Verfahren und Vorrichtung zum Recken von Materialbahnen, insbesondere Deckelfolienbahnen für Verpackungsbehältnisse

Abstract

 Verfahren und Vorrichtung zum intermittierenden, abschnittsweisen Recken einer zumindest zweischichtigen, eine Schicht aus Papier umfassenden Materialbahn, insbesondere Deckelfolienbahn, bei denen die Papierschicht vor Eintragen einer Dehnungskraft in den zu reckenden Bahnabschnitt angefeuchtet wird. Diese Anfeuchtung wird dabei unmittelbar vor dem Reckvorgang vorgenommen, wobei zwei im Abstand in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordnete, einen zu reckenden Bahnabschnitt (13) aufspannende, ein- un aus- schaltbare Spannvorrichtungen (8, 10) mit jeweils gegen die Bahn einrückbaren Spanngliedern (11, 12) und ein zwischen den Spannvorrichtungen (8, 10) angeordnetes Reckwerkzeug (9) vorgesehen sind. Das Reckwerkzeug (9) umfaßt ein balkenförmiges, quer zur Bahnlaufrichtung ausgerichtetes, sich über die Bahnbreite erstreckendes Druckstück (16) sowie einen Antrieb (15), mittels dem das Druckstück (16) in einer senkrecht zur Ebene des aufgespannten Bahnstücks (13) ausgerichteten Bewegung aus einer einseitig zur Ebene des Bahnstücks (13) gelegenen Ausgangsstellung in eine Reckendstellung bewegbar ist. Dabei ist dem Reckwerkzeug (9) in Bahnlaufrichtung eine Bahnbefeuchtungsvorrichtung (7) vorgeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Recken von Materialbahnen, insbesondere Deckelfolien­bahnen für Verpackungsbehältnisse gemäß dem Oberbe­griff des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfin­dung auf eine Vorrichtung zm Recken von Material­bahnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

[0002] Bei einem bekannten Verfahren der oben genannten Art (DE-A-34 23 386) findet eine von einer Vorratsrolle ablaufende Materialbahn Verwendung, deren Papier­schicht als Ganzes herstellerseitig bereits hydrati­siert und zur Vermeidung von Verdunstungserscheinungen mit einem Überdrucklack überzogen ist. Eine derartige Materialbahn setzt ein Bedrucken und Trocknen von Druckfarben vor dem Hydratisierungsvorgang voraus, ist aufgrund nicht auszuschließender, sondern nur verrin­gerbarer Verdunstung nur begrenzt lagerfähig, hat ein um das Gewicht der Feuchtigkeit und des Überdruck­lackes erhöhtes Transportgewicht und bietet erhöhte Beschädigungsgefahren der Papierschicht nach dem Recken und auch nach dem Vereinzeln und Aufbringen von Deckeln auf ihren Verpackungsbehältnissen dar.

[0003] Zur Durchführung des bekannten Reckverfahrens kann eine Bremsvorrichtung vorgesehen sein, die auf den Träger der Vorratsrolle für die Materialbahn einwirkt Für Materialbahnen, die aus einschichtigem Material, z.B. Kunststoffolie, Aluminiumfolie od.dgl., bestehen, sind auch Reckvorrichtungen bekannt, die ein gegen einen aufgespannten Bahnabschnitt einrückbares Reck­werkzeug aufweisen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­fahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen eine Papierschicht umfassende, gegebenenfalls be­druckte, ansonsten aber unvorbereitete Materialbahnen, insbesondere Deckelfolienbahnen, in einem bei derarti­gen Bahnen üblichen Ausmaß ohne Auftreten von Beschä­digungen in der Papierschicht gereckt werden können.

[0005] Diese Aufgabe löst das Verfahren ausgehend von einem solchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.Die Vorrichtung löst diese Aufgabe ausgehend von einer solchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 4. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen der Erfindung wird hinsichtlich des Verfahrens auf die Ansprüche 2 und 3 und hinsichtlich der Vorrichtung auf die Ansprüche 5 bis 18 verwiesen.

[0006] Verfahren und Vorrichtung ermöglichen ein schnelles, zuverlässiges und beschädigungsfreies Recken von eine Papierschicht umfassenden Materialbahnen, die weder einer herstellerseitigen Vorbereitung bedürfen noch bei ihrer Weiterverarbeitung besonderen Gefährdungen ausgesetzt sind. Die Konzentration der durch die An­feuchtung herbeigeführten Erweichung der Papierschicht auf den jeweils zu reckenden Bahnabschnitt ermöglicht einen präzisen Reckvorgang ohne Druckbildverzerrungen, während gleichzeitig die Möglichkeit gegeben ist, Be­druckungs- und nachfolgende Druckfarbentrockungsvor­gänge vom Bahnhersteller unabhängig durchzuführen, z.B. auch unmittelbar vor einem Reckvorgang oder nach diesem und vor Erreichen der Deckelsiegelungsstation. Da die Papierschicht nur eine Zwischenerweichung er­fährt, die sich im wesentlichen auf den Bereich der Reckstation beschränkt, werden Kleb- oder Siegelvor­gänge nicht durch Feuchtigkeit in der Papierschicht beeinträchtigt, so daß diese unmittelbar nach dem Recken des Bahnabschnittes ausgeführt werden können.

[0007] Zahlreiche weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­führungsbeispiels des Gegenstands der Erfindung, das in der Zeichnung näher veranschaulicht ist. Diese Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine ab­gebrochene Seitenansicht einer Reckvorrichtung, die ein gesondertes Gerät bilden oder auch Teil einer Ver­packungsmaschine sein kann.

[0008] Die in der Zeichnung veranschaulichte Reckvorrichtung umfaßt ein Vorrichtungsgestell 1, das Umlenkrollen 2,3,4 und 5 für eine Materialbahn 6 lagert, die zumin­dest aus zwei Schichten besteht. Eine dieser Schich­ten, und zwar die jeweils in der Zeichnung unterste Schicht, besteht aus Papier, das beispielsweise auf eine Polyäthylenfolie aufkaschiert ist. Anstelle einer solchen Polyäthylenfolie kann jede andere geeignete Kunststoff- oder auch eine Metallfolie Anwendung fin­den, jedoch sind Kunststoffolie aufgrund niedriger Kosten und guter Verarbeitungseigenschaften bevorzugt.

[0009] Nach Passieren der Umlenkrolle 3 überläuft die Mate­rialbahn 6, deren Bahnlaufrichtung durch die einge­zeichneten Pfeile veranschaulicht ist, eine Bahnbe­feuchtungsvorrichtung 7, wonach sie eine erste Spann­vorrichtung 8 passiert, ein Reckwerkzeug 9 überläuft und schließlich eine zweite Spannvorrichtung 10 durch­läuft, bevor sie nach Passieren der Umlenkrollen 4 bzw. 5 die Reckvorrichtung wieder verläßt.

[0010] Die Spannvorrichtungen 8,10 umfassen obere bzw. untere Klemmbacken 11,12, die mittels eines Antriebs gegen die Bahn einrückbar sind und in eingerückter Stellung diese zwischen sich festlegen. Dadurch wird zwischen den Spannvorrichtungen 8,10 ein Bahnabschnitt 13 auf­gespannt, welcher der Reckung durch das Reckwerkzeug 9 unterliegt.

[0011] Für die Klemmbacken 11,12 der Spannvorrichtungen 8,10 können gesonderte Antriebe vorgesehen sein, jedoch besteht auch die Möglichkeit, die Betätigung der Klemmbacken 12 durch ein Joch 14 vorzunehmen, das durch den Druckmittelzylinder 15 für das Druckstück 16 des Klemmwerkzeugs 9 mitbetätigbar ist. In diesem Fal­le sind die oberen Klemmbacken unmittelbar oberhalb der Ebene des Bahnabschnitts 13 ortsfest am Vorrich­tungsgestell 1 abgestützt, und die unteren Klemmbacken 12 sind mit dem Joch 14 verbunden, das seinerseits mit der Kolbenstange 17 des Druckmittelzylinders 15 ver­bunden sein kann.

[0012] Das Druckstück 16 des Reckwerkzeugs 9 weist eine bo­genförmig gewölbte Druckeingriffsfläche 18 auf, die bevorzugt als Zylindersegmentfläche ausgebildet ist.

[0013] Die in Bahnlaufrichtung gemessene abgewinkelte Länge der Druckeingriffsfläche 18 entspricht annähernd der entsprechend gemessenen Länge des aufgespannten Bahn­abschnitts 13, so daß während des Reckvorganges der Bahnabschnitt 13 nahezu über seine gesamte Länge in Druckeingriff mit dem Druckstück 16 gelangt.

[0014] Die Druckeingriffsfläche 18 des Druckstücks 16 ist bevorzugtermaßen beheizbar, und das Druckstück 16 kann zu diesem Zweck elektrische Heizspiralen 19 oder dg.dgl. Heizmittel aufweisen, die vorteilhaft eine bereichsweise unterschiedliche Beheizung der Druckein­griffsfläche 18 ermöglichen. Durch eine solche unter­schiedliche Beheizung wird dem Druckstück 16 an der Druckeingriffsfläche 18 ein Temperaturprofil in Bahn­laufrichtung vorgegeben, das in der Reckeingriffszeit zwischen Druckstück 16 und Bahnabschnitt 13 eine Über­tragung einer pro Flächeneinheit gleichen Wärmemenge von der Druckeingriffsfläche 18 auf den Bahnabschnitt 13 sicherstellt. Da die Eingriffszeit zwischen der Druckeingriffsfläche 18 und dem Bahnabschnitt 13 im Bereich der Kulminationslinie des Druckstücks 16 am längsten und im Bereich der vorlaufenden und der nach­laufenden Randkante des Druckstücks 16 am kürzesten ist, sieht das Temperaturprofil vor, daß die Tempera­tur der Druckeingriffsfläche 18 von der Kulminations­linie zu der vorlaufenden bzw. nachlaufenden Randkante der Druckeingriffsfläche 18 hin in einem Verhältnis ansteigt, das der in diesen Richtungen fortschreitend abnehmenden Druckeingriffszeit Rechnung trägt.

[0015] Zusätzlich zu dieser Erwärmung des zu reckenden Bahn­abschnitts 13 zum Zwecke der Trocknung dessen Papier­schicht kann auch noch eine weitere Trocknungsstation der Spannvorrichtung 10 nachgeordnet werden, bei­ spielsweise im Bereich zwischen den Umlenkrollen 4 und 5.

[0016] Die Bahnbefeuchtungsvorrichtung 7 ist bei dem darge­stellten Beispiel und bevorzugt als Sprühvorrichtung ausgebildet, die zumindest eine Sprühdüse ,vorzugswei­se eine Breitschlitzdüse , umfaßt. Diese kann an­nähernd Bahnbreite besitzen oder aber ein Sprühfeld haben, das die Bahnbreite unterschreitet. In letzterem Falle ist die Sprühdüse mittels eines Schlittens, Wa­gens od.dgl. Trägers 21 in einer Führung 22 quer zur Bahnlaufrichtung mittels eines nicht näher veranschau­lichten Antriebs hin- und herbewegbar ist.

[0017] Anstelle einer einzelnen Sprühdüse kann die Sprühvor­richtung 20 auch eine Mehrzahl von im Abstand neben­einander und quer zur Bahnlaufrichtung verteilt ange­ordnete Sprühdüsen umfassen, die in Bahnlaufrichtung auch in mehreren Reihen hintereinander angeordnet sein können. Im letzteren Falle sind die Sprühdüsen vor­zugsweise auf Lücke gesetzt. Auch derartige Düsenan­ordnungen können ein Sprühfeld von Bahnbreite oder ein solches von geringerer Breite darbieten, wobei in letzterem Falle welchem Falle wiederum eine hin- und hergehende Querbewegung mittels des Trägers 21 vorzu­sehen ist.

[0018] Die Bahnbefeuchtungsvorrichtung 7 kann statt dessen auch als Walzenauftragsvorrichtung ausgebildet sein, wobei die Auftragswalze unmittelbar als Tauchwalze Flüssigkeit aus einem Vorrat auf die Bahn übertragen oder die zu übertragende Flüssigkeit von einer Spen­derwalze oder -vorrichtung übernehmen kann.

[0019] Bei Transport durch beispielsweise ein Förderwalzen­ paar 23 überläuft die Materialbahn 6 auf dem Wege zwischen die Spannvorrichtungen 8,10 die Bahnbefeuch­tungsvorrichtung 7, welche der ihr gegenüberliegenden Papierschicht Feuchtigkeit in einem an die jeweiligen Verhältnisse anpaßbaren Ausmaß zuführt. Als Befeuch­tungsmittel kann destilliertes Wasser Anwandung fin­den, gegebenenfalls mit Zusatzstoffen, z.B. solchen, die den Trocknungsvorgang begünstigen oder Verfesti­gungswirkungen nach dem Trocknungsvorgang entfalten.

[0020] Befindet sich ein im vorliegenden Beispiel unterseitig im Bereich seiner Papierschicht vollständig an- bzw. durchgefeuchteter Bahnabschnitt 13 zwischen den Spann­vorrichtungen 8,10, werden diese zum Festlegen des Bahnabschnitts 13 eingerückt bzw. geschlossen, wonach das Druckstück 16 betätigt und gegen den aufgespannten Bahnabschnitt 13 eingerückt wird. Der Hubweg des Druckstücks 16 wird durch das gewünschte Reckmaß unter Berücksichtigung der Form der Druckeingriffsfläche 18 bestimmt und jeweils vorgegeben durch eine Steuerungs­vorrichtung, die unter Abtasten von Bahnmarkierungen das erforderliche Reckmaß ermittelt.

[0021] Durch die Beheizung der Druckeingriffsfläche 18 er­folgt bereits während des Reckvorganges eine Trocknung der Papierschicht, die vollständig sein kann. Sofern in Abhängigkeit von Besonderheiten von zur Verwendung kommender Materialien eine vollständige Trocknung im Bereich der Reckstation unerwünscht oder nicht durch­führbar ist, kann der Spannvorrichtung 10 eine Trocknungsstation nachgeschaltet sein, beispielsweise im Bereich zwischen den Umlenkrollen 4,5, die zusätz­lich oder allein die Trocknung herbeiführt.

Ansprüche

1. Verfahren zum intermittierenden, abschnittsweisen Recken einer zumindest zweischichtigen, eine Schicht aus Papier umfasenden Materialbahn, insbesondere Deckelfolienbahn, bei dem die Papierschicht vor Ein­tragen einer Dehnungskraft in den zu reckenden Bahn­abschnitt angefeuchtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfeuchtung unmittellbar vor dem Reckvorgang vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfeuchtung lediglich jeweils in dem nachfol­gend zu reckenden Bahnabschnitt vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die befeuchtete Papierschicht des zu reckenden Bahnabschnitts während des Reckvorgangs und/oder im unmittelbaren Anschluß an diesen und vor einer Weiterverarbeitung der Bahn getrocknet wird.

4. Vorrichtung zum Recken von Materialbahnen (6), ins­besondere Deckelfolienbahnen für Verpackungsbehält­nisse, mit zwei im Abstand in Bahnlaufrichtung hinter­einander angeordneten, einen zu reckenden Bahnab­schnitt (13) aufspannenden, ein- und ausschaltbaren Spannvorrichtungen (8,10) mit jeweils gegen die Bahn einrückbaren Spanngliedern, insbesondere Klemmbacken (11,12) von Bahnbreite, und mit einem zwischen den Spannvorrichtungen (8,10) angeordneten Reckwerkzeug (9) ,das ein balkenförmiges, quer zur Bahnlaufrichtung ausgerichtetes, sich über die Bahnbreite erstreckendes Druckstück (16) sowie einen Antrieb (15) umfaßt, mittels dem das Druckstück (16) in einer senkrecht zur Ebene des aufgespannten Bahnstücks (13) ausgerichteten Bewegung aus einer einseitig zur Ebene des Bahnstücks (13) gelegenen Ausgangsstellung in eine Reckendstel­lung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reckwerkzeug (9) in Bahnlaufrichtung eine Bahnbe­feuchtungsvorrichtung (7) vorgeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, daß die Bahnbefeuchtungsvorrichtung (7) in Bahn­laufrichtung unmittelbar vor der ersten Spannvorrich­tung (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bahnbefeuchtungsvorrichtung (7) und das Reckwerkzeug (9) der Bahn (6) auf der gleichen Bahnseite zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnbefeuch­tungsvorrichtung (7) als Sprühvorrichtung (20) ausge­bildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­net, daß die Bahnbefeuchtungsvorrichtung (7) eine Mehrzahl von im Abstand nebeneinander und quer zur Bahnlaufrichtung verteilt angeordneten Sprühdüsen um­faßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß in Bahnlaufrichtung mehrere Reihen von Sprühdüsen hintereinander angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­net, daß die Sprühdüsen auf Lücke gesetzt sind.

1. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­net, daß die Sprühvorrichtung (20) eine Breitschlitz--­Sprühdüse aufweist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvor­richtung (20) ein Sprühfeld mit einer Breite aufweist, welche die Bahnbreite unterschreitet, und daß die Sprühvorrichtung (20) mittels eines Schlittens, Wagens od.dgl. Trägers (21) quer zur Bahnlaufrichtung hin­und herbewegbar ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnbefeuch­tungsvorrichtung (7) als Walzenauftragsvorrichtung ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (16) eine im Querschnitt bogenförmig gewölbte Druck­eingriffsfläche (18) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­net, daß die Druckeingriffsfläche (18) eine Zylinder­segmentfläche bildet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­net, daß die in Bahnlaufrichtung gemessene abgewickel­ te Länge-der Druckeingriffsfläche (18) annähernd der entsprechend gemessenen Länge des aufgespannten Bahn­abschnitts (13) entspricht.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckein­griffsfläche (18) beheizbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­net, daß die Druckeingriffsfläche (18) bereichsweise unterschiedlich temperierbar ist und ein Temperatur­profil in Bahnlaufrichtung aufweist, das in der Druck­eingriffszeit zwischen Druckstück (16) und Bahnab­schnitt (13) eine Übertragung einer pro Flächeneinheit gleichen Wärmemenge von der Druckeingriffsfläche (18) auf den Bahnabschnitt (13) erbringt.

Zeichnung