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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln eines aus gleichartigen,
flach aufeinander geschichteten Gegenständen bestehenden Warenstapels,
bei dem Folienmaterial durch eine Relativdrehung zwischen dem Warenstapel
und einer die Folie in Bahnform bevorratenden Folienrolle straff
auf den Warenstapel geführt
und um diesen gewickelt wird.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen Wickelautomaten zum Umwickeln eines
aus gleichartigen, flach aufeinander geschichteten Gegenständen bestehenden
Warenstapels, mit einem Drehantrieb zur Erzielung einer Relativdrehung
zwischen dem Warenstapel und einer Folie in Bahnform bevorratenden Folienrolle,
sowie mit Mitteln zur Reduzierung der Breite des auf den Warenstapel
geführten
und um diesen gewickelten Folienmaterials.
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Gattungsgemäße Verfahren
sind aus der
DE 33
30 389 C2 und der
DE
44 15 114 A1 bekannt. Für das
Umwickeln des Warenstapels werden vorgestreckte, nachschrumpfende
Folien aus Kunststoff eingesetzt. Diese sind in Bahnform auf einer
als Vorratsrolle dienenden Folienrolle aufgewickelt, und sie werden
vor der Aufbringung auf das zu umwickelnde Gut mittels einer Reckeinrichtung
vorgestreckt. Zum Umwickeln ist eine Relativdrehung zwischen dem
zu verpackenden Warenstapel und der Folienrolle mit der davon abgezogenen
Folie erforderlich. Beim Stand der Technik wird diese Relativdrehung
zumeist dadurch realisiert, dass der Warenstapel im Zentrum eines
Ringläufers
angeordnet wird, an dem entlang ein zumindest die Folienrolle und
die Reckeinrichtung aufweisendes Folienspendemodul auf einer Kreisbahn
verfahrbar ist. Koordiniert mit dieser Kreisbewegung findet eine
Axialbewegung statt, wodurch die Folienbahn in einer sich teilweise überlappenden Wicklung
auf die Außenseite
des zu verpackenden Guts aufgebracht wird. Befindet sich dieses
auf einer Transportpalette, so wird üblicherweise auch die Palette
durch zumindest eine Folienwicklung erfasst, um so eine gute Lagefixierung
des Warenstapels auf der Palette zu erzielen.
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Bekannt
sind auch Weiterbildungen der bekannten Wickelverfahren unter Verwendung
eines Wickelautomaten, welcher zusätzlich mit Mitteln zur Reduzierung
der Breite des um den Warenstapel geführten Folienmaterials versehen
ist. Auf diese Weise lässt
sich die Folie berreichsweise mit einer erhöhten Materialkonzentration
und damit einer erhöhten örtlichen Festigkeit
versehen, um so z.B. die Verbindung der untersten Warenlage mit
der darunter angeordneten Transportpalette zu verbessern.
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Die
mit den bekannten Wickelverfahren erreichbare Verpackungsqualität stößt dort
an ihre Grenzen, wo flach geschichtete Stapel aus schweren Gegenständen transportsicher
verpackt werden müssen.
Bei derart schwergewichtigen Gegenständen ist die Belastung der
Verpackung durch seitliche Versatzkräfte so hoch, dass es, vor allem
im Kantenbereich des Warenstapels, zu einem Einreißen der Verpackung
kommen kann.
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Ziel
der Erfindung ist es, für
flach geschichtete Warenstapel und vor allem für solche aus schweren Gegenständen, zu
einer gegenüber
seitlichen Versatzkräften
widerstandsfähigeren
Verpackung zu gelangen. Ferner soll ein zur Herstellung einer solchen
Verpackung geeigneter Folienwickelautomat geschaffen werden.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird bei einem Wickelverfahren der eingangs angegebenen
Art vorgeschlagen, dass nach Verlassen der Folienrolle die Folienbreite
durch Raffen, zumindest des einen Folienlängsrandes, reduziert wird,
und dass die so verformte Folie in Windungen um den Warenstapel
gewickelt wird, wobei aufeinander folgende Windungen nebeneinander
liegen, ohne sich zu überlappen.
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Es
hat sich herausgestellt, dass eine selbst für Warenstapel aus schweren
Gegenständen
besonders widerstandsfähige
Verpackung hergestellt werden kann, wenn durch Raffen zumindest
des einen Folienlängsrandes
die Folienbreite reduziert wird und die so verformte Folie derart
in Windungen um den Warenstapel gewickelt wird, dass aufeinander folgende
Windungen nebeneinander liegen, ohne sich zu überlappen. Eine solcher Art
durch Raffen verstärkte
Folie vermag erhöhten
mechanischen Belastungen, wie sie vor allem beim Transport geschichteter,
schwerer Gegenstände
auftreten, standzuhalten, ohne dass es zu einem Einreißen der
Folie insbesondere im gefährdeten
Kantenbereich kommt. Das Verfahren eignet sich in besonderer Weise
für die
Verpackung von Warenstapeln aus geschichteten Blechen wie z.B. geschichteten
Aluminiumblechen oder -platten.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den das Verfahren betreffenden
Unteransprüchen
angegeben.
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Zur
Lösung
der oben genannten Teilaufgabe, einen zur Herstellung einer solchen
Verpackung geeigneten Folienwickelautomaten zu schaffen, wird bei
einem Wickelautomaten der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, dass
zur Reduzierung der Folienbreite hinter der Folienrolle eine Raffeinrichtung
mit mindestens einer quer zu der Folienbahn gegen deren Folienlängsrand
abgestützten
Raffbacke angeordnet ist.
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Vorzugsweise
weist die Raffeinrichtung eine erste, quer zu der Folienbahn gegen
den einen Folienlängsrand
abgestützte
erste Raffbacke und eine zweite, quer zu der Folienbahn gegen den
anderen Folienlängsrand
abgestützte
zweite Raffbacke auf.
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Zur
Einstellung der Höhe
der Raffung und damit auch zur Einstellung jenes Höhenniveaus,
auf welchem die Folie auf den Warenstapel geführt und um diesen gewickelt
wird, ist gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung die Position der beiden Raffbacken quer
zu der Folienbahn stufenlos und unabhängig voneinander einstellbar.
Um hierbei die Belastung der Folie während des Raffens kontrolliert
zu halten, können
die beiden Raffbacken in Folientransportrichtung versetzt zueinander
angeordnet sein, wobei vorzugsweise als in Folientransportrichtung
erste Raffbacke eine frei drehbar gelagerte Walze mit Kegelprofil,
und als in Folientransportrichtung zweite Raffbacke ein mit gerundeten
Folienleitflächen
versehener Haken dient.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert,
welches anhand der zugehörigen
Zeichnungen erläutert
wird. Darin zeigen:
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1 einen
Folienwickelautomaten in Draufsicht, mit einem darin zentral angeordneten,
zu umwickelnden Warenstapel, wobei der Wickelautomat nicht in gesamter
Breite dargestellt ist;
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2 in
einer Draufsicht das in dem Wickelautomaten entlang einer Ringbahn
verfahrbare Folienspendemodul;
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3 einen
Schnitt durch das Folienspendemodul entsprechend Schnittebene III
in 2;
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4 einen
Schnitt durch das Folienspendemodul entsprechend Schnittebene IV
in 2;
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5a das
Verfahren zum Umwickeln des Warenstapels in einem frühen Stadium;
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5b das
Verfahren in einem späteren
Stadium;
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5c das
Verfahren in einem nochmals späteren
Stadium;
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6 eine
Teilansicht einer vertikalen Kante des Warenstapels mit einzelnen
Windungen aus Folienmaterial.
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1 zeigt
in teilweiser Draufsicht den Wickelautomaten 1, in dessen
Zentrum sich der zu Verpackungszwecken mit Kunststofffolie zu umwickelnde
Warenstapel 5 befindet. Der Warenstapel 5 besteht
aus einer Transportpalette, z.B. einer Europalette, mit darauf geschichteten
Gegenständen,
z.B. scharfkantig geschnittenen (Kanten 27) Aluminiumblechen
oder Aluminiumplatten. Zum Transport des Warenstapels 5 in
den Wickelautomaten 1 hinein ist ein Zuförderer 3 mit
Förderrichtung
R vorgesehen. Der Abtransport der fertig verpackten Warenpalette erfolgt
entsprechend über
den Abförderer 4 mit
ebenfalls Förderrichtung
R. Der Wickelautomat 1 steht auf vier an den Ecken angeordneten
Stützen,
und befindet sich auf diese Weise in einer solchen Höhe, dass der
Warenstapel 5 ohne weiteres über Zuförderer 4 und Abförderer 4 unter
dem Wickelautomaten hindurchfahren kann.
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An
dem Wickelautomaten 1 befestigt ist eine auf die zentrale
Wickelachse A bezogene Ringschiene 7. Entlang der Ringschiene 7 beweglich
ist ein Läufer 9,
der auf diese Weise auf einer Kreisbahn um den Warenstapel 5 herum
bewegbar ist. Für
diese Relativdrehung ist in den Läufer 9 ein entsprechender
elektrischer Antrieb integriert. Wichtigster Bestandteil des Läufers 9 ist
ein Folienspendemodul 10, dessen Einzelheiten nachfolgend
anhand der 2 erläutert werden.
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Das
in 2 in Draufsicht dargestellte Folienspendemodul 10 setzt
sich, in Folientransportrichtung F betrachtet, aus einer Folienrolle 11,
zwei Umlenkwalzen 12, 13, einer Raffeinrichtung 13,
einer weiteren Umlenkwalze 15, einer Reckeinrichtung 17, 18 und
einer die austretende Folie 20 auf den Warenstapel führenden
Leitwalze 19 zusammen. Die Folienrolle 11 bevorratet
die auf einem Wickelkern 11a in flacher Bahnform aufgewickelte
Folie 20. Unmittelbar neben der Folienrolle 11 kann
zum schnelleren Folienwechsel eine Ersatz-Folienrolle angeordnet
sein. Die Umlenkwalzen 12, 13 leiten die Folienbahn
bis zu der nachfolgend noch näher
beschriebenen Raffeinrichtung 14, in welcher eine Reduzierung
der Folienbreite erfolgt.
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Die
so zu geringer Breite verformte Folie gelangt dann über die
weitere Umlenkwalze 15 in die Reckeinrichtung, welche hier
aus einer ersten Reckwalze 17 und einer zweiten Reckwalze 18 besteht. Die
zweite Reckwalze 18 ist mit größerer Drehzahl betrieben, als
die erste Reckwalze 17, wodurch das Folienmaterial beim Übergang
von der ersten, teilweise umschlungenen Reckwalze 17 auf
die zweite, ebenfalls teilweise umschlungene Reckwalze 18 gestreckt
wird. Die so erzielte Streckung beträgt vorzugsweise zwischen 150%
und 300%.
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Das
breitenreduzierte und zusätzlich
gereckte Folienmaterial 20 kann anschließend über die
Leitwalze 19 aus dem Modul austreten, um auf nachfolgend
noch näher
beschriebene Weise auf den Warenstapel geführt und um diesen gewickelt
zu werden. Die Geschwindigkeit, mit der die Folie 20 die Elemente
des Folienspendemoduls 10 durchläuft, ist hierbei auf die Geschwindigkeit
des Läufers 9 entlang der
Ringschiene 7 abgestimmt.
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Die
Drehachsen sämtlicher
Rollen bzw. Walzen 11–13, 15, 17–19 verlaufen
parallel zur zentralen Bezugsachse A der Ringschiene 7.
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Einzelheiten
der Raffeinrichtung werden nachfolgend anhand der 2, 3 und 4 erläutert. Die
Raffung führt
zur Reduzierung der Folienbreite. Sie erfolgt durch zwei quer zu
der Folienbahn gegen deren Folienlängsränder abgestützte Raffbacken. Hierbei stützt sich
eine erste Raffbacke 21 gegen den beim Ausführungsbeispiel
oberen Folienlängsrand
ab, und eine zweite Raffbacke 22 erfasst den unteren Folienlängsrand
und beaufschlagt diesen mit einer Kraft quer zu der Längserstreckung
der Folienbahn. Die beiden Raffbacken 21, 22 arbeiten also
gegensinnig. Sie sind quer zur Längserstreckung
der Folie 20 stufenlos verstellbar.
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Gemäß 3 ist
die obere Raffbacke 21 als frei drehbar gelagerte Rolle
mit Kegelprofil 23 gestaltet. Infolge dieses Rollenprofils
vermag die Raffbacke 21 Seitenkräfte auf den Folienlängsrand
auszuüben, ohne
dass dieser den Kontakt zu der Rolle verliert, d. h. abspringt.
Die erste Raffbacke 21 ist mittels motorischer Verstellmittel über einen
sehr weiten Verstellbereich V1 einstellbar, und zwar auch während des Wickelprozesses.
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Die
untere Raffbacke 22 ist in Gestalt eines Hakens geformt,
der zur Folie hin eine weich gerundete Folienleitfläche 24 aufweist.
Diese Raffbacke 22 weist einen etwas geringeren, stufenlosen
Verstellbereich V2 auf.
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Die
genannten Verstellbereiche V1 und V2 quer zur Transportrichtung
F der Folie überdecken sich
teilweise, wie dies insbesondere der Vergleich der 3 und 4 zeigt.
Werden daher die beiden Raffbacken 21, 22 auf
das nahezu gleiche Niveau verstellt, so wird die dazwischen geführte Folie
nicht nur im Bereich ihrer Folienlängsränder partiell gerafft bzw.
gestaucht, sondern letztlich zu einer „Folienschnur" reduziert, d. h.
zu einem Querschnitt ohne eine nennenswerte Haupterstreckung. Die
Verformung der ursprünglichen
Folienbahn zu einer Schnur führt
zu einer erheblichen Erhöhung
der Reißfestigkeit
des Folienmaterials, welches dann anschließend, bereits zur Schnur reduziert,
noch die Reckeinrichtung 17, 18 durchläuft, bevor über die
Leitwalze 19 die Abgabe auf den zu umwickelnden Warenstapel
erfolgt.
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In 2 ist
dargestellt, dass sich die erste, als Kegelwalze gestaltete Raffbacke 21 in
Folientransportrichtung F vor der zweiten, hakenförmigen Raffbacke 22 befindet.
Eine solche Anordnung ist zu bevorzugen, da die erste Raffbacke 21 aufgrund
ihres größeren Verstellbereiches
V1 einen größeren Reduzierungsanteil
trägt,
als die in Folientransportrichtung F dahinter angeordnete zweite
Raffbacke 22.
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Für eine folienschonende
Raffung ist es von Vorteil, wenn den Raffbacken 21, 22 zumindest
eine Umlenkwalze 13, vorzugsweise zwei Umlenkwalzen 12, 13,
vorgeschaltet sind. Vor allem die unmittelbar vorgeschaltete Umlenkwalze 13 wird
im praktischen Betrieb bereits durch in der Breite reduzierte Folie überstrichen.
Zu diesem Zweck sollte die Umlenkwalze 13 einen relativ
geringen Durchmesser aufweisen, da dieser die bereits eingetretene
Randraffung unterstützt.
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Die
Verstellbereiche V1, V2 können
auch während
des laufenden Wickelprozesses ausgenutzt werden. So kann z.B. der
Wickelprozess zunächst unter
Schnurbildung beginnen und später
für zusätzliche
Wickellagen die Raffeinrichtung 14 durch Auseinanderfahren
der Raffbacken auf eine Vergrößerung der
Folienbreite eingestellt werden. Ferner ist es möglich, nur z.B. die Raffbacke 21 gegen
den Folienlängsrand
zu fahren und auf diese Weise unter partieller Verstärkung zu
raffen. Auf diese Weise lässt
sich eine Folienbahn herstellen, deren einer Rand durch dort konzentriertes
Folienmaterial verstärkt
ist, oder auch beide Ränder.
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Ein
vorteilhaftes Wickelverfahren unter Verwendung des vorgenannten,
eine Raffeinrichtung aufweisenden Folienspendemoduls wird nachfolgend
anhand der 5a bis 5c erläutert.
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Durch
Betätigung
der Raffbacken ist die das Folienspendemodul über Walze 19 verlassende
Folie zu einer Schnur 20a reduziert. Diese wird um den
aus geschichteten Platten gebildeten Warenstapel 5 in einer
Vielzahl von Wicklungen gewickelt, wie dies die verschiedenen Stadien 5a, 5b und 5c zeigen.
Die Einstellung der Höhe
H, auf welcher die Folie 20a auf die Außenseite des Warenstapels 5 gelangt,
lässt sich
auf zwei verschiedene Weisen beeinflussen bzw. steuern: Entweder
wird die Höhe
der Ringschiene 7 des Wickelautomaten und damit zugleich
die Höhe
der Kreisbahn eingestellt, auf der sich der Läufer 9 mit dem Folienspendemodul
bewegt, oder aber die Höheneinstellung
erfolgt unmittelbar durch Höhenpositionierung
der beiden Raffbacken 21, 22 innerhalb von deren
Verstellbereich V1 bzw. V2.
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Die
Einstellung der Höhe
H erfolgt derart, dass die zur Schnur geraffte Folie 20a sich
in aufeinander folgenden Windungen nebeneinander legt, ohne sich
zu überlappen. 6 zeigt
hierzu das Aufliegen der einzelnen Windungen mit zu einer Schnur reduzierter
Folienbreite B auf der Außenseite
des Warenstapels 5, ohne dass sich aufeinander folgende Windungen überlappen.
Vielmehr können
sich zwischen den Windungen noch Abstände D befinden.
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Nachdem
diese erste Wickellage fertig gestellt ist, kann sodann eine weitere
Wicklung mit teilweise überlappender
Folienbreite B erfolgen, wie dies in 6 anhand
der Folie 20b dargestellt ist. Diese zusätzlichen
Windungen sind Folienbahnen, weisen jedoch zur Verstärkung der
Folienlängsränder dort
Randraffungen 26a, 26b auf. Die obere Randraffung 26a erfolgt
durch entsprechende Einstellung der oberen Raffbacke 21,
und die untere Randraffung 26b durch entsprechende Einstellung der
unteren Raffbacke 22.
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Die
Reißfestigkeit
der zur Schnur 20a reduzierten Folie ist derart hoch, dass
auf den bei gewickelten Folienverpackungen üblichen Kantenschutz im Bereich
der vertikalen Kanten 27 des Warenstapels 5 verzichtet
werden kann, obwohl diese bei geschnittenen Aluminiumblechen scharfkantig
sind. In der bisherigen Praxis ist es hingegen erforderlich, dort,
bevor die Folienbahn um den Warenstapel gewickelt wird, Papp- oder
Kunststoffwinkel als Kantenschoner vorläufig zu fixieren, die dann
anschließend von
der Folie mit umwickelt werden.
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- 1
- Wickelautomat
- 3
- Zuförderer
- 4
- Abförderer
- 5
- Warenstapel
- 7
- Ringschiene
- 9
- Läufer
- 10
- Folienspendemodul
- 11
- Folienrolle,
Vorratsrolle
- 11a
- Wickelkern
- 12
- Umlenkwalze
- 13
- Umlenkwalze
- 14
- Raffeinrichtung
- 15
- Umlenkwalze
- 17
- Reckwalze
- 18
- Reckwalze
- 19
- Leitwalze
- 20
- Folie
- 20a
- Folie
in Schnurform
- 20b
- Folie
- 21
- Raffbacke
- 22
- Raffbacke
- 23
- Kegelprofil
- 24
- Folienleitfläche
- 26a
- Randraffung
- 26b
- Randraffung
- 27
- Kante
- A
- Achse
- B
- Folienbreite
- D
- Abstand
- F
- Folientransportrichtung
- H
- Höhe
- R
- Förderrichtung
- V1
- Verstellbereich
- V2
- Verstellbereich