DE4034395C2 - Verfahren zum Festhalten eines Verpackungsendstücks auf einer Andruckplatte in einer Rollenverpackungseinheit und Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Festhalten eines Verpackungsendstücks auf einer Andruck­ platte in einer Rollenverpackungseinheit entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Vorrichtung, die für die Durchführung des Verfahrens geeignet ist.

Eine breite Papierrolle, die von einer Papiermaschine gelie­ fert wird, wird nachfolgend an ein Aufteilmesser übergeben, wo sie in Rollen geeigneter Breite aufgespalten wird. Die Rol­ len werden in einer Verpackungseinheit für den Transport verpackt. Der Rollendurchmesser und die Rollenlänge werden an der Verpackungseinheit aufgezeichnet, und auf der Basis der aufgezeichneten Daten werden die Breite und Länge der Hülle sowie die Durchmesser der Verpackungsendstücke ausge­ wählt. Das Verpacken wird begonnen durch das Einstecken der inneren Verpackungsendstücke auf die Enden der Rolle. Als nächstes wird die Hülle um die Rolle gewickelt. Die Hülle ist breiter als die Rolle, wodurch ihre Enden über die Enden der Rolle hinausstehen. Die inneren Verpackungs­ endstücke werden in ihren Positionen festgeklemmt gehalten und die Kanten der Hülle werden über die Enden der Rolle gefaltet. Schließlich werden die äußeren Ver­ packungsendstücke über die Kanten der gefalteten Hülle auf die Enden der Rolle angebracht.

Die äußeren Verpackungsendstücke werden zuerst durch Grei­ fer, die mit Saugnäpfen ausgerüstet sind, von Stapeln mit Verpackungsendstücken aufgenommen, die Verpackungsendstücke verschiedener Dicken und Größen enthalten, von denen immer das geeignetste Verpackungsendstück für die Hülle gewählt wird. Der Greifer nimmt das oberste Verpackungsendstück in dem gewählten Stapel auf und übergibt das Verpackungsend­ stück an die Andruckplatte. Die Andruckplatte ist eine heiz­ bare Platte, die in Richtung der Achse einer in der Ver­ packungseinheit plazierten Rolle beweglich ist. Die Andruck­ platte enthält Sauglöcher, welche das Einfangen der Ver­ packungsendstücke durch Vakuum auf der Platte bewirken. Sobald das Verpackungsendstück an der Platte festgehalten wird, gibt der Greifer das Verpackungsendstück frei, um das nächste Endstück aufzunehmen. Die Andruckplatte mit ihrem festgehaltenen Verpackungsendstück wird gegen das Ende der Rolle gepreßt. Heißschmelzkleber, mit dem die Seite des äuße­ ren Verpackungsendstücks vorbehandelt wurde, die der Rolle gegenüberliegt, wird durch die Hitze der Andruckplatte ge­ schmolzen, wodurch die Klebung des äußeren Verpackungsendstücks auf das Rollenende beim Abkühlen des Klebers bewirkt wird, wenn die Andruckplatte vom Rollenende und dem äußeren Ver­ packungsendstück abgelöst wird.

Außer durch Heißschmelzkleben können die äußeren Ver­ packungsendstücke an den Rollenenden auch durch den Gebrauch alternativer Methoden angebracht werden. Anstatt der Anwen­ dung von Heißschmelzkleber kann der Kleber auf das Rollen­ ende oder die Verpackungsendstück-Oberfläche ausgepreßt oder aufgesprayt werden. Diese Methoden haben gemeinsam, daß die Verklebung des Verpackungsendstücks mit dem Rollen­ ende mittels einer Andruckplatte bewirkt wird.

Die äußeren Verpackungsendstücke haben eine Dicke von unge­ fähr 0,2...1,5 mm und Durchmesser von ungefähr 600...­ 1800 mm. Wegen der Dünne und der großen Durchmesser der Verpackungsendstücke neigen sie dazu, flexibel zu sein. Da die Verpackungsendstücke von verschiedenen Stapeln mit verschiede­ nen Durchmessern ausgewählt werden, müssen die Endstücke bei ihrem Zentrum aufgenommen werden, was es unmöglich macht, daß der Greifer die gesamte Fläche des Verpackungsendstücks unter­ stützt. Wenn das Endstück auf die vertikal ausgerichtete An­ druckplatte übergeben wird, drückt der Greifer das Endstück nur im Zentrum gegen die Andruckplatte. Weil das Endstück nur im Zentrum festgehalten wird, werden die Kanten des Endstücks nicht gegen die Andruckplatte gedrückt. Der obere Teil des End­ stücks wird leicht teilweise von der Oberfläche der Andruck­ platte weggebogen. In diesem Fall können die Saugnäpfe der An­ druckplatte kein hinreichendes Vakuum aufrechterhalten, wodurch das Verpackungsendstück nicht völlig an die Platte angesaugt wird. Ein schlecht anhaftendes Endstück kann sich von der An­ druckplatte ablösen, sich in die Lücke zwischen der Platte und dem Rollenende hineinfalten oder schlecht mit dem Rollenende verklebt werden, woraus eine fehlerhafte Verpackung resultiert.

Aus DE 35 46 284 A1 ist bekannt, in einer Rollenverpackungsein­ heit die Andruckplatte zum Festhalten des Verpackungsendstücks als Saugkopf auszubilden. Zur Stabilisierung des instabilen, vom Saugkopf nur im Zentrum ergriffenen Verpackungsendstücks ist vorgesehen, daß der Saugkopf das Verpackungsendstück in seiner Ebene in Drehbewegung versetzt, so daß es durch den Ef­ fekt der Zentrifugalkraft ausgerichtet bleibt, bis das Verpac­ kungsendstück auf die Stirnseite der Papierrolle umgesetzt ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Methode zu erzielen, die ein sicheres Anhaften des Verpackungsendstücks dicht an der Andruckplatte gewährleistet, wodurch deren Saug­ näpfe ein sicheres Anhaften der Verpackungsendstücke an der Platte bewirken.

Die Erfindung basiert auf der Führung einer schnellen Luftströ­ mung in die Spalte zwischen dem äußeren Verpackungsendstück und der Andruckplatte, wodurch der Luftstrom, der zwischen den bei­ den Flächen strömt, einen Unterdruck in diesem Spalt bewirkt, der eine gleichförmige Anziehung des äußeren Verpackungsend­ stücks in die Nähe der Andruckplatte liefert.

Genauer wird das Verfahren entsprechend der Erfindung durch den Inhalt von Anspruch 1 charakterisiert.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird durch den Anspruch 4 charakterisiert.

Die Erfindung macht es möglich, die Anzahl der Verpackungsfehler zu verringern, die verursacht werden durch schlechte Anhaftung der Verpackungsendstücke an der Andruckplatte und anschließend am Ende der zu verpackenden Rolle. Der Betrieb der Ver­ packungseinheiten wird schneller, weil Fehlersituationen vermindert werden, die durch schlechtes Anhaften der Ver­ packungsendstücke verursacht werden. Während einer Fehl­ funktion muß der Betrieb der Einheit im allgemeinen ange­ halten werden und das schlecht anhaftende Verpackungsend­ stück muß manuell entfernt werden. Zusätzlich zu der resul­ tierenden Unterbrechung der Produktion wird das Betriebs­ personal gefährlichen Bedingungen ausgesetzt. Weil das feh­ lerhaft angeklebte Verpackungsendstück manuell entfernt werden muß, was den Zugang des Operators in den Arbeitsbe­ reich der Verpackungseinheit notwendig macht, ist ein Risiko immer imminent. Daher kann aus einer Reduktion der Fehlfunk­ tionssituationen eine beträchtliche Verbesserung der Arbeits­ sicherheit resultieren.

Die Erfindung wird nachfolgend mit der Hilfe der beigefüg­ ten Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 zeigt schematisch das Funktionsprinzip der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Andruckplatten-Station.

Fig. 3 zeigt eine Frontansicht der Andruckplatten-Station.

Fig. 4 zeigt einen Teilquerschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Frontansicht des Ausführungsbeispiels, das in Fig. 4 dargestellt ist.

Fig. 6 zeigt eine Frontansicht der Andruckplatte entspre­ chend der Erfindung.

Das Funktionsprinzip der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Mit Hilfe der Greifer 2 werden die äuße­ ren Verpackungsendstücke für die beiden Enden der Rolle gleichzeitig auf Andruckplatten 1 plaziert. Die Verpackungs­ endstücke 4 werden auf den Andruckplatten 1 durch ein Vakuum festgehalten, das über Sauglöcher 25 (Fig. 6) ausgeübt wird, wonach die Greifer 2 zur Freigabe der Verpackungsendstücke 4 gesteuert werden. Die Andruckplatten 1 werden von den Positionen, die durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 bezeichnet sind, in eine Position gegenüber den Rollenenden gedreht. In diesem Ausführungsbeispiel der Verpackungsend­ stück-Anbringungseinheit werden die Andruckplatten 1 und Dreharme 5 durch eine Gleitführung 7 getragen (Fig. 3). Die Gleitführung 7 wird mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 8 gedreht, dessen eines Ende an der Gleitführung 7 und des­ sen anderes Ende am Rahmen 6 der Anbringungseinheit befe­ stigt ist. Nach der Schließbewegung zu der Rolle werden die Andruckplatten 1 und die Dreharme 5 entlang der Gleit­ führung 7 dichter an die Rolle herangeschoben, wobei die äußeren Verpackungsendstücke 4 gegen die Rollenenden gepreßt werden. Die erhöhte Temperatur der heizbaren Andruckplatten 1 hat in diesem Stadium bereits den Heißschmelzkleber ge­ schmolzen, der auf die Oberflächen der Verpackungsendstücke 4, die den Rollenenden gegenüberliegen, aufgebracht wurde, und gleichzeitig werden die Verpackungsendstücke 4 an den Rollenenden angebracht. Nachdem das Anhaften der Verpac­ kungsendstücke 4 sichergestellt ist, werden die Andruckplat­ ten 1 abgelöst und die Rolle kann wegtransportiert werden.

Wenn ein schneller Luftstrom aus einem Ausströmloch in einen Spalt geleitet wird, der durch zwei dicht beieinanderliegen­ de Flächen gebildet wird, wobei das Ausströmloch zwischen diesen Flächen angeordnet ist, dann wird ein Unterdruck zwischen den Flächen gebildet. Falls eine der Flächen beweg­ lich ist, wird sie sich in einer Gleichgewichtsposition dicht an der gegenüberliegenden Fläche einfinden, die durch den Umgebungsdruck und andere externe Kraft bestimmt ist. Der Luftstrom zwischen den Ebenen wird jedoch die Ebenen auf eine geringere Distanz getrennt halten.

Fig. 1 stellt ein Verfahren zur Anwendung des oben beschrie­ benen Phänomens dar, um die äußeren Verpackungsendstücke 4 auf der Andruckplatte festzuhalten. Wie in Fig. 1 darge­ stellt, wird das äußere Verpackungsendstück 4 zuerst mittels eines Greifers 2, der mit einem Saugnapf 3 ausgerüstet ist, gegen die Andruckplatte 1 gedrückt. Die Andruckplatte 1 ist an einem Dreharm 5 montiert und eine Luftleitung 5a ist über den Dreharm 5 und die Andruckplatte zum Mittelpunkt der Andruckplatte geführt. Wenn das Verpackungsendstück 4 zuerst durch den Greifer 2 dicht an oder in Berührung mit der Andruckplatte 1 gebracht wird, können sich die Kan­ ten des Verpackungsendstücks 4 von der Andruckplatte wegfal­ ten. Natürlich faltet sich die obere Kante des Verpackungs­ endstücks 4 leichter als die untere Kante. Daher mißlingt es den Sauglöchern 25 auf der Andruckplatte 1 das Ver­ packungsendstück 4 durch Vakuum auf der Andruckplatte fest­ zuhalten. Um ein vollständiges Festhalten des Verpackungs­ endstücks 4 mit seinem gesamten Umkreis auf der Andruckplat­ te 1 zu erreichen, muß das Verpackungsendstück glatt dicht an die Andruckplatte 1 in die Reichweite des Vakuums gebracht werden, das durch die Sauglöcher 25 ausgeübt wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird das Festhalten des Verpackungsendstückes 4 in der Nähe der Andruckplatte 1 durchgeführt, indem das Verpackungsendstück 4 auf der Andruckplatte 1 mit der Hilfe eines Unterdrucks festgehalten wird, der durch einen Luftstrom ausgeübt wird, der zwischen dem Verpackungsendstück 4 und der Andruckplatte 1 eingelei­ tet wird. Entsprechend der Erfindung wird das Verpackungs­ endstück 4 durch den Greifer 2 dicht an die Andruckplatte 1 gebracht oder alternativ wird das Endstück 4 gegen die Andruckplatte 1 gedrückt. Nach diesem Arbeitsgang ist das Verpackungsendstück 4 wenigstens mit der Fläche in der Nähe der Andruckplatte 1 lokalisiert, die durch den Saugnapf 3 an dem Greifer 2 umschlossen wird. Als nächstes wird ein schneller Luftstrom über die Leitung 5a zwischen das Ver­ packungsendstück 4 und die Andruckplatte 1 geleitet. Die Luft strömt von dem Mittelpunkt des Verpackungsendstücks 4 und der Platte 1 zu den Kanten dieser Elemente. Die Rich­ tung des Luftstroms ist durch den Pfeil a bezeichnet.

Durch den Effekt des Luftstroms entwickelt sich eine Unter­ druckzone zwischen der Andruckplatte 1 und dem Endstück 4 an Orten, wo die Lücke zwischen dem Endstück 4 und der Platte 1 schmal ist. Die Lücke zwischen dem Verpackungsend­ stück 4 und der Andruckplatte 1 weitet sich charakteristi­ scherweise zu dem Gebiet des Verpackungsendstücks 4, das oberhalb des Saugnapfes 3 des Greifers 2 liegt. Da sich der Unterdruck am schmalsten Punkt der Lücke entwickelt, drückt der Umgebungsdruck das Verpackungsendstück 4 gegen die Andruckplatte 1. Dadurch wird die Lücke vermindert und die Unterdruckzone kann sich in Richtung der Kanten des Verpackungsendstücks 4 ausweiten, und der Umgebungsdruck kann weiterhin das gesamte Verpackungsendstück 4 dicht an die Andruckplatte 1 drücken. Die Bewegung des Verpackungs­ endstücks 4 ist durch den Pfeil b bezeichnet.

Das Verpackungsendstück 4 findet dicht an der Andruckplatte 1 eine Gleichgewichtsposition, die durch die Strömungsge­ schwindigkeit der Luft aus der Luftleitung 6, dem Umgebungs­ druck, und dem Ort des Greifers 2 bestimmt ist. Wenn sich das Endstück 4 hinreichend dicht an die Platte 1 annähert, saugt das Vakuum, das durch die Sauglöcher 25 angelegt wird, das äußere Verpackungsendstück an die Andruckplatte 1. So­ bald das Verpackungsendstück 4 auf der Andruckplatte 1 fest­ gehalten wird, wird der Luftstrom durch Leitung 6 abgeschal­ tet. Da das Verpackungsendstück 4 nun sehr dicht an der Andruckplatte 1 anliegt, können die Sauglöcher 25 das Ver­ packungsendstück 4 leicht über seine gesamte Fläche bis zum Umfang festhalten.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Durchführungs-Düse in einer Konstruktion, die zu der Andruckplatte kompatibel und geeig­ net ist, um Luft in den Spalt zwischen der Andruckplatte 1 und dem äußeren Verpackungsendstück 4 zu leiten. Entspre­ chend Fig. 4 ist die Düse an die Andruckplatte angepaßt, die eine Druckfläche 9 aufweist, welche durch eine Isola­ tionsschicht 10 unterstützt ist. Zwischen der Isolations­ schicht 10 und der Rückwand 11 der Andruckplatte ist ein Luftkanal 12 angeordnet, durch welchen das Vakuum an die Saugnäpfe angelegt werden kann. Die Luftleitung der Injek­ tions-Düse ist durch die Isolationsschicht 10 und den Luft­ kanal 12 innerhalb eines zylindrischen Durchführungsstückes 13 geführt. Das Durchführungsstück 13 ist mit seinem einen Ende an die Druckfläche 9 angeschweißt, während sein anderes Ende an die Rückwand 11 der Platte geschweißt ist. Beim Luftkanal 12 ist das Durchführungsstück 13 mit einer Öffnung 14 versehen, welche den freien Strom von Luft in den Kanal 12 erlaubt. Das Gebiet um das Durchführungsstück in der Rückwand 15 der Isolationsschicht 10 ist mit einer Stütz­ platte 16 verstärkt. Die Innenfläche des Durchführungsstücks 13 ist mit einem Gewinde versehen und an der Seite der Rück­ wand 11 ist ein Druckluftverbindungsadapter 17 am Ende aufgeschraubt. Der Adapter 17 ist eine Sechskantschraube mit einem Mittelloch 18, deren Ende bei der Sechskantschraube mit einem Gewinde für einen Verbindungsadapter 19 versehen ist für den Anschluß von Druckluft. Der Adapter 17 erstreckt sich über das Loch 14 in dem Durchführungsstück 13 hinaus und ver­ hindert so, daß Luft, welche durch die Düse eingeleitet wird, in den Luftkanal 12 eintritt.

Der Verbindungsadapter 19 ist in das Loch 18 des Durchfüh­ rungsstücks 13 geschraubt, und ein Druckluftschlauch 20 ist mit einer Schlauchschelle 21 an dem Verbindungsadapter befestigt.

An dem Ende, das auf der Seite mit der Druckfläche 9 der Andruckplatte verbleibt, ist eine Schraube 22 mit einem in die Mitte eingebohrten Loch 23 in das Gewinde des Durch­ führungsstücks 13 eingeschraubt. Das gebohrte Loch 23 tritt nicht gerade durch die Schraube 22 hindurch, sondern bildet einen Winkel in Richtung auf die Einlei­ tungskanäle 24. Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat zwei Einleitungs­ kanäle 24. Die Kanäle 24 sind so ausgerichtet, daß sie radial von der Düse auswärts führen, wie in Fig. 5 darge­ stellt.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist durch die Verwendung zweier Düsen 22, 24 des oben beschriebenen Typs in der Andruckplatte 1 realisiert. Die Düsen 22, 24 sind in der Andruckplatte 1 oberhalb der Mittellinie der Platte eingepaßt, so daß die Einleitungskanäle 24 spiegel­ symmetrisch zum Umfang der Platte zeigen. Dieses Ausfüh­ rungsbeispiel ist vorteilhaft zur Erzielung einer schnelle­ ren Anziehung der Verpackungsendstücke 4 in die Nähe der Andruckplatte 1 durch die Wirksamkeit der Verwendung zweier Düsen 22, 24 im oberen Teil der Andruckplatte 1. Der untere Teil der Andruckplatte 1 kann ohne Düsen gelassen werden, weil der untere Teil des Verpackungsendstücks 4 im allgemei­ nen hinreichend dicht an der Andruckplatte 1 hängt, und daher gegen die Platte 1 gesaugt werden kann ohne die Ver­ besserung, die durch den Luftstrom, welcher von den Düsen ausgeht, geliefert wird.

Es ist offensichtlich, daß die Anzahl der Düsen geradzahlig bis zu sechs oder acht gesteigert werden kann, vor allen Dingen dann, wenn große Verpackungsendstücke gehandhabt werden müssen. Die Konstruktion der Düsen kann in Abweichung vom oben Beschriebenen variiert werden. Im oben beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel wird das Vakuum fortwährend über die Sauglöcher in der Andruckplatte 1 ausgeübt. Falls benö­ tigt kann jedoch das Vakuum auch nur zu dem Zeitpunkt ange­ wendet werden, wenn das Verpackungsendstück hinreichend dicht an die Anpreßplatte gebracht ist, durch den Effekt des Luftstroms aus den Düsen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Festhalten eines äußeren Verpac­ kungsendstücks (4) auf einer Andruckplatte (1) einer Rollen­ verpackungseinheit, wobei das Verpackungsendstück mit Hilfe eines Greifers (2) dicht an die Andruckplatte (1) gebracht und durch Vakuum gegen die Andruckplatte (1) gesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zubrin­ gen eines äußeren Verpackungsendstücks (4) dicht an die Andruckplatte (1) ein schneller Luftstrom über wenigstens eine Düse (5a) in die verbleibende Spalte zwischen dem Ver­ packungsendstück (4) und der Andruckplatte (1) geleitet wird, wodurch der Luftstrom einen ersten Unterdruck zwischen den benachbarten Ebenen (1, 4) bewirkt und der Umgebungsdruck das äußere Verpackungsendstück (4) dicht an die Andruckplat­ te (1) preßt, und eine zweite Vakuumquelle das Endstück (4) gegen die Andruckplatte (1) saugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vakuum­ quelle kontinuierlich auf die Spalte zwischen der Andruck­ platte (1) und dem Verpackungsendstück (4) wirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vakuumquelle erst dann angewendet wird, nachdem das äußere Verpackungsendstück (4) durch den ersten Unterdruck gegen die Andruckplatte (1) gepreßt wurde.

4. Vorrichtung für das Festhalten eines äußeren Ver­ packungsendstücks (4) auf einer Andruckplatte (1) einer Rollenverpackungseinheit, bestehend aus

• 1. wenigstens einer Andruckplatte (1) versehen mit Saug­ löchern (25), durch welche ein Vakuum angewendet werden kann zum Festhalten des Verpackungsendstücks (4) auf der Andruckplatte (1) und
• 2. Mittel (5, 7, 8) zur Bewegung der Andruckplatte (1) gegen das Ende der zu verpackenden Rolle,

gekennzeichnet durch

• 1. wenigstens eine Düsenanordnung in der Andruckplatte (1) für die Einleitung von Luft, wobei die Anordnung aus einer Druckluftverbindung und einem Lufteinleitungs­ kanal (18, 23, 24) besteht, der sich in die Druckfläche (9) der Andruckplatte (1) erstreckt zur Einleitung von Luft in die Spalte zwischen der Druckfläche (9) und dem äußeren Verpackungsendstück (4).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (23, 24) des Lufteinleitungskanals (18, 23, 24), der sich bis an die Druckfläche (9) der Andruckplatte (1) erstreckt, im wesent­ lichen parallel zur Ebene der Druckfläche (9) ausgerichtet ist.