EP3212552A1 - Verfahren und vorrichtung zur handhabung von auf rollen gewickeltem flach- und/oder folienmaterial - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur handhabung von auf rollen gewickeltem flach- und/oder folienmaterial

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EP3212552A1
EP3212552A1 EP15785129.6A EP15785129A EP3212552A1 EP 3212552 A1 EP3212552 A1 EP 3212552A1 EP 15785129 A EP15785129 A EP 15785129A EP 3212552 A1 EP3212552 A1 EP 3212552A1
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EP
European Patent Office
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roll
web
packaging
material web
gripping
Prior art date
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Application number
EP15785129.6A
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English (en)
French (fr)
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Thomas Wimmer
Herbert Spindler
Jürgen Werner
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/18—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web
    • B65H19/1842—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web standing splicing, i.e. the expiring web being stationary during splicing contact
    • B65H19/1852—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web standing splicing, i.e. the expiring web being stationary during splicing contact taking place at a distance from the replacement roll
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/81—Packaging machines

Definitions

  • the present invention relates to a method of handling roll-wound flat and / or sheet material having the features of the independent one
  • containers eg. Of beverage containers o. The like.
  • shrink film to prevent slipping or loosening of the compilation during further handling or during transport.
  • containers comprising four, six or more containers are known from the prior art.
  • Such containers represent a very common variant of sales units for beverage containers or bottles made of PET plastic.
  • the fastest possible compilation of such containers without interruption of individual process steps is desirable.
  • Reel change an undesirable interruption of the process of putting together and packaging of containers connected.
  • a method and a device by means of which new rolls can be delivered and used rolls can be changed within a packaging machine are known for example from DE 40 40 545 A1.
  • This known device has a plurality of supply rolls with strip material, which are arranged side by side. The core of the rollers is placed in each case on a common pin. A beginning of the strip material is previously connected to a roller, which pulls the strip material from the respective roll and leads away from the device in the downward direction. In order to operate this known device and to unwind the material from the roll, the role must be placed with its core in conformity with the direction of rotation on the pin.
  • Strip material must descend from above in the direction of the rolls. If the roller with opposite direction of rotation placed on the pin, so could
  • Strip material is difficult or impossible to be removed from the roll, from which
  • a device with a film splicing station in which the film web of a roll newly inserted into a packaging machine with the assistance of a holding device is fed to a welding device, is furthermore known from DE 10 2004 026 312 A1.
  • the holding device can be designed, in particular, as a manually operable terminal strip with the aid of which a film beginning is drawn off from a new roll and made available to a transfer device which is suitable for feeding the paper
  • the film can provide a welding device by means of which the film beginning is welded to a film web already in the packaging machine.
  • the terminal strip is referred to there as a manually easy to handle tool, with which the film web can be brought into a suitable position.
  • Terminal block loose i. not connected to the machine or the welder.
  • the device according to the invention and the method according to the invention should simplify the handling of flat and / or foil material and a
  • uninterrupted operation of a packaging machine can also enable a role change away.
  • the invention proposes a method for handling flat and / or sheet material wound on rolls and used as packaging material for packaging piece goods, packages or similar article compositions having the features of the independent one
  • Packing machine is there and there under rotating movement a web with flat and / or film material for the packaging of cargo, containers, etc. is available to maintain a packaging company, possibly one
  • Material web residues wound on the roll to be removed before they are removed from the machine and, for. is disposed of, which can be reliably avoided that this material web residue caught in machine parts or tangle and lead to machine malfunction or can make a shutdown of the machine necessary.
  • the material web residue attached to the at least partially unwound and / or used roll can optionally be grasped by means of a controllable gripping and / or handling device and moved in the direction of the at least partially unwound and / or used roll.
  • This controllable gripping and / or handling device may in particular be the same gripping and / or
  • Handling device that previously captured the deducted from each new roll web and has moved towards the already leading into the packaging line web and / or to a fixing and / or welding device where the webs are joined together, so that the uninterrupted promotion in the machine can continue running.
  • the mentioned controllable gripping and / or handling device with a
  • Detecting means for detecting a position of the web rest and / or a rotational position of the roller cooperate and / or in dependence on their
  • Sensor signals are controlled so that an even more accurate and reliable control based on evaluated image data of the detection device can be made possible.
  • a further variant of the method according to the invention provides that the material web residue attached to the at least partially unwound and / or used roll is grasped and moved to the roll by means of the gripping and / or handling device operating with pneumatic suction pressure, mechanical clamping and / or electrostatic adhesion . to be led.
  • the material web residue attached to the at least partially unwound and / or used roll can be detected and moved to the roll by means of the automatically moving gripping and / or handling device controlled in its holding activities.
  • the mentioned detection device can be prepared in particular for being connected to the at least partially unwound and / or used role attached or applied markers detected and recognizes their position, orientation and / or angular position with respect to a total circumference of the role and / or processed.
  • a gripping and / or handling device already present in the packaging machine for threading and joining a new material web from a newly inserted roll with the endless material web guided into the packaging machine can also be used for handling material web residues of a roll to be replaced.
  • used rolls for maintaining the desired continuous or quasi-continuous packaging operation are alternately formed from the two or more different assembly positions
  • This connection, welding or bonding of the material webs can be produced, for example, along a continuous or interrupted, transversely, diagonally or meandering to Materialabrollraum extending connecting edge or more such connecting edges.
  • the joining of the webs of material is carried out by the withdrawn from the respective new roll web detected by means of a controllable gripping and / or handling device and in the direction of the already leading into the packaging line web and / or to a
  • the controllable gripping and / or handling device can cooperate with a detection device for detecting marks applied to and / or applied to the new roll, and / or is controlled as a function of their sensor signals.
  • This detection device may, for example, comprise one optical sensor or a plurality of optical sensors or electromagnetic sensors, inductive sensors or similar or differently operating sensors, so that the detection device is able to detect and apply markings attached to and / or applied to the new roller Position, alignment and / or To detect and process angular position with respect to a total amount of the new roll.
  • the detection device can also be used for the detection of a web rest of the roll to be replaced, for example.
  • Method can simultaneously with the welding or after welding, optionally after lifting a welding bar of a
  • welding device not only the material web of the used roll are separated from the machine-guided web.
  • the material web start of the new roll which was at least partially wound around the suction pipe or the gripping and / or handling device during the removal and Abwickeins of the roller, first on the suction pipe or on the holding element remains and during the mentioned welding process for
  • the suction pipe can be returned to its original position close to the welding bar
  • the mentioned film or sheet material which is wound on the respectively exchangeable rollers and that is unwound from the rollers within the packaging machine, normally serves as packaging material which is processed within the packaging machine, for example for packaging of packages
  • Piece goods such as beverage containers or for the packaging of larger units such as complete palettierDirecten layers such
  • the packaging material may in particular be a heat-shrinkable film with which the
  • Each roller is associated with a suitable holding and unwinding device, each forming part of a packaging machine. Since the rolls have to be changed at regular intervals during operation, but are located in a relatively inaccessible area of the packaging machine, it is important to ensure both roll guidance and accessibility in order to enable an automatable roll change, as described in more detail below is explained.
  • a variant of the method can provide that the movements of the gripping and / or handling device in the detection and positioning of the remaining on the used-up used roll material web remnant within the packaging machine depending on located on the roll markers and controlled in dependence on their position which allows automated picking and moving of the web within the machine.
  • a correspondingly configured control circuit processes the signals of one
  • Detection device for the detection of markings on
  • markings may be stickers or the like.
  • the markings can also be an imprint of the material web / foil, eg a barcode or the like.
  • the rotatable mandrel for receiving a roller, the Axial Operations planned and fixed on the mandrel and / or clamped roller with flat and / or sheet material may preferably together in operation in
  • the mandrel be adjustable and / or centered.
  • the mandrel guide is coupled to the axial guide means, i.e., the mandrel moves in its axial direction together with the axial guide means.
  • the mandrel maintains its position during operation, while only the axial guide device is movable parallel to the axial direction of the mandrel.
  • the aforementioned welding unit for automatic and / or semi-automatic connection of a film or flat material end is preferably prepared with a material beginning of a newly inserted role and together with the
  • the detection or sensor device an optical sensor such as a light barrier, a camera with downstream image analysis o.ä. includes, the signal and / or control technology is coupled at least with the motor drive for the gripping and / or handling device and for their gripping mechanism.
  • a sensory recognition can optionally also with the aid of tactile detectors or a tactile, i. touching detection system, which can be arranged in the region of at least one mounting position. The detection system or the tactile or touching detector and the
  • Handling device may be in communication with a control unit.
  • Ultrasonic detectors or an ultrasound detection system take place, which can be arranged in the region of the installation positions for the rollers with flat and / or foil material wound thereon.
  • the detection system or the ultrasound detector and the handling device may in turn communicate with the mentioned control unit.
  • the rolls which are at least partially developed and / or used up to maintain an approximately continuous packaging operation, may alternately be composed of at least two
  • Each of the at least two mounting positions can, as previously mentioned, have a pin on which the new roll is placed and on which the respective roll for unwinding their respective flat and / or
  • Film material rotates.
  • the packaging company can be interrupted during the roll change or possibly continue uninterrupted.
  • the above-mentioned variant with only one installation position for a roll allows only a continuous packaging operation during a roll change, if an additional storage for flat and / or sheet material is provided from which this material transported out during the roll change and made available to the packaging company can be.
  • Packaging operation Since the method also relates to a handling method using only one installation position within the packaging machine, it is clear that a continuous or continuous packaging operation only under With the help of a cache or other aid measure is possible because at least during the roll change of the conveying process of foil or
  • the invention also proposes a device for handling rolls wound on and as
  • Packaging material for the packaging of piece goods, containers or the like article compilations serving flat and / or sheet material within a packaging machine, the at least one mounting position for rotatably receiving rolls with flat and / or sheet material and fixing and / or
  • Welding means for aligning and / or connecting free end portions of flat and / or sheet material having in the installed position respectively inserted new role with a guided already in the packaging machine web.
  • the device has a separating device for separating a material web drawn off from the at least partially unwound and / or used roll from the material web guided into the packaging line.
  • the device may have a controllable gripping and / or handling device for handling and moving the material web remainder of the at least partially unwound and / or used roll and for its feed movement to the roll.
  • This controllable gripping and / or handling device preferably forms part of an automatable roll changing unit of the device.
  • Gripping and / or handling device to be formed by at least one suction tube for detecting the adhering to the at least partially unwound and / or used roll material web residue by means of pneumatic suction or have such a suction tube.
  • a further variant of the device can provide that the gripping and / or handling device is formed by at least one clamping strip for mechanically clamping detection of the material web remnant attached to the at least partially unwound and / or used roll.
  • the gripping and / or handling device by at least one electrostatically operating element for detecting the at least partially unwound and / or used role attached web rest is formed by means of electrostatically assisted adhesion.
  • an uppermost material web of the film or web roll is not withdrawn with said suction tube, but instead with a simple rod, the uppermost web is fixed on the underlying web, for example.
  • double-sided adhesive tape or double-sided adhesive layer and this fixation means of the rod it may be necessary to overcome the adhesive force of the adhesive tape or the double-acting adhesive layer during rewinding.
  • this can be achieved by actively rotating the film mandrel on which the roller is rotatably mounted, and by rotating the rod in opposite directions, wherein this can optionally be simultaneously moved away or withdrawn from the roller.
  • the mentioned gripping and / or handling device is formed by the rod.
  • the gripping and / or handling device can also be structurally integrated in the device or designed as part of a handling robot arranged outside the packaging machine.
  • the device has a detection device for preferably optically detecting a direction of rotation and / or positioning of a material web remainder of an au OH lying position of the web of each used or almost used role, with the help of the movements of the controllable gripping and / or handling device can be controlled.
  • the automated and / or controllable in at least partial dependence on the signals of the detection device gripping and / or handling device can thus form part of an automatable roll changing unit of the device.
  • other measuring principles are useful, for example.
  • Ultrasonic detection or tactile detection of the desired or required information on the basis of which the gripping and / or handling device can be controlled.
  • the gripping and / or handling device is characterized by at least one
  • Machine section of a packaging line associated, in his movements and his the material web detecting, cross-cutting and / or within the
  • the detection device may comprise at least one in the region of at least two mounting positions fixed optical detection system, optionally also an ultrasonic detection system or a tactile working
  • Detection system by means of which the unwinding progress and / or the position of the material web remnant or its length in the machine is detectable and / or verifiable. In addition, so that the material web start the outer layer of the
  • the detection device may also have an optical or otherwise working detector, which can be moved via the handling device in the region of the respective new role as well as the role to be replaced and there to check and / or determining the direction of rotation and / or directionally correct positioning of the new Roller and / or for detecting the position of the material web start of the outer layer their respective optical
  • the aforementioned gripping and / or handling device can in particular be provided by at least one suction pipe for detecting the roll provided by the new roll
  • the gripping and / or handling device can also be formed by at least one strip with controllable suction cups or the like or have such a strip. This intake manifold must be able to not just one
  • Packaging area where the articles, piece goods or packages are wrapped or partially wrapped with the material web or film can be continued or maintained.
  • the gripping and / or handling device can optionally be more integral
  • a freely movable gripping and / or handling device which can be arranged, for example, on a cantilever arm of a standing next to the machine multi-axis robot. Both variants fulfill their intended purpose, provided that they are movable in the desired manner between the respective end positions required for their function and if their clamping and holding action is controllable in the required manner.
  • the gripping and / or handling device can optionally also on a suitable gripping and / or handling device.
  • Gantry robot be arranged. These mentioned robots can, for example, a
  • the gripping and / or handling device with the
  • Detection device as well as with the fixation and / or welding device in automatable and coordinated activation and / or
  • Motion controls coupled to form the automated or automatable working and functioning role change unit.
  • the movements of the gripping and / or handling device are in the detection and positioning of the withdrawn from the new roll material web within the packaging machine in
  • both the tapping of the material web can be automated by a control circuit processes the signals of a detection device, which in turn recognizes marks on the outer circumference of the roll.
  • These markings may be stickers or the like; the markings can also be printed on the material web or the film, as a barcode o. The like.
  • the full automation is given when, for example, only a new role is inserted, in the correct direction of unwinding, then the automated
  • worn-out rollers which may also be provided with suitable markings, so that the position and / or length of a material web remainder can be detected and, depending thereon, the gripping and / or handling device can be controlled.
  • a handling device for roller replacement and / or change can optionally be preceded by a horizontal conveyor designed for transporting new rollers, which extends into a working area of the handling device.
  • the at least one installation position for the rolls with flat and / or sheet material wound thereon or the typically two installation positions with their rotatable holding means for the rolls with flat and / or sheet material can be designed to be adjustable in height For example, to be able to make an adaptation to different roll diameters and / or a correction of the conveying paths with gradually exhausted material supply of a developed and therefore gradually reducing diameter roll.
  • embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail.
  • the proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.
  • Fig. 1 shows a schematic perspective view of a first embodiment of a device or packaging machine according to the invention.
  • Fig. 2 shows a schematic perspective view of a part of
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of two mounting positions for
  • Fig. 4 shows the mounting positions of Fig. 3 with inserted new role for the second mounting position.
  • Fig. 5 shows a perspective view of a new role with it
  • Fig. 6 shows a schematic perspective view of the two installation positions for the rollers and an embodiment of a gripping and / or
  • FIG. 7 shows a schematic side view of the components shown in FIG. 6.
  • Fig. 8 shows a schematic side view of the components shown in Fig. 6, wherein the device is in a subsequent process phase.
  • FIG. 9 shows in a total of fifteen schematic views (FIGS. 9A to 90) successive process phases during roll change within one
  • FIG. 1 shows a section of a variant of a packaging machine 10, as it can be used for packaging piece goods, containers or similar article compositions with serving as a packaging film and / or flat material. Shown is a part of a device 12, the handling of wound on rolls 14 flat and / or sheet material and their processing by wrapping or partially wrapping of piece goods, containers or article compositions not shown here is used.
  • the flat and / or sheet material provided on the rolls 14 for the packaging machine 10 may, for example, be formed by shrink film or other suitable sheet material.
  • the rollers 14 can, for example, be transported upright on pallets 16 and provided so that they are within reach of a handling and / or
  • Feed device 18 which may be formed, for example, by a multi-axially movable, stationary or movable on a plane articulated robot 20.
  • This handling and / or feeding device 18 or the articulated robot 20 has a suitable roller gripper 22 at its free end, with which it receives individual rollers 14 from the pallets 16 and inserted into an intended installation position EB1 and / or EB2 in the packaging machine 10 can.
  • Knickarmroboter 20 or in its range may be a receptacle 24 for used rolls or roll cores (not shown), if necessary
  • worn-out rollers are also normally removed from the machine 10 with the same articulated-arm robot 20 and deposited in the container 24.
  • At least two separate installation positions EB1 and EB2 are provided within the packaging machine 10 for one respective roll 14 or 15 with flat and / or sheet material 26 wound thereon.
  • Each new roll 14 is inserted by means of the articulated robot 20 movably arranged roll gripper 22 in the respective installation position EB1 and EB2, in each case care should be taken that the rollers 14 are used in the correct direction of unwinding.
  • Spent rolls 15 are each from the
  • the schematic view of FIG. 2 shows an operating state in which the roller 15 located in the first installation position EB1 is almost consumed, while in the second mounting position EB2 no new role 14 has been used.
  • the schematic view of FIG. 3 shows an operating state in which the roller 15 located in the first installation position EB1 is almost consumed, while in the second installation position EB2 a new roller 14 has already been used.
  • a horizontal holding mandrel 28 is provided at the installation positions EB1 and EB2, respectively, which serves for the rotational and / or rotationally driven and / or braked receiving and supporting of the rollers 14, 15.
  • rollers 14, 15 are each slid with their hollow cylindrical cores and clamped or fixed, so that the flat or sheet material 26 thereon transported in the conveying direction 30 shown in Figures 2 and 3 in the packaging machine 10 and can be fed continuously to a packaging area, not shown here.
  • the reference numeral 32 designates in Figures 2 and 3, a fixing and / or welding device comprising a vertically movable welding bar 34, with which the webs 26 of each different rollers 14 and 15 connected to each other at a connection or joint, in particular can be welded under heat , so that an endless operation for the endlessly supplied material webs 26 is made possible.
  • the material webs 26 pass through the fixing and / or welding device 32 during the entire conveying operation, which, in conjunction with the vertically movable and optionally activatable welding bar 34, permits the desired continuous operation.
  • a separating device in the area of the fixing and / or welding device 32, can furthermore be arranged, which, for example, may comprise a knife or a cutting bar, and which is to ensure that the material web 26 of the used roll 15 is fed into the machine leading "endless" material web 26 separated and finally the used roll 15 can be removed.
  • new roll 14 has at its outer web layer 36 on an optical marking 38 which can be detected by a detection device 40, in the embodiment ( Figures 2 and 3) by two cameras 42 with downstream image analysis 44 is formed, which cooperate with a control circuit 46 only indicated here, which the
  • Rotational movements of the holding mandrels 28 influenced, either by electric motor drive or by motor and / or by braking assisted deceleration of a Rotational movement.
  • Corresponding drives and / or brakes for the rotatably mounted retaining mandrels 28 may be located in their support sections 48.
  • the control circuit 46 can, based on the position data supplied by the cameras 42 and the image evaluation 44 for the optical marking 38, the exact rotational position of a newly inserted and on the holding mandrel 28 - in Fig. 3 the right arranged second mounting position EB2 regarding - determine and by targeted Drive the retaining pin 28, the roller 14 position so that the outer
  • Material web layer 36 can be detected at the material edge 50 of its free end by means of a schematically indicated in Fig. 4 and described in more detail in the following figures controllable gripping and / or handling device 52.
  • This gripping and / or handling device 52 is used to handle and move the outer layer 36 of the web 26 of the new roll 14 to the fixing and / or welding device 32, where they then with the leading into the machine 10 web 26, the still of the almost spent roll 15 has been unwound, connected and the residual web remaining on this roll 15 is separated from the material web 26 leading into the machine 10.
  • FIG. 4 essentially illustrates a process phase in which the material edge 50 of the outer layer 36 of the new roll 14 placed in the second installation position EB2 has been pulled off to the left.
  • a movably controllable arm of the gripping and / or handling device 52 has the outer web layer 36 pulled to the left and moved under the welding bar 34 of the welding device 32, which then lower and can be activated to a linear welding with that of the old roll 15th , which is positioned in the first installation position EB1, to carry out the material web 26 (conveyance direction 30 to the right) withdrawn and conveyed into the packaging machine 10.
  • Fig. 4 shows that each roller 14, 15 can only have exactly one unwinding, since the material web 26 is withdrawn from the left roller 15 (installation position EB1) on its underside by the roller 15 rotates in the left-hand rotation, while the Material web 26 is withdrawn from the right roller 14 (installation position EB2) at the top by this new roller 14 also rotates in the left-hand rotation; see the
  • the device 12 can be operated continuously, without the - not shown here - packaging process and the conveying process of the web 26 for the replacement of a new roll 14 and / or for the removal having to interrupt a spent roll 15.
  • FIG. 5 illustrates a partially used roll 15 with wound flat and / or sheet material 26, in which a material residue 27 is already separated from the remaining material web 26, which leads into the machine, so that the roller 15th can be removed from the machine immediately, preferably after reverse rotation of the roller 15, whereby the web rest 27 has been wound as completely as possible on the roll 15, possibly with entrainment of a hanging portion 36, which comes from the newly used roll 14 (see the FIGS. 9a to 9p).
  • FIG. 6 The schematic perspective view of FIG. 6 and the schematic
  • FIG. 7 Side view of Fig. 7 show in further illustrations a phase of
  • Conveying direction 30 is guided into the packaging machine 10 in order to be used there for the wrapping of piece goods, containers o. The like. Article compositions.
  • the located in the second mounting position EB2 new role 14 is already for a
  • the gripping and / or handling device 52 is formed in this embodiment by a suction tube 56 which is capable of detecting the material provided by the new roll 14 web 26 by means of pneumatic suction pressure and deduct.
  • the suction pressure applied to numerous openings which are distributed over the length of the suction tube 56 and over its circumference must be strong enough in this case not only to grasp the material web 26 in the vicinity of the material edge 50, but also to pull it off while the roller 14 is resting on the material Retaining mandrel 28 to turn.
  • roller 14 it may also be useful to rotate the roller 14 by motor drive of the retaining mandrel 28 in accordance with the approximately horizontal withdrawal movement of the suction tube 56 in the direction of the other roller 15 and thus facilitate the removal movement or support ,
  • FIG. 7 shows not only the approximately horizontally extending actuating directions 58 of the suction tube 56 of the gripping and / or handling device 52, but also the rotational movements 60 which can be carried out by the suction tube 56 as required about its longitudinal axis.
  • the motion guide of the suction tube 56 is not shown in detail in Figures 4, 6 and 7; the suction tube 56 may be suspended, for example, on a slide guide o. The like., Which allows the horizontal movements 58 in the region between the two retaining pins 28 of the left and right mounting positions EB1 and EB2 for the two rollers 14 and 15 and the rotational movements 60.
  • Conceivable as drives for such a slide guide are, for example, electric motor driven
  • Material webs 26 and for simultaneous removal of the almost consumed left roll 15 can dip vertically. It must not be mentioned at this point that the welding process is usually carried out by tempering the welding beam 34 and / or the receiving groove 62, through which the material webs 26 is heated above its softening temperature, so that a flow of the material and thus a cohesive bonding of can be made to connect web of material web sections.
  • FIG. 8 shows a further phase of
  • Reel change in which the right roller 14 located in the second installation position EB2 forms the active roller 14 whose material web 26 in the conveying direction 30 in the
  • Packaging machine 10 is guided to there for the wrapping of piece goods, containers o. Like. Article compilations to be used.
  • the consumed roller 15 located in the first installation position EB1 is prepared for removal by already separating its outer material web layer from the material web 26, thereby forming a web rest 27 which engages at a material edge by means of the gripping and / or handling device 52 and to the left, ie, is moved toward the almost spent reel 15. Possibly. can hang on this web rest 27 a piece of the new roll 14, which is explained in more detail with reference to the figures 9a to 9p.
  • the gripping and / or handling device 52 formed by the suction tube 56 is, similarly as explained above, also in this process phase in a position to detect and hold the web rest 27 attached to the old roller 15 by means of pneumatic suction pressure, while the roller 15 is rotated back in the opposite direction to wind this web rest 27 so that it can not cause problems when removing the roller 15 from the device 12, for example.
  • the suction pressure applied to numerous openings which are distributed over the length of the suction tube 56 and over its circumference must again be strong enough not only to grasp but also to hold the material web residue 27 in the vicinity of the material edge and to turn to the left in the direction of the material edge Roller 15 to move while the roller 15 is rotated.
  • the Fig. 8 in turn leaves the approximately horizontally extending
  • Stelliquesen 58 of the suction tube 56 of the gripping and / or handling device 52 and recognize the suction tube 56 as required executable rotational movements 60 about its longitudinal axis.
  • the suction tube 56 may be suspended, for example, on a slide guide o. The like., Which allows the horizontal movements 58 in the region between the two retaining pins 28 of the left and right mounting positions EB1 and EB2 for the two rollers 14 and 15 and the rotational movements 60.
  • the two installation positions EB1 and EB2 for the rollers 14 and 15 with flat and / or foil material 26 wound thereon or at least one of the installation positions EB1 and / or EB2 with their rotatable holding means in the form of rotatable retaining mandrels 28 for the rollers 14, 15 with flat and / or sheet material 26 can be made adjustable in height, for example, an adaptation to different roll diameter and / or correction of the conveying paths with gradually exhausted material supply of a unwound and Therefore, to be able to make gradually 15 in diameter reducing role.
  • suitable means for adjusting the height of the rotatable retaining mandrels 28 have.
  • FIG. 9 show in a total of fifteen images (FIGS. 9A to 90) successive process steps of a particularly effective variant of a roll change within the device 12 according to the invention, as has been explained in the preceding figures.
  • the removal of the material web 26 takes place in each case from above on both rollers 14 and 15, so that the left-hand roller 14 or 15 (EB1) in FIG. 9
  • FIG. 9A illustrates the feeding of the material web 26 in the conveying direction 30 via the roll 15 located in the right-hand installation position EB2, which is unwound in left-hand rotation.
  • the active roller 15 located in the right-hand installation position EB2 still has almost its original outer circumference, it is already designated by the reference numeral 15 in this illustration, since in the left-hand installation position EB1 an already not activated new roller is already in operation This description has become consistent with the reference numeral 14.
  • the material web 26 is guided over a lower deflection roller 64.
  • the suction tube 56 and the welding bar 34 are each inactive.
  • the new roll 14 kept available in the left-hand installation position EB1 is not yet activated, i. not yet connected to the guided into the packaging machine web 26.
  • the left-hand suction tube 56 detects the outer material web layer 36 (FIG. 9B), pulls it, while the roller 14 rotates, in a clockwise direction under the welding bar 34 towards the right-hand roller 15 (FIG. 9C), wherein for the exact positioning of the web 26 of the new roll 14, the suction tube 56 with winding a definable length of the externa ßeren
  • Material web layer 36 can rotate, in this case in left turn. Possibly.
  • a sensor system for detecting print marks can control the length of the material web 36 to be wound on the suction pipe 56, so that a suitable connection to the material web 26 can be achieved, which is already in the packaging machine.
  • the weld bar 34 is lowered to weld and bond the webs 26 (FIG. 9D).
  • Material web position of the supplied from the new roll of material web 26 and 36th take place in order to achieve an optimal connection of the material webs, taking into account the printed images applied to the material webs 26. This can be ensured that a printing of the webs or film packaging is after the preparation of a package at a desired location and not displaced or slipped, which could be perceived as a quality defect of the finished packaging.
  • the material web of the right spent roll 15 can be separated from the web 26 fed into the machine.
  • Separation can be done, for example, with a cutting or separating device, not shown here.
  • This phase immediately after the joining of the material webs 36 (the new roll 14) and 27 (the old roll 15) is schematically indicated in FIG. 9E.
  • the originating from the new roll 14 outer layer 36 is here still partially wrapped around the suction tube 56 and depends a piece far from this down where they (ie the layer 36) connected at an acute-angled junction 66 with the web rest 27 of the old role 15 or welded.
  • Installation position EB1 is gradually unwound, this role is hereinafter referred to as used roller 15 (Fig. 91), while the right roller in the second
  • Installation position EB2 is referred to as a new roller 14, to which, analogously to the situation according to FIG. 9B, the suction tube 56 is attached again (FIG. 91), so that its outer surface is shown
  • Material web layer 36 can be pulled to the left under the welding bar 34 in the direction of the left roller 15 (Fig. 9J).
  • the welding bar 34 can in turn be lowered (FIG. 9K), whereby the connection of the material web 26 of the right-hand roller 14 with the material web 26 leading into the machine is established (FIG. 9L), while at the connection point 66 the outer material web layer 36 of FIG right new roll 14, which is still hanging on the suction tube 56 or there is wound a little way, was connected to the web rest 27 of the spent left roll 15 (Fig. 9L), so that the rewinding of the used roll 15 for receiving the web residue 27th as well as the material web section 36 hanging thereon via the connection point 66 (FIG. 9M).
  • the suction tube 56 may assist this unwinding of the spent left roll 15 by being rotated and / or delivered to the old roll 15 for unwinding the sheet web section 36 still on it, originating from the new roll 14 (Figs. 9M, 9N) ).

Landscapes

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

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung (12) zur Handhabung von auf Rollen (14, 5) gewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial (26) offenbart. Eine zumindest teilweise abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rolle (15) wird zur Aufrechterhaltung eines Verpackungsbetriebes aus wenigstens einer Montageposition (EB1, EB2) einer Verpackungsmaschine (10) entnommen und gegen eine neue Rolle (14) mit Flach- und/oder Folienmaterial (26) ausgetauscht, indem nach jeweiliger Positionierung einer neuen Rolle (14) deren außen liegende Lage (36) in Nähe oder im Bereich ihres freien Endes (50) abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn (26) mit einem Abschnitt einer in eine Verpackungsstraße geführten Materialbahn (26) verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt wird. Vorher, gleichzeitig oder anschließend wird die von der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) abgezogene Materialbahn (26) von der in die Verpackungsstraße geführten Materialbahn (26) abgetrennt. Vor einer Entnahme der jeweils zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) aus der Verpackungsmaschine (10) wird ein zu einer Trennstelle führender Materialbahnrest (27) durch Rückdrehen der Rolle (15) entgegen einer Abwickeldrehrichtung zumindest teilweise auf der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) aufgewickelt.

Description

Verfahren u nd Vorrichtu ng zur Handhabu ng von auf Rollen gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung von auf Rollen gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen
Verfahrensanspruchs 1 . Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Handhabung von auf Rollen gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9.
Bei einer Gruppierung und Zusammenstellung von Artikeln zu Gebinden, bspw. von Getränkebehältern o. dgl., werden diese in der Praxis häufig durch Schrumpffolie zusammengehalten, um ein Verrutschen oder ein Lösen aus der Zusammenstellung während der weiteren Handhabung bzw. beim Transport zu verhindern. Bekannt sind aus dem Stand der Technik bspw. Gebinde, welche vier, sechs oder mehr Behälter umfassen. Derartige Gebinde stellen eine sehr gebräuchliche Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET- Kunststoff dar. Um beim Verpacken und/oder bei einer nachfolgenden Palettierung einen hohen Durchsatz zu erreichen, ist eine möglichst rasche Zusammenstellung derartiger Gebinde ohne Unterbrechung einzelner Prozessschritte wünschenswert.
Um das Verpackungsmaterial bzw. die Schrumpffolie zur teilweisen oder vollständigen Umhüllung Gebinde zur Verfügung zu stellen, sind bereits Vorrichtungen sowie Verfahren bekannt, welche das Material von einer Rolle oder von mehreren Rollen abwickeln, innerhalb einer Verpackungsmaschine befördern und damit die einzelnen Gebinde bzw. die jeweiligen Artikel, welche das jeweilige Gebinde bilden sollen, mit dem Verpackungsmaterial umhüllen. Das Abwickeln des Verpackungsmaterials von der Rolle erfolgt hierbei üblicherweise maschinell und in kontinuierlichem Prozess. Es sind
Vorrichtungen bekannt, in denen das Verpackungsmaterial über Walzen von der dabei rotierenden Rolle abgezogen wird. Ist eine Rolle abgewickelt und der Vorrat an
Verpackungsmaterial der Rolle erschöpft, so muss ein Austausch der jeweiligen Rolle bzw. ein Ersatz durch eine neue Rolle erfolgen. Allerdings ist mit einem solchen
Rollenwechsel eine unerwünschte Unterbrechung des Prozesses der Zusammenstellung und Verpackung von Gebinden verbunden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels welchen neue Rollen zugestellt sowie verbrauchte Rollen innerhalb einer Verpackungsmaschine gewechselt werden können, sind beispielsweise aus der DE 40 40 545 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist mehrere Vorratsrollen mit Streifenmaterial auf, die nebeneinander angeordnet sind. Der Kern der Rollen ist jeweils auf einen gemeinsamen Zapfen aufgesetzt. Ein Anfang des Streifenmaterials wird vorhergehend mit einer Walze in Verbindung gesetzt, welche das Streifenmaterial von der jeweiligen Rolle abzieht und in Richtung nach unten von der Vorrichtung weg führt. Um diese bekannte Vorrichtung betreiben zu können und das Material von der Rolle abzuwickeln, muss die Rolle mit ihrem Kern drehrichtungskonform auf den Zapfen aufgesetzt werden. Das Streifenmaterial bzw. die erste Lage des
Streifenmaterials muss von oben kommend in Richtung der Walzen abtauchen. Wäre die Rolle mit gegensinniger Drehrichtung auf den Zapfen aufgesetzt, so könnte das
Streifenmaterial nicht oder nur schwer von der Rolle abgezogen werden, woraus
Komplikationen bei der Abwicklung entstünden. Je nach Drehrichtung der aufgesetzten neuen Rollen ist bei diesen bekannten Vorrichtungen ein manuelles Umsetzen und drehrichtungskonformes erneutes Aufsetzen unverzichtbar, um einen störungsfreien Betrieb gewährleisten zu können.
Dennoch bleibt es nahezu unverzichtbar, den Anfang einer Materialbahn einer neu eingesetzten Rolle manuell abzuziehen und in die weiteren Förder- und Umlenkelemente der Verpackungsmaschine einzufädeln, was bei jedem Rollenwechsel einen zumindest kurzzeitigen Maschinenstopp und ein manuelles Handhaben und Unterstützen der ununterbrochenen Materialförderung für das Verpackungsmaterial erfordert.
Eine Vorrichtung mit einer Folienspleißstation, bei der die Folienbahn einer neu in eine Verpackungsmaschine eingesetzten Rolle mit Unterstützung einer Halteeinrichtung einer Schweißeinrichtung zugeführt wird, ist weiterhin aus der DE 10 2004 026 312 A1 bekannt. Die Halteeinrichtung kann insbesondere als manuell handhabbare Klemmleiste ausgebildet sein, mit deren Hilfe ein Folienanfang von einer neuen Rolle abgezogen und einer Transfereinrichtung zur Verfügung gestellt wird, die für eine Zuführung des
Folienanfangs zu einer Schweißeinrichtung sorgen kann, mittels derer der Folienanfang mit einer bereits in der Verpackungsmaschine befindlichen Folienbahn verschweißt wird. Die Klemmleiste wird dort als manuell leicht handhabbares Hilfsmittel bezeichnet, mit der die Folienbahn in eine passende Position gebracht werden kann. Allerdings ist die
Klemmleiste lose, d.h. nicht mit der Maschine oder der Schweißeinrichtung verbunden.
Ein zumindest teilautomatisierbares Verfahren zum Rollenwechsel und eine entsprechende Vorrichtung ist aus der DE 10 2013 1 10 944 A1 bekannt. Dort sind die neu einer Verpackungsmaschine zuzuführenden Folienrollen jeweils auf unterschiedlich konfigurierten Wechselträgereinheiten montiert, die abwechselnd in unterschiedlichen Einbaupositionen in die Verpackungsmaschine eingesetzt werden können. Eine manuelle Zuführung eines freien Folienendes der neuen Rollen erübrigt sich hierbei, da die
Wechselträgereinheiten in einer Weise konfiguriert sind, dass die Folienabschnitte in der Maschine automatisiert miteinander verbunden werden können. Ein vorrangiges Ziel der Erfindung wird angesichts des bekannten Standes der
Technik darin gesehen, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die Störungsanfälligkeit einer Verpackungsmaschine reduziert werden kann. Zudem sollen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren die Handhabung von Flach- und/oder Folienmaterial vereinfachen und einen
ununterbrochenen Betrieb einer Verpackungsmaschine auch über einen Rollenwechsel hinweg ermöglichen können.
Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Handhabung von auf Rollen gewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen
Verfahrensanspruchs 1 vor. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine zumindest teilweise abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rolle, die sich in einer
Verpackungsmaschine befindet und dort unter rotierender Bewegung eine Materialbahn mit Flach- und/oder Folienmaterial für die Verpackung von Stückgütern, Gebinden etc. zur Verfügung stellt, zur Aufrechterhaltung eines Verpackungsbetriebes, ggf. eines
weitgehend oder annähernd kontinuierlichen Verpackungsbetriebes, durch eine neue oder frische Rolle, insbesondere eine gleichartige Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial ersetzt. Verbrauchte Rollen werden zur Aufrechterhaltung des Verpackungsbetriebes aus wenigstens einer Montage- oder Einbauposition innerhalb der Verpackungsmaschine entnommen und gegen eine neue Rolle ausgetauscht. Wahlweise kann vorgesehen sein, dass die jeweils verbrauchten Rollen abwechselnd aus wenigstens zwei unterschiedlichen Montagepositionen der Verpackungsmaschine entnommen und jeweils wechselweise gegen neue Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial ausgetauscht werden. Vorher, gleichzeitig oder anschließend wird die von der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle abgezogene Materialbahn von der in die Verpackungsstraße geführten Materialbahn abgetrennt, bspw. mit einer geeigneten Trenneinrichtung. Vor einer Entnahme der jeweils zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle aus der Verpackungsmaschine wird ein zu einer Trennstelle führender
Materialbahnrest durch Rückdrehen der Rolle entgegen ihrer ursprünglichen Drehrichtung für das Abwickeln zumindest teilweise auf der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle wieder aufgewickelt. Somit werden alle losen
Materialbahnreste auf die zu entnehmende Rolle aufgewickelt, bevor diese aus der Maschine entnommen und z.B. entsorgt wird, womit zuverlässig vermieden werden kann, dass sich diese Materialbahnreste in Maschinenteilen verfangen oder verheddern und zu Maschinenstörungen führen oder ein Abschalten der Maschine notwendig machen können.
Der an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle anhängende Materialbahnrest kann wahlweise mittels einer steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und in Richtung zur zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle bewegt werden. Bei dieser steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann es sich insbesondere um dieselbe Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung handeln, die zuvor die von der jeweils neuen Rolle abgezogene Materialbahn erfasst und in Richtung zur bereits in die Verpackungsstraße führenden Materialbahn und/oder zu einer Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung bewegt hat, wo die Materialbahnen zusammengefügt werden, so dass die ununterbrochene Förderung in die Maschine weiterlaufen kann. Gemäß einer weiteren sinnvollen Variante kann die erwähnte steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit einer
Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Position des Materialbahnrests und/oder einer Drehposition der Rolle zusammenwirken und/oder in Abhängigkeit von deren
Sensorsignalen gesteuert werden, so dass eine noch exaktere und zuverlässigere Steuerung auf Grundlage von ausgewerteten Bilddaten der Erfassungseinrichtung ermöglicht werden kann.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der an der der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle anhängende Materialbahnrest mittels der mit pneumatischem Saugdruck, mechanisch klemmend und/oder elektrostatisch haftend arbeitenden Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und zur Rolle bewegt bzw. geführt wird. Zudem kann der an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle anhängende Materialbahnrest mittels der automatisiert bewegten und in ihren Halteaktivitäten gesteuerten Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und zur Rolle bewegt werden. Die erwähnte Erfassungseinrichtung kann insbesondere dafür vorbereitet sein, dass sie an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle angebrachte oder aufgebrachte Markierungen erfasst und deren Position, Ausrichtung und/oder Winkellage in Bezug auf einen Gesamtumfang der Rolle erkennt und/oder verarbeitet.
Besonders vorteilhaft kann eine bereits in der Verpackungsmaschine für das Einfädeln und Verbinden einer neuen Materialbahn von einer neu eingesetzten Rolle mit der in die Verpackungsmaschine geführten Endlos-Materialbahn vorhandene Greif- und/oder Handhabungseinrichtung auch für die Handhabung von Materialbahnresten einer zu ersetzenden Rolle verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsvariante, die ein weitgehend unterbrechungsfreies Verpackungsverfahren ermöglicht, werden verbrauchte Rollen zur Aufrechterhaltung des gewünschten kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Verpackungsbetriebes abwechselnd aus den zwei oder mehr unterschiedlichen Montagepositionen der
Verpackungsmaschine entnommen und jeweils wechselweise gegen neue Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial ausgetauscht. In diesem Zusammenhang wird nach jeweiliger Positionierung einer neuen Rolle deren au ßen liegende Lage in Nähe oder im Bereich ihres freien Endes abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen
Materialbahn mit einem Abschnitt einer in eine Verpackungsstraße geführten
Materialbahn oder eines Materialbahnabschnittes verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt. Diese Verbindung, Verschweißung oder Verklebung der Materialbahnen kann bspw. entlang einer durchgängigen oder unterbrochenen, quer, diagonal oder mäandrierend zur Materialabrollrichtung verlaufenden Verbindungskante oder mehrerer solcher Verbindungskanten hergestellt werden. Das Zusammenfügen der Materialbahnen wird durchgeführt, indem die von der jeweils neuen Rolle abgezogene Materialbahn mittels einer steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und in Richtung zur bereits in die Verpackungsstraße führenden Materialbahn und/oder zu einer
Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung bewegt wird, wo die Materialbahnen
zusammengefügt werden, so dass die Förderung in die Maschine weiterlaufen kann. Bei dem Verfahren kann die steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung von an der neuen Rolle angebrachten und/oder aufgebrachten Markierungen zusammenwirken und/oder wird in Abhängigkeit von deren Sensorsignalen gesteuert werden. Diese Erfassungseinrichtung kann bspw. einen optischen Sensor oder mehrere optischen Sensoren oder elektromagnetische Sensoren, induktive Sensoren oder ähnlich oder anders arbeitende Sensoren umfassen, so dass die Erfassungseinrichtung in die Lage versetzt ist, an der neuen Rolle angebrachte und/oder aufgebrachte Markierungen zu erfassen und deren Position, Ausrichtung und/oder Winkellage in Bezug auf einen Gesamtumfang der neuen Rolle zu erkennen und zu verarbeiten. Gleichermaßen kann die Erfassungseinrichtung auch für die Erfassung eines Materialbahnrestes der zu ersetzenden Rolle eingesetzt werden, bspw. um deren
Abrolllänge und/oder deren exakte Position zu erkennen, um in Abhängigkeit davon die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zu steuern.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann gleichzeitig mit dem Verschweißen bzw. nach dem Verschweißen, wahlweise auch nach dem Anheben eines Schweißbalkens von einer
Schweißvorrichtung, nicht nur die Materialbahn der verbrauchten Rolle von der in die Maschine geführten Materialbahn abgetrennt werden. Bei dieser Variante ist es zudem vorteilhaft, wenn der Materialbahnanfang der neuen Rolle, der während des Abziehens und Abwickeins von der Rolle zumindest teilweise um das Saugrohr bzw. die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung gewickelt worden war, zunächst am Saugrohr bzw. an dem Halteelement verbleibt und während des erwähnten Schweißvorganges zur
Verbindung der neuen Rolle mit der in die Maschine führenden Materialbahn oder auch mittels eines unmittelbar folgenden separaten Schweißvorganges mit dem Restabschnitt der alten Rolle verbunden wird. Die von der neuen Rolle stammende äu ßere Lage kann hierbei noch teilweise um das Saugrohr oder die Handhabungseinrichtung gewickelt sein, so dass sie ein Stück weit von diesem/dieser nach unten hängen kann, wo sie (d.h., dieser Materialbahnabschnitt) in einer durchgängigen oder unterbrochenen, ggf.
spitzwinkeligen Verbindungsstelle mit dem Materialbahnrest der alten Rolle verbunden bzw. verschweißt ist.
Besonders vorteilhaft an dieser zusätzlichen Materialbahnverbindung ist die Tatsache, dass der Materialbahnabschnitt der neuen Rolle, der in der beschriebenen Weise an der Verbindungsstelle mit der Kante des Materialbahnrestes der alten Rolle verbunden wurde, gemeinsam mit diesem Materialbahnrest auf der alten Rolle
aufgewickelt werden kann, indem diese entgegen der vorherigen Abwickelrichtung zurückgedreht wird. Durch diesen Rückwickelvorgang wird zunächst der zur verbrauchten Rolle führende und noch daran hängende lose Materialbahnabschnitt wieder auf dieser Rolle aufgewickelt, wonach der damit verbundene Abschnitt von der neuen Rolle, der aber von dieser abgetrennt wurde, ebenfalls auf der verbrauchten Rolle aufgewickelt wird. Während dieses Aufwickel- oder Rückwickelvorganges der verbrauchten und zu entnehmenden Rolle kann es sinnvoll sein, das Saugrohr zurückzudrehen und/oder in Richtung auf die verbrauchte Rolle zuzustellen, um die verbundenen Materialbahnen zu führen und straff zu halten oder zumindest dafür zu sorgen, dass sie nicht nach unten durchhängen und zu Störungen in der Maschine führen können.
Sind alle Folien- oder Materialbahnreste auf der alten Rolle aufgewickelt, kann das Saugrohr wieder in seine Ausgangsposition in die Nähe des Schweißbalkens
zurückgeführt werden. Beim Abnehmen der verbrauchten Rolle aus der Maschine können keine Störungen verursacht werden, bspw. durch Verheddern der losen Materialbahnen in Maschinenteilen.
Das erwähnte Folien- oder Flachmaterial, das auf den jeweils austauschbaren Rollen aufgewickelt ist und dass innerhalb der Verpackungsmaschine von den Rollen abgewickelt wird, dient normalerweise als Verpackungsmaterial, das innerhalb der Verpackungsmaschine verarbeitet wird, bspw. zur Verpackung von Gebinden mit
Stückgütern wie Getränkebehältern oder auch zur Verpackung von größeren Einheiten wie kompletten palettierfähigen Lagen solcher Stückgutzusammenstellungen oder auch von Paletten mit gestapelten Stückgut- oder Gebindelagen. Das Verpackungsmaterial kann insbesondere eine unter Wärmeeinwirkung schrumpfbare Folie sein, mit der die
Artikelzusammenstellungen oder Gebinde fest zusammengehalten werden. Jeder Rolle ist eine geeignete Halte- und Abrollvorrichtung zugeordnet, die jeweils einen Teil einer Verpackungsmaschine bilden. Da die Rollen im laufenden Betrieb in regelmäßigen Abständen gewechselt werden müssen, sich jedoch in einem relativ schwer zugänglichen Bereich der Verpackungsmaschine befinden, ist es wichtig, sowohl die Rollenführung als auch die Zugänglichkeit zu gewährleisten, um einen automatisierbaren Rollenwechsel zu ermöglichen, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.
Weiterhin kann eine Variante des Verfahrens vorsehen, dass die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bei der Erfassung und Positionierung des an der zu ersetzenden aufgebrauchten Rolle verbliebenen Materialbahnrestes innerhalb der Verpackungsmaschine in Abhängigkeit von auf der Rolle befindlichen Markierungen und in Abhängigkeit von deren Position gesteuert werden, was ein automatisiertes Abgreifen und Bewegen der Materialbahn innerhalb der Maschine ermöglicht. Vorzugsweise verarbeitet eine entsprechend konfigurierte Steuerschaltung die Signale einer
Erfassungseinrichtung, die wiederum für die Erkennung der Markierungen am
Außenumfang der Rolle vorbereitet ist. Diese Markierungen können Aufkleber o. dgl. sein. Die Markierungen kann auch eine Bedruckung der Materialbahn/Folie sein, z.B. ein Barcode o. dgl. Das Verfahren ermöglicht in ihrer weitest gehenden Ausbaustufe eine Vollautomatisierung, bei der erst automatisch oder ggf. auch manuell unterstützt nicht nur eine neue Rolle eingelegt wird, und zwar vorzugsweise in richtiger Abrollrichtung, danach die automatisierte Bewegungssteuerung der Saugleiste bzw. der Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung, und anschließend das automatisierte Verschweißen der Materialbahnen, dem der automatisierte Weiterbetrieb der gesamten Verpackungsanlage folgen kann, sondern bei dem auch die störungsfreie Entnahme verbrauchter Rollen gleichermaßen automatisiert ablaufen kann.
Um die oben beschriebene Materialbahnförderung zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass die Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial in einem auf dem drehbaren Dorn fixierten und/oder geklemmten Zustand durch eine geeignete
Axialführungseinrichtung zentriert ist. Der drehbare Dorn zur Aufnahme einer Rolle, die Axialführungseinrichtung sowie die auf dem Dorn fixierte und/oder geklemmte Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial können vorzugsweise gemeinsam im Betrieb in
Längserstreckungsnchtung des Dorns verstellbar und/oder zentrierbar sein. In diesem Fall ist die die Dornführung mit der Axialführungseinrichtung gekoppelt, d.h., der Dorn bewegt sich in seiner Axialrichtung mitsamt der Axialführungseinrichtung. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass der Dorn seine Position während des Betriebs beibehält, während nur die Axialführungseinrichtung parallel zur Achsrichtung des Dorns bewegbar ist.
Au ßerdem ist vorzugsweise auch die erwähnte Schweißeinheit zur automatischen und/oder teilautomatischen Verbindung eines Folien- oder Flachmaterialendes mit einem Materialanfang einer neu eingelegten Rolle vorbereitet und gemeinsam mit dem
Rotationsantrieb der Materialbahnrollen sowie des Bewegungsantriebs der Greif- und/oder Handhabungseinheit steuerbar, um den automatisierten Rollenwechsel zu ermöglichen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Erfassungs- oder Sensoreinrichtung einen optischen Sensor wie bspw. eine Lichtschranke, eine Kamera mit nachgeschalteter Bildauswertung o.ä. umfasst, der Signal- und/oder regelungstechnisch zumindest mit dem motorischen Antrieb für die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sowie für deren Greifmechanismus gekoppelt ist. Eine sensorische Erkennung kann wahlweise auch unter Zuhilfenahme taktiler Detektoren bzw. eines taktilen, d.h. berührenden Detektionssystems erfolgen, welches im Bereich der wenigstens einen Einbauposition angeordnet sein kann. Das Detektionssystem bzw. der taktile bzw. berührende Detektor und die
Handhabungseinrichtung können mit einer Steuerungseinheit in Verbindung stehen.
Weiterhin kann eine sensorische Erkennung auch unter Zuhilfenahme von
Ultraschalldetektoren bzw. eines Ultraschalldetektionssystems erfolgen, welches im Bereich der Einbaupositionen für die Rollen mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial angeordnet sein kann. Das Detektionssystem bzw. der Ultraschalldetektor und die Handhabungseinrichtung können wiederum mit der erwähnten Steuerungseinheit in Verbindung stehen.
Typischerweise können im Rahmen des Verfahrens die zumindest teilweise abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rollen zur Aufrechterhaltung eines annähernd kontinuierlichen Verpackungsbetriebes abwechselnd aus wenigstens zwei
unterschiedlichen Einbaupositionen der Verpackungsmaschine entnommen und hierauf jeweils eine neue Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial in die jeweilige Einbauposition eingesetzt werden. Jede der wenigstens zwei Einbaupositionen kann, wie vorhergehend bereits erwähnt, einen Zapfen besitzen, auf welchen die neue Rolle aufgesetzt wird und auf welchem die jeweilige Rolle zum Abwickeln ihres jeweiligen Flach- und/oder
Folienmaterials rotiert. Der Verpackungsbetrieb kann dabei während des Rollenwechsels unterbrochen werden oder ggf. auch ununterbrochen weiterlaufen. Die oben erwähnt Variante mit nur einer Einbauposition für eine Rolle ermöglicht jedoch nur dann einen ununterbrochenen Verpackungsbetrieb während eines Rollenwechsels, wenn ein zusätzlicher Speicher für Flach- und/oder Folienmaterial vorgesehen ist, aus dem dieses Material während des Rollenwechsels herausbefördert und dem Verpackungsbetrieb zur Verfügung gestellt werden kann.
Mit dem Verfahren wird grundsätzlich eine unterbrechungsfreie Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial ermöglicht, so dass damit ein kontinuierlich laufender Verpackungsbetrieb
aufrechterhalten werden kann. Hierzu sind jedoch mindestens zwei unterschiedliche Einbaupositionen für jeweils eine Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial erforderlich, so dass die in einer Einbauposition befindliche Rolle kontinuierlich abgewickelt werden kann, während die jeweils andere Einbauposition für einen Rollenwechsel und für die
Bereitstellung neuen Flach- und/oder Folienmaterials zur Verfügung steht, so dass je nach Ausgestaltung des Wechsel- und Verbindungs-, Verklebungs- oder
Verschwei ßungsvorganges beim Rollenwechsel ein kontinuierlicher bzw. ein
quasikontinuierlicher Verpackungsbetrieb aufrechterhalten werden kann. Das
erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich gleichermaßen auf eine solche
unterbrechungsfreie Handhabung als auch eine kurzzeitig unterbrochene Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb eines
Verpackungsvorganges. Da sich das Verfahren auch auf ein Handhabungsverfahren unter Nutzung nur einer Einbauposition innerhalb der Verpackungsmaschine bezieht, wird deutlich, dass ein kontinuierlicher bzw. ununterbrochener Verpackungsbetrieb nur unter Zuhilfenahme eines Zwischenspeichers oder einer sonstigen Hilfsmaßnahme ermöglicht ist, da zumindest während des Rollenwechsels der Fördervorgang von Folien- bzw.
Flachmaterial unterbrochen werden muss.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung darüber hinaus eine Vorrichtung zur Handhabung von auf Rollen gewickeltem und als
Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb einer Verpackungsmaschine vor, die wenigstens eine Einbauposition zur drehbaren Aufnahme von Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial sowie Fixierungs- und/oder
Schweißeinrichtungen zum Ausrichten und/oder Verbinden freier Endbereiche von Flach- und/oder Folienmaterial der in der Einbauposition jeweils eingesetzten neuen Rolle mit einer bereits in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn aufweist. Au ßerdem weist die Vorrichtung eine Trenneinrichtung zur Abtrennung einer von der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle abgezogene Materialbahn von der in die Verpackungsstraße geführten Materialbahn auf. Darüber hinaus sind Einrichtungen zur Rückdrehung der jeweils teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle entgegen einer Abwickeldrehrichtung und zur Aufwickelung zumindest eines Teils eines zu einer Trennstelle führenden Materialbahnrestes auf der zumindest teilweise
abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle vorgesehen. Darüber hinaus kann die Vorrichtung eine steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Handhabung und Bewegung des Materialbahnrestes der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle und zu dessen Zuführbewegung zur Rolle aufweisen. Diese steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bildet vorzugsweise einen Teil einer automatisierbaren Rollenwechseleinheit der Vorrichtung. Bei einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die
Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch wenigstens ein Saugrohr zur Erfassung des an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle anhängenden Materialbahnrestes mittels pneumatischen Saugdrucks gebildet sein oder ein solches Saugrohr aufweisen. Wahlweise kann eine weitere Variante der Vorrichtung vorsehen, dass die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch wenigstens eine Klemmleiste zur mechanisch klemmenden Erfassung des an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle anhängenden Materialbahnrestes gebildet ist. Wahlweise kann in einer weiteren alternativen Variante vorgesehen sein, dass die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch wenigstens ein elektrostatisch arbeitendes Element zur Erfassung des an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle anhängenden Materialbahnrestes mittels elektrostatisch unterstützter Anhaftung gebildet ist.
Sofern eine zuoberst liegende Materialbahn von der Folien- oder Materialbahnrolle nicht mit dem erwähnten Saugrohr, sondern stattdessen mit einem einfachen Stab abgezogen wird, wobei die oberste Materialbahn auf der darunter liegenden Bahn bspw. mittels doppelseitigem Haftband oder doppelseitig haftender Schicht fixiert ist und diese Fixierung mittels des Stabes gelöst wird, kann es notwendig sein, beim Rückwickeln die Adhäsionskraft des Klebebandes oder der doppelt wirkenden Haftschicht zu überwinden. Bevorzugt kann dies durch aktives Drehen des Foliendorns, auf dem die Rolle drehbar gelagert ist, und durch gegenläufiges Drehen des Stabes erreicht werden, wobei dieser ggf. gleichzeitig von der Rolle wegbewegt bzw. abgezogen werden kann. Bei dieser Variante wird die erwähnte Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch den Stab gebildet.
Wahlweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zudem in der Vorrichtung baulich integriert oder als Teil einer außerhalb der Verpackungsmaschine angeordneten Handhabungsroboters ausgebildet sein.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung zur vorzugsweise optischen Detektion einer Drehrichtung und/oder Positionierung eines Materialbahnrestes einer au ßen liegenden Lage der Materialbahn jeder verbrauchten oder nahezu verbrauchten Rolle aufweist, mit deren Hilfe die Bewegungen der steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung gesteuert werden können. Die automatisiert und/oder in zumindest partieller Abhängigkeit von den Signalen der Erfassungseinrichtung steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann somit einen Teil einer automatisierbaren Rollenwechseleinheit der Vorrichtung bilden. Anstelle der optischen Erfassung der Drehrichtung und/oder Positionierung eines Materialbahnrestes einer außen liegenden Lage der Materialbahn jeder verbrauchten oder nahezu verbrauchten Rolle sind auch andere Messprinzipien sinnvoll einsetzbar, bspw. solche mit
Ultraschallerfassung oder auch mit taktiler Erfassung der gewünschten bzw. benötigten Informationen, auf deren Grundlage sich die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung steuern lässt.
Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung ist durch wenigstens ein dem
Maschinenabschnitt einer Verpackungsstraße zugeordnetes, in seinen Bewegungen und seinen die Materialbahn erfassenden, greifenden und/oder innerhalb der
Verpackungsstraße bewegenden Handhabungsschritten steuerbares Greif- und Führungselement gebildet. Die Erfassungseinrichtung kann wenigstens ein im Bereich der wenigstens zwei Einbaupositionen feststehendes optisches Detektionssystem umfassen, wahlweise auch ein Ultraschallerfassungssystem oder ein taktil arbeitendes
Detektionssystem, mittels welchem der Abwickelfortschritt und/oder die Position des Materialbahnrestes bzw. dessen Länge in der Maschine feststellbar und/oder überprüfbar ist. Außerdem ist damit der Materialbahnanfang der äußeren Lage des
Materialbahnrestes erkennbar, der mit der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst werden soll, bevor die Rolle zur Aufwicklung des Materialbahnrestes
zurückgedreht wird. Die die Erfassungseinrichtung kann auch einen optischen oder anderweitig arbeitenden Detektor besitzen, welcher über die Handhabungseinrichtung in den Bereich der jeweiligen neuen Rolle sowie auch der zu ersetzenden Rolle bewegt werden kann und dort zum Überprüfen und/oder Feststellen der Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformen Positionierung der neuen Rolle und/oder zur Erkennung der Position des Materialbahnanfangs der äußeren Lage ihre jeweilige optische
Kennzeichnung sowie auch die oben erwähnten Parameter einer verbrauchten Rolle erkennen kann.
Die erwähnte Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann insbesondere durch wenigstens ein Saugrohr zur Erfassung der von der neuen Rolle bereitgestellten
Materialbahn mittels pneumatischen Saugdrucks gebildet sein bzw. ein solches Saugrohr aufweisen. Wahlweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung auch durch wenigstens eine Leiste mit steuerbaren Saugnäpfen o. dgl. gebildet sein oder eine solche Leiste aufweisen. Dieses Saugrohr muss in der Lage sein, nicht nur einen
Materialbahnanfang einer äußersten Lage einer neuen Rolle zu erfassen und zur
Fixierungs-, Verbindungs- und/oder Schweißeinrichtung zu fördern, wo die dauerhafte Verbindung zur noch in der Maschine befindlichen Materialbahn hergestellt werden kann, sondern auch den Materialbahnrest einer verbrauchten Rolle zu erfassen und zur rückdrehenden Rolle zu führen, so dass die Materialbahnzufuhr in den
Verpackungsbereich, wo die Artikel, Stückgüter oder Gebinde mit der Materialbahn oder Folie umhüllt oder teilumhüllt werden, fortgesetzt bzw. aufrechterhalten werden kann. Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann wahlweise integraler
Bestandteil der Vorrichtung bzw. der Verpackungsmaschine sein. Ebenso möglich ist jedoch eine frei bewegliche Greif- und/oder Handhabungseinrichtung, die bspw. an einem Auslegerarm eines neben der Maschine stehenden Mehrachsroboters angeordnet sein kann. Beide Varianten erfüllen ihren vorgesehen Zweck, sofern sie zwischen den jeweils für ihre Funktion erforderlichen Endlagen in gewünschter Weise beweglich sind und sofern ihre Klemm- und Haltewirkung in der erforderlichen Weise steuerbar ist. Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann wahlweise auch an einem geeigneten
Portalroboter angeordnet sein. Diese genannten Roboter können bspw. einen
auswechselbaren Werkzeugkopf aufweisen oder als jeweils separate Geräte ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit der
Erfassungseinrichtung sowie mit der Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung in automatisierbarer und aufeinander abgestimmter Aktivierungs- und/oder
Bewegungssteuerungen zur Bildung der automatisiert bzw. automatisierbar arbeitenden und funktionierenden Rollenwechseleinheit gekoppelt. Die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sind bei der Erfassung und Positionierung der von der neuen Rolle abgezogenen Materialbahn innerhalb der Verpackungsmaschine in
Abhängigkeit von den auf der neuen Rolle befindlichen Markierungen und in Abhängigkeit von deren Position eine jeweilige Drehposition der Rolle steuerbar. Vorzugsweise kann sowohl das Abgreifen der Materialbahn automatisiert werden, indem eine Steuerschaltung die Signale einer Erfassungseinrichtung verarbeitet, die wiederum Markierungen am Außenumfang der Rolle erkennt. Diese Markierungen können Aufkleber o. dgl. sein; die Markierungen kann auch Bedruckung der Materialbahn bzw. der Folie sein, als Barcode o. dgl. Die Vollautomatisierung ist dann gegeben, wenn bspw. erst eine neue Rolle eingelegt wird, und zwar in richtiger Abrollrichtung, danach die automatisierte
Bewegungssteuerung der Saugleiste und dann das automatisierte Verschweißen erfolgt, wonach ein automatisierter Weiterbetrieb erfolgen kann. Gleiches gilt grundsätzlich für verbrauchte Rollen, die ebenso mit geeigneten Markierungen versehen sein können, so dass die Position und/oder Länge eines Materialbahnrestes erkannt und davon abhängig die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung gesteuert werden kann.
Einer Handhabungseinrichtung zum Rollenaustausch und/oder -Wechsel kann wahlweise eine zum Transport von neuen Rollen ausgebildete Horizontalfördereinrichtung vorgeordnet sein, die sich in einen Arbeitsbereich der Handhabungseinrichtung erstreckt.
Ergänzend sei erwähnt, dass die mindestens eine Einbauposition für die Rollen mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial bzw. die typischerweise zwei Einbaupositionen mit ihren drehbaren Haltemitteln für die Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial in der Höhe verstellbar ausgeführt sein können, um etwa eine Anpassung an verschiedene Rollendurchmesser und/oder eine Korrektur der Förderwege bei allmählich aufgebrauchtem Materialvorrat einer abgewickelten und sich daher allmählich im Durchmesser reduzierenden Rolle vornehmen zu können. 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.
Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Verpackungsmaschine.
Fig. 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Teils der
Verpackungsmaschine gemäß Fig. 1 . Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht zweier Einbaupositionen für
Rollen mit Verpackungsmaterial, wie sie für eine Vorrichtung gemäß den
Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1 und 2 vorgesehen sein können.
Fig. 4 zeigt die Einbaupositionen der Fig. 3 mit eingesetzter neuer Rolle für die zweite Einbauposition. Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer neuen Rolle mit daran
angebrachten Markierungen.
Fig. 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht der beiden Einbaupositionen für die Rollen sowie ein Ausführungsbeispiel für eine Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung zur Erfassung einer Materialbahn. Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht der in Fig. 6 gezeigten Komponenten.
Fig. 8 zeigt eine schematische Seitenansicht der in Fig. 6 gezeigten Komponenten, wobei sich die Vorrichtung in einer nachfolgenden Prozessphase befindet.
Fig. 9 zeigt in insgesamt fünfzehn schematischen Ansichten (Fig. 9A bis Fig. 90) aufeinander folgende Prozessphasen beim Rollenwechsel innerhalb einer
Verpackungsmaschine.
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 oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die schematische Perspektivansicht der Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Ausführungsvariante einer Verpackungsmaschine 10, wie sie zum Verpacken von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen mit als Verpackung dienendem Folien- und/oder Flachmaterial eingesetzt werden kann. Gezeigt ist ein Teil einer Vorrichtung 12, die der Handhabung von auf Rollen 14 gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial und deren Verarbeitung durch Umhüllung oder teilweise Umhüllung von hier nicht dargestellten Stückgütern, Gebinden oder Artikelzusammenstellungen dient. Das Flach- und/oder Folienmaterial, das auf den Rollen 14 für die Verpackungsmaschine 10 bereitgestellt wird, kann bspw. durch Schrumpffolie oder ein anderes geeignetes Flachmaterial gebildet sein. Gemäß dem in Fig. 1 angedeuteten Ausführungsbeispiel können die Rollen 14 bspw. stehend auf Paletten 16 herantransportiert und bereitgestellt werden, so dass sie in die Reichweite einer Handhabungs- und/oder
Zuführungseinrichtung 18 gelangen, die bspw. durch einen mehrachsig beweglichen, stationären oder auf einer Ebene beweglichen Knickarmroboter 20 gebildet sein kann. Diese Handhabungs- und/oder Zuführungseinrichtung 18 bzw. der Knickarmroboter 20 weist einen geeigneten Rollengreifer 22 an seinem freien Ende auf, mit dem er einzelne Rollen 14 von den Paletten 16 aufnehmen und in eine vorgesehene Einbauposition EB1 und/oder EB2 in der Verpackungsmaschine 10 einsetzen kann. Neben dem
Knickarmroboter 20 bzw. in dessen Reichweite kann ein Aufnahmebehälter 24 für verbrauchte Rollen oder Rollenkerne (nicht dargestellt) stehen, der bei Bedarf
abtransportiert werden kann. Auch diese verbrauchten Rollen werden normalerweise mit demselben Knickarmroboter 20 aus der Maschine 10 entnommen und im Behälter 24 abgelegt.
Wie es die perspektivischen Detailansichten der Figuren 2 und 3 erkennen lassen, sind innerhalb der Verpackungsmaschine 10 wenigstens zwei separate Einbaupositionen EB1 und EB2 für jeweils eine Rolle 14 oder 15 mit darauf gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial 26 vorgesehen. Jede neue Rolle 14 wird mittels des am Knickarmroboter 20 beweglich angeordneten Rollengreifers 22 in die jeweilige Einbauposition EB1 bzw. EB2 eingesetzt, wobei jeweils darauf zu achten ist, dass die Rollen 14 in richtiger Abrollrichtung eingesetzt werden. Verbrauchte Rollen 15 werden jeweils aus der
Einbauposition EB1 oder EB2 entnommen und durch neue Rollen 14 ersetzt.
Die schematische Ansicht der Fig. 2 lässt einen Betriebszustand erkennen, bei dem die in der ersten Einbauposition EB1 befindliche Rolle 15 nahezu verbraucht ist, während in der zweiten Einbauposition EB2 noch keine neue Rolle 14 eingesetzt wurde. Die schematische Ansicht der Fig. 3 lässt einen Betriebszustand erkennen, bei dem die in der ersten Einbauposition EB1 befindliche Rolle 15 nahezu verbraucht ist, während in der zweiten Einbauposition EB2 bereits eine neue Rolle 14 eingesetzt wurde. Zur Aufnahme der Rollen 14, 15 ist an den Einbaupositionen EB1 und EB2 jeweils ein horizontaler Haltedorn 28 vorgesehen, der zur rotierenden und/oder rotierend angetriebenen und/oder gebremsten Aufnahme und Lagerung der Rollen 14, 15 dient. Auf die Haltedorne 28 können die Rollen 14, 15 jeweils mit ihren hohlzylindrischen Kernen aufgeschoben und verspannt bzw. fixiert werden, so dass das darauf befindliche Flach- bzw. Folienmaterial 26 in der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Förderrichtung 30 in der Verpackungsmaschine 10 transportiert und kontinuierlich einem hier nicht gezeigten Verpackungsbereich zugeführt werden kann.
Die Bezugsziffer 32 bezeichnet in den Figuren 2 und 3 eine Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung, die einen vertikal beweglichen Schweißbalken 34 umfasst, mit der die Materialbahnen 26 jeweils unterschiedlicher Rollen 14 und 15 an einer Verbindungsoder Fügestelle miteinander verbunden, insbesondere unter Wärmeinwirkung verschweißt werden können, so dass ein Endlosbetrieb für die endlos zugeführten Materialbahnen 26 ermöglicht ist. Wie es die Figuren 2 und 3 andeuten, durchlaufen die Materialbahnen 26 die Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung 32 während des gesamten Förderbetriebs, was in Zusammenwirkung mit dem vertikal beweglichen und bei Bedarf aktivierbaren Schweißbalken 34 den angestrebten Endlosbetrieb erlaubt.
Im Bereich der Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung 32 kann weiterhin eine hier nicht dargestellte Trenneinrichtung angeordnet sein, die bspw. ein Messer oder einen Schneidbalken umfassen kann, und die dafür sorgen soll, dass die Materialbahn 26 der verbrauchten Rolle 15 von der in die Maschine führenden„Endlos"-Materialbahn 26 abgetrennt und schließlich die verbrauchte Rolle 15 entnommen werden kann.
Die in der schematischen Perspektivansicht der Fig. 3 erkennbare neue Rolle 14 weist an ihrer äußere Materialbahnlage 36 eine optische Markierung 38 auf, die mit einer Erfassungseinrichtung 40 erkannt werden kann, die im Ausführungsbeispiel (Figuren 2 und 3) durch zwei Kameras 42 mit nachgeschalteter Bildauswertung 44 gebildet ist, die mit einer hier nur angedeuteten Steuerschaltung 46 zusammenwirken, welche die
Rotationsbewegungen der Haltedorne 28 beeinflusst, entweder durch elektromotorischen Antrieb oder durch motorisch und/oder durch Bremsen unterstützte Verzögerung einer Rotationsbewegung. Entsprechende Antriebe und/oder Bremsen für die drehbar gelagerten Haltedorne 28 können sich in deren Stützabschnitten 48 befinden.
Die Steuerschaltung 46 kann auf Grundlage der von den Kameras 42 und der Bildauswertung 44 gelieferten Positionsdaten für die optische Markierung 38 die exakte Drehposition einer neu eingelegten und auf dem Haltedorn 28 - in Fig. 3 die rechts angeordnete zweite Einbauposition EB2 betreffend - bestimmen und durch gezielten Antrieb des Haltedorns 28 die Rolle 14 so positionieren, dass die äußere
Materialbahnlage 36 an der Materialkante 50 ihres freien Endes mittels einer in Fig. 4 schematisch angedeuteten und in den folgenden Figuren detaillierter beschriebenen steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 erfasst werden kann. Diese Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 dient der Handhabung und Bewegung der äußeren Lage 36 der Materialbahn 26 der neuen Rolle 14 zur Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung 32, wo sie dann mit der in die Maschine 10 führenden Materialbahn 26, die noch von der nahezu verbrauchten Rolle 15 abgewickelt wurde, verbunden und die auf dieser Rolle 15 verbliebene Restbahn von der in die Maschine 10 führenden Materialbahn 26 getrennt wird.
Au ßerdem kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 der Handhabung und Bewegung der äußeren Lage 36 der Materialbahn 26 dienen, die von der neuen Rolle 14 stammt und mit einem Materialbahnrest 27 der verbrauchten Rolle 15 verbunden wurde, wenn diese zur Aufwicklung dieses von der übrigen Materialbahn 26 abgetrennten Materialbahnrestes 27 mitsamt des Abschnittes 36 durch Rückdrehung der Rolle 15 für eine Entnahme aus der Vorrichtung 12 vorbereitet werden soll.
Die schematische Perspektivansicht der Fig. 4 verdeutlicht im Wesentlichen eine Prozessphase, bei der die Materialkante 50 der äu ßeren Lage 36 der in der zweiten Einbauposition EB2 platzierten neuen Rolle 14 nach links abgezogen wurde. Ein beweglich steuerbarer Arm der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 hat die äußere Materialbahnlage 36 nach links abgezogen und unter den Schweißbalken 34 der Schweißeinrichtung 32 bewegt, der sich anschließend absenken und aktiviert werden kann, um eine linienförmige Verschweißung mit der von der alten Rolle 15, die in der ersten Einbauposition EB1 positioniert ist, abgezogenen und in die Verpackungsmaschine 10 beförderten Materialbahn 26 (Förderrichtung 30 nach rechts) durchzuführen.
Gleichzeitig wird bei dieser Verschweißung die nach rechts in die Maschine 10 führende Materialbahn 26 von der nahezu verbrauchten Rolle 15 getrennt, so dass diese anschließend durch Abziehen vom Dorn 28 aus der Vorrichtung 12 entnommen werden kann. Wahlweise kann mit den Kameras 42 auch die richtige Positionierung einer neuen Rolle 14 auf der jeweiligen Einbauposition EB1 und/oder EB2 erfasst werden. So lässt die Fig. 4 erkennen, dass jede Rolle 14, 15 nur genau eine Abrollrichtung aufweisen kann, da die Materialbahn 26 von der linken Rolle 15 (Einbauposition EB1 ) an ihrer Unterseite abgezogen wird, indem die Rolle 15 in Linksdrehung rotiert, während die Materialbahn 26 von der rechten Rolle 14 (Einbauposition EB2) an deren Oberseite abgezogen wird, indem diese neue Rolle 14 ebenfalls in Linksdrehung rotiert; siehe hierzu die
Drehrichtungspfeile in Fig. 4.
Mit Hilfe eines Rollentausches, der in der beschriebenen Weise durchgeführt werden kann, lässt sich die Vorrichtung 12 kontinuierlich betreiben, ohne den - hier nicht näher dargestellten - Verpackungsprozess und den Förderungsprozess der Materialbahn 26 für das Auswechseln einer neuen Rolle 14 und/oder für die Entnahme einer aufgebrauchten Rolle 15 unterbrechen zu müssen.
Die schematische Perspektivansicht der Fig. 5 verdeutlicht eine teilweise verbrauchte Rolle 15 mit darauf gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial 26, bei der ein Materialrest 27 bereits von der übrigen Materialbahn 26, die in die Maschine führt, abgetrennt ist, so dass die Rolle 15 alsbald aus der Maschine entnommen werden kann, vorzugsweise nach Rückdrehung der Rolle 15, wodurch der Materialbahnrest 27 möglichst vollständig auf die Rolle 15 gewickelt wurde, ggf. unter Mitnahme eines daran hängenden Abschnittes 36, der von der neu eingesetzten Rolle 14 stammt (siehe hierzu die Figuren 9a bis 9p).
Die schematische Perspektivansicht der Fig. 6 und die schematische
Seitenansicht der Fig. 7 zeigen in weiteren Darstellungen eine Phase des
Rollenwechsels, bei der die in der ersten Einbauposition EB1 befindliche linke Rolle 15 nahezu abgewickelt und ihr zuvor darauf gewickeltes Flachmaterial 26 noch in
Förderrichtung 30 in die Verpackungsmaschine 10 geführt ist, um dort zur Umhüllung von Stückgütern, Gebinden o. dgl. Artikelzusammenstellungen verwendet zu werden. Die in der zweiten Einbauposition EB2 befindliche neue Rolle 14 wird bereits für einen
Materialbahnwechsel vorbereitet, indem ihre äu ßere Materialbahnlage 36 durch
Erfassung der Materialkante 50 mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 erfasst und ein Stück weit von der Rolle 14 abgezogen und unterhalb des
Schweißbalkens 34 der Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtung 32 nach links, d.h. in Richtung zur beinahe verbrauchten Rolle 15 bewegt wurde. Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Saugrohr 56 gebildet, das in der Lage ist, die von der neuen Rolle 14 bereitgestellte Materialbahn 26 mittels pneumatischen Saugdrucks zu erfassen und abzuziehen. Der an zahlreichen Öffnungen, die über die Länge des Saugrohrs 56 und über seinen Umfang verteilt sind, anliegende Saugdruck muss hierbei stark genug sein, um die Materialbahn 26 in Nähe der Materialkante 50 nicht nur erfassen, sondern auch abziehen und dabei die Rolle 14 auf dem Haltedorn 28 drehen zu können. Um das Abziehen zu erleichtern, kann es allerdings darüber hinaus sinnvoll sein, die Rolle 14 durch motorischen Antrieb des Haltedorns 28 entsprechend der ungefähr horizontalen Abziehbewegung des Saugrohrs 56 in Richtung zur jeweils anderen Rolle 15 zu drehen und damit die Abziehbewegung zu erleichtern bzw. zu unterstützen.
Die Fig. 7 lässt nicht nur die ungefähr horizontal verlaufenden Stellrichtungen 58 des Saugrohrs 56 der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 erkennen, sondern auch die vom Saugrohr 56 je nach Bedarf ausführbaren Rotationsbewegungen 60 um seine Längsachse. Die Bewegungsführung des Saugrohrs 56 ist in den Figuren 4, 6 und 7 nicht näher dargestellt; das Saugrohr 56 kann bspw. an einer Schlittenführung o. dgl. aufgehängt sein, welche die horizontalen Bewegungen 58 im Bereich zwischen den beiden Haltedornen 28 der linken und rechten Einbaupositionen EB1 und EB2 für die beiden Rollen 14 und 15 sowie auch die Drehbewegungen 60 ermöglicht. Denkbar als Antriebe für eine solche Schlittenführung sind bspw. elektromotorisch angetriebene
Ketten- oder Riemenübertragungen, hydraulische oder pneumatische Linearführungen o. dgl. mehr.
Weiterhin lassen die Figuren 6 und 7 die vertikal und quer zur Förderrichtung 30 verlaufende Aufnahmenut 62 an der Oberseite der Fixierungs- und/oder
Schweißeinrichtung 32 erkennen, in die der Schweißbalken 34 zum Verbinden der
Materialbahnen 26 und zum gleichzeitigen Abtrennen der von der nahezu verbrauchten linken Rolle 15 vertikal eintauchen kann. Es muss an dieser Stelle nicht erwähnt werden, dass der Schweißvorgang normalerweise durch Temperierung des Schwei ßbalkens 34 und/oder der Aufnahmenut 62 erfolgt, durch welche die Materialbahnen 26 über ihre Erweichungstemperatur erhitzt wird, so dass ein Fließen des Materials und damit ein stoffschlüssiges Verbinden der zu verbindenden Materialbahnabschnitte erfolgen kann.
Die schematische Seitenansicht der Fig. 8 zeigt eine weitere Phase des
Rollenwechsels, bei der die in der zweiten Einbauposition EB2 befindliche rechte Rolle 14 die aktive Rolle 14 bildet, deren Materialbahn 26 in Förderrichtung 30 in die
Verpackungsmaschine 10 geführt ist, um dort zur Umhüllung von Stückgütern, Gebinden o. dgl. Artikelzusammenstellungen verwendet zu werden. Die in der ersten Einbauposition EB1 befindliche verbrauchte Rolle 15 wird dagegen für die Entnahme vorbereitet, indem ihre äu ßere Materialbahnlage bereits von der Materialbahn 26 abgetrennt wurde und dadurch einen Materialbahnrest 27 bildet, der an einer Materialkante mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 erfasst und nach links, d.h. in Richtung zur beinahe verbrauchten Rolle 15 bewegt wird. Ggf. kann an diesem Materialbahnrest 27 ein Stück der neuen Rolle 14 hängen, was anhand der Figuren 9a bis 9p näher erläutert wird. Die durch das Saugrohr 56 gebildete Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 ist, ähnlich wie zuvor erläutert, auch in dieser Prozessphase in der Lage, den an der alten Rolle 15 anhängenden Materialbahnrest 27 mittels pneumatischen Saugdrucks zu erfassen und zu halten, während die Rolle 15 in Gegendrehtrichtung zurückgedreht wird, um diesen Materialbahnrest 27 aufzuwickeln, damit er bei der Entnahme der Rolle 15 aus der Vorrichtung 12 nicht zu Störungen führen kann, bspw. indem er an irgendwelchen Maschinenteilen hängenbleibt und sich dort verheddert. Der an zahlreichen Öffnungen, die über die Länge des Saugrohrs 56 und über seinen Umfang verteilt sind, anliegende Saugdruck muss widerum stark genug sein, um den Materialbahnrest 27 in Nähe der Materialkante nicht nur erfassen, sondern auch zu halten und sich nach links in Richtung zur Rolle 15 zu bewegen, während die Rolle 15 gedreht wird. Die Fig. 8 lässt wiederum die ungefähr horizontal verlaufenden
Stellrichtungen 58 des Saugrohrs 56 der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 52 sowie die vom Saugrohr 56 je nach Bedarf ausführbaren Rotationsbewegungen 60 um seine Längsachse erkennen. Das Saugrohr 56 kann bspw. an einer Schlittenführung o. dgl. aufgehängt sein, welche die horizontalen Bewegungen 58 im Bereich zwischen den beiden Haltedornen 28 der linken und rechten Einbaupositionen EB1 und EB2 für die beiden Rollen 14 und 15 sowie auch die Drehbewegungen 60 ermöglicht.
Ergänzend sei mit Verweis auf die Figuren 2 bis 8 erwähnt, dass die beiden Einbaupositionen EB1 und EB2 für die Rollen 14 und 15 mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial 26 bzw. zumindest eine der Einbaupositionen EB1 und/oder EB2 mit ihren drehbaren Haltemitteln in Form der rotierbaren Haltedorne 28 für die Rollen 14, 15 mit Flach- und/oder Folienmaterial 26 in der Höhe verstellbar ausgeführt sein können, um etwa eine Anpassung an verschiedene Rollendurchmesser und/oder eine Korrektur der Förderwege bei allmählich aufgebrauchtem Materialvorrat einer abgewickelten und sich daher allmählich im Durchmesser reduzierenden Rolle 15 vornehmen zu können. Zu diesem Zweck können insbesondere die Rahmen, an denen die horizontal angeordneten Haltedorne 28 rotierbar gehalten und gelagert sind, geeignete Mittel zur Höhenverstellung der rotierbaren Haltedorne 28 aufweisen.
Die schematischen Darstellungen der Fig. 9 zeigen in insgesamt fünfzehn Bildern (Fig. 9A bis Fig. 90) aufeinander folgende Verfahrensschritte einer besonders effektiven Variante eines Rollenwechsels innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12, wie sie in den vorangehenden Figuren erläutert wurde. Im Unterschied zu den vorherigen zeichnerischen Darstellungen erfolgt hierbei das Abziehen der Materialbahn 26 bei beiden Rollen 14 und 15 jeweils von oben, so dass die linke Rolle 14 bzw. 15 (EB1 ) in
Rechtsdrehung abgewickelt wird, während die rechte Rolle 15 bzw. 14 (EB2) in
Linksdrehung abgewickelt wird.
Die Fig. 9A verdeutlicht die Zuführung der Materialbahn 26 in Förderrichtung 30 über die in rechter Einbauposition EB2 befindliche Rolle 15, die in Linksdrehung abgewickelt wird. Obwohl die in der rechten Einbauposition EB2 befindliche aktive Rolle 15 noch nahezu ihren ursprünglichen Au ßenumfang hat, wird sie in dieser Darstellung bereits mit der Bezugsziffer 15 bezeichnet, da sich in der linken Einbauposition EB1 bereits eine noch nicht aktiviert neue Rolle befindet, die in der vorliegenden Beschreibung durchgängig mit der Bezugsziffer 14 wurde. Die Materialbahn 26 wird über eine untere Umlenkrolle 64 geführt. Das Saugrohr 56 sowie der Schweißbalken 34 sind jeweils inaktiv. Die in linker Einbauposition EB1 verfügbar gehaltene neue Rolle 14 ist noch nicht aktiviert, d.h. noch nicht mit der in die Verpackungsmaschine geführten Materialbahn 26 verbunden.
Um die linke Rolle 14 bei der zunehmend abgewickelten und nahezu
aufgebrauchten rechten Rolle 15 zu aktivieren, erfasst das nach links bewegte Saugrohr 56 die äußere Materialbahnlage 36 (Fig. 9B), zieht diese unter Mitdrehung der Rolle 14 in Rechtsdrehung unter dem Schweißbalken 34 hindurch in Richtung zur rechten Rolle 15 (Fig. 9C), wobei sich zur exakten Positionierung der Materialbahn 26 der neuen Rolle 14 das Saugrohr 56 unter Aufwickelung einer definierbaren Länge der äu ßeren
Materialbahnlage 36 drehen kann, in diesem Fall in Linksdrehung. Ggf. kann eine hier nicht dargestellte Sensorik zur Druckmarkenerkennung die auf dem Saugrohr 56 aufzuwickelnde Länge der Materialbahn 36 steuern, so dass ein passender Anschluss zur Materialbahn 26 erreicht werden kann, die sich bereits in der Verpackungsmaschine befindet. Anschließend wird der Schweißbalken 34 abgesenkt, um die Materialbahnen 26 zu verschweißen und damit zu verbinden (Fig. 9D). Wahlweise kann unmittelbar vor dem Verschweißen oder während des Verschweißens nochmals eine Korrektur der
Materialbahnposition der von der neuen Rolle zugeführten Materialbahn 26 bzw. 36 erfolgen, um einen optimalen Anschluss der Materialbahnen unter Berücksichtigung der auf den Materialbahnen 26 aufgebrachten Druckbilder erfolgen. Damit kann gewährleistet werden, dass sich eine Bedruckung der Materialbahnen- oder Folienverpackung nach der Herstellung einer Verpackung an einer gewünschten Stelle befindet und nicht etwa verschoben oder verrutscht ist, was als Qualitätsmangel der fertigen Verpackungen empfunden werden könnte.
Gleichzeitig mit diesem Verschweißen oder auch anschließend, d.h. nach
Anheben des Schweißbalkens 34, kann die Materialbahn der rechten verbrauchten Rolle 15 von der in die Maschine geführten Materialbahn 26 abgetrennt werden. Diese
Abtrennung kann bspw. mit einer hier nicht gezeigten Schneide- oder Trenneinrichtung erfolgen.
Bevorzugt jedoch wird gleichzeitig mit dem Verschweißen bzw. nach dem
Verschweißen, wahlweise auch nach dem Anheben des Schweißbalkens 34 (Fig. 9E), nicht nur die Materialbahn 27 der rechten verbrauchten Rolle 15 von der in die Maschine geführten Materialbahn 26 abgetrennt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der
Materialbahnanfang 36 der neuen Rolle 14, der während des Abziehens von der Rolle 14 zumindest teilweise um das Saugrohr 56 gewickelt worden war, zunächst am Saugrohr 56 verbleibt und während des erwähnten Schweißvorganges zur Verbindung der neuen Rolle 14 mit der in die Maschine führenden Materialbahn 26 oder auch mittels eines unmittelbar folgenden separaten Schweißvorganges mit dem Restabschnitt 27 der alten Rolle 15 verbunden wird. Diese Phase unmittelbar nach dem Verbinden der Materialbahnen 36 (der neuen Rolle 14) und 27 (der alten Rolle 15) ist in Fig. 9E schematisch angedeutet. Die von der neuen Rolle 14 stammende äußere Lage 36 ist hierbei noch teilweise um das Saugrohr 56 gewickelt und hängt ein Stück weit von diesem nach unten, wo sie (d.h. die Lage 36) in spitzwinkeliger Verbindungsstelle 66 mit dem Materialbahnrest 27 der alten Rolle 15 verbunden bzw. verschweißt ist.
Besonders vorteilhaft an dieser zusätzlichen Materialbahnverbindung ist die Tatsache, dass der Materialbahnabschnitt 36 der neuen Rolle 14, der in der
beschriebenen Weise an der Verbindungsstelle 66 mit der Kante des Materialbahnrestes 27 der alten Rolle 15 verbunden wurde, gemeinsam mit diesem Materialbahnrest 27 auf der alten Rolle aufgewickelt werden kann, indem diese entgegen der vorherigen
Abwickelrichtung zurückgedreht wird (siehe Pfeilrichtung in Fig. 9F). Durch diesen Rückwickelvorgang wird zunächst der zur rechten Rolle 15 führende und noch daran hängende lose Materialbahnabschnitt 27 wieder auf dieser Rolle 15 aufgewickelt, wonach der damit verbundene Abschnitt 36 ebenfalls auf der Rolle 15 aufgewickelt wird (Fig. 9F). Während dieses Aufwickelvorganges der Rolle 15 kann es sinnvoll sein, das Saugrohr 56 zurückzudrehen und/oder auf die verbrauchte Rolle 15 zuzustellen, um die
Materialbahnen 27 und 36 zu führen und straff zu halten oder zumindest dafür zu sorgen, dass sie nicht nach unten durchhängen und zu Störungen führen können. Sind alle Folien- oder Materialbahnreste auf der Rolle 15 aufgewickelt (Fig. 9G), kann das Saugrohr 56 wieder in seine Ausgangsposition in die Nähe des Schweißbalkens zurückgeführt werden. Beim Abnehmen der verbrauchten Rolle 15 vom Haltedorn 28 der zweiten Einbauposition EB2 können keine Störungen verursacht werden, bspw. durch Verheddern der losen Materialbahnen in Maschinenteilen. Im weiteren Zeitablauf ist die linke Rolle 14 die aktive Rolle, von der die als
Verpackungsmaterial für die Maschine dienende Materialbahn 26 abgewickelt wird (Fig. 9G), so dass die verbrauchte Rolle 15 in der zweiten Einbauposition EB2 durch eine neue Rolle 14 ersetzt werden kann (Fig. 9H). Da nun die linke Rolle in der ersten
Einbauposition EB1 allmählich abgewickelt wird, wird diese Rolle im Folgenden als verbrauchte Rolle 15 bezeichnet (Fig. 91), während die rechte Rolle in der zweiten
Einbauposition EB2 als neue Rolle 14 bezeichnet wird, an die analog zur Situation gemäß Fig. 9B wieder das Saugrohr 56 angesetzt wird (Fig. 91), so dass ihre äu ßere
Materialbahnlage 36 nach links unter dem Schweißbalken 34 hindurch in Richtung zur linken Rolle 15 gezogen werden kann (Fig. 9J). Der Schweißbalken 34 kann wiederum abgesenkt werden (Fig. 9K), wodurch die Verbindung der Materialbahn 26 der rechten Rolle 14 mit der in die Maschine führenden Materialbahn 26 hergestellt wird (Fig. 9L), während gleichzeitig an der Verbindungsstelle 66 die äußere Materialbahnlage 36 der rechten neuen Rolle 14, die noch am Saugrohr 56 hängt bzw. dort ein Stück weit aufgewickelt ist, mit dem Materialbahnrest 27 der verbrauchten linken Rolle 15 verbunden wurde (Fig. 9L), so dass die Rückwickelung der verbrauchten Rolle 15 zur Aufnahme des Materialbahnrestes 27 sowie des über die Verbindungsstelle 66 daran hängenden Materialbahnabschnittes 36 erfolgen kann (Fig. 9M). Das Saugrohr 56 kann diesen Aufwickelvorgang der verbrauchten linken Rolle 15 unterstützen, indem es zur Abwicklung des noch darauf befindlichen Materialbahnabschnittes 36, das von der neuen Rolle 14 stammt, gedreht und/oder zur alten Rolle 15 zugestellt wird (Fig. 9M, Fig. 9N).
Nun wird wieder die rechte Rolle 14 in der rechten Einbauposition EB2
abgewickelt, während die verbrauchte linke Rolle 15 (Fig. 9N) von der linken
Einbauposition EB1 abgezogen und durch eine neue Rolle 14 ersetzt werden kann (Fig. 90). Dadurch ist wiederum der ursprüngliche Zustand erreicht, der sich bereits in Fig. 9A abgebildet findet, wodurch ein kompletter Wechselzyklus durchlaufen ist. Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
10 Verpackungsmaschine
12 Vorrichtung, Vorrichtung zur Handhabung von auf Rollen gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial
14 Rolle, neue Rolle
15 Rolle, verbrauchte Rolle, abgewickelte Rolle
16 Palette
18 Handhabungseinrichtung, Zuführungseinrichtung
20 Knickarmroboter
22 Rollengreifer
24 Aufnahmebehälter
26 Materialbahn, Flach- und/oder Folienmaterialbahn
27 loser Materialbahnabschnitt, Materialbahnrest
28 Haltedorn, rotierender Haltedorn
30 Förderrichtung
32 Fixierungseinrichtung, Schweißeinrichtung
34 Schweißbalken
36 äu ßere Lage, äu ßere Materialbahn, äußere Materialbahnlage
38 optische Markierung
40 Erfassungseinrichtung
42 Kamera
44 Bildauswertung
46 Steuereinrichtung, Steuerschaltung
48 Stützabschnitt, Aufhängung
50 Materialkante, Bahnkante, freies Ende
52 Greifeinrichtung, Handhabungseinrichtung
54 Klebeetikett, Etikett
56 Saugrohr
58 Stellrichtung
60 Drehbewegung, Rotationsbewegung, Drehrichtung
62 Aufnahmenut
64 untere Umlenkrolle
66 Verbindungsstelle, Verbindungskante
EB1 erste Einbauposition, linke Einbauposition
EB2 zweite Einbauposition, rechte Einbauposition

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Handhabung von auf Rollen (14, 15) gewickeltem und als
Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial (26), bei dem eine zumindest teilweise abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rolle (15) zur
Aufrechterhaltung eines Verpackungsbetriebes aus wenigstens einer Montage- oder Einbauposition (EB1 ; EB2) einer Verpackungsmaschine (10) entnommen und jeweils gegen eine neue Rolle (14) mit Flach- und/oder Folienmaterial (26) ausgetauscht wird, indem nach jeweiliger Positionierung einer neuen Rolle (14) deren au ßen liegende Lage (36) in Nähe oder im Bereich ihres freien Endes (50) abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn (26) mit einem Abschnitt einer in eine
Verpackungsstraße geführten Materialbahn (26) verbunden wird, während vorher, gleichzeitig oder anschließend die von der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) abgezogene Materialbahn (26) von der in die Verpackungsstraße geführten Materialbahn (26) abgetrennt wird, und wobei vor einer Entnahme der jeweils zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) aus der Verpackungsmaschine (10) ein zu einer Trennstelle führender
Materialbahnrest (27) durch Rückdrehen der Rolle (15) entgegen einer
Abwickeldrehrichtung zumindest teilweise auf der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) aufgewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) anhängende Materialbahnrest (27) mittels einer steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung (52) erfasst und in Richtung zur zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der an der zumindest teilweise
abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) anhängende Materialbahnrest (27) gemeinsam mit einem Materialbahnabschnitt (36) der neuen Rolle (14), der von dieser abgetrennt wurde, auf der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) aufgewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Materialbahnabschnitt (36) der neuen Rolle (14), der von dieser abgetrennt wurde, zumindest teilweise an der steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung (52) hängt und/oder dort aufgewickelt ist, wobei er während des Aufwickeins der Materialbahnreste (27) und -abschnitte (36) auf der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) von der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung (52) gelöst bzw. abgewickelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung (52) mit einer Erfassungseinrichtung (40) zur Erfassung einer Position des Materialbahnrests (27) und/oder einer Drehposition der Rolle (15) zusammenwirkt und/oder in Abhängigkeit von deren Sensorsignalen gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem der an der der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) anhängende
Materialbahnrest (27) und/oder der damit verbundene Materialbahnabschnitt (36), der von der neuen Rolle (14) stammt, mittels der mit pneumatischem Saugdruck, mechanisch klemmend und/oder elektrostatisch haftend arbeitenden Greif- und/oder Handhabungseinrichtung (52) erfasst und zur Rolle (15) bewegt bzw. geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem der an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) anhängende Materialbahnrest (27) und/oder der damit verbundene Materialbahnabschnitt (36), der von der neuen Rolle (14) stammt, mittels der automatisiert bewegten und in ihren Halteaktivitäten gesteuerten Greif- und/oder Handhabungseinrichtung (52) erfasst und zur Rolle (15) bewegt wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die Erfassungseinrichtung (40) an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) angebrachte oder aufgebrachte Markierungen (38, 54) erfasst und deren Position, Ausrichtung und/oder Winkellage in Bezug auf einen Gesamtumfang der Rolle (15) erkennt und/oder verarbeitet. 9. Vorrichtung (12) zur Handhabung von auf Rollen (14, 15) gewickeltem und als
Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial (26) innerhalb einer Verpackungsmaschine (10), die wenigstens eine Einbauposition (EB1 , EB2) zur drehbaren Aufnahme von Rollen (14, 15) mit Flach- und/oder Folienmaterial (26) sowie Fixierungs- und/oder Schweißeinrichtungen (32) zum Ausrichten und/oder
Verbinden freier Endbereiche (50) von Flach- und/oder Folienmaterial (26) der in der wenigstens einen Einbauposition (EB1 oder EB2) jeweils eingesetzten neuen Rollen (14) mit einer bereits in der Verpackungsmaschine (10) geführten Materialbahn (26) aufweist, wobei die Vorrichtung (12) eine Trenneinrichtung zur Abtrennung einer von der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) abgezogene Materialbahn (26) von der in die Verpackungsstraße geführten Materialbahn (26) aufweist, und wobei Einrichtungen zur Rückdrehung der jeweils teilweise
abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) entgegen einer Abwickeldrehrichtung und zur Aufwicklung zumindest eines Teils eines zu einer Trennstelle führenden Materialbahnrestes (27) auf der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, die wenigstens eine steuerbare Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung (52) zur Handhabung und Bewegung des
Materialbahnrestes (27) der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) und zu dessen Zuführbewegung zur Rolle (15) aufweist.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 9, die wenigstens eine steuerbare Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung (52) zur Handhabung und Bewegung des
Materialbahnrestes (27) der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) und/oder eines damit verbundenen Materialbahnabschnittes (36), der von der neuen Rolle (14) stammt, und zu dessen/deren Zuführbewegung zur Rolle (15) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , bei der die steuerbare Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung (52) einen Teil einer automatisierbaren Rollenwechseleinheit der Vorrichtung (12) bildet.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung (52) durch wenigstens ein Saugrohr (56) zur Erfassung des an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) anhängenden Materialbahnrestes (27) und/oder eines damit verbundenen
Materialbahnabschnittes (36), der von der neuen Rolle (14) stammt, mittels
pneumatischen Saugdrucks gebildet ist oder ein solches Saugrohr (56) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung (52) durch wenigstens eine Klemmleiste zur mechanisch klemmenden Erfassung des an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) anhängenden Materialbahnrestes (27) und/oder eines damit verbundenen Materialbahnabschnittes (36), der von der neuen Rolle (14) stammt, gebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung (52) durch wenigstens ein elektrostatisch arbeitendes Element zur Erfassung des an der zumindest teilweise abgewickelten und/oder verbrauchten Rolle (15) anhängenden Materialbahnrestes (27) und/oder eines damit verbundenen Materialbahnabschnittes (36), der von der neuen Rolle (14) stammt, mittels elektrostatisch unterstützter Anhaftung gebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei der die Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung (52) in der Vorrichtung (12) baulich integriert oder als Teil einer außerhalb der Verpackungsmaschine (10) angeordneten Handhabungsroboters (20) ausgebildet ist.
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