Verfahren und Vorrichtung zum stirnseitigen Verpacken von Materialbahnrollen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum stirnseitigen Verpacken von auf eine Wickelhülse (4) aufgewickelten Materialbahnen gebildeten Materialbahnrollen (2, 2.1-2.n) mit einer Längsachse (L₂) und zwei Stirnseiten (3.1, 3.2). Die Erfindung ist gemäß einem ersten Lösungsansatz dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Materialbahnrolle (2.1-2.n)) mit ihrer zu verpackenden Stirnseite (3.1, 3.2) an einem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) einer Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) angestellt wird, ein Stirndeckel (9.1, 9.2) erforderlicher Größe aus dem flächig aufgespannten Bereich (27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) herausgetrennt, im Bereich der Wickelhülse (4) zentriert und in seiner Lage in Richtung der Längsachse (L₂) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) an dieser fixiert wird. Die Erfindung ist gemäß einem zweiten Lösungsansatz dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) mit einer Umfangsverpackung (29) durch Umhüllung in Umfangsrichtung mit an den Stirnseiten (3.1, 3.2) überstehendem und umgeschlagenen Faltrand (26, 26.1) frei von der Zwischenordnung eines Innenstirndeckels zwischen Stirnseite (3.1, 3.2) und Faltrand (26, 26.1) versehen wird und mit der zu verpackenden Stirnseite (3.1, 3.2) an einem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) einer Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) angestellt wird, ein Stirndeckel (9.1, 9.2) erforderlicher Größe aus dem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) herausgetrennt, und im Bereich der Umfangsverpackung (29) oder des Faltrandes (26, 26.1) an diesem befestigt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stirnseitigen Verpacken von Materialbahnrollen mit einer Längsachse und zwei Stirnseiten.

[0002] Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen.

[0003] Unter dem Begriff "Materialbahnrolle" wird allgemein eine Einheit aus zumindest einer Wickelhülse und einer auf diese aufgewickelte Materialbahn jeglicher Art verstanden. Die Materialbahn kann hierbei als Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, Kartonbahn, Tissuebahn, Folie oder textiles Gebilde ausgebildet vorliegen, die allesamt auf ähnliche Weise gehandhabt werden müssen. Die Erfindung ist also bei jeglicher Art einer auf eine Wickelhülse aufgewickelten Materialbahn entsprechend anwendbar. Beispielhaft wird die Erfindung im Folgenden anhand einer zu verpackenden Materialbahnrolle in Form einer Papierrolle beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt sein soll.

[0004] Zur Handhabung von Materialbahnen, insbesondere Materialbahnrollen, werden diese im Anschluss an den Herstellungsprozess häufig in einer Rollenschneidmaschine auf die für eine Weiterverwendung erforderliche Breite geschnitten und zu Materialbahnrollen aufgewickelt. Vor dem Weitertransport zum Verbraucher werden diese zum Schutz vor Umgebungsbedingungen und Beschädigungen, sowie zur Anbringung von Kennzeichnungen in einer Packanlage verpackt. Bei diesem Vorgang wird die jeweilige Materialbahnrolle mit einer Verpackungsmaterialbahn in Umfangsrichtung umhüllt, wobei die Stirnseiten über ein separates Verpackungselement in Form so genannter Stirndeckel geschützt werden. Dazu wird häufig eine Stirndeckelpaarung aus einem Innen- und einem Außenstirndeckel an der jeweiligen Stirnseite angebracht. Der Innenstirndeckel wird dazu vor der Umfangsverpackung, bei welcher ein an den Stirnseiten überstehender faltbarer Rand belassen wird, an die Stirnseite der Materialbahnrolle angelegt und erst durch das Umklappen des faltbaren Randes in seiner Lage zumindest in axialer Richtung gegenüber der Materialbahnrolle fixiert. An den umgeschlagenen und die Stirnseite zum Teil überdeckenden Falträndern sowie zusätzlich am Innenstirndeckel wird im Anschluss daran der Außenstirndeckel fixiert. Über die Fixierung des Außenstirndeckels an den Falträndern und dem Innenstirndeckel wird die Lage des Innenstirndeckels ebenfalls fixiert. Der einzelne Außenstirndeckel wird mit einem Adhäsionsmittel, insbesondere Klebstoff an der mit dem Innenstirndeckel zu verbindenden Seite versehen und an diesen angepresst. Die Außenstirndeckel werden dazu im einfachsten Fall mit einer Beschichtung versehen und mit der klebstofffreien Seite auf eine Packpressenplatte, die auch als Pressschild bezeichnet wird, aufgelegt und dort gehalten, beispielsweise mittels Vakuum. Die Packpressenplatte wird erwärmt, die Wärme durchdringt den Außenstirndeckel und macht den Klebstoff schmelzflüssig. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt erfolgt die Anpressung der Außenstirndeckel mit einem hohen Druck an die Stirnseiten der Materialbahnrolle und die Verklebung mit dem Innenstirndeckel sowie den überstehenden und umgefalteten Falträndern. Die Taktzeit zum Verpacken einer Materialbahnrolle bestimmt sich dabei durch die Anbringung der Umfangsumhüllung und Positionierung der Innenstirndeckel, wobei zur Realisierung einer kontinuierlichen Betriebsweise in einer nachfolgenden Arbeitsstation zur Anbringung der Außenstirndeckel vorzugsweise die gleiche Taktzeit vorherrscht, oder aber bei Anbringung der Innen- und Außenstirndeckel mittels einer einzigen Einrichtung in einem Packbereich durch die Zeitdauer bis zur Fertigstellung der Anbringung der Außenstirndeckel. Dabei werden die erforderlichen Stirndeckel in so genannten Stirndeckelstapeln in Bereitstellungsbereichen vorgehalten, die innerhalb des Wirkbereiches von Einrichtungen zur Entnahme und Positionierung der Stirndeckel angeordnet sind, wie in EP 0 610 759 A1 beispielhaft beschrieben. In den jeweiligen Bereitstellungsbereichen werden vorzugsweise eine Mehrzahl von Deckelstapeln gleicher oder unterschiedlicher Abmessungen vorgesehen, die ein einfaches und schnelles Nachrüsten ermöglichen und/oder aber auch der Deckelvielfalt Rechnung tragen sollen. Die Entnahme erfolgt mittels der entsprechenden Einrichtungen von dem, die geforderten Stirndeckel enthaltenden Stirndeckelstapeln, wobei sichergestellt werden muss, dass lediglich immer nur ein Stirndeckel entnommen wird. Ferner ist die Lage eines einzelnen Stirndeckelstapels im Bereitstellungsbereich nicht fest definiert, d.h. vorgegeben, so dass die Einrichtung zur Entnahme und Handhabung der Stirndeckel, insbesondere der Manipulator eine gewisse Zeitdauer benötigt, um innerhalb seines Wirkbereiches den gewünschten Stirndeckel aufzufinden und hinsichtlich seiner Verschwenkbewegungen an die Lage des jeweiligen Stirndeckelstapels und dessen abnehmende Höhen angepasst zu werden.

[0005] In einer anderen Ausführung gemäß EP 0 327 866 A1 ist eine Stirndeckelspeicher- und Zuführeinrichtung vorgesehen, bei welcher in einer Anlagestation den Stirnseiten einer Rolle durch je einen Anlegekopf ein Stirndeckel zugeführt wird. Eine Transportvorrichtung platziert die Stirndeckel von den Speicherplätzen zur Anlegestation. Diese weist eine Ausrichtstation auf, die die Stirndeckel in Bezug auf die Rollen hinsichtlich ihrer Lage zentriert. Die in dieser Druckschrift beschriebene Lösung gestaltet sich hinsichtlich des Platzbedarfes und der zu realisierenden Transporteinrichtung relativ aufwendig.

[0006] Die aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen weisen ferner den Nachteil auf, dass die maximale Anzahl der Deckelstapel durch die erforderlichen Zugriffsmöglichkeiten der diese handhabenden Einrichtungen und durch die erforderliche Zugänglichkeit des Bereitstellungsbereiches für Rüstvorgänge stark begrenzt ist. Dabei werden die Stirndeckel von einem Stirndeckelstapel abgegriffen, vereinzelt und an die Materialbahnrolle angelegt. Diese Prozesszeiten bestimmen dabei wesentlich die Taktzeit zum Verpacken einer Materialbahnrolle mit.

[0007] Bei Störungen innerhalb dieser Prozesse kann es passieren, dass einer der Stirndeckel nicht richtig an der zu verpackenden Materialbahnrolle angelegt wird oder verloren geht. Betrifft dies einen Innenstirndeckel, so wird infolge dessen der Außenstirndeckel vollflächig direkt mit der Stirnseite der Materialbahnrolle verklebt, was ein späteres Abwickeln ausschließt, wodurch die gesamte Materialbahnrolle als Ausschuss zu deklarieren ist. Ferner sind die bekannten Verpackungsarten sehr packmaterialintensiv, weil der Betreiber entsprechender Anlagen eine Vielzahl unterschiedlicher Stirndeckelgrößen und Qualitäten bevorraten muss.

[0008] Daneben ist aus US 2 368 213 A eine Vorrichtung bekannt, bei der die zu verpackenden Rollen während des Verpackungsprozesses senkrecht zu ihrer Längsachse durch aneinander gereihte Einzelstationen verbracht werden, in denen sie in Taktzeiten schrittweise verpackt werden, wobei die letzte Verpackungsstation geeignet ist, aus jeweils parallel zu den Stirnseiten der Rolle ausgerichteten Packpapierbahnen Stirndeckel auszuschneiden und mit der Rolle in jeweils einer gradlinigen Hubbewegung der ebenfalls stirnseitig ausgerichteten Presselemente zu verpressen. Eine solche Vorrichtung ist bei vorhandenen Anlagen nicht nachrüstbar. Zudem besteht ein ausschlaggebender Nachteil darin, dass die Rolle von Station zu Station angehoben und abgesetzt werden muss. Dies ist bei heute angestrebten Taktzeiten mit einem extremem Energieaufwand und einer hohen Beschädigungsgefahr für die Rolle verbunden. Schließlich ist der Betreiber einer solchen Anlage auf einen sehr engen möglichen Verarbeitungsbereich von Rollenbreiten eingeschränkt, da immer nur eine Rolle zwischen den beiden gegenüberliegenden Pressen verpackt werden kann. Letztlich weist diese Vorrichtung keine Möglichkeit auf, die Stirndeckel bereits vor/oder während des Schneidens zu fixieren, da Grundlage der Schrift die konventionelle Verpackung mit herkömmlichen Innen- und Außenstirndeckelpaarungen ist und eine Befestigung eines Stirndeckels an der Stirnseite der Wickelhülse nicht vorgesehen ist.

[0009] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stirnseitigen Verpacken von Materialbahnrollen derart weiterzuentwickeln, dass die Taktzeit zur Verpackung bei vertretbarem Energieaufwand und schonender Handhabung der zu verpackenden Rollen erheblich verringert werden, indem Totzeiten, die für das Greifen, Vereinzeln und Anbringen der Stirndeckel erforderlich sind, vermieden werden. Die Verpackungsmaterialbereitstellung, insbesondere der Stirndeckel, ist unabhängig vom zur Verfügung stehenden Platzbedarf und zeitnah auch bei zeitlich stark schwankenden Anforderungen an die Stirndeckelgrößen zu gewährleisten.

[0010] Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1, 5 und 11 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0011] Ein Verfahren zum stirnseitigen Verpacken von auf eine Wickelhülse aufgewickelten Materialbahnen gebildeten Materialbahnrollen mit einer Längsachse und zwei Stirnseiten, ist gemäß einem ersten Lösungsansatz in Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Materialbahnrolle mit ihrer zu verpackenden Stirnseite an einem flächig aufgespannten Bereich einer Packmaterialbahn angestellt wird, ein Stirndeckel erforderlicher Größe aus dem flächig aufgespannten Bereich der Packmaterialbahn herausgetrennt, im Bereich der Wickelhülse zentriert und in seiner Lage in Richtung der Längsachse der Materialbahnrolle an dieser fixiert wird. Diese Lösung ist primär für die Anlage von Innenstirndeckeln geeignet, kann jedoch auch zusätzlich für die Anlage von Außenstirndeckeln eingesetzt werden.

[0012] Unter "Zentrieren" wird die Ausrichtung eines Stirndeckels mit seiner Mittellinie fluchtend zur Längsachse der Materialbahnrolle, insbesondere der Wickelhülse der Materialbahnrolle verstanden. "Fixieren" im Sinne der erfindungsgemäßen Lösung beinhaltet eine feste Lagevorgabe in zumindest einer Richtung, insbesondere durch Befestigung oder berührendes Anlegen.

[0013] Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch charakterisiert, dass die zur Verpackung der Stirnseiten von Rollen, insbesondere Materialbahnrollen, vorgesehenen Ronden in Form von Stirndeckeln nicht mehr in Stirndeckelstapeln auf Vorrat gehalten werden, sondern aktuell in Abhängigkeit der Anforderungen an die tatsächlich zur verpackende Rolle, insbesondere Materialbahnrolle, beim Verpackungsprozess bereitgestellt und direkt an der Stirnseite positioniert werden. Eine Einrichtung zur Handhabung der Stirndeckel kann entfallen, womit auch die Totzeiten bei der Handhabung von Stirndeckeln aus Stirndeckelstapeln entfallen. Durch das direkte Heraustrennen eines Stirndeckels mit geforderter Geometrie und/oder Dimensionierung ist es nicht mehr erforderlich, eventuell passende Deckelstapel im Bereitstellungsbereich zu bevorraten und zu bewirtschaften, da nunmehr die passenden Formate direkt aus der Packmaterialbahn entsprechend der konkreten Anforderung herausgeschnitten und dabei positioniert werden.

[0014] In einem zweiten Lösungsansatz gemäß Anspruch 5 wird die einzelne Materialbahnrolle mit einer Umhüllung in Umfangsrichtung mit an den Stirnseiten überstehendem und umgeschlagenen Faltrand frei von der Zwischenordnung eines Innenstirndeckels zwischen Stirnseite und Faltrand versehen und mit der zu verpackenden Stirnseite an einen flächig aufgespannten Bereich einer Packmaterialbahn angestellt, ein Stirndeckel erforderlicher Größe aus dem flächig aufgespannten Bereich der Packmaterialbahn herausgetrennt, und im Bereich der Umfangsverpackung oder des Faltrandes an diesem befestigt.

[0015] Der zweite Lösungsansatz bietet den Vorteil, dass der Innenstirndeckel komplett eingespart und ferner durch die örtliche alleinige Fixierung am Faltrand ein Verkleben der Materialbahnrolle an der Stirnseite sicher vermieden wird, wobei eine vollständige Verpackung der Materialbahnrolle gegeben ist. Zur Anbringung des Stirndeckels kann auf die gleichen Verfahrensschritte, wie für die Ausführung gemäß Anspruch 1, fallweise jedoch frei von der Zentrierung/Fixierung an der Wickelhülse zurückgegriffen werden.

[0016] Aufgrund des Wegfalls der erforderlichen Bevorratung von Stirndeckelstapeln sind bei beiden Lösungen lediglich eine entsprechende Einrichtung zum Heraustrennen von Stirndeckeln mit den erforderlichen Parametern und eine Möglichkeit der Anstellung erforderlich. Der Platzbedarf innerhalb der Packanlage kann damit erheblich minimiert werden. Der Bereitstellungsprozess für das Packmaterial, insbesondere die Stirndeckel kann vollständig in den Verpackungsprozess integriert werden. Durch das direkte Herauslösen aus dem Packmaterial kann ferner ein Teil der Wertschöpfung bei der Herstellung der Stirndeckel im Verpackungsprozess der Rolle selbst integriert werden, da der Packstoff als Bahnware erheblich günstiger eingekauft werden kann und an Erfordernisse des Einsatzfalles angepasst werden kann.

[0017] Die erfindungsgemäße Fixierung der Lage des Stirndeckels erfolgt in einer bevorzugten Ausführung gemäß dem ersten Lösungsansatz durch Fixierung von Teilbereichen des flächigen Bereiches der Packmaterialbahn an der Wickelhülse oder gemäß dem zweiten Lösungsansatz am überstehenden und umgeschlagenen Faltrand vor oder während dem Heraustrennen des Stirndeckels aus der Packmaterialbahn. In einer alternativen Ausführung wird der herausgetrennte Stirndeckel direkt nach dem Heraustrennen aus dem flächigen Bereich der Packmaterialbahn an der Wickelhülse beziehungsweise gemäß dem zweiten Lösungsansatz am Faltrand angelegt. Die erste Ausführung bietet den Vorteil, dass die Fixierung gleichzeitig die Zentrierung beinhaltet und unerwünschte Lageänderungen des Stirndeckels nach dem späteren Heraustrennen vermieden werden. Beim Anlegen von Innenstirndeckeln ist keine zusätzliche Anpresseinheit zwingend erforderlich. Die Trenneinrichtung ist direkt im Hinblick auf die zu erzielende Geometrie des Stirndeckels in der durch die Fixierung vorgegebene Lage anzusteuern. Nach dem Heraustrennen des Stirndeckels liegt dieser bereits an der Stirnseite der Materialbahnrolle in der gewünschten Lage an. Auf diese Weise kann auch auf eine sonst übliche, relativ teure und wartungsintensive Unterdruckvorrichtung am Positionierelement verzichtet werden. Die zweite Ausführung bietet den Vorteil, dass das Heraustrennen unabhängig von der Zentrierung und Fixierung erfolgen kann, wobei allerdings die Ausrichtung des Stirndeckels über die Einrichtung zur Zentrierung erfolgen muss.

[0018] Für die Handhabung von Innenstirndeckeln werden diese vorzugsweise lösbar an der Wickelhülse in Richtung der Längsachse der Materialbahnrolle fixiert. In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird der mit der Wickelhülse zusammenfallende flächige Bereich der Packmaterialbahn oder der Stirndeckel formschlüssig an der Wickelhülse in Richtung der Längsachse der Materialbahnrolle fixiert, im einfachsten Fall durch Stanzen und Umfalten des Packmaterials im Wickelhülsenbereich unter Einbringung des umgefalteten Bereiches in den Innenraum der Wickelhülse. Diese Ausführung bietet den Vorteil, das Zentrierung des Stirndeckels und Fixierung in einer Richtung in Richtung der Längsachse der Materialbahnrolle in einem Arbeitsgang erfolgen können, welcher gleichzeitig der Positionierung an der Stirnseite dient. Diese Art der Fixierung ist ausreichend für die Positionierung bei einer nachfolgenden Anbringung einer Umfangsumhüllung. Zur formschlüssigen Befestigung von Stirndeckeln können allgemein auch Verbindungselemente, etwa Nägel, Stifte, Nieten, Schrauben oder Klammern Anwendung finden.

[0019] In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist der mit der Wickelhülse zusammenfallende flächige Bereich der Packmaterialbahn oder der Stirndeckel auch in Umfangsrichtung gegenüber der Wickelhülse fixiert. Dies wird im einfachsten Fall durch eine unlösbare Verbindung, insbesondere Adhäsionsverbindung realisiert. Dazu kann das Adhäsionsmittel auf den jeweiligen Bereich der Wickelhülse, insbesondere Stirnseite und/oder Innenumfang aufgetragen werden, an welchem Teilbereiche des Stirndeckels zum Anliegen kommen, wobei der Auftrag derart erfolgt, dass kein Überschuss an die um die Wickelhülse gewickelte Bahn gelangt. Diese Lösung bietet den Vorteil, dass an der Packmaterialbahn keine spezielle Beschichtung erforderlich ist und auf konventionelle und damit kostengünstige Verpackungsmaterialien zurückgegriffen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Packmaterialbahn mit einer Beschichtung versehen werden, die selektiv im Bereich der Kontaktfläche des flächigen Bereiches der Packmaterialbahn oder des herausgetrennten Stirndeckels mit der Wickelhülse aufgeschmolzen wird.

[0020] In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann die Zentrierung durch Stanzen und Umfalten zur Erhöhung der Verbindungskräfte mit dem Einsatz von Adhäsionsmitteln kombiniert werden.

[0021] Der flächig aufgespannte Bereich der Packmaterialbahn wird vor und/oder während zumindest einem der nachfolgenden Prozesse an die Stirnseite der Materialbahnrolle angepresst:

• dem Trennen des Stirndeckels von der Packmaterialbahn zur planparallelen Ausrichtung des Packmaterialbereiches gegenüber der Stirnseite der Materialbahnrolle
• dem Fixieren an dem gemäß dem ersten Lösungsansatz mit der Wickelhülse oder gemäß dem zweiten Lösungsansatz mit dem Faltrand oder im Bereich der Umfangsverpackung zu verbindenden Bereich zur Erhöhung der Verbindungskraft.

[0022] Bei vorgelagerter Heraustrennung eines Stirndeckels aus dem flächig aufgespannten Bereich der Packmaterialbahn wird der herausgetrennte Stirndeckel vorzugsweise während des Fixierens an dem mit der Wickelhülse zu verbindenden Bereich an die Stirnseite der Materialbahnrolle zur Erhöhung der Verbindungskräfte angepresst.

[0023] In Abhängigkeit der zeitlichen Abfolge und der geometrischen Anordnung der einzelnen Einrichtungen zum Heraustrennen der Stirndeckel, Anpressen, Zentrierung und Fixierung kann das Anlegen in einem diskontinuierlichen Prozess oder aber in einem kontinuierlichen Prozess erfolgen. Beim diskontinuierlichem Prozess wird die Materialbahnrolle mit der zu verpackenden Stirnseite an den aufgespannten flächigen Bereich angestellt, wobei die einzelnen Prozessschritte Trennen, Zentrieren, Fixieren und gegebenenfalls Anpressen zeitlich aufeinander folgend mit unterschiedlichen Einrichtungen oder aber zumindest teilweise unter Ausübung mehrer Funktionen an einer Einrichtung zumindest teilweise zeitgleich und an einer aufgespannten in Ruhe befindlichen Packmaterialbahn gegenüber einer stillstehenden Materialbahnrolle erfolgen.

[0024] Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ferner beim Transportieren der Materialbahnrolle und gleichzeitigem Verpacken, insbesondere durch Bewegung der Materialbahnrolle in Transportrichtung und parallel zur aufgespannten und ebenfalls mit der gleichen Vorschubgeschwindigkeit bewegten Packmaterialbahn ein kontinuierliches stirnseitiges Verpacken einer Vielzahl von Rollen innerhalb kürzester Verpackungszeiten, das heißt kleiner Taktzeiten. Die jeweilige zu verpackende Rolle erfährt durch den beschriebenen Transport eine Zwangsführung, die eine kontrollierte und zeitreduzierte, das heißt zeitminimierte Bewegung der Rolle erlaubt. Etwaige bisherige Totzeiten, beispielsweise infolge des Fangens, des Positionierens und des Beruhigens der Rolle, werden nunmehr eliminiert. Zudem entfällt ein Schwenken der Packpressenplatten der bisherigen Packpressen, was letztlich wiederum einen Zeitgewinn und eine Reduzierung sowohl der konstruktiven als auch der steuerungstechnischen Komplexibilität der Verpackungsvorrichtung erbringt. Letztlich kann die Rolle bei einer gleich bleibenden, gegebenenfalls sogar verbesserten Verpackungsqualität schneller und kostenreduzierter verpackt werden.

[0025] Weiterhin zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass man mit geringeren Presskräften auskommt, da die jeweilige Anpresseinrichtung bevorzugt eine Linienkraft erzeugt. Dahingegen erzeugen die heute üblichen Heizschilder eine hohe Flächenpressung. So könnte durch eine entsprechende Ausgestaltung der jeweiligen Anpresseinrichtung, beispielsweise in Ausgestaltung einer segmentierten über die Stirnseite der Materialbahnrolle abwälzende Anpresswalze, den Vorteil erbringen, dass bei variablen Rollenabmessungen bestimmte Zonen der entsprechenden Stirnfläche stärker gepresst werden als andere.

[0026] Die Verpackung erfolgt immer an zumindest einer Stirnseite. Die Materialbahnrolle wird nach dem Verpacken der einen Stirnseite gegenüber der Anstellposition an die Packmaterialbahn um 180° unter Anstellung der zweiten Stirnseite verdreht. In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird die stirnseitige Verpackung jedoch gleichzeitig an beiden Stirnseiten vorgenommen. Dies ermöglicht kurze Verpackungszeiten und damit einen hohen Durchsatz der Vorrichtung.

[0027] Die Anordnung und Ausrichtung der einzelnen Einrichtungen zum Trennen, Anpressen und Zentrieren/Fixieren erfolgt in Abhängigkeit der Betriebsweise der Vorrichtung und ferner der Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte, Trennen, Anpressen und Zentrieren/Fixieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführung, welche insbesondere bei diskontinuierlicher Betriebsweise der Vorrichtung zum Einsatz gelangt, werden die Einrichtungen zur Zentrierung, Fixierung, Anpressung und zum Trennen in einem Winkel, vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche des flächigen Bereiches der Packmaterialbahn ausgerichtet und wirksam Diese Lösung bietet den Vorteil einer besonders Platz sparenden Anordnung und Konzentration der einzelnen Einrichtungen. Insbesondere die Anpressung und Zentrierung erfolgt bezogen auf die Längsachse der Wickelhülse, wodurch eine gleichmäßige Krafteinwirkung auf die Stirnseite erzielt wird. In einer weiteren Ausführung sind die Einrichtungen zur Zentrierung, Fixierung, Anpressung und zum Trennen parallel zur Oberfläche des flächigen Bereiches der Packmaterialbahn und in Packmaterialvorschubrichtung hintereinander angeordnet. Bei dieser Ausführung wird die Packmaterialbahn entlang der einzelnen Einrichtungen nacheinander durch diese beaufschlagt. Diese Lösung ist insbesondere für die kontinuierliche Betriebsweise einsetzbar, wobei durch spiegelbildliche Anordnung der einzelnen Einrichtungen und der Packmaterialbahnen eine definierte Führung der Materialbahnrolle vorgegeben ist.

[0028] Das erfindungsgemäße Verfahren, welches vorzugsweise lediglich eine Fixierung im Bereich der Wickelhülse vorsieht, während der restliche Bereich der Packmaterialbahn oder des Stirndeckels frei von einer Fixierung ist, kann auch für Außenstirndeckel zum Einsatz gelangen. Bei vorliegender Umfangsverpackung der Materialbahnrolle im Bereich eines an der Stirnseite der Materialbahnrolle anliegenden Faltrandes an den Stirnseiten werden dazu die ausgebildeten Faltränder mit der Packmaterialbahn oder dem herausgetrennten Stirndeckel verklebt. Eine zusätzliche Verklebung mit dem Innenstirndeckel ist nicht erforderlich. Die Verklebung nur mit den Falträndern beeinträchtigt die Weiterverwendbarkeit der Materialbahnrolle auch bei vorhergehendem Verlust eines Innenstirndeckels nicht.

[0029] Die Packmaterialbahnführung kann zumindest teilweise horizontal und/oder vertikal erfolgen. Die Führung erfolgt erfindungsgemäß in Abhängigkeit der Materialbahnrollenführung sowie der angeordneten Einrichtungen.

[0030] Die einzelnen Verfahrensschritte werden vorzugsweise in Abhängigkeit einer aktuellen Sollwertvorgabe für eine zu verpackende Materialbahnrolle, welche bereits an die Packmaterialbahn angestellt oder aber dem Anstellbereich zugeführt wird, gesteuert bzw. geregelt werden. Dabei können die Sollwerte bereits vorausschauend für eine Mehrzahl von Materialbahnrollen vorab ermittelt werden.

[0031] Die Vorrichtung zum stirnseitigen Verpacken einer auf eine Wickelhülse aufgewickelten Materialbahn in Form einer Materialbahnrolle, umfassend zwei Stirnseiten und eine Längsachse, ist dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Einrichtung zum Heraustrennen eines Stirndeckels geforderter Größe aus einem flächig aufgespannten Bereich einer Packmaterialbahn, eine Rollentransporteinrichtung zum Anstellen der Materialbahnrolle mit der zu verpackenden Stirnseite an den flächig aufgespannten Bereich der Packmaterialbahn und zumindest eine an der Packmaterialbahn wirkende Trenneinrichtung sowie eine Einrichtung zur Zentrierung und Fixierung der Packmaterialbahn oder des herausgetrennten Stirndeckels an der Wickelhülse umfasst.

[0032] In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist zur Erhöhung der durch die Einrichtung zur Zentrierung aufgebrachten Kräfte, insbesondere Verbindungskräfte eine Einrichtung zur Anpressung der Packmaterialbahn oder des herausgetrennten Stirndeckels an die Stirnseite der Materialbahnrolle vorgesehen. Die Anpressung erfolgt entweder zumindest in Teilbereichen an der Stirnseite oder aber über die gesamte Stirnseite der Materialbahnrolle, wobei die Anpressung nacheinander in Teilflächenbereichen oder aber in einem Verfahrensschritt über die gesamte Stirnfläche erfolgen kann.

[0033] Zur Erhöhung der Funktionskonzentration und Bauteilminimierung bilden die Einrichtung zur Anpressung und die Einrichtung zur Zentrierung und Fixierung eine bauliche Einheit. In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung bilden auch alternativ oder zusätzlich die Einrichtung zur Anpressung und die Spanneinrichtung zum flächigen Aufspannen eine bauliche Einheit.

[0034] Die Einrichtung zum Heraustrennen eines Stirndeckels umfasst eine Einrichtung zum Abwickeln und eine Einrichtung zum Aufwickeln einer Packmaterialbahn, eine Spanneinrichtung zum flächigen Aufspannen und zumindest eine Trenneinrichtung, die dem flächig aufspannbaren Bereich zugeordnet sind und je nach Ausführung entweder parallel zur Bewegung der Packmaterialbahn bewegbar ist oder aber ortsfest. Die Trenneinrichtung ist derart ausgeführt und angeordnet, geeignet zu sein, jegliche Geometrie aus der Packmaterialbahn, d.h. auch in Abweichung von der kreisrunden Form herauszutrennen. Daraus folgt selbstverständlich, dass die Trenneinrichtung auch geeignet ist, das fallweise in das Wickelhülseninnere zu verbringende Packmaterial in beliebiger Form auszutrennen, zu segmentieren oder bspw. aus- oder vorzustanzen.

[0035] Zur Ausrichtung und Führung der Packmaterialbahn umfassen die Einrichtungen zum Abwickeln einer Packmaterialbahn und zum Aufwickeln einer Packmaterialbahn jeweils eine Packmaterialbobine und die Spanneinrichtung zum flächigen Aufspannen zumindest zwei Leitwalzen, deren Achsen senkrecht zu einer Ebene, die von den Längsachsen der Materialbahnrollen und der Transportrichtung der Materialbahnrollen aufgespannt wird, ausgerichtet sind. In einer alternativen Ausführung mit vertikaler Abzugsrichtung der Packmaterialbahn sind die Achsen dieser Einrichtungen parallel zu einer Ebene, die von den Längsachsen der Materialbahnrollen und der Transportrichtung der Materialbahnrollen aufgespannt wird, ausgerichtet.

[0036] Die räumliche Anordnung erfolgt in Abhängigkeit der zeitlichen Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte Trennen, Anpressen und Zentrieren. Die dazu erforderlichen Einrichtungen können in beliebiger Reihenfolge nacheinander in Packmaterialbahnvorschubrichtung betrachtet angeordnet sein oder aber senkrecht zur Packmaterialbahn.

[0037] Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:

Figur 1

verdeutlicht beispielhaft eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum stirnseitigen Verpacken von Materialbahnrollen;

Figuren 2a und 2b

verdeutlichen anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt aus einer Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen Möglichkeiten der Zentrierung und Fixierung von Innenstirndeckeln an Wickelhülsen;

Figur 3

verdeutlicht beispielhaft eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum stirnseitigen Verpacken von Materialbahnrollen mit kontinuierlicher Betriebsweise;

Figur 4

verdeutlicht anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt aus einer Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen die Möglichkeit der Zentrierung und Fixierung von Außenstirndeckeln gemäß dem zweiten Lösungsansatz.

Figuren 5a bis 5f

verdeutlichen anhand von Signalflußbildern Möglichkeiten der zeitlichen Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte;

Figur 6

verdeutlicht schematisiert vereinfacht eine Steuerung/Regelung für den Einsatz in einer Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen.

[0038] Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung allgemein den Grundaufbau und die Grundfunktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum stirnseitigen Verpacken auf eine Wickelhülse 4 aufgewickelter Materialbahnen in Form von Materialbahnrollen 2 mit Ronden in Form von Stirndeckeln, hier beispielhaft 9.1. Dieses wird vorzugsweise zum Anlegen von Innenstirndeckeln an die Stirnflächen der Materialbahnrollen 2 eingesetzt. Die einzelne Materialbahnrolle 2 ist dabei durch eine Längsachse L₂ charakterisiert sowie zwei voneinander wegweisende Stirnseiten 3.1 und 3.2, welche in der Regel senkrecht zur Längsachse L₂ ausgerichtet sind. Die Längsachse L₂ fällt mit der Wickelhülsenachse L₄ zusammen. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Rollenlagereinrichtung 5, die je nach Art ihrer Ausführung und Anordnung als Rollentransporteinrichtung 6 ausgebildet ist, welche zumindest ein Transportmittel 7, beispielsweise in Form eines Förderbandes und/oder einer Hubeinrichtung umfasst. Die Anstell- und Rückstellbewegung der Materialbahnrolle 2 ist mittels des Pfeils P1 verdeutlicht. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Einrichtung 8 zum Bereitstellen von Ronden in Form von Stirndeckeln 9 zur Abdeckung der Stirnseiten 3.1 und 3.2 der Materialbahnrolle 2, hier beispielhaft einen Stirndeckel 9.1 für die Stirnseite 3.1. Die Einrichtung 8 umfasst dazu eine Einrichtung 10.1 zum Abwickeln einer Packmaterialbahn 11 sowie eine Einrichtung 10.2 zum Wiederaufwickeln der nach einem Heraustrennen des erforderlichen Stirndeckels 9.1 aus einem flächigen Bereich 27 der Packmaterialbahn 11 beschnittenen Packmaterialbahn 11. Die Einrichtung 10.1 ist als so genannte Packmaterialbobine ausgebildet, umfassend einen Wickelkern 12.1, auf welchem die jeweilige abzuwickelnde Packmaterialbahn 11 aufgewickelt ist. Der Wickelkern 12.1 kann in bevorzugter Ausführungsform angetrieben sein. Ferner weist die Einrichtung 10.2 zum Aufwickeln der beschnittenen Packmaterialbahn 10.2 ebenfalls einen, vorzugsweise antreibbaren Wickelkern 12.2 auf, auf welchem die nach dem Trennvorgang vorliegende Restbahn mit der sich durch den herausgeschnittenen Stirndeckel 9.1 ergebenden Lochung 23 aufgewickelt wird. Die Einrichtung 10.2 wird dabei auch als Abfallbobine bezeichnet.

[0039] Die Einrichtung 8 der Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Spanneinrichtung 13 zum flächigen Aufspannen der Packmaterialbahn 11 im Anstellbereich dieser an die Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2. Die Spanneinrichtung 13 wird hier im einfachsten Fall von zwei parallel zueinander angeordneten und drehbar gelagerten Leitwalzen L1, L2 gebildet, über die die Packmaterialbahn 11 von der Einrichtung 10.1 zur Einrichtung 10.2 geführt wird. Zwischen den einzelnen Leitwalzen L1 und L2 wird die Packmaterialbahn 11 flächig aufgespannt, so dass diese planparallel zur Stirnseite 3.1 ausgerichtet ist. In diesem flächigen Bereich 27 wird eine Trenneinrichtung 14 zum Heraustrennen eines Stirndeckels 9.1 erforderlicher Größe an der Packmaterialbahn 11 wirksam. Die Trenneinrichtung 14 ist dabei derart angeordnet und ausgeführt, dass mit dieser ein Stirndeckel 9.1 mit einer Senkrechten zur Stirndeckeloberfläche, welche der Mittenachse M des Stirndeckels 9.1 entspricht, ausgebildet wird, die in fluchtender Lage mit der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2 beziehungsweise der Achse L₄ der Wickelhülse 4 angeordnet ist. Die Trenneinrichtung 14 ist vorzugsweise als Schneideinrichtung ausgebildet. Die Trenneinrichtung 14 umfasst im dargestellten Fall beispielsweise zumindest eine, einen Laserstrahl 15 erzeugende und gesteuerte Lasereinrichtung, wobei der Laserstrahl 15 beispielhaft in Umfangsrichtung der Materialbahnrolle 2 bewegbar ist. Die Materialbahnrolle 2 befindet sich während des Anlegens der Packmaterialbahn 11, des Anlegens des Stirndeckels 9.1 sowie der anschließenden Anpressung in der dargestellten Ausführung der Packmaterialbahnführung vorzugsweise in Ruhe. Das heißt, die Packmaterialbahn 11 wird nur zwischen zwei Verpackungsvorgängen durch eine Vorschubbewegung des flächigen Bereiches 27 durch Antrieb der Abfallbobine und gegebenenfalls der Packmaterialbobine schrittweise entsprechend dem Pfeil P2 um zumindest einen Vorschubweg bewegt, der der Summe aus der Stirndeckelgröße und einem Sicherheitsabstand entspricht, welcher ein flächiges Aufspannen einer geschlossenen Packmaterialfläche ermöglicht, d.h. in der Regel dem Abstand zwischen den Leitwalzen L1 und L2, insbesondere deren Längsachsen.

[0040] Der Laserstrahl 15 wird entsprechend der erforderlichen Geometrie der zu erzeugenden Ronde, insbesondere des zu erzeugenden Stirndeckels 9.1, kreisbogenförmig an der Rückseite 16 des flächig aufgespannten Packmaterialbahnbereiches 27 geführt. Nach dem Heraustrennen wird die nunmehr beschnittene Packmaterialbahn 11 auf der Abfallbobine der Einrichtung 10.2 aufgewickelt. Auch diese umfasst, wie bereits ausgeführt, einen Wickelkern 12.2, auf welchen die Aufwicklung erfolgt.

[0041] In der in Figur 1 beispielhaft dargestellten Ausführung ist die Packmaterialbahn 11 dazu in vertikaler Richtung entlang der Stirnseite 3.1 aufgespannt. Die Anordnung der Leitwalzen L1 und L2 der Spanneinrichtung 13 erfolgt vorzugsweise in vertikaler Richtung zueinander versetzt. Dies gilt ferner für die Einrichtungen 10.1 zum Abwickeln einer Packmaterialbahn 11 sowie 10.2 zum Aufwickeln der beschnittenen Packmaterialbahn 11, wobei die Ausrichtung in vertikaler Richtung und damit der Richtung der Vorschubbewegung der Packmaterialbahn 11 in oder entgegen der Schwerkraftrichtung erfolgen kann.

[0042] Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführung erfolgt der Vorschub schrittweise, d.h. die aufgespannte Materialbahn wird während des Heraustrennens, Anpressens, Zentrierens und Fixierens vorzugsweise nicht bewegt, d.h. diese ist in Ruhe. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Einrichtung 17 zum Anpressen der Packmaterialbahn 11, insbesondere des flächig aufgespannten Bereiches 27 an die Stirnseite 3.1 und/oder des herausgetrennten Stirndeckels 9.1 an die Stirnseite 3.1. Bei dieser handelt es sich im einfachsten Fall um ein, eine Anpressfläche aufweisendes Anpresselement. Die Einrichtung 17 zum Anpressen ist im dargestellten Fall in fluchtender Lage mit der Stirnseite 3.1 angeordnet, so dass die Anpressfläche parallel zur Stirnseite 3.1 ausgerichtet ist und bewegt wird. Die Bewegung des Anpresselementes erfolgt entsprechend dem Pfeil P3 in Richtung der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2. Die wirksame Anpressfläche der Einrichtung 17 zur Anpressung ist dabei vorzugsweise derart gewählt, dass diese zumindest der erforderlichen Fläche des Stirndeckels 9.1 entspricht.

[0043] Gemäß Figur 1 ist ferner eine Einrichtung zur Zentrierung und Fixierung 18 des Stirndeckels 9.1 im Bereich der Wickelhülse 4 der Materialbahnrolle 2 in Längsrichtung der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2 vorgesehen. Die Funktionen der Zentrierung und Fixierung sind hier in einer einzigen Einrichtung 18 zur Erhöhung der Funktionskonzentration zusammengefasst. Denkbar sind jedoch auch gesonderte Funktionseinheiten. Im einfachsten Fall bildet die Einrichtung 18 zur Zentrierung und Fixierung des Stirndeckels 9.1 in Richtung der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2 mit der Einrichtung 17 zur Anpressung eine bauliche Einheit. Dazu ist an der Anpressfläche im Bereich der Mittenachse M17, welche senkrecht zur Anpressfläche und in fluchtender Lage mit der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2 angeordnet ist, ferner eine Einrichtung 20 zur Lochung des Stirndeckels 9.1 im Bereich der Wickelhülse 4 angeordnet. Diese bewirkt beim Anstellen an die Rückseite 16 der Packmaterialbahn 11 eine Lochung 23 im Bereich der Mittenachse M des Stirndeckels und durch die Zentriereinrichtung 20 ein Umschlagen beziehungsweise hineinstopfen der Packmaterialbahn 11 im Bereich der Wickelhülse 4 in diese unter Ausbildung eines Formschlusses in Richtung der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2. Dadurch kann die Lage des Stirndeckels 9.1 zumindest teilweise, insbesondere in Längsrichtung der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2 in einer Richtung fixiert und ferner zentriert werden. Diese Möglichkeit einer mechanischen Fixierung durch Formschluss in einer Richtung der Längsachse L₂ der Materialbahnrolle 2 ist im Detail in Figur 2a am Beispiel der Anordnung eines Stirndeckels 9.1 in Form eines Innenstirndeckels dargestellt, wobei diese Ausführung vorzugsweise zur Zentrierung und Fixierung von Innenstirndeckeln in Stirndeckeleinheiten aus Außen- und Innenstirndeckeln eingesetzt wird.

[0044] Bei der Ausführung gemäß Figur 1 handelt es sich um eine Ausführung einer Vorrichtung 1 mit diskontinuierlicher Arbeitsweise. Dabei wird zum stirnseitigen Verpacken die Materialbahnrolle 2 vorzugsweise in einer Ruheposition in der Rollenlagereinrichtung 5 gehalten. In diesem Zustand ist die Trenneinrichtung in Abhängigkeit der Art der Ausführung entweder aus der eigentlichen Trennposition herausschwenkbar oder zumindest deaktivierbar und kann in axialer Richtung zwischen der Einrichtung zur Anpressung und/oder Zentrierung und Fixierung angeordnet werden. Diese Lösung erlaubt eine besonders Platz sparende Ausbildung der gesamten Vorrichtung. Dabei können die Einrichtungen zur Anpressung, Zentrierung und Fixierung von einer baulichen Einheit gebildet werden. Die Vorschubbewegung gemäß P3 erfolgt senkrecht zur Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2.

[0045] In Figur 2a ist ein Ausschnitt aus der Materialbahnrolle 2 und der Wickelhülse 4, die sich je nach Ausführung über zumindest einen Teil der Erstreckung der Materialbahnrolle 2 in Längsrichtung erstreckt, und die Wirkung der Einrichtung 18 zur Zentrierung und Fixierung in Form von mechanischen Einrichtungen zur Realisierung eines zumindest in axialer Richtung einseitig wirkenden Formschlusses mit unterbrochener Linie dargestellt. Diese Art der mechanischen Zentrierung durch Verformung des Stirndeckels 9.1 im Bereich der Wickelhülse 4 erfolgt hier beispielhaft mittels eines Stößels 28, dessen Bewegungsrichtung mit P3 angegeben ist, und der zu einer Verformung des aus dem aufgespannten Flächenbereich 27 herauszutrennenden Bereiches für den Stirndeckel 9.1 oder des bereits herausgetrennten Stirndeckels 9.1 im Bereich der Wickelhülse 4 führt und die Packmaterialbahn 11 durchtrennt und an den Innenumfang 21 der Wickelhülse 4 anlegt beziehungsweise einschlägt. Der Vorgang des Zentrierens und Fixierens im Bereich der Wickelhülse 4 kann dabei in einer ersten Ausführung vor dem eigentlichen Trennvorgang zum Herauslösen der Kontur des Stirndeckels aus dem flächig aufgespannten Bereich 27 der Packmaterialbahn 11 erfolgen, in einer zweiten Ausführung zeitgleich oder während des Trennvorganges und in einer dritten Ausführung nach dem Trennvorgang. In der dritten Ausführung erfolgt dann vorzugsweise jedoch kein vollständiges Herauslösen, sondern es verbleiben Microstege zwischen Stirndeckel 9.1 und der restlichen Packmaterialbahn 11, die erst durch den Zentrier- und Fixiervorgang und/oder den Anpressvorgang durchtrennt werden. Die Fixierung erfolgt lösbar und formschlüssig.

[0046] Da es sich bei der in Figur 2a dargestellten Ausführung um eine Ausführung frei von weiteren Mitteln zur Lagefixierung, beispielsweise Adhäsionsmitteln handelt, ist diese Art der Zentrierung und Fixierung in radialer Richtung und in einer Richtung in axialer Richtung für sich allein nur für die Anordnung von Stirndeckeln in der Funktion als Innenstirndeckel geeignet. Die Verfahrensschritte des Heraustrennens des Stirndeckels 9.1 aus einer Packmaterialbahn 11, Zentrierung an der Wickelhülse 4 und gegebenenfalls Anpressung an die Stirnseite 3.1 erfolgt vor der eigentlichen Umfangsverpackung, d.h. Umhüllung in Umfangsrichtung. Der restliche Stirndeckelbereich an der Stirnseite der Materialbahnrolle 2 ist frei von einer Fixierung an der Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2.

[0047] Figur 2b verdeutlicht eine alternative Möglichkeit der Zentrierung und Fixierung des bereits herausgetrennten Stirndeckels 9.1 oder des flächigen Bereiches 27 der Packmaterialbahn 11, aus welchem der Stirndeckel 9.1 herauszutrennen ist. Die Fixierung und Zentrierung wird hier durch Adhäsion zwischen Wickelhülse 4 und Stirndeckel 9.1 beziehungsweise dem flächig aufgespannten Bereich 27 der Packmaterialbahn 11 erzielt. Diese Verbindung ist unlösbar und erfolgt durch Stoffschluss. Das Adhäsionsmittel 24 wird dazu im Bereich der Stirnflächen 25 der Wickelhülse 4 aufgetragen, wobei der Auftrag derart sparsam erfolgt, dass beim Andrücken der Packmaterialbahn 11 beziehungsweise des herausgetrennten Stirndeckels 9.1 kein Adhäsionsmittel 24 über die Stirnfläche 25 der Wickelhülse 4 an die Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2 gelangt. Der Auftrag des Adhäsionsmittels 25 erfolgt dazu vorzugsweise vor der Positionierung der Materialbahnrolle 2 gegenüber dem flächig aufgespannten Bereich 27 der Packmaterialbahn 11. Durch die Verbindung wird eine Fixierung des Stirndeckels 9.1 sowohl in axialer als auch radialer Richtung und Umfangsrichtung erzielt.

[0048] Die Ausführungen gemäß den Figuren 2a und 2b können auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann gemäß Figur 2a zusätzlich im Bereich des Innenumfanges 21 der Wickelhülse 4 ein Adhäsionsmittel aufgetragen werden.

[0049] Demgegenüber können die in den Figuren 2a und 2b dargestellten Ausführungen der Zentrierung im Bereich der Wickelhülse 4 auch bei einer Anbringung eines Außenstirndeckels gemäß Figur 4 zum Einsatz gelangen, wobei dies für Ausführungen mit Stirndeckeleinheiten aus einem Innenstirndeckel und einem Außenstirndeckel gilt und ferner auch für Ausführungen frei von einem Innenstirndeckel.

[0050] Figur 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführung zur Anbringung von Stirndeckeln 9.1, 9.2 in Form von Innenstirndeckeln beidseitig einer Materialbahnrolle 2 an beiden Stirnseiten 3.1 und 3.2 in einem kontinuierlichen Verfahren, wobei hier die Packmaterialbahnen 11.1 und 11.2 parallel zu den einzelnen Stirnseiten 3.1 und 3.2 der Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n bewegt werden. Unter kontinuierlicher Betriebsweise wird dabei eine Betriebsweise verstanden, bei welcher die einzelnen Materialbahnrollen 2.1 bi s2.n bei der Verpackung mit konstanter Geschwindigkeit durch die Vorrichtung 1 geführt werden und verpackt. Es erfolgt kein Anhalten für einzelne Prozesse. Dazu sind beidseits einer Materialbahnrolle 2.2 in Transportrichtung P1 dieser innerhalb des Bereiches der Transporteinrichtung 6 Einrichtungen 8.1, 8.2 zur Bereitstellung von Stirndeckeln 9.1 und 9.2, insbesondere beidseitig der Stirnseiten 3.1, 3.2 der geführten Materialbahnrollen 2.1, 2.2, vorgesehen. Diese umfassen eine Trenneinrichtung 14.1, 14.2, Anpresseinrichtung 17.1,17.2 sowie Einrichtungen 18.1 und 18.2 zur Zentrierung und Fixierung der herausgetrennten Stirndeckel 9.1, 9.2.

[0051] Die Figur 3 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausführung, bei welcher die Packmaterialbahnen 11.1, 11.2 mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit v11.1, v11.2 wie die Bewegung der Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n in Richtung der Rollentransporteinrichtung 6 erfolgt, welche die Materialbahnrolle 2 senkrecht zu ihrer Längsachse 4 in Vorschubrichtung P1 bewegt. Das eine Bewegungsgeschwindigkeit v6 aufweisende Transportmittel ist als ein horizontal umlaufendes Förderband ausgebildet, welches um zwei Umlenkrollen 32, 33 geführt ist oder zumindest streckenweise geführt, das heißt mittels bekannter Mittel abgestützt ist. Die anfangsseitige Umlenkrolle 33 ist eine reine Führungsrolle, wohingegen die endseitige Umlenkrolle 32 als Antriebsrolle ausgebildet ist. Ferner kann das Förderband außenseitig, das heißt oberseitig bevorzugt mit mehreren nicht dargestellten Haltemulden für die Lagerung der einzelnen Rollen versehen werden. Das Förderband kann selbstverständlich in einer für den Fachmann bekannten Weise auch andersartig ausgebildet sein, beispielsweise als ein bekannter Plattenförderer.

[0052] Ferner umfasst die Vorrichtung 1 zwei jeweils seitlich der Rollentransporteinrichtung 6 angeordnete Einrichtungen 10.11, 10.21 zur Abwicklung und Zuführung von Packmaterial 11.1, 11.2 in Form von Packmaterialbobinen an die jeweilige Stirnseite 3.1, 3.2 der zu verpackenden Rolle 2.n. Jede Packmaterialbobine umfasst einen vertikal ausgerichteten Wickelkern 12.11, 12.21, auf welchem die jeweilige abzuwickelnde Packmaterialbahn 11.1, 11.2 aufgewickelt ist. Der jeweilige Wickelkern 12.11, 12.21 kann in bevorzugter Ausführungsform angetrieben sein und dabei eine zu der Bewegungsgeschwindigkeit v6 des Transportmittels synchronisierte Umfangsgeschwindigkeit u.12.11, u.12.21 (Pfeil) aufweisen. Die Packmaterialbahn 11.1, 11.2 wird dabei zwischen den beiden Bobinen über Umlenkrollen beziehungsweise Leitwalzen L11, L12 und L21, L22 geführt, wobei die Leitwalzen die Funktion einer Spanneinrichtung 13.1, 13.2 zum flächigen Aufspannen der jeweilige Packmaterialbahn 11.1, 11.2 übernehmen.

[0053] Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin zwei Einrichtungen 17.1, 17.2 zur Anpressung der Packmaterialbahn 11.1, 11.2 beziehungsweise des Stirndeckels 9.1, 9.2, welche in bevorzugter Ausgestaltung von Anpressrollen zur Anpressung der zugeführten Packmaterialbahnen 11.1, 11.2 an die jeweilige Stirnseite 3.1, 3.2 der zu verpackenden Rolle 2.n gebildet wird. Die beiden Anpressrollen sind auf oder annähernd auf einer Parallele zur Längsachse L₂ (Doppelpfeil) der Rolle 2 angeordnet, so dass sie gleichzeitig von beiden Seiten auf die Rolle 2.n einwirken und somit keine Verschiebung der Rolle 2 aufgrund einer resultierenden Kraft bewirken. Damit auch Rollen 2.n mit verschiedenen Rollenbreiten (B) stirnseitig verpackt werden können, sind die beiden Anpressrollen gegenüber der Rollenlagereinrichtung 5 verschiebbar oder verschwenkbar gelagert, insbesondere in Richtung senkrecht zur Vorschubbewegung der Materialbahnrolle 2.n (Doppelpfeile C). Selbstverständlich können die beiden Anpressrollen auch in einer beliebigen Bewegung bewegt werden, beispielsweise entlang einer Bogenform oder einer überlagerten Bewegungsform. Nach Ablauf von der jeweiligen Anpressrolle wird die entsprechende Packmaterialbahn 11.1, 11.2 parallel ausgerichtet, vorzugsweise sogar berührend zur benachbarten Stirnseite 3.1, 3.2 der Materialbahnrolle 2 geführt. In besonders vorteilhafter Ausführung wird die Funktion der Anpressrollen von den Leitwalzen L11 bis L22 mit übernommen.

[0054] Vor dem Einlauf in die Einrichtung 17.1, 17.2, ist die Einrichtung 18.1, 18.2 vorgesehen, welche die Stirnfläche 25 der Wickelhülse 4 mit Adhäsionsmittel 24 versieht. Dadurch wird beim Einlauf in die Einrichtung 8.1, 8.2 der flächig aufgespannte Packmaterialbereich 27.1, 27.2 an der Stirnseite 3.1, 3.2, insbesondere der Wickelhülse 4 aufgrund der zusätzlichen Anpressung über die Einrichtung 17.1, 17.2 fixiert und damit indirekt die Lage des später herauszutrennenden Stirndeckels 9.1, 9.2 fixiert.

[0055] In einer alternativen Ausführung kann die Stirnseite 25 der Wickelhülse 4 auch mit einer schmelzbaren Beschichtung versehen werden. In diesem Fall ist vor dem Einlauf in die Einrichtung 8.1, 8.2 eine hier nicht dargestellte Heizeinrichtung Beheizung der vorbei geführten Wickelhülsen 4 der Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n vorgesehen. Die jeweilige Heizeinrichtung kann in bevorzugten Ausführungsvarianten wenigstens einen IR-Strahler, einen Gasheizer, eine Heißlufteinrichtung, einen Heizplattenstrahler oder dergleichen umfassen. Zudem kann die einzelne Heizeinrichtung in Anpassung an unterschiedliche Materialbahnrollendurchmesser und Wickelhülsenkonfigurationen auch verstellbar angeordnet sein.

[0056] Weiterhin umfasst die Einrichtung 8.1, 8.2 zwei Trennrichtungen 14.1, 14.2 zum Herausschneiden von jeweils einer Ronde in Form von Stirndeckeln 9.1, 9.2 aus den parallel ausgerichteten Packmaterialbahnen 11 bei fortlaufender Bewegung der Rolle 2. Die herausgeschnittenen Stirndeckel 9.1, 9.2 entsprechen im Wesentlichen den beiden Stirnflächen 3.1, 3.2 der Materialbahnrolle 2. Die jeweilige im parallel ausgerichteten Bereich der Packmaterialbahn 11.1, 11.2 angeordnete Trenneinrichtung 14.1, 14.2 umfasst eine vorzugsweise zwei Laserstrahlen 15.1, 15.2 erzeugende und gesteuerte Lasereinrichtungen, wobei der erste Laserstrahl 25.1 optisch zunächst vertikal nach oben und nach Erreichen des oberen Scheitelpunkts der bewegten Materialbahnrolle 2 sodann vertikal nach unten führbar ist und wobei der zweite Laserstrahl optisch zunächst vertikal nach unten und nach Erreichen des unteren Scheitelpunkts der bewegten Rolle 2 sodann vertikal nach oben führbar ist. Andere Ausführungen der Trenneinrichtungen 14.1, 14.2 sind ebenfalls denkbar, insbesondere Wasserstrahlschneideinrichtungen oder Vorrichtungen, die mit berührenden Schneiden arbeiten.

[0057] Den beiden Trenneinrichtungen 14.1, 14.2 nachgeordnet sind zwei jeweils seitlich der Rollentransporteinrichtung 6 angeordnete Einrichtungen 10.21, 10.22 zum Aufwickeln beziehungsweise Abführen der jeweils beschnittenen Packmaterialbahn 11.1, 11.2 von den Stirnflächen 3.1, 3.2 der nunmehr stirnseitig verpackten Materialbahnrolle 2 nach Fertigstellung der entsprechenden Ronde 9.1, 9.2. Die Einrichtung 10.21, 10.22 umfasst hier eine Abfallbobine 23.1, 23.2 zur Aufwicklung der beschnittenen Packmaterialbahn 11.1, 11.2. Jede Abfallbobine umfasst einen vertikal ausgerichteten Wickelkern 12.21, 12.22, auf welchem die jeweilige aufzuwickelnde Packmaterialbahn 11.1, 11.2 aufgewickelt wird. Der jeweilige Wickelkern 12.21, 12.22 ist angetrieben und weist dabei eine zu der Bewegungsgeschwindigkeit v6 der Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n synchronisierte Umfangsgeschwindigkeit u.10.21, u.10.22 (Pfeil) auf.

[0058] Sowohl die Packmaterialbobinen als auch die Abfallbobinen sind in leichter Weise auswechselbar.

[0059] Die Vorrichtung 1 ist in bevorzugter Betriebsweise mit einer Taktzeit t von 90 bis 240 Materialbahnrollen 2 pro Stunde betreibbar. Hierzu weisen zwei aufeinander folgende, von der Rollentransporteinrichtung 6 bewegte und zu verpackende Rollen 2, 2.1 einen Abstand a von 0,05m bis 1,25m vorzugsweise von 0,05m bis 0,6m auf. Zudem ist die einzelne Rolle 2 in einem Durchrollverfahren zumindest antransportierbar, vorzugsweise auch abtransportierbar. Bei Bedarf kann auch eine nicht dargestellte Rampe zur Übergabe der stirnseitig verpackten Rolle 2 an ein weiteres Transportsystem vorgesehen sein. Dabei können bevorzugt Packmaterialbahnen Verwendung finden, die einen mehrschichtigen Aufbau vorweisen. Besonders bevorzugt sind Packmaterialbahnen, die neben einem Kern aus Voll- oder Wellpappe eine Feuchtigkeitssperre aufweisen und je nach Anwendung zusätzlich einseitig mit einem thermoplastischen Haftvermittler, insbesondere mit einer PE-Schicht ausgestattet sind.

[0060] Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungen sind in besonders vorteilhafter Weise für die stirnseitige Verpackung mit Innenstirndeckeln, insbesondere Innenstirndeckeln einer Stirndeckeleinheit geeignet. Diese Verfahrensschritte werden daher vor der eigentlichen Verpackung, insbesondere Umhüllung in Umfangsrichtung vorgenommen. Dabei kann die Abzugs- und Aufwickelrichtung der Packmaterialbahn 11.1, 11.2 variieren. Je nach Ausführung der Rollentransporteinrichtung 6 und Anstellbewegung der Materialbahnrolle 2 kann diese horizontal als auch vertikal ausgeführt werden.

[0061] Die Figur 4 verdeutlicht demgegenüber eine Ausführung zur Verpackung von Stirnseiten frei von einem Innenstirndeckel. Die Art des Heraustrennens, die Bewegung der Materialbahnrolle gegenüber der Packmaterialbahn sowie die Anpressung dieser oder des bereits herausgetrennten Stirndeckels kann entsprechend den Ausführungen in den Figuren 1 bis 3 realisiert werden, weshalb die dort geltenden Ausführungen auch auf eine Vorrichtung 1 zur Anbringung von Außenstirndeckeln gelten, weshalb ferner zur Vermeidung von Wiederholungen auf diese Figuren verwiesen wird. Die Verpackung mit nur einem Außenstirndeckel unterscheidet sich jedoch im Hinblick auf die Zentrierung und Fixierung der herausgetrennten oder aus der Packmaterialbahn noch herauszutrennenden Stirndeckel dadurch, dass eine Fixierung über einen ringflächig ausgebildeten Bereich des Stirndeckels erfolgt, der mit einem umgefalteten Faltrand 26 einer Umfangsverpackung 29 verbunden wird, vorzugsweise verklebt. Zu diesem Zweck ist beispielsweise die gesamte Packmaterialbahn 11 an der zur Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2 mit einer schmelzfähigen Beschichtung, also einem thermoplastischen Haftvermittler, insbesondere PE-Beschichtung versehen, wobei nur selektiv dieser ringflächige Bereich, der einen Teilbereich der Fläche der umgefalteten Faltränder 26 entspricht, aufgeschmolzen wird und die Packmaterialbahn 11 oder hier nicht dargestellt, der bereits herausgetrennte Stirndeckel an die Materialbahnrolle 2 angepresst werden. Dazu wird eine Heizeinrichtung 22 an der Rückseite der Packmaterialbahn 11 wirksam. Denkbar ist auch eine Zuordnung zu der zur Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2 weisenden Seite. Je nach Ausführung der Vorrichtung 1 und Art der Verpackung kann die Heizeinrichtung 22 auf eine ruhende oder eine bewegte Packmaterialbahn 11 wirken. Bei Einwirkung auf eine ruhende Packmaterialbahn 11 kann die Heizeinrichtung 22 mit der Einrichtung 17 zur Anpressung eine bauliche Einheit bilden und die Heizfläche kann ringförmig in Anpassung an den umgeschlagenen Faltrand 26 ausgebildet sein. Eine Zentrierung an der Wickelhülse 4 kann vorgesehen werden, ist jedoch nicht zwingend.

[0062] Bei Wirkung auf eine bewegte Packmaterialbahn 11 erhitzt die Heizeinrichtung 22 die Packpapierbahn 11 vorzugsweise zumindest über die Höhe bzw. die Kontur der zu verpackenden Rolle 2 hinweg und vorzugsweise ausschließlich über eine die zu verpackende Rolle 2 berührende Länge hinweg. Hierzu kann die Geometrie, dass heißt insbesondere die Höhe und die Kontur der zu verpackenden Rolle 2 in bekannter Weise mittels nicht explizit dargestellten Messsystemen ermittelt werden. Die ermittelten Daten können dann zur Steuerung von vorzugsweise sektional über ihre Höhe ansteuerbaren Heizeinrichtungen 22 verwendet werden.

[0063] Die Figuren 5a bis 5f verdeutlichen anhand von Signalflussbildern die Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte bei der Anbringung von Stirndeckeln, insbesondere Innenstirndeckeln. Diese Reihenfolge kann dabei sowohl bei kontinuierlicher als auch diskontinuierlicher Verpackung gewählt werden.

[0064] Gemäß Figur 5a wird zuerst ein Stirndeckel aus einer Packmaterialbahn herausgetrennt. Dies erfolgt in einem Trennvorgang T. Diesem nachgeordnet erfolgt die Anpressung AP über eine Einrichtung 17 zur Anpressung und danach oder zeitgleich eine Zentrierung und Fixierung ZF, wobei im letztgenannten Fall die Funktionen der Zentrierung und Fixierung und der Anpressung von einer Baueinheit, insbesondere einem Funktionselement zur Funktionskonzentration und Minimierung der erforderlichen Einrichtungen übernommen werden können. Figur 5b verdeutlicht einen Verfahrensablauf gemäß Figur 5a mit vorgezogener Zentrierung.

[0065] Gemäß Figur 5c wird dahingehend von dieser Reihenfolge abgewichen, dass der Trennvorgang T als letztes vorgenommen wird und die Zentrierung und Fixierung ZF durch Zentrierung/Fixierung von Packmaterialbereichen an der Wickelhülse erfolgt, wobei der zentrierte/fixierte Bereich gleichzeitig oder nach dem Zentriervorgang in AP angepresst wird.

[0066] Gemäß Figur 5d erfolgt der Trennvorgang T unmittelbar nach dem Zentrieren/Fixieren ZF und nachgeordnet oder zeitgleich zu diesem der Anpressvorgang AP.

[0067] In einer alternativen Ausführungsform kann die Anpresseinrichtung jedoch auch gemäß Figur 5e und 5f der Zentrierung und dem Trennvorgang vorgeschaltet werden.

[0068] Allen Ausführungen ist gemeinsam, dass die einzelnen Verfahrensschritte entweder nacheinander in ruhender Position von Materialbahnrolle und Packmaterialbahn wirksam werden oder aber bei kontinuierlicher Bewegung parallel an diesen.

[0069] Bezüglich der konkreten konstruktiven Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Dies betrifft insbesondere die räumliche Anordnung der Einrichtung 8, insbesondere der Trenneinrichtung 14, der Einrichtung 17 zur Anpressung sowie der Einrichtung 18 zur Zentrierung und Fixierung. Diese können entweder in einem Arbeitsbereich, das heißt vorzugsweise in nahezu fluchtender Lage zueinander als auch an einer Verlängerung der Längsachse der Materialbahnrolle koaxial zueinander angeordnet sein. Ferner ist auch eine Anordnung in Transportrichtung der Materialbahnrolle betrachtet hintereinander möglich. Die Anordnung erfolgt entsprechend der Reihenfolge der durchzuführenden Verfahrensschritte. Eine Ausführung gemäß Figur 1 ist dabei dadurch charakterisiert, dass vorzugsweise zuerst gemäß dem Signalflussbild in Figur 5a die Positionierung der Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2 an der flächig aufgespannten Packmaterialbahn 11 erfolgt. Im Anschluss daran wird die Trenneinrichtung 14 in die erforderliche Trennposition geschwenkt wird, welche dadurch charakterisiert ist, dass diese derart angeordnet und ausgeführt ist geeignet zu sein, einen erforderlichen Stirndeckel 9.1 um die theoretische Verlängerung der Lagerachse der Materialbahnrolle 2 auszuschneiden. Dabei kann je nach Ausführung der Materialbahnrolle 2, insbesondere des Rollendurchmessers und Ausgestaltung der Rollenlagereinrichtung 5, die Lage der Lagerachse gegenüber einer Lagerebene in der Rollenlagereinrichtung 5 auch variieren. Dazu ist ein geeignetes Messsystem vorgesehen, welches eine genaue Positionierung der Trenneinrichtung 14 gegenüber der Stirnfläche der Materialbahnrolle 2 ermöglicht. Nur in diesem Fall kann ein exaktes Ausschneiden eines Stirndeckels realisiert werden.

[0070] In einer vorteilhaften Ausführung ist es ferner vorgesehen, dass mittels der Trenneinrichtung 14 die Geometrie des Stirndeckels 9.1 derart aus der Packmaterialbahn 11 herausgelöst wird, dass diese noch über Mikrostege mit der Packmaterialbahn 11 verbunden sind. Nach Herausschwenken der Trenneinrichtung wird dann beispielsweise die Einrichtung 17 aktiv, welche ein berührendes Anliegen der Stirndeckelfläche an der Stirnseite 3.1 der Materialbahnrolle 2 ermöglicht. Nach dem Anpressen oder während diesem wird vorzugsweise die Zentrierung durch die Einrichtung 18 vorgenommen.

[0071] Insbesondere bei kontinuierlicher Beschickung einer Vorrichtung 1 ist es erforderlich, dass die geforderte Stirndeckelgröße, welche über die Trenneinrichtung bereitzustellen ist, exakt feststeht. Da zu verpackende Rollen in der Regel nach Typen verpackt werden, die durch die gleichen geometrischen Abmessungen charakterisiert sind, ist der Materialbahnrollendurchmesser und damit der erforderliche Stirndeckel für alle Materialbahnrollen gleichen Typs im Wesentlichen konstant, dies gilt ferner für die Längsachse der Materialbahnrolle. Demzufolge sind die Anforderungen an den Stirndeckel im Wesentlichen gleich, ferner auch die Zentrier- und Fixierposition. Die Sollwertvorgabe erfolgt dabei entweder typenabhängig oder aber durch direkte Messung an der einzelnen zu verpackenden Materialbahnrolle. Aus diesen werden in einer Steuerung/Regelung die erforderlichen Stellgrößen Y18, Y17, Y14 der Einrichtung 18, 17 und 14 bestimmt und die Stelleinrichtungen angesteuert, wie in Figur 6 dargestellt.

Bezugszeichenliste

[0072] 

1

Vorrichtung

2, 2.1-2.n

Materialbahnrolle

3.1

Stirnseite

3.2

Stirnseite

4

Hülse

5

Rollenlagereinrichtung

6

Rollentransporteinrichtung

7

Transportmittel

8

Einrichtung zur Bereitstellung von Stirndeckeln

9.1; 9.2

Stirndeckel

10.1, 10.11, 10.21

Einrichtung zur Abwicklung einer Packmaterialbahn

10.2, 10.21, 10.22

Einrichtung zum Aufwickeln einer Packmaterialbahn

11, 11.1, 11.2

Packmaterialbahn

12.1, 12.11, 12.12

Wickel kern

12.2, 12.21, 12.22,

Wickel kern

13, 13.1, 13.2

Spanneinrichtung

14, 14.1, 14.2

Trenneinrichtung

15.1, 15.2

Laserstrahl

16, 16.1, 16.2

Rückseite

17

Einrichtung zur Anpressung

17.1, 17.2

Einrichtung zur Anpressung

18

Einrichtung zur Zentrierung und Fixierung

18.1, 18.2

Einrichtung zur Zentrierung und Fixierung

19

Zentrierelement

20

Stanzelement

21

Innenumfang der Wickelhülse

22

Einrichtung zur Erwärmung, insbesondere Heizeinrichtung

23

Lochung

24

Adhäsionsmittel

25

Stirnfläche der Wickelhülse

26, 26.1

umgeschlagener Faltrand

27, 27.1, 27.2

flächiger Bereich

28

Stößel

29

Umfangsumhüllung

30

erwärmte PE-Beschichtung

31

Steuerung/Regelung

32

Umlenkrollen

33

Umlenkrollen

P1

Transportrichtung

P2

Vorschubrichtung

P3

Bewegungsrichtung

B

Rollenbreite

C

Bewegungsrichtung

L

Längsachse

L1, L11, L12

Leitwalze

L2, L21, L22

Leitwalze

L₂, L₄

Längsachse

Y14, Y17, Y18

Stellgrößen

AP

Anpressen

T

Trennen

ZF

Zentrieren und Fixieren

v6

Geschwindigkeit der Transporteinrichtung

v11.1, v11.2

Vorschubgeschwindigkeit der Packmaterialbahn

u10.11, u10.12

Umfangsgeschwindigkeit 10.11, 10.12

u10.21, u10.22

Umfangsgeschwindigkeit 10.21, 10.22

Ansprüche

1. Verfahren zum stirnseitigen Verpacken von Materialbahnrollen (2, 2.1-2.n) mit einer Längsachse (L₂) und zwei Stirnseiten (3.1,3.2),
dadurch gekennzeichnet, dass
die einzelne Materialbahnrolle (2.1-2.n)) mit ihrer zu verpackenden Stirnseite (3.1, 3.2) an einem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) einer Packmaterialbahn (11, 11.1 , 11.2) angestellt wird, ein Stirndeckel (9.1, 9.2) erforderlicher Größe aus dem flächig aufgespannten Bereich (27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) herausgetrennt, im Bereich der Wickelhülse (4) zentriert und in seiner Lage in Richtung der Längsachse (L₂) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) an dieser fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fixierung des Stirndeckels (9.1, 9.2) durch Fixierung von Teilbereichen des flächig aufgespannten Bereiches (27, 27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) an der Wickelhülse (4) vor und/oder während dem Heraustrennen des Stirndeckels (9.1, 9.2) aus der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit diesem ein Innenstirndeckel bereitgestellt wird, der vor der Anbringung der Umfangsverpackung (29) der Materialbahnrolle (2, 2.2-2.n) in Umfangsrichtung an dieser angeordnet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit diesem ein Außenstirndeckel bereitgestellt wird, der nach der Anbringung der Umfangsverpackung (29) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) an dieser angeordnet wird.

5. Verfahren zum stirnseitigen Verpacken von Materialbahnrollen (2, 2.1-2.n) mit einer Längsachse (L₂) und zwei Stirnseiten (3.1, 3.2),
dadurch gekennzeichnet, dass
die einzelne Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) mit einer Umfangsverpackung (29) durch Umhüllung in Umfangsrichtung mit an den Stirnseiten (3.1, 3.2) überstehendem und umgeschlagenen Faltrand (26, 26.1) frei von der Zwischenordnung eines Innenstirndeckels zwischen Stirnseite (3.1, 3.2) und Faltrand (26, 26.1) versehen wird und mit der zu verpackenden Stirnseite (3.1, 3.2) an einem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) einer Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) angestellt wird, ein Stirndeckel (9.1, 9.2) erforderlicher Größe aus dem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) herausgetrennt, und im Bereich der Umfangsverpackung (29) und/oder des Faltrandes (26, 26.1) und/oder der Wickelhülse (4) an diesem befestigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der flächig aufgespannte Bereich (27, 27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) vor und/oder während zumindest einem der nachfolgenden Prozesse an die Stirnseite (3.1, 3.2) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) angepresst wird:

- dem Trennen des Stirndeckels (9.1, 9.2) von der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2)

- dem Fixieren an dem mit der Wickelhülse (4) oder dem Faltrand (26, 26.1) oder im Bereich der Umfangsverpackung (29) zu verbindenden Bereich.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Anbringen von Stirndeckeln (9.1, 9.2) in einem diskontinuierlichen Prozess durch Anstellen der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) an den flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) und Durchführung der nachfolgenden Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge die Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) und die Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) in der Ruheposition gehalten werden:

- Heraustrennen (T) eines Stirndeckels (9.1, 9.2) aus einem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2);

- Anpressen (AP) des flächig aufgespannten Bereiches (27, 27.2, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) oder des herausgetrennten Stirndeckels (9.1, 9.2) an die Stirnseite (3.1, 3.2) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n);

- Zentrierung (ZF) und Fixierung des flächig aufgespannten Bereiches (27, 27.2, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) oder des herausgetrennten Stirndeckels (9.1, 9.2) an der Wickelhülse (4) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anbringen von Stirndeckeln (9.1, 9.2) in einem kontinuierlichen Prozess erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mit der Wickelhülse (4) zusammenfallende flächig aufgespannte Bereich (27, 27.2, 27.2) der Packmaterialbahn (2, 2.1-2.n) oder der herausgetrennte Stirndeckel (9.1, 9.2) lösbar oder unlösbar an der Wickelhülse (4) in Richtung der Längsachse (L₂) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) fixiert wird, wobei zur lösbaren Fixierung insbesondere formschlüssige, hier ganz insbesondere gestanzte oder Verbindungselemente gebrauchende Verbindungen, und zur unlösbaren Fixierung insbesondere stoffschlüssige, hier ganz insbesondere durch Adhäsionsmittel oder thermoplastische Haftvermittler erzeugte, Verbindungen dienen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die einzelnen Verfahrensschritte des Heraustrennens (T) eines Stirndeckels (9.1, 9.2), der Anpressung (AP) und des Zentrierens (ZF) in Abhängigkeit einer Sollwertvorgabe für eine aktuelle zu verpackende und an die Packmaterialbahn (11,11.1, 11.2) angestellte oder dieser zuführbare Materialbahnrolle (2, 2.2-2.n) gesteuert/geregelt werden.

11. Vorrichtung (1) zum stirnseitigen Verpacken einer Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n), umfassend zwei Stirnseiten (3.1, 3.2) und eine Längsachse (L₂),
dadurch gekennzeichnet, dass
diese eine Einrichtung (8.1, 8.2) zum Heraustrennen eines Stirndeckels (9.1, 9.2) geforderter Größe aus einem flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.1) einer Packmaterialbahn (11, 11.1, 1.2), eine Rollentransporteinrichtung (5) zum Anstellen der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) mit der zu verpackenden Stirnseite (9.1, 9.2) an den flächig aufgespannten Bereich (27, 27.1, 27.2) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) und zumindest eine an der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) wirkende Trenneinrichtung (14, 14.1, 14.2) sowie eine Einrichtung (18) zur Zentrierung und Fixierung der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) oder des herausgetrennten Stirndeckels (9.1, 9.2) an der Wickelhülse (4).

12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese eine Einrichtung (17, 17.1, 17.2) zur Anpressung der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) oder des herausgetrennten Stirndeckels (9.1, 9.2) an die Stirnseite (3.1, 3.2) der Materialbahnrolle (2, 2.1-2.n) umfasst.

13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die an der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) wirkende Trenneinrichtung (14, 14.1, 14.2), die Einrichtung (18, 18.1, 18.2) zur Zentrierung und Fixierung der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) oder des Stirndeckels (9.1, 9.2) an der Wickelhülse (4) und die Einrichtung (17, 17.1, 17.2) zur Anpressung in Vorschubrichtung der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) betrachtet in beliebiger Reihenfolge nacheinander angeordnet sind.

14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die an der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) wirkende Einrichtung (18, 18.1, 18.2) zur Zentrierung und Fixierung der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) oder des Stirndeckels (9.1, 9.2) an der Wickelhülse (4) ein aus der wirksamen Pressebene, insbesondere dem Flächenbereich 27, bewegbares Wirkelement, insbesondere einen in Längsrichtung der Längsachse (L₄) der Wickelhülse (4) wirkenden Stößel, (28) umfasst.

15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) mit einer schmelzflüssigen Beschichtung versehen ist und die an der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) wirkende Einrichtung (18, 18.1, 18.2) zur Zentrierung und Fixierung der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) oder des Stirndeckels (9.1, 9.2) an der Wickelhülse (4) eine Einrichtung zum zumindest selektiven Erhitzen (22) der Packmaterialbahn (11, 11.1, 11.2) umfasst.

Zeichnung