DE19629606C2 - Vorrichtung zum Verpacken von mit einer Stoffhülle umgebenen Matratzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken von Matratzen, wobei die Matratzen jeweils unter Kompression in eine Wickeltrommel eingeführt, zu einer Rolle geformt und in eine Formröhre ausgestoßen werden, an deren Ende die gerollten Matratzen in einen Sack, Beutel oder Hülle eingeführt werden und wobei die Wickeltrommel aus kreisförmig angeordneten, einen Formraum bildenden, rotierbaren Walzen besteht, die einem düsenförmigen Einzugsbereich nachgeordnet sind, wobei in der Wickeltrommel Mittel vorgesehen sind, die zum Zwecke des Rollens der Matratzen diese sowohl reibschlüssig erfassen als auch einen ungehinderten axialen Ausstoß der Matratzen zulassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken von mit einer Stoffhülle umgebenen Matratzen, insbesondere aus Schaumstoff, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Matratzen werden zum Zwecke des Transportes zu einer Rolle geformt und mit Verpackungsmaterial versehen.

Die WO 95 00 398 offenbart eine Vorrichtung zum Verpacken von kissenartigen, nachgiebigen Schaumstoffen, wie zum Beispiel von Schwämmen, wobei griffige, gerändelte Oberflächen an Walzen einer Wickeltrommel aufgrund des minimalen Drucks keine Schäden an den Oberflächen der Schwämme verursachen können. Von derartigen Schaumstoffen unterscheiden sich Matratzen grundsätzlich, die zwar auch i. a. einen Kern aus Schaumstoff aufweisen, der aber vollständig mit mindestens einer Hülle umgeben ist. Beim Verpacken von großen, umhüllten Schaumstoffen resultieren vor allem aus der Umhüllung und den viel größeren Kräften für das maschinelle Verpacken von Matratzen sehr weit reichende Konsequenzen und eine vollkommen anders gelagerte Problematik als beim Verpacken von kissenartigen, nachgiebigen Schaumstoffen, wie zum Beispiel von Schwämmen, die mit minimalen Kräften gerollt werden. Mit Stoff bezogene Matratzen können nicht mit Walzen mit gerändelten Oberflächen gerollt werden. Matratzen wurden bei entsprechenden Versuchen durch den Anmelder je nach Dicke u. U. ca. 1-1,5 m eingerollt, dann wurde der Bezug, d. h. die Hülle, zerstört. Walzen mit gerändelten Oberflächen wetzen dann lediglich noch den Drell des Bezugs ab, weil die Walzen mit gerändelten Oberflächen dann gegen den ungeheuren Druck der Matratze nur noch durchdrehen. Irgendwann zerreißt der Bezug, wenn die Walzen mit zu rauh gerändelten Ober­ flächen gerollt werden, ohne daß die Matratze gewickelt wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verpacken von mit einer Stoffhülle umgebenen Schaumstoffmatratzen zu schaffen, bei der die Matratzen unter Kompressionseinwirkung gewickelt werden können, ohne daß die Matratzen dabei beschädigt werden, und mit der die Faltenbildung beim Wickeln vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Mit der vorliegenden Erfindung werden fertige, mit einer Stoffhülle umgebene Schaumstoffmatratzen in ihrem Transport­ volumen verringert und eine handliche Rolle erhalten. Die zu verpackenden Matratzen können ohne Eingriff selbständig in die Maschine, beispielsweise von einem Transportband, einlaufen. Durch die Einführung der Matratze in einen Foliensack und zwar erst nach Fertigstellung des gerollten Formats, werden die hohen Kosten der Entsorgung und der hohe anfallende Folienabfall vermieden. Die Erfindung geht dabei von einer Vorrichtung zum Verpacken von Matratzen aus, wobei die Matratzen jeweils unter Kompression in eine Wickeltrommel eingeführt, zu einer Rolle geformt und in eine Formröhre ausgestoßen werden, an deren Ende die gerollten Matratzen in einen Sack, Beutel oder Hülle eingeführt werden. Diese Wickeltrommel besteht aus kreisförmig angeordneten, einen Formraum bildenden und rotierbaren Walzen, die einem düsen­ förmigen Einzugsbereich nachgeordnet sind. Indem der Roll­ bereich an die Taktzeiten des relativ schnellen Füllbereich angepaßt ist, ist somit keine Pufferzone mehr zwischen zu schalten. Die Matratze wird durch den düsenförmigen Einzugs­ bereich unter Komprimierung in die Wickeltrommel geführt.

Um einen bestimmten Kommpressionsgrad zu erreichen, und dabei die Matratzen durch die Walzen der Wickeltrommel anzutreiben, so daß die Form einer Rolle erzielt wird, ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, daß in der Wickeltrommel Mittel vorgesehen sind, die zum Zwecke des Rollens der Matratze, diese sowohl reibschlüssig erfaßt, als auch einen ungehinderten axialen Ausstoß der Matratze zur nachgeordneten Formröhre zuläßt. Dadurch kann die Geschwindigkeit des Verpackungsprozesses dem des vorgeschalteten Fertigungsprozesses angepaßt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, die Walzen mit einer Profilierung zu versehen, welche in Rotationsrichtung mit der Matratze einen zuverlässigen Reibschluß eingeht, während in axialer Richtung, also in der Richtung, in die die Matratze in die Formröhre ausgestoßen wird, Führungsmittel innerhalb des Formraumes zur Aufrechterhaltung der Form der komprimierten Matratzen für einen in axialer Richtung gleitbaren, reibschlußneutralen Eingriff mit der Matratzenoberfläche vorgesehen sind, so daß die Matratze hier ungehindert gleiten kann. Gemäß einer Ausführungsform ist auf der Walzenoberfläche einer Profilierung vorgesehen, die durch erhabene Stege gebildet ist, die sich zumindest über einen Teilbereich der Walzenlänge ununterbrochen erstrecken. Die Stege können von annähernd quadratischem; rechteckigem oder rundem Querschnitt sein. Durch die Lücken zwischen jedem Steg wird eine Art Verzahnung geschaffen, die sich gegenüber der Matratze als griffig erweist. Unter Rotations- und Kompressionseinwirkung können hier optimale Reibkräfte einsetzen, so daß eine Kompression sowohl während der Rotation der Matratze bis hin zur fertigen Rolle aufrecht erhalten wird. Beim axialen Ausstoß der fertiggestellten Rolle kann die Matratze auf den Stegen gleiten, wobei kein Reibschluß auftritt.

Eine weitere Variante besteht darin, daß mindestens eine Rolle eine Oberfläche besitzt, die sowohl in Rotations-, als auch in axialer Richtung ein reibschlüssiges Verhältnis mit der Matratze eingeht. Diese Rolle wird zum Zwecke des axialen Ausstoßes der Matratze außer Eingriff mit dieser gebracht, was durch Schwenken oder Klappen erfolgen kann und ein Ersatzmittel an dessen Position gesetzt wird, damit die Kompression der Matratze nicht verloren geht.

Hier kann die Oberfläche mit einem Gummibelag versehen werden oder der Walzenkörper selbst eine Aufrauhung besitzen.

Eine weitere Variante ist beispielsweise darin zu sehen, die Oberflächen der Walzen mit der Profilierung zu versehen, die sich nur über einen Teil des Umfangs erstreckt, derart, daß ein Sektor eines reibschlußneutralen Bereichs gebildet ist. Ist der Ausstoß der Matratze in axialer Richtung gewünscht, müssen die Walzen so gesteuert angehalten werden, daß die reibschlußneutralen Sektoren der Walzen auf die Matratzen weisen.

Des Weiteren bewirkt die vorliegende Erfindung, daß die Faltenbildung vermindert wird. Gegenüber den herkömmlichen Verpackungsverfahren, bei denen sich der Drell der Steppung beim Komprimieren in Knitterfalten legte, wird dieser Effekt erfindungsgemäß vermindert. Dies wird dadurch erreicht, daß die zu verpackende Matratze im Wickelkäfig die höchste Kompression erfährt, die bei der Einführung in die Formröhre nachläßt und durch die Expansionsmöglichkeit im Foliensack endet.

Anhand der beigefügten Zeichnungen, die besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, wird diese nun näher beschrieben.

Dabei zeigen:

Fig. 1: eine Schnittdarstellung der vorliegenden Erfindung, wobei die Wickeltrommel im Querschnitt dargestellt ist,

Fig. 2-4: eine Ansicht der vorliegenden Vorrichtung mit anschließender Formröhre und in verschiedenen Stellungen der Schubplatte,

Fig. 5-7: Ausführungsbeispiele eine Walze mit in axialer Ausstoßrichtung reibschlußneutraler Profilierung,

Fig. 8: eine Draufsicht auf die Walze nach Fig. 7,

Fig. 9-11: eine Walze mit reibschlüssiger Oberfläche (14), die außer Eingriffsstellung geschwenkt werden kann, in verschiedenen Stellung,

Fig. 12: Walzen mit teilweise reibschlüssiger Oberfläche (14), die zum Zwecke des axialen Ausstoßes der Matratze mit ihren reibschlußneutralen Sektoren auf die Matratze gerichtet sind.

Anhand des Fig. 1 und 2 soll zunächst der Verpackungsablauf beschrieben werden.

Die Vorrichtung als solche ist mit dem Bezugszeichen (1) gekennzeichnet. Die Matratze (2) wird auf einem Einlaufband (17) an einer Ausrichtleiste anliegend aufgelegt, oder von einem davor stehenden Transportband übergeben.

Auf Fußschalterdruck startet das Einlaufband (17) und beginnt die Matratze (2) durch ein Kompressionsrollensystem in Düsenform, welches den Einzugsbereich (9) bildet hindurch in die Wickeltrommel (3) einzuschieben. In der Wickeltrommel (3) wird die in dem düsenförmigen Einzugsbereich (9) vorkomprimierte Matratze (2), an der nicht angetriebenen Walze (22) vorbei, durch angetriebene Walzen (8) in Kreisform geführt, so daß sie sich spiralig zu einer Rolle zusammenwickelt. Bei Ende des Wickelvorganges bleibt der Antrieb stehen und eine Schubplatte (18) drückt die Matratze (2) seitlich axial aus der Wickeltrommel (3) heraus. An dieser Seite ist eine Formröhre (4) in axialer Verlängerung der Wickeltrommel (3) angebracht, über den der Folienschlauch, der Sack, der Beutel oder die Hülle (6) (siehe Fig. 3) gezogen wird. In der Wickeltrommel (3) wird also durch die Walzen (8) ein Formraum (7) gebildet.

Dadurch wird die gerollte Matratze (2) seitlich in den Folienschlauch, den Sack, den Beutel oder die Hülle (6)(siehe Fig. 3) ausgegeben, in dem sie sich dann bis zur prallen und weitgehend knitterfreien Füllung ausdehnt. Die Maschine kann in einer Fertigungslinie im Takt des Füllvorganges arbeiten, da nach jedem Einwickeln die nächste Matratze (2) schon wieder auf dem Einlaufband (17) übernommen werden kann. Die Zykluszeit beträgt ca. 30 sek., wenn die zu rollende Matratze (2) nicht vom Bediener aufgelegt werden muß, sondern auf einem Transportsystem ankommt.

Die Vorrichtung (1) besteht aus einem Kopfgestell (19) und dem Einlaufband (17). Im Kopfgestell (19) befinden sich trommelförmig angeordnete, angetriebene Walzen {8). Die Wickeltrommel (3) ist an einer Seite (Matratzeneinlauf) dadurch geöffnet, daß eine Walze aus der Kreisfigur ausgespart ist. Davor befindet sich ein in Düsenform angeordneter Satz dadurch geöffnet, daß eine Walze aus der Kreisfigur ausgespart ist. Davor befindet sich ein in Düsenform angeordneter Satz Einzugsrollen (20), welche den Einzugsbereich (9) bilden. Im Zentrum der Wickeltrommel (3) befindet sich die Schubplatte (18), die die Matratze (2) nach dem Aufrollen seitlich in die Formröhre (4) ausschiebt, deren Zentrumsachse (21) die Verlängerung der geometrischen Achse der Rollentrommel bildet. Durch diese Formröhre (4) wird die gerollte Matratze (2) vom Ausschubschieber bzw. der Schubplatte {18) hinausgedrückt, wobei sie die außen über die Formrohre (4) gestülpte Hülle {6} abzieht. Die Bewegungsachse der Spindel liegt genau in der geometrischen Achse der Wickeltrommel (3). Die Vorrichtung ist so gesteuert, daß der Einzug der Matratze (2) in die Wickeltrommel (3) automatisch überwacht wird, bis sie ganz aufgerollt ist. Danach wartet die Steuerung auf das Bedienersignal (Fußschalter), daß das Aufstülpen der Folienhülle {6} fertig ist. Auf dieses Signal hin betätigt die Steuerung bei stillstehendem Rollenantrieb den Motor des Ausschubmechanismus. Nach Ausschub der Matratze (2) wird das eine offene Ende der Folienhülle (6) manuell z. B. durch einen verdrillten Drahtkrampen oder Klebeband verschlossen und ggf. die fertige Matratze (2) in einen Karton eingeschoben.

Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) im Bereich des Kopfgestells (19). Die Matratze (2) befindet sich in der Wickeltrommel (3) wobei die Schubplatte (18) die Grundstellung einnimmt, d. h. die Matratze (2) wird dem Formprozeß unterzogen wobei die Schubplatte (18) außer Eingriff bleibt.

Die Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) aus der gleichen Position, wobei die Schubplatte (18) in Arbeitswirkung kommt und die Matratze (2) aus der Wickeltrommel (3) in die Formröhre (4) einschiebt, über die Hülle (6) gestülpt ist.

Die Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) wiederum aus der gleichen Position wie die Fig. 2 und 3, wobei hier die Schubplatte (18), in ihrer Endstellung liegt, d. h. die Matratze (2) ganz ausgestoßen hat.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Walze (8) bei der die Profilierung (10) durch Nuten in der Walzenoberfläche (11) gebildet ist und somit ein reibschlüssiges Mittel gegenüber der in Rotationsbewegung zusetzenden Matratze (2) darstellt. Bei axialem Ausstoß der Matratze (2) gleitet diese über die Walzen (8) bzw. über die vertiefte Profilierung (10) ohne daß hier ein Reibschluß auftritt.

Die Fig. 6 zeigt eine Variante zu der Ausführungsform nach Fig. 5, wobei hier erhabene Stege (13) die Mittel für den Formschluß bzw. die Profilierung bilden, wie dies ebenfalls mit Fig. 7 in einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die Profilierung (10) bzw. Stege (13) können in die Walzenoberfläche (11) eingearbeitet oder durch aufgeklebte oder anderweitig befestigte separate Teile gebildet werden.

Die Fig. 8 zeigt eine Walze (8) in einer Längsansicht gemäß der Ausführungsform nach Fig. 7, wobei auch hier die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und ebenfalls zu erkennen ist, daß die Stege (13) radial auf der Walze (8) verteilt sind.

Die Fig. 9-11 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Wickeltrommel (3) die durch kreisförmig angeordnete Elnzelwalzen gebildet werden, die jedoch allesamt eine reibschlußzneutrale Oberfläche besitzen. Neben hier nicht näher beschriebenen Einschubmitteln für die Matratze (2) ist das besondere aus der Wickeltrommel (3) nach den Fig. 9- 11, daß hier eine Walze (8) in der Kreisfiguration angeordnet ist, die gegenüber den übrigen Walzen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung einen reibschlüssigen Belag, Gummibelag (14) oder eine Aufrauhung (15) besitzen. Um nun den axialen Ausstoß der Matratze (2) nicht zu behindern, kann diese Walze (8) aus der Kreiskonfiguration, also außer Eingriff mit der Matratze (2) geschwenkt werden, wenn der Ausschubvorgang einsetzen soll. Um eine Expansion der komprimierten Matratze (2) zu verhindern, wird hierzu das Formkonstanzelement (12) in die vorhergehende Position der weggeschwenkten Walze (8) gebracht. Dieser Vorgang ist analog in den Fig. 9-11 dargestellt, wobei die Fig. 9 die Position der sowohl axial als auch radial einen Reibschluß mit der Matratze (2) eingehenden Walze (8) dargestellt ist, wie sie auf die Matratze (2) zum Zwecke der Rotation dieser einwirken kann. Die Fig. 10 zeigt diese Walze (8) in weggeschwenktem Bereich und die Fig. 11 die Situation, bei der das Formkonstanzelement (12) in diese Position eingeschwenkt ist.

Die Fig. 12 zeigt eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung, bei der die Wickeltrommel (3) Walzen (8) besitzt, bei denen die Walzenoberfläche (11), d. h. deren Umfang, nur zum Teil mit einer Profilierung (10), einem Gummibelag (14) oder einer Aufrauhung (15) versehen ist, so daß ein Sektor (16) mit einem reibschlußneutralen Verhalten gebildet ist.

Es ist nun nach der Erfindung möglich die Walzen (8) so zu steuern, daß der Rotationsvorgang und Kompressionsvorgang bewerkstelligt werden können, indem mindestens immer eine Walze (8) mit ihrem reibschlüssigen Bereich auf die Matratze (2) einwirkt. Wird die Matratze (2) ausgestoßen, können die Walzen (8) so gesteuert angehalten werden, daß deren reibschlußneutrale Sektoren (16) auf die Matratze (2) gerichtet sind.

Bezugzeichenliste

1

Vorrichtung

2

Matratze

3

Wickeltrommel

4

Formröhre

5

6

Hülle

7

Formraum

8

Walzen

9

Einzugsbereich (düsenförmig)

10

Profilierung

11

Walzenoberfläche

12

Formkonstanzelement

13

Stege auf

11

14

Gummibelag

15

Aufrauhung

16

reibschlußneutraler Sektor auf

11

17

Einlaufband

18

Schubplatte

19

Kopfgestellt

20

Einzugsrollen

21

Zentrumsachse von

4

22

nicht angetriebene Walze

Claims (10)

1. Vorrichtung (1) zum Verpacken von mit einer Stoffhülle umgebenen Matratzen (2), wobei die Matratzen (2) jeweils unter Kompression durch einen düsenförmigen Einzugsbereich (9) in eine Wickeltrommel (3) eingeführt, zu einer Rolle geformt und in eine Formröhre (4) ausgestoßen werden, an deren Ende die gerollten Matratzen (2) in einen Sack, Beutel oder Hülle (6) eingeführt werden, wobei die Wickeltrommel (3) aus kreisförmig angeordneten, einen Formraum (7) bildenden, rotierbaren Walzen (8) besteht, die dem düsenförmigen Einzugsbereich (9) nachgeordnet sind, und zumindest eine Walzenoberfläche (11) Profilierungen (10, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Profilierungen (10, 13) für, eine in Rotationsrichtung wirkende, eine Verzahnung bildende Verbindung mit den Matratzenkörpern ausgebildet sind,
Führungsmittel innerhalb des Formraums (7) zur Aufrechterhaltung der Form der komprimierten Matratzen (2) für einen in axialer Richtung gleitbaren, reibschlußneutralen Eingriff mit der Matratzenoberfläche vorgesehen sind und
der Durchmesser der Wickeltrommel (3) kleiner ist als der Durchmesser der Formröhre (4).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (10, 13) jeweils radial verteilt auf den Walzenoberflächen (11) angeordnet sind und in axia­ ler Richtung eine gleitende Eigenschaft gegenüber den Matratzen (2) aufweisen, wobei die Profilierungen (10, 13) die Führungsmittel bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (8) sowohl in Rotationsrichtung als auch in axialer Richtung ein reibschlüssiges Verhältnis mit der Matratze (2) eingeht, welche Walze (8) mit der gerollten Matratze (2) außer Eingriff bringbar ist, wobei als Führungsmittel ein reibschlußneutrales Formkon­ stanzelement (12) in die Position der außer Eingriff gebrachten Walze (8) bringbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radial verteilten Profilierungen (10) auf der Walzenoberfäche (11) als auf deren Umfang verteilte erhabene Stege (13) vorliegen, die sich zumindest über einen Teilbereich der Walzenlänge ununterbrochen erstrecken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Stege (13) einen annähernd quadratischen- oder rechteckförmigen Querschnitt aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Stege (13) einen runden Querschnitt aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (8) eine Walzenoberfläche (11) aufweist, die durch einen Gummibelag (14) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenoberfläche (11) eine Aufrauhung (15) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine nicht reibschlußneutrale Walzenoberfläche (11) aufweisenden Walzen (8) klapp- oder schwenkbar in Eingriff- und außer Eingriffstellung bringbar sind.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (10) oder ein reibschlüssiger Belag sich nur über einen Teil des Umfangs der Walzen (8) erstrecken, derart, dass ein Sektor (16) eines reibschlußneutralen Bereiches gebildet ist.