[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln einer Ware mit einer Folie, die
von einer Vorratsrolle abgespult und über mindestens eine Umlenkvorrichtung der Ware
zugeführt wird, die die Folie mit einer diese von der Vorratsrolle abspulenden und
sie dehnenden Kraft beaufschlagt.
[0002] Die Erfindung betrifft desweiteren eine Vorrichtung zum Umwickeln einer Ware mit
einer Folie, die auf einer rotationsfähig gelagerten Vorratsrolle bevorratet und
im Bereich mindestens einer rotationsfähig gelagerten Umlenkvorrichtung in Richtung
auf die Ware umgelenkt ist, die die Folie mit einer diese von der Vorratsrolle abspulenden
und sie dehnenden Kraft beaufschlagt.
[0003] Bei der Durchführung von bekannten Verfahren zum Umwickeln einer Ware mit einer dehnbaren
Folie wird diese in verhältnismäßig kurzer Zeit einer starken Dehnung unterworfen.
Die die Folie dehnenden Kräfte wirken in ihrem zeitlichen Verlauf im wesentlichen
sprungförmig auf die Folie ein. Diese sprunsförmige Einwirkung führt oft zu Beschädigungen
oder zu einem Zerreißen der Folie. Dies resultiert im wesentlichen daraus, daß die
zu dehnenden Folien aus Kunstoffen ausgebildet sind, die im ungedehnten Zustand nicht
ausgerichtete Makromoleküle aufweisen, die beliebige Ausrichtungen einnehmen können.
Die Festigkeit und die Dehnfähigkeit der Folie wird jedoch wesentlich von der Ausrichtung
dieser Makromoleküle beeinflußt. Bei einer ungünstigen Ausrichtung der Makromoleküle
ist deshalb bei einer großen sprungförmigen Belastung der Folie mit sie dehnenden
Kräften mit Beschädigungen zu rechnen.
[0004] Ein weiterer Nachteil von vorbekannten Verfahren ist darin zu sehen, daß die Folie
oft bereits im Bereich der Vorratsrolle mit erheblichen sich dehnenden Kräften beaufschlagt
wird. Da die Folie jedoch auf der Vor ratsrolle aufgewickelt ist und erhebliche Haftungskräfte
zwischen aufeinander liegenden Folienbahnen wirken, ist die Dehnfähigkeit der Folie
im Bereich der Vorratsrolle nur im geringem Umfang gegeben. Bei einer zu starken Belastung
der Folie mit Zugkräften ist deshalb im Bereich der Vorratsrolle eine erhöhte Beschädigungsgefahr
gegeben.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten
Art derart zu verbessern, daß die Folie einer schonenden Dehnung unterworfen wird.
[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Folie in einem Bereich zwischen
der Vorratsrolle und der Umlenkvorrichtung vorgedehnt und in einem Bereich zwischen
der Umlenkrolle und der Ware nachgedehnt wird.
[0007] Durch die Vordehnung wird gewährleistet, daß die Folie im Bereich der Vorratsrolle
nur mit geringen sie dehnenden Kräften beaufschlagt wird. Zum anderen werden die die
Folie ausbildenden Makromoleküle durch die Vordehnung in eine geeignete Richtung ausgerichtet
und dadurch die für die Nachdehnung erforderliche Dehnfähigkeit gewährleistet. Durch
eine geeignete Anordnung der Umlenkvorrichtung kann in einfacher Weise gewährleistet
werden, daß sowohl für die Vordehnung als auch für die Nachdehnung ein ausreichen-
der Zeitraum zur Verfügung steht. Die dehnenden Kräfte können die Folie deshalb auf
einem ausreichend langen Transportweg beaufschlagen und schonend die vorgesehene
Foliendehnung hervorrufen.
[0008] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Vordehnung im
wesentlichen durch eine Bremsung der Vorratsrolle und die Nachdehnung im wesentlichen
durch eine Bremsung der Umlenkvorrichtung. Durch eine Abstimmung der im Bereich der
Vorratsrolle sowie der im Bereich der Umlenkvorrichtung einwirkenden Bremskräfte kann
das Verhältnis der Vordehnung zur Nachdehnung in Abhängigkeit vom verwendeten Folienmaterial
beeinflußt werden. Insbesondere ist es möglich, für unterschiedliche Foliendicken
und Folienmaterialien einen für eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit angestrebten
Dehnungsverlauf einzustellen.
[0009] Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die im Bereich
der Vorratsrolle und der Umlenkvorrichtung entfalteten Kräfte von Meßaufnehmern erfaßt
und einer Auswertungseinheit zugeführt. Die Auswertungseinheit steuert die Vorratsrollenbremse
und die Umlenkvorrichtungsbremse in Abhängigkeit von den ermittelten Meßwerten. Darüber
hinaus ist es auch möglich, zusätzlich die im Bereich der Ware entfalteten Antriebskräfte
zu erfassen und bei der Ansteuerung der Bremsen auszuwerten. Durch eine derartige
überwachung und Regelung können zum einen in einfacher Weise Materialungleichmäßigkeiten
selbsttätig ausgeglichen werden, zum anderen kann auch bei einer ungleichmäßigen
Entfaltung der die Folie dehnenden Kräfte, beispielsweise durch eine nicht zentrische
Rotationsbewegung der Ware, eine Beschädigung der zu dehnenden Folie mit hoher Sicherheit
ausgeschlossen werden.
[0010] Die bislang bekanntgewordenen Vorrichtungen zum Umwickeln einer Ware mit einer Folie
weisen entweder freilaufende Umlenkrollen oder mit einem separaten Antrieb versehene
Umlenkrollen auf. Bei der Verwendung einer freilaufenden Umlenkrolle tritt jedoch
das Problem auf, daß die die Folie dehnenden Kräfte bereits im Bereich der Vorratsrolle
und im sich unmittelbar an die Vorratsrolle anschließenden Bereich der Folie auf
diese einwirken. Die Einwirkung von nicht unerheblichen Kräften in diesem Bereich
führt jedoch oft zu einer Beschädigung bzw. zu einem Zerreißen der Folie, wenn die
Wickelgeschwindigkeit eine für einen wirtschaftlichen Betrieb der Vorrichtung erforderliche
Höhe aufweist. Bei Vorrichtungen, die mit einem separaten Antrieb versehene Umlenkrollen
aufweisen, wird dieser Effekt noch dadurch verstärkt, daß die Dehnung der Folie nahezu
Vollständig im Bereich zwischen der Umlenkrolle und der Vorratsrolle stattfindet und
zwischen der Umlenkrolle und der Ware eine teilweise Entspannung der Folie vorgesehen
ist. Diese Beaufschlagung der Folie im Bereich der Vorratsrolle mit erhöhten sie
dehnenden Kräften führt jedoch noch in erheblich größerem Umfang zu Beschädigungen
der Folie, als die Verwendung einer freilaufenden Umlenkrolle.
[0011] Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend
genannten Art derart zu verbessern, daß Überlastungen der Folie weitgehend vermieden
werden.
[0012] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Vorratsrolle
eine Vorratsrollenbremse und im Bereich der Umlenkvorrichtung eine Umlenkvorrichtungsbremse
angeordnet ist.
[0013] Die Anordnung von Bremsen sowohl im Bereich der Vorratsrolle als auch im Bereich
der Umlenkvorrichtung ermöglicht es, den Bereich der Foliendehnung in einen Vordehnungsbereich
und einen Nachdehnungsbereich aufzuteilen. Diese Aufteilung gewährleistet die schonende
Beaufschlagung der Folie mit sie dehnenden Kräften im Bereich der Vorratsrolle und
eine damit verbundene Ausrichtung der Makromoleküle. Im sich anschließenden Bereich
der Nachdehnung kann die im Bereich der Vordehnung vorbereitete Folie im erforderlichen
Umfang gedehnt werden, ohne daß Beschädigungen der Folie zu befürchten sind. Durch
eine geeignete Einstellung der Bremsstärke kann die Vorrichtung an unterschiedliche
Betriebsbedingungen angepaßt werden.
[0014] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Bremsen mit einer
sie steuernden Auswertungseinheit verbunden, die im Bereich der Bremsen erfaßte Signale,
die die jeweilige Bremsstärke kennzeichnen, auswertet und in die Bremsstärke steuernde
Signale umsetzt. Durch die Auswertungseinheit kann auch bei sich ändernden Betriebsbedingungen
eine sichere Betriebsweise der Vorrichtung gewährleistet werden.
[0015] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
[0016] In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zur Umwicklung einer Ware mit einer
Folie,
Fig. 2: eine Prinzipskizze einer Vorrichtung mit gesteuerten Bremsen und
Fig. 3: eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit höhenverstellbaren Tragarm.
[0017] Eine Vorrichtung zum Umwickeln einer Ware (1) mit einer Folie (2) besteht im wesentlichen
aus einer Vorratsrolle (3), einer Umlenkvorrichtung (4) sowie einer die Ware (1) rotatorisch
antreibenden Antriebsvorrichtung (5). In Transportrichtung (6) der Folie (2) können
auch mehrere Umlenkvorrichtungen (4) hintereinander angeordnet sein. Die Umlenkvorrichtung
(4) ist als rotationsfähig gelagerte Umlenkwalze (7) ausgebildet, die sich mit ihrer
Längsachse im wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung (6) erstreckt. Im Bereich
der Vorratsrolle (3) ist eine Vorratsrollenbremse (8) und im Bereich der Umlenkvorrichtung
(4) eine Umlenkvorrichtungsbremse (9) angeordnet.
[0018] Zwischen der Vorratsrolle (3) und der Umlenkvorrichtung (4) erstreckt sich ein Vordehnungsbereich
(1o) und zwischen der Umlenkvorrichtung (4) und der Ware (1) ein Nachdehnungsbereich
(11). Die Vorratsrolle (3) und die Umlenkvorrichtung (4) sind im Bereich eines Tragarms
(12) rotationsfähig gelagert. Der Tragarm (12) erstreckt sich in lotrechter Richtung
unterhalb der Vorratsrolle (3) und der Umlenkvorrichtung (4). Es ist aber auch möglich,
den Tragarm (12) in lotrechter Richtung oberhalb der Vorratsrolle (3) und der Umlenkvorrichtung
(4) anzuordnen. Die Bremsen (8,9) sind mechanisch ausgebildet, es ist aber auch möglich,
eine elektrisch Ausbildung vorzusehen. Im Bereich der Vorratsrollenbremse (8) und
der Umlenkvorrichtungsbremse (9) sind Bremssensoren (13,14) angeordnet, die die im
Bereich der jeweiligen Bremse (8,9) entfalteten Bremskräfte messen. Die Bremssensoren
(13,14) sind über Signalleitungen (15,16) mit einer Auswertungseinheit (17) verbunden.
Die Auswertungseinheit (17) steuert die Bremsen (8,9) unter Brücksichtigung der
von den Bremssensoren (13,14) erfaßten Daten über Steuerleitungen (18,19).
[0019] Die Antriebsvorrichtung (5) ist im wesentlichen als Aufstellungsfläche (2o) ausgebildet,
die von einem Antrieb (21) rotatorisch angetrieben wird. Die Aufstellungsfläche (2o)
ist als ein Drehteller (22) ausgebildet, der im Bereich seines Mittelpunkt rotationsfähig
gelagert ist. Die in den Antrieb (21) eingespeiste Antriebsenergie wird von einem
Antriebssensor (23) erfaßt und über eine Signalleitung (24) zur Auswertungseinheit
(17) übertragen.
[0020] Der Tragarm (12) ist im Bereich einer Hubvorrichtung (25) höhenverstellbar geführt
und durch ein Ausrichtelement (26) in seiner Orientierung fest gelegt.
[0021] Die Folie (2) wird von der Vorratsrolle (3) abgezogen und über die Umlenkvorrichtung
(4) in Richtung auf die Ware (1) geführt. Nach einer mindestens bereichsweisen Verbindung
der Folie (2) mit der Ware (1) wird die Ware (1) über die Antriebsvorrichtung (5)
in eine Rotationsbewegung versetzt. Durch die Rotationsbewegung der Ware (1) wird
die Folie (2) mit Zugkräften beaufschlagt, die zum einen die Folie (2) von der Vorratsrolle
(3) abwickeln und zum anderen sowohl im Vordehnungsbereich (1o) als auch im Nachdehnungsbereich
(11) zu einer Dehnung der Folie (2) führen. Durch die vorgesehene geringe Dehnung
im Vordehnungssbereich (1o) wird die Folie schonend von der Vorratsrolle (3) abgewickelt
und die das Material der Folie (2) ausbildenden Makromoleküle in eine geeignete Orientierung
ausgerichtet. Im Nachdehnungsbereich (11) wird die so vorbehandelte Folie der erforderlichen
Dehnung unterworfen. Die Stärke der jeweiligen Dehnung in den Bereichen (1o,11) ist
über die Stärke der Bremsung im Bereich der Bremsen (8,9) vorgebbar.
[0022] Bei einer mit Bremssensoren (13,14) ausgestatteten Vorrichtung kann die jeweilige
Bremskraft in Abhängigkeit von wechselnden Einsatzbedingungen durch die Auswertungseinheit
(17) automatisch vorgegeben werden. Bei einer zusätzlichen Auswertung der Signale
des Antriebssensors (23) kann darüber hinaus das dynamische Verhalten der Vorrichtung
noch weiter verbessert werden, da Schwankungen im Bereich der Antriebsleistung bereits
vor Entfalten einer Auswirkung auf die Foliedehnung erfaßt und kompensiert werden
können. Die Auswertungseinheit (17) führt den Bremsen (8,9) über die Steuerleitungen
(18,19) sie einstellende Signale zu. Der Betrieb der Vorrichtung kann deshalb weitgehend
ohne manuelle Eingriffe erfolgen. Nach einer ausreichenden Umwickelung der Ware (1)
wird die Folie durchtrennt, die Ware (1) aus dem Bereich der Antriebsvorrichtung (5)
entfernt und durch eine neue zu verpackende Ware (1) ersetzt.
[0023] Bei Waren (1), die in lotrechter Richtung eine Ausdehnung aufweisen, die größer als
die Folienbreite ist, wird über die Hubvorrichtung (25) die Vorratsrolle (3) und die
Umlenkvorrichtung (4) während des Umwickelns der Ware (1) in lotrechter Richtung
höhenverstellt und dadurch eine im wesentlichen wendelförmig ausgebildete Umwickelung
der Ware (1) erzeugt.
[0024] Im Bereich der Vorratsrolle (3) kann ein den Durchmesser erfassender Durchmessersensor
(27) angeordnet sein. Der Durchmessersensor (27) ermöglicht eine Nachregulierung der
im Bereich der Vorratsrollenbremse (8) entfalteten Bremskräfte in Abhängigkeit von
der Ausrichtung der Transportrichtung (6) in Relation zur Längsachse der Vorratsrolle
(3). Die Transportrichtung (6) verläuft mit zunehmender Abwickelung der Vorratsrolle
(3) in einen abnehmenden Win kel zur Verbindungslinie der Achse der Vorratsrolle
(3) und der Achse der Umlenkvorrichtung (4). In Abhängigkeit von diesen Winkel wird
die Bremskraft manuell oder automatisch von der Auswertungseinheit (17) nachgestellt.
1. Verfahren zum Umwickeln einer Ware mit einer Folie, die von einer Vorratsrolle
abgespult und über mindestens eine Umlenkvorrichtung der Ware zugeführt wird, die
die Folie mit einer diese von der Vorratsrolle abspulenden und sie dehnenden Kraft
beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) in einem Bereich zwischen
der Vorratsrolle (3)und der Umlenkvorrichtung (4) vorgedehnt und in einem Bereich
zwischen der Umlenkvorrichtung (4) und der Ware (1) nachgedehnt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsrolle (3) gebremst
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkvorrichtung
(4) gebremst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ware (1) bezüglich
einer sich im wesentlichen senkrecht zu einer Transportrichtung (6) der Folie (2)
erstreckenden Drehachse rotatorisch angetrieben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) im
Bereich der Umlenkvorrichtung (4) mit einer Bremskraft beaufschlagt wird, die im wesentlichen
gleich der im Bereich der Vorratsrolle (3) entfalteten Bremskraft ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) im
Bereich der Umlenkvorrichtung (4) mit einer größeren Bremskraft als im Bereich der
Vorratsrolle (3) beaufschlagt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsrolle
(3) mit einer größeren Bremskraft als die Umlenkvorrichtung (4) beaufschlagt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der
Vorratsrolle (3) entfaltete Bremskraft gemessen und einer Auswertungseinheit (17)
zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der
Umlenkvorrichtung (4) entfaltete Bremskraft gemessen und der Auswertungseinheit (17)
zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Ware (1)
antreibende Antriebsleistung gemessen und der Meßwert zur Auswertungseinheit (17)
übertragen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkvorrichtung
(4) mit einer konstanten Bremskraft beaufschlagt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkvorrichtung
(4) mit einer variablen Bramskraft beaufschlagt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsrolle
(3) mit einer konstanten Bremskraft beaufschlagt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsrolle
(3) mit einer variablen Bremskraft beaufschlagt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umlenkvorrichtung
(4) bremsenden Bremskraft gesteuert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die die Vorratsrolle
(3) bremsende Bremskraft gesteuert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umlenkvorrichtung
(4) bremsende Bremskraft geregelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die die Vorratsrolle
(3) bremsende Bremskraft geregelt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ware (1) von
den Windungen der Folie (2) im wesentlichen wendelförmig umschlungen wird.
20. Vorrichtung zum Umwickeln einer Ware mit einer Folie, die auf einer rotationsfähig
gelagerten Vorratsrolle bevorratet und im Bereich mindestens einer rotationsfähig
gelagerten Umlenkvorrichtung in Richtung auf die Ware umgelenkt ist, die die Folie
mit einer diese von der Vorratsrolle abspulenden und sie dehnenden Kraft beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Vorratsrolle (3) eine Vorratsrollenbremse
(8) und im Bereich der Umlenkvorrichtung (4) eine Umlenkvorrichtungsbremse (9) angeordnet
ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Umlenkvorrichtungsbremse
(9) ein die Bremskraft messender Bremssensor (13) angeordnet ist, der über eine Signalleitung
(15) mit einer Auswertungseinheit (17) verbunden ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 und 21 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der
Vorratsrollensbremse (8) ein Bremssensor (14) angeordnet ist, der über eine Signalleitung
(16) mit der Auswertungseinheit (17) verbunden ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20 bis 22 dadurch gekennzeichnet, daß die Ware (1)
im Bereich einer Antriebsvorrichtung (5) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 20 bis 23 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des
Antriebs (21) ein die Antriebsleistung messender Antriebssensor (23) angeordnet ist,
der über eine Signalleitung (24) mit der Auswertungseinheit (17) verbunden ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsrollenbremse
(8) über eine Steuerleitung (19) mit der Auswertungseinheit (17) verbunden ist.