.
  • the effective ranges of the individual devices for positioning and / or fixing different packaging material constituents in a process section area are determined at least from the space that can be described by the movement of these. These may be arranged adjacent to each other but also at a distance from each other. For economic space utilization, however, an arrangement is preferably immediately adjacent, preferably selected tangentially.
  • the devices for positioning and / or fixing can be performed differently.
  • the device comprises, for example, in a first Process section Devices for positioning and / or fixing of inner end covers, wherein each one device is associated with at least one end side of the web roll.
  • the device preferably comprises in a second process section means for positioning and / or fixing of outer end covers, wherein in each case a device is associated with at least one end side of the web roll.
  • a third process section for example, devices for positioning and / or fixing of markings, in particular labels can be provided.
  • the individual devices in particular for the positioning and / or fixing of end caps, must be suitable for providing a system both on one and on both end sides, which has to be taken into account in the effective areas with regard to their arrangement or in the positioning of the material web roll with respect to them ,
  • the device for packaging in particular high-performance packaging plant, comprises a controller / controller which activates only one of the process lines or a plurality of lines in parallel depending on a selected mode of operation - first mode of operation or second mode of operation.
  • the method for operating a device for the packaging of material web rolls, in particular high-performance packaging plant is characterized in that depending on a production specification, in particular a target specification for a throughput per unit time this is operable in at least two modes, a first mode of operation, by activating a plurality or of all process lines and a second mode of operation characterized by the activation of only one or a predefined number of process lines.
  • the FIG. 1 illustrates in a schematic simplified representation of the basic structure of an inventively designed device 1 for the packaging of web rolls 2, in particular a plurality of web rolls 2.1 to 2.n with a packaging material.
  • the device 1 is designed as a high-performance packaging system. This allows the packaging of more than 150 web rolls per hour, preferably more than 190 web rolls per hour.
  • the device 1 comprises at least one wrapping station 3, in which the individual web roll 2.1 to 2.n is enveloped in each case with packaging material.
  • the packaging material for the peripheral wrapping is provided via a packaging material dispensing device 4, which is part of the wrapping station 3.
  • the wrapping operation is carried out either free of relative movement between the material web roll and the packaging web in the longitudinal direction of the wrapping station 3 or with relative movement between the wrapping web roll 2.1 to 2.n and the packaging material dispensing device 4.
  • the packaging material web removable from the packaging material dispensing device 4 is unrolled from packaging material web rolls and guided around the outer periphery of the individual web rolls 2.1 to 2.n.
  • the leadership of the packaging material web can be done exactly perpendicular to the longitudinal axis of the web roll around the circumference or at an angle to this. In the latter case, a spiral winding is essentially produced.
  • a wrapping with only one Packaging material web or a plurality of packaging material webs are produced.
  • the packaging material dispensing device 4 not only one, but at the same time a plurality of packaging material web rolls are present, which are used for wrapping.
  • the packaging material dispensing device 4 is stationary or displaceable relative to the material web roll 2 in the axial direction. This applies analogously also to the web roll 2 during the wrapping process.
  • the wrapping of the individual material web rolls 2.1 to 2.n takes place continuously or discontinuously.
  • a supernatant of packaging material on both sides of the end faces of the web roll 2.1 to 2.n to be wrapped is generated during the wrapping process, which folds used to fix a front cover.
  • the attachment to each of the end faces in the form of a front cover unit which is characterized by a so-called inner end cover S I and outer end cover S A.
  • the inner end cover S I is applied before or during the wrapping process in a first process section area PA1 to the end face of the material web roll 2.1 to 2.n to be wrapped and prefixed by wrapping the protruding edges of packaging material.
  • the attachment of the outer end cover S A takes place .
  • the inner end cover S I is attached at least indirectly to the enclosure, ie on the outer end cover S A and its connection to the packaging material web.
  • the position of the end covers S I and S A corresponding devices 5.1, 5.2 and 6.1, 6.2 in the form of handling devices, especially industrial robots can be used.
  • at least one device 5.1 for positioning and fixing the position of the inner end cover S I and a device 6.1 for positioning and fixing the position of the outer end cover S A is provided.
  • the individual end covers S A and S I at the two end faces of the material web roll 2.1 to 2.n to be wrapped are preferably simultaneously in the individual process section areas PA1, PA2 attached.
  • a plurality of, preferably at least two devices for positioning and / or fixing different packaging material components are provided in the individual process section areas.
  • each of the devices 5.1, 5.2, 6.1, 6.2 and 11.1, 11.2 in the individual process section areas PA1, PA2, PA3 is characterized by an effective range 9.1, 9.2, 10.1, 10.2, 12.1, 12.2, the effective range being determined by the required range of motion of the individual devices 5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2 is writable.
  • the effective range 9.1, 9.2 or 10.1, 10.2 of the devices 5.1, 5.2 or 6.1, 6.2 is characterized by the range of movement of these devices when removing the end covers from the respective provision areas 7.1, 7.2 or 8.1, 8.2.
  • the devices provided in a process section area PA1, PA2, PA3 are arranged and configured in such a way that their effective areas 9.1, 9.2 or 10.1, 10.2 or 12.1, 12.2 are each free of overlap with one another.
  • at least one of the devices in the successive process section areas PA1, PA2, PA3 is combined under control technology to form process lines 14, 15.
  • two process lines 14, 15 are formed in the present example, wherein the first process line 14 is formed by the devices 5.1, 6.1 and 11.1, while the second process line 15 is formed by the devices 5.2, 6.2 and 11.2, wherein the individual devices of a process line 14, 15 at least in terms of control technology are coupled together.
  • These are arranged in each case in a control circuit 16, 17.
  • the individual control devices 14, 15 can be electrically decoupled from one another or can also be arranged in each case in a circuit 21 or 22.
  • the control circuits 16, 17 enable the targeted activation of individual devices of a process line 14, 15.
  • the individual process lines 14, 15 are individually controllable and operable, but both can be active, especially in high-power operation, in which case they are coupled together.
  • the first mode of operation I corresponds to the high-performance mode in which both process lines 14, 15 are actuated.
  • the second mode of operation II corresponds to a mode of operation with a lower throughput, in which the packaging tasks are performed only with one of the devices in the individual process section areas.
  • the devices 5.1, 5.2 or 6.1, 6.2 and the marking devices 11.1, 11.2 provided for positioning and fixing the inner end cover S I and outer end cover S A are arranged, designed and controllable such that they each have the inner end cover S in a first operating mode I or outer end cover S A in pairs at the opposite end faces of the web roll 2 position and fix in position.
  • the positioning and fixing process is preferably carried out synchronously.
  • both process lines 14, 15 and thus both control circuits 16, 17 are driven in parallel. These are at least tax-technically coupled with each other.
  • the control takes place according to FIG. 2a For example, via a common control 19.
  • the devices of a process line 14, 15 may be arranged in a circuit 21, 22 or each of the devices is integrated in a separate circuit.
  • the circuits 21, 22 of the process lines 14, 15 can also be coupled to one another in the first mode of operation. In this case, in the first mode of operation I can also be a shutdown of all means for fixing the position of packaging material components. By coupling the two circuits 21 and 22 can thus be ensured that when switching off one of the devices 5.1 or 5.2, 6.1 or 6.2 or 11.1 or 11.2 and the other is taken out of service.
  • the individual devices 5.1, 5.2 or 6.1, 6.2 in such a way and to interconnect them in terms of circuitry that the first and second process lines 14, 15 are generated, wherein the first process line 14 is provided by a device for Positioning and position fixation of the inner end cover S I , in particular 5.1, as well as one of these downstream in the transport direction of the web roll device for positioning and fixing the position of the outer end cover S A 6.1 and the marking device 11.1 is characterized.
  • the devices within a control circuit 16, 17 are so coordinated with respect to their control that they in one Mode of operation, which is characterized by the handling of the consumables on both faces of the web roll to be wrapped, each with a device operated in such a coordinated manner that they are preferably simultaneously active on different web rolls.
  • FIGS. 2a and 2b illustrate in a schematic simplified representation of the structure of the individual process lines 14, 15 from the individual devices 5.1, 6.1, 11.1 or 5.2, 6.2, 11.2 and their control technology coupling.
  • the individual devices of a process line 14, 15 are each arranged in a control circuit 16, 17 and controlled via this, preferably via in each case one the control circuit 16, 17 associated control / regulation 18, 19, which are coupled via a higher-level control / regulation 20 with each other can.
  • a forced coupling in the first mode I is realized, which includes, for example, a simultaneous activation, deactivation of the individual lines 14, 15.
  • the control / regulation in the individual process lines 14, 15 may be autonomous or else coordinated with each other via the higher-level control / regulation 20.
  • the individual devices of a process line are electrically decoupled from each other and can be individually controlled control technology.
  • an electrical coupling of the devices of a process line 14, 15 by arrangement in a circuit 21, 22.
  • the individual circuits 21, 22 may be free of electrical coupling with each other or, according to a particularly advantageous embodiment in the first mode of operation also electrically coupled to each other.
  • the two circuits 21, 22 are either completely self-sufficient operable from each other or are coupled.
  • the individual controls / arrangements are realized by means of appropriate control / regulating devices, the functions of which can also be integrated in shared control / regulating devices.
  • D. h. The functions of the main control / regulation 20 and the control / regulation 14, 15 can thereby purely device technology taken over by a control device become.
  • the processes can be implemented by means of programmable routines, ie the control of the individual devices 5.1, 6.1, 9, 12, 5.2, 6.2 of the lines 14, 15 can take place via a control device.
  • the control of the individual devices of a process line 14, 15 takes place in each case by presetting manipulated variables to the individual devices in lines 14 and 15.
  • FIGS. 3a to 3c is shown in a simplified schematic representation based on a signal flow diagram, the operation.
  • a required production throughput of the device 1 for the packaging of web rolls 2 in particular in dependence on a required power Psoll, which corresponds to a throughput per unit time
  • set the mode of operation I or II depending on a required production throughput of the device 1 for the packaging of web rolls 2, in particular in dependence on a required power Psoll, which corresponds to a throughput per unit time
  • a setpoint value for a quantity of material web rolls 2.1 to 2.n to be packaged in a predefined time period T and the operating parameters of the device 1, in particular packaging speed v function as input variables.
  • an operating mode I, II is selected.
  • FIG. 3b both process lines 14, 15 activated according to A or according to B in Figure 3c only one, here for example 15.
  • the adjusting devices of the devices 5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2 of the individual process lines 14, 15 are controlled. This is done by specifying corresponding manipulated variables Y5.1, Y5.2, Y6.1, Y6.2, Y11.1, Y11.2.
  • the solution according to the invention is not on in the FIGS. 1 to 3 limited embodiments shown. This applies in particular to the possibilities of forced coupling of the individual handling units with each other and their arrangement.
  • the individual handling devices in the individual lines 14, 15 are each arranged such that they are suitable, the respective handling tasks, in particular positioning and position fixing for individual Consumables components, in particular front cover or labels to be able to make on both opposite end faces of the web roll. This presupposes that the individual devices for positioning and / or fixing as a rule are also characterized for the different operating modes by different control programs which describe the movement of the handling device.
  • the arrangement of the individual handling devices in the individual lines 14, 15 is such that at least one of the two handling devices and thus the establishment of one of the lines 14 or 15 only in the position is to make a supply of end caps on both sides of the web roll.
  • the other device belonging to the other line can then be arranged such that in the production process it is only able to take effect on one of the front sides.
  • the first possibility offers the advantage that it is much more independent in terms of the choice of the individual device and thus more universally applicable, the utilization of the individual lines is controlled as far as possible with a view to a uniform utilization. As a result, substantially the same availabilities for the individual devices of the different lines are realized and an exchange of components or maintenance work can be coordinated with each other at the same time at all facilities.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)
  • Packaging Of Special Articles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) und eine Vorrichtung (1) zur Verpackung von Materialbahnrollen (2.1-2.n), insbesondere Hochleistungspackanlage, umfassend zumindest eine Umhüllungsstation (3) und Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen (PA1, PA2, PA3) der Vorrichtung, wobei jeweils ein Teil der in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen (PA1, PA2, PA3) angeordneten unterschiedlichen Einrichtungen mehrfach vorgesehen ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Prozessabschnittsbereich (PA1, PA2, PA3) angeordneten Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung derart angeordnet und ausgebildet sind, dass deren Wirkbereiche (9.1, 9.2, 10.1, 10.2, 12.1, 12.2) frei von einer Überlappung miteinander sind und zumindest jeweils eine der Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung aufeinanderfolgender Prozessabschnittsbereiche (PA1, PA2, PA3) steuerungstechnisch miteinander unter Ausbildung von Prozesslinien (14, 15) koppelbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen, insbesondere Hochleistungspackanlage, umfassend zumindest eine Umhüllungsstation und Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen der Vorrichtung, wobei jeweils zumindest ein Teil der in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen angeordneten unterschiedlichen Einrichtungen mehrfach vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung.
  • Vorrichtungen zum Verpacken von Materialbahnrollen sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Diese umfassen in der Regel mindestens eine Wickelstation, in der die Materialbahnrollen auf ihrem Außenumfang mit Verpackungsmaterial umschlungen werden, das über die Stirnseiten der Rollen ein wenig hinausragt und dort einen sogenannten Faltüberstand bildet, eine Faltstation, mittels derer der Faltüberstand umgebördelt wird, je eine Einheit, die Innen- bzw. Außenstirndeckel an die Stirnseiten der Materialbahnrollen anlegt, und eine Pressstation, mittels derer die Außenstirndeckel an die Materialbahnrollen angepresst werden, wobei diese Stationen in einzelnen Prozessabschnittsbereichen wirksam werden können. Dabei können im Prozessabschnittsbereich zum Anlegen der Innenstirndeckel zur Erzielung hoher Verpackungsdurchsätze beispielsweise zwei derartige Einrichtungen vorgesehen werden. Diesbezüglich wird auf die Druckschrift Voith Paper: "Voith RFS - das Roll Finishing System für höchste Qualität und Produktivität", Voith Druck fi 1d 2005-05 1100 verwiesen. Die darin beschriebene Ausführung derartiger Vorrichtungen ist für eine hohe Produktivität und hohe Durchsätze ausgelegt, indem diese zum Handling der einzelnen Stirndeckel an den einzelnen Stirnseiten der Materialbahnrolle jeweils durch separate Handling-Einrichtungen charakterisiert ist. Dabei sind aus Sicherheitsgründen alle derartigen Einrichtungen miteinander vernetzt, so dass beim Abstellen einer dieser Einrichtungen auch alle anderen stillgesetzt werden. Der gesamte Wirkbereich dieser Einrichtungen ist derart abgesichert, dass dieser vom Bedienpersonal nicht betretbar ist, solange eine der Einrichtungen noch aktiv ist. Um weitere Leistungssteigerungen zu erzielen, ist es erforderlich, die Anzahl der Handling-Einrichtungen weiter zu vergrößern. Dabei werden jedoch bei Betriebsweisen, die eine nicht so hohe Auslastung der Anlage bedingen, insbesondere bei geringem Produktionsausstoß einer vorgelagerten Rollenschneidmaschine oder einer anderen Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, die einzelnen Handling-Einrichtungen vorübergehend nicht optimal ausgenutzt. Ein weiteres wesentliches Problem stellen dabei insbesondere die erforderlichen Nachrüstvorgänge für die einzelnen Bereitstellungsbereiche der einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung von Verpackungsbestandteilen dar, die insbesondere bei unterschiedlicher Bestückung oder bei hoher Fehlerquote beim Handling der einzelnen Stirndeckel in unterschiedlichen Zeitintervallen erfolgen müssen. Dies bedingt im Einzelfall einen Stillstand der gesamten Vorrichtung. Bei sehr hohem Produktionsaufkommen kann dies dazu führen, dass die aufgelaufene Menge zum Verpacken der Materialbahnrollen nur sehr langsam wieder abgearbeitet werden kann. Treten Rüstvorgänge vermehrt innerhalb kürzerer Zeit bei hohem Produktionsanfall auf, kann dies ferner zur Reduzierung der Leistung der vorgelagerten Anlagen, wie Rollenschneidmaschine oder Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, führen, bis hin zu deren Abschaltung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen und ein Verfahren zur Erhöhung der Produktivität einer derartigen Anlage zu entwickeln, so dass die genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere ist die Produktivität durch die Vermeidung von Unterbrechungen des Automatikbetriebes während des Rüstens der Anlage zu erhöhen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 18 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Eine Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen, insbesondere Hochleistungspackanlage, umfassend zumindest eine Umhüllungsstation und Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen der Vorrichtung, wobei jeweils ein Teil der in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen angeordneten unterschiedlichen Einrichtungen mehrfach vorgesehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Prozessabschnittsbereich angeordneten Einrichtungen derart angeordnet und ausgebildet sind, dass deren Wirkbereiche frei von einer Überlappung miteinander sind und zumindest jeweils eine der Einrichtungen aufeinanderfolgender Prozessabschnittsbereiche steuerungstechnisch miteinander unter Ausbildung von Prozesslinien, die einzeln oder gemeinsam ansteuerbar sind, koppelbar sind.
  • Die erfindungsgemäße steuerungstechnische Kopplung von Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen der Vorrichtung ermöglicht die Schaffung von autark betreibbaren Prozesslinien, die wahlweise einzeln oder gemeinsam betreibbar sind. Die aus dem Stand der Technik bekannte Zwangskopplung der Einrichtungen eines Prozessabschnittsbereiches untereinander wird aufgehoben. Die Beziehungen zwischen den Einrichtungen eines Prozessabschnittsbereiches werden durch die steuerungstechnische Kopplung der Prozesslinien erzielt. Durch die Untergliederung in Prozesslinien und deren Kopplung untereinander kann deren Anzahl beliebig festgelegt werden und die Vorrichtung kann hinsichtlich ihrer Betriebsweise an die unterschiedlichen Durchsatzanforderungen mit guter Energiebilanz und bei optimaler Auslastung unter Vermeidung von Überkapazitäten angepasst werden.
  • Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der steuerungstechnischen Kopplung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Dabei können in einer ersten Ausführung die einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen der einzelnen Prozesslinien in einem Steuerkreis angeordnet sein. Der steuerungstechnische Aufwand für eine Prozesslinie ist dadurch gering.
  • Die einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile einer Prozesslinie können dazu elektrisch voneinander entkoppelt oder elektrisch miteinander gekoppelt sein. Im letztgenannten Fall sind die einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile einer Prozesslinie vorzugsweise in einem Stromkreis angeordnet. Dies erlaubt eine sehr einfach zu realisierende Deaktivierung einer Prozesslinie. Insbesondere wird sichergestellt, dass bei Ausschaltung einer Einrichtung, alle Einrichtungen deaktiviert werden.
  • In einer weiteren Ausführung können die einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen jeweils in eigenen Steuerkreisen angeordnet werden, die über eine übergeordnete Steuerung/Regelung miteinander koppelbar sind. Die einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile können dazu jeweils in einem Stromkreis angeordnet sein, wobei die Stromkreise einer Prozesslinie miteinander koppelbar sind.
  • Erfindungsgemäß werden unterschiedliche Betriebsweisen, die durch Eignung für unterschiedliche Auslastung und damit unterschiedliche Produktions/Packgeschwindigkeiten charakterisiert sind, durch die wahlweise Einbindung einer unterschiedlichen Anzahl von Prozesslinien in die Verpackungsverfahren realisiert. Dies wird durch die zumindest steuerungstechnische Kopplung dieser umgesetzt.
  • Zur steuerungstechnischen Kopplung kann zumindest eine, den einzelnen Prozesslinien zugeordneten Steuerung/Regelungen übergeordnete Steuerung/Regelung vorgesehen werden. Diese Steuerung/Regelung wird auch als Hauptsteuerung bezeichnet, während die den einzelnen Prozesslinien, insbesondere einzelnen Einrichtungen zugeordneten Steuerungen als Untersteuerungen fungieren. Das Gesamtsystem fungiert nach dem Master-Slave-Prinzip.
  • In einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind die einzelnen Prozesslinien miteinander elektrisch koppelbar. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Deaktivierung/Aktivierung der gesamten Vorrichtung realisiert werden. Dazu können die Stromkreise der einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile und/oder der einzelnen Prozesslinien miteinander elektrisch koppelbar ausgeführt werden.
  • Die Wirkbereiche der einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in einem Prozessabschnittsbereich bestimmen sich zumindest aus den durch die Bewegung dieser beschreibbaren Erstreckungen im Raum. Diese können einander benachbart angeordnet sein aber auch auf Abstand zueinander. Zur ökonomischen Platzausnutzung wird jedoch vorzugsweise eine Anordnung unmittelbar benachbart, vorzugsweise einander tangierend gewählt.
  • Die Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung können unterschiedlich ausgeführt werden. Die Vorrichtung umfasst beispielsweise in einem ersten Prozessabschnitt Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung von Innenstirndeckeln, wobei jeweils eine Einrichtung zumindest einer Stirnseite der Materialbahnrolle zugeordnet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung vorzugsweise in einem zweiten Prozessabschnitt Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung von Außenstirndeckeln, wobei jeweils eine Einrichtung zumindest einer Stirnseite der Materialbahnrolle zugeordnet ist. In einem dritten Prozessabschnitt können beispielsweise Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung von Kennzeichnungen, insbesondere Etiketten vorgesehen werden.
  • Die einzelnen Einrichtungen, insbesondere zur Positionierung und/oder Fixierung von Stirndeckeln müssen geeignet sein, sowohl nur an einer als auch an beiden Stirnseiten eine Anlage zu ermöglichen, was in den Wirkbereichen hinsichtlich ihrer Anordnung zu berücksichtigen ist oder aber in der Positionierung der Materialbahnrolle gegenüber diesen.
  • Die Vorrichtung zur Verpackung, insbesondere Hochleistungspackanlage umfasst dazu eine Steuerung/Regelung, die in Abhängigkeit einer gewählten Betriebsweise - erste Betriebsweise oder zweite Betriebsweise - jeweils nur eine der Prozesslinien oder aber eine Mehrzahl von Linien parallel ansteuert.
  • Das Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen, insbesondere Hochleistungspackanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer Produktionsvorgabe, insbesondere einer Sollvorgabe für einen Durchsatz pro Zeiteinheit diese in zumindest zwei Betriebsweisen betreibbar ist, einer ersten Betriebsweise, die durch die Aktivierung einer Mehrzahl oder aller Prozesslinien charakterisiert ist und einer zweiten Betriebsweise, die durch die Aktivierung nur einer oder einer vordefinierten Anzahl an Prozesslinien charakterisiert ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
    • Figur 1
    verdeutlicht in schematisierter Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen, insbesondere eine Hochleistungspackanlage anhand einer Ansicht von Oben;
    Figuren 2a und 2b
    verdeutlichen Ausführungen der steuerungstechnischen Kopplung der einzelnen Prozesslinien;
    Figuren 3a bis 3c
    zeigen anhand eines Signalflußbildes den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung 1 zur Verpackung von Materialbahnrollen 2, insbesondere einer Mehrzahl von Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n mit einem Verpackungsmaterial. Die Vorrichtung 1 ist dabei als Hochleistungspackanlage ausgeführt. Diese ermöglicht die Verpackung von mehr als 150 Materialbahnrollen pro Stunde, vorzugsweise mehr als 190 Materialbahnrollen pro Stunde. Die Vorrichtung 1 umfasst dazu zumindest eine Umhüllungsstation 3, in welcher die einzelnen Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n jeweils mit Verpackungsmaterial umhüllt wird. Das Verpackungsmaterial für die Umfangsumhüllung wird dabei über eine Verpackungsmaterialspendereinrichtung 4 bereitgestellt, welche Bestandteil der Umhüllungsstation 3 ist. Je nach Art des gewählten Umhüllungsverfahrens wird der Umhüllungsvorgang entweder frei von einer Relativbewegung zwischen Materialbahnrolle und Verpackungsbahn in Längsrichtung der Umhüllungsstation 3 betrachtet ausgeführt oder aber mit Relativbewegung zwischen der zur umhüllenden Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n und der Verpackungsmaterialspendereinrichtung 4. Die der Verpackungsmaterialspendereinrichtung 4 entnehmbare Verpackungsmaterialbahn wird dabei von Verpackungsmaterialbahnrollen abgerollt und um den Außenumfang der einzelnen Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n geführt. Die Führung der Verpackungsmaterialbahn kann dabei genau senkrecht zur Längsachse der Materialbahnrolle um deren Umfang erfolgen oder in einem Winkel zu dieser. Im letztgenannten Fall wird im Wesentlichen eine spiralförmige Wicklung erzeugt. In Abhängigkeit von der Größe, insbesondere der Breite der einzelnen Verpackungsmaterialbahn, kann eine Umhüllung mit nur einer Verpackungsmaterialbahn oder aber mehreren Verpackungsmaterialbahnen erzeugt werden. In diesem Fall sind in der Verpackungsmaterialspendereinrichtung 4 nicht nur eine, sondern gleichzeitig mehrere Verpackungsmaterialbahnrollen vorhanden, die zur Umhüllung verwendet werden. Je nach Art des realisierten Umhüllungsverfahrens ist dabei die Verpackungsmaterialspendereinrichtung 4 ortsfest oder aber relativ zur Materialbahnrolle 2 in axialer Richtung verschiebbar. Dies gilt in Analogie auch für die Materialbahnrolle 2 während des Umhüllungsvorganges. Je nach Ausbildung und Aufbau der Umhüllungsstation 3 erfolgt die Umhüllung der einzelnen Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n kontinuierlich oder diskontinuierlich. Dabei wird während des Umhüllungsvorganges ein Überstand an Verpackungsmaterial beidseits der Stirnseiten der zu verpackenden Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n erzeugt, der umgefaltet zur Fixierung eines Stirndeckels dient. Um bei der Anbringung von Stirndeckeln ein Verkleben und damit eine Beeinträchtigung der auf der Materialbahnrolle 2 aufgewickelten Materialbahn zu vermeiden, erfolgt die Anbringung an jeder der Stirnseiten in Form einer Stirndeckeleinheit, welche durch einen so genannten Innenstirndeckel SI und Außenstirndeckel SA charakterisiert ist. Dabei wird der Innenstirndeckel SI vor oder während des Umhüllungsvorganges in einem ersten Prozessabschnittsbereich PA1 an die Stirnseite der zu umhüllenden Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n angelegt und durch das Umschlagen der überstehenden Ränder an Verpackungsmaterial vorfixiert. In einem nachgeordneten zweiten Prozessabschnittsbereich PA2 erfolgt die Anbringung des Außenstirndeckels SA. Über diesen wird der Innenstirndeckel SI wenigstens mittelbar an der Umhüllung befestigt, d.h. über den Außenstirndeckel SA und dessen Verbindung mit der Verpackungsmaterialbahn. Zur Anbringung, insbesondere Positionierung und Lagefixierung der Stirndeckel SI und SA sind entsprechende Einrichtungen 5.1, 5.2 und 6.1, 6.2 in Form von Handling-Einrichtungen, insbesondere Industrierobotern einsetzbar. Dabei ist zumindest eine Einrichtung 5.1 zur Positionierung und Lagefixierung des Innenstirndeckels SI und eine Einrichtung 6.1 zur Positionierung und Lagefixierung der Außenstirndeckel SA vorgesehen. Um die Vorrichtung 1 mit sehr hoher Produktivität betreiben zu können und damit auch sehr hohe Verpackungsgeschwindigkeiten, insbesondere sehr hohe Taktzahlen, erzielen zu können, erfolgt die Umhüllung mit einer hohen Geschwindigkeit, ferner werden die einzelnen Stirndeckel SA und SI an den beiden Stirnseiten der zu umhüllenden Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n vorzugsweise gleichzeitig in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen PA1, PA2 angebracht. Dies wird dadurch realisiert, dass jeweils eine Mehrzahl von, vorzugsweise zumindest zwei Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen vorgesehen sind. Im dargestellten Fall bedeutet dies, dass im ersten Prozessabschnittsbereich PA1 zumindest zwei Einrichtungen 5.1, 5.2 zur Positionierung und Lagefixierung der einzelnen Innenstirndeckel SI vorgesehen sind. In Analogie gilt dies auch für die Einrichtungen 6.1 und 6.2 zur Positionierung und Lagefixierung eines einzelnen Außenstirndeckels SA in einem zweiten Prozessabschnittsbereich PA2 sowie weiteren Einrichtungen, beispielsweise Kennzeichnungseinrichtungen 11.1, 11.2 in einem Prozessabschnittsbereich PA3. Jede der Einrichtungen 5.1, 5.2, 6.1, 6.2 und 11.1, 11.2 in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen PA1, PA2, PA3 ist durch einen Wirkbereich 9.1, 9.2, 10.1, 10.2, 12.1, 12.2 charakterisiert, wobei der Wirkbereich durch den erforderlichen Bewegungsraum der einzelnen Einrichtungen 5.1, 5.2, 6.1, 6.2,11.1, 11.2 beschreibbar ist. Der Wirkbereich 9.1, 9.2 bzw. 10.1, 10.2 der Einrichtungen 5.1, 5.2 bzw. 6.1, 6.2 ist durch den Bewegungsradius dieser bei der Entnahme der Stirndeckel aus den jeweiligen Bereitstellungsbereichen 7.1, 7.2 bzw. 8.1, 8.2 charakterisiert. Erfindungsgemäß werden die in einem Prozessabschnittsbereich PA1, PA2, PA3 vorgesehenen Einrichtungen derart angeordnet und ausgebildet, dass deren Wirkbereiche 9.1, 9.2 bzw. 10.1, 10.2 bzw. 12.1, 12.2 jeweils frei von einer Überlappung miteinander sind. Ferner wird zumindest eine der Einrichtungen in den aufeinanderfolgenden Prozessabschnittsbereichen PA1, PA2, PA3 unter Ausbildung von Prozesslinien 14, 15 steuerungstechnisch zusammengefasst. Dadurch werden im vorliegenden Beispiel zwei Prozesslinien 14, 15 gebildet, wobei die erste Prozesslinie 14 von den Einrichtungen 5.1, 6.1 und 11.1 gebildet wird, während die zweite Prozesslinie 15 von den Einrichtungen 5.2, 6.2 und 11.2 gebildet wird, wobei die einzelnen Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15 zumindest steuerungstechnisch miteinander gekoppelt sind. Dese sind dazu in jeweils einem Steuerkreis 16, 17 angeordnet. Die Steuerkreise 16, 17 ermöglichen die gezielte Ansteuerung de einzelnen Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15. Die einzelnen Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15 können dazu elektrisch voneinander entkoppelt sein oder aber jeweils auch in einem Stromkreis 21 bzw. 22 angeordnet werden. Die einzelnen Prozesslinien 14, 15 sind einzeln ansteuerbar und betreibbar, können jedoch insbesondere im Hochleistungsbetrieb auch beide aktiv sein, wobei diese in diesem Fall miteinander gekoppelt werden. Im Wesentlichen werden zumindest zwei Betriebsweisen I, II unterschieden. Die erste Betriebsweise I entspricht dem Hochleistungsbetrieb, in welchem beide Prozesslinien 14, 15 betätigt sind. Die zweite Betriebsweise II entspricht einer Betriebsweise mit geringerem Durchsatz, in welcher die Verpackungsaufgaben nur mit einer der Einrichtungen in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen ausgeführt wird. Die zur Positionierung und Lagefixierung der Innenstirndeckel SI bzw. Außenstirndeckel SA vorgesehenen Einrichtungen 5.1, 5.2 bzw. 6.1, 6.2 sowie die Kennzeichnungseinrichtungen 11.1, 11.2 sind dabei derart angeordnet, ausgeführt und ansteuerbar, dass diese in einer ersten Betriebsweise I jeweils die Innenstirndeckel SI bzw. Außenstirndeckel SA paarweise an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Materialbahnrolle 2 positionieren und in der Lage fixieren. Der Positionier- und Fixiervorgang erfolgt dabei vorzugsweise synchron. Zwischen den einzelnen zur Anbringung der Innen- oder Außenstirndeckel vorgesehenen Einrichtungen 5.1, 5.2 bzw. 6.1 und 6.2 besteht in dieser ersten Funktionsweise hinsichtlich der Abstimmung der Abläufe aufeinander eine Zwangskopplung, wobei diese dadurch charakterisiert ist, dass entweder die Positionierung und Lagefixierung gleichzeitig erfolgt oder aber mit einem geringen zeitlichen Versatz zueinander, der vordefiniert sein kann. Bei automatischer Betriebsweise werden dazu beide Prozesslinien 14, 15 und damit beide Steuerkreise 16, 17 parallel angesteuert. Diese sind dazu zumindest steuertechnisch miteinander gekoppelt. Die Ansteuerung erfolgt gemäß Figur 2a beispielsweise über eine gemeinsame Steuerung/Regelung 19. Die Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15 können dazu in einem Stromkreis 21, 22 angeordnet sein oder jede der Einrichtungen ist in einem separaten Stromkreis integriert.
  • Um in einem Störfall alle Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15 außer Betrieb nehmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, diese vorzugsweise auch elektrisch miteinander zu koppeln. Im Störfall kann somit auf einfache Art und Weise die gesamte Prozesslinie 14, 15 außer Betrieb genommen werden. Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung sind auch die Stromkreise 21, 22 der Prozesslinien 14, 15 in der ersten Betriebsweise miteinander koppelbar. In diesem Fall kann in der ersten Betriebsweise I auch eine Abschaltung aller Einrichtungen zur Lagefixierung von Verpackungsmaterialbestandteilen erfolgen.
    Durch die Kopplung der beiden Stromkreise 21 und 22 kann somit sichergestellt werden, dass bei Abschaltung einer der Einrichtungen 5.1 oder 5.2, 6.1 oder 6.2 bzw. 11.1 oder 11.2 auch die jeweils andere außer Betrieb genommen wird. Dies ist insbesondere bei einem erwünschten Betreten des Packbereiches der Fall, wobei sichergestellt sein muss, dass keinerlei Gefahr der Beeinträchtigung für das Bedienpersonal mehr besteht. Erfindungsgemäß ist jedoch ferner vorgesehen, dass in einer weiteren Betriebsweise II jeweils nur eine der Prozesslinien 14 oder 15 aktiv ist. Dies bedeutet, dass lediglich eine einzelne Einrichtung 5.1 oder 5.2 bzw. 6.1 oder 6.2 die Positionierung und Anlage des Innenstirndeckels SI bzw. des Außenstirndeckels SA an voneinander wegweisenden Stirnseiten der zu umhüllenden Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen PA1, PA2, PA3 übernimmt. Zur Realisierung einer derartigen Betriebsweise ist es daher vorgesehen, die einzelnen Einrichtungen 5.1, 5.2 bzw. 6.1, 6.2 derart anzuordnen und miteinander schaltungstechnisch zu koppeln, dass die erste und zweite Prozesslinie 14, 15 erzeugt werden, wobei die erste Prozesslinie 14 durch eine Einrichtung zur Positionierung und Lagefixierung der Innenstirndeckel SI, insbesondere 5.1, sowie eine dieser in Transportrichtung der Materialbahnrolle nachgeordneten Einrichtung zur Positionierung und Lagefixierung des Außenstirndeckels SA 6.1 sowie der Kennzeichnungseinrichtung 11.1 charakterisiert ist.
  • Die Einrichtungen innerhalb eines Steuerkreises 16, 17 sind dabei derart hinsichtlich ihrer Ansteuerung aufeinander abgestimmt, dass diese in einer Betriebsweise, die durch das Handling der Verbrauchsmaterialien an beiden Stirnseiten der zu umhüllenden Materialbahnrolle mit jeweils einer Einrichtung charakterisiert ist, derart aufeinander abgestimmt betrieben werden, dass diese vorzugsweise gleichzeitig an unterschiedlichen Materialbahnrollen tätig sind.
  • Die Figuren 2a und 2b verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung den Aufbau der einzelnen Prozesslinien 14, 15 aus den einzelnen Einrichtungen 5.1, 6.1, 11.1 bzw. 5.2, 6.2, 11.2 sowie deren steuerungstechnische Koppelung. Gemäß Figur 2a sind die einzelnen Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15 jeweils in einem Steuerkreis16, 17 angeordnet und über diese ansteuerbar, vorzugsweise über jeweils eine dem einzelnen Steuerkreis 16, 17 zugeordnete Steuerung/Regelung 18, 19, die über eine übergeordnete Steuerung/Regelung 20 miteinander gekoppelt sein können. Über die Steuer/Regelung 20 wird eine Zwangskoppelung in der ersten Betriebsweise I realisiert, die beispielsweise eine gleichzeitige Aktivierung, Deaktivierung der einzelnen Linien 14, 15 beinhaltet. Die Steuerung/Regelung in den einzelnen Prozesslinien 14, 15 kann autark oder aber ebenfalls über die übergeordnete Steuerung/Regelung 20 aufeinander abgestimmt erfolgen. Gemäß Figur 2a sind die einzelnen Einrichtungen einer Prozesslinie elektrisch voneinander entkoppelt und können steuerungstechnisch einzeln angesteuert werden. Demgegenüber erfolgt gemäß Figur 2b eine elektrische Kopplung der Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15 durch Anordnung in einem Stromkreis 21, 22. Die einzelnen Stromkreise 21, 22 können frei von einer elektrischen Kopplung miteinander sein oder aber gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung in der ersten Betriebsweise auch miteinander elektrisch gekoppelt werden. Die beiden Stromkreise 21, 22 sind entweder vollständig autark voneinander betreibbar sind oder werden gekoppelt.
  • Die einzelnen Steuerungen/Regelungen werden mittels entsprechender Steuer-/Regeleinrichtungen realisiert, wobei die Funktionen dieser auch in gemeinsam genutzten Steuer-/Regeleinrichtungen integriert werden kann. D. h., die Funktionen der Hauptsteuerung/Regelung 20 und der Steuerung/Regelung 14, 15 können dabei rein vorrichtungstechnisch von einer Steuereinrichtung übernommen werden. Die Abläufe können über programmierbaren Routinen realisiert werden, d.h. die Ansteuerung der einzelnen Einrichtungen 5.1, 6.1, 9, 12, 5.2, 6.2 der Linien 14, 15 kann über eine Steuereinrichtung erfolgen. Die Ansteuerung der einzelnen Einrichtungen einer Prozesslinie 14, 15 erfolgt jeweils durch Vorgabe von Stellgrößen an die einzelnen Einrichtungen in den Linien 14 und 15.
  • In den beiden Fällen gemäß Figur 2a, 2b wird sichergestellt, dass jeweils nach gewünschter erster oder zweiter Betriebsweise die einzelnen Linien für sich allein oder aber beide gemeinsam in Aktion sind.
  • In den Figuren 3a bis 3c ist in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Signalflussbildes die Betriebsweise wiedergegeben. Dabei wird in Abhängigkeit eines erforderlichen Produktionsdurchsatzes an der Vorrichtung 1 zur Verpackung von Materialbahnrollen 2, insbesondere in Abhängigkeit von einer geforderten Leistung Psoll, die einem Durchsatz pro Zeiteinheit entspricht, die Betriebsweise I oder II festgelegt. Als Eingangsgrößen fungieren hier ein Sollwert für eine zu verpackende Menge an Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n in einer vordefinierten Zeitdauer T sowie die Betriebsparameter der Vorrichtung 1, insbesondere Verpackungsgeschwindigkeit v. In Abhängigkeit dieser Größen wird eine Betriebsweise I, II ausgewählt. Entsprechend dieser werden gemäß Figur 3b beide Prozesslinien 14, 15 gemäß A aktiviert oder aber gemäß B in Figur 3c nur eine, hier beispielsweise 15. Dementsprechend werden die Stelleinrichtungen der Einrichtungen 5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2 der einzelnen Prozesslinien 14, 15 angesteuert. Dies erfolgt durch Vorgabe von entsprechenden Stellgrößen Y5.1, Y5.2, Y6.1, Y6.2, Y11.1, Y11.2.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungen beschränkt. Dies gilt insbesondere für die Möglichkeiten der Zwangskopplung der einzelnen Handling-Einheiten untereinander und deren Anordnung. Dabei sind die einzelnen Handling-Einrichtungen in den einzelnen Linien 14, 15 jeweils derart angeordnet, dass diese geeignet sind, die jeweiligen Handling-Aufgaben, insbesondere Positionierung und Lagefixierung für einzelne Verbrauchsmaterialkomponenten, insbesondere Stirndeckel oder Etiketten, an beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Materialbahnrolle vornehmen zu können. Dies setzt voraus, dass die einzelnen Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung in der Regel auch für die unterschiedlichen Betriebsweisen durch unterschiedliche Steuerprogramme charakterisiert sind, die die Bewegung der Handling-Einrichtung beschreiben.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung kann es jedoch vorgesehen sein, dass die Anordnung der einzelnen Handling-Einrichtungen in den einzelnen Linien 14, 15 derart erfolgt, dass zumindest eine der beiden Handling-Einrichtungen und damit die Einrichtung einer der Linien 14 oder 15 nur in der Lage ist, eine Versorgung mit Stirndeckeln beidseitig der Materialbahnrolle vorzunehmen. Die andere der jeweils anderen Linie angehörende Einrichtung kann dann derart angeordnet sein, dass diese im Produktionsprozess nur in der Lage ist, an einer der Stirnseiten wirksam zu werden. Die erste Möglichkeit bietet dabei den Vorteil, dass sie wesentlich unabhängiger hinsichtlich der Wahl der einzelnen Einrichtung ist und damit universeller einsetzbar, wobei die Auslastung der einzelnen Linien nach Möglichkeit im Hinblick auf eine gleichmäßige Auslastung gesteuert wird. Dadurch werden im Wesentlichen gleiche Verfügbarkeiten für die einzelnen Einrichtungen der unterschiedlichen Linien realisiert und ein Austausch von Komponenten bzw. Wartungsarbeiten können aufeinander abgestimmt gleichzeitig an allen Einrichtungen erfolgen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zur Verpackung
    2, 2.1-2.n
    Materialbahnrolle
    3
    Umhüllungsstation
    4
    Verpackungsmaterialspendereinrichtung
    5.1, 5.2
    Einrichtung zur Positionierung und/oder Fixierung d der Innenstirndeckel SI
    6.1, 6.2
    Einrichtung zur Positionierung und/oder Fixierung von Außenstirndeckeln SA
    7.1, 7.2
    Bereitstellungsbereich
    8.1, 8.2
    Bereitstellungsbereich
    9.1, 9.2
    Wirkbereich
    10.1, 10.2
    Wirkbereich
    11.1, 11.2
    Kennzeichnungseinrichtung
    12.1, 12.2
    Wirkbereich
    13.1, 13.2
    Bereitstellungsbereich
    14
    Prozesslinie
    15
    Prozesslinie
    16
    Steuerkreis
    17
    Steuerkreis
    18
    Steuerung/Regelung
    19
    Steuerung/Regelung
    20
    Steuerung/Regelung
    21
    Stromkreis
    22
    Stromkreis
    Psoll
    Sollleistung
    PH
    Vergleichswert
    I, II
    Betriebsweise
    PA1, PA2, PA3
    Prozessabschnittsbereiche
    SI
    Innenstirndeckel
    SA
    Außenstirndeckel
    Y61, Y6.2
    Stellgröße
    Y6.1, Y6.2
    Stellgröße
    Y11.1, Y11.2
    Stellgröße
    A, B
    Prozesse

Claims (18)

  1. Vorrichtung (1) zur Verpackung von Materialbahnrollen (2.1-2.n), insbesondere Hochleistungspackanlage, umfassend zumindest eine Umhüllungsstation (3) und Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen (PA1, PA2, PA3) der Vorrichtung, wobei jeweils ein Teil der in den einzelnen Prozessabschnittsbereichen (PA1, PA2, PA3) angeordneten unterschiedlichen Einrichtungen mehrfach vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in einem Prozessabschnittsbereich (PA1, PA2, PA3) angeordneten Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung derart angeordnet und ausgebildet sind, dass deren Wirkbereiche (9.1, 9.2, 10.1, 10.2, 12.1, 12.2) frei von einer Überlappung miteinander sind und zumindest jeweils eine der Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung aufeinanderfolgender Prozessabschnittsbereiche (PA1, PA2, PA3) steuerungstechnisch miteinander unter Ausbildung von Prozesslinien (14, 15) koppelbar sind.
  2. Hochleistungspackanlage (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen (PA1, PA2, PA3) der einzelnen Prozesslinien (14, 15) in einem Steuerkreis (16, 17) angeordnet sind.
  3. Hochleistungspackanlage (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) in nacheinander angeordneten Prozessabschnittsbereichen (PA1, PA2, PA3) jeweils in eigenen Steuerkreisen (18, 19) angeordnet sind, die über eine übergeordnete Steuerung/Regelung (20) miteinander koppelbar sind.
  4. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) einer Prozesslinie (14, 15) elektrisch voneinander entkoppelt sind.
  5. Hochleistungspackanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) einer Prozesslinie (14, 15) elektrisch miteinander gekoppelt sind.
  6. Hochleistungspackanlage (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) einer Prozesslinie (14, 15) in einem Stromkreis (21, 22) angeordnet sind.
  7. Hochleistungspackanlage (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) jeweils in einem eigenen Stromkreis angeordnet sind und die Stromkreise einer Prozesslinie (14, 15) miteinander koppelbar sind.
  8. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Prozesslinien (14, 15) miteinander steuerungstechnisch gekoppelt sind.
  9. Hochleistungspackanlage (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur steuerungstechnischen Kopplung zumindest eine, der den einzelnen Prozesslinien (14, 15) zugeordnete Steuerung/Regelung (18, 19) übergeordnete Steuerung/Regelung (20) vorgesehen ist.
  10. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Prozesslinien (14, 15) miteinander elektrisch koppelbar sind.
  11. Hochleistungspackanlage (1) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stromkreise (21, 22) der einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile (SI, SA) und/oder der einzelnen Prozesslinien (14, 15) miteinander elektrisch koppelbar sind.
  12. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Prozesslinien (14, 15) voneinander elektrisch entkoppelt sind.
  13. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wirkbereiche (9.1, 9.2, 10.1, 10.2, 12.1, 12.2) der einzelnen Einrichtungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung unterschiedlicher Verpackungsmaterialbestandteile in einem Prozessabschnittsbereich (PA1, PA2, PA3) einander benachbart angeordnet sind.
  14. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    diese in einem ersten Prozessabschnitt (PA1) Einrichtungen (5.1, 5.2) zur Positionierung und/oder Fixierung von Innenstirndeckeln (SI) umfasst, wobei jeweils eine Einrichtung (5.1, 5.2) zumindest einer Stirnseite einer Materialbahnrolle (2.1-2.n) zugeordnet sind.
  15. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass diese in einem zweiten Prozessabschnitt (PA2) Einrichtungen (6.1, 6.2) zur Positionierung und/oder Fixierung von Außenstirndeckeln (SA) umfasst, wobei jeweils eine Einrichtung (6.1, 6.2) zumindest einer Stirnseite der Materialbahnrolle (2.1-2.n) zugeordnet sind.
  16. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass diese in einem dritten Prozessabschnitt (PA3) Einrichtungen (11.1, 11.2) zur Positionierung und/oder Fixierung von Kennzeichnungen, insbesondere Etiketten umfasst.
  17. Hochleistungspackanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass diese eine Steuerung/Regelung (19) umfasst, die in Abhängigkeit einer gewählten Betriebsweise (I, II) erste Betriebsweise (I) oder zweite Betriebsweise (II) - jeweils nur eine der Prozesslinien (14, 15) oder aber eine Mehrzahl von Linien (14, 15) parallel ansteuert.
  18. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) zur Verpackung von Materialbahnrollen (2.1-2.n), insbesondere Hochleistungspackanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Abhängigkeit von einer Produktionsvorgabe, insbesondere einer Sollvorgabe (Psoll) für einen Durchsatz pro Zeiteinheit (T) diese in zumindest zwei Betriebsweisen (I, II) betreibbar ist, einer ersten Betriebsweise, die durch die Aktivierung einer Mehrzahl oder aller Prozesslinien (114, 15) charakterisiert ist und einer zweiten Betriebsweise (I, II), die durch die Aktivierung nur einer oder einer vordefinierten Anzahl an Prozesslinien (14, 15) charakterisiert ist.
EP09162961A 2008-08-05 2009-06-17 Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen, insbesondere Hochleistungspackanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung Withdrawn EP2159156A3 (de)

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