DE102015009653A1

DE102015009653A1 - Verpackungsstation

Info

Publication number: DE102015009653A1
Application number: DE102015009653.2A
Authority: DE
Inventors: Bastian Schalk; Oliver Schmidt
Original assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Current assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-01-26
Also published as: EP3325263A1; EP3325263B1; WO2017017006A1; US20200086599A1; US11865807B2

Abstract

Eine Verpackungsstation umfassend eine Umformvorrichtung zum Umwandeln einer von einem Verpackungsmaterialbahnvorrat abgezogenen Verpackungsmaterialbahn, wie einer Leporellostapelbahn, in ein Polstermaterial und eine Förderstruktur zum Aufnehmen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn und zum Zuführen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn in die Umformvorrichtung, wobei die Förderstruktur eine Förderbahn umfasst, die sich von einer Aufnahme der Förderstruktur hin zu der Umformvorrichtung erstreckt und derart dimensioniert ist, dass nach dem Passieren der Aufnahme die Verpackungsmaterialbahn in Förderrichtung über wenigstens das Zweifache der Bahnbreite vollflächig auf der Förderbahn aufliegen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsstation mit einer Umformeinrichtung zum Umwandeln einer von einem Verpackungsmaterialbahnvorrat abgezogene Verpackungsmaterialbahn, wie einer Leporellostapelbahn, in ein Polstermaterial, und eine Förderstruktur zum Aufnehmen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn und zum Zuführen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn in die Umformvorrichtung. Das Verpackungsmaterial ist vorzugsweise Papier, insbesondere Altpapier.
Im Allgemeinen geht es bei der Erfindung darum, eine Verpackungsmaterialbahn, die in einem Vorratszustand, meist aufgerollt oder in einem Leporellostapel, zur Verfügung gestellt wird, verletzungsfrei in eine Umformeinrichtung zu fördern, in der die Verpackungsmaterialbahn in Polstermaterial umgeformt wird, das zum Füllen in Transportzwischenräume, beispielsweise im Versandhandel, eingesetzt wird. Die Papierbahn wird aufgrund ihres anpassbaren Packungsvolumens bei einfacher Bevorratung immer häufiger und bevorzugter im Versandhandel eingesetzt. Die zu versendenden Gegenstände, die in Transportkartons verschickt werden, werden mit dem Polstermaterial umgepackt. Eine Verpackungsstation ist am Ort des Versendezentrums aufzustellen und mit einem ausreichend großen Verpackungsmaterialvorrat zu versehen. Im Allgemeinen ist es von Vorteil, das Verpackungsmaterial so schnell wie möglich und für die für die Verpackung verantwortliche Person so wenig aufwendig wie möglich zu erstellen, damit ein effektives und bedienerfreundliches Verpacken ermöglicht wird.
Umformvorrichtungen manuellen Antriebs sowie motorisierten Antriebs sind bekannt. Eine bewährte Verpackungsmaschine motorisierten Betriebs ist aus DE 10 2005 053 319 A1 bekannt, gemäß der eine Papierrolle in eine trichterförmige Aufnahme eingesetzt ist. Hierzu hat eine Bedienperson die passende Papierrolle anzuheben und von oben in die trichterförmige Aufnahme einzusetzen. Unmittelbar im Anschluss an der trichterförmigen Aufnahme ist die Umformeinrichtung angeordnet. Die Papierbahn wird von der Innenseite der Papierbahnrolle abgezogen und durch ein Paar Umformzahnräder in das Polstermaterial umgeformt. Aufgrund des Innenabziehens der Papierbahn von der Papierbahnrolle, wodurch sich eine spiralförmige Papierbahnform bildet, wird eine relativ stabile Papierbahn unabhängig von dem Gebrauchszustand der Papierbahnrolle der Umformeinrichtung zugeführt. Eine ähnliche Verpackungsmaschine aber manuellen Betriebs ist aus DE 20 2012 009 025 U1 bekannt, bei der eine Papierbahnrolle ebenfalls in eine trichterförmige Aufnahme eingesetzt wird. Von der Innenseite der Bahnmaterialrolle wird das Verpackungsmaterial abgezogen, wodurch ein spiralförmiges Verpackungsmaterial entsteht. Das spiralförmige Zwischenverpackungsprodukt ist in sich stabil und kann den Weg hin zur Umformvorrichtung sicher und relativ verletzungsfrei überbrücken.
Eine weitere Verpackungsmaterialarbeitsstation ist aus WO 2005/007394 A1 bekannt, bei der eine Verpackungsstation eine Umformeinrichtung und einen Leporellostapelvorrat umfasst. Die Umformeinrichtung hat einen Ständer, an dem eine im Querschnitt L-förmige Leporellostapelhalterung befestigt ist. Die entfaltete Leporellobahn wird über eine Umlenk-Leerlaufwalze, bei der eine Umlenkung der Bahn von über 180° einhergeht, in eine Zuführöffnung der Umformeinrichtung eingebracht. Zwischen der Umlenk-Leerlaufwalze und der Zuführöffnung der Umformeinrichtung bleibt die „zweidimensionale” Leporellobahn unmanipuliert, d. h. in diesem Bereich besteht keine Förderführung für die Leporellobahn. Im Inneren der Umformeinrichtung ist ein Paar Umformräder angeordnet, welche das Polsterverpackungsmaterial erzeugt.
Um die Menge an Verpackungsmaterial an einen Verpackungsmaterialarbeitsplatz zu erhöhen, ist es bekannt, mehrere Leporellostapel übereinander in einem Magazin vorzusehen, was beispielsweise aus WO 2012/067987 A2 bekannt ist. Das Magazin umgibt kastenförmig die Leporellostapel und ist an einem Fahrgestell angeordnet, das auch einen Ständer zur Halterung der Umformeinrichtung trägt. Die von dem Magazin entfaltete Leporellomaterialbahn wird einer motorisierten Umformeinrichtung direkt zugeleitet. An der Ausgabe des Magazins ist eine Umlenkrolle vorgesehen, welche die Leporellobahn hin zur Einführöffnung der motorisierten Umformeinrichtung ausrichtet. Von der Umlenkrolle wird die Papierbahn führungslos hin zur Umformeinrichtung gefördert.
Des Weiteren ist aus EP 0 730 525 B1 ein Packtisch mit einer Maschine zum Herstellen von Polstermaterial bekannt, bei der von einer drehbar gelagerten Vorratswalze von deren Außenseite das Verpackungsmaterial abgerollt, welches über mehrere Umlenkrollen einer Umformeinrichtung zugeführt wird.
Es besteht ein Bedürfnis, die Verpackungsgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne die Qualität des Polstermaterials oder die ergonomischen Arbeitsplatzbedingungen für die Bedienperson an der Verpackungsstation zu beeinträchtigen. Auch ist die Verpackungsstation mit einem derart großen Verpackungsmaterialvorrat auszustatten, dass ein logistisches Versorgen der Verpackungsstation mit Verpackungsmaterial erst nach längeren Zeitperioden zu vollziehen ist. Zumindest ist ein Verpackungsmaterial für einen Zeitraum von mindestens einem Tag bereitzustellen. Beim Nutzen von Leporellostapel der Verpackungsmaterialbahn wird ein besonders geeignetes, raumsparendes Vorratssystem bereitgestellt, wobei die Entfaltung und das sichere Zuführen von Verpackungsmaterial in die Zuführeinrichtung hohe Kräfte auf die entfaltete Verpackungsmaterialbahn wirken lässt. Die Geschwindigkeit des Abziehens des Verpackungsmaterials von dem Vorrat kann nicht ohne weiteres erhöht werden, vor allem dann, wenn Altpapier als Verpackungsmaterial eingesetzt wird, das eher zum Reißen tendiert als anderes Verpackungsmaterial. Auch ein häufiges An- und Abschalten, also ein ruckartiges Beschleunigen der Materialbahn, kann dazu führen, dass das Verpackungsmaterial verletzt wird, wodurch der Verpackungserzeugungsprozess angehalten werden muss und unter Umständen die Verpackungsmaterialbahn erneut in die Umformeinrichtung eingefädelt werden muss.
Es sei Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine Verpackungsstation dahingehend zu verbessern, dass die Geschwindigkeit beim Erzeugen von Polstermaterial erhöht wird, gleichzeitig ein Starten und Beenden der Bahnmaterialumformung möglichst sicher und verletzungsfrei für das Verpackungsmaterial realisiert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Danach ist eine Verpackungsstation vorzusehen, die eine Umformvorrichtung zum Umwandeln der von dem Verpackungsmaterialbahnvorrat abgezogenen Verpackungsmaterialbahn, wie der Leporellostapelbahn, in ein Polstermaterial und eine Förderstruktur zum Aufnehmen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn und zum Zuführen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn in die Umformvorrichtung umfasst. Die Umformvorrichtung kann manuell betrieben werden oder motorisiert sein. Vorzugsweise ist eine manuelle Umformvorrichtung vorgesehen, wobei die erfindungsgemäße Umformvorrichtung später im Detail erläutert wird. Die Förderstruktur umfasst eine Förderbahn, die insbesondere nach dem Abziehen der Verpackungsmaterialbahn von dem Verpackungsmaterialvorrat, insbesondere dem Entfalten der Leporellostapelbahn, die die Verpackungsmaterialbahn aufnimmt und hin zur Förderstruktur begleitet, indem vorzugsweise die Verpackungsmaterialbahn flächig auf der Vorderbahn aufliegt. Erfindungsgemäß erstreckt sich die Förderbahn von einer Aufnahme der Förderstruktur, welche insbesondere als die erste flächige Aufnahmestelle zu verstehen ist, nachdem die Verpackungsmaterialbahn von dem Vorrat abgezogen wurde. Die abgezogene Verpackungsmaterialbahn entsteht, sobald beispielsweise bei einem Leporellostapel die Verpackungsmaterialbahn entfaltet ist, oder bei einer Papierbahnrolle die Verpackungsmaterialbahn flächig von außen von der Papierbahnrolle abgewickelt ist. Es sei klar, dass das bevorzugte Verpackungsmaterial Papier, insbesondere Altpapier, ist. Des Weiteren kann die Förderbahn eine Mindestlänge bis zur Umformvorrichtung aufweisen, die wenigstens das Zweifache der Materialbahnbreite, vorzugsweise das Drei- oder Vierfache der Materialbahnbreite entspricht, damit die Materialbahn, bevor sie in die Umformvorrichtung mündet, für den Umformprozess ausreichend stabil und ruhig gefördert werden kann. Die Erfinder fanden heraus, dass eine Förderbahn, im Gegensatz zu dem Leiten der Materialbahn von Umlenkrollen zur Umformeinrichtung, eine stabilisierende Führungswirkung bereitstellt, weswegen es selbst bei Altpapier, das zum Reißen neigt, mit hohen Geschwindigkeiten und mit hohen Beschleunigungskräften beaufschlagt werden kann, um die Verpackungsmaterialbahn hin zur Umformvorrichtung zu fördern. Die vollflächige Führungsauflage längs der Förderbahn, unterstützt durch die Bildung von Luftkissen und Luftschichten bzw. Luftunterdruckbereichen zwischen der Verpackungsmaterialbahn und der Gleitauflage der Förderbahn wird der gewünschte „Anhafteffekt” und Führungsberuhigung der Verpackungsmaterialbahn insbesondere unmittelbar vor Eintritt in die Umformvorrichtung erreicht. Die Luftschicht, die sich zwischen der Verpackungsmaterialbahn und der Förderbahn bilden kann, kann auch bewirken, dass die Verpackungsmaterialbahn keine ständige vollflächige, direkte Berührung mit der Förderbahn eingeht, insbesondere wenn mit höheren Fördergeschwindigkeiten gefahren wird, allerdings zeigte sich, dass gerade die dynamischen Druckverhältnisse in der Luftschicht zwischen Verpackungsmaterialbahn und der Förderbahn eine stabilisierende Führung impliziert sowie Luftturbulenzen vermeidet, die durch Förderung der Verpackungsmaterialbahn selbst oder durch Fremdbewegung erzeugt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Förderbahn durch eine Platte oder durch ein Gitter insbesondere mit einer der Verpackungsmaterialbahn zugewandten, ebenen, vorzugsweise konkavebenen Gleitauflage, insbesondere Gleitfläche, gebildet. Eine derart gestaltete Förderbahn zeigte sich ganz besonders vorteilhaft, störende Außeneinflüsse bei der Förderung der Verpackungsmaterialbahn, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten und bei größeren Beschleunigungskräften, zu vermeiden. Vorzugsweise ist die Gleitauflage konkav gebogen gestaltet, wobei insbesondere die Aufnahme der Förderbahn durch einen im Wesentlichen geradlinigen Rand gebildet ist, der sich im Wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung erstreckt. Nicht zu vernachlässigen ist die Anordnung der Förderbahn im Hinblick auf den Einfluss der Schwerkraft, die dabei unterstützt, die Verpackungsmaterialbahn auf die Förderbahn zu drücken.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist längs der Förderbahn hin zur Umformeinrichtung keine weiteren mechanischen oder strukturellen Einrichtungen vorzusehen, um Lenk- oder Richtungskräfte auf die Verpackungsmaterialbahn während des Förderns in Förderrichtung längs der Förderbahn zu richten. Lediglich die Schwerkraft sowie die Zugförderkraft, die in Förderrichtung das Verpackungsmaterial von dem Verpackungsmaterialvorrat abzieht, sollen vorzugsweise die einzigen Betriebskräfte sein, die auf die Verpackungsmaterialbahn wirken, insbesondere sobald sie sich längs der Förderbahn in Förderrichtung bewegt. Als Ausnahme soll eine Art Rückfallstopper dienen, der rückschlagventilartig vermeidet, dass sich die Verpackungsmaterialbahn entgegen der Förderrichtung hin zum Verpackungsmaterialbahnvorrat zurückfällt, wenn die Bedienperson das Polstermaterial an dem Abgabeende der Umformvorrichtung abgerissen hat. Beim Einsatz von motorisierten Umformvorrichtungen ist ein derartiger Rückfallstopper obsolet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Aufnahme der Förderbahn durch einen im Wesentlichen geradlinigen Rand gebildet, der sich im Wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung erstreckt. Dabei wird sichergestellt, dass die Verpackungsmaterialbahn sicher auf die Förderbahn gelangt, ohne dass größere Reibungskräfte bei Eintritt in die Förderbahn auf die Verpackungsmaterialbahn wirken. Der geradlinige Rand kann beispielsweise gebördelt sein oder auf andere Weise umgebogen sein, um eine Verletzung der Verpackungsmaterialbahn zu vermeiden.
Vorzugsweise sind längs der plattenförmigen Förderbahn keine seitlichen Begrenzungswände vorgesehen; die plattenartige Förderbahn endet am sich in Förderrichtung erstreckenden Plattenrand, ohne dass vertikal vorstehende Randabschnitte dort angebracht sind.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst eine ebene, vorzugsweise konkavebene, Gleitauflage der Förderbahn eine Gleitauflagebreite von mindestens einer oder eineinhalb Bahnbreite(n) der Verpackungsmaterialbahn und/oder eine Gleitauflagelänge von wenigstens zwei oder drei Bahnbreiten. Es zeigte sich, dass diese Mindestlänge dazu reicht, die Verpackungsmaterialbahn, insbesondere bei hohen Fördergeschwindigkeiten nach der Turbulenz des Abziehens, insbesondere des Entfaltens, von dem Verpackungsmaterialvorrat zu beruhigen, so dass eine positionsgenaue, stabile Zuförderung der Verpackungsmaterialbahn von der Förderbahn in die Umformvorrichtung einhergeht.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Förderbahn die Form eines die Verpackungsmaterialbahnvorrat mit der Umformvorrichtung verbindenden Brückenbogens. Die brückenbogenförmige Förderbahn ist an der Gleitauflage, die der Verpackungsmaterialbahn zugewandt ist, konkaveben oder glatt ausgeführt, damit die Gleitreibung der Verpackungsmaterialbahn auf der Gleitauflage möglichst gering ist. Vorzugsweise ist die Gleitauflage mit einem reibungsarmen Material beschichtet.
Der Krümmungsradius des Radius des Brückenbogens ist insbesondere im Verlauf der Förderbahn von der Aufnahme bis zur Umformvorrichtung größer als die Bahnbreite, vorzugsweise größer als das Zweifache der Bahnbreite, insbesondere größer als 50 cm oder 100 cm. Der genaue Krümmungsradius hängt von den weiteren Gegebenheiten der Dimensionierung der Verpackungsmaterialbahn ab. Je breiter die Verpackungsmaterialbahn desto größer der Krümmungsradius der brückenbogenförmigen Förderbahn.
Vorzugsweise nimmt die Steigung des Brückenbogens von der Aufnahme bis zu der Umformvorrichtung, insbesondere bis zu einer Übergabe an die Umformvorrichtung, vorzugsweise stetig, insbesondere bis zu einem Hochpunkt der Förderbahn ab. Von dem Hochpunkt, in Förderrichtung gesehen, fällt die Förderbahn hin zur Umformvorrichtung ab.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung nimmt eine Tangentialrichtung an der Aufnahme der konkavebenen Förderbahn, insbesondere des Brückenbogens, gegenüber der Vertikalrichtung einen Winkel von kleiner als 20°, 15° oder 10° ein. Der Winkel kann vorzugsweise größer als 0°, 1° oder 5° sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung schließt insbesondere unmittelbar an die Förderbahn, wie der Förderbahnplatte oder das Förderbahngitter, eine kanalförmige Umformvorrichtung an, wobei das in Förderrichtung liegende Ende der Förderbahn in einen Kanalboden der kanalförmigen Umformvorrichtung übergeht. Die kanalförmige Umformvorrichtung hat im Wesentlichen vertikale Seitenwände sowie einen Deckenbereich, der im Wesentlichen parallel und deckungsgleich zum Kanalboden mit einem gleichen oder einem ähnlichen Krümmungsradius versehen ist. Die Krümmungsradien von Kanalboden und Deckenbereich können unterschiedlich sein, wie später im Hinblick auf den Kanalquerschnitt verdeutlicht wird.
Die kanalförmige Umformvorrichtung umfasst vorzugsweise eine konkavebene Kanalbodenfläche, welche vorzugsweise plattenförmig ist. Die Kanalbodenfläche hat einen Krümmungsradius, der insbesondere dem der Förderbahn entspricht, insbesondere dann, wenn der Krümmungsradius der Förderbahn in Förderrichtung konstant ist.
Zusätzlich oder alternativ kann eine Breite (in Förderquerrichtung) des Kanalquerschnitts längs der Förderrichtung hin zu einer Abgabeöffnung der kanalförmigen Umformvorrichtung insbesondere kontinuierlich abnehmen, um eine sich verjüngende Kanalform zu bilden. Die Höhe des Kanalquerschnitts kann längs der Förderrichtung von dem Kanaleingang hin zu dem Kanalausgang insbesondere kontinuierlich zunehmen, was beispielsweise durch eine Verringerung des Krümmungsradius der Kanaldecke erreicht wird. Die Zunahme der Kanalhöhe ist deutlich kleiner als die Abnahme der Kanalbreite in Förderrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat die Umformvorrichtung einen sich verjüngenden Kanalgang, der eine Abgabeöffnung umfasst, welche an der engsten Stelle des Kanalgangs ausgebildet ist. Der sich verjüngende Kanalgang bewirkt die Verformung der Verpackungsmaterialbahn, die in Längsrichtung der Verjüngung folgend in Förderquerrichtung zusammengedrückt wird. Die Umformung der Verpackungsmaterialbahn wird ausschließlich durch die Kanalwände in Kooperation mit der Kanaldecke und dem Kanalboden realisiert.
Die Förderbahn ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass nach dem Passieren der Aufnahme die Verpackungsmaterialbahn in Förderquerrichtung längs deren vollständigen Bahnbreite aufliegen kann. Hierzu hat die Förderbahn vorzugsweise eine Förderbahnmindestbreite von wenigstens einer Materialbahnbreite, vorzugsweise wenigstens des 1,5-fache der Materialbahnbreite.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die durch die Abgabeöffnung der Umformvorrichtung definierte Abgaberichtung des die Umformvorrichtung verlassenden Polstermaterials derart gegenüber der Vertikalen (Gravitationsrichtung) geneigt, dass das Polstermaterial, das die Umformvorrichtung an der Abgabeöffnung verlässt, gegenüber der Horizontalen nach unten gerichtet ist, insbesondere in einem Neigungswinkel von über 20° oder 30° gegenüber der Horizontalen. Dabei kann die gesamte Förderbahnstruktur, oder zumindest ein Großteil der Förderbahnstruktur, (in Gravitationsrichtung) oberhalb der Abgabeöffnung liegen, damit insbesondere im Anschluss an einen Hochpunkt der Förderbahn (in Förderrichtung) das Verpackungsmaterial vor und bei dem Eintritt in die Umformvorrichtung unter dem Einfluss der Gewichtskraft hin zur Abgabeöffnung unterstützend getrieben ist. Mit einem Großteil der Förderbahn ist gemeint, dass wenigstens 50% der Förderbahn oberhalb der Abgabeöffnung liegt, wobei bevorzugt ist, dass annährend die gesamte Förderbahn oberhalb der Abgabeöffnung liegt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt die Aufnahme im Wesentlichen auf gleicher vertikaler Höhe zur Abgabeöffnung, wobei die Förderbahn oder der Förderweg der Umformvorrichtung zur Abgabeöffnung eine bogenförmige Brückenstruktur zwischen den beiden durch die Aufnahme und die Abgabeöffnung definierten Enden gebildet ist. Auf diese Weise wird auch ein Zurückrutschen der Verpackungsmaterialbahn insbesondere aus der Umformvorrichtung verhindert, wenn ein Polstermaterial abgerissen ist. Der Förderweg-Überbau, der über der Abgabeöffnung liegt, sorgt für Stabilität des Verpackungsmaterials auf dem Weg in die Umformvorrichtung, insbesondere bei dem Förderbetrieb und/oder bei Förderstillstand.
Mit der Erfindung wird ein sicheres und verletzungsfreies Entfalten der Verpackungsmaterialbahn und Einführen des entfalteten Leporellopapierbahnmaterials in die Verpackungsstation, nämlich längs der Förderstruktur erreicht, selbst dann, wenn ungeübtes Bedienpersonal zum Beispiel ruckartig oder zu schnell das Verpackungsmaterial betätigt oder ständig mit variierenden Zuggeschwindigkeiten beispielsweise von motorbetriebenen Verpackungsmaterialmaschinen betrieben wird. Mit der Erfindung ist insbesondere beim manuellen und/oder motorbetriebenen Abziehen der Verpackungsmaterialbahn von dem Leporellostapel ein beschädigungsfreies Zuführen aufgrund der Förderstruktur in die Umformrichtung erreicht.
Des Weiteren ist der Förderwiderstand der Verpackungsmaterialbahn beim Zuführen in die Umformrichtung zu gering wie möglich gehalten, so dass die Bedienperson so wenig Kraft wie notwendig aufwenden muss, um das Verpackungsmaterial in die Umformeinrichtung zu ziehen, das Verpackungsmaterial umzuformen und abzureißen.
Weitere vorteilhafte Aspekte sind in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungsstation mit einem Verpackungsmaterialbahnvorrat bestehend aus mehreren Leporellostapeln;
2 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Verpackungsstation nach 1 ohne Verpackungsmaterialbahnvorrat;
3 eine perspektivische Ansicht auf eine Förderstruktur der erfindungsgemäßen Verpackungsmaterialstation gemäß 2; und
4 eine perspektivische Detailansicht des Abgabeendes der Umformvorrichtung gemäß der Verpackungsstation nach 1 und 2.
In 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Verpackungsstation im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen und umfasst als Hauptbestandteile eine erfindungsgemäße Förderstruktur 3 sowie eine manuell betriebene, zahnradfreie Umformvorrichtung 5, die allerdings auch durch eine andere Umformvorrichtungen ersetzt werden kann, die beispielsweise auch motorisiert mit einem Zahnradpaar sein kann.
In 1 ist zusätzlich ein Verpackungstisch 11 dargestellt, an dem eine Tragstruktur 13 in Form beispielsweise eines Tragrahmens angebracht ist, an dem die Förderstruktur 3 sowie die Umformvorrichtung 5 fest oder beweglich gelagert (die Lagerung ist nicht näher dargestellt) ist. Hinter/Neben dem Verpackungstisch 11 ist ein Verpackungsmaterialbahnvorrat 15 in Form von acht Leporellostapeln positioniert, die unverbraucht eine Mindesthöhe von 50 cm aufweisen und auf einer nicht näher dargestellten Palette gemeinsam antransportierbar sind. Von den acht Leporellostapeln ist einer bereits teilweise verbraucht.
Von dem teilweise verbrauchten Leporellostapel 17 wird gemäß der in Betrieb dargestellten Verpackungsstation 1 eine Verpackungsmaterialbahn 21 konstanter Bahnbreite b entfaltet und gelangt zu einer Aufnahme 23 der Förderstruktur 3.
Die Höhe der Aufnahme 23 ist gegenüber der Oberseite des unverbrauchten Stapels derart eingestellt, dass wenigstens zwei Faltblätter der Leporellobahn 21 vollständig entfaltet sind und dass sich eine Papierbahn mehr oder weniger unbeeinflusst von der Leporellofalte erstreckt, bevor sie die Förderstruktur 3 an der Aufnahme 23 erreicht. Die Aufnahme 23 ist durch den in Förderrichtung im Wesentlichen senkrechten Rand 24 der plattenförmigen Förderstruktur 3 gebildet, der für ein verletzungsfreies Aufnehmen ungebördelt oder auf andere Weise kantenfrei gerundet ist.
Die Förderstruktur 3 ist eine Förderbahn 25, die in einer Plattenform oder einer Gitterstruktur gebildet ist, welche durch Kaltverformen in eine gebogene Krümmung gebracht ist. Die in den Figuren dargestellte plattenförmige Förderbahn umfasst eine konkavebene Gleitauflage 27. Die Gleitauflage 27 kann, wie in 1 und 2 angedeutet ist, eine kontinuierliche Konkavkrümmung aufweisen, wodurch eine gleichmäßige, die Verpackungsmaterial stabilisierende Förderung erreicht wird. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Gleitauflage kann diese zur Realisierung der brückenförmigen Krümmung auch durch mehrere, ebene krümmungsfreie, in Reihe hintereinander anschließende Plattenabschnitte gebildet sein, die in einem stumpfen Winkel zueinander liegen, wobei zwei benachbarte Plattenabschnitte einen sich in Förderquerrichtung erstreckenden Rand/Knick bilden, wodurch eine polygonförmige Gleitauflage (27) realisiert ist. Vorzugsweise hat die polygonförmige Gleitauflage (27) mehr als fünf oder zehn solcher Kanten, wobei jeder Plattenabschnitt im Wesentlichen identisch dimensioniert ist, beispielsweise die gleiche Breite (in Förderrichtung) aufweist, die sich längs der Förderquerrichtung konstant von einem Seitenrand der Gleitauflage zum anderen Seitenrand der Gleitauflage erstreckt. Die Kanten/Knicke (nicht näher dargestellt) haben insbesondere den Vorteil, dass mögliche, durch die Förderung generierte Ansaugkräfte, welche aufgrund von Unterdruckphänomenen zwischen dem Verpackungsmaterial und der Gleitauflage entstehen können, aufgelöst werden, weil die polygonale Gleitauflage einen unmittelbaren (linienförmigen) Kontakt mit dem Verpackungsmaterial erzwingt.
Auf der Gleitauflage 27 der Förderbahn 27 liegt die entfaltete Förderbahn 21 vollflächig an und wird insbesondere ausschließlich unter Einfluss der Gewichtskraft und von Abzugskräften an die Gleitauflage gedrückt und daran entlanggezogen. Die Abzugskräfte werden in der in den Figuren dargestellten Ausführung manuell durch Ziehen einer Bedienperson (nicht näher dargestellt), die an dem Verpackungsmaterialtisch 11 arbeitet, erreicht. Es sei klar, dass die Abzugskräfte auch durch einen Motor automatisiert sein können, der Teil der Umformeinrichtung sein kann, was in den Figuren allerdings nicht näher dargestellt ist.
Die plattenförmige Förderbahn 25 bildet einen brückenförmigen Bogen von dem Verpackungsmaterialvorrat 15, die hintere Kante des Verpackungstisches 11 überbrückend, hin zu der Umformvorrichtung, auf die die Bedienperson leicht zugreifen kann. Vorzugsweise ist der Krümmungsradius der Förderbahn im Wesentlichen konstant, so dass eine teilzylindrische Bahn von der Aufnahme 23 hin zu der Umformvorrichtung 5 realisiert ist. An der Aufnahme 23, die durch den Querrand 24, senkrecht zur Förderrichtung F realisiert ist, ist eine Bahnsteigung vorgesehen, die durch einen Winkel von einer Bahn-Tangentialrichtung an der Aufnahme 23 gegenüber Vertikalen spezifiziert ist. Dieser Winkel soll größer als 0° und vorzugsweise kleiner als 10° sein. Auf diese Weise wird eine annähernd senkrecht nach oben entfaltete Verpackungsmaterialbahn sicher aufgenommen, die sich aufgrund der abnehmenden Steigung der konkavebenen Förderbahn 25 an die Gleitauflage 27 flächig angeschmiegt. Bei höheren Fördergeschwindigkeiten kann sich zwischen der Förderbahn und dem Verpackungsmaterial eine Luftschicht bilden, wodurch einerseits aufgrund der konkavebenen Förderbahn eine sichere Führung der Verpackungsmaterialbahn 21 hin zu Umformvorrichtung 5 einhergeht, andererseits das Verpackungsmaterial längs der Gleitauflage 27 schonend gefördert wird.
Im Anschluss an die plattenförmige Förderbahn 25 schließt unmittelbar die kanalförmige Umformvorrichtung 5 an, die im Allgemeinen sich durch eine sich verjüngende Kanalstruktur gebildet ist. Die kanalförmige Umformvorrichtung 5 umfasst einen konkavebenen Kanalboden 29, der an dem Krümmungsradiusverlauf der förderrichtungsaufwärts liegenden Gleitauflage 27 der Förderbahn 25 entspricht. Von dem Kanalboden 29 erstrecken sich seitliche Kanalwände 31 erstrecken, die in eine Kanaldecke 33 übergehen, deren Krümmungsverlauf im Wesentlichen dem des Kanalbodens 29 entspricht.
Wie in 1 und 2 ersichtlich ist, nimmt die Kanalquerschnittsfläche in Förderrichtung ab und die Kanalbreite (in Förderquerrichtung) nimmt kontinuierlich in Förderrichtung ab, während die Spalthöhe in Förderrichtung F bis zu der Abgabeöffnung 37 leicht zunimmt, damit sich die Verpackungsmaterialbahn beim seitlichen Zusammenquetschen in Höhenrichtung ausweichen kann. Auf diese Weise wird die gewünschte Polsterform mit einer ausreichend hohen Polsterhöhe erreicht. Der Kanalgang der Umformvorrichtung 5 verjüngt sich hin zur Abgabeöffnung 37. Die Seitenwände 31 verlaufen somit trichterförmig aufeinander zu, so dass die Verpackungsmaterialbahn, die durch die Umformvorrichtung 5 durchgezogen wird, aufgrund des sich verengenden Durchgangsquerschnitts zusammengedrückt werden, wodurch sich ein zieharmonikaförmiges Polstermaterial einstellen kann.
Am Eintrittseingang des Verformungskanals der Umformvorrichtung 5 ist der Deckenbereich nach oben umgebördelt oder umgebogen, damit ein runder Querrand an dem Eingangsbereichs des Verformungskanals gebildet ist. Wie in 4 ersichtlich ist, ist auch der Kanalboden 29 als auch die Seitenwände 31 an der Abgabeöffnung 37 nach außen gebogen, so dass entsprechende umgebogene Flügel und im Besonderen ein oder zwei Abreißecken 38 gebildet sind. Dabei bildet sich ein kleinster Durchgangsquerschnitt noch vor den Begrenzungsrändern der Abgabeöffnung 37.
Die Abgabeöffnung 37 ist deckelseitig durch eine stromaufwärtig sich in Förderrichtung erstreckende Aussparung erweitert, so dass ein händischer Zugriff durch die Bedienperson auf das Verpackungsmaterial stromaufwärts von der Wickelseite des Krümmungskanals in die Abgabeöffnung erleichtert ist. Die Abgabeöffnung 37 ist deckelseitig im Wesentlich kreisförmig in der Ebene der Kanaldecke 33 ausgebildet.
Wie in 1 und 2 ersichtlich ist, erstreckt sich die Förderbahn 25 im Wesentlichen vollständig oberhalb der Abgabeöffnung 37. Die Abgabeöffnung 37 ist derart geformt und dimensioniert ausgerichtet, dass das Polstermaterial mit dem Verlassen der insbesondere winkelig verstellbaren (nicht dargestellten) Umformvorrichtung 5 vertikal nach unten in einer Winkelspanne bis zu 90° gerichtet sein kann (Gravitationsrichtung). Es sei klar, dass die Aufnahme 23 auch noch näher an den Verpackungsmaterialbahnvorrat 15 heranreichen kann, allerdings soll der Großteil der Förderbahn 35 oberhalb der Abgabeöffnung 37 liegen.
An der Außenseite der Seitenwände 31 sind Handgriffe 35 zum Positionieren der Anordnung aus der Förderstruktur 3 und der Umformvorrichtung 5, insbesondere der Abgabeöffnung, über dem Verpackungstisch 11 greifbar, um die Einheit aus Förderstruktur 3 und Umformvorrichtung 5 an die gewünschte Verpackungsstelle zu verbringen. Es sei klar, dass eine bewegliche Lagerung in allen drei Dimensionen eine Verstellung der Abgabeöffnungsposition realisieren soll.
Die Abgabeöffnung wird durch die förderrichtungsabwärts liegenden Ränder des Kanalbodens 29 sowie der Seitenwände 31 und den Kanaldeckel 33 realisiert, wobei in Förderrichtung F die Seitenwände 31 und der Kanalboden 29 am weitesten vorragen. Der Kanaldeckel 33 ist mit einer weiter entgegen der Förderrichtung hineinragende Aussparung als bei den Seitenwänden 31 und dem Kanalboden 29 zurückgesetzt.
In 3 ist die Förderstruktur 3 in einer perspektivischen Ansicht von der Seite der Aufnahme 23 aus dargestellt, wobei die Umformvorrichtung 5 nicht angedeutet ist. 3 zeigt eine überhalb der Gleitauflage 27 angeordnete Rückhalteeinrichtung 41, die verhindern soll, dass beim Abreißen des Polstermaterials 39 förderrichtungsabwärts der Abgabeöffnung 37 ein Zurückfallen der Verpackungsmaterialbahn entgegen der Förderrichtung F hin zu dem Verpackungsmaterialbahnvorrat 15 vermieden wird. Hierzu hat die Halteeinrichtung 41 einen Überspannbügel 43, an dem ein beispielsweise federvorgespannter Drückarm 45 angebracht ist, der zwar ein Fördern der Förderbahn in Förderrichtung F mehr oder weniger unbeeinflusst hin zur Umformrichtung 5 zulässt, allerdings ein Zurückrutschen der Verpackungsmaterialbahn 21 vermeidet. Deswegen ist der Drückarm hin zur Gleitauflage 27 vorgespannt und erstreckt sich von einem Befestigungsarm 46 schwenkbar in Förderrichtung F.
Die Bedienperson geht zum Beladen der Verpackungsstation 1 hin zu dem Verpackungsmaterialbahnvorrat 15 und greift das freie Ende der Verpackungsmaterialbahn 21 und führt es hin zur Förderstruktur 3 entlang der Gleitauflage in die Umformvorrichtung 5. Schließlich wird die Verpackungsmaterialbahn 21 durch die Abgabeöffnung 37 gezwungen, wodurch sich die Verpackungsmaterialbahn 21 in das gewünschte Polstermaterial 39 umformt. An der Abgabeöffnung 37 kann eine Abreißschneidkante angeordnet sein, um das einfache Abreißen des geformten Polstermaterials 39 zu schaffen. Der Abreißvorgang ist noch vereinfacht, weil an dem Kanalboden 29 und den Kanalwänden 31 in Förderrichtung auf Höhe der Abgabeöffnung 37 eine im Wesentlichen dreieckförmige von einem Kantenabschnitt der jeweiligen Seitenwand 31 und dem Kanalboden 29 begrenzte Einschnitt/Vertiefung (38) realisiert ist. Diese Kantenabschnitte (Abreißränder) sind insbesondere geschärft. Aufgrund der nach innen springenden Abreißränder ist eine Verletzungsgefahr der Bedienperson insofern reduziert, als der Einschnitt (38) relativ klein ist und die Kantenabschnitte aufgrund deren Hintersprungs durch die vorstehenden Abschnitte des Kanalbodens 29 und der Seitenwände 31 geschützt sind.
Nach dem Abreißen, insbesondere an dem dreieckförmigen Abreißeck 38 verbleibt das Ende der umgeformten Verpackungsmaterialbahn in dem Eckbereich verklemmt, so dass ein Zurückfallen der Verpackungsmaterialbahn hin zum Verpackungsmaterialbahnvorrat 15 vermieden ist.
Zum Start der nächsten Polstermaterialerzeugung greift die Bedienperson das am Abreißeck 38 eingeklemmte Abreißende des Polstermaterials 39 und zieht zum Generieren weiteren Polstermaterials 39 daran. Die Verpackungsmaterialbahn 21 wird aufgrund der Zugkraft in Förderrichtung F und der Krümmungsneigung der Förderbahn 25 behutsam gegen die Gleitauflage 27 gedrückt, die die Verpackungsmaterialbahn beruhigend in einen vordefinierten Förderbahnweg in die Umformvorrichtung 5 einführt.
Es zeigte sich, dass auch bei hohen Geschwindigkeiten ein sicheres Zuführen und Umformen der Verpackungsmaterialbahn gelingt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Verpackungsstation
3: Förderstruktur
5: Umformvorrichtung
11: Verpackungstisch
13: Tragstruktur
15: Verpackungsmaterialbahnvorrat
17: Leporellostapel
21: Verpackungsmaterialbahn
23: Aufnahme
24: Querrand
25: Förderbahn
27: Gleitauflage
29: Kanalboden
31: Kanalwände
33: Kanaldecke
35: Handgriffe
37: Abgabeöffnung
38: Abreißeck
39: Polstermaterial
41: Rückhalteeinrichtung
43: Überspannbügel
45: Drückarm
46: Befestigungsarm
b: Bahnbreite
F: Förderrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005053319 A1 [0003]
DE 202012009025 U1 [0003]
WO 2005/007394 A1 [0004]
WO 2012/067987 A2 [0005]
EP 0730525 B1 [0006]

Claims

Verpackungsstation (1) umfassend eine Umformvorrichtung (5) zum Umwandeln einer von einem Verpackungsmaterialbahnvorrat (15) abgezogenen Verpackungsmaterialbahn (21), wie einer Leporellostapelbahn, in ein Polstermaterial und eine Förderstruktur zum Aufnehmen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn (21) und zum Zuführen der abgezogenen Verpackungsmaterialbahn (21) in die Umformvorrichtung (5), wobei die Förderstruktur (3) eine Förderbahn (25) umfasst, die sich von einer Aufnahme (23) der Förderstruktur (3) hin zu der Umformvorrichtung (5) erstreckt und derart dimensioniert ist, dass nach dem Passieren der Aufnahme (23) die Verpackungsmaterialbahn (21) in Förderrichtung über wenigstens das Zweifache der Bahnbreite vollflächig auf der Förderbahn (25) aufliegen kann.
Verpackungsstation (1) nach Anspruch 1, bei der die Förderbahn (25) durch eine Platte oder ein Gitter insbesondere mit einer der Verpackungsmaterialbahn (21) zugewandten, ebenen, vorzugsweise konkavebenen Gleitauflage (27), insbesondere Gleitfläche, gebildet ist, die insbesondere gebogen gestaltet ist, wobei insbesondere die Aufnahme (23) der Förderbahn (25) durch einen um Wesentlichen geradlinigen Rand gebildet ist, der sich im Wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung erstreckt.
Verpackungsstation (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine ebene, vorzugsweise konkavebene Gleitauflage (27) der Förderbahn (25) eine Gleitauflagebreite von mindestens einer oder eineinhalb Bahnbreite der Verpackungsmaterialbahn (21) und/oder eine Gleitauflagelänge von wenigstens zwei oder drei Bahnbreiten aufweist.
Verpackungsstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Förderbahn (25) die Form eines einen den Verpackungsmaterialbabnvorrat (15) mit der Umformvorrichtung (5) verbindenden Brückenbogens umfasst, wobei der Krümmungsradius des Brückenbogens insbesondere im Verlauf der Förderbahn (25) von der Aufnahme (23) bis zur Umformvorrichtung (5) größer als die Bahnbreite ist, vorzugsweise größer als die zweifache Bahnbreite, insbesondere größer als 50 cm oder 100 cm, ist und/oder eine Steigung des Brückenbogens von der Aufnahme (23) bis zu der Umformvorrichtung (5), insbesondere einer Übergabe an die Umformvorrichtung (5), vorzugsweise stetig bis zu einem Hochpunkt der Förderbahn (25) abnimmt, von dem insbesondere die Förderbahn (25) hin zur Umformvorrichtung (5) abfällt.
Verpackungsstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der eine Tangentialrichtung an der Aufnahme (23) einer konkavebenen Gleitauflage (27) der Förderbahn (25), insbesondere des Brückenbogens, gegenüber der Vertikalrichtung einen Annahmewinkel von kleiner als 20°, 15° oder 10° bildet, der vorzugsweise größer als 0°, 1° oder 5° ist, wobei insbesondere eine Tangentialrichtung an einer Abgabe der konkavebenen Gleitauflage (27) gegenüber der Vertikalrichtung einen Abgabewinkel von kleiner als 20°, 15° oder 10° bildet, der vorzugsweise größer als 0°, 1° oder 5° ist.
Verpackungsstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der an die Förderbahn (25) eine kanalförmige Umformvorrichtung (5) anschließt, wobei die kanalförmige Umformvorrichtung (5) insbesondere eine konkavebene Kanalbodenfläche umfasst, deren Krümmungsradius insbesondere dem der Förderbahn (25) entspricht, und/oder eine Breite (in Förderquerrichtung) des Kanalquerschnitts in Förderrichtung insbesondere kontinuierlich abnimmt und eine Höhe des Kanalquerschnitts in Förderrichtung insbesondere kontinuierlich zunimmt.
Verpackungsstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Umformeinrichtung (5) einen sich verjüngenden Kanalgang aufweist, der eine Abgabeöffnung (37) mündet, wobei innerhalb des Kanalgangs eine Umformung der Verpackungsmaterialbahn (21) ausschließlich durch die Kanalwände (31) realisiert ist.
Verpackungsstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Förderbahn derart dimensioniert ist, dass nach Passieren der Aufnahme (23) die Verpackungsmaterialbahn (21) in Förderquerrichtung längs der vollständigen Bahnbreite vollflächig auf der Förderstruktur (3) aufliegen kann.
Verpackungsstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Umformvorrichtung (5) derart gegenüber einer Vertikalen ausgerichtet, insbesondere starr unverstellbar oder im Neigungswinkel einstellbar, ausgerichtet ist, dass das die Umformvorrichtung (5) an einer Abgabeöffnung (37) verlassende vertikal nach unten gerichtet ist, und/oder die Förderstruktur (3), insbesondere ein Großteil der Förderstruktur (3), die an der Umformvorrichtung (5) anschließt, in Gravitationsrichtung oberhalb der Abgabeöffnung (37) positioniert ist, wobei insbesondere die Aufnahme (23) der Förderstruktur (3) im Wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Abgabeöffnung (37) angeordnet ist.