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Die Erfindung betrifft ein Haftelement,
insbesondere einen Haftstreifen für einen Fliegenden Rollenwechsel
von auf Rollen aufgewickeltem Flachbahnmaterial, z.B. Papierbahnmaterial
für die
Druckindustrie mit einer Unterschicht welche mittels einem Klebestreifen
auf eine Rolle auf klebbar ist und mit einer Oberschicht die im
Einsatzzustand mit der Unterschicht verbunden ist, sich jedoch bei
Normalkraftbeanspruchung davon löst,
wobei die Oberschicht an ihrer von der Unterschicht abgewandten
Oberseite eine im Einsatzzustand mittels einem Deckstreifen abgedeckte
Klebeschicht aufweist.
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In Produktionsanlagen, die Rollenmaterial verarbeiten,
z.B. in Druckmaschinen, zur Herstellung von Druckerzeugnissen, wie
Zeitschriften, Prospekten, Broschüren, Etiketten oder dergleichen
wird das zu verarbeitende Flachbahnmaterial, das im allgemeinen
ein Papierbahnmaterial ist, in Rollen bereitgestellt. Das Flachbahnmaterial
kann auch eine Kunststoff- oder Metallbahn oder eine kombinierte Bahn
sein. Eine solche Rolle wird in der Maschine eingesetzt und das
Flachbahnmaterial zum Verarbeiten abgewickelt und der Maschine zugeführt. Bahngeschwindigkeiten
von beispielsweise 15 m/sek bis zu 30 m/sek sind dabei üblich.
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Wenn eine Rolle abgewickelt ist,
muss sie durch eine neue Rolle ersetzt werden. Zur Vermeidung von
Stillstandzeiten werden dabei die Rollen "fliegend" gewechselt. Zu diesem Zweck wird die neue
Rolle so beschleunigt, dass ihre Umfangsgeschwindigkeit mit der
Ge schwindigkeit der von der ablaufenden Rolle kommenden Materialbahn übereinstimmt.
In diesem Zustand wird mit Hilfe einer entsprechenden Vorrichtung
in der Maschine der automatische Rollenwechsel ausgeführt und
dabei die Bahn der neuen Rolle an die Bahn der alten Rolle angeklebt.
Um diesen Vorgang funktionssicher ablaufen zu lassen, werden die
neuen Rollen vor ihrem Einsatz in die Maschine mit speziellen Haftelementen verschlossen.
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Aus der gattungsgemäßen Schrift
ist dabei ein Haftelement bekannt, das ein mittels einer unteren
Klebeschicht auf eine Rolle auf klebbares Basiselement besitzt,
welches im Gebrauchszustand mit einem Deckelement wenigstens teilweise überdeckt ist,
wobei das Deckelement über
wenigstens eine Klebeschicht mit dem Basiselement verbunden ist und
an seiner gegenüberliegenden
Oberseite eine über
eine Teilfläche
mit dem Endbereich der obersten Windung des Flachbahnmateriales
verbindbare Klebeschicht besitzt, wobei das Basiselement aus einem sich
bei Normalkraftbeanspruchung zwischen Ober- und Unterseite auftrennenden
Material besteht.
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Durch das aus der gattungsgemäßen Schrift bekannte
Haftelement werden zwei Funktionen, nämlich das sichere Verschließen der
neuen Rolle sowie ein leichtes Öffnen
dieses Verschlusses mit geringen Kräften und somit ein zuverlässiges Verbinden
mit der ablaufenden, alten Bahn gewährleistet. Nachteilhaft dabei
ist jedoch, dass durch das Auftrennen des Basisteiles in Ober- und
Unterseite Faserreste, Reste des Klebstoffes und dergleichen zurückbleiben,
die durch die Produktionsanlage durchgezogen werden. Beispielsweise
beim üblichen
Drucken im Offset-Verfahren kann es daher vorkommen, dass sich die
Fasern auf das Offset-Gummituch legen und dadurch Fehlstellen im
Druck entstehen. Dies hat zur Folge, dass das Offset-Gummituch entsprechend
beobachtet und gegebenenfalls geputzt bzw. gereinigt werden müssen. Dabei
kann nicht ausgeschlossen werden, dass wenn der Fehler nicht schnell
genug entdeckt wird, erhebliche Reparaturschäden und somit auch Stillstandseiten
entstehen.
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Zum weiteren Stand der Technik wird
ferner auf die
DE
195 44 010 A1 sowie die WO 91/08159 verwiesen, die beide
ebenfalls Haftelemente bzw. Etiketten für einen Fliegenden Rollenwechsel
zeigen, bei denen eine dickenmäßig teilbare
Mittelschicht durch das Ankleben des Anfangs der neuen Rolle an das
Bandende der alten Rolle geteilt wird. Dabei besteht ebenfalls der
Nachteil, dass Fasern des Faserbundes bzw. Kleberrückstände, die
in dem Bereich in dem das Haftelement auseinandergerissen wurde vorhanden
sind, durch die Produktionsanlage beispielsweise eine Druckmaschine
gezogen werden.
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Wesentlich bei Haftelementen bzw.
Haftstreifen für
einen Fliegenden Rollenwechsel ist, dass hohe Scherkräfte jedoch
niedrige Normalkräfte
aufgenommen werden sollen. Die Aufnahme von hohen Scherkräften ist
notwendig, da zum einen sichergestellt sein muss, dass die neue
Rolle beim Beschleunigen auf die Bahngeschwindigkeit nicht versehentlich
aufreist. Zum anderen muss das Haftelement auch die hohen Scherspannun gen
aufnehmen, die beim Trocknen der Rolle entstehen. Üblicherweise werden
die Rollen zu der Produktionsanlage geliefert und dort mit dem Haftelement
versehen. Dabei kann es vorkommen, dass die Rolle feucht bzw. kalt
ist und in diesem Zustand das Haftelement aufgebracht wird. Ein
anschließendes
Trocknen bzw. Erwärmen der
Rolle führt
dazu, dass diese sich verkürzt.
Trotz der daraus resultierenden Scherkräfte soll durch das Haftelement
sichergestellt werden, dass die Rolle weiterhin verschlossen ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde ein Haftelement, insbesondere einen Haftstreifen
zu schaffen, der die vorstehend genannten Nachteile des Standes
der Technik löst,
insbesondere ein zuverlässiges
Verschließen
der neuen Rolle durch die Aufnahme von hohen Scherkräften gewährleistet,
ein Öffnen
durch geringe Normalkräfte ermöglicht und
eine Störung
des Produktionsablaufes, insbesondere von Druckmaschinen aufgrund des
durchlaufenden Haftelementes weitgehend vermeidet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den
kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ebenfalls
durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 7 gelöst.
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Dadurch, dass die Oberschicht und
die Unterschicht mittels einer hohe Scherkräfte aufnehmenden, dünnen Oberflächenbeschichtung
verbunden sind, entfällt
die beim bisherigen Stand der Technik notwendige dickenmäßig teilbare
Mittelschicht bzw. die ebenfalls dickenmäßig teilbare Klebeschicht,
welche beide durch den Teilvorgang Faser- bzw. Klebstoffreste an
den ursprünglich
verbundenen Seite der beiden Schichten hinterlassen. Die nunmehr
erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtung
ist derart gewählt,
dass die aufeinandergerichteten Seiten der beiden Schichten nach
dem Trennen rückstandslos und
trocken sind. Somit können
die getrennten Schichten problemlos die Produktionsanlage, beispielsweise
eine Druckmaschine zur Herstellung von Druckerzeugnissen, durchlaufen,
ohne dass Fehlstellen im Druck entstehen bzw. beispielsweise die Offset- Gummitücher geputzt
werden müssen
und somit ein Stillstand in der Produktion unumgänglich ist.
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Zur Verbindung der Oberschicht und
der Unterschicht des Haftelementes mittels einer Oberflächenbeschichtung
sind verschiedene Ausgestaltungen möglich. Dabei kann in einfacher
Weise gewährleistet
werden, dass die Oberflächenbeschichtung hohe
Scherkräfte,
die bei den Trocknungsprozessen bzw. bei der Beschleunigung der
Walze auf die notwendige Umdrehungsgeschwindigkeit auftreten, aufnimmt.
Durch die dünne
Oberflächenbeschichtung kann
darüber
hinaus eine einfache Trennung der Oberschicht von der Unterschicht
bei Normalkraftbeanspruchung, d.h. wenn der Rollenanfang mit dem Ende
der alten Rolle verklebt wird, gewährleistet werden.
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In einfacher Weise lassen sich die Öffnungskräfte, in
engen Toleranzen, an die Erfordernisse der Praxis anpassen.
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Zur Durchführung eines Fliegenden Rollenwechsels
wird die neue Rolle mit dem Haftelement derart versehen, dass dieses
mittels des Klebestreifens an der Unterschicht auf die neue Rolle
geklebt wird. Der Haftstreifen ist dabei derart positioniert, dass
der Rollenanfang der neuen Rolle die Oberschicht des Haftelementes,
die in diesem Bereich von dem Deckstreifen befreit ist, teilweise
abdeckt. Der Rollenanfang ist somit über die Klebeschicht auf der Oberschicht
des Haftelements mit der Oberschicht verklebt.
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Zur Durchführung des Fliegenden Rollenwechsels
wird die Rolle nach dem Aufbringen des Haftelementes auf eine Umfangsgeschwindigkeit
gebracht, die der Geschwindigkeit der von der alten Rolle ablaufenden
Materialbahn entspricht. Am Ende der Materialbahn der vorherigen
Rolle wird die oberste Windung der neuen Rolle fest mit dem Bahnende der
vorherigen Rolle verbunden. Dies erfolgt dadurch, dass das Haftelement
vollständig
von dem Deckstreifen auf der Oberfläche befreit ist, wodurch die
in diesem Bereich angeordnete Klebeschicht frei liegt und zur Verbindung
mit dem Ende der alten Rolle verwendet werden kann. Da sich die
Bahn der alten Rolle linear fortbewegt, die oberste Windung der neuen
Rolle jedoch zunächst
im Umfangskreis der Rolle rotiert, erfolgt eine Normalkraftbeanspruchung zwischen
der Oberschicht und der Unterschicht des Haftelementes, da die Oberschicht über die
Klebeschicht mit der Bahn der alten Rolle verbunden ist, während die
Unterschicht mit der neuen Rolle verklebt ist. Somit trennen sich
die Oberschicht und die Unterschicht voneinander. Die Oberflächenbeschichtung
stellt dabei sicher, dass die aufeinandergerichteten Seiten der
beiden Schichten nach dem Trennen rückstandslos und trocken sind.
Die Oberflächenbeschichtung
ist nach dem Trennen der Oberschicht von der Unterschicht nicht
mehr vorhanden bzw. nicht mehr nachweisbar. Folglich sind die ursprünglich dadurch
verbundenen Seiten rückstandslos,
trocken und glatt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Oberflächenbeschichtung
eine Dicke von weniger als 100 μm,
vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 10 μm aufweist.
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Eine derartige Ausgestaltung der
Oberflächenbeschichtung
hat sich als besonders geeignet hinsichtlich der Aufnahme von hohen
Scherkräften sowie
der einfachen Lösbarkeit
der Oberschicht von der Unterschicht bei Normalkraftbeanspruchung
herausgestellt.
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Von Vorteil ist es, wenn die Oberflächenbeschichtung
wenigstens annähernd
vollflächig
auf wenigstens eine der aufeinandergerichteten Seiten der Oberschicht
bzw. der Unterschicht aufgetragen ist.
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Die wenigstens annähernd vollflächige Verbindung
der aufeinandergerichteten Seiten der beiden Schichten hat sich
zur Aufnahme von Scherkräften
als besonders geeignet herausgestellt. Alternativ zur vollflächigen Beschichtung
der aufeinander gerichteten Seiten ist es auch möglich die Beschichtung in Form
von Streifen, Punkten (Raster), Linien oder dergleichen auszubilden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und
aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten
Ausführungsbeispiel.
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Eine alternative Lösung der
erfindungsgemäßen Aufgabe
ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 7 und den
darauf gerichteten Unteransprüchen
sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht eines Haftelementes im Grundzustand;
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2 eine
Seitenansicht eines Haftelementes gemäß 1 im Einsatzzustand an einer Rolle; und
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3 eine
perspektivische Ansicht des in 2 dargestellten,
auf einer Rolle aufgeklebten Haftelementes.
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Der Einsatz von Haftelementen oder
Haftstreifen für
den Fliegenden Rollenwechsel ist aus der
DE 198 41 609 A1 prinzipiell
bekannt, weshalb nachfol gend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Merkmale
näher eingegangen
wird.
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Aus 1 und 2 des Ausführungsbeispiels
ist der prinzipmäßige Aufbau
des Haftelementes 1 ersichtlich. Das Haftelement 1 weist
eine Unterschicht 2 sowie eine Oberschicht 3 auf.
Die Unterschicht 2 ist dabei mittels einer Klebeschicht 4 auf eine
neue Rolle auf klebbar. Die Klebeschicht 4 ist hierfür an der
von der Oberschicht 3 abgewandten Unterseite 2b der
Unterschicht 2 angeordnet. Analog dazu weist die Oberschicht 3 an
ihrer von der Unterschicht 2 abgewandten Oberseite 3b eine
Klebeschicht 5 auf. Die Klebeschicht 5 ist an
ihrer von der Oberschicht 3 abgewandten Seite mittels einem Deckstreifen 6 abgedeckt.
Der Deckstreifen 6 ist dabei in zwei Hälften 6a, 6b unterteilt.
Der Deckstreifen 6 kann beispielsweise als Schutzfolie
ausgebildet sein.
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Die Unterschicht 2 und die
Oberschicht 3 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mittels einer hohe Scherkräfte
aufnehmenden, dünnen Oberflächenbeschich tung
verbunden, die vorzugsweise in einer Dicke von 1,5 μm ausgeführt ist.
Die Oberflächenbeschichtung
tritt praktisch als "Schicht" nicht in Erscheinung
und ist nach dem Trennen der Oberschicht 3 von der Unterschicht 2 auch
nicht mehr nachweisbar, so dass die Oberflächenbeschichtung im Ausführungsbeispiel
nicht dargestellt ist. Nach dem Trennen der Unterschicht 2 von
der Oberschicht 3 sind die aufeinandergerichteten Seiten 2a, 3a der
beiden Schichten 2, 3 rückstandslos, glatt und trocken.
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In dem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass
die Oberflächenbeschichtung
zwischen der Unterschicht 2 und der Oberschicht 3 wenigstens
annähernd
vollständig
aufgetragen ist. Die Oberflächenbeschichtung
kann dabei auf die Unterschicht 2 und/oder auf die Oberschicht 3 aufgetragen
sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
kann die Oberflächenbeschichtung
als Lackschicht ausgebildet sein. In dem Ausführungsbeispiel ist es dabei vorgesehen,
dass die Oberflächenbeschichtung
als UV-Lack ausgebildet ist. In Versuchen hat sich herausgestellt,
dass sich eine Verbindung der Unterschicht 2 mit der Oberschicht 3,
hinsichtlich der Aufnahme von hohen Scherkräften und der leichten Trennung
bei Normalkraftbeanspruchung besonders gut durch eine Ausbildung
der Oberflächenbeschichtung
als UV-Lack realisieren lässt.
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In einer alternativen Ausführungsform
kann auch vorgesehen sein, dass das Haftelement 1 bei ansonsten
identischem Aufbau ohne eine Oberflächenbeschichtung ausgebildet
ist. In dieser Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Unterschicht 2 mit der Oberschicht 3 aufgrund
von Adhäsionskräften verbunden
ist. Hierfür
sind aus der Praxis verschiedene Materialien bekannt, die eine derartige
Verbindung ermöglichen.
Durch die Ausbildung der Oberschicht 3 bzw. der Unterschicht 2 oder
gegebenenfalls nur der aufeinandergerichteten Seiten 2a, 3a aus
einem geeigneten Material, ist die Aufnahme von hohen Scherkräften realisierbar
und trotzdem ein einfaches Lösen
bei Normalkraftbeanspruchung gewährleisten.
Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die aufeinandergerichteten
Seiten 2a, 3a der Un terschicht 2 bzw.
der Oberschicht 3 eine hohe Oberflächengüte aufweisen bzw. geometrisch
egalisiert sind. Weiterhin vorteilhaft kann es dabei sein, wenn
die aufeinandergerichteten Seiten 2a, 3a der beiden Schichten 2, 3 eine
PE-Oberfläche
(Polyethylen) aufweisen bzw. vollständig aus einem PE-Material
gebildet sind. Die voneinander abgewandten Seiten 2b, 3b der
Unterschicht 2 bzw. der Oberschicht 3 sind in üblicher
Weise mit der Klebeschicht 4 bzw. 5 sowie dem
Deckstreifen 6 versehen.
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Auch die alternative Ausführungsform
bei der die Unterschicht 2 und die Oberschicht 3 ohne eine
Oberflächenbeschichtung
miteinander verbunden sind, eignet sich in vorteilhafter Weise zur
Lösung
der erfindungsgemäßen Aufgabe.
Nach dem Trennen der Oberschicht 3 von der Unterschicht 2 sind
die aufeinandergerichteten Seiten 2a, 3a rückstandslos,
glatt und trocken, so dass eine Beschädigung bzw. Beeinträchtigung
der Produktionsanlage ausgeschlossen ist.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, dient das erfindungsgemäße Haftelement 1 zunächst zur
Befestigung des Endbereiches 7a der obersten Bahn 7 eines
zu einer Rolle 8 (siehe 3)
aufgewickelten Flachbahnmaterials. Das Haftelement 1 ist
dabei teilweise auf der zweitobersten Bahn 9 bzw. Windung angeordnet
und teilweise auf der freiliegenden obersten Bahn 7. In
dem Bereich in dem das Haftelement 1 auf der zweitobersten
Bahn 9 angeordnet ist überlappt
folglich der Endbereich 7a der obersten Bahn 7. In
diesem Bereich ist, wie aus 2 ersichtlich,
der Deckstreifen 6a abgenommen, so dass der Endbereich 7a der
obersten Bahn 7 mit der Klebeschicht 5 fest verklebt
ist. Der Bereich in dem das Haftelement 1 auf der obersten
Bahn 7 angeordnet ist, dient nach dem Entfernen des Deckstreifens 6b zur
Verbindung mit dem Ende 10 der alten Rolle.
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Die Unterschicht 2 ist,
vorzugsweise vollflächig,
mittels der Klebeschicht 4 mit der zweitobersten Bahn 9 bzw.
dem Anfang der obersten Bahn 7 verklebt.
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Bevor das Ende des Flachbahnmaterials 10 der
alten Rolle das Haftelement 1 passiert hat, wird der Deckstreifen 6b entfernt.
Anschließend
werden, bevor das Ende des Flachbahnmaterials 10 der alten Rolle
vollständig
abgewickelt ist, entweder die beiden Rollen gegeneinander gedrückt oder
die Bahn des sich abwickelnden Flachbahnmaterials 10 der
vorigen Rolle wird kurzzeitig gegen die neue Rolle 8 gedrückt. Dabei
verklebt sich der Endbereich des Flachbahnmaterials 10 der
alten Rolle mittels der nunmehr freiliegenden Klebeschicht 5,
die vorher von dem Deckstreifen 6b verdeckt war, mit der
Oberschicht 3. Da sich das Flachbahnmaterial 10 der
vorigen Rolle, das nunmehr mit der Oberschicht 3 verklebt
ist, linear von der neuen Rolle 8 wegbewegt, entsteht eine
Normalkraft-Beanspruchung zwischen der Oberschicht 3 und
der Unterschicht 2 (die im wesentlichen mit der zweitobersten
Bahn 9 der neuen Rolle 8 verklebt ist). Dadurch
löst sich
die Oberschicht 3 von der Unterschicht 2 in der
bereits beschriebenen Art und Weise.
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3 zeigt
das erfindungsgemäße Haftelement 1 in
einer Ausführung
als Haftstreifen, der gegenüber
den tatsächlichen
Verhältnissen
vergrößert dargestellt
ist und sich über
die komplette Breite der Rolle 8 erstreckt. Alternativ
dazu kann sich der dargestellte Haftstreifen 1 auch nur über einen
Teilbereich der Breite der Rolle erstrecken. Alternativ zu der dargestellten
Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass mehrere Haftelemente 1 in einer
Ausführung
als Haftpunkte nebeneinander angeordnet sind. Dies kann abhängig zu
der Breite der Rolle 8 erfolgen.
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Der Haftstreifen 1 kann
vorzugsweise als Meterware von einer Vorratsrolle abgewickelt werden.
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Pfeilrichtung A der 3 zeigt die Drehrichtung der Rolle 8 an,
wenn diese an das Ende eines Flachbahnmateriales 10 einer
alten Rolle angeklebt wird. Pfeilrichtung A entspricht dabei dem
in 2 ebenfalls dargestellten
Pfeil A, der die Laufrichtung des Flachbahnmateriales 10 angibt.
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Zur Verbindung der Unterschicht 2 mit
der Oberschicht 3 können
neben dem im Ausführungsbeispiel
vorgesehenen UV-Lack auch andere Oberflächenbeschichtungen herangezogen
werden.
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Bei der alternativen Ausgestaltung
ohne Oberflächenbeschichtung
kann eine Ausgestaltung der Seiten 2a, 3a der
Schichten 2, 3 aus einem Material gewählt werden,
das ähnliche
Eigenschaften aufweist wie das vorgeschlagene PE-Material. Hierfür sind für den Fachmann
verschiedene Lösungen naheliegend.
Erfindungsgemäß wesentlich
ist dabei, dass nach dem Trennen der Unterschicht 2 von
der Oberschicht 3 die aufeinandergerichteten Seiten 2a, 3a rückstandslos
sind, d.h., dass keinen Faser-, Klebstoffreste oder dergleichen
anhaften, die zu einer Beschädigung
der Produktionsanlage bzw. zu einer Beeinträchtigung der Oberflächenqualität führen können. Eine
trockene Ausgestaltung der Seiten 2a, 3a nach
dem Trennen der Schichten 2, 3 ist ebenfalls wesentlich.