EP2202160A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an der Stirnseite einer Materialbahnrolle - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an der Stirnseite einer Materialbahnrolle Download PDF

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EP2202160A1
EP2202160A1 EP09172313A EP09172313A EP2202160A1 EP 2202160 A1 EP2202160 A1 EP 2202160A1 EP 09172313 A EP09172313 A EP 09172313A EP 09172313 A EP09172313 A EP 09172313A EP 2202160 A1 EP2202160 A1 EP 2202160A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressing
abutment
contact pressure
web
roll
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Withdrawn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
EP09172313A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Nelles
Sven Marquardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2202160A1 publication Critical patent/EP2202160A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for attaching end caps on a front side of a roll of web material by means of at least one pressing element of a device for attaching end covers to web rolls, wherein the contact element applies the end cover under pressure against the end face of the web roll.
  • the invention further relates to a device for attaching end caps on a front side of web rolls with a roller bearing device with at least one movable in the longitudinal direction of the roller bearing device relative to the end face of the web roll pressing element and at least one Packpressenantrieb.
  • end covers in particular outer end covers on the front sides with material web rolls wrapped with packaging material, in particular for attachment to folding edges formed by the envelope and an inner end cover fixed in the axial direction by the folding edges
  • These comprise at least one pressing element, which is movable relative to the end face of the roll of web material and can be pressed against it, wherein the end cover arranged therebetween is glued to the peripheral packaging, in particular the projecting fold edges.
  • the individual end caps are applied to the contact pressure, possibly additionally heated and pressed against the roller end face.
  • the pressing elements are designed plan and are generally aligned plane-parallel to the end face of the web roll relative to this moved and approached to this.
  • At least two such pressing elements are provided per device, which can be assigned to the individual end faces of the material web roll directed away from one another.
  • the pressing elements at an angle to the end face of the web roll in a forward movement and fold for the purpose of Anpressvorganges, that is, from the inclined position in a plane-parallel position to transfer to the front page.
  • Anpressvorganges that is, from the inclined position in a plane-parallel position to transfer to the front page.
  • a contact pressure force is applied to the end face of the material web roll with the entire pressure surface formed on the contact pressure element, so that a surface pressure is generated over the entire surface covered by the contact surface.
  • very large contact forces are required.
  • the contact pressure of the contact surface can be realized by different drive concepts. These are characterized either by a separation of functions for the realization of the feed movement and the generation of the contact force or free of such a separation of functions, in the latter case, the contact force is applied by the means for generating the feed movement of the pressing with, which in total very high drive power required leaves.
  • a device for fastening end caps on the end faces of web rolls which comprises a roller bearing device, at least one movable in the longitudinal direction of the roller bearing means pressing element in the form of a pressure plate and a drive, the pack press drive in a feed drive, which carries the contact pressure element and the Anpresselementantrieb, and the Anpresselementantrieb for applying the required contact pressure on the contact element is divided.
  • the actual Anpresselementantrieb is arranged between the pressure plate and the feed drive.
  • the invention is therefore based on the object to provide a piece-oriented and highly effective method and a corresponding device for attaching end caps on the front side of a web roll.
  • This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned above, that forms the abutment of the contact pressure element under the action of the reaction force caused by the Anpressvorgang.
  • the method is thus characterized in that the pressing element is first brought into contact with at least a portion of at least one end face of the roll to be packaged.
  • the contact pressure element experiences a resistance, which is used as an initiator of the temporary formation of the abutment for the drive element.
  • the method is characterized in that the abutment of the contact pressure element during pressure build-up and regresses again during pressure reduction, in particular simultaneously with the course of the acting reaction force.
  • the compression pressure is first reduced. Ideally, this is done by lowering the pressure applied in the pressure device. Along with this, the abutment also forms back. The reaction force drops and eventually becomes zero.
  • primarily non-positive or frictionally engaged elements are used to form the abutment.
  • the abutment can form along a suitable path independently of fixed locking points, so that the path to be traveled for the contact pressure element in the further course of the press can remain low. Due to the unneeded locking elements and a relatively simple control technology, such a method can be implemented with low investment requirements and can also be particularly suitable for retrofitting or redesigning existing methods for attaching end covers on end faces of web rolls.
  • the method is characterized in that the abutment of the contact element discretely off and back again.
  • Such a variant is characterized in that, after initiation by the reaction force experienced at the contact pressure element of the material web roll to be packaged, a secure abutment is formed which primarily has a form-fitting effect and thus immediately, but at least within shortest time (locking path) is fully loaded.
  • a shared pack press principle when using a shared pack press principle, but so far proceeded as follows: First, the pressing unit is moved to a front side of the web roll to be packaged, then brought to a standstill before reaching the front side at a suitable locking position, where appropriate, adjusted and subsequently locked. Then the remaining distance is covered. Only then can the actual pressing process begin.
  • a variant of the inventive solution which is characterized by a discreet off and back again forming abutment of the contact element, compared to the aforementioned variant usually requires a higher investment, but is particularly well suited for coping with packing processes, in which heavy web rolls, with web widths between 200 mm and 5,000 mm, with high cycle frequencies preferably of over 80 rolls per hour, more preferably of over 120 rolls per hour, to be packed. Because of the high weights of the material web rolls and the relatively high speeds of travel of the contact pressure element on the end face of the material web rolls, extremely large forces arise.
  • the contact pressure element and the abutment of the contact pressure element use at least one common setting device, in particular a common pressure device.
  • a proportional ratio can be defined. For this purpose, it is possible, on the one hand, that this ratio is determined once structurally, or can be optionally changed by means of suitable control or regulating devices, in particular also during operation, that is, during the packing process.
  • a hydraulic pressure device may be provided for implementing the method.
  • the hydraulic pressure device may have a separate adjusting device in the form of a pressure chamber in the coupling region to the abutment. Valves can be used to control the pressure acting on the contact pressure element and the abutment pressure ratio. Due to the variably adjustable pressure ratio, it is additionally possible to react actively to changes in the components which transmit the contact pressure, in particular wear on the support element, while maintaining a required braking force.
  • the regression of the abutment can be delayed with respect to the regression of the contact pressure and / or can take place with a delay.
  • a common printing device can also be understood as meaning a plurality of individual, mutually coupled local printing devices.
  • a common actuator can generally be understood to mean a force-generating means. It can be next to a hydraulic or pneumatic pressure device also to act a suitable electromechanical device.
  • the object underlying the invention is achieved in a device of the type mentioned in the present invention, that the device has a support element which is suitable to form a pressing element serving abutment under the action of the contact pressure caused by the reaction force to a stationary device , in particular a housing / frame or a foundation, releasably support.
  • the temporary formation of the abutment of the pressing element can be initiated by contact between the pressing element and the roller end face.
  • the contact pressure element can first be brought into contact with at least one section of at least one end face of the roll to be packed.
  • the support element is supported non-positively and / or positively.
  • a support element is to be designed such that it is free of defined locking points to form the abutment in the range of a suitable path.
  • a support element in the form of a brake pad formed and against a steel or concrete rail a stationary device, in particular a housing or frame or a foundation be pressed.
  • the surface of the region which can be brought into operative connection with the supporting element of the corresponding stationary device can have a suitable profiling.
  • Such a device variant also receives a form-fitting component.
  • friction-increasing coatings of the corresponding stationary device are also conceivable.
  • Such a device is also inexpensive to manufacture.
  • a safe abutment can be formed, which is fully resilient within a very short time, after overcoming a Verklemmungs- or locking path.
  • This variant usually requires a higher investment requirement compared to the aforementioned variant, but is particularly well suited for coping with packing processes in which heavy material web rolls are to be packed with high clock frequencies. Due to the high weights, which are typically between 0.6 t and 12 t, the material web rolls and the relatively high acceleration velocities of the contact pressure element on the end face of the material web rolls result in extremely large forces.
  • the resistor required for forming the abutment, or at least for initiating it can be selected, in particular controlled or regulated.
  • the device is particularly well adapted to the requirements of the respective material web rolls to be packaged.
  • Such a device is thus characterized in particular by a high piece-equity orientation. Also, such a device is im Over the years evolving parameters of the end cover used, in particular their adhesive properties and the associated contact pressure required adjustable.
  • a device may be particularly preferably configured when the support member has a releasable locking device or is in communication with a releasable lock.
  • the abutment is particularly stable and resilient.
  • a triggering device is present, via which the locking device can be activated and / or deactivated again.
  • a triggering device With the help of a triggering device, it is possible to abruptly overcome the path required for a positive support of the support element, so the Verklemmungs- or locking path, by activation to allow instantaneous formation of the abutment. By deactivating the locking device as instantaneous resolution of the abutment is enabled.
  • the reaction force on the pressing element or the momentarily effective contact pressure are used as parameters for activation and deactivation respectively.
  • the amount to be determined for the respective switching operation may be structurally defined, or preferably be modifiable via suitable control or regulating devices, in particular also during operation, ie during the packing process.
  • Such a configured device has particularly good conditions for a product-oriented, adaptable and user-friendly design of the control or the regulation of the device.
  • production errors are excluded with a high level of security.
  • the at least one pressing element is arranged movable, preferably guidable, on at least one supporting element which is movable, preferably guidable, relative to the stationary device, in particular the housing / frame or the foundation.
  • the support element is movable by the pack press drive and the at least one pressing element has at least one separate drive.
  • each drive is preferably associated with its own control / regulation which, depending on the desired mode of operation, drives the pack press drive, the pressing element drive or drives and optionally the support element (s) of the abutment (s).
  • control / regulation is understood as the entirety of a central or virtual control device, the required sensors and actuators and the connections between them - wirelessly or via lines.
  • a positive coupling takes place in the actuation and / or corresponding movement of the pressing elements and thus the operation of the device for attaching end caps. It is first to distinguish whether a or two Anpressworken are provided. If two press units are provided, both press units have their own drives for the actual pressing process. Their respective feed movements, however, can be realized via a common pack press drive or via individual pack press drives. In a first sub-variant, in addition to two pressing units, a common pack press drive is provided for realizing the feed movements of the individual pressing units to be made in advance of the actual pressing operation. A possible positive coupling of the drives of the individual Anpressticianen is then implemented via a two jointly associated control / regulation.
  • the both sides of the end faces of a roll of web material arranged drives the pressing elements are so positively coupled together that a plant of the end cover can be done simultaneously or synchronously or at a predefined time interval at both ends of the web roll.
  • This forced coupling can be realized in different ways. In the simplest case, this can be generated by a common control by the temporal sequence of the control of the individual devices of the pack press drive and the drives of the Anpresstechniken is matched in a corresponding manner to each other. With this solution, the feed paths and the required contact forces can thus vary greatly from each other.
  • the individual pressing unit which is assigned to one end face in each case, can be designed in an optimized manner for operation on it.
  • the individual drives include a control / regulation.
  • the drive is preferably realized either via a threaded spindle with threads arranged in different directions or else, for example, via a conveyor belt guided around at least two deflection rollers, whereby the deflection takes place between the two deflection rollers and the individual support elements are respectively coupled to different regions of the conveyor belt the distance is preferably half a conveyor belt length in the circumferential direction.
  • Each movement of the conveyor belt in one direction causes a corresponding adjustment movement on the respective support element, wherein the adjusting movement takes place synchronously due to the mechanical positive coupling.
  • a pressing element is used, which is designed and arranged to be suitable to receive by means of a receiving and positioning a front cover and to position against the web roll, the at least one contact surface preferably by means of a heater is heated.
  • the device is particularly well suited for coping with high cycle times in the entire packaging process, since the end covers are securely fed and can be done directly on site heating of an optional, thermoplastic adhesive.
  • different work phases are superimposed.
  • a front cover holding device and a Stirndeckelbephasevorraum also significantly lower production costs.
  • FIG. 1 illustrates in a highly simplified representation of the basic structure and the basic operation of an inventive device 1 for attaching end covers 28, in particular outer end covers on the end faces 30 of a web roll 29.
  • the device 1 comprises a roller bearing device 2, to which the respective web roll 29 during positioning and fastening the end cover 28 is positioned with respect to its longitudinal axis 31 in position.
  • the web roll 29 can either be stationary and stationary during the fastening of the end cover 28 or can be set into a rotational movement. In both cases, the storage takes place on the outer circumference of the web roll 29 by resting on a support surface formed by the roller bearing 2.
  • the device 1 comprises at least one pressing element 4 movable relative to an end face 30 of the material web roll 29 in the longitudinal direction x of the roller bearing device 2 and thus in the direction of the longitudinal axis 31 of the web roll 29.
  • a pressing element 4 movable relative to an end face 30 of the material web roll 29 in the longitudinal direction x of the roller bearing device 2 and thus in the direction of the longitudinal axis 31 of the web roll 29.
  • Such pressing element 4 are provided, which is used successively with rotation of the web roll 29 about a perpendicular to the longitudinal axis 31 for pressing on both end faces 30 or are, as shown, according to a particularly advantageous embodiment two oppositely oriented end faces 30 in the longitudinal direction x of the roller bearing device 2 movable pressing elements 4 are provided.
  • the pressing member 4 may be equipped with a receiving and positioning device 6 for safe handling and rapid fixation of the end cover 28.
  • both pressing elements have their own pack press drives 27 and can be controlled via a common control device 22.
  • the sensor 18 is suitable to inform about the position of the material web roll 29 to be packaged, while the sensor 19 is suitable for registering parameters, in particular support dimensions, very particularly in the x direction, and weight.
  • the pressing surfaces 5 of the pressing elements 4 can be equipped with end covers 28 and have receiving and positioning devices 6 for the temporary fixing of the end cover 28 to the contact surfaces 5.
  • the pressing elements 4 have heaters 7 and are therefore suitable for forehead cover 28, which have a thermoplastic adhesion promoter, in particular PE, on a functional side, particularly comfortable and quick to process.
  • the heating device 7 melts the thermoplastic bonding agent located on the side of the end cover 28 facing away from it, while the contact pressure element moves towards the end face 30 of a material web roll 29. In the subsequent pressing process is thus simultaneously a gluing or bonding of the packaging.
  • the two pressing elements 4 move simultaneously to the web roll 29. Meets the contact surface 5 of a contact element 4 the facing her end 30 of the web roll 29 to be packaged, forming an abutment 8 under construction of the reaction force F R.
  • a sensor 16 for detecting the contact pressure or the contact pressure F A and a sensor 17 for detecting the reaction force F R are each provided in this example on both sides of the web roll 29 to be packaged. The latter is expediently located approximately in the middle of the contact surface 5 of the pressing element 4. A positioning of the sensor 17 in the lower half of the contact surface 5 of the pressing member 4 may be useful in strongly fluctuating diameters of the web rolls 29 to be packaged. It is also conceivable, but not shown here, that the contact surface 5 of the contact pressure element 4 has a plurality of sensors 17 for detecting the reaction force F R and these are expediently distributed over the contact surface 5.
  • Conceivable would be an adjusting device for the support element 9, which electronically with at least one of the sensors 16, 17 for detecting the contact pressure / contact force F A or the reaction force F R corresponds and simultaneously or delayed the support member 9 against a suitable support surface adjusted or against this, for example pressed by the housing / frame 25 or the base 26 formed support surface.
  • the design of the abutment 8 may be purely non-positively depending on the brought into operative connection pressing surfaces or form-locking portions, such as profiling of the abutment 8 serving pressing surfaces have.
  • the sensor 20 for detecting the performance characteristics of the respective drive 27 completes primarily the image for the higher-level control device 22 and is, like all sensors 16 to 21 shown in the embodiments with the control device 22 wirelessly connected.
  • the sensor 20 can also serve to monitor the powers for the adjustment paths along the x-direction which are necessary in addition to the actual pressing process and can be used as a securing element against overstressing of a pack press drive 27.
  • the actual adjustment paths can additionally, as shown, be detected by a sensor 21.
  • FIG. 2 illustrates in a greatly simplified representation of the basic structure and the basic operation of an inventive device 1 in conjunction with a shared drive concept.
  • a device 1 which has a split drive concept has the advantage that the drive 24 of the pressing element 4 comprises a support element 23 which is movable relative to a housing / frame 25, in particular guidable, and on which the contact pressure element 4 is mounted.
  • the pack press drive 27 is preferably arranged and supported outside the guide of the support element 23, as shown. Indicates the device For both end faces 30 of the material web roll 29 to be packaged, individual pressing units 3 can be moved by a common pack press drive 27.
  • the respective pressing unit 3 has a device for forming an abutment 8, wherein a trained abutment is adapted to releasably fix the support member 23 relative to the housing / frame 25.
  • this is a lever system is used, wherein the reaction force F R acts on one side of the lever and on the other at least indirectly a locking force against the guide, for example a housing / frame 25 is generated by generating an actuating force of an actuating or adjusting device, wherein the lever acts directly or via further transmission means on the adjusting and / or actuating device.
  • the locking force is always proportional to the contact pressure of the respective pressing element. 4
  • FIG. 3 illustrates in a greatly simplified representation of the basic structure of a preferred embodiment of an Anpressech 3, which has a common actuating device 10, here a common printing device for the contact pressure element 4 and the abutment 8 of the pressing.
  • Occasion for pressure buildup can be at least one sensor 17 for detecting the contact pressure / the contact force F A , as in FIG. 1 is shown.
  • the sensor 21 may be part of a magnetostrictive displacement measuring system, for example, and is housed here protected in the housing region of the pressing unit 3. In the example shown, it gives a signal for opening a valve, which is not described in detail, which is shown here in the upper area of the printing device 10.
  • the illustrated embodiment is suitable depending on the valve used 12 / used valves 12 to provide a steadily or a discretely forming abutment 8 ready. If the pressure P building up in the pressure device 10 during the pressing process also acts directly on the abutment, that is, the valve or valves 12 are at least partially open when the pressure builds up, the pressure in the actuating device 11, here the pressure element, of the support element 9 increases steadily , Thus, the contact pressure between the support element 9 and its abutment, in the case shown, the housing / frame 25. An on this manner forming abutment 8 is proportional to the present pressure P of the adjusting device 10 and thus to the present contact pressure or to the present contact force F A proportional.
  • the ratio is determined by means of valve configurations and piston surfaces in the pressure devices 10 and 11.
  • the valve positions can also be selected during the pressing process, in particular by means of the higher-level control device 22. Due to the variably adjustable pressure ratio, it is additionally possible to react actively to changes in the components which transmit the contact pressure, in particular wear on the support element, while maintaining a required braking force.
  • the regression of the abutment 8 can be delayed with respect to the regression of the contact pressure / contact force F A and / or with a delay.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Stirndeckeln (28) an einer Stirnseite (30) einer Materialbahnrolle (29) mittels zumindest eines Anpresselements (4). Das Verfahren bietet ein besonders elegantes und stückgutorientiertes Packverfahren und ist durch die Ausbildung eines Widerlagers (8) des Anpresselements (4) auf Grund der im Anpressvorgang hervorgerufenen Reaktionskraft (F R ) charakterisiert. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Stirndeckeln an einer Stirnseite einer Materialbahnrolle mittels zumindest eines Anpresselementes einer Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an Materialbahnrollen, wobei das Anpresselement den Stirndeckel unter Druck gegen die Stirnseite der Materialbahnrolle anlegt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an einer Stirnseite von Materialbahnrollen mit einer Rollenlagereinrichtung mit mindestens einem in Längsrichtung der Rollenlagereinrichtung gegenüber der Stirnseite der Materialbahnrolle bewegbaren Anpresselement und mindestens einem Packpressenantrieb.
  • Verfahren und Vorrichtungen zum Befestigen von Stirndeckeln, insbesondere Außenstirndeckeln an den Stirnseiten mit Verpackungsmaterial umhüllter Materialbahnrollen, insbesondere zur Befestigung an von der Umhüllung gebildeten Falträndern und einem durch die Faltränder in axialer Richtung fixierten Innenstirndeckel sind in unterschiedlichen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese umfassen zumindest ein Anpresselement, das gegenüber der Stirnseite der Materialbahnrolle bewegbar und an diese anpressbar ist, wobei der dazwischen angeordnete Stirndeckel mit der Umfangsverpackung, insbesondere den überstehenden Falträndern, verklebt wird. Je nach Ausführung der Vorrichtung werden die einzelnen Stirndeckel an das Anpresselement angelegt, eventuell zusätzlich aufgeheizt und an die Rollenstirnseite angepresst. Die Anpresselemente sind dabei plan ausgeführt und werden in der Regel planparallel zur Stirnseite der Materialbahnrolle ausgerichtet gegenüber dieser bewegt und an diese angefahren. Vorzugsweise sind pro Vorrichtung zumindest zwei derartige Anpresselemente vorgesehen, die den einzelnen voneinander weggerichteten Stirnseiten der Materialbahnrolle zuordnungsbar sind. Damit die zwischen dem Stirndeckel und der Verpackung eingeschlossene Luft leichter entweichen kann, ist es bekannt, die Anpresselemente in einem Winkel angestellt an die Stirnfläche der Materialbahnrolle in einer Vorwärtsbewegung heranzufahren und zum Zweck des Anpressvorganges anzuklappen, das heißt von der geneigten Lage in eine planparallele Lage zur Stirnseite zu überführen. Im Ergebnis wird mit der gesamten am Anpresselement ausgebildeten Anpressfläche eine Anpresskraft an der Stirnseite der Materialbahnrolle aufgebracht, so dass über die gesamte von der Anpressfläche überdeckte Fläche eine Flächenpressung erzeugt wird. Zur Gewährleistung entsprechend hoher Flächenpressungen sind sehr große Anpresskräfte erforderlich. Die Anpressung der Anpressfläche kann durch unterschiedliche Antriebskonzepte realisiert werden. Diese sind entweder durch eine Funktionstrennung zur Realisierung der Vorschubbewegung und der Erzeugung der Anpresskraft charakterisiert oder aber frei von einer derartigen Funktionstrennung, wobei im letztgenannten Fall die Anpresskraft durch die Einrichtung zur Erzeugung der Vorschubbewegung des Anpresselementes mit aufgebracht wird, was insgesamt sehr hohe Antriebsleistungen erforderlich werden lässt.
  • Aus der Druckschrift DE 199 61 665 A1 ist eine Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an den Stirnseiten von Materialbahnrollen bekannt, die eine Rollenlagereinrichtung umfasst, mindestens ein in Längsrichtung der Rollenlagereinrichtung bewegbares Anpresselement in Form einer Anpressplatte und einen Antrieb, wobei der Packpressenantrieb in einen Vorschubantrieb, der das Anpresselement und den Anpresselementantrieb trägt, sowie den Anpresselementantrieb zum Aufbringen der erforderlichen Anpresskraft am Anpresselement, unterteilt ist. Der eigentliche Anpresselementantrieb ist dabei zwischen der Anpressplatte und dem Vorschubantrieb angeordnet. Diese Ausführung gestattet durch die funktionale Trennung zwischen der eigentlichen Vorschubbewegung und der Anpressung des Anpresselementes eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung des gesamten Packpressenantriebes, wobei für die Vorschubbewegung nur noch geringe Antriebsleistungen erforderlich sind. Da eine solche Vorrichtung jedoch im Sinne klassischer Pressen vor Beginn des Pressvorgangs ein Widerlager ausbildet, ist die erreichbare Taktfrequenz aufgrund der damit verbundenen schrittweise abzuarbeitenden Positionierungsaufgaben nicht über ein bestimmtes Maß hinaus zu steigern. Auch muss konstruktiv dafür Sorge getragen werden, dass der für den Pressantrieb nach Ausbildung seines Widerlagers zu überwindende Weg nicht zu lang wird, um ungünstige Hebelverhältnisse bei der Druckübertragung zu vermeiden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein stückgutorientiertes und hoch effektives Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an der Stirnseite einer Materialbahnrolle bereit zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich das Widerlager des Anpresselements unter Einwirkung der durch den Anpressvorgang hervorgerufenen Reaktionskraft ausbildet.
  • Auf diese Weise wird ein sehr eleganter, praktisch fließender, Übergang zwischen den, beim Verpacken von Rollen, im Anpressvorgang der Stirndeckel notwendigen Bewegungen erreicht, sodass ein solches Verfahren zu besonders hohen Packleistungen befähigt ist. Der Kontakt zwischen Anpresselement und Rollenstirnseite ist Initiator der temporären Ausbildung des Widerlagers für das Anpresselement, sodass sich der Packprozess besonders stark an den geometrischen Verhältnissen der zu verpackenden Rolle orientiert.
  • Das Verfahren ist somit dadurch charakterisiert, dass das Anpresselement zunächst mit mindestens einem Abschnitt mindestens einer Stirnseite der zu verpackenden Rolle in Kontakt gebracht wird. Dabei erfährt das Anpresselement einen Widerstand, der als Initiator der temporären Ausbildung des Widerlagers für das Antriebselement genutzt wird.
  • In einer vorteilhaften Variante ist das Verfahren dadurch charakterisiert, dass sich das Widerlager des Anpresselements bei Druckaufbau aus- und bei Druckabbau wieder zurückbildet, insbesondere simultan zum Verlauf der wirkenden Reaktionskraft.
  • Eine solche Variante ist besonders vorteilhaft, da sich die Belastbarkeit des Widerlagers stets proportional zur Reaktionskraft verhält. Dazu ist es insbesondere denkbar, dass zwischen den beiden Vorgängen, Aus- und Rückbildung des Widerlagers, eine Umkehrung des Ursachen- Wirkungsprinzips stattfindet. Bei der Ausbildung des Widerlagers tritt zunächst mindestens ein Abschnitt des Anpresselements mit mindestens einem Abschnitt mindestens einer Stirnseite der zu verpackenden Materialbahnrolle in Kontakt. Dabei erfährt das Anpresselement eine Reaktionskraft, die von der zu verpackenden Materialbahnrolle ausgehen. Diese Reaktionskraft initiieren die eigentliche Ausbildung des Widerlagers. Das während dieses Prozesses möglicherweise geringfügig zurückweichende Anpresselement ist dann in seiner rückwärtigen Bewegungsfreiheit blockiert. Der zunehmende Druck in der Druckeinrichtung wirkt sich dann weiter als Anpressdruck auf den Stirndeckel aus. Gleichzeitig kann der, in der Druckeinrichtung anliegende Druck, auch auf das Abstützelement des Widerlagers wirken.
  • Zur Rückbildung des Widerlagers wird zunächst der Pressdruck reduziert. Idealerweise geschieht dies, indem der in der Druckeinrichtung anliegende Druck gesenkt wird. Damit einhergehend bildet sich auch das Widerlager zurück. Die Reaktionskraft sinkt und wird schließlich zu Null. In einer solchen Verfahrensvariante finden vorrangig kraft- bzw. reibschlüssig wirkende Elemente zur Ausbildung des Widerlagers Verwendung. Das Widerlager kann sich in diesem Fall entlang einer geeigneten Wegstrecke unabhängig von festgelegten Verriegelungsstellen ausbilden, sodass der für das Anpresselement im weiteren Pressverlauf zurückzulegende Weg gering bleiben kann. Aufgrund der nicht benötigten Verriegelungselemente und einer relativ simplen Steuerungstechnik kann ein solches Verfahren unter geringem Investitionsbedarf umgesetzt werden und kann sich auch besonders gut zur Nach- bzw. Umgestaltung vorhandener Verfahren zum befestigen von Stirndeckeln an Stirnseiten von Materialbahnrollen eignen.
  • Dazu ist es von besonderem Vorteil, wenn die Rückbildung des Widerlagers des Anpresselements verzögert einsetzt und/oder verzögert abläuft. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich das Anpresselement auch bei geringer werdendem Anpressdruck stets sicher an seinem Widerlager abstützen kann. Dazu können insbesondere hydraulische-, pneumatische- oder elektronische Verzögerungsglieder im Packprozess tätig werden.
  • In einer anderen vorteilhaften Variante ist das Verfahren dadurch charakterisiert, dass sich das Widerlager des Anpresselements diskret aus- und wieder zurückbildet.
  • Eine derartige Variante zeichnet sich dadurch aus, dass sich, nach Initiierung durch die am Anpresselement erfahrenen Reaktionskraft der zu verpackenden Materialbahnrolle, ein sicheres Widerlager ausbildet, das vorrangig formschlüssig wirksam und damit sofort, mindestens aber innerhalb kürzester Zeit (Verriegelungsweg) voll belastbar ist. Im Stand der Technik wird, bei Verwendung eines geteilten Packpressenprinzips, bislang dagegen folgendermaßen verfahren: Zunächst wird die Anpresseinheit auf eine Stirnseite der zu verpackenden Materialbahnrolle zubewegt, sodann vor Erreichen der Stirnseite an einer dazu geeigneten Verriegelungsposition zum Stillstand gebracht, dort gegebenenfalls ausjustiert und im Weiteren verriegelt. Anschließend wird der Restweg zurückgelegt. Erst danach kann der eigentliche Pressprozess beginnen.
  • Eine Variante der erfindungsgemäßen Lösung, die durch ein sich diskret aus- und wieder zurückbildendes Widerlager des Anpresselements geprägt ist, benötigt gegenüber der vorgenannten Variante meist einen höheren Investitionsbedarf, eignet sich aber besonders gut zur Bewältigung von Packprozessen, in denen schwere Materialbahnrollen, mit Bahnbreiten zwischen 200 mm und 5.000 mm, mit hohen Taktfrequenzen vorzugsweise von über 80 Rollen pro Stunde, ganz vorzugsweise von über 120 Rollen pro Stunde, verpackt werden sollen. Dabei entstehen nämlich auf Grund der hohen Gewichte der Materialbahnrollen und den relativ hohen Auffahrgeschwindigkeiten des Anpresselements an die Stirnseite der Materialbahnrollen extrem große Kräfte.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Anpresselement und das Widerlager des Anpresselements mindestens eine gemeinsame Stelleinrichtung, insbesondere eine gemeinsame Druckeinrichtung, nutzen.
  • Somit ist sichergestellt, dass die Ausbildung des Widerlagers mit dem steigenden Anpressdruck gekoppelt ist.
  • Im Falle eines sich stetig ausbildenden Widerlagers wirkt der sich beim Anpressvorgang in der Druckeinrichtung aufbauende Druck auch auf das Widerlager aus. Damit ist ein proportionales Verhalten sichergestellt. Über geeignete Stellglieder kann ein Proportionalverhältnis definiert werden. Dazu ist es zum einen möglich, dass dieses Verhältnis einmal baulich festgelegt wird, oder über geeignete Steuer- oder Regeleinrichtungen, insbesondere auch während des Betriebs, also während des Packprozesses wahlweise geändert werden kann.
  • In einem geeigneten Fall kann zur Umsetzung des Verfahrens dazu eine hydraulische Druckeinrichtung vorgesehen sein. Die hydraulische Druckeinrichtung kann im Kopplungsbereich zum Widerlager eine separate Stelleinrichtung in Form einer Druckkammer aufweisen. Über Ventile kann dabei das auf das Anpresselement und das Widerlager wirkende Druckverhältnis geregelt werden. Durch das variabel einstellbare Druckverhältnis kann zusätzlich auf Veränderungen an den, den Anpressdruck übertragenden Komponenten, insbesondere Verschleiß am Abstützelement, aktiv unter Beibehaltung einer erforderlichen Bremskraft reagiert werden.
  • Sind als Abfluss an der separaten Druckkammer Verzögerungsglieder, beispielsweise in Form geeigneter Ventile vorgesehen, kann die Rückbildung des Widerlagers gegenüber der Rückbildung des Anpressdrucks verzögert eintreten und/oder verzögert ablaufen.
  • Im Falle eines sich diskret aus- und zurückbildenden Widerlagers kann die Ausbildung des Widerlagers nach Erreichen eines zuvor definierten Drucks in der gemeinsamen Druckeinrichtung in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Unter einer gemeinsamen Druckeinrichtung können auch mehrere einzelne, miteinander gekoppelte lokale Druckeinrichtungen verstanden werden.
  • Unter einem gemeinsamen Stellglied kann allgemein ein Kraft erzeugendes Mittel verstanden werden. Dabei kann es sich neben einer hydraulischen oder pneumatischen Druckeinrichtung ebenso um eine geeignete elektromechanische Einrichtung handeln.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein Abstützelement aufweist, das geeignet ist, sich zur Ausbildung eines dem Anpresselement dienenden Widerlagers unter Einwirkung der durch den Anpressvorgang hervorgerufenen Reaktionskraft an einer ortsfesten Einrichtung, insbesondere einem Gehäuse/Gestell oder einem Fundament, lösbar abzustützen.
  • Auf diese Weise sind ein sehr eleganter, praktisch fließender, Übergang zwischen den, beim Verpacken von Rollen, im Anpressvorgang der Stirndeckel notwendigen Bewegungen erreichbar und hohe Packleistungen realisierbar. Die temporäre Ausbildung des Widerlagers des Anpresselements ist dabei durch Kontakt zwischen Anpresselement und Rollenstirnseite initiierbar. Dazu ist das Anpresselement zunächst mit mindestens einem Abschnitt mindestens einer Stirnseite der zu verpackenden Rolle in Kontakt bringbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung stützt sich das Abstützelement kraft- und/oder formschlüssig ab.
  • Im Falle einer vorwiegend kraftschlüssigen Abstützung des Abstützelements des Widerlagers des Anpresselements ist besonders gut eine stetige Aus- bzw. Rückbildung des Widerlagers des Anpresselements umsetzbar. Auf diese Weise ist die Belastbarkeit des Widerlagers in ein proportionales Verhältnis zur Reaktionskraft setzbar. Ein Abstützelement ist dazu derart gestaltbar, dass es zur Ausbildung des Widerlagers im Bereich einer geeigneten Wegstrecke frei von definierten Verriegelungsstellen ist. Beispielsweise kann ein Abstützelement in Form eines Bremsklotzes gebildet und gegen eine Stahl- oder Betonschiene einer ortsfesten Einrichtung, insbesondere eines Gehäuses bzw. Gestells oder eines Fundaments, pressbar sein. Dabei kann die Oberfläche des mit dem Abstützelement in Wirkverbindung bringbaren Bereichs der entsprechenden ortsfesten Einrichtung eine geeignete Profilierung aufweisen. Auf diese Weise erhält eine solche Vorrichtungsvariante auch eine formschlüssige Komponente. Ebenso sind auch reibwerterhöhende Beschichtungen der entsprechenden ortsfesten Einrichtung denkbar. Eine solche Vorrichtung ist auch preiswert herzustellen.
    Im Falle einer vorwiegend formschlüssigen Abstützung des Abstützelements ist nach Initiierung durch die am Anpresselement erfahrenen Reaktionskraft der zu verpackenden Materialbahnrolle ein sicheres Widerlager ausbildbar, das innerhalb kürzester Zeit, nach Überwindung eines Verklemmungs- oder Verriegelungsweges, voll belastbar ist. Diese Variante benötigt gegenüber der vorgenannten Variante meist einen höheren Investitionsbedarf, eignet sich aber besonders gut zur Bewältigung von Packprozessen, in denen schwere Materialbahnrollen mit hohen Taktfrequenzen verpackt werden sollen. Dabei entstehen nämlich auf Grund der hohen Gewichte, die typischerweise zwischen 0,6 t und 12 t liegen, der Materialbahnrollen und den relativ hohen Auffahrgeschwindigkeiten des Anpresselements an die Stirnseite der Materialbahnrollen extrem große Kräfte.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn der zur Ausbildung des Widerlagers, bzw. mindestens zu dessen Initiierung, benötigte Widerstand wählbar, insbesondere steuer- oder regelbar ist.
  • Auf diese Weise ist die Vorrichtung besonders gut an die Anforderungen der jeweilig zu verpackenden Materialbahnrollen anpassbar. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich also in besonderem Maß durch eine hohe Stückgutorientierung aus. Auch ist eine solche Vorrichtung auf sich im Laufe der Jahre entwickelnde Parameter der verwendeten Stirndeckel, insbesondere deren Klebeeigenschaften und den damit in Verbindung stehenden, benötigten Anpressdrücken einstellbar.
  • Eine Vorrichtung kann besonders bevorzugt ausgestaltet sein, wenn das Abstützelement eine lösbare Verriegelungseinrichtung aufweist oder mit einer lösbaren Verriegelung in Verbindung steht.
  • Auf diese Weise wird das Widerlager besonders stabil und belastbar.
  • Es kann von großem Vorteil sein, wenn eine Auslösevorrichtung vorhanden ist, über die die Verriegelungseinrichtung aktivierbar und/oder wieder deaktivierbar ist.
  • Mit Hilfe einer Auslösevorrichtung ist es möglich, die für eine formschlüssige Abstützung des Abstützelements benötigte Wegstrecke, also den Verklemmungs- oder Verriegelungsweg, durch Aktivierung schlagartig zu überwinden, um eine augenblickliche Ausbildung des Widerlagers zu ermöglichen. Durch Deaktivierung der Verriegelungseinrichtung wird eine ebenso augenblickliche Auflösung des Widerlagers ermöglicht. Als Parameter zur Aktivierung bzw. Deaktivierung dienen jeweils die Reaktionskraft am Anpresselement beziehungsweise der momentan wirksame Anpressdruck. Der für den jeweiligen Schaltvorgang festzulegende Betrag kann baulich definiert sein, oder bevorzugt über geeignete Steuer- oder Regeleinrichtungen, insbesondere auch während des Betriebs, also während des Packprozesses, wahlweise änderbar sein.
  • Ferner ist es von Vorteil, wenn Sensoren vorgesehen sind, durch die mindestens einer der folgenden Parameter zur Steuerung/Regelung der Vorrichtung, erfassbar ist:
    • Lage der zu verpackenden Materialbahnrolle
    • Kenngrößen der zu verpackenden Materialbahn
    • Anpresskraft / Anpressdruck
    • Reaktionskräfte
    • Leistungskenngrößen des oder der Antriebe
    • Stellwege, insbesondere solche, die im Zusammenhang mit dem eigentlichen Pressvorgang und/oder den Abstützelementen stehen.
  • Eine derart ausgestaltete Vorrichtung besitzt besonders gute Voraussetzungen für eine produktorientierte, anpassungsfähige und bedienerfreundliche Gestaltung der Steuerung bzw. der Regelung der Vorrichtung. Insbesondere bei Erfassung mehrerer der genannten Parameter, werden Produktionsfehler mit einer hohen Sicherheit ausgeschlossen.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn das mindestens eine Anpresselement bewegbar, vorzugsweise führbar, auf mindestens einem Tragelement angeordnet ist, das gegenüber der ortsfesten Einrichtung, insbesondere dem Gehäuse / Gestell oder dem Fundament, bewegbar, vorzugsweise führbar, ist. Darüber hinaus ist es von besonderem Vorteil, wenn das Tragelement durch den Packpressenantrieb bewegbar ist und das mindestens eine Anpresselement mindestens einen separaten Antrieb aufweist.
  • Auf diese Weise erfolgt eine Entkopplung der eigentlichen Vorschubbewegung von der Anpresskrafterzeugung, sodass der Packpressenantrieb zur Erzeugung der Grundvorschubbewegung, über welche die einzelnen Anpresselemente in ihre Position gegenüber den Stirnseiten der Materialbahnrolle verfahren werden, frei von der Wirkung der Reaktionskraft auf die Anpresskraft gehalten werden kann, was zu einer Erhöhung der Verfügbarkeit der diesen Antrieb bildenden Komponenten führt und eine Auslegung des Packpressenantriebes frei von der Berücksichtigung eventuell abzustützender Reaktionskräfte zuläßt. Die erforderliche Leistung des Packpressenantriebes kann somit reduziert werden. Die einzelnen Antriebe der Anpresselemente können ihren Aufgaben entsprechend hohe Leistungen bei relativ geringen Stellwegen aufweisen und so leistungsentsprechend relativ kostengünstig bereitgestellt werden.
  • Es ist von großem Vorteil, wenn beidseitig der zu verpackenden Materialbahnrolle jeweils ein, auf einem der ortsfesten Einrichtung, insbesondere dem Gehäuse / Gestell oder dem Fundament, gegenüber bewegbaren, vorzugsweise führbaren, Tragelement bewegbar, vorzugsweise führbar, angeordnetes Anpresselement vorgesehen ist, wobei die beiden Tragelemente mit dem selben Packpressenantrieb gekoppelt sind.
  • Auf diese Weise sind gleichzeitig die Stirndeckel an beiden Seiten der Materialbahnrolle frei von einer erforderlichen Drehung der Materialbahnrolle um eine Senkrechte zu ihrer theoretischen Längsachse anbringbar. Die den einzelnen Anpresselementen zugeordneten Antriebe sind dabei vorzugsweise in analoger Weise ausgeführt und angeordnet, wobei die Ausbildung spiegelbildlich erfolgt. In einer ersten Variante können die den einzelnen Anpresselementen zugeordneten Antriebe vollkommen autark voneinander angesteuert und betrieben werden. Dazu ist vorzugsweise jedem Antrieb eine eigene Steuerung/Regelung zugeordnet, die in Abhängigkeit der gewünschten Betriebsweise den Packpressenantrieb, den oder die Anpresselement-Antriebe und gegebenenfalls das oder die Abstützelemente des oder der Widerlager ansteuert. Unter Steuerung/Regelung wird dabei die Gesamtheit aus einem zentralen oder virtuellen Steuergerät, der erforderlichen Sensorik und Aktorik sowie der Verbindungen untereinander - drahtlos oder über Leitungen - verstanden.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften zweiten Variante erfolgt jedoch eine Zwangskopplung in der Betätigung und/oder entsprechenden Bewegung der Anpresselemente und damit der Betriebsweise der Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln. Dabei ist zunächst zu unterscheiden, ob ein oder zwei Anpresseinheiten vorgesehen sind. Sind zwei Anpresseinheiten vorgesehen, weisen beide Anpresseinheiten für den eigentlichen Pressvorgang eigene Antriebe auf. Ihre jeweiligen Vorschubbewegungen können jedoch über einen gemeinsamen Packpressenantrieb oder über individuelle Packpressenantriebe realisierbar sein. In einer ersten Untervariante ist neben zwei Anpresseinheiten ein gemeinsamer Packpressenantrieb zur Realisierung der im Vorfeld zum eigentlichen Pressvorgang vorzunehmenden Vorschubbewegungen der einzelnen Anpresseinheiten vorgesehen. Eine mögliche Zwangskopplung der Antriebe der einzelnen Anpresseinheiten ist dann über eine beiden gemeinsam zugeordnete Steuerung/Regelung umsetzbar.
  • Vorzugsweise sind die beidseitig der Stirnseiten einer Materialbahnrolle angeordneten Antriebe der Anpresselemente derart miteinander zwangsgekoppelt, dass eine Anlage der Stirndeckel an beiden Stirnseiten der Materialbahnrolle gleichzeitig bzw. synchron oder in einem vordefinierten zeitlichen Abstand erfolgen kann. Diese Zwangskopplung kann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden. Im einfachsten Fall kann diese über eine gemeinsame Steuerung erzeugt werden, indem die zeitliche Abfolge der Ansteuerung der einzelnen Einrichtungen der von Packpressenantrieb und den Antrieben der Anpresseinheiten in entsprechender Weise aufeinander abgestimmt wird. Bei dieser Lösung können damit auch die Vorschubwege und die erforderlichen Anpresskräfte stark voneinander variieren. Die einzelne Anpresseinheit, die jeweils einer Stirnseite zugeordnet ist, kann in optimierter Weise für den Betrieb an dieser ausgelegt werden. Die einzelnen Antriebe umfassen dazu eine Steuerung/Regelung.
  • Wird eine mechanische Zwangskopplung gewählt, die eine gleichzeitige Anstellbewegung der einzelnen Anpresselemente an die jeweilige Stirnseite ermöglicht, kann auf eine entsprechende Steuerung/Regelung verzichtet werden. Der Antrieb wird dabei vorzugsweise entweder über eine Gewindespindel mit in unterschiedlicher Richtung angeordneten Gewindegängen oder aber beispielsweise über ein um zumindest zwei Umlenkrollen geführtes Förderband realisiert, wobei zwischen den beiden Umlenkrollen die Umlenkung erfolgt und die einzelnen Tragelemente jeweils an unterschiedlichen Bereichen des Förderbandes gekoppelt sind, wobei der Abstand vorzugsweise eine halben Förderbandlänge in Umfangsrichtung beträgt. Jede Bewegung des Förderbandes in einer Richtung bewirkt eine entsprechende Verstellbewegung am jeweiligen Tragelement, wobei die Verstellbewegung aufgrund der mechanischen Zwangskopplung synchron erfolgt.
  • Schließlich kann es mit Vorteil vorgesehen sein, dass ein Anpresselement eingesetzt wird, das derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, mittels einer Aufnahme- und Positioniereinrichtung einen Stirndeckel aufzunehmen und gegenüber der Materialbahnrolle zu positionieren, wobei die mindestens eine Anpressfläche vorzugsweise mittels einer Heizeinrichtung beheizbar ist.
  • Auf diese Weise ist die Vorrichtung besonders gut zur Bewältigung hoher Taktzeiten im gesamten Packprozess geeignet, da die Stirndeckel sicher zugeführt werden und eine Beheizung eines optional vorgesehenen, thermoplastischen Haftvermittlers direkt vor Ort erfolgen kann. Somit sind verschiedene Arbeitsphasen überlagerbar. Neben geringeren Investitionskosten aufgrund einer geringeren Anzahl von Einzelelementen, insbesondere einer Stirndeckelhaltevorrichtung und einer Stirndeckelbeheizvorrichtung, entstehen auch erheblich geringere Produktionskosten.
  • Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
    • Figur 1:
    vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vor- richtung in Verbindung mit einem klassischen Antriebskon- zept
    Figur 2:
    vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vor- richtung in Verbindung mit einem geteilten Antriebskonzept
    Figur 3:
    Funktionsschema einer bevorzugten Ausführung einer An- presseinheit
  • Die Figur 1 verdeutlicht in stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die Grundfunktionsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung 1 zum Befestigen von Stirndeckeln 28, insbesondere Außenstirndeckeln an den Stirnseiten 30 einer Materialbahnrolle 29. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Rollenlagereinrichtung 2, an welcher die jeweilige Materialbahnrolle 29 während des Positionierens und Befestigens der Stirndeckel 28 bezüglich ihrer Längsachse 31 in ihrer Lage positioniert ist. Die Rollenlagereinrichtung 2 erstreckt sich parallel zur Längsachse 31 der Materialbahnrolle 29. Die Materialbahnrolle 29 kann je nach Ausführung und Anordnung der Vorrichtung 1 zur Verpackung von Materialbahnrollen 29 entweder ortsfest und ruhend während des Befestigens der Stirndeckel 28 angeordnet sein oder in eine Rotationsbewegung versetzt werden. In beiden Fällen erfolgt die Lagerung am Außenumfang der Materialbahnrolle 29 durch Aufliegen an einer von der Rollenlagereinrichtung 2 gebildeten Stützfläche. Die Vorrichtung 1 umfasst zumindest ein gegenüber einer Stirnseite 30 der Materialbahnrolle 29 in Längsrichtung x der Rollenlagereinrichtung 2 und damit in Richtung der Längsachse 31 der Materialbahnrolle 29 bewegbares Anpresselement 4. Je nach Ausführung der Vorrichtung 1 kann, hier jedoch im Einzelnen nicht dargestellt, lediglich ein derartiges Anpresselement 4 vorgesehen werden, welches nacheinander unter Drehung der Materialbahnrolle 29 um eine Senkrechte zur Längsachse 31 zur Anpressung an beiden Stirnseiten 30 verwendet wird oder es sind, wie dargestellt, gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung zwei gegenüber den einander entgegengesetzt ausgerichteten Stirnseiten 30 in Längsrichtung x der Rollenlagereinrichtung 2 bewegbare Anpresselemente 4 vorgesehen. Diese sind vorzugsweise in Form von scheibenförmigen bzw. plattenförmigen Elementen, insbesondere in Form von Pressschilden ausgebildet, welche optional zusätzlich mittels einer Heizeinrichtung 7 beheizbar sein können. Ferner kann das Anpresselement 4 mit einer Aufnahme- und Positioniereinrichtung 6 zur sicheren Handhabung und raschen Fixierung der Stirndeckel 28 ausgerüstet sein.
  • Nach dieser Figur weisen beide Anpresselemente eigene Packpressenantriebe 27 auf und sind über eine gemeinsame Regeleinrichtung 22 dirigierbar. Zur Signalerteilung sind Sensoren vorgesehen. Dabei ist der Sensor 18 geeignet über die Lage der zu verpackenden Materialbahnrolle 29 zu informieren, während der Sensor 19 geeignet ist, Kenngrößen, insbesondere Auflageausmaße, ganz insbesondere in x-Richtung, und Gewicht zu registrieren.
    Die Anpressflächen 5 der Anpresselemente 4 sind mit Stirndeckeln 28 bestückbar und weisen Aufnahme- und Positioniereinrichtungen 6 zur vorübergehenden Fixierung der Stirndeckel 28 an den Anpressflächen 5 auf. Ferner weisen im dargestellten Beispiel die Anpresselemente 4 Heizeinrichtungen 7 auf und sind somit geeignet, Stirndeckel 28 die einen thermoplastischen Haftvermittler, insbesondere PE, an einer Funktionsseite aufweisen, besonders komfortabel und schnell zu verarbeiten. Dazu schmilzt die Heizeinrichtung 7 den auf der ihr abgewandten Seite des Stirndeckels 28 befindlichen thermoplastischen Haftvermittler an, während sich das Anpresselement auf die Stirnseite 30 einer Materialbahnrolle 29 zu bewegt. Bei dem anschließenden Pressvorgang erfolgt damit gleichzeitig eine Verleimung bzw. eine Verklebung der Verpackung.
  • Die beiden Anpresselemente 4 bewegen sich gleichzeitig auf die Materialbahnrolle 29 zu. Trifft die Anpressfläche 5 eines Anpresselements 4 auf die ihr zugewandte Stirnseite 30 der zu verpackenden Materialbahnrolle 29, bildet sich unter Aufbau der Reaktionskraft FR ein Widerlager 8 aus. Dazu sind im vorliegenden Beispiel beidseitig der zu verpackenden Materialbahnrolle 29 jeweils ein Sensor 16 zur Erfassung des Anpressdrucks beziehungsweise der Anpresskraft FA sowie ein Sensor 17 zur Erfassung der Reaktionskraft FR vorgesehen. Letzterer ist zweckmäßigerweise etwa in der Mitte der Anpressfläche 5 des Anpresselements 4 angesiedelt. Eine Positionierung des Sensors 17 in der unteren Hälfte der Anpressfläche 5 des Anpresselements 4 kann bei stark schwankenden Durchmessern der zu verpackenden Materialbahnrollen 29 sinnvoll sein. Es ist ebenso denkbar, hier jedoch nicht dargestellt, das die Anpressfläche 5 des Anpresselements 4 über eine Vielzahl von Sensoren 17 zur Erfassung der Reaktionskraft FR verfügt und diese sinnvoll über die Anpressfläche 5 verteilt sind.
  • In der Figur 1 ist der zur Ausbildung eines jeweiligen Widerlagers 8 vorgesehene Mechanismus nicht explizit dargestellt. Denkbar wäre eine Stelleinrichtung für das Abstützelement 9, die elektronisch mit mindestens einem der Sensoren 16, 17 zur Erfassung des Anpressdrucks / Anpresskraft FA beziehungsweise der Reaktionskraft FR korrespondiert und simultan oder verzögert das Abstützelement 9 gegen eine geeignete Abstützfläche verstellt beziehungsweise gegen diese, beispielsweise durch das Gehäuse / Gestell 25 oder das Fundament 26 gebildete Abstützfläche anpresst. Die Ausbildung des Widerlagers 8 kann dabei, abhängig von den in Wirkverbindung gebrachten Pressflächen rein kraftschlüssig sein oder auch formschlüssige Anteile, etwa durch Profilierung der dem Widerlager 8 dienenden Pressflächen, aufweisen. Ebenso ist es denkbar, dass nach Erfassung eines vorher definierbaren Auslösewertes eines im Pressvorgang vorherrschenden Anpressdrucks / Anpresskraft FA mittels des Sensors 16 beziehungsweise der dann auftretenden Reaktionskraft FR mittels des Sensors 17 über eine Auslösevorrichtung 15 eine lösbare Verriegelungseinrichtung 14 aktivierbar ist. Eine solche Einrichtung ist nach unterschreiten eines festgelegten oder wählbaren Mindestwertes des Anpressdrucks / Anpresskraft FA beziehungsweise der Reaktionskraft FR in umgekehrter Weise wieder lösbar. Selbstverständlich ist es ausreichend pro Anpresseinheit 3 einen der beiden Sensoren 16 oder 17 vorzusehen. Die im dargestellten Beispiel vorgestellte Anordnung zeichnet sich jedoch durch eine besonders hohe Prozesssicherheit aus und dient als Anschauung möglicher Ausgestaltungen. Ebenso denkbar zur Ausbildung des jeweiligen Widerlagers 8 ein Mechanismus der an Hand der Figur 3 weiter unten näher beschrieben wird vorzusehen.
  • Der Sensor 20 zur Erfassung der Leistungskenngrößen des jeweiligen Antriebs 27 rundet in erster Linie das Bild für die übergeordnete Regeleinrichtung 22 ab und ist, wie alle abgebildeten Sensoren 16 bis 21 in den Ausführungsbeispielen mit der Regeleinrichtung 22 drahtlos verbunden. Der Sensor 20 kann insbesondere auch dazu dienen die Leistungen für die neben dem eigentlichen Pressprozess nötigen Verstellwege entlang der x-Richtung zu überwachen und kann als Sicherungselement gegen Überbeanspruchung eines Packpressenantriebs 27 herangezogen werden. Die eigentlichen Verstellwege können zusätzlich, wie dargestellt, von einem Sensor 21 erfasst werden.
  • Die Figur 2 verdeutlicht in stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die Grundfunktionsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung 1 in Verbindung mit einem geteilten Antriebskonzept. Eine Vorrichtung 1, die ein geteiltes Antriebskonzept aufweist hat den Vorteil, dass der Antrieb 24 des Anpresselements 4 ein Tragelement 23 umfasst, das gegenüber einem Gehäuse/Gestell 25 bewegbar, insbesondere führbar, ist und an welchem das Anpresselement 4 gelagert ist. Der Packpressenantrieb 27 ist vorzugsweise, wie dargestellt, außerhalb der Führung des Tragelements 23 angeordnet und gelagert. Weist die Vorrichtung für beide Stirnseiten 30 der zu verpackenden Materialbahnrolle 29 einzelne Anpresseinheiten 3 auf, können beide Tragelemente 23 durch einen gemeinsamen Packpressenantrieb 27 bewegbar sein. Auf diese Weise erfolgt eine Entkopplung der eigentlichen Vorschubbewegung von der Anpresskrafterzeugung, sodass der Packpressenantrieb 27 hier lediglich zur Erzeugung der Grundvorschubbewegung, über welchen die einzelnen Anpresselemente 4 in ihre Position gegenüber den Stirnseiten 30 der zu verpackenden Materialbahnrolle 29 bewegt werden, frei von der Wirkung der Reaktionskräfte FR auf die Anpresskraft FA gehalten werden kann, was zu einer Erhöhung der Verfügbarkeit der den Packpressenantrieb 27 bildenden Komponenten führt und eine Auslegung dieses Antriebes 27 frei von der Berücksichtigung eventuell abzustützender Reaktionskräfte FR erfolgen kann. Auch die erforderliche Antriebsleistung zum Antrieb der einzelnen Antriebe 24 der Anpresselemente 4 kann gegenüber herkömmlichen Lösungen reduziert werden.
  • Die jeweilige Anpresseinheit 3 weist eine Einrichtung zur Ausbildung eines Widerlagers 8 auf, wobei ein sich ausgebildetes Widerlager geeignet ist, das Tragelement 23 gegenüber dem Gehäuse/Gestell 25 lösbar zu fixieren. Im einfachsten Fall wird hierzu ein Hebelsystem verwendet, wobei die Reaktionskraft FR an einer Seite des Hebels wirkt und an der anderen wenigstens mittelbar eine Feststellkraft gegenüber der Führung, beispielsweise einem Gehäuse/Gestell 25 durch Erzeugung einer Betätigungskraft einer Betätigungs- oder Stelleinrichtung erzeugt wird, wobei der Hebel direkt oder über weitere Übertragungsmittel auf die Stell- und/oder Betätigungseinrichtung wirkt. In diesem Fall ist die Feststellkraft immer proportional zur Anpresskraft des jeweiligen Anpresselementes 4.
  • Ebenso kann eine Vorrichtung 1, die ein geteiltes Antriebskonzept aufweist, auch eine Einrichtung zur Ausbildung eines Widerlagers 8 aufweisen, die der in Figur 3 näher beschriebenen Ausgestaltung entspricht. Figur 3 verdeutlicht in stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer bevorzugten Ausführung einer Anpresseinheit 3, die für das Anpresselement 4 und das Widerlager 8 des Anpresselements eine gemeinsame Stelleinrichtung 10, hier eine gemeinsame Druckeinrichtung, aufweist.
  • Somit ist sichergestellt, dass die Ausbildung des Widerlagers 8 mit dem steigenden Anpressdruck P gekoppelt ist. Anlass zum Druckaufbau kann dabei mindestens ein Sensor 17 zur Erfassung des Anpressdrucks/der Anpresskraft FA, wie er in Figur 1 dargestellt ist geben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Signal zum Aufbau des Drucks P nach Erfassung eines minimalen Rückstellweges des Anpresselements 4, der sich nach in Kontakttreten der Anpressfläche 5 des Anpresselements 4 und einer Stirnseite 30 einer zu verpackenden Materialbahnrolle 29 selbständig ergibt, durch einen Sensor 21 gegeben. Der Sensor 21 kann beispielsweise Teil eines magnetostriktiven Wegmesssystems sein und ist hier geschützt im Gehäusebereich der Anpresseinheit 3 untergebracht. Im gezeigten Beispiel gibt er ein Signal zur Öffnung eines nicht näher bezeichneten Ventils, das hier im oberen Bereich der Druckeinrichtung 10 dargestellt ist.
  • Die dargestellte Ausführung ist je nach verwendetem Ventil 12 /verwendeten Ventilen 12 dazu geeignet, ein sich stetig oder ein sich diskret ausbildendes Widerlager 8 bereit zu stellen. Wirkt der sich beim Anpressvorgang in der Druckeinrichtung 10 aufbauende Druck P auch direkt auf das Widerlager aus, das heißt, das oder die Ventile 12 sind bei Druckaufbau mindestens teilweise offen, nimmt der Druck in der Stelleinrichtung 11, hier Druckeinrichtung, des Abstützelements 9 stetig zu. Damit wächst auch der Anpressdruck zwischen Abstützelement 9 und dessen Gegenlager, im dargestellten Fall dem Gehäuse/Gestell 25. Ein sich auf diese Weise ausbildendes Widerlager 8 ist proportional zum vorliegenden Druck P der Stelleinrichtung 10 und damit zum vorliegenden Anpressdruck beziehungsweise zur vorliegenden Anpresskraft FA proportional. Das Verhältnis ist dabei mit Hilfe von Ventilkonfigurationen und Kolbenflächen in den Druckeinrichtungen 10 und 11 bestimmbar. Dabei können die Ventilstellungen auch während des Pressprozesses wählbar, insbesondere mittels der übergeordneten Regeleinrichtung 22 regelbar sein. Durch das variabel einstellbare Druckverhältnis kann zusätzlich auf Veränderungen an den, den Anpressdruck übertragenden Komponenten, insbesondere Verschleiß am Abstützelement, aktiv unter Beibehaltung einer erforderlichen Bremskraft reagiert werden.
  • Sind als Abfluss an der separaten Druckkammer 11 Verzögerungsglieder, beispielsweise in Form geeigneter Ventile 13 vorgesehen, kann die Rückbildung des Widerlagers 8 gegenüber der Rückbildung des Anpressdrucks/Anpresskraft FA verzögert eintreten und/oder verzögert ablaufen.
  • Im Falle eines sich diskret aus- und zurückbildenden Widerlagers 8 kann die Ausbildung des Widerlagers 8 nach Erreichen eines zuvor definierten Drucks P in der gemeinsamen Druckeinrichtung 10 in einem oder mehreren Schritten erfolgen.
  • Von den dargestellten Ausführungsbeispielen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden ohne den erfinderischen Gedanken zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Befestigen von Stirndeckeln an Materialbahnrollen
    2
    Rollenlageeinrichtung
    3
    Anpresseinheit
    4
    Anpresselement
    5
    Anpressfläche des Anpresselements
    6
    Aufnahme- und Positioniereinrichtung am Anpress- element
    7
    Heizeinrichtung am Anpresselement
    8
    Widerlager des Anpresselements
    9
    Abstützelement
    10
    Stelleinrichtung, insbesondere Druckeinrichtung
    11
    Stelleinrichtung, insbesondere Druckeinrichtung für Abstützelement
    12
    Stellglied, insbesondere Rückschlagventil
    13
    Stellglied, insbesondere Ablassventil
    14
    Lösbare Verriegelungseinrichtung
    15
    Auslösevorrichtung
    16
    Sensor zur Erfassung des Anpressdrucks / bzw. der Anpresskraft
    17
    Sensor zur Erfassung der Reaktionskraft
    18
    Sensor zur Erfassung der Lage der Materialbahnrol- le
    19
    Sensor zur Erfassung von Kenngrößen der Materi- albahnrolle
    20
    Sensor zur Erfassung von Leistungskenngrößen des oder der Antriebe
    21
    Sensor zur Erfassung von Stellwegen
    22
    Steuer- / Regeleinrichtung
    23
    Tragelement
    24
    Antrieb für Anpresselement
    25
    Gehäuse / Gestell
    26
    Fundament
    27
    Packpressenantrieb
    28
    Stirndeckel
    29
    Materialbahnrolle
    30
    Stirnseite einer Materialbahnrolle
    31
    Längsachse einer Materialbahnrolle
    FA
    Anpresskraft
    FR
    Reaktionskraft
    P
    Druck
    X
    Längsrichtung der Vorrichtung
    Y
    Querrichtung
    Z
    Höhenrichtung

Claims (17)

  1. Verfahren zum Befestigen von Stirndeckeln (28) an einer Stirnseite (30) einer Materialbahnrolle (29) mittels zumindest eines Anpresselements (4) einer Vorrichtung (1) zum Befestigen von Stirndeckeln (28) an Materialbahnrollen (29), wobei das Anpresselement (4) den Stirndeckel (28) unter Druck gegen die Stirnseite (30) der Materialbahnrolle (29) anlegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich ein Widerlager (8) des Anpresselements (4) unter Einwirkung der durch den Anpressvorgang hervorgerufenen Reaktionskraft (FR) ausbildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an beiden Stirnseiten (30) der zu verpackenden Materialbahnrolle (29) von ihnen jeweils zugeordneten Anpresselementen (4) Stirndeckel (28) angepresst werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich das Widerlager (8) des Anpresselements (4) bei Druckaufbau aus- und bei Druckabbau wieder zurückbildet, insbesondere simultan zum Verlauf der wirkenden Reaktionskraft (FR).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rückbildung des Widerlagers (8) des Anpresselements (4) verzögert einsetzt und/oder verzögert abläuft.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich das Widerlager (8) des Anpresselements (4) diskret aus- und/oder wieder zurückbildet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Anpresselement (4) und das Widerlager (8) des Anpresselements (4) mindestens eine gemeinsame Stelleinrichtung(10), insbesondere eine gemeinsame Druckeinrichtung, nutzen.
  7. Vorrichtung (1) zum Befestigen von Stirndeckeln (28) an einer Stirnseite (30) von Materialbahnrollen (29) mit einer Rollenlageeinrichtung (2) mit mindestens einem in Längsrichtung (x) der Rollenlageeinrichtung (2) gegenüber der Stirnseite (30) der Materialbahnrolle (29) bewegbaren Anpresselement (4) und mindestens einem Packpressenantrieb (27),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (1) ein Abstützelement (9) aufweist, das geeignet ist, sich zur Ausbildung eines dem Anpresselement (4) dienenden Widerlagers (8) unter Einwirkung der durch den Anpressvorgang hervorgerufenen Reaktionskraft (FR) an einer ortsfesten Einrichtung, insbesondere einem Gehäuse/Gestell (25) oder einem Fundament (26), lösbar abzustützen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    pro Vorrichtung (1) zumindest zwei derartige Anpresselemente (4) vorgesehen sind, die den einzelnen voneinander weggerichteten Stirnseiten (30) der zu verpackenden Materialbahnrolle (29) zuordnungsbar sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich das Abstützelement (9) kraft- und/oder formschlüssig abstützt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zur Ausbildung des Widerlagers (8), bzw. mindestens zu dessen Initiierung, benötigte Widerstand wählbar, insbesondere steuer- oder regelbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Abstützelement (9) mindestens eine lösbare Verriegelungseinrichtung (14) aufweist oder mit mindestens einer lösbaren Verriegelungseinrichtung (14) in Verbindung steht.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Auslösevorrichtung (15) vorhanden ist, über die die Verriegelungseinrichtung (14) aktivierbar und/oder wieder deaktivierbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Sensoren (16, 17, 18, 19, 20, 21) vorgesehen sind, durch die mindestens einer der folgenden Parameter zur Steuerung / Regelung der Vorrichtung erfassbar ist:
    - Lage der zu verpackenden Materialbahnrolle (29)
    - Kenngrößen der zu verpackenden Materialbahnrolle (29)
    - Anpresskraft / Anpressdruck (FA)
    - Reaktionskräfte (FR)
    - Leistungskenngrößen des oder der Antriebe (24, 27)
    - Stellwege
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine Anpresselement (4) bewegbar, vorzugsweise führbar, auf mindestens einem Tragelement (23) angeordnet ist, das gegenüber der ortsfesten Einrichtung, insbesondere dem Gehäuse/ Gestell (25) oder dem Fundament (26), bewegbar, vorzugsweise führbar, ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Tragelement (23) durch den Packpressenantrieb (27) bewegbar ist und das mindestens eine Anpresselement (4) mindestens einen separaten Antrieb (24) aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    beidseitig der zu verpackenden Materialbahnrolle (29) jeweils ein, auf einem der ortsfesten Einrichtung, insbesondere dem Gehäuse/ Gestell (25) oder dem Fundament (26) gegenüber bewegbaren, vorzugsweise führbaren, Tragelement (23) bewegbar, vorzugsweise führbar, angeordnetes Anpresselement (4) vorgesehen ist, wobei die beiden Tragelemente (23) mit dem selben Packpressenantrieb (27) gekoppelt sind.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Anpresselement (4) eingesetzt wird, das derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, mittels einer Aufnahme- und Positioniereinrichtung (6) einen Stirndeckel (28) aufzunehmen und gegenüber der Materialbahnrolle (29) zu positionieren, wobei die mindestens eine Anpressfläche (5) vorzugsweise mittels einer Heizeinrichtung (7) beheizbar ist.
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