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Die Erfindung betrifft ein System
zur Montage von montierten Rollen, welches einen schnellen Ab- und
Anbau der Rollen ermöglicht
und insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, ein Schneltverbindungssystem
zum Lagern von Rollen für
den Einsatz in einem Wickelkopf einer Dehnfolienverpackungsmaschine
mit angetriebenen Rollen.
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Vorrichtungen mit Rollen, die eine
Drehachse haben, in der die Rolle an beiden Enden gehalten wird,
machen es oftmals erforderlich, dass die Rolle abgenommen werden
muss, um sie neu anzubauen, zu warten und/oder auszutauschen. Einige
Vorrichtungen, die die oben beschriebenen Rollen enthalten, verfügen auch über Antriebsvorrichtungen
zum Drehen der Rolle, wodurch der Ab- und Anbau erheblich erschwert
wird.
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Ein Beispiel für eine Vorrichtung mit angetriebenen
Rollen, die oft ab- und angebaut werden müssen, ist ein Wickelkopf für eine Dehnfolie,
wie er beim Verpacken von Produkten, oft auf Paletten, angewendet
wird, wobei der Wickelkopf über
den Wären auf
der Palette um die eigene Achse gedreht und in vertikaler Richtung
bewegt wird, so dass die Waren auf der Palette mit Hilfe der Dehnfolie
fixiert und vor Umwelteinwirkungen geschützt werden. Ein Beispiel für einen
solchen Wickelkopf ist in der Patentschrift EP-B-747287 und eine
alternative Vorrichtung mit einem ähnlichen Wickelkopf in der
Patentschrtit EP-A-803437 beschrieben, wobei der Wickelkopf hier
an einem Drehamt aufgehängt
ist, der sich über dem
zu verpackenden Gegenstand dreht.
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Die beiden in den oben genannten
Patentschriften beschriebenen Wickelköpfe enthalten jeweils zwei
angetriebene Rollen, deren Umfangsgeschwindigkeit nicht gleich ist
und durch die eine fortlaufende Kunststofffolie geführt wird,
wobei die Folie durch die Unterschiede in der Umfangsgeschwindigkeit
der Rollen gespannt wird. In der EP-A-919467 wird ein verbesserter
Wickelkopf offengelegt, der sich aus zwei parallel angetriebenen
Rollen zusammensetzt, bei dem aber an einem Ende der Rollen eine Öffnung vorhanden
ist, die einen leichteren Zugang zum Aufwickeln der Folie auf die
Rollen vor der Inbetriebnahme ermöglicht.
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Bei den beiden oben beschriebenen
Dehnfolienwickelköpfen
ist ein Ab- und Anbau der, Rollen zeitaufwendig und macht den Einsatz
von Werkzeugen erforderlich. Für
Wartung und Wiederanbau wäre es
von Vorteil, wenn sich die Rollen schnell und leicht abbauen ließen.
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DE-U-2971273, auf der die in Anspruch
1 beschriebene zweiteilige Form basiert, beschreibt ein Schnellverbindungssystem
zum Lagern von Rollen für
eine Druckerpresse, die sich zusammensetzt aus einem Rahmen, in
dem die Rolle so ausgeführt
ist, dass sie während
des Betriebs montiert werden kann, wobei die Rolle an beiden Seiten
mit Öffnungen
versehen ist, und die Öffnungen
in der Rolle axial auf die Drehachse der Rolle ausgerichtet sind,
und einem Achszapfen, der die Rolle an beiden Seiten am Rahmen befestigt,
indem er durch entsprechende Löcher
im Rahmen und in die entsprechenden Öfnungen in der Rolle geführt wird,
wobei die Verbindung zwischen der Rolle und den beiden Achszapfen eine
im wesentlichen freie Drehung der Rolle in Bezug auf den Rahmen
gestattet, und wobei einer der Achszapfen mit einem Zahnrad verbunden
ist und von der Rolle gelöst
werden kann, während
der andere mit einem Griff verbunden ist und ebenfalls von der Rolle
gelöst
werden kann. Der Achszapfen hat kegelstumpffönnige Enden, die mit den Rollenöffnungen verbunden
sind und damit ein leichtes Lösen
ermöglichen.
Andererseits bietet er eine schlechte Antriebsübertragung zwischen dem Zahnrad
und der Rolle über
den einen Achszapfen.
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Dementsprechend besteht ein Gegenstand der
Erfindung dann, eine Maschine mit Rollen und mit Schnellverbindungssystem
zum Lagern von Rollen zu entwickeln, mit der wenigstens bis zu einem
gewissen Grad die oben beschriebenen Nachteile überwunden werden können.
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Die erfindungsgemäße Maschine mit Rollen und
mit Schnellverbindungssystem zum Lagern von Rollen umfasst:
einen
Rahmen, in dem die Rolle so eingepasst ist, dass sie während des
Betriebs montiert werden kann;
Öffnungen an beiden Enden. der
Rolle, wobei die Öffnungen
entlang der Drehachse der Rolle ausgerichtet sind; und
Achszapfen,
die beide Enden der Rolle mit dem Rahmen verbinden, indem sie durch
die jeweiligen im Rahmen axial ausgerichteten Löcher und in die entsprechenden
Rollenöffnungen
geführt
werden, wobei die Verbindung zwischen der Rolle und dem Achszapfen
jeweils eine im wesentlichen freie Drehung der Rolle in Bezug auf
den Rahmen ermöglicht, wobei
die Maschine dadurch gekennzeichnet ist, dass einer der Achszapfen
axial im Rahmen befestigt ist und in einer Drehbewegung angetrieben
wird und am Ende bzw. fast am Ende einen nicht-runden Querschnitt
besitzt, wobei der Querschnitt der Rollenöffnung, in
die der angetriebene
Achszapfen passt, eine entsprechende Form hat, so dass die Rolle
durch den angetriebenen Achszapfen gedreht wird, und ferner dadurch,
dass der andere Achszapfen aus seiner Verbindung mit der Rollenöffnung und
seiner Verbindung mit dem Rahmen allein dadurch gelöst werden kann,
dass er entlang der Drehachse der Rolle, von der Rolle weg bewegt
wird, wobei der abnehmbare Achszapfen eine zylinderförmige Welle
besitzt, die an einem Ende so beschaffen ist, dass sie durch das Loch
im Rahmen und in die Öffnung
der Rolle passt und am gegenüberliegenden
Ende mit einem Knopf versehen ist, um das Herausnehmen des abnehmbaren
Achszapfens aus der Rollenöffnung
und denn Rahmen zu erleichtern, und wobei die zylinderförmige Welle über mindestens
zwei axial getrennte Arretierungen verfügt, so dass der abnehmbare
Achszapfen wahlweise so positioniert werden kann, dass er mit der
Rolle und dem Rahmen einrastet oder aber nur mit dem Rahmen, aber
nicht mit der Rolle, um so den Abbau der Rolle vom. Rahmen zu erleichtern.
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Bei einem zweiten Aspekt der Erfindung
wird ein Wickelkopf für
eine Dehnfolienverpackungsmaschine so angepasst, dass eine Kunststofffolie
mit Hilfe von in einem Rahmen gelagerten Spannrollen vorgedehnt
wird, wobei die Rollen, wie im obigen Abschnitt beschrieben, von
einer Vorrichtung mit Rollen und mit Schnellverbindungssystem zum
Lagern von Rollen in dem Rahmen gehalten werden.
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Im folgenden wird ein spezielles
Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf einen Wickelkopf nach einem speziellen Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht des Wickelkopfes von 1;
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3 Querschnitt
3-3 durch den Wickelkopf der 1 und 2 (2);
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4 Querschnitt
4-4 (3);
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5A und 5B Querschnittsdarstellungen 5-5
(1) durch eine der Rallen
des Wickelkopfes zur Veranschaulichung des Einsetzens bzw. Herausnehmens
des Achszapfens der Rolle;
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6 eine
Vorderansicht der Offnung des Achszapfens wie in den 5A und 5B dargestellt;
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7 eine
Vofderansicht des in 4 dargestellten
angetriebenen Achszapfens;
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8 Querschnitt
8-8 des angetriebenen Achszapfens von 7;
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9 Querschnitt
9-9 des angetriebenen Achszapfens von 7 und
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10 Querschnit
10-10 des angetriebenen Achszapfens von 7.
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Wie in den Zeichnungen, insbesondere
in den 1 bis 3 dargestellt, wird ein Wickelkopf 1 für den Einsatz
in einer pehnfolienverpackungsmaschine, wie sie in der Europäischen Patentschrift EP-B-747287
offengelegt ist, angepasst. Er besieht aus einer Grundplatte 2 (s. 2), auf deren einem Ende
ein Achslager 3 so montiert ist, nass eine im wesentlichen
aufrecht oder senkrecht stehende Folienrolle 4, von der
die Verpackungsfolie 5 beim Verpacken einer Packung, eines
Artikels oder einer Palette abgewickelt werden kann, drehbar gelagert
ist. Die Verpackungsfolie 18 kann eine geeignete Kunststofffolie
sein, die "vorgedehnt" wurde und dann,
nachdem sie auf eine Packung, einen Artikel oder eine Palette aufgepracht
wurde, in ihren ungedehnten Zustand "zurückschrurmpft".
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Die grundlegende Funktionsweise des
Wickelkopfes 1 ist im wesentlichen in der unter der Nummer
EP-A-919476 veröffentlichten
gleichzertig anhängigen
Europäischen
Parentanmeldung beschrieben, deren Zusammenfassung im folgenden gegeben
wird.
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Die Verpackungsfolie 5 wird
zuerst um die Spannrolle 6 und dann 7 geführt, so
dass sich der Verlauf im wesentlichen als ein umgekehnes "S" darstellt. Sie bewegt sich dann in
die durch die Pfeile in 1 markierte
Richtung. Ein Motor 8 versetzt ein Kettenrad 9 durch
ein geeignetes Getriebe 10 in eine Drehbewegung. Eine endlose
Kette 11 verbindet das Kettenrad des Getriebes 9 mit
einer Reihe werterer Kettenräder,
unter anderem einem Kettenrad 14, das wie weiter unten
beschrieben mit der ersten Spannrolle 6 verbunden ist,
und ein Kettenrad 13, das (wie auch werter unten beschrieben
ist) mit einer zweiten Spannrolle 7 verbunden ist. Die
Position eines weiteren Kettenrads 12 kann so verändert werden,
dass die Spannung in der endlosen Kette 11 verändert werden
kann.
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Aus 1 ist
ersichtlich, dass der Durchmesser der Spannrolle 6 kleiner
ist als der Durchmesser der Spannrolle 7. Wenn beide Spannrollen 6 und 7 nun
mit der gleichen Drehzahl angetrieben werden würden, dann wäre die Tangentialgeschwindigkeit
der Folie 5 auf der Oberfläche der Rolle 6 geringer
als die Tangentialgeschwindigkeit der Folie auf der Oberfläche der
Rolle T, und folglich würde
die Folie zwischen den Rollen 6 und 7 beim Durchlaufen des
Wickelkopfes gedehnt werden. Da siech die Drehzahl der Rollen 6 und 7 auch
nach dem Durchmesser der Kettenräder 13 und 14 richtet,
hängt die Oberflächengeschwindigkeit
der Rollen (und somit die Dehnkraft, der die Folie ausgesetzt ist)
von den Rollen- und Kettenraddurchmessem ab.
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1 zeigt
auch, dass zwar jeweils ein Ende der Spannrollen 6 und 7 mit
dem selben ebenen Teil der Konstruktion oder des Rahmens des Wickelkopfes
(d. h. Grundplatte 2) verbunden ist, die gegenüberliegenden
Enden der Rollen (in 1 dargestellt) aber
nicht direkt miteinander verbunden sind (ein Ende der Rolle 6 ist
in einer Platte 42 und ein Ende der Rolle 7 in
einer separaten Platte 50 befestigt), so dass ein Zwischenraum
entsteht, durch den die Folie 5 geführt werden kann, um das Aufwickeln
der Folie 5 durch den Wickelkopf vor dem Dauerbetrieb zu
erleichtem.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 7 bis 9 wird
im folgenden die Verbindung zwischen der Grundplatte 2 und
dem angetriebenen Ende der Rollen 6 und 7 beschrieben,
wobei das am Beispiel der Rolle 6 geschieht (da die Antriebsverbindung
mit der Rolle 7 vorzugsweise mit der der Rolle 6 identisch
ist und folglich nicht ausführlicher
beschrieben wird): Aus 4 ist
ersichtlich, dass das angetriebene Kettenrad 14 (das vorzugsweise
in verschiedenen altemativen Durchmessern vofhanden ist, von denen
jeder eine andere Anzahl von Zähnen
aufweist und es dadurch dem Bedienpersonal der Dehnfolienverpackungsanlage
erlaubt, die Drehzahl der Rollen einfach dadurch zu variieren, dass
das Zahnrad 14 bei konstanter Drehzahl des Antriebsmotors 8 ausgetauscht
wird) in der Mitte eine Nabe 20 hat; in der sich das zylinderförmige Endstück 21 eines
angetribenen festen Achszapfens 22 befindet (siehe 7). Die Nabe 20 ist
mit einer Feder und mit einer axial veflaufenden Nut 23 versehen.
Das zylinderförmige
Erndstück 21 des
festen Achszapfens 22 verfügt über eine komplementäre Nut 24 (in 8 dargestellt), die während des
Betriebs auf die Nut 23 in der Nabe des Zahnrads 14 fluchtend
ausgerichtet ist, wobei eine Befestigungsvorrichtung 25 (z.
B. eine Stahlstange oder ein Kugellager) in beiden Nuten vorgesehen
ist, um eine relative Drehbewegung zwischen dem Zahnrad und dem
festen Achszapfen 22 zu verhindem.
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Der mittlere Teil des festen Achszapfens 22 hat
einen Bund 26, der in einem Wälzlager 27 befestigt
ist, das seinerseits wieder in einer Montageplatte 28 montiert
ist, die über
einer Öffnung
in der Grundplatte 2 fest angebracht ist, so dass das Ende 29 des festen
Achszapfens in die Grundplatte 2 hineinragt.
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Rolle 6 (die vorzugsweise
gummiert ist, d. h. deren Oberfläche
mit einer dünnen
Schicht gummierten Materials versehen ist, um die Oberfläche für die Kunststofffalie
griffig zu machen) ist vorzugsweise ein hohler Metallzylinder mit
Platteneinsätzen
jeweils an den Enden, wobei die Platteneinsätze Öffnungen für die Montage der Rollen im
Rahmen des Wickelkopfes besitzen. Der Platteneinsatz 30 am
angetriebenen Ende der Rolle 6 verfügt, über eine Öffnung mit einem quadratischen
Querschnitt 31 im vorderen Teil und einem runden Querschnitt 32 werter
hinten. Das Ende 29 des festen Achszapfens 22 hat
einen runden Querschnitt; der in die Öffnung 32 des Einsatzes 30 passt,
wohingegen ein Abschnitt 33 des Endes 29 des festen
Achszapfens 22 einen quadratischen Querschnitt besitzt,
der in die quadratische Öffnung 31 des
Einsatzes 30 passt. Damit soll gewährleistet werden, dass es keine
relative Drehbewegung zwischen dem festen Achszapfen 22 und
der Rolle 6 gibt. Zu beachten ist; dass der Querschnitt des
Abschnitts 33 beliebig geformt sein kann, solange er nicht
rund ist.
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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass
sich infolge der Drehbewegung des Zahnrads 14 auch die
Rolle 6 dreht, wobei die Drehzahl vom Motor und dem Durchmesser
des Kettenrads 14 bestimmt wird.
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Das nicht angetriebene Ende der Rolle 6 (und
auch der Rolle 7, die vorzugsweise einen ähnlichen
Verbindungsmechanismus haben sollte, obwohl zu beachten ist, dass
nur eine der Rollen 6 oder 7 mit dem hier beschriebenen
Schnellverbindungssystem verbunden werden kann) ist, wie in den 5A, 5B und 6 dargestellt,
mit dem Rahmen, des Wickelkopfes verbunden. Das Ende der Rolle 6 ist mit
einem werteren Platteneinsatz 40 versehen, welcher in der
Mitte eine Öffnung
hat, in der das Wälzlager 41 montiert
ist. Der Teil 42 des Rahmens, der neben dem Ende der Rolle 6 liegt,
besitzt ein Loch, durch das ein abnehmbarer Achszapfen 43 läuft, wobei
das Ende 44 des abnehmbaren Achszapfens 43 einen
runden Querschnitt hat und sich gut in das Wälzlager 41 hinein
schieben lässt,
damit es zu einen relativen Drehbewegung zwischen der Rolle 6 und dem
abnehmbaren Achszapfen 43 kommt. Der abnehmbare Achszapfen 43 besteht,
wie aus 6 ersichtlich,
zwischen den Verengungen 46 und 47 aus einem zylinderförmigen Körper 45.
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Um zu vermeiden, dass sich der abnehmbare
Achszapfen 43, nachdem er in dem Wickelkopf einmal installiert
ist, axial verschiebt, sorgt eine Vorrichtung im Teil 42 des
Wickelkopfrahmens dafür, dass
er fest anetiert ist. Beispielsweise kann die Wand der Öffnung,
durch die der abnehmbare Achszapfen geführt werden muss, mit einem
Kugellager zur Sicherung versehen sein. Das Kugellager kann (beispielsweise
durch eine Feder) druckbelastet werden, so dass es in den Weg des
abnehmbaren Achszapfens hineinragt und gleichzeitig in der Lage
ist, sich aus diesem Weg des Achszapfens zu bewegen. Die beiden
Verengungen 46 und 47 der Welle des abnehmbaren
Achszapfens 43 bilden zwei "Arretierungen", in die das Kugellager 48 hineinragt,
wobei der abnehmbare Achszapfen solange festgehaften wird, bis eine
festgelegte Axialkraft auf ihn wirkt, mit der das Feststellkugellager
gegen die. Spannkraft der Feder aus der Verengung 46 oder 47 heraus
gedrückt
wird. Die Verengung 46 dient der Arretierung des Achszapfens
in dem Rahmen der Dehnfolienverpackungsmaschine (jedoch aus seiner
funktionsfähigen,
eingerasteten Position heraus), während die Rolle 6 abgebaut
werden kann, und die Verengung 47 dient der Aufnahme des
Kugellagers 48 bei der Montage der Rolle und während des
Betriebs.
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5A und 5B zeigen; dass der abnehmbare
Achszapfen 43 eine axiale Bohrung oder eine Öffnung 49 enthält, in die
eine Stange 50 eingesetzt ist, die aus einem Knopf oder
einem Griff 51 herausragt. Die Stange 50 ist in
der Axialbohrung 49 gesichert und an dem Knopf oder dem
Griff 51 befestigt, wobei der Knopf 51 so groß sein muss,
dass das Bedienpersonal ihn leicht greifen kann. Der abnehmbare Achszapfen 43 kann
somit je nachdem aus dem Rahmen der Dehnfolienverpackungsmaschine
herausgezogen oder in ihn hineingeschoben werden und mit dem Wälzlager 41 in
der Rolle 4 verbunden oder von ihm losgelöst sein.
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Soll eine Rolle während) des Betriebs von dem
Wickelkopf abgebaut werden, dann muss lediglich der abnehmbare Achszapfen 43 abgenommen werden,
indem er entlang der Drehachse der Rolle, von der Rolle weg bewegt
wird (um die Rolle abzunehmen) oder entlang der Drehachse zur Rolle
hin (um sie anzubauen). Für
den Abbau der Rolle, muss nachdem der Achszapfen 43 vom
Wälzlager 41 abgenommen
und wie in 5A gezeigt,
positioniert wurde, lediglich das andere Endes der Rolle 6 von dem
festen Achszapfen abgehoben werden, um die Rolle abzunehmen. Für den Austausch
bzw. Wiederanbau der Rolle wird das angetrtiebene Ende der Rolle
einfach mit dem festen Achszapfen verbunden (wobei darauf zu achten
ist, dass der Abschnitt 31 des Endes 29 des Achszapfens
richtig in der entsprechend geformten Öffnung in der Endscheibe 30 einrastet).
Danach wird der bewegliche Achszapfen weiter zur Rolle hin geschoben,
so dass das Ende 44 des abnehmbaren Achszapfens in dem
Wälzlager 41 einrastet.
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Auf diese Weise wird zumindest in
der bevorzugten Form der Erfindung eine einfache, bequeme und effektive
manuelle Hilfe für
den Ab- und Anbau von Rollen, insbesondere von angetriebenen Rollen angeboten,
die ohne manuelle oder maschinelle Werkzeuge auskommt und demzufolge
einen schnelleren und einfacheren Abbau bzw. Austausch einer Rolle
ermöglicht.