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(11) | EP 0 847 947 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Automatischer Rollenwechsler |
| (57) Automatischer Rollenwechsler zum Abwickeln und Zuführen von Folienrollen zu Folienverarbeitungsmaschinen,
insbesondere zu Form-, Füll-, Schließmaschinen (FFS-Maschinen), der aus einem seitlich
verfahrbaren Abwickelbock (1) besteht, der mit 2 oder mehr Folienrollen bestückt werden
kann, sowie aus je einer schwenkbaren Klemmvorrichtung (3) für jede Rollenposition,
mit der der Folienanfang der jeweiligen Rolle geklemmt und durch Abschwenken in einer
nachgeschalteten Schneid- und Folienverbindungsvorrichtung (4) mit dem Ende der alten
Folienbahn verbunden wird, sowie ein Verfahren zum automatischen Wechseln bzw. Vorlegen
von Folienrollen zu Folienverarbeitungsmaschinen, insbesondere FFS-Maschinen, bei
dem das Folienende der alten Folienrolle automatisch mit dem Anfang einer neuen Folienrolle
(2) überlappt und verbunden wird. |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen Rollenwechsler für Kunststoffolien an Kunststoffverarbeitungsmaschinen zum selbsttätigen Verbinden des Endes der alten Folienrolle mit dem Anfang einer neuen Folienrolle, sowie ein Verfahren zum selbsttätigen Wechseln von Folienrollen.
[0002] In vielen Industriebereichen werden Kunststoffverarbeitungsmaschinen eingesetzt, welche Kunststoffolien von einer Rolle weg verarbeiten. Insbesonders in der Verpackungsindustrie werden derartige Maschinen sehr häufig eingesetzt. Vor allem zum Verpacken von Schüttgutware werden vielfach sogenannte Form-Füll-Schließmaschinen eingesetzt (FFS-Maschinen). Besonders in der petrochemischen Industrie werden zum Abfüllen von Granulaten vielfach FFS-Maschinen eingesetzt. Derartige Maschinen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im Automatikbetrieb aus der Folie, welche in nur einer Rolle vorgelegt wird, einen Sack herstellen, diesen befüllen und auch verschließen. Häufig wird dafür Folie in Form von Seitenfaltenschläuchen verwendet
[0003] Bei diesen Maschinen ist es jedoch erforderlich, daß beim Ende einer Folienrolle, manuell durch das Bedienerpersonal eine neue Folienrolle eingebracht und in die Maschine eingespannt werden muß.
[0004] In der Regel erfolgt dies bisher entsprechend folgendem Vorgang:
⃝ Absackmaschine stoppen
⃝ den am Rollenkern verbleibenden Folienrest abtrennen
⃝ Entnahme des leeren Rollenkernes inkl. der eingespannten Lagerachse
⃝ Einspannen der Lagerachse in die neue Schlauchrolle
⃝ Einbringen der neuen Schlauchrolle
⃝ den neuen Folienanfang in das Folienende einstecken und mit Klebeband verkleben
⃝ Ausschleusen der Verbindungsstelle in Form von Leersäcken durch manuelles Steuern der Maschine
⃝ Absackmaschine wieder starten für Automatikbetrieb
[0005] Üblicherweise werden in der petrochemischen Industrie Granulate in 25 kg-Säcke abgefüllt. Auf einer Rolle befindet sich daher in der Regel Folienmaterial für ca. 50 Tonnen bzw. für einen automatischen Absackbetrieb von ca. 3,3 Std.
[0006] Obwohl es sich bei Maschinen, welche Folie von einer Rolle verarbeiten in der Regel um Automatikanlagen handelt (insbesonders bei FFS-Maschinen), besitzen diese Maschinen den Nachteil, daß ein Rollenwechsel nur durch Bedienerpersonal erfolgen kann. Ist kein Bedienerpersonal anwesend, so können diese Maschinen nur bis zum Ende der Folienrolle betrieben werden.
[0007] Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den geschilderten Nachteilen abzuhelfen und einen automatischen Rollenwechsler zu entwickeln, welcher es ermöglicht, automatisch bei Ende einer Folienrolle auf eine neue Folienrolle umzuspannen, wodurch die Anwesenheit und der Eingriff von Bedienerpersonal nicht mehr erforderlich ist
[0008] Die Aufgabe konnte mit Hilfe einer neuen vorgeschalteten Wechseleinrichtung gelost werden, die die Maschine bei Ende einer Schlauchrolle selbsttätig auf weitere bereitgestellte Rollen umschaltet und von diesen weiterarbeitet.
[0009] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein automatischer Rollenwechsler zum Abwickeln und Zuführen von Folienrollen zu Folienverarbeitungsmaschinen, insbesondere zu Form-, Füll-, Schließmaschinen (FFS-Maschinen), dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem seitlich verfahrbaren Abwickelbock besteht, der mit 2 oder mehr Folienrollen bestückt werden kann, die jeweils auf separaten, nebeneinander liegenen Lagerachsen aufgespannt sind, sowie aus je einer schwenkbaren Klemmvorrichtung für jede Rollenposition, mit der der Folienanfang der jeweiligen Rolle geklemmt und durch Abschwenken in den Bereich einer nachgeschalteten Schneid- und Folienver-bindungsvorrichtung gebracht werden kann, in welcher der Anfang der Folienrolle mit dem Ende der alten Folienbahn verbunden wird. Das Verbinden von Folienende und Folienanfang erfolgt beispielsweise durch Schweißen, Kleben oder Nähen. Als Kleber kommen sowohl lösungsmittelfreie als auch lösungsmittelhältige Kleber, Dispersionskleber auf wäßriger Basis, Schmelzkleber oder Klebebänder in Frage. Bevorzugt erfolgt die Verbindung der Folien in einer Schweißvorrichtung. Der Rollenwechsler ist ferner mit den entsprechenden Steuerungseinrichtungen zur automatischen Durchführung des Rollenwechsels ausgestattet.
[0010] Um auch während des Rollenwechsels ein Weiterlaufen der Folienverarbeitungsmaschine zu ermöglichen, ist zwischen Rollenwechsler und Einlauf in die Folienverarbeitungsmaschine bevorzugt ein Warenspeicher angeordnet, aus dem während des Rollenwechsels weitere Folie nachgeliefert werden kann. Der Abwickelbock ist bevorzugt seitlich auf Schienen verfahrbar.
[0011] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum automatischen Wechseln bzw. Vorlegen von Folienrollen bei der Zuführung zu Folienverarbeitungsmaschinen, insbesondere Form-, Füll-, Schließmaschinen (FFS-Maschinen), dadurch gekennzeichnet, daß bei Folienende der alten Folienrolle die FFS-Maschine gegebenenfalls gestoppt wird,
das Ende der alten Folie gegebenenfalls abgeschnitten wird,
eine neue Folienrolle automatisch in Position gebracht wird,
der Anfang dieser Folienrolle in einer schwenkbaren Klemmvorrichtung geklemmt wird und durch Abschwenken dieser Klemmvorrichtung mit dem Ende der alten Folie überlappt und verbunden wird,
die FFS-Maschine gegebenenfalls wieder angefahren wird und
die Verbindungsstelle ausgeschleust wird.
[0012] Die Auslastung und Effizienz der Foleinverarbeitungs- bzw. FFS-Maschine kann dadurch sehr vorteilhaft erhöht werden, daß das Wechseln bzw.Vorlegen der neuen Folienrolle bei laufender Maschine erfolgt. Dazu wird zwischen dem Rollenwechsler und der Folienverarbeitungsmaschine, vor dem Einlauf in diese Maschine, ein Folienspeicher angeordnet, aus dem während des Rollenwechsels weitere Folie nachgeliefert werden kann.
[0013] Das Ende der Folienrolle wird bevorzugt über ein Signal erkannt, beispielsweise durch eine Lichtschranke. Es ist jedoch auch möglich, das Auswechseln der Folienrollen bereits vor dem Folienende manuell auszulösen.
[0014] Für den Fall, daß die Folienverarbeitungsmaschine für den Rollenwechsel gestoppt wird, kann dieser Stopp ebenfalls automatisch über ein Signal, beispielsweise durch eine Lichtschranke, ausgelöst werden.
[0015] In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird die neue Folienrolle durch seitliches Verfahren enes Abwickelbockes, der mit 2 oder mehr Folienrollen bestückt werden kann, die jeweils auf separaten, nebeneinander liegenden Lagerachsen aufgespannt sind, in Position gebracht.
Das Ausschleusen der Verbindungsstelle erfolgt im Falle der FFS-Maschinen in der Regel in Form von Leersäcken.
[0016] Es erweist sich außerdem als vorteilhaft, die einzelnen Parameter beim Rollenwechsel, wie z.B. Schweißtemperatur, Schweißzeit, zu wechselnde Folienrolle, etc. über entsprechende Steuerungseinrichtungen individuell einzustellen. Die einzelnen Verfahrensschritte beim Rollenwechsel erfolgen ebenfalls mit Hilfe entsprechender automatischer, bevorzugt elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Steuerungseinrichtungen.
[0017] Einen bevorzugten Aufbau eines derartigen erfindungsgemäßen Rollenwechslers an zwei gekoppelten FFS-Maschinen (Maschine A und Maschine B) zeigen beispielhaft die beiliegenden Zeichnungen
- Figur 1: im Grundriß
- Figur 2: im Schnitt
[0018] Der Rollenwechsler gemäß Figur 1 und 2 besteht aus:
1) einem über Verstellmotor (6) seitlich verfahrbaren Abwickelbock (1) für bis zu 3 Folienrollen (2), die Positionierung des Abwickelbockes erfolgt über Lichttaster, die Folienrollen sind dabei auf nebeneinander liegenden Lagerachsen (7) aufgespannt.
2) einer über Luftdruckzylinder (8) schwenkbaren Klemmvorrichtung (3) für jede Rolle, mit welcher der Folienanfang jeder Rolle geklemmt und durch Abschwenken der Vorrichtung in eine nachgeschaltete Schneid- u. Schweißvorrichtung gebracht werden kann.
3) einer Schneid- und Schweißvorrichtung (4), die es ermöglicht, bei Rollenende bzw. manueller Auslösung eines Rollenwechsels, das Ende der Folie abzuschneiden und in einem Überlappungsbereich diese mit dem von der Klemmvorrichtung (3) zugeführten neuen Folienanfang zu verschweißen. Die Verschweißung erfolgt dabei durch elektrisch aufheizbare Schweißbacken sowohl von unten als auch von oben.
4) den erforderlichen elektrischen und pneumatischen Versorgungseinrichtungen (5) sowie den erforderlichen Steuerungseinrichtungen, die es auch ermöglichen, einzelne Parameter wie z.B. Schweißtemperatur, Schweißzeit, zu wechselnde Folienrolle, etc. individuell einzustellen.
[0020] Das Ende der Folienrolle wird mittels Lichtschranken erkannt und die Absackmaschine (FFS-Maschine) gestoppt. In einer Schneid- und Schweißvorrichtung (4) wird das am Rollenkern verbleibende Folienende der Rolle (2) vom in die Maschine einlaufenden Teil abgeschnitten. Danach wird der Folienbock (1) verfahren und eine neue Rolle (2) über Lichttaster in Position gebracht. Die Klemmvorrichtung (3) schwenkt den Anfang der neuen Folienrolle (2) in die Schneid- und Schweißvorrichtung (4), wo der Folienanfang mit dem in dieser Vorrichtung noch vorhandenen Folienende der leeren Rolle verschweißt wird. Nach einer kurzen Abkühlphase wird der Betrieb der Absackmaschine wieder automatisch gestartet und die Schweißstelle in Form von Leersäcken angeschleust. Dieser Vorgang wird bei jedem Rollenende wiederholt. Der Rollenwechsel kann über Steuereinrichtungen auch manuell ausgelöst werden.
[0021] Der erfindungsgemäße Rollenwechsler sowie das Verfahren zum Rollenwechseln ergibt für den Folienverarbeitungsbetrieb bzw. für den Absackbetrieb auf FFS-Maschinen vor allem folgende Vorteile:
[0022] Durch Einsatz der Rollenwechseleinrichtung ist kein ständig, bzw. bei jedem Rollenende, anwesendes Bedienerpersonal mehr erforderlich, da Folienrollen für einen längeren Absackbetrieb (z.B. für eine gesamte Schicht) bereits am Anfang der Schicht bzw. zu jedem beliebigen Zeitpunkt ohne Störung der laufenden Absackung bereitgestellt werden kann.
Das Personal kann daher für anderwertige Aufgaben eingesetzt werden, bzw. ist es dadurch auch möglich, Maschinen z.B. während der Nachtstunden (als 3. Schicht) ohne anwesendem Bedienerpersonal durchlaufen zu lassen.
Es ist somit ein Betrieb rund um die Uhr ohne Personalaufstockung sowie mit optimaler Maschinenauslastung möglich.
Beispiel: Reichweitenvergleich an einer FFS-Maschine mit automatischer Rollenwechseleinrichtung für bis zu 3 Rollen bei Granulatabfüllung in 25 kg Säcke.
[0023]
| ohne Wechseleinrichtung | mit Wechseleinrichtung | |
| Rollenanzahl | 1 | 3 |
| Reichweite in Tonnen | 50 | 150 |
| Reichweite in Stunden | 3,3 | 10 |
[0024] Aus der Tabelle wird ersichtlich, daß erst die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung die Bereitstellung von Folienmaterial für einen längeren Zeitraum ermöglicht.
[0025] Weiters zeichnet sich die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung dadurch aus, daß sie an herkömmliche Folienverarbeitungsmaschinen, z.B. auch an FFS-Maschinen nachgerüstet werden kann. Sie kann aber auch allgemein an allen Maschinen, die von einer Rolle wegarbeiten eingesetzt werden.
[0026] Der automatische Rollenwechsel an den Maschinen besitzt aber auch eine Reihe von weiteren Vorteilen:
⃝ Out-put Erhöhung der Maschinen, da Packmaterialien bei laufendem Absackbetrieb gewechselt bzw. bereitgestellt werden können.
⃝ Nützung der vorhandenen Maschinenkapazität auch während Ruhezeiten wie gesetzliche Pausen, Schichtübergänge, etc. da die Maschinen ohne Aufsicht weiterlaufen können.
⃝ Verkürzung der Umrüstzeiten bei Produktumstellung, da das in der Folge benötigte Packmaterial (z.B. anderes Schlauchformat) bereits vorab, bei noch laufender Absackung bereitgestellt werden kann
⃝ Minimaler Umrüstaufwand bei fehlerhaften Folien, da sofort auf eine andere bereitstehende Rolle umgeschaltet werden kann
⃝ Handlingserleichterung bei der Erprobung von neuen Packmaterialien, da leicht von einer auf andere Rollen umgeschaltet werden kann.
eine neue Folienrolle automatisch in Position gebracht wird,
der Anfang dieser Folienrolle in einer schwenkbaren Klemmvorrichtung geklemmt wird und durch Abschwenken dieser Klemmvorrichtung mit dem Ende der alten Folie überlappt und verbunden wird,
die FFS-Maschine gegebenenfalls wieder angefahren wird, und
die Verbindungsstelle ausgeschleust wird.