DE60008667T2

DE60008667T2 - Einrichtung zum automatischen Wechseln von Folienrollen

Info

Publication number: DE60008667T2
Application number: DE60008667T
Authority: DE
Inventors: Mauro Cere
Original assignee: Aetna Group SpA
Current assignee: Aetna Group SpA
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: IT1311134B1; US6553746B1; ES2214243T3; ITBO990598A1; EP1097867B1; JP2001158554A; ITBO990598A0; EP1097867A1; DE60008667D1; ATE260805T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum automatischen Wechseln von Folienrollen, insbesondere Dehn- und/oder Schrumpffolien, in Maschinen zum Umwickeln von Produkten auf Paletten.
Heutzutage enthält eine solche Maschine zum Umwickeln von Produkten einen Rahmen, welcher aus einer vertikalen Säule besteht, dazu bestimmt, einen Ring zu tragen, der sich horizontal erstreckt und vertikal in beiden Richtungen beweglich ist, und der mit einer Einheit zum Umwickeln von Produkten auf Paletten, die am Boden der Maschine angeordnet sind, versehen ist.
Der Ring bewegt sich vertikal, wobei er die Produkte umläuft, so dass es der Einheit erlaubt ist, die Folie vollkommen um die Produkte zu verteilen, und zwar dank der Tatsache, dass sie sich, angetrieben durch entsprechende Antriebsmittel, entlang dem Ring drehen kann.
Die Umwickeleinheit enthält im wesentlichen eine Trägerplatte für eine Rollenhalterwelle, welche sich frei dreht, wenigstens ein Paar von Vorspannrollen für die Folie, eine oder mehrere Zuführrollen der Folie, welche diese zu einem sogenannten „Dandyroller" (ausserhalb der Umwickeleinheit) lei ten und dazu bestimmt sind, das korrekte Verteilen der Folie um die Produkte zu erlauben.
Diese Maschinen haben in Zeiteinheit gemessen eine hohe Produktivität bewiesen, aber einer der Vorgänge, der verhältnismässig langsam und vor allem schwierig für den Bediener der Maschine ist, ist das Auswechseln der abgelaufenen Rolle gegen eine neue Rolle. Dies wird allgemein durch den Bediener von Hand ausgeführt, der die Maschine anhält, die Papphülse der abgelaufenen Rolle heraus nimmt und durch Einschieben der Welle von unten nach oben eine neue Rolle einsetzt. Der Bediener muss dann die anfängliche Länge der Folie entlang der Bahn positionieren, die durch die gesamten Rollen beschrieben wird, bis zu einem an dem Ring befestigten Greifer, um das anfängliche Abwickeln der Folie während der ersten paar Umdrehungen der Einheit entlang dem Ring zu erlauben.
Natürlich wird die Arbeit normalerweise innerhalb einer kurzen Zeit mehrere Male wiederholt, wobei die Kontinuität der Produktumwicklung unterbrochen wird, da das Anheben und die Positionierung der neuen Rollen schwierig und zeitraubend ist.
Um die Zeit des Rollenwechsels zu reduzieren, gibt es eine Vorrichtung, welche unabhängig von der Umwickelmaschine ist und aus einem Schlitten besteht, welcher sich zu dem Ring hin und von diesem fort bewegt. Die genannte Vorrich tung ist mit einer Art Karussell versehen, geteilt in zwei getrennte Bereiche, von denen der erste eine Umwickeleinheit komplett mit Walzen und der neuen Rolle enthält, und der zweite Bereich frei und bereit zur Aufnahme der gerade benutzten Einheit ist. Wenn die Rolle auf einer Maschine abläuft, wird die Einheit praktisch angehalten und der Schlitten unter die an dem Ring befestigte Einheit gefahren, und zwar mit dem freien Bereich unter der Einheit angeordnet; der Ring wird dann gesenkt, um das Abstellen der Einheit auf dem Schlitten und das Lösen derselben von dem Ring zu erlauben. Im Anschluss an diesen Vorgang wird das Karussell um 180° gedreht, so dass die Einheit mit der neuen Rolle unterhalb der Trägerplatte positioniert ist, an welcher die Einheit dann befestigt wird.
Es ist ebenfalls aus dem Dokument EP-A-081 11554, auf welchem der Oberbegriff aus Anspruch 1 basiert, eine Vorrichtung zum Umwickeln von palettisierten Produktgruppen mit Kunststofffolien bekannt, enthaltend einen Rahmen, der einen Ring trägt und dazu bestimmt ist, den Ring vertikal in beiden Richtungen zu bewegen. Der Ring bewegt sich vertikal, wobei er die Produkte umkreist, so dass es der Einheit erlaubt ist, die Folie vollkommen um die Produkte zu verteilen, weil sie sich, angetrieben durch entsprechende Antriebsmittel, entlang dem Ring drehen kann.
Die Vorrichtung verringert einerseits die Arbeit des Bedie ners, erhöht andererseits aber auch die Kosten der Maschine, da wenigstens ein Paar von (teuren) Umwickeleinheiten für jede Maschine erforderlich ist. Ausserdem müsste berücksichtigt werden, dass nicht alle Umwickeleinheiten eine einfache Struktur und Rollenpositionierung haben, welche diese Art automatisierter Lösung erlaubt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diesen typischen Nachteil zu vermeiden, indem eine Einrichtung zum automatischen Wechseln von Rollen von Folien zum Umwickeln von Produkten vorgesehen ist, die ausgesprochen schnell, zuverlässig und insgesamt verhältnismässig wirtschaftlich ist. Die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung und in Übereinstimmung mit den vorgenannten Zwecken sind klar in den anhängenden Ansprüchen aufgezeigt, und die Vorteile der Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, und zwar unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche eine vorgezogene Ausführung der Erfindung zeigen, ohne ihren Anwendungszweck zu begrenzen, und von denen
1 eine schematische Seitenansicht einer Maschine zum Umwickeln von Produkten mit Kunststofffolie ist, ausgestattet mit der Einrichtung zum Wechseln der Rollen nach der vorliegenden Erfindung;
2 und 3 sind schematische Ansichten von oben von einer Umwickeleinheit, versehen mit einem Teil der of fengelegten Einrichtung zum Wechseln der Rollen, in zwei Betriebskonfigurationen;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Details der Einrichtung unter Bezugnahme auf die 2 und 3;
5 ist eine schematische Seitenansicht der Einrichtung wie in 1, mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen;
6 ist eine schematische Ansicht der Einrichtung wie in 5, gesehen von A im Verhältnis zu 5 und mit den Aufnehmermitteln, welche Teil der Einrichtung in einer anderen Betriebsphase sind;
6a ist eine Frontansicht eines Details C aus 6, mit einigen Teilen im Schnitt und anderen entfernt;
7 ist eine schematische Ansicht aus B in 5 der in 5 gezeigten Einrichtung;
8 ist eine teilweise Planansicht von oben von einem Detail, das heisst den Aufnehmermitteln für die abgelaufene Rolle, welche Teil der in 6 gezeigten Einrichtung sind;
9 ist eine schematische Seitenansicht, mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen, von einem weiteren Detail der in den 5, 6 und 7 gezeigten Einrichtung, das heisst dem Greifer zur Auf nehmen und Positionieren des freien Endes der Folie und der Nockenmittel;
10 ist eine perspektivische Ansicht, mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen, von einem Aufnahmegreifer für ein freies Ende der Folie, angebracht an der Maschine.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, insbesondere auf die 1, wird die offengelegte Einrichtung zum automatischen Wechseln von Rollen 1 von Folie 2 zum Umwickeln von Produkten 3 benutzt.
Die Rollen 1 von Folie 2 werden auf Maschinen 4 zum Umwickeln von Produkten 3 auf Paletten verwendet, die normalerweise eins auf dem anderen gestapelt sind. Diese Maschinen 4 haben eine Ringstruktur 5, die entlang einer Trägersäule 6 vertikal in beiden Richtungen (s. Pfeil F5 in 1) beweglich ist.
Der Ring 5 ist mit einer Umwickeleinheit 7 für die Produkte 3 versehen, welche sich entlang dem Ring bewegt, um eine spiralförmige Umwicklung der Produkte 3 mit der Folie 2 zu erhalten. Diese Einheit 7 enthält normalerweise eine sich frei drehende Welle 8, welche die Rolle 1 trägt, ein Paar von Vorspannrollen 9 und 10 für die Folie 2 dicht an der Welle 8 und ein Paar von Rollen 11 und 11a, welche die Folie 2 einer Rolle 110 zuführen (den Experten auf dem Gebiet als „Dandyroller" bekannt), wobei eine vorgegebene Bahn P für die Folie 2 von der Rolle 1 zu dem zu umwickelnden Produkt 3 beschrieben wird (s. insbesondere 2 und 3). Die 1 und 5 zeigen das Vorhandensein, auf dem Boden der Umwickelmaschine 4, einer Einheit 12, welche eine abgelaufene Rolle 1e gegen eine neue Rolle 1 auswechselt. Die abgelaufene Rolle 1e ist die zylindrische Papphülse, welche die Folie 2 trägt.
Diese Einheit 12 ist beweglich (s. Pfeil F12 in 5) zwischen einer Ruheposition, in welcher sie sich in einem Abstand von dem Arbeitsbereich des Ringes 5 befindet, und einer Betriebsposition, in welcher sie sich dicht an dem Arbeitsbereich und der Umwickeleinheit 7 befindet (in 5 gezeigte Position).
Die Einheit 12 enthält im wesentlichen erste Mittel 13 zum Aufnehmen und Entfernen der abgelaufenen Rolle 1e von der Welle 8; einen Magazinbereich 14 für wenigstens eine neue oder Austauschrolle 1, welche stabil an der Trägerwelle 8 befestigt werden kann, und zweite Aufnehmermittel 15 für das freie Ende 2a der Folie 2 von der Austauschrolle 1, wobei die genannten zweiten Mittel 15 entlang einer Bahn P1 beweglich sind, welche sich im wesentlichen mit der vorgegebenen Bahn P der Folie 2 deckt, und die es der Folie 2 erlauben, dicht an dem zu umwickelnden Produkt 3 positioniert zu werden.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Elementen sind Antriebs mittel 16 für die Welle 8 vorhanden. Diese Mittel 16 ermöglichen es der Welle 8, während dem Austausch der abgelaufenen Rolle 1e gegen eine neue Rolle 1 von den Vorspannrollen 9 und 10 fort bewegt zu werden. Nach der Vervollständigung des Rollenwechsels kann die Welle 8 wieder zu den Vorspannrollen 9 und 10 hin bewegt werden. Dieses ist notwendig (s. wieder 2 und 3), weil sich die Rolle 1 während der Betriebsphasen kontinuierlich mit einer der beiden Vorspannrollen 9 und 10 im Kontakt befindet.
Genauer gesagt, und wie wieder in den 2, 3 und 4 gesehen werden kann, enthalten die oben erwähnten Antriebsmittel 16 der Welle 8 einen horizontalen Arm 34, welcher an die Umwickeleinheit 7 angelenkt ist, enthaltend eine Trägerplatte 7p für alle Elemente.
Die Welle 8 ist an dem Arm 34 angebracht, während das freie Ende des Arms 34 an einem vertikalen Zapfen 35 befestigt ist, der mit einem Greifelement 36 an der vertikalen Säule 6 zusammenwirken kann, beweglich entlang von zwei gesteuerten Achsen (bezeichnet mit X und Y) und dazu bestimmt, die Umdrehung des Armes 34 auf solche Weise zu erlauben, dass er die Welle 8 jeweils mit der abgelaufenen Rolle 1e von den Vorspannrollen 9 und 10 fort und die Welle 8 mit der neuen Rolle 1 zu diesen hin bewegt (s. Pfeile F34). Zurückgehend auf die Einheit 12, ist diese mit einem motorgetriebenen Trägerschlitten 18 versehen, welcher in beiden Richtungen gleitet und so unterhalb des Ringes 5 und dicht an der Umwickeleinheit 7 positioniert werden kann.
Diese Bewegung der Einheit 12 erlaubt es ihren verschiedenen Komponenten, je nach den gewählten Verfahren zum Wechseln der abgelaufenen Rolle 1e positioniert zu werden. Um die Freigabe der abgelaufenen Rolle 1e zu ermöglichen, müssen zwei Elemente vorhanden sein, welche die oben erwähnten ersten Aufnehmer- und Freigabemittel 13 bilden. Um die Rolle 1 zu tragen, ist die Trägerwelle 8 mit einem Paar von Halteelementen 8a und 8b für die Rolle 1 versehen (deutlich in 6 gezeigt). Diese Elemente 8a und 8b können zwischen einer Position, in welcher sie die Rolle an Ort und Stelle blockieren, und in welcher die Elemente 8a und 8b in radialer Richtung von dem unteren Ende der Welle 8 hervorstehen (Position in 6 mit durchgehender Linie gezeigt), und einer Freigabeposition, in welcher die Elemente 8a und 8b in Richtung der Welle 8 ausgerichtet sind (Position in 6 mit unterbrochener Linie und durch den Pfeil F8 gezeigt), gedreht werden.
Um die abgelaufene Rolle 1e freizugeben und aufzunehmen, enthalten die oben erwähnten Aufnehmer- und Freigabemittel 13 der abgelaufenen Rolle 1e (s. 6 und 8) ein becherförmiges Element 19 zur Freigabe der Halteelemente 8a und 8b sowie eine Aufnehmereinheit 20 für die abgelaufene Rolle 1e, dazu vorgesehen, die Rolle von der Wel le 8 abzunehmen, wenn die Elemente 8a und 8b freigegeben worden sind.
Genauer gesagt werden das becherförmige Element 19 und die Aufnehmereinheit 20 von einer einzigen Säule 21 getragen und drehen sich unabhängig um eine einzige vertikale Achse Z21 zwischen einer Position, in welcher sie einen Abstand von der Welle 8 haben, und einer Position, in welcher sie sich dicht an der Welle 8 befinden (s. auch Pfeile F19 und F20).
Die Grösse und Form des Inneren des becherförmigen Elementes 19 sind solche, dass es, wenn es sich in der Position dicht an der Welle befindet, den unteren Teil der Welle 8 und den entsprechenden Teil der abgelaufenen Rolle 1e aufnehmen kann, und zwar in einer ersten Position der Einheit 7 entlang dem Ring 5 und durch die anschliessende vertikale Verschiebung des Ringes 5. Dank des Kontaktes mit der inneren Oberfläche des becherförmigen Elementes 19, werden auf diese Weise die Halteelemente 8a und 8b in die zuvor genannte Position verschoben, in welcher sie die abgelaufene Rolle 1e freigeben.
An diesem Punkt wird die Aufnehmereinheit 20 aktiviert. Diese Einheit besteht aus einem Greifer 22, enthaltend zwei unabhängige Klemmbacken 22a und 22b, die einander gegenüberliegend angeordnet und auf solche Weise geformt sind, dass sie die abgelaufene Rolle 1e umfassen. Die Klemmbacken 22a und 22b sind (wie klar in 8 gezeigt ist) an einer Endloskette 23 befestigt, gewunden um zwei Zahnräder 24 und auf solche Weise angetrieben, dass die Bewegung der Klemmbacken 22a und 22b zueinander hin und voneinander fort erlaubt ist (s. Pfeil F22). Wenn der Greifer 22 die abgelaufene Rolle 1e gegriffen hat, werden der Ring 5 und die Welle 8 wieder angehoben und erlauben die vollständige Freigabe der abgelaufenen Rolle 1e.
An der Seite der Aufnehmereinheit 20 befindet sich ein Magazinbereich 14, enthaltend ein Karussell 25, welches sich um seine vertikale Achse dreht (s. Pfeil F25 in 7) und dazu bestimmt ist, die koaxiale Positionierung der neuen Rolle 1 und der Trägerwelle 8 zu ermöglichen.
Bei der gezeigten vorgezogenen Ausführung, und ohne den Zweck der Erfindung zu begrenzen, enthält das Karussell 25 zwei vertikale Haltezapfen 26 für neue Rollen 1. Jeder Zapfen 26 ist vertikal in beiden Richtungen beweglich, und zwar zwischen einer angehobenen Arbeitsposition (gezeigt in 5) und die Rolle 1 tragend, und einer gesenkten Ruheposition (gezeigt in 6) gleichzeitig mit dem Senken der Welle 8, in welcher das Anbringen der Welle 8 und der neuen Rolle 1 sowie das Blockieren durch die Halteelemente 8a und 8b erlaubt ist. Natürlich wird die Welle 8 oberhalb der neuen Rolle 1 durch das Verschieben der Umwickeleinheit 7 im Anschluss an das Entfernen der abgelau fenen Rolle 1e positioniert.
Zusätzlich zu den Zapfen 26 enthält das Karussell 25 für jede neue Rolle 1 einen feststehenden Greifer 26a zum Positionieren des freien Endes 2a der Folie 2 in einem Bereich, in welchem die oben erwähnten Aufnehmermittel 15 das freie Ende 2a abfangen, wenn die neue Rolle 1 an der Welle 8 angebracht ist. Praktisch verbindet eine Trägerstruktur 26b einen jeden Zapfen 26 mit dem Greifer 26a, welcher, wenn die neue Rolle 1 zur Aufnahme durch die Welle 8 positioniert ist, das freie Ende 2a bis in einen Bereich zieht, in welchem es durch die zweiten Aufnehmermittel 15 (nachstehend im Detail beschrieben) aufgenommen wird.
Die zweiten Aufnehmermittel 15 enthalten (s. 6 und 7) einen Greifer 27 zum Aufnehmen des freien Endes 2a, wobei der Greifer an einer motorgetriebenen Endloskette 28 befestigt ist, die sich entlang einer horizontalen Ebene 29 der Einheit 12 dicht an dem Magazinbereich 14 und unterhalb der ersten Aufnehmermittel 13 erstreckt.
Die Endloskette 28 erstreckt sich entlang der Bahn P1, die sich mit der vorgegebenen Bahn P der Folie 2 deckt, über eine Anzahl von Antriebszahnrädern 30, über welche die Kette 28 greift. Die Zahnräder 30 sind entlang der horizontalen Ebene 29 auf solche Weise geeignet positioniert, dass sie sich teilweise mit den Oberflächen der Rollen 9, 10, 11, 11a und 110 an der Umwickeleinheit 7 decken (s. nochmals 7, welche das Überlagern der Räder 30 und der Rollen der Umwickeleinheit 7 zeigt).
Die Greifer 27 können geschlossen werden, um das freie Ende 2a an Ort und Stelle zu halten, oder geöffnet, um das freie Ende 2a durch die Nockenmittel 31, die sich an der Einheit 12 befinden, dicht an der von dem Greifer gefolgten Bahn P1 freizugeben. Der Greifer 27 wird dicht an dem Bereich geschlossen, in welchem das freie Ende 2a der Folie 2 durch den Greifer 26a positioniert ist, während das freie Ende 2a durch Öffnen des Greifers 27 an einem Endbereich der vorgegebenen Bahn P1 der Folie 2 freigegeben wird. Der Endbereich der Bahn P1 ist länger als die Betriebslänge der Bahn P, um eine Umwicklung der Folie 2 um ein Greifelement 100 zu ermöglichen, das feststehend an der Maschine 4 angeordnet (s. 10) und dazu bestimmt ist, einen Ausgangspunkt für die Umwicklung des Produktes 3 zu beschreiben. Das bedeutet, dass es das freie Ende 2a für die Dauer von wenigstens einer Reihe von Wickelumdrehungen der Folie 2 um das Produkt 3 festhält, um dann das freie Endes 2a freizugeben.
Zurückgehend zu den oben erwähnten Nockenmitteln 31, bestehen diese aus zwei gleichen, jedoch getrennten Nockenprofilen 31a und 31b. Die erste Schliessnocke 31a ist auf solche Weise positioniert, dass sie zwischen dem Magazin 14 und der horizontalen Ebene 29 dicht an dem feststehenden Greifer 26a zum Positionieren des freien Endes 2a einge schoben werden kann. Die zweite Öffnungsnocke 31b ist in einem Endbereich der von dem Aufnehmergreifer 27 gefolgten Bahn P1 positioniert.
In Bezug auf die Konstruktionsdetails (s. auch 9) ist jedes Nockenprofil 31a und 31b durch entsprechende Mittel 32 (bekannte Zylinder, von denen einer in 6 gezeigt ist) beweglich, so dass es sich aus einer entfernten Ruheposition, in welcher die Nockenprofile 31a und 31b von der Bahn P1 fort bewegt werden, in eine Position bewegt, in welcher es auf einen Nockenstössel 33 an einer beweglichen Klemmbacke 27a des Aufnehmergreifers 27 trifft (s. Pfeile F31) und es der beweglichen Klemmbacke erlaubt, sich zu der feststehenden Klemmbacke 27b hin und von dieser fort zu bewegen. 9 (die Öffnung des Greifers 27 darstellend, obwohl die Schliessbewegung im wesentlichen die gleiche ist, doch in der entgegengesetzten Richtung) zeigt, wie der Nockenstössel 33 an einem Verbindungspunkt mit einem Kniehebel 101 angeordnet ist, letzterer befestigt an der beweglichen Klemmbacke 27a und an der Basis des Greifers 27, so dass die Bewegung und die Stabilisierung in den offenen und geschlossenen Positionen des Greifers 27 erlaubt ist. Wieder auf die Umwickeleinheit 7 zurückkommend, zeigen die 2 und 3 Spannmittel 17 der Folie 2 dicht an der Rolle 1. Die genannten Mittel wirken auf die neue Rolle 1. Diese sind dazu bestimmt, das Abfangen der Folie 2 zu ermöglichen, wenn die neue Rolle 1 in Richtung der Vorspannrollen 9 und 10 bewegt wird.
Die Spannmittel 17 der Folie 2 sind notwendig, da die sich von dem Greifer 27 entlang der Bahn erstreckende Folie 2 auch den Abschnitt der Folie 2 enthält, der von der neuen Rolle 1 in ihrer von den Vorspannrollen 9 und 10 entfernten Position aus verläuft, weshalb beim Verschieben der neuen Rolle 1 in Richtung der Vorspannrollen 9 und 10 jede überschüssige Folie 2 andernfalls zusammengedrückt werden würde.
Die Spannmittel 17 bestehen aus wenigstens einer sich frei drehenden Walze 37 mit einer vertikalen Achse und von der Umwickeleinheit 7 getragen. Die Walze ist entlang einer gebogenen, mit T bezeichneten Bahn positioniert, beschrieben durch die neue Rolle 1, wo die Rolle in Richtung der Vorspannrollen 9 und 10 bewegt wird (wieder durch das oben erwähnte Greifelement 36), so dass sie die äussere Oberfläche der neuen Rolle 1 abfängt und es letzterer erlaubt, sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen, um einen Teil der bereits durch den Aufnehmergreifer 27 abgewickelten Folie 2 aufzufangen.
Der grösseren Sicherheit wegen ist die Umwickeleinheit 7 mit wenigstens zwei Walzen 37 und 38 ausgestattet, welche sich frei drehen, an der Umwickeleinheit 7 unabhängig voneinander angebracht und entlang der Bahn T auf solche Wei se eine hinter der anderen positioniert sind, dass sie beide eine korrekte Gegenumdrehung erlauben, um es der neuen Rolle 1 zu ermöglichen, die abgewickelte Folie 2 korrekt aufzufangen.
Jede Walze 37 und 38 hat eine zylindrische Oberfläche mit einem hohe Reibungskoeffizienten, welche sich im Kontakt mit der neuen Rolle 1 befindet, um eine sichere und korrekte Umdrehung der Rolle zu bestimmen.
Da einige Verschiebungen sei es der Umwickeleinheit 7 wie auch des Ringes 5 erforderlich sind, um die Welle 8 im Verhältnis zu dem Greifelement 36, den ersten Aufnehmermitteln 13 und dem Magazin 14 korrekt zu positionieren, und um die Welle 8 korrekt zu senken und anzuheben, um die abgelaufene Rolle 1e freizugeben und die neue Rolle 1 aufzunehmen, sind Mittel 39 vorhanden, welche die Position der Umwickeleinheit 7 steuern, wobei sie zwischen der Umwickeleinheit 7 und dem Trägerring 5 arbeiten, sowie Mittel 40, welche die Höhe des Ringes 5 im Verhältnis zu der Säule 6 steuern.
Die genannten Mittel 39 und 40 sind schematisch als Blöcke in 1 dargestellt, da sie auf diesem Gebiet bereits bekannte Elemente sind, wie zum Beispiel optische oder mechanische Positionsfühler, die entsprechend an dem Ring 5 und/oder an der Säule 6 verteilt sind.
Zusammenfassend wird die Rolle gewechselt, indem man von einem Zustand ausgeht, in welchem die Rolle abgelaufen ist, mit entsprechender Positionierung der Umwickeleinheit 7 dicht an dem Greifelement 36.
Letzteres erlaubt, indem es sich entlang von zwei Achsen X und Y bewegt, die Umdrehung, durch welche die Welle 8 von den Rollen 9 und 10 fort bewegt wird (s. 2 und 3).
Nach Beendigung dieses Vorgangs dreht sich Einheit 7 und bewegt sich in eine geeignete Position zum Aufnehmen der abgelaufenen Rolle 1e.
Während dies geschieht, verschiebt sich die Einheit 12 auf einem Schlitten 18 bis zu der Einheit 7 mit dem becherförmigen Element 19 unter der abgelaufenen Rolle 1e. Die Einheit 7 wird gesenkt, um die Freigabe der abgelaufenen Rolle 1e von der Welle 8 zu erlauben, und die Rolle wird durch die Aufnehmereinheit 20 aufgenommen. Beim anschliessenden Anheben des Ringes 5 wird die Rolle 1e vollkommen von der Welle 8 entfernt.
Die Einheit 7 dreht sich erneut, wobei sie die Welle 8 über eine neue Rolle 1 bringt, die durch das Karussell 25 bereits entsprechend positioniert ist. Sobald er in Position ist, wird der Ring 5 erneut gesenkt, so dass die Welle 8 an die neue Rolle 1 angeschlossen werden kann.
Sobald die Welle 8 und die neue Rolle 1 stabil miteinander verbunden sind, wird der Greifer 27 aktiviert und nimmt das freie Ende 2a der Folie 2 von der gerade angeschlossenen Rolle auf und wickelt die Folie 2 mit Hilfe der Zahnräder 30 entlang der Bahn P ab, welcher die Folie 2 normalerweise beim Umwickeln des Produktes 3 folgt. Zusätzlich zu der Bahn P bewegt sich der Greifer 27 über einen weiteren Abschnitt, bis er das oben erwähnte Greifelement 100 erreicht und teilweise umwickelt (s. 9).
Wenn das freie Ende 2a durch das Greifelement 100 erfasst worden ist und der Greifer 27 das freie Ende freigegeben hat, wird die Umwickeleinheit 7 mit Hilfe des Ringes 5 wieder angehoben bis in die Ausgangsposition dicht an dem Greiferelement 36. Durch Verschieben in die entgegengesetzte Richtung bewegt letzteres die neue Rolle 1 bis dicht an die Vorspannrollen 9 und 10, während die Walzen 37 und 38 es der neuen Rolle 1 ermöglichen, die überschüssige Folie 2 aufzufangen. An diesem Punkt beginnt die Einheit 7 wieder mit dem Umwickeln, während die Einheit 12 sich aus dem Arbeitsbereich des Ringes 5 entfernt.
Diese Beschreibung mach deutlich, wie die offengelegte Vorrichtung die gewünschten Zwecke vollkommen erreicht durch eine kompakte, lineare Struktur, die einen schnellen Wechsel an der Umwickeleinheit vornimmt. Die Vorrichtung erfordert die Aufmerksamkeit des Bedieners nur zum Einsetzen der neuen Rollen in das Karussell und zum Positionieren des freien Endes an dem feststehenden Greifer. Die Zeiten zum Wechseln der Rolle sind somit weitestgehend reduziert, und die Arbeiten erfordern nicht das direkte Einbeziehen von Personal, so dass die Arbeitsbelastung nicht übermässig ist. Die vorliegende Erfindung kann zahlreichen Änderungen unterliegen, die alle in das ursprüngliche erfinderische Konzept fallen. Ausserdem können alle Teile gegen technisch gleichwertige Elemente ausgetauscht werden.

Claims

Einrichtung zum automatischen Wechseln von Rollen (1) von Folien (2) zum Umwickeln von Produkten (3); wobei die Folienrollen (1) auf Maschinen (4) zum Umwickeln von Produkten (3 ) auf Paletten verwendet werden und die Maschinen eine Ringstruktur (5) haben, die vertikal in beiden Richtungen entlang einer Trägersäule (6) beweglich ist; wobei der Ring (5) mit einer Umwickeleinheit (7) für das Produkt (3) versehen ist, welche entlang dem Ring beweglich ist, um das spiralförmige Umwickeln des Produktes (3) zu erlauben; wobei die Einheit (7) wenigstens eine Trägerwelle (8 ) für die Rolle (1), ein Paar von Vorspannrollen (9, 10) für die Folie (2), angeordnet dicht an der Welle (8), und wenigstens eine Zuführrolle (11) enthält, dazu bestimmt, eine vorgegebene Bahn (P) der Folie (2) von der Rolle (1) zu dem zu umwickelnden Produkt (3) zu beschreiben, und wobei die Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie an der Basis der Maschine (4) eine Einheit (12) enthält, welche eine abgelaufene Rolle (1e) gegen eine neue Rolle (1) auswechselt, wobei die Einheit zwischen einer Ruheposition, in welcher sie sich in einem Abstand von dem Arbeitsbereich des Ringes (5) befindet, und einer Betriebsposition, in welcher sie sich dicht an dem Arbeitsbereich und der Umwickeleinheit (7) befindet, beweglich ist und wie folgt enthält: – erste Aufnehmermittel (13), welche auch die abgelaufene Rolle (1e) von der Welle (8) nehmen; – einen Magazinbereich (14) mit wenigstens einer neuen oder Austauschrolle (1), welche stabil an der Welle (8) befestigt werden kann; – zweite Aufnehmermittel (15) zum Aufnehmen des freien Endes (2a) der Folie (2) von der Austauschrolle (1), die entlang einer Bahn (P1) beweglich sind, welche sich mit der vorgegebenen Bahn (P) der Folie (2) deckt und es der Folie (2) erlauben, dicht an dem zu umwickelnden Produkt (3) positioniert zu werden.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Welle (8) Antriebsmittel (16) wirken und dazu bestimmt sind, die Welle (8) von den Vorspannrollen (9, 10) fort zu verschieben, wenn die abgelaufene Rolle (1e) gegen die neue Rolle (1) ausgewechselt wird, beziehungsweise die Welle (8) zu den Vorspannrollen (9, 10) hin zu bewegen, wenn der Rollenwechsel ausgeführt ist.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwickeleinheit (7) Spannmittel (17) für die Folie (2) enthält, wobei die genannten Mittel auf die neue Rolle (1) wirken und dazu vorgesehen sind, die Wiederaufnahme der Folie (2) zu erlauben, wenn die neue Rolle (1) zu den Vor spannrollen (9, 10) hin geschoben ist.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (12) mit einem motorgetriebenen Trägerschlitten (18) ausgestattet ist, welcher in beiden Richtungen gleitet, wobei er sich selbst unterhalb des Ringes (5) und dicht an der Umwickeleinheit (7) positioniert.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, bei welcher die Trägerwelle (8) der Rolle mit einem Paar von Halteelementen (8a, 8b) für die Rolle (1) versehen ist, wobei sich die genannten Elemente zwischen einer Position, in welcher sie die Rolle an Ort und Stelle blockieren, und in welcher die Elemente (8a, 8b) in radialer Richtung von der Basis der Welle (8) hervorstehen, und einer Freigabeposition, in welcher die Elemente (8a, 8b) in Richtung der Welle (8) zugedreht sind, drehen, und wobei die Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die ersten Aufnehmer- und Freigabemittel (13) für die abgelaufene Rolle (1e) ein becherförmiges Element (19) zur Freigabe der Halteelemente (8a, 8b) und eine Aufnehmereinheit (20) für die abgelaufene Rolle (1e) enthalten, welche dazu bestimmt sind, das Abnehmen der Rolle von der Welle (8) zu erlauben.
Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das becherförmige Element (19) und die Aufnehmereinheit (20) von einer einzigen Säule (21) getragen werden und sich unabhängig voneinander um eine einzige vertikale Achse (Z21) drehen, und zwar zwischen einer Position, in welcher sie einen Abstand von der Welle (8) haben, und einer Position, in welcher sie sich dicht an der Welle (8) befinden.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse und Form des Inneren des becherförmigen Elementes (19) solche sind, dass es, wenn es sich in der Position dicht an der Welle befindet, den unteren Teil der Welle (8) und der abgelaufenen Rolle (1e) aufnimmt, und zwar mit Hilfe einer vertikalen Verschiebung des Trägerringes (5), wodurch es den Halteelementen (8a, 8b) ermöglicht wird, sich in die Freigabeposition zu bewegen.
Einrichtung nach den Patentansprüchen von 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnehmereinheit (20) aus einem Greifer (22) besteht, enthaltend zwei unabhängige Klemmbacken (22a, 22b), die einander gegenüberliegend angeordnet und auf solche Weise geformt sind, dass sie die abgelaufene Rolle (1e) umgeben; wobei die Klemmbacken (22a, 22b) an einer Endloskette (23) befestigt sind, gewunden um zwei Zahnräder (24) und angetrieben auf solche Weise, dass sie die Bewegung der Klemmbacken (22a, 22b) zueinander hin und voneinander fort erlauben.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magazinbereich (14) ein Karussell (25) enthält, welches sich um seine vertikale Achse dreht und dazu vorgesehen ist, die koaxiale Positionierung der neuen Rolle (1) und der Trägerwelle (8) zu erlauben; wobei das Karussell (25) wenigstens zwei vertikale Haltezapfen (26) für neue Rollen (1) enthält, und wobei die genannten Zapfen (26) vertikal in beiden Richtungen beweglich sind zwischen einer angehobenen Betriebsposition, in welcher sie die Rolle (1) tragen, und einer gesenkten Ruheposition gleichzeitig mit dem Senken der Welle (8), so dass die neue Rolle (1) an die Welle (8) angeschlossen wird.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede neue Rolle (1) das Karussell (25) einen feststehenden Greifer (26a) zum Positionieren des freien Endes (2a) der Folie (2) in einem Bereich enthält, in welchem es von den Aufnehmermitteln (15) des freien Endes (2a) abgefangen wird, wenn die neue Rolle (1) an der Welle (8) befestigt ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Aufnehmermittel (15) einen Greifer (27) zum Aufnehmen des freien Endes (2a) ent halten und der Greifer an einer motorgetriebenen Endloskette (28) befestigt ist, welche sich entlang einer horizontalen Ebene (29) der Einheit (12) erstreckt; wobei sich die Kette (28) entlang der Bahn (P1) erstreckt, die sich mit der vorgegebenen Bahn (P) der Folie (2) deckt, und zwar über eine Anzahl von Antriebszahnrädern (30), über welche die Kette (28) greift, und wobei die Zahnräder (30) entlang der horizontalen Ebene (29) auf solche Weise geeignet positioniert sind, dass sie sich teilweise mit den Oberflächen der Rollen (9, 10, 11) an der Umwickeleinheit (7) decken.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (12) mit Nockenmitteln (31) ausgestattet ist, die auf den Greifer (27) wirken und an Punkten dicht an der von dem Greifer gefolgten Bahn (P1) angeordnet sind, so dass sie das Schliessen des Greifers (27) erlauben, um das freie Ende (2a) aufzunehmen, beziehungsweise das Öffnen des Greifers (27) in einem Endbereich der vorgegebenen Bahn (P) der Folie (2).
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenmittel (31) aus zwei Nocken (31a, 31b) bestehen, von denen die erste Schliessnocke (31a) auf solche Weise angeordnet ist, dass sie zwischen dem Magazin (14) und der horizontalen Ebene (29) dicht an dem feststehenden Greifer (26a) zum Positionieren des freien Endes (2a) eingeschoben ist, und die zweite Öffnungsnocke (31b) in einem Endbereich der von dem Greifer (27) gefolgten Bahn (P1) positioniert ist.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Nockenprofile (31a, 31b) dank entsprechender Mittel (32) in beiden Richtungen vertikal beweglich ist, wobei sie sich aus einer unteren Ruheposition, in welcher sich die Nockenprofile (31a, 31b) unterhalb der horizontalen Ebene (29) befinden, in eine Position bewegen, in welcher die Nockenprofile (31a, 31b) über die Ebene (29) herausragen und einen Nockenstössel (33) an einer beweglichen Klemmbacke (27a) des Greifers (27) abfangen, um es der beweglichen Klemmbacke (27a) zu erlauben, sich zu drehen und zu der feststehenden Klemmbacke (27b) hin und von dieser fort zu bewegen.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (16) der Welle (8) einen horizontalen Arm (34) enthalten, welcher an die Umwickeleinheit (7) angelenkt ist und an welchem auch die Welle (8) befestigt ist; wobei das freie Ende des Armes (34) mit einem Zapfen (35) versehen ist, der sich mit einem Greifelement (36) an der vertikalen Säule (6) verbinden kann, beweglich entlang von zwei gesteuerten Achsen und dazu bestimmt, die Umdrehung des Armes (34) auf solche Weise zu ermöglichen, dass die Welle (8) mit der abgelaufenen Rolle (1e) von den Vorspannrollen (9, 10) fort beziehungsweise die Welle (8) mit der neuen Rolle (1) zu diesen hin bewegt wird.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel (17) für die Folie (2) aus wenigstens einer Walze (37) bestehen, welche sich frei dreht, eine vertikale Achse hat und von der Umwickeleinheit (7) getragen ist, wobei die Walze entlang der gebogenen, durch die neue Rolle (1) beschriebenen Bahn (T) angeordnet ist, wo die Rolle in Richtung der Vorspannrollen (9, 10) bewegt wird, um die äussere Oberfläche der neuen Rolle (1) abzufangen und es letzterer zu erlauben, sich auf solche Weise zu drehen, dass sie einen Teil der bereits durch den Greifer (27) abgewickelten Folie (2) auffängt.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Umwickeleinheit (7) mit wenigstens zwei Walzen (37, 38) ausgestattet ist, welche sich frei drehen, wobei sie an der Umwickeleinheit (7) unabhängig voneinander befestigt und eine hinter der anderen entlang der Bahn (T) auf solche Weise positioniert sind, dass sie beide die Umdrehung der neuen Rolle (1) erlauben, um die abgewickelte Folie (2) aufzufangen.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der sich frei drehenden Walzen (37, 38) eine zylindrische Oberfläche mit einem hohen Reibungskoeffizienten aufweist, welche mit der neuen Rolle (1) in Kontakt kommt.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (39) zum Steuern der Position der Umwickeleinheit (7) vorhanden sind, die zwischen der Umwickeleinheit (7) und dem Trägerring (5) arbeiten, um die korrekte Positionierung der Welle (8) im Verhältnis zu dem Magazin (14) und der Umwickeleinheit (7) im Verhältnis zu der horizontalen Ebene (29) zu erlauben.
Einrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (40) zum Steuern der Höhe des Ringes (5) während dem Entfernen der abgelaufenen Rolle (1e) und dem Aufnehmen der neuen Rolle (1) vorhanden sind.