EP3157850B1

EP3157850B1 - Halte- und abrollvorrichtung für auf rollen gewickeltes flach- und/oder folienmaterial, behälterverpackungsanlage und verfahren zum wechseln einer rolle mit flach- und/oder folienmaterial

Info

Publication number: EP3157850B1
Application number: EP15729099.0A
Authority: EP
Inventors: Helmut Schwarz; Herbert Spindler; Irmengard PRANKL
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-06-01
Also published as: EP3157850A1; DE102014211786A1; CN206955271U; WO2015193095A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halte- und Abrollvorrichtung für auf Rollen gewickeltes Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung eine Behälterverpackungsanlage gemäß Anspruch 11. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wechseln einer Rolle mit darauf gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb einer Halte- und Abrollvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 12.
Beim Verpacken von Gegenständen in einer Verpackungsmaschine ist das Zuführen eines Verbrauchsmaterials bzw. eines Flach- oder Folienmaterial von einer sog. Speichereinheit notwendig. Die Speichereinheit umfasst bspw. eine Rolle, die das aufgewickelte Flach- bzw. Folienmaterial enthält. Die Rolle wird drehbar von einer Halteeinrichtung bereitgestellt, die in der Verpackungsmaschine angeordnet ist, so dass während des Verpackens der Gegenstände das Flach- bzw. Folienmaterial kontinuierlich von der Rolle gezogen werden kann. Diese Folienrolle wird üblicherweise auf einen drehbaren Foliendorn, so dass die Folienrolle in Bezug zur Maschinenmitte parallel ausgerichtet ist. Bei dem kontinuierlichen Verpacken von Gegenständen wird die Folie von der drehbar gelagerten Folienrolle abgezogen und der Maschine zum Verpacken zugeführt. Eine solche Halte- und Abrollvorrichtung für auf Rollen gewickeltes Flach- oder Folienmaterial ist z.B. aus der DE 20 2011 001 929 U1 bekannt.
Die DE 691 09 992 T2 beschreibt eine Verpackungsmaschine mit einer Folienstützeinrichtung. Eine Folienrolle wird mittels der Folienstützeinrichtung in der Verpackungsmaschine gestützt. Hierzu wird die Folienrolle auf einen Dorn bzw. auf eine Folienstützwelle geschoben, bis die Folienrolle an einen Flansch anstößt.
Aus der DE 698 08 690 T2 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Folienzuführvorrichtung und zum Zuführen von Folien zu einer Verpackungsmaschine, bekannt. Die Vorrichtung weist eine Walzenstützvorrichtung mit einer Stützwelle zum drehbaren Stützen einer Folienwalze auf, welche sich in einer Axialrichtung erstreckt. Die Walzenstützvorrichtung umfasst einen Walzenanschlag, der an der Stützwelle fest angebracht ist, um eine hintere Endfläche der um die Folienwalze herumgewickelten Folie zu kontaktieren, wenn die Folienwalze an der Stützwelle montiert wird.
Normalerweise wird eine Rolle mit darauf aufgewickeltem Flach- oder Folienmaterial beim Wechseln bis zum Anschlag auf den Foliendorn geschoben. Der Anschlag wird vorher so positioniert, dass die Folienrolle bei angenommener optimaler Wicklung in Maschinenmittel liegt. Anschließend wird die Folienrolle auf dem Dorn geklemmt und hat somit eine fixe Position in der Maschine. Der Foliendorn kann die Wickelgüte der Folienrollen nicht erkennen. Außerdem muss die Folienrolle mit der Hand vom Foliendorn geschoben werden.
Als nachteilig erweist es sich hier, dass der Folienrollenanschlag während der Produktion nicht mehr verschoben werden kann. Die Folienbahn kann jedoch im Betrieb aus der Maschinenmitte geraten, wenn die Folie z.B. sehr schief oder unregelmäßig gewickelt ist. Die Tätigkeit des Einlegens der Folienrolle in die Maschine ist sehr unergonomisch, da der Foliendorn unterhalb des Folieneinschlagmoduls sitzt und sich deshalb der Bediener unter die Maschine bücken muss.
Eine Einrichtung zur Foliendickenerkennung ist z.B. aus der WO 2007/114691 A1 bekannt. Als nächstliegender Stand der Technik wird die Vorrichtung bzw. das Verfahren nach dem Dokument EP 2 163 499 A1 angesehen.
Ein vorrangiges Ziel der Erfindung wird daher darin gesehen, eine Folien- oder Materialbahnführung zur Verfügung zu stellen, die gegenüber ungleichmäßig oder außermittig gewickeltem Wickelmaterial tolerant ist bzw. diese Fluchtungsfehler des Wickelmaterials ausgleichen kann. Außerdem soll mit der Erfindung ein Wechseln von solchen Rollen erleichtert und bedienerfreundlicher gestaltet werden.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Mit der vorliegenden Erfindung soll ein verstellbarer Anschlag am Foliendorn geliefert werden, der motorisch verschiebbar ist. Dieser Anschlag liegt auf der Serviceseite der Maschine, so dass der Foliendorn für einen Rollenwechsel zugänglich bleibt, so dass eine neue Folienrolle nach Verbrauch einer Folienrolle auf den Dorn geschoben werden kann. Ein zweiter Anschlag klappt auf der Bedienseite an den Foliendorn und positioniert sich am Ende der Folienrolle, damit die Folienrolle von den beiden Anschlägen eingeschlossen ist. Diese Anschläge können bspw. über einen optischen Sensor wie bspw. eine Lichtschranke gesteuert werden, welche die Wickelgüte der Folie erkennt, und dann die Folienrolle dementsprechend auf dem Dorn ausmittelt und verschiebt. Außerdem soll dieser Anschlag die Folienrolle komplett vom Dorn schieben können, was den Wechsel von verbrauchten Folienrollen erleichtert. Der Foliendorn soll aus der Maschine fahren können, um ein ergonomisches Einlegen der Folienrolle in die Maschine zu ermöglichen.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Einlegen der Folienrolle für den Bediener ergonomischer gestaltet ist. Außerdem kann durch eine automatische Positionierung der Folienrolle eine schlechte oder ungleichmäße Wicklung der Folie auf der Rolle ausgeglichen werden, so dass die Folienzuführung in eine Verpackungsmaschine optimiert ist.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung eine Halte- und Abrollvorrichtung für auf Rollen gewickeltes Flach- und/oder Folienmaterial vor, die mit einem zumindest einseitig gelagerten drehbaren Dorn zur weitgehend spielfreien Aufnahme eines hohlen oder hohlzylindrischen Kerns einer abzuwickelnden Rolle ausgestattet ist. Dem drehbaren Dorn ist außerdem eine Axialführungseinrichtung für eine jeweils auf dem Dorn befindliche und dort drehbar gelagerte Rolle zugeordnet, die in Längserstreckungsrichtung bzw. in Achsrichtung des Dorns verstellbar ist. Diese Verstellbarkeit der Axialführungseinrichtung ist wahlweise vom Dorn entkoppelt oder mit diesem gekoppelt. Ein motorischer Antrieb dient einer Verstellung der Axialführungseinrichtung und/oder einer Rollenhalterung, die zumindest den Dorn und die Axialführungseinrichtung trägt bzw. umfasst. Die Verstellung erfolgt dabei parallel zur Längserstreckungsrichtung des drehbaren Dorns.
Optional umfasst die Vorrichtung eine geeignete Sensoreinrichtung, insbesondere eine optischen Sensoreinrichtung, die einer Erfassung einer Wickelgüte und/oder einer Lagenparallelität des auf der Rolle aufgewickelten Flach- und/oder Folienmaterials dienen kann. Der motorische Antrieb, der der Verstellung der Axialführungseinrichtung parallel zur Längserstreckungsrichtung des drehbaren Dorns dient, ist bei dieser Ausführungsvariante signal- und/oder regelungstechnisch mit der Sensoreinrichtung gekoppelt, so dass die mittels der Sensoreinrichtung erkannte Ungenauigkeit oder fehlende Fluchtung der abzuwickelnden Materialbahn oder Folie erkannt werden und in Abhängigkeit von dem Sensorsignal die Justierung der Axialführungseinrichtung ständig während des Betriebs angepasst werden kann.
Die oben erwähnte Rollenhalterung kann insbesondere den Dorn, die Axialführungseinrichtung, ggf. Anschläge, ein komplettes Gestell der Halterung inkl. den Dorn und die Anschläge umfassen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Rolle bzw. die Rollenhalterung relativ zu einem Gestell einer Behälterverpackungsanlage in einer zur Folientransportrichtung senkrecht stehenden und insbesondere auch horizontalen Richtung mittels eines motorischen Antriebs verfahrbar ist. Ein solcher Antrieb kann bspw. einen oder zwei Anschläge in ihren Positionen verstellen, zwischen denen die Rolle in axialer Richtung des Dorns eingespannt bzw. gehaltert wird. Hier kann es vorgesehen sein, dass die Rolle durch den Antrieb relativ zum Dorn bewegt wird, wobei in dieser Variante eine am Dorn angeordnete Einspannung der Folie oder des Flachmaterials, welche die Rolle in radialer Richtung auf den Dorn spannt, für die Verstellung gelöst wird.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Antrieb vorgesehen sein, welcher den Dorn mitsamt der darauf befindlichen Rolle und insbesondere mitsamt der seitlichen Anschläge für die Rolle in axialer Richtung des Dorns verstellt, wobei der Dorn und die Anschläge jeweils auf einer oder auf mehreren Axialführungen gelagert sind. Bei dieser Variante muss die Einspannung der Rolle in radialer Richtung nicht für die Verstellung gelöst werden.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Antrieb vorgesehen sein, der eine Halterung, auf der der Dorn und insbesondere die seitlichen Anschläge für die Rolle gehaltert sind, in axialer Richtung des Dorns verstellen kann. Die Halterung wiederum befindet sich dann auf einer Axialführung, welche mit einem Maschinengestell verbunden ist. Bei dieser Variante muss die Einspannung der Rolle in radialer Richtung nicht für die Verstellung gelöst werden.
Für die drei beschriebenen alternativen Varianten kann der Antrieb einmal zur Feinjustierung der Rolle während des Betriebs eingesetzt werden, insbesondere mit einem Hub, der weniger als 30% der Folienbreite beträgt, und/oder andererseits zum Heraus- und Hineinfahren der Rolle aus der Maschine für einen Folien- oder Materialbahnwechsel (insbesondere Hübe von größer als 50%, bevorzugt über 100% der Folienbreite) außerhalb des Betriebs der Maschine bzw. außerhalb des Abrollens der zu wechselnden Rolle.
Die erwähnte motorisch verstellbare Axialführungseinrichtung für die Rolle mit dem darauf befindlichen Flach- und/oder Folienmaterial kann insbesondere durch wenigstens zwei beidseitig der Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial angeordnete Anschlag- bzw. Anlageelemente gebildet sein, zwischen denen die Rolle rotiert. Je nach gelieferten Sensorwerten können die beiden Anschlag- oder Anlageelemente parallel zur Achsrichtung des Dorns in die eine oder andere Richtung verschoben werden. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente gemeinsam in Längserstreckungsrichtung des drehbaren Dorns verstellbar sind. Wahlweise jedoch können auch geringfügige Abweichungen von einem exakt parallelen Verstellvorgang zugelassen werden, wenn sich bspw. die Rollenbreite während des Abwickelns des Materials geringfügig ändert. Dies kann dann der Fall sein, wenn der innere Bereich des Flach- oder Folienmaterials gleichmäßiger gewickelt ist, so dass sich während des Abwickelns des Materials die Gesamtbreite der Rolle geringfügig reduziert. Um für solche Fälle möglichst kein seitliches Spiel zwischen den Anschlag- oder Anlageelementen und der rotierenden Rolle zuzulassen, kann einer der beiden seitlichen Elemente geringfügig zur Rolle zugestellt werden.
Die Axialführungseinrichtung bzw. die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente können insbesondere jeweils auf separaten Schlitten oder auch auf einem gemeinsamen Schlitten angeordnet sein. Diese Schlitten bzw. der gemeinsame Schlitten sind/ist unterhalb des Dorns parallel zu dessen Längserstreckungsrichtung motorisch verstellbar angeordnet. Diese Führungsschlitten sind vorzugsweise auf einer Laufschiene o. dgl. verankert, so dass sie gleichmäßig und weitgehend spielfrei in Achsrichtung des Dorns verstellt werden können; gleiches gilt für einen gemeinsamen Verstellschlitten.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial in einem auf dem drehbaren Dorn fixierten und/oder geklemmten Zustand durch die Axialführungseinrichtung bzw. die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente zentriert ist. Der drehbare Dorn, die Axialführungseinrichtung bzw. die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente sowie die auf dem Dorn fixierte und/oder geklemmte Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial können vorzugsweise gemeinsam im Betrieb in Längserstreckungsrichtung des Dorns verstellbar und/oder zentrierbar sein. In diesem Fall ist die die Dornführung mit der Axialführungseinrichtung gekoppelt, d.h., der Dorn bewegt sich in seiner Axialrichtung mitsamt der Axialführungseinrichtung. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass der Dorn seine Position während des Betriebs beibehält, während nur die Axialführungseinrichtung über die Schlittenverstellung parallel zur Achsrichtung des Dorns bewegbar ist.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Axialführungseinrichtung bzw. die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente sowie die auf dem Dorn fixierte und/oder geklemmte Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial gemeinsam vor Inbetriebnahme und/oder einem Abwickeln des auf der Rolle befindlichen Flach- und/oder Folienmaterials gemeinsam vorzentrierbar sind.
Weiterhin kann bei einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass ein dem freien Ende des Dorns zugeordnetes äußeres Anschlag- bzw. Anlageelement zum Aufschieben einer neuen Rolle auf den Dorn bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle schwenkbar am Schlitten angeordnet ist. Dadurch wird der Dorn für die Entnahme einer verbrauchten oder für die Bestückung mit einer neuen Rolle mit darauf befindlichem Flach- oder Folienmaterial zugänglich.
Zum erleichterten Aufschieben einer neuen Rolle auf den Dorn bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle kann der Dorn wahlweise in Richtung seines freien Endes verschiebbar und/oder verlängerbar bzw. aus seiner Position bewegt werden. Wenn somit der Foliendorn zur Aufnahme der Folienrolle nach außen gefahren werden kann, erleichtert dies eine ergonomische Beschickung mit einer weiteren Rolle.
Außerdem kann bspw. auch eine Schweißeinheit zur automatischen und/oder teilautomatischen Verbindung eines Folien- oder Flachmaterialendes mit einem Materialanfang einer neu eingelegten Rolle gemeinsam oder zeitlich versetzt mit dem Dorn nach außen in Richtung zu dessen freiem Ende fahrbar oder verschiebbar sein, was ebenfalls der ergonomischeren Beschickung dient.
Weiterhin kann bei einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung einen optischen Sensor wie bspw. eine Lichtschranke, eine Kamera mit nachgeschalteter Bildauswertung o.ä. umfasst, der signal- und/oder regelungstechnisch zumindest mit dem motorischen Antrieb für den in Längserstreckungsrichtung des Dorns verschiebbaren Schlitten gekoppelt ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine Behälterverpackungsanlage mit einer Halte- und Abrollvorrichtung für auf Rollen gewickeltes Flach- und/oder Folienmaterial, einem in Transportrichtung des Flach- und/oder Folienmaterials stromabwärts angeordneten Folieneinschlagmodul zum Umhüllen von Behältern mit dem Flach- und/oder Folienmaterial und einer in Behältertransportrichtung stromabwärts des Folieneinschlagmoduls angeordneten Schrumpfvorrichtung zum Aufschrumpfen der Folie bzw. des Flachmaterials auf die Behälter. Die Halte- und Abrollvorrichtung, die Teil dieser Behälterverpackungsanlage ist, kann insbesondere gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten ausgebildet sein.
Das erwähnte Folien- oder Flachmaterial, das auf der Rolle aufgewickelt ist, dient normalerweise als Verpackungsmaterial, das innerhalb einer solchen Verpackungsmaschine bzw. Behälterverpackungsanlage verarbeitet wird, insbesondere zur Verpackung von Gebinden mit Stückgütern wie Getränkebehältern oder auch zur Verpackung von größeren Einheiten wie kompletten palettierfähigen Lagen solcher Stückgutzusammenstellungen oder auch von Paletten mit gestapelten Stückgut- oder Gebindelagen. Die erfindungsgemäße Halte- und Abrollvorrichtung für auf Rollen gewickeltes Flach- und/oder Folienmaterial ist insbesondere Teil einer solchen Verpackungsmaschine. Da die Rollen im laufenden Betrieb in regelmäßigen Abständen gewechselt werden müssen, sich jedoch in einem relativ schwer zugänglichen Bereich der Verpackungsmaschine befinden, ist es wichtig, sowohl die Rollenführung als auch die Zugänglichkeit zu optimieren, was mittels der vorliegenden Erfindung geschaffen wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Wechselverfahren für Rollen mit darauf aufgewickelten Folien- oder Materialbahnen zur Verfügung zu stellen, mit dem das Wechseln von solchen Rollen erleichtert und bedienerfreundlicher gestaltet werden kann.
Zur Erreichung des weiteren Ziels umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Wechseln einer Rolle mit darauf gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb einer Halte- und Abrollvorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten. Die Rolle ist mit ihrem hohlen oder hohlzylindrischen Kern auf einem zumindest einseitig gelagerten drehbaren Dorn aufschiebbar. Dem Dorn ist eine Axialführungseinrichtung zugeordnet, welche in Längserstreckungsrichtung des Dorns verstellbar ist und die Rolle während eines Abwickelvorganges axial führt. Zumindest ein dem freien Ende des Dorns zugeordnetes äußeres Anschlag- bzw. Anlageelement der Axialführungseinrichtung ist zum Zwecke des Aufschiebens einer neuen Rolle auf den Dorn bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle schwenkbar an einem parallel zur Längsachse des Dorns motorisch verstellbaren Schlitten angeordnet und wird bei dem Wechselverfahren zur Freigabe der Rolle verschwenkt bzw. nach dem Wechseln wieder an seinem Platz fixiert. Wahlweise kann der Dorn zum Aufschieben einer neuen Rolle auf den Dorn bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle in Richtung seines freien Endes verschoben und/oder verlängert werden. Außerdem kann es bei einer Variante des Verfahrens von Vorteil sein, wenn eine Schweißeinheit zur automatischen und/oder teilautomatischen Verbindung eines Folien- oder Flachmaterialendes mit einem Materialanfang einer neu eingelegten Rolle gemeinsam oder zeitlich versetzt mit dem Dorn nach außen in Richtung zu dessen freiem Ende gefahren oder verschoben wird.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsvariante einer Halte- und Abrollvorrichtung für Flach- oder Folienmaterial, das auf einer Rolle aufgewickelt ist.
Fig. 2 zeigt eine weitere Perspektivansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1, jedoch ohne die Rolle mit Flach- oder Folienmaterial.
Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2, bei der ein Teil einer Axialführungseinrichtung zum Zwecke des Rollenwechsels verschwenkt ist.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die schematischen Darstellungen der Figuren 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Halte- und Abrollvorrichtung 10 für auf Rollen 12 gewickeltes Flach- oder Folienmaterial 14 (Fig. 1). Die erfindungsgemäße Halte- und Abrollvorrichtung 10 weist einen einseitig gelagerten drehbaren Dorn 16 zur weitgehend spielfreien Aufnahme eines hohlen oder hohlzylindrischen Kerns der Rolle 12 mit dem abzuwickelnden Flach- oder Folienmaterial 14 auf. Der Dorn 16 weist eine langgestreckte zylindrische Form auf und kann um eine annähernd horizontale Achse rotieren. Die einseitige Lagerung umfasst einen Lagerbock 18 sowie einen elektrischen Antriebsmotor 17, der optional auch als Bremse fungieren kann, um das Abrollen des Flachmaterials 14 wahlweise zu unterstützen, zu erleichtern und/oder in einer gewünschten Weise zu beeinflussen. Die Rolle 12 mit Flachmaterial 14 bzw. Folie kann über ein freies Ende 20 des Dorns 16 in axialer Richtung aufgeschoben und, nachdem sie abgerollt und verbraucht ist, wieder in Richtung des freien Endes 20 des Dorns 16 abgezogen werden.
Wie die Figuren 1 bis 3 außerdem erkennen lassen, ist dem drehbaren Dorn 16 eine mehrteilige Axialführungseinrichtung 22 für die jeweils auf dem Dorn 16 befindliche Rolle 12 zugeordnet, die in Längserstreckungsrichtung bzw. in Achsrichtung des Dorns 16 verstellbar ist. Die beidseitig der Rolle 12 angeordnete und diese seitlich führende Axialführungseinrichtung 22 ist motorisch verstellbar, insbesondere elektromotorisch, und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch zwei beidseitig der Rolle 12 angeordnete Anschlag- bzw. Anlageelemente 24 und 26 gebildet, zwischen denen die Rolle 12 rotiert. Die beiden Anlageelemente 24 und 26 sind jeweils durch Lagerschilde aus Blech gebildet und sind parallel zur Längserstreckungsrichtung des Dorns 16 verschiebbar. Zu diesem Zweck sind die beiden Anlageelemente 24 und 26 an ihren Unterseiten jeweils als mit Schlittenführungen 28 versehen, die eine flache Laufschiene 30 an deren beiden Längsseiten umgreifen und dort verschiebbar geführt sind. Die Laufschiene 30 dient gleichzeitig als Verankerung für den Lagerbock 18, der den Antriebsmotor 17 sowie die Lagerung des Dorns 16 trägt. Die Längserstreckungsrichtungen des Dorns 16 und der Laufschiene 30 verlaufen parallel, so dass sich der Dorn 16 über der Laufschiene 30 befindet, die gleichzeitig als Sockel fungiert und über mehrere Schraubverbindungen 32 an einem hier nicht dargestellten Maschinenrahmen verankert werden kann.
Die Vorrichtung 10 ist weiterhin mit einer lediglich angedeuteten Sensoreinrichtung 34 zur Erfassung einer Wickelgüte und/oder einer Lagenparallelität des auf der Rolle 12 aufgewickelten Flach- und/oder Folienmaterials 14 ausgestattet, die mit einem motorischen Antrieb für die Verstellung der Axialführungseinrichtung 22 entlang der Laufschiene 30 signal- und/oder regelungstechnisch gekoppelt ist. Die signal- bzw. regelungstechnische Koppelung ist dergestalt, dass bspw. eine mittels der Sensoreinrichtung 34 erkannte Ungenauigkeit bei der Folien- oder Flachmaterialwicklung oder eine fehlende exakte Fluchtung der abzuwickelnden Materialbahn 14 oder Folie erkannt werden und in Abhängigkeit von den Sensorsignalen die Justierung der Axialführungseinrichtung 22 durch motorisches Verschieben der beiden Anlageelemente 24 und 26 auf und entlang der Laufschiene 30 ständig während des Betriebs angepasst werden kann.
Die Sensoreinrichtung 34 kann insbesondere einen optischen Sensor wie bspw. eine Lichtschranke, eine Kamera mit nachgeschalteter Bildauswertung o. dgl. umfassen, der/die signal- und/oder regelungstechnisch mit dem motorischen Antrieb für die Axialführungseinrichtung 22 gekoppelt ist welche wiederum für eine angepasste Positionierung der Rolle 12 auf dem Dorn 16 sorgt.
Je nach gelieferten Sensorwerten können die beiden Anschlag- oder Anlageelemente 24 und 26 parallel zur Achsrichtung des Dorns 16 in die eine oder andere Richtung verschoben werden. Wahlweise können hierbei geringfügige Abweichungen von einem exakt parallelen Verstellvorgang zugelassen werden, wenn sich bspw. die Rollenbreite während des Abwickelns des Materials 14 geringfügig ändert. Dies kann dann der Fall sein, wenn der innere Bereich des Flach- oder Folienmaterials 14 gleichmäßiger gewickelt ist, so dass sich während des Abwickelns des Materials 14 die Gesamtbreite der Rolle 12 geringfügig reduziert. Um für solche Fälle möglichst kein seitliches Spiel zwischen den Anschlag- oder Anlageelementen 24, 26 und der rotierenden Rolle 12 zuzulassen, kann einer der beiden seitlichen Elemente 24 oder 26 je nach Bedarf geringfügig zur Rolle 12 zugestellt werden.
Die beiden Anlageelemente 24 und 26 weisen jeweils zueinander weisende parallele Anlageflächen auf, an denen die Stirnseiten der Rolle 12 geführt sind. Der Dorn 16 durchdringt diese Anlageflächen der Anlagenelemente 24, 26 jeweils berührungsfrei; die entsprechenden Aussparungen 36 für den Dorn 16 sind entsprechend dimensioniert.
An der dem Lagerbock 18 mit dem Antriebsmotor 17 zugewandten ersten Anlageelement 24 ist ein Lagerschild 38 angeordnet, der Gleitelemente wie bspw. Kugeln 40 aufweist, an denen die anliegende Stirnseite der Rolle 12 abwälzen kann, so dass sie weitgehend widerstands- und reibungsarm geführt ist. Ein entsprechendes Element fehlt am zweiten Anlageelement 26 bzw. ist dort nicht erkennbar/abgebildet, kann jedoch ebenso vorhanden sein. Sofern sich dort kein Lagerschild in Nähe des freien Endes 20 des Dorns 16 befinden sollte, kann die Rolle 12 dort ggf. unter leichter Berührung gleiten.
Auch wenn dies in den Figuren 1 bis 3 nicht erkennbar ist, ist typischerweise auch an dem verschwenkbaren zweiten Anlageelement 26 ein entsprechendes Lagerschild angeordnet, das vorzugsweise gleichartig aufgebaut und gestaltet ist wie das am ersten Anlageelement 24 angeordnete und in den Figuren 2 und 3 deutlich erkennbare Lagerschild 38. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass eine abgewickelte Rolle 12 beidseitig reibungsarm geführt ist und sich problemlos drehen lässt.
Wie es die schematische Seitenansicht der Fig. 3 veranschaulicht, ist dieses zweite Anlageelement 26 klappbar gestaltet, damit eine neue Rolle 12 auf den Dorn 16 aufgeschoben bzw. eine verbrauchte Rolle 12 von diesem abgezogen werden kann. Auf diese Weise ist der Dorn 16 für die Entnahme einer verbrauchten oder für die Bestückung mit einer neuen Rolle 12 mit darauf befindlichem Flach- oder Folienmaterial 14 zugänglich. Das zweite Anlageelement 26 weist jeweils Gelenke 42 an seinen Verbindungsstellen zur jeweiligen seitlichen Schlittenführung 28 auf, so dass in der in Fig. 3 gezeigten Weise in vom freien Ende 20 des Dorns 16 wegweisender Richtung nach unten geschwenkt werden kann.
Zum erleichterten Aufschieben einer neuen Rolle 12 auf den Dorn 16 bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle 12 kann der Dorn16 wahlweise aus einer Maschinenumgebung heraus in Richtung seines freien Endes 20 verschiebbar und/oder verlängerbar bzw. aus seiner Position bewegt werden (nicht gezeigt); dies kann eine ergonomische Beschickung mit einer weiteren Rolle 12 erleichtern. Außerdem kann bspw. auch eine (hier nicht dargestellte) Schweißeinheit zur automatischen und/oder teilautomatischen Verbindung eines Folien- oder Flachmaterialendes mit einem Materialanfang einer neu eingelegten Rolle 12 gemeinsam oder zeitlich versetzt mit dem Dorn 16 nach außen in Richtung zu dessen freiem Ende 20 fahrbar oder verschiebbar sein, was ebenfalls der ergonomischeren Beschickung dient.
Das erwähnte Folien- oder Flachmaterial 14, das auf der Rolle 12 aufgewickelt ist, dient normalerweise als Verpackungsmaterial, das innerhalb einer hier nicht gezeigten Verpackungsmaschine verarbeitet wird, bspw. zur Verpackung von Gebinden mit Stückgütern wie Getränkebehältern oder auch zur Verpackung von größeren Einheiten wie kompletten palettierfähigen Lagen solcher Stückgutzusammenstellungen oder auch von Paletten mit gestapelten Stückgut- oder Gebindelagen. Die erfindungsgemäße Halte- und Abrollvorrichtung 10 für auf Rollen 12 gewickeltes Flach- und/oder Folienmaterial 14 ist insbesondere Teil einer solchen Verpackungsmaschine. Da die Rollen 12 im laufenden Betrieb in regelmäßigen Abständen gewechselt werden müssen, sich jedoch in einem relativ schwer zugänglichen Bereich der Verpackungsmaschine befinden, ist es wichtig, sowohl die Rollenführung als auch die Zugänglichkeit zu optimieren, was mittels der beschriebenen Vorrichtung 10 ermöglicht ist.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

10: Halte- und Abrollvorrichtung, Vorrichtung
12: Rolle
14: Flach- und/oder Folienmaterial, Materialbahn
16: Dorn
17: Antriebsmotor
18: Lagerbock
20: freies Ende
22: Axialführungseinrichtung
24: erstes Anlageelement
26: zweites Anlageelement
28: Schlitten, Führungsschlitten, Schlittenführung
30: Laufschiene
32: Schraubverbindung
34: Sensoreinrichtung
36: Aussparung
38: Lagerschild
40: Kugel, Wälzkörper
42: Gelenk

Claims

Halte- und Abrollvorrichtung (10) für auf Rollen (12) gewickeltes Flach- und/oder Folienmaterial (14), mit einem zumindest einseitig gelagerten drehbaren Dorn (16) zur weitgehend spielfreien Aufnahme eines hohlen oder hohlzylindrischen Kerns einer abzuwickelnden Rolle (12), mit einer in Längserstreckungsrichtung des Dorns (16) verstellbaren Axialführungseinrichtung (22) für eine auf dem Dorn (16) befindliche und dort drehbar gelagerte Rolle (12), wobei ein motorischer Antrieb zur Verstellung der Axialführungseinrichtung und/oder einer Rollenhalterung, umfassend zumindest den Dorn (16) und die Axialführungseinrichtung, parallel zur Längserstreckungsrichtung des drehbaren Dorns (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Axialführungseinrichtung (22) durch wenigstens zwei beidseitig der Rolle (12) mit Flach- und/oder Folienmaterial (14) angeordnete Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) gebildet ist, zwischen denen die Rolle (12) rotiert und dass

- die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) jeweils auf Schlitten (28) oder auf einem gemeinsamen Schlitten (28) angeordnet sind, die/der unterhalb des Dorns (16) parallel zu dessen Längserstreckungsrichtung motorisch verstellbar sind/ist und dass

- ein dem freien Ende (20) des Dorns (16) zugeordnetes äußeres Anschlag- bzw. Anlageelement (26) zum Aufschieben einer neuen Rolle (12) auf den Dorn (16) bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle (12) schwenkbar am Schlitten (28) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Sensoreinrichtung (36) zur Erfassung einer Wickelgüte und/oder einer Lagenparallelität des auf der Rolle (12) aufgewickelten Flach- und/oder Folienmaterials (14), wobei der motorische Antrieb zur Verstellung der Axialführungseinrichtung parallel zur Längserstreckungsrichtung des drehbaren Dorns (16) signal- und/oder regelungstechnisch mit der Sensoreinrichtung (36) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Rollenhalterung den Dorn (16), die Axialführungseinrichtung, Anschläge, ein komplettes Gestell der Halterung inkl. den Dorn (16) und die Anschläge umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) gemeinsam in Längserstreckungsrichtung des drehbaren Dorns (16) verstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Rolle (12) mit Flach- und/oder Folienmaterial (14) in einem auf dem drehbaren Dorn (16) fixierten und/oder geklemmten Zustand durch die Axialführungseinrichtung (22) bzw. die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) zentriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der drehbare Dorn (16), die Axialführungseinrichtung (22) bzw. die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) sowie die auf dem Dorn (16) fixierte und/oder geklemmte Rolle (12) mit Flach- und/oder Folienmaterial (14) gemeinsam im Betrieb in Längserstreckungsrichtung des Dorns (16) verstellbar und/oder zentrierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der drehbare Dorn (16), die Axialführungseinrichtung (22) bzw. die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) sowie die auf dem Dorn (16) fixierte und/oder geklemmte Rolle (12) mit Flach- und/oder Folienmaterial (14) gemeinsam vor Inbetriebnahme und/oder einem Abwickeln des auf der Rolle (12) befindlichen Flach- und/oder Folienmaterials (14) gemeinsam vorzentrierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Dorn (16) zum Aufschieben einer neuen Rolle (12) auf den Dorn (16) bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle (12) in Richtung seines freien Endes (20) verschiebbar und/oder verlängerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, bei der eine Schweißeinheit zur automatischen und/oder teilautomatischen Verbindung eines Folien- oder Flachmaterialendes (14) mit einem Materialanfang einer neu eingelegten Rolle (12) gemeinsam oder zeitlich versetzt mit dem Dorn (16) nach außen in Richtung zu dessen freiem Ende (20) fahrbar oder verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Sensoreinrichtung (36) einen optischen Sensor umfasst, der signal- und/oder regelungstechnisch zumindest mit dem motorischen Antrieb für den/die in Längserstreckungsrichtung des Dorns (16) verschiebbaren Schlitten (28) gekoppelt ist.
Behälterverpackungsanlage mit einer Halte- und Abrollvorrichtung (10) für auf Rollen (12) gewickeltes Flach- und/oder Folienmaterial (14), einem in Transportrichtung des Flach- und/oder Folienmaterials (14) stromabwärts angeordneten Folieneinschlagmodul zum Umhüllen von Behältern mit dem Flach- und/oder Folienmaterial (14) und einer in Behältertransportrichtung stromabwärts des Folieneinschlagmoduls angeordneten Schrumpfvorrichtung zum Aufschrumpfen der Folie bzw. des Flachmaterials auf die Behälter, welche Halte- und Abrollvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
Verfahren zum Wechseln einer Rolle (12) mit darauf gewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial (14) innerhalb einer Halte- und Abrollvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, welche Rolle (12) mit ihrem hohlen oder hohlzylindrischen Kern auf einem zumindest einseitig gelagerten drehbaren Dorn (16) aufschiebbar ist, wobei dem Dorn (16) eine Axialführungseinrichtung (22) zugeordnet ist, welche in Längserstreckungsrichtung des Dorns (16) verstellbar ist und die Rolle (12) während eines Abwickelvorganges axial führt, und wobei zumindest ein dem freien Ende (20) des Dorns (16) zugeordnetes äußeres Anschlag- bzw. Anlageelement (26) der Axialführungseinrichtung (22) zum Aufschieben einer neuen Rolle (12) auf den Dorn (16) bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle (12) schwenkbar an einem parallel zur Längsachse des Dorns (16) motorisch verstellbaren Schlitten (28) angeordnet ist und zur Freigabe der Rolle (12) verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Axialführungseinrichtung (22) durch wenigstens zwei beidseitig der Rolle (12) mit Flach- und/oder Folienmaterial (14) angeordnete Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) gebildet ist, zwischen denen die Rolle (12) rotiert und dass

- die wenigstens zwei Anschlag- bzw. Anlageelemente (24, 26) jeweils auf Schlitten (28) oder auf einem gemeinsamen Schlitten (28) angeordnet sind die/der unterhalb des Dorns (16) parallel zu dessen Längserstreckung motorisch verstellt wird/werden und dass

- ein dem freien Ende (20) des Dorns (16) zugeordnetes äußeres Anschlag- bzw. Anlageelement (26) zum Aufschieben einer neuen Rolle (12) auf den Dorn (16) bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle (12) am Schlitten (28) geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Dorn (16) zum Aufschieben einer neuen Rolle (12) auf den Dorn (16) bzw. zur Entnahme einer verbrauchten Rolle (12) in Richtung seines freien Endes (20) verschoben und/oder verlängert wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem eine Schweißeinheit zur automatischen und/oder teilautomatischen Verbindung eines Folien- oder Flachmaterialendes (14) mit einem Materialanfang einer neu eingelegten Rolle (12) gemeinsam oder zeitlich versetzt mit dem Dorn (16) nach außen in Richtung zu dessen freiem Ende (20) gefahren oder verschoben wird.