EP2368825A1 - Vorrichtung zur Kontrolle von Spulen mit aufgewickeltem Folienmaterial - Google Patents

Vorrichtung zur Kontrolle von Spulen mit aufgewickeltem Folienmaterial Download PDF

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EP2368825A1
EP2368825A1 EP11156967A EP11156967A EP2368825A1 EP 2368825 A1 EP2368825 A1 EP 2368825A1 EP 11156967 A EP11156967 A EP 11156967A EP 11156967 A EP11156967 A EP 11156967A EP 2368825 A1 EP2368825 A1 EP 2368825A1
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EP
European Patent Office
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core
sensor
coil
film material
der
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EP11156967A
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EP2368825B2 (de
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Peter Koch
Fabian Huber
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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    • B65H26/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms
    • B65H26/08—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms responsive to a predetermined diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2553/20—Sensing or detecting means using electric elements
    • B65H2553/23—Capacitive detectors, e.g. electrode arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
    • B65H2553/41—Photoelectric detectors
    • B65H2553/416—Array arrangement, i.e. row of emitters or detectors

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling coils with wound foil material.
  • the coil comprises a core on which the film material is wound. Furthermore, the coil is associated with a sensor arrangement by means of which one end of the film material can be seen on the coil.
  • the invention relates to the use of the sensor arrangement in a packaging machine for producing containers from articles.
  • a packaging machine comprises two spools with wound sheet material.
  • One of the two bobbins is always a supply reel, which then supplies film material in the packaging process for the objects to be packaged, if the wound on the active coil film material comes to an end.
  • the end of the film on the active spool must be displayed so that the second spool (reserve spool) can be inserted into the packaging process, thus providing the film material wound on it to the packaging process.
  • the German patent application DE 40 21 402 A1 describes a device for controlling emptying coils. This device is mainly used in wrapping machines for articles.
  • the control device in question consists essentially of detection means which operate in the region of a feed station of the belt at a wrapping station and / or in the vicinity of a coil and support shaft group arranged in the region of the station. These detection means serve to detect a predetermined value of an electrical impedance, which is generated by the coil and / or support shaft group and / or determine functions of at least one radial dimension of the coil and support shaft group.
  • the German patent application DE 195 43 246 discloses a device for controlling coils for wrapping machines.
  • the web material (film material) is wound on a spool for the wrapping machines.
  • the coil has a corresponding core around which the film material is wound.
  • the spool rotates about its own axis of rotation so as to provide the wrapping material wound thereon to the wrapping machine.
  • an optoelectronic and photosensitive sensor which is movable along a substantially radial direction of the coil during unwinding of the coil.
  • the probe serves to detect the value of a chromatic property of a portion of the coil and to transmit a signal to the scanning device of a hue corresponding to a previously inputted pattern value.
  • the sheet material which is rolled up directly on the core of the spool, is colored so that as the end of the sheet material approaches the spool, the sensor registers a different color value of the sheet and thus indicates the end of the sheet material on the respective active spool.
  • the European patent application EP 2 093 172 A2 describes a paper supply for a printer in which the paper supply is arranged on at least one coil.
  • the paper supply contains at least two differently arranged images for the bobbins, so that different sizes of the paper bobbins can be processed with the printer.
  • an adjustable end sensor is provided for the final recognition of the paper, which is wound on a core. Due to the adjustability, it is possible to adjust the sensor to the respective position of the coil.
  • the Japanese patent application JP 600 12 449 A describes a device for the end detection of a film material which is rolled up on a spool.
  • a magnetic strip is introduced across the width of the film material, which is located in the vicinity of the end of the film material.
  • this magnetic strip is detected, which in turn indicates the end of the film material on the spool.
  • Japanese Patent Application JP 61 08 63 55 A describes an arrangement with which a junction, or the end of long sheet-like material can be detected.
  • the connection point runs across the film web and is by means of two photo sensors detected.
  • the photosensors are arranged in the transport direction of the film material.
  • German patent application DE 44 42 154 describes a method for initiating a premature bobbin change. For this purpose, a non-contact temperature measurement is provided on the front side. Based on the measured temperature in the vicinity of the core of the coil can thus close on the amount of paper that is still on the coil, or which has already been wound on the spool.
  • German patent application DE 198 47 466 A1 describes a method and apparatus for detecting defects on developable plastic sheets.
  • the sensor is mounted on a lever arm which moves in the direction of the core in dependence on the film material unwound from the spool.
  • the sensor detects marking elements which are mounted on the film material are and project laterally from the end face of the film material.
  • the sheet material is wound on a core of a spool.
  • the end of the film material can be detected on the coil.
  • the sensor arrangement is designed such that it comprises at least one optoelectronic sensor.
  • the optoelectronic sensor is arranged stationary with respect to an end face of the coil.
  • the sensor is designed such that a part of the end face of the rotating coil is optically detectable.
  • the optoelectronic sensor is arranged in relation to the coil such that the part of the end face of the rotating coil detected by the optoelectronic sensor has a possible air gap between the mandrel and the core, the core itself and the film material immediately following the core.
  • the optoelectronic sensor is a line sensor that detects part of the outer circle of the core of the rotating coil without additional illumination. There is also provided a control with which a control signal is generated if a registered by the optoelectronic sensor level of the wound on the core sheet material below a predetermined threshold.
  • the sensor arrangement can have a capacitive sensor in addition to the optoelectronic sensor.
  • the capacitive sensor is arranged to be movable radially with respect to the coil. By means of the capacitive sensor, the radial height with respect to the coil can be measured.
  • the controller can be designed such that a combined or common control signal is only output if the height registered by the optoelectronic sensor and the radial height registered by the capacitive sensor fall below the predetermined threshold value.
  • a packaging machine two coils are associated with wound film material. There is always one the two coils the active coil. In order not to interrupt the production process of the containers unnecessarily long, it is necessary to detect the end of the film on the active coil. When determining the end of the film material on the spool, make sure that the film material is used up as much as possible. You want to avoid that the coil is replaced too early and thus produces a waste of film material that you could actually use for the packaging of containers. Upon detection of the end of the film, or the approaching end of the film material on the spool, a signal is output and it is changed to the supply reel.
  • the optoelectronic sensor line sensor
  • the outer edge (circular arc) of the film core, as well as the outer diameter of the film spool is detected.
  • a defined, once-programmed value specifies the minimum distance (threshold) of the diameter of the film spool from which a signal is output that indicates the end of the film material on the spool. If this threshold is undershot, a signal is sent to the machine control that the film material on the active coil is used up.
  • the invention has the advantage that, regardless of the diameter of the core of the coil, a reliable detection of the end of the film material on the bobbin can be determined.
  • the capacitive sensor 25 serves as an additional means for the optoelectronic sensor 14, which determines the residual height H of the film material on the core 8. If the capacitive sensor 25 and the optoelectronic sensor 14 provide a signal to the controller 5, it can be assumed that the end of the film material 12 is reached on the core 8 or a bobbin change is necessary to ensure the continuous operation of the machine that consumes the sheet material 12. The optoelectronic sensor 14 then outputs a signal when the height H of the film material 12 on the core 8 falls below a certain threshold value. In parallel, the capacitive sensor 25 outputs a signal when the radial height R of the film material 12 on the core falls below a predefined threshold value. This additional fuse through the capacitive sensor 25 makes the determination of the end of the foil material 12 on the coil 10 safer.
  • the capacitive sensor 25 provides additional security for determining the end of the sheet material 12 on the spool. For the determination of the end of the film material 12 on the coil 10, however, the optoelectronic sensor 14 alone is completely sufficient.

Landscapes

  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Es ist eine Vorrichtung (1) zur Kontrolle von einer Spule (10) mit aufgewickeltem Folienmaterial (12) offenbart. Mit einer Sensoranordnung (2) kann ein Ende des Folienmaterials (12) auf der Spule (10) erkannt werden. Die Sensoranordnung (2) umfasst mindestens einen optoelektrischen Sensor (14), der ortsfest in Bezug auf eine Stirnseite (7) der Spule (10) angeordnet ist. Der optoelektrische Sensor (14) ist derart ausgebildet, dass ein Ausschnitt eines Aussenkreises der sich drehenden Spule (10) erfassbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle von Spulen mit aufgewickeltem Folienmaterial. Die Spule umfasst dabei einen Kern, auf den das Folienmaterial gewickelt ist. Ferner ist der Spule eine Sensoranordnung zugeordnet, mittels der ein Ende des Folienmaterials auf der Spule erkennbar ist.
  • Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der Sensoranordnung in einer Verpackungsmaschine zum Erstellen von Gebinden aus Artikeln.
  • Wie in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 020 299 A1 offenbart, umfasst eine Verpackungsmaschine zwei Spulen mit aufgewickeltem Folienmaterial. Eine der zwei Spulen ist dabei immer eine Vorratsspule, die dann Folienmaterial in den Verpackungsprozess für die zu verpackenden Gegenstände liefert, falls das auf der aktiven Spule aufgewickelte Folienmaterial zu Ende geht. Aus umwelttechnischen und Kostengründen ist es erforderlich, das Folienmaterial auf der aktiven Spule soweit zu nutzen, dass es möglichst weit bis auf den Kern abgewickelt ist. Das Ende der Folie auf der aktiven Spule muss angezeigt werden, damit die zweite Spule (Reservespule) in den Verpackungsprozess eingeführt werden kann, um somit das auf ihr aufgewickelte Folienmaterial dem Verpackungsprozess zur Verfügung zu stellen.
  • Wie auch im Firmenprospekt der Firma Krones AG über die vollautomatische Packmaschine "Vario Pack Pro", ist eine Verpackungsmaschine für ein breites Einsatzfeld offenbart. Hier werden die in die Verpackungsmaschine einlaufenden Flaschen zu Gruppen vereinzelt. Die zur Umhüllung der einzelnen Gruppen verwendeten Folien werden von einer aktiven Spule abgezogen. Die Gruppen werden anschließend mit der Folie umhüllt und durchlaufen dann einen Schrumpftunnel. Die einzelnen Folienzuschnitte werden von dem von der Spule aufgezogenen Folienmaterial mit einem Schneidemesser entsprechend der erforderlichen Länge für die Umhüllung der Gegenstände vereinzelt. Die zweite Spule, welche ebenfalls der Verpackungsmaschine zugeordnet ist, wird dann in den Verpackungsprozess mit einbezogen, wenn die auf der ersten Spule aufgewickelte Folie zur Neige geht.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 21 402 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Kontrolle von sich leerenden Spulen. Diese Vorrichtung findet v. a. bei Einwickelmaschinen für Artikel Verwendung. Die betreffende Kontrollvorrichtung besteht im Wesentlichen aus Erfassungsmitteln, die im Bereich einer Zuführungsstation des Bandes an einer Einwickelstation und/oder in der Nähe einer im Bereich der Station angeordneten Gruppe aus Spule und Tragwelle arbeiten. Diese Erfassungsmittel dienen dazu, einen vorbestimmten Wert einer elektrischen Impedanz zu erfassen, die von der Gruppe aus Spule und/oder Tragwelle erzeugt wird und/oder Funktionen wenigstens einer radialen Abmessung der Gruppe aus Spule und Tragwelle ermitteln. Hierzu sitzt die Einrichtung auf der Spule auf und bewegt sich mit abnehmender Dicke des auf der Spule aufgewickelten Folienmaterials in Richtung des Kerns, bzw. der Achse der Spule, um so aus den gemessenen Signalen auf die Menge des Folienmaterials zu schließen, welches noch auf der Spule aufgewickelt ist.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 195 43 246 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung von Spulen für Einwickelmaschinen. Das Bahnmaterial (Folienmaterial) ist für die Einwickelmaschinen auf einer Spule aufgewickelt. Die Spule besitzt einen entsprechenden Kern, um den das Folienmaterial gewickelt ist. Die Spule dreht sich um ihre eigene Umdrehungsachse, um somit das auf ihr aufgewickelte Folienmaterial der Einwickelmaschine zur Verfügung zu stellen. Der Spule ist ein optoelektronischer und lichtempfindlicher Fühler zugeordnet, welcher während des Abwickelns der Spule entlang einer im Wesentlichen radialen Richtung der Spule selbst beweglich ist. Der Fühler dient dazu, den Wert einer chromatischen Eigenschaft eines Bereichs der Spule zu erfassen und ein Signal an die Abtastvorrichtung einer Farbtönung auszusenden, die einem zuvor eingegebenen Musterwert entspricht. Das Folienmaterial, welches unmittelbar auf dem Kern der Spule aufgerollt ist, ist eingefärbt, so dass der Sensor bei Annäherung des Endes des Folienmaterials auf der Spule einen anderen Farbwert der Folie registriert und somit das Ende des Folienmaterials auf der jeweiligen aktiven Spule anzeigt.
  • Die U.S.-Patentanmeldung 2008/0142631 A1 offenbart ein System und ein Verfahren, das die Versorgung von Papier bei einem Drucker anzeigt. Das Papier ist auf einer Spule um einen Kern aufgerollt. Der Kern besitzt dabei einen festen Durchmesser. Das auf den Kern aufgerollte Papier verringert den Durchmesser über die Dauer des Verbrauchs des Papiers durch den Drucker. Es ist eine Scanneinrichtung vorgesehen, welche den Kerndurchmesser und den Papierdurchmesser ermittelt. Es wird ein Signal ausgegeben, wenn die Länge des auf den Kern aufgerollten Papiermaterials einen bestimmten Schwellwert unterschreitet.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 2 093 172 A2 beschreibt einen Papiervorrat für einen Drucker, bei dem der Papiervorrat auf mindestens einer Spule angeordnet ist. Der Papiervorrat umfasst mindestens zwei unterschiedlich angeordnete Aufnahmen für die Spulen, damit unterschiedliche Größen der Papierspulen mit dem Drucker verarbeitet werden können. Für die Enderkennung des Papiers, welches auf einem Kern aufgewickelt ist, ist ein verstellbarer End-Sensor vorgesehen. Durch die Verstellbarkeit ist es möglich, den Sensor auf die jeweilige Lage der Spule einzustellen.
  • Die japanische Patentanmeldung JP 600 12 449 A beschreibt eine Vorrichtung zur Enderkennung eines Folienmaterials, welches auf einer Spule aufgerollt ist. Hierzu ist über die Breite des Folienmaterials, welches sich in der Nähe des Endes des Folienmaterials befindet, ein magnetischer Streifen eingebracht. Mit einem Detektor wird beim Abrollen des Folienmaterials von der Spule dieser magnetische Streifen detektiert, der wiederum das Ende des Folienmaterials auf der Spule anzeigt.
  • Ferner ist in der japanischen Patentanmeldung JP 61 08 63 55 A eine Anordnung beschrieben, mit der eine Verbindungsstelle, bzw. das Ende von langem folienartigen Material detektiert werden kann. Die Verbindungsstelle verläuft dabei quer über die Folienbahn und wird mittels zweier Fotosensoren detektiert. Die Fotosensoren sind dabei in Transportrichtung des Folienmaterials angeordnet.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 42 154 beschreibt ein Verfahren zum Einleiten eines vorzeitigen Spulenwechsels. Hierzu ist stirnseitig eine berührungslose Temperaturmessung vorgesehen. Anhand der gemessenen Temperatur in der Nähe des Kerns der Spule kann man somit auf die Menge des Papiers schließen, welches sich noch auf der Spule befindet, oder welches bereits auf die Spule aufgewickelt worden ist.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 0 730 960 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Endes von auf einer Spule aufgerollten Folienmaterials. Hierzu sind auf dem Folienmaterial mindestens zwei Streifen quer über das Folienmaterial vorgesehen, die von einer entsprechenden Sensoreinrichtung detektiert werden. In einer Ausführungsform besteht die Sensoreinrichtung aus einer Lichtquelle und einem entsprechend zugeordneten Fotodetektor. Mittels der Sensoreinrichtung werden die Streifen erfasst, welche die Menge des noch auf den Kern aufgerollten Folienmaterials anzeigen.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 198 47 466 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Fehlstellen an abwickelbaren Kunststoffbahnen. Der Sensor ist dabei auf einem Hebelarm angebracht, der sich in Abhängigkeit von dem von der Spule abgewickelten Folienmaterial in Richtung des Kerns bewegt. Der Sensor detektiert dabei Markierungselemente, die auf dem Folienmaterial angebracht sind und seitlich von der Stirnseite des Folienmaterials abstehen.
  • Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die kostengünstig, sicher und unabhängig von Parametern des auf einer Spule aufgewickelten Folienmaterials das Ende des Folienmaterials auf der Spule detektiert.
  • Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
  • Das Folienmaterial ist auf einen Kern einer Spule aufgewickelt. Mit einer Sensoranordnung kann das Ende des Folienmaterials auf der Spule detektiert werden. Die Sensoranordnung ist dabei derart ausgebildet, dass sie zumindest einen optoelektronischen Sensor umfasst. Der optoelektronische Sensor ist dabei ortsfest in Bezug auf eine Stirnseite der Spule angeordnet. Der Sensor ist dabei derart ausgebildet, dass ein Teil der Stirnseite der drehenden Spule optisch erfassbar ist.
  • Der optoelektronische Sensor ist dabei derart in Bezug auf die Spule angeordnet, dass der durch den optoelektronischen Sensor erfasste Teil des Außenkreises der sich drehenden Spule den Kern und das unmittelbar an den Kern folgende Folienmaterial umfasst.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der optoelektronische Sensor derart in Bezug auf die Spule angeordnet, dass der durch den optoelektronischen Sensor erfasste Teil der Stirnseite der sich drehenden Spule einen möglichen Luftspalt zwischen dem Dorn und dem Kern, dem Kern selbst und das unmittelbar auf den Kern folgende Folienmaterial umfasst.
  • Der optoelektronische Sensor ist ein Zeilensensor, der ohne eine zusätzliche Beleuchtung einen Teil des Außenkreises des Kerns der drehenden Spule erfasst. Es ist ebenfalls eine Steuerung vorgesehen, mit der ein Steuersignal erzeugt wird, falls eine vom optoelektronischen Sensor registrierte Höhe des auf den Kern gewickelten Folienmaterials einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
  • Die Sensoranordnung kann zusätzlich zu dem optoelektronischen Sensor einen kapazitiven Sensor aufweisen. Der kapazitive Sensor ist dabei radial in Bezug auf die Spule beweglich angeordnet. Mittels des kapazitiven Sensors kann die radiale Höhe in Bezug auf die Spule gemessen werden. Es ist ebenso eine Steuerung vorgesehen, mit der ein Steuersignal erzeugt werden kann, falls die vom kapazitiven Sensor registrierte radiale Höhe des auf den Kern gewickelten Folienmaterials einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
  • Die Steuerung kann dabei derart ausgebildet sein, dass ein kombiniertes, bzw. gemeinsames Steuersignal nur dann ausgegeben wird, falls die vom optoelektronischen Sensor registrierte Höhe und die vom kapazitiven Sensor registrierte radiale Höhe den vorbestimmten Schwellwert unterschreiten.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung bei einer Verpackungsmaschine zum Erstellen von Gebinden aus Artikeln. Wie bereits eingangs erwähnt, sind einer Verpackungsmaschine zwei Spulen mit aufgewickeltem Folienmaterial zugeordnet. Dabei ist immer eine der beiden Spulen die aktive Spule. Um den Produktionsprozess der Gebinde nicht unnötig lange zu unterbrechen, ist es erforderlich, das Folienende auf der aktiven Spule zu erkennen. Beim Bestimmen des Endes des Folienmaterials auf der Spule ist darauf zu achten, dass das Folienmaterial so weit wie möglich aufgebraucht ist. Man will vermeiden, dass die Spule zu früh ausgewechselt wird und man somit einen Abfall aus Folienmaterial produziert, den man eigentlich noch für die Verpackung von Gebinden verwenden könnte. Bei der Detektierung des Folienendes, bzw. das sich nähernde Ende des Folienmaterials auf der Spule wird ein Signal ausgegeben und es wird auf die Vorratsspule gewechselt.
  • Mittels des optoelektronischen Sensors (Zeilensensors), der stirnseitig in Richtung der Folienspule ortsfest positioniert ist, wird die äußere Kante (Kreisbogen) des Folienkerns, sowie der Außendurchmesser der Folienspule erkannt. Ein definierter, einmalig programmierter Wert gibt den Mindestabstand (Schwellwert) des Durchmessers der Folienspule vor, ab dem ein Signal ausgegeben wird, das das Ende des Folienmaterials auf der Spule anzeigt. Wird dieser Schwellwert unterschritten, wird ein Signal an die Maschinensteuerung gesendet, dass das Folienmaterial auf der aktiven Spule aufgebraucht ist. Die Erfindung hat den Vorteil, dass unabhängig vom Durchmesser des Kerns der Spule eine zuverlässige Detektierung des Endes des Folienmaterials auf der Spule ermittelt werden kann.
  • Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
    • Figur 1
    zeigt einen schematischen Aufbau einer Verpackungsmaschine, wie diese bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.
    Figur 2
    zeigt eine Vorrichtung zum Bestimmen des Endes von Folienmaterial auf einer Spule, gemäß dem Stand der Technik.
    Figur 3
    zeigt schematisch eine Seitenansicht der Folienspule mit dem zugeordneten optoelektronischen Sensor.
    Figur 4
    zeigt eine Stirnansicht der Folienspule mit dem zugeordneten optoelektronischen Sensor.
    Figur 5
    zeigt eine Detailansicht des durch den optoelektronischen Sensor registrierten Bereichs um den Kern der Spule.
    Figur 6
    zeigt einen kapazitiven, in radialer Richtung zur Folienspule beweglichen Sensor, der zusammen mit dem optoelektronischen Sensor das Ende des Folienmaterials auf der Spule ermittelt.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
    • Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Verpackungsmaschine 100 gemäß dem Stand der Technik. Die einzelnen Gruppen 101 von Gegenständen 102 werden mit einem Folienzuschnitt 105 umhüllt. Die Folienzuschnitte 105 werden von mindestens einer Spule 10 aus Folienmaterial 12 zur Verfügung gestellt. In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind zwei Spulen 10 aus Folienmaterial 12 vorgesehen. Dabei ist eine Spule 10 die aktive Spule 10A, das bedeutet, dass von dieser Spule für die Umhüllung der Gruppen 101 der Gegenstände 102 das Folienmaterial 12 abgezogen wird. Die Vorratsspule 10V wird dann verwendet, wenn das Folienmaterial 12 auf der aktiven Spule 10A zur Neige geht. Es soll ein möglichst reibungsloser Wechsel von der aktiven Spule 10A auf die Vorratsspule 10V möglich sein.
    • Figur 2 zeigt eine Sensoranordnung 2 gemäß dem Stand der Technik, mittels der ein Ende des Folienmaterials 12 auf der Spule 10 erkannt werden kann. Die Sensoranordnung 2 besteht aus einer Lichtquelle 20, welche als Laser ausgebildet ist. Die Lichtquelle 20 sendet einen Lichtstrahl 21 aus, der auf einen Detektor 22 gelangt. Der Lichtstrahl 21 gelangt nur dann zum Detektor 22, wenn eine bestimmte Menge des Folienmaterials 12 von der Spule 10 abgezogen worden ist. Das Folienmaterial 12 ist auf einen Kern 8 gewickelt. In Figur 2 ist die Situation dargestellt, dass das Folienmaterial 121 von der noch fast vollen Spule 10 aus Folienmaterial 12 abgezogen wird. Bei dieser Situation wird der Lichtstrahl 21 durch das Folienmaterial 12, welches auf der Spule 10 aufgerollt ist, blockiert. Ist eine bestimmte Menge des Folienmaterials 12 von der Spule 10 abgerollt, welches durch das Bezugszeichen 122 gekennzeichnet ist, gelangt der Lichtstrahl 21 am Umfang des noch auf dem Kern 8 befindlichen Folienmaterials 12 vorbei auf den Detektor 22. Nun kann ein Signal vom Detektor 22 ausgegeben werden, das das Ende des Folienmaterials 12 auf der Spule 10 anzeigt. Ein Nachteil dieser Anordnung des Standes der Technik ist, dass in Abhängigkeit vom Durchmesser D des Kerns 8 das Ende des Folienmaterials auf der Spule 10 nicht zuverlässig erkannt wird. So kann zum einen die Situation auftreten, dass bei einem großen Durchmesser D des Folienkerns 8 das Ende des Folienmaterials 12 auf der Spule 10 gar nicht erkannt wird. Ist der Durchmesser D des Kerns 8 jedoch klein, gelangt der Lichtstrahl 21 bereits dann auf den Detektor 22, wenn noch ausreichend Folienmaterial 10 auf dem Kern 8 der Spule 10 gewickelt ist, das noch für die Umhüllung der Artikel verwendet werden kann. In diesem Fall wird man viel noch nutzbares Folienmaterial 12 unnötig wegschmeißen.
    • Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Zuordnung der Sensoranordnung 2 zu einer Spule 10 aus Folienmaterial 12. Das Folienmaterial 12 ist auf einem Kern 8 einer Spule 10 gewickelt. Die Spule 10 sitzt auf einem Dorn 4, der um eine Achse 6 drehbar ist. Die Sensoranordnung 2 besteht in der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform aus einem optoelektronischen Sensor 14. Der optoelektronische Sensor 14 ist mit einer Steuerung 5 verbunden.
      Der Zeilensensor 14 ist gegenüber einem Stirnbereich 7 der Spule 10 angeordnet. Der Zeilensensor 14 besitzt einen Erfassungsbereich 15 (siehe Figur 5) und der Zeilensensor 14 ist dabei ortsfest in Bezug auf die sich drehende Spule 10 angeordnet. Die Anordnung des Zeilensensors 14 und dessen Erfassungsbereich 15 sind dabei derart ausgebildet, dass im Erfassungsbereich 15 des Zeilensensors 14 sowohl der Kern 8 der Spule 10, als auch zumindest ein Teil des auf den Kern 8 aufgerollten Folienmaterials 12 zu liegen kommt.
    • Figur 4 zeigt eine Stirnansicht der Spule 10, mit dem auf dem Kern 8 aufgerollten Folienmaterial 12. Figur 4 zeigt, dass der optoelektronische Sensor 14 (bzw. Zeilensensor) in Bezug auf die Stirnseite 7 der Spule 10 derart angeordnet ist, dass zumindest der Kern 8 und ein Teil des auf den Kern 8 aufgerollten Folienmaterials 12 erfasst wird. Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist der optoelektronische Sensor 14 derart ausgestaltet, dass ein Erfassungsbereich 15 des optoelektronischen Sensors 14 sich vom Dorn 4 der Spule 10 bis weit über den Kern 8 der Spule 10 erstreckt. Mit dieser Anordnung ist es möglich die Abnahme des Folienmaterials 12 auf der Spule 10 zu erfassen. Der in Figur 4 gezeigte und gestrichelte Kreis stellt einen Außenkreis 18 des Folienmaterials 12 dar, welches zu einem bestimmten Verarbeitungszeitpunkt noch auf der Spule 10 vorhanden ist. Mit der hier gezeigten Ausführungsform des optoelektronischen Sensors 14 ist es möglich, bereits die zeitliche Abnahme des Folienmaterials 12 auf der Spule 10 zu erfassen. Ebenso ist es mit dem optoelektronischen Sensors 14 möglich, einen potentiellen Luftspalt 25 zwischen dem Dorn 4 und einem Innenkreis 8I des Kerns 8 der Spule 10 zu erfassen. Falls der auf dem Kern 8 der Spule 10 verbleibende Rest des Folienmaterials 12 eine vordefinierte Höhe H zu einem Außenkreis 8A des Kerns 8 erreicht hat, wird dies vom optoelektronischen Sensor 14 registriert und ein entsprechendes Signal an die Steuerung 5 ausgegeben.
    • Figur 5 zeigt den Ausschnitt 16 bzw. das Signalbild des Ausschnitts 16 der Stirnseite 7 der drehenden Spule 10, welches der optoelektronische Sensor 14 erfasst. Der optoelektronische Sensor 14 ist dabei derart in Bezug auf die Stirnseite 7 der Spule 10 angeordnet, dass im Erfassungsbereich 15 des optoelektronischen Sensors 14 (Zeilensensor) zumindest sowohl ein Teil des Kerns 8, als auch ein Teil des auf der Spule 10 aufgerollten Folienmaterials 12 zu liegen kommt.
      Figur 5 zeigt das Signalbild des Ausschnitts 16 des optoelektronischen Sensors 14 wie er in Figur 4 angeordnet ist. Der optoelektronische Sensor 14 erfasst einen Teil 17 des Außenkreises 18 (siehe Figur 4) der sich zeitlich verändernden Menge des Folienmaterials 12 auf der Spule 10. Die zeitliche Veränderung eines Abstandes DT1, DT2 ist in Figur 5 durch den gestrichelten Pfeil 30 angedeutet. Ebenso ist es möglich, mit dieser Anordnung des optoelektronischen Sensors 14 einen Teil 17 des Außenkreises 18 des auf dem Kern 8 aufgerollten Folienmaterials 12 zu erfassen. Wenn sich das auf dem Kern 8 aufgerollte Folienmaterial 12 dem Ende nähert, wird von dem Teil 17 des Außenkreises 18 die vordefinierte Höhe H bestimmt, die schließlich das Ende des auf dem Kern 8 aufgerollten Folienmaterials 12 anzeigt. Der Abstand zwischen dem Teil 17 des Außenkreises 18 des Folienmaterials 12 erreicht die vordefinierte Höhe H, die das nahe Ende des Folienmaterials 12 anzeigt. Ferner kann ebenfalls ein Teil 19A des Außenkreises 8A und ein Teil 19I des Innenkreises 8I des Kerns 8 erfasst werden. Falls sich zwischen dem Kern 8 und dem Dorn 4 ein Luftspalt 25 ausbildet, kann dies ebenfalls mit dem optoelektronischen Sensors 14 erfasst werden, da es mit dieser Ausführungsform der Anordnung des optoelektronischen Sensors 14 möglich ist, den Luftspalt 25 zwischen dem Kern 8 und dem Dorn 4 zu erfassen. Der optoelektronische Sensor 14 nimmt zusätzlich zur zeitlichen Veränderung eines Abstandes DT1, DT2 des Außenkreises 18 des Folienmaterials 12 auch eine Sicherungsfunktion wahr, so dass eine mögliche Störung angezeigt werden kann. Der optoelektronische Sensor 14 erkennt neben dem Außenkreis 18 des abnehmenden Folienmaterials 12, dem Außenkreis 8A des Kerns 8, dem Innenkreis 8I des Kerns 8 nunmehr auch den Luftspalt 25 zwischen dem Kern 8 und dem Dorn 4. Damit kann der optoelektronische Sensor 14 auch so programmiert werden, dass als Sicherheitsfunktion neben des zeitlich abnehmenden Abstandes DT1, DT2 des Folienmaterial zum Außenkreis 8A des Kerns 8 auch der absolute Durchmesser aus Kern 8 und Folienmaterial 12 auf der Spule 10 abgefragt und entsprechend durch die Steuerung 5 eingestellt werden kann.
    • Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Bestimmung der Menge des auf der Spule 10 vorhandenen Folienmaterials 12. Die Sensoranordnung 2 ist als kapazitiver Sensor 25 ausgebildet. Der kapazitive Sensor 25 liegt dabei auf dem auf der Spule 10 aufgerollten Folienmaterial 12 leicht auf oder ist zumindest in unmittelbarer Nähe zum Folienmaterial 12 angeordnet. Der kapazitive Sensor 25 ist radial in Bezug auf den Kern 8 der Spule 10 beweglich. Mit dem kapazitiven Sensor 25 ist die radiale Höhe R des auf den Kern 8 der Spule 10 befindlichen Folienmaterials 12 erfassbar. Der kapazitive Sensor 25 wandert in Abhängigkeit des von der Spule 10 abgezogenen Folienmaterials 12 näher in Richtung des Kerns 8. Der kapazitive Sensor 25 gibt ebenfalls an die Steuerung 5 ein Signal aus, wenn der kapazitive Sensor 25 eine radiale Höhe R registriert, die unter einem vorbestimmten Schwellwert liegt.
  • Der kapazitive Sensor 25 dient als zusätzliches Mittel zum optoelektronischen Sensor 14, der die Resthöhe H des Folienmaterials auf dem Kern 8 ermittelt. Wenn der kapazitive Sensor 25 und der optoelektronische Sensor 14 ein Signal an die Steuerung 5 liefern, kann man davon ausgehen, dass das Ende des Folienmaterials 12 auf dem Kern 8 erreicht ist bzw. ein Spulenwechsel notwendig ist, um den kontinuierlichen Betrieb der Maschine zu gewährleisten, die das Folienmaterial 12 verbraucht. Der optoelektronische Sensor 14 gibt dann ein Signal aus, wenn die Höhe H des Folienmaterials 12 auf dem Kern 8 einen bestimmten Schwellwert unterschreitet. Parallel dazu gibt der kapazitive Sensor 25 ein Signal aus, wenn die radiale Höhe R des Folienmaterials 12 auf dem Kern einen vordefinierten Schwellwert unterschreitet. Diese zusätzliche Sicherung durch den kapazitiven Sensor 25 macht die Bestimmung des Endes des Folienmaterials 12 auf der Spule 10 sicherer.
  • Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass der kapazitive Sensor 25 eine zusätzliche Sicherheit für die Bestimmung des Endes des Folienmaterials 12 auf der Spule zur Verfügung stellt. Für die Bestimmung des Endes des Folienmaterials 12 auf der Spule 10 reicht jedoch der optoelektronische Sensor 14 alleine vollkommen aus.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann selbstverständlich, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Claims (11)

  1. Vorrichtung (1) zur Kontrolle von einer Spule (10) mit aufgewickeltem Folienmaterial (12), das auf einen Kern (8) der Spule (10) gewickelt ist und einer Sensoranordnung (2), mittels der ein Ende des Folienmaterials (12) auf der Spule (10) erkennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (2) mindestens einen optoelektrischen Sensor (14) umfasst, der ortsfest in Bezug auf eine Stirnseite (7) der auf einen Dorn (4) sitzenden und sich drehenden Spule (10) angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass ein Teil der Stirnseite (7) der drehenden Spule (10) optisch erfassbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der optoelektronische Sensor (14) derart in Bezug auf die Spule (10) angeordnet ist, dass der durch den optoelektronischen Sensor (14) erfasste Teil der Stirnseite (7) der sich drehenden Spule, einen möglichen Luftspalt (25) zwischen dem Dorn (4) und dem Kern (8), den Kern (8) selbst und das unmittelbar auf den Kern (8) folgende Folienmaterial (12) umfasst.
  3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, wobei der optoelektronische Sensor (14) ein Zeilensensor ist, der ohne eine zusätzliche Beleuchtung einen Teil (19A) des Aussenkreises (8A) des Kerns (8) der drehenden Spule (10) erfasst.
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei eine Steuerung (5) vorgesehen ist, mit der ein Steuersignal erzeugbar ist, falls eine vom optoelektronischen Sensor (14) registrierte Höhe (H) zwischen dem Aussenkreis (8A) des Kerns (8) und einem Aussenkreis (18) des auf den Kern (8) gewickelten Folienmaterials (12) einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
  5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei der optoelektronische Sensor (14) derart programmierbar ist, dass der Außenkreis (18) des abnehmenden Folienmaterials (12), der Außenkreis (8A) des Kerns (8), der Innenkreis (8I) des Kerns (8) und/oder der Luftspalt (25) zwischen dem Kern (8) und dem Dorn (4) erfassbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch (6), wobei der optoelektronische Sensor (14) eine Sicherheitsfunktion übernimmt und ebenso einen zeitlich abnehmenden Abstand (DT1, DT2) des Folienmaterials (12) zum Außenkreis (8A) des Kerns (8) und den absoluten Durchmesser aus Kern (8) und Folienmaterial (12) auf der Spule (10) erfasst.
  7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die Sensoranordnung (2) zusätzlich einen kapazitiven Sensor (25) umfasst, der radial in Bezug auf die Spule (10) beweglich angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei mittels des kapazitiven Sensors (25) die radiale Höhe (R) des auf dem Kern (8) der Spule (10) befindlichen Folienmaterials (12) erfassbar ist.
  9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, wobei eine Steuerung (5) vorgesehen ist, mit der ein Steuersignal erzeugbar ist, falls die vom kapazitiven Sensor (25) registrierte radiale Höhe (R) des auf den Kern (8) gewickelten Folienmaterials (12) einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
  10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 7, wobei die Steuerung (5) derart ausgebildet ist, dass ein gemeinsames Steuersignal nur dann ausgebbar ist, falls die vom optoelektronischen Sensor (14) registrierte Höhe (H) und die vom kapazitiven Sensor (25) registrierte radiale Höhe (R)den vorbestimmten Schwellwert unterschreiten.
  11. Verwendung der Sensoranordnung der Ansprüche 1 bis 10 bei einer Verpackungsmaschine (100) zum Erstellen von Gebinden (101) aus Artikeln (102).
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