DE4137448C2

DE4137448C2 - Verfahren zum Umwickeln von zylindrischem Gut

Info

Publication number: DE4137448C2
Application number: DE19914137448
Authority: DE
Inventors: Heinz Von Den Berg; Claus-Gunther Kolbe
Original assignee: STREMA MASCHINENBAU GmbH; Siemag Transplan GmbH
Current assignee: STREMA MASCHINENBAU GmbH; Siemag GmbH
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2011-11-15
Also published as: DE4137448A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln von zylindrischem Gut mit einem inneren, nicht mit Gut ausgefüllten, ebenfalls zylindrischen Freiraum, wobei das aus einer dehnbaren, endlosen Kunststoffolienbahn (Stretchfolie) bestehende Verpackungs material die Stirnflächen (Augen) des inneren zylindrischen Freiraumes in einem definierten Bereich beidseitig unbedeckt lässt.

In EP 0 293 352 ist ein Verfahren zum Umwickeln von zylindrischem Gut beschrieben, bei dem das Gut auf Rollen gelagert und mit Hilfe einer Wickelmaschine mittels einer Folie vollständig eingepackt wird. Ferner ist in US 4,912,911 ein solches Verfahren beschrieben, bei dem das Gut einen inneren, nicht mit Gut ausgefüllten, ebenfalls zylindrischen Freiraum aufweist. Das aus einer dehnbaren Kunststoffolienbahn (Stretchfolie) bestehende Verpackungsmaterial lässt die Stirnflächen (Augen) des inneren zylindrischen Freiraumes in einem definierten Bereich beidseitig unbedeckt. Es besteht dabei die Gefahr, daß die Folie beim Anlegen an die von den Stirnflächen mit der Mantelfläche des Gutes gebildeten Kanten abrutscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es erlaubt, das zylindrische Gut auf seiner Mantelfläche und stirnseitig ganzflächig mit Folie zu umhüllen, ohne die Stirnflächen (Augen) des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders vollständig zu überdecken und gleichzeitig ein Abrutschen der Folie beim Anlegen an die von den Stirnflächen mit der Mantelfläche gebildeten Kanten des Zylinders zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Verfahrensschritte nach dem Patentanspruch gelöst:

a) Anbringen einer ersten, an ihrer Oberfläche haftenden Kunststoffolie an den Randbereichen der Mantelfläche des zylindrischen Gutes durch Rotation des zylindrischen Gutes um die eigene horizontale Längsachse,
b) Umwicklung des zylindrischen Gutes mit einer zweiten dehnbaren Kunststoffolie durch Drehbewegung einer Wickelvorrichtung um die vertikale Achse des zylindrischen Gutes und dazu koordinierter Rotation des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse, ohne die Stirnflächen (Augen) des nicht mit Gut ausgefüllten inneren zylindrischen Freiraumes vollständig zu überdecken, wobei ein Abrutschen der zweiten Kunststoffolie beim Anlegen an die von den Stirnflächen mit der Mantelfläche gebildeten Kanten des zylindrischen Gutes durch Anhaften an der ersten Kunststoffolie verhindert ist,
c) beidseitig gleichmäßige kreisförmige Überdeckung der beiden Stirnflächen (Augen) des inneren zylindrischen Freiraumes des zylindrischen Gutes in einem definierten Bereich durch oszillierende Vertikalbewegung der unter b) genannten Wickelvorrichtung während einer 360°-Umdrehung derselben um das zylindrische Gut.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Verfahrensschritt a) alternativ in einer separaten Maschine, welche der Maschine für die Ausführung der Verfahrensschritte b) und c) vorgelagert ist, durchgeführt werden.

Eine vollkommen kreisrunde Überdeckung über den äußeren Rand des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders (Auge) wird erreicht, wenn vor Beginn der Verfahrensschritte b) und c) kreisbogen- oder kreisförmige Vorrichtungen, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des inneren, nicht mit Gut ausgefüllten Zylinders ist, in diesen beidseitig an den Enden eingeführt werden und während der Ausführung der Verfahrensschritte b) und c) in dieser Position verbleiben. Die um die vertikale Achse des Gutes zu wickelnde Folie wird an den Stirnseiten des Zylinders in einem frei zu definierenden Bereich über den äußeren Rand des Auges geführt. Durch die weitere Drehung des zylindrischen Gutes um seine Längsachse entsteht so eine beidseitig gleiche kreisrunde Überdeckung über den äußeren Bereich des Auges. Das Maß dieser Überdeckung ist unabhängig vom Abstand dieser kreisbogen- oder kreisförmigen Vorrichtung zum Rand des inneren Zylinders.

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine Verpackungsmaschine erforderlich, mit der in einem ersten Schritt eine dehnbare Kunststoffolienbahn mit haftender Oberfläche an den beiden Endbereichen der Mantelfläche des zylindrischen Gutes angebracht wird. Das zu umwickelnde zylindrische Gut wird auf der Mantelfläche liegend mittels einer Transporteinrichtung auf einem Auflagewalzenpaar abgelegt. Die Auflagewalzen sind in horizontaler Richtung angeordnet und drehbar gelagert. Je nach Erfordernis sind eine oder auch beide Auflagewalzen mit je einem Antrieb versehen, welcher diese in Drehbewegung um ihre eigene Längsachse versetzt. Seitlich neben der Mantelfläche des zylindrischen Gutes ist eine Säule angeordnet, in der ein Schlitten vertikal verfahrbar gelagert ist. An diesem Schlitten ist ein Trägerarm montiert, welcher aus der Vertikalen in die Horizontale schwenken kann.

An diesem Trägerarm ist eine Abwickelvorrichtung zur Aufnahme einer Rolle dehnbaren Folienmaterials ausgebildet. Diese Abwickelvorrichtung ist längs des Trägerarms verfahrbar ausgeführt. An dem freien Ende des Trägerarms ist eine kuppelbare, drehbar gelagerte Andruckscheibe mit aufgebauter Folienklemmvorrichtung ausgebildet.

Die an ihrer Oberfläche haftende Folie wird an oben bezeichnete Fläche des Gutes angelegt, indem die Abwickelvorrichtung mit Folienrolle den Folienanfang an die Klemmvorrichtung der drehbar gelagerten Andruckscheibe übergibt und die Abwickelvorrichtung in einem Abstand von der Andruckscheibe längs des Trägerarmes verfährt, welcher größer ist als der Radius des zu verpackenden zylindrischen Gutes.

Im Anschluß daran verfährt der Trägerarm vertikal auf eine Position, welche der horizontalen Mittenachse des auf den Auflagewalzen liegenden zylindrischen Gutes enspricht.

Der Trägerarm schwenkt daraufhin in die horizontale Lage und verfährt in dieser Position horizontal in Richtung der Stirnfläche des zylindrischen Gutes, bis diese Bewegung durch den Kontakt der Andruckscheiben nach Auskuppeln derselben begrenzt wird.

Die mit diesem Vorgang nunmehr ebenfalls horizontal gelagerte Folienrolle wird um einen frei zu definierenden Weg in horizontaler Richtung zur vertikalen Mittenachse des zylindrischen Gutes verschoben.

Nach diesem Vorgang wird das zylindrische Gut mittels der angetriebenen Auflagewalzen in eine Drehbewegung um die eigene horizontale Längsachse versetzt; die an der Stirnfläche des zylindrischen Gutes angedrückte Andruckscheibe mit integrierter Folienklemmvorrichtung wird von diesem ebenfalls in eine synchrone Drehbewegung versetzt, wobei die Folie über die äußere Kante des zylindrischen Gutes von der Klemmvorrichtung gehalten wird und an einem Ende der Mantelfläche auf den Umfang des zylindrischen Gutes aufgebracht wird. Nachdem die Folie einen Teilbereich eines Endes des zylindrischen Gutes durch seine Drehung bedeckt hat, kann die Abwickelvorrichtung in horizontaler Richtung von der vertikalen Mittenachse des zylindrischen Gutes in Richtung seines Zylinderendes verfahren werden, womit sich die Folie aufgrund ihrer Dehneigenschaften sowohl an das Ende der Mantelfäche des zylindrischen Gutes anlegt als auch um seine Kante herumgezogen wird und somit den äußeren Bereich der Stirnfläche des zylindrischen Gutes bedeckt.

Dieser Vorgang wird synchron an dem anderen Ende des zylindrischen Gutes ausgeführt.

Mit diesem ersten Verfahrensschritt ist gewährleistet, daß der nachfolgend beschriebene zweite Verfahrensschritt, bei dem eine weitere dehnbare Folie auf einer Kreisbahn um die vertikale Achse des zylindrischen Gutes bewegt wird, an die Kanten desselben angelegt werden kann, ohne beim Umfahren der Stirnflächen an diesen Kanten abzurutschen.

Diese Umwicklung wird ober- oder unterhalb der horizontalen Längsachse des zylindrischen Gutes ausgeführt, um die beiden Stirnflächen (Augen) des inneren, nicht mit dem Gut ausgefüllten zylindrischen Freiraumes in einem definierten Durchmesserbereich freizuhalten.

Die Umwicklung wird mit einem angetriebenen, sich horizontal erstreckenden und um seine vertikale Achse drehbar gelagerten Träger ausgeführt, an dessen freiem Ende sich ein Tragarm vertikal nach unten erstreckt, welcher eine Wickelvorrichtung trägt, die zur Aufnahme einer Rolle der Kunststoffolie ausgebildet und in Längsrichtung ihres Tragarmes verstellbar gelagert ist. Zum Umwickeln des zylindrischen Gutes wird dabei der Träger nach dem Anlegen des Anfanges der dehnbaren Folienbahn an das Gut um die vertikale Drehachse gedreht, wobei die Folie unter Spannung von der Rolle abgerollt und aufgrund der Höhenverstellung der Wickelvorrichtung ober- oder unterhalb der horizontalen Mittenachse des zylindrischen Gutes um dieses gewickelt wird.

Das Gut liegt dabei auf den bereits beschriebenen drehbar gelagerten Walzen auf.

Während der Drehbewegung des Trägers mit Tragarm und Wickelvorrichtung werden die das Gut tragenden Auflagewalzen in Drehbewegung versetzt, womit sich das zylindrische Gut um seine horizontale Längsachse dreht. Die Relation der Winkelgeschwindigkeit des zylindrischen Gutes zur Drehgeschwindigkeit des Tragarmes bestimmt bei definierter Breite der Folienbahn die Überlappung einer Folienbahn mit der vorher an das Gut angelegten Folienbahn.

Während einer Umdrehung des Trägers führt die Wickelvorrichtung eine oszillierende Vertikalbewegung aus, wodurch die Ober- oder Unterkante der Folienbahn während der Drehbewegung des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse immer waagerecht in einem definierten Abstand zu dieser Längsachse an die Stirnflächen des zylindrischen Gutes angelegt wird.

Diese oszillierende Bewegung gewährleistet eine beidseitig gleichmäßige kreisförmige Überdeckung der beiden Stirnflächen (Augen) des inneren zylindrischen Freiraumes des Gutes in einem definierten Bereich.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die Maschine mit zwei Trägern und zwei Wickelvorrichtungen, welche zueinander um 180° versetzt angeordnet sind, auszuführen. Diese Weiterbildung erfüllt den Zweck einer verkürzten Verpackungsdauer.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Verpackungsanlage zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Draufsicht der Verpackungsanlage zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3, 4 Einzelheiten zur Erläuterung der Fig. 1,

Fig. 5 das Verpackungsbild des zylindrischen Gutes und

Fig. 6, 7 eine (An-)Draufsicht mit separater Anordnung der Maschine für Verfahrensschritt a) sowie für Verfahrensschritt b) und c).

In der Fig. 1 sind der Träger 1 mit Tragarm 2 und Wickelvorrichtung 3 und das zylindrische Gut mit zwei verschiedenen Durchmessern 4 und 5 auf den beiden Auflagewalzen 6 aufliegend dargestellt. Das zylindrische Gut wird mit einer Fördereinrichtung im Zentrum der Verpackungsanlage auf dem Auflagewalzenpaar 6 aufgelegt. Seitlich neben der Längsrichtung des zylindrischen Gutes ist eine Säule 7 angeordnet, in der ein Schlitten 8 vertikal verfahrbar gelagert ist. Der an diesem Schlitten 8 angebrachte Trägerarm 9 ist in einem Winkel von 90° aus einer vertikalen Stellung in eine horizontale Stellung um die Drehachse 19 schwenkbar. Diese Bewegungsrichtung ist in Fig. 3 mit der Pos. 14 gekennzeichnet. Die Darstellungen in Fig. 1 und 2 zeigen den Trägerarm 9 in seiner horizontalen Stellung.

An dem Trägerarm 9 ist eine Abwickelvorrichtung 10 zur Aufnahme einer Rolle dehnbaren Folienmaterials ausgebildet. Das freie Ende des Trägerarms 9 ist für die Aufnahme einer kuppelbaren, drehbar gelagerten Antriebsscheibe 11 mit angebauter Klemmvorrichtung 12 ausgebildet. Die Einzelheit Fig. 3 erläutert diese Darstellung mit allen Bewegungsrichtungen.

In der vertikalen Stellung 14 (nicht dargestellt) des Trägerarmes 9 verfährt die Abwickelvorrichtung 10 in Richtung der Andruckscheibe 11 am freien Ende des Trägerarmes 9. Die Andruckscheibe 11 ist mit einer Zentriereinrichtung ausgebildet, mit der die aufgebaute Folienklemmvorrichtung 12 in einer fixen Position aus einer dafür vorgesehenen und auf der Abwickelvorrichtung 10 angebrachten Folientrenn- und Klemmvorrichtung die Folie 13 übernehmen kann.

Im nächsten Schritt verfährt die Abwickelvorrichtung 10 in Richtung des Schlittens 8, wobei der Abstand der Achse der Andruckscheibe 11 von der Achse der Abwickelvorrichtung 10 größer ist als der Radius des anschließend zu umwickelnden zylindrischen Gutes 4.

Im Anschluß daran verfährt der Schlitten 8 mit Trägerarm 9 vertikal auf eine Position, in der die Mittenachse der Lagerung der Andruckscheibe 11 der horizontalen Längsachse 15 des zylindrischen Gutes entspricht.

Die Schwenkbewegung des Trägerarmes 9 aus der vertikalen Stellung in die horizontale Stellung kann sowohl vor letztgenanntem Vorgang als auch danach ausgeführt werden. Die anschließende Horizontalbewegung des Trägerarmes 9 in Richtung der vertikalen Mittenachse 16 des zylindrischen Gutes wird angehalten, sobald die Andruckscheibe 11 gegen die Stirnseite des zylindrischen Gutes drückt und durch diesen Druck aus der Zentrierung ausgekuppelt wird. Die Bewegungsrichtung der Achse dieser Andruckscheibe ist in Fig. 3 mit der Pos. 17 gekennzeichnet.

Die Wickelvorrichtung wird in horizontaler Richtung 18 zur vertikalen Mittenachse 16 des zylindrischen Gutes 4 bewegt, wobei die Folie über die äußere Kante des zylindrischen Gutes 4 zwischen Folienklemmvorrichtung 12 und Wickelvorrichtung 10 gespannt wird. Durch Drehbewegung des zylindrischen Gutes um die eigene horizontale Längsachse 15 wird die Folie 13 auf das zylindrische Gut aufgebracht, wobei die Andruckscheibe 11 mit Folienklemmvorrichtung 12 durch Reibschluß mit der Stirnseite des zylindrischen Gutes ebenfalls in Drehbewegung versetzt wird.

Nach spätestens 360°-Drehung des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse kann die Folienbahn 13 innerhalb der Wickelvorrichtung 10 entgegen ihrer Abzugrichtung gebremst werden.

In Verbindung mit einer Horizontalbewegung 18 der Wickelvorrichtung 10 in Richtung des Trägerarmes 9 wird sich die Folie 13 bei Erhöhung ihrer Bahnspannnung zwischen Wickelvorrichtung 10 und zylindrischem Gut 4 um die Kante dieses Gutes ziehen, womit einerseits ein Kantenschutz, andererseits, bedingt durch die Hafteigenschaften der Folienoberfläche, die Voraussetzung für die Verfahrens schritte b) und c) geschaffen sind.

Die Anordnung der Einzelheit nach Fig. 3 ist grundsätzlich für jede Stirnseite des zylindrischen Gutes erforderlich, so daß für jede Stirnseite ein schwenkbar gelagerter Trägerarm 9 erforderlich ist. Beide Trägerarme sind an dem Schlitten 8 über ein Gelenk 19 schwenkbar gelagert.

Der anschließende Verfahrensschritt b) ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt.

Hierzu wird der an dem freien Ende des Trägers 1 angebrachte Tragarm 2 mit Wickelvorrichtung 3 um die vertikale Achse 16 des zylindrischen Gutes auf einer Kreisbahn um das zylindrische Gut bewegt. Die Wickelvorrichtung 3 ist in Längs richtung ihres Tragarmes 2 verstellbar gelagert, so daß eine Höhenpositionierung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Durchmesser des zylindrischen Gutes 4 ausgeführt werden kann.

Nach Start der Drehbewegung des Trägers 1 mit Tragarm 2 und Wickelvorrichtung 3 um die vertikale Mittenachse 16 des zylindrischen Gutes 4 wird zeitlich verzögert die Drehbewegung des zylindrischen Gutes 4 um seine horizontale Längsachse durch die angetriebenen Auflagewalzen 6 eingeleitet.

Nach Fig. 4 wird diese Umwicklung derart ausgeführt, daß der untere Rand der Folienbahn die Stirnflächen (Augen) des nicht mit Gut ausgefüllten zylindrischen Freiraumes 20 in einem frei definierbaren Bereich an ihren Rändern überdeckt.

Bedingt durch die Drehrichtung des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse 15 sowie durch die Drehrichtung des Trägers 1 mit Tragarm 2 und Wickelvorrichtung 3 um das zylindrische Gut stellt sich jedoch der Effekt ein, daß die Stirnseite des zylindrischen Gutes eine größere Überdeckung der Augen des zylindrischen Freiraumes 20 aufweist als ihre gegenüberliegende. Diesem negativen Effekt wird entgegengewirkt, indem die Wickelvorrichtung 3 während einer 360°- Drehung um die vertikale Mittenachse des zylindrischen Gutes eine oszillierende, vertikale Bewegung in Längsrichtung ihres Tragarmes 2 ausführt, derart, daß am Beispiel der Fig. 4 die Unterkante der Folienbahn beim Anlegen an die Kante der Stirnseite A in der Höhe einen größeren Abstand zur horizontalen Längsachse des zylindrischen Gutes einnimmt als auf der diagonal gegenüberliegenden Kante der entsprechenden Stirnseite B.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer kreisrunden Überdeckung über den äußeren Rand des nicht mit Gut ausgefüllten inneren Zylinders (Auge) 20 besteht darin, daß vor Beginn der Verfahrensschritte b) und c) eine kreisbogen- oder kreisförmige Vorrichtung 21, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des inneren nicht mit Gut ausgefüllten Zylinders ist, in diesen beidseitig an den Stirnseiten des Gutes eingeführt wird. Mit dieser Vorrichtung 21 wird die um die vertikale Achse des Gutes zu wickelnde Folie an den Stirnseiten des inneren Zylinders in einem definierten Bereich über den äußeren Rand des Auges 20 bei Drehung des zylindrischen Gutes 4 um seine horizontale Längsachse geführt.

Zur Anpassung an unterschiedliche Durchmesser des zylindrischen Gutes, unterschiedliche Durchmesser des inneren, nicht mit Gut ausgefüllten Zylinders, sowie für die Variation des Maßes für die Überdeckung des Randes des inneren Zylinders, ist diese kreisbogen- oder kreisförmige Vorrichtung in ihrer Höhe verstellbar ausgeführt.

Das Verpackungsbild der mit vorgenanntem Verfahren erzeugten Umwicklung ist in Fig. 5 dargestellt.

Fig. 1 und 2 stellen eine vorgenannte Maschine mit je zwei Wickelvorrichtungen für die Ausführung der Verfahrensschritte a), b) und c) dar.

Fig. 6 und 7 stellen eine Anlagenausführung dar, in welcher der Verfahrensschritt a) mit einer separaten Maschine erfolgt. Diese Maschine ist der Verpackungsmaschine zur Durchführung der Verfahrensschritte b) und c) vorangestellt.

Claims

1. Verfahren zum Umwickeln von zylindrischem Gut mit einem inneren, nicht mit Gut ausgefüllten, ebenfalls zylindrischen Freiraum (20), wobei das aus einer dehnbaren Kunststoffolienbahn (Stretchfolie) bestehende Verpackungsmaterial die Stirnflächen (Augen) des inneren zylindrischen Freiraumes (20) in einem definierten Bereich beidseitig unbedeckt lässt, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Anbringen einer ersten, an ihrer Oberfläche haftenden Kunststoffolie (13) an den Randbereichen der Mantelfläche des zylindrischen Gutes durch Rotation des zylindrischen Gutes um die eigene horizontale Längsachse (15),
b) Umwicklung des zylindrischen Gutes mit einer zweiten dehnbaren Kunststoffolie durch Drehbewegung einer Wickelvorrichtung (3) um die vertikale Achse (16) des zylindrischen Gutes und dazu koordinierter Rotation des zylindrischen Gutes um seine horizontale Längsachse (15), ohne die Stirnflächen (Augen) des nicht mit Gut ausgefüllten inneren zylindrischen Freiraumes (20) vollständig zu überdecken, wobei ein Abrutschen der zweiten Kunststoffolie beim Anlegen an die von den Stirnflächen mit der Mantelfläche gebildeten Kanten des zylindrischen Gutes durch Anhaften an der ersten Kunststoffolie (13) verhindert ist.
c) Beidseitig gleichmäßige kreisförmige Überdeckung der beiden Stirnflächen (Augen) des inneren zylindrischen Freiraumes (20) des zylindrischen Gutes in einem definierten Bereich durch oszillierende Vertikalbewegung der unter b) genannten Wickelvorrichtung (3) während einer 360°-Umdrehung derselben um das zylindrische Gut.