DE19707774C1

DE19707774C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken eines rollenförmigen Körpers, insbes. einer Druckpapierrolle

Info

Publication number: DE19707774C1
Application number: DE19707774A
Authority: DE
Inventors: Bengt Thorden; Hans Kaiser; Bo Wigforss; Hal P Arnold; Heinz Schneider
Original assignee: LAMB AG
Current assignee: LAMB AG
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: DE59700155D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Zum Stand der Technik gehören ein Verfahren und eine Einrich tung dieser Art (GB 1 492 934), die vor allem zum Verpacken von Stahlblechcoils mit einer Einwickelbahn vorgesehen sind. Dabei wird die Einwickelbahn mittels paarweise angeordneter Förderrollen über einen Tisch gefördert, an dem zum Fälteln der beiden seitlichen Ränder der Einwickelbahn ein Paar Plissier rollen achsparallel zu den Förderrollen gelagert ist. Die Rän der der Einwickelbahn verlassen beim Fälteln deren ursprüng liche Ebene nicht und ragen beim anschließenden Umwickeln des zu verpackenden rollenförmigen Körpers parallel zu dessen Achse über je eine Stirnfläche des Körpers hinaus. Anschließend wer den die gefälteten Ränder durch Andrückrollen rechtwinklig um gebogen und dadurch an die zugehörige Stirnfläche des Körpers angelegt. Diese in erster Linie zum Verpacken von Stahlblech coils vorgesehene Verfahrensweise ist beim Verpacken empfind licherer rollenförmiger Körper, insbesondere Druckpapierrollen, mit der Gefahr verbunden, daß der Körper durch überhöhte Kan tenpressung beim Umbiegen der gefälteten Ränder beschädigt wird.

Es ist auch bekannt (JP 8-58720 A), rollenförmige Körper, wie derum handelt es sich um Blechrollen, mit einer Einwickelbahn zu umwickeln, deren an je eine Stirnfläche des rollenförmigen Körpers anzulegende Ränder zuvor rechtwinklig abgekantet worden sind, so daß die Einwickelbahn schon auf dem Weg zu dem Körper einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Die Einwickelbahn wird von einer achsparallel zum einzuwickelnden Körper angeordneten Walze gegen die Mantelfläche des Körpers gedrückt und gleich zeitig werden die abgekanteten Ränder der Einwickelbahn mittels Bürstenwalzen und Anpreßwalzen an die Stirnflächen des Körpers gedrückt, wobei sie an den Stirnflächen gefaltet werden. Dabei muß erhebliche Kraft aufgewandt werden, da die Einwickelbahn durch die ihre Ränder begrenzenden Abkantungen versteift ist und sich dort der Umlenkung in eine der Mantelfläche des zu verpackenden Körpers entsprechende Kreisbahn widersetzt. Wenn der zu verpackende Körper eine Rolle aus Druckpapier oder an derem nicht besonders steifem Material ist und deshalb den Kräften der Andruckrollen nur mäßigen Widerstand entgegensetzen kann, wird die Einwickelbahn im Bereich der Abkantungen nicht kreisbogenförmig sondern poligonal verformt; in jedem Fall ist damit zu rechnen, daß die Faltungen an den Stirnseiten des Körpers ungleichmäßig werden und über den Umfang hinausragen de Taschen oder Ohren bilden. Ungleichmäßige Faltungen können in der Stirnfläche des Körpers, an der sie anliegen, störende Druckstellen erzeugen, wenn der Körper mit senkrecht stehender Achse transportiert oder gelagert und dabei möglicherweise zu sätzlich zu seinem Eigengewicht vom Gewicht darübergestapelter Körper belastet wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken rollenförmiger Körper derart weiterzubilden, daß Ungleichmäßigkeiten der Verpackung und stirnseitige Abdrücke am Körper weitgehend vermieden werden.

Verfahrenstechnisch ist diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Im Vergleich zu den bekannten Verfahren sind keine nennenswerten Kräfte erforderlich, um einen erfindungsgemäß vorbereiteten Rand einer Einwickelbahn gleichmäßig an die zugehörige Stirnfläche des rollenförmigen Körpers anzulegen, da der Rand von selbst dazu neigt, sich beim Umwickeln des rollenförmigen Körpers zu verkürzen, indem seine Falten sich in der Art einer Ziehharmonika aneinanderlegen.

Soweit die beschriebene Aufgabe eine Vorrichtung betrifft, ist sie erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 4 die Ansicht in Richtung des Pfeils IV in Fig. 3,

Fig. 5 die Ansicht in Richtung des Pfeils V in Fig. 4,

Fig. 6 ein Plissierrollenpaar, dargestellt als vergrößerte Teildraufsicht in Richtung des Pfeils VI in Fig. 2,

Fig. 7 eine einzelne Plissierrolle, in Richtung des Pfeils VII in Fig. 6 gesehen,

Fig. 8 dieselbe Plissierrolle, in Richtung des Pfeils VIII in Fig. 7 gesehen,

Fig. 9 das Verzahnungsprofil der Plissierrollen in der Ebene IX in Fig. 6,

Fig. 9a einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 9,

Fig. 10 das Verzahnungsprofil der Plissierrollen in der Ebene X in Fig. 6,

Fig. 10a einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 10,

Fig. 11 das Verzahnungsprofil der Plissierrollen in der Ebene XI in Fig. 6 und

Fig. 12 ein gegenüber Fig. 6 abgewandeltes Plissierrollenpaar.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung dient zum Verpacken eines rollenförmigen Körpers 10, insbes. einer Druckpapierrolle. Der Körper 10 hat eine zylindrische Mantelfläche 12 sowie zwei dazu normale Stirnflächen 14 und ruht auf zwei parallelen Stütz rollen 16, von denen wenigstens eine drehantreibbar ist, um den Körper 10 um seine eigene Achse zu drehen. Zum Einpacken des Körpers 10 ist eine Einwickelbahn 20 vorgesehen, die aus falt barem Einwickelmaterial besteht, beispielsweise aus Packpapier mit oder ohne Kunststoffkaschierung.

Die Einwickelbahn 20 hat zwei seitliche Ränder 22, von denen in Fig. 1 und 2 nur einer sichtbar ist. Die beiden Ränder 22 sind definiert als die Bereiche der Einwickelbahn 20 zwischen je einer zunächst gedachten, in der Einwickelbahn also nicht von vorneherein vorhandenen, Biegelinie 24 und der zugehörigen äußeren Begrenzung 26 der Einwickelbahn. Jede der beiden Biege linien 24 erstreckt sich in Längsrichtung der Einwickelbahn 20, also parallel zu deren äußeren Begrenzungen 26. Jeder der beiden Ränder 22 wird mit einer feinen Fältelung 28 versehen, die auch als Plissierung bezeichnet werden kann.

Zum Zuführen der Einwickelbahn 20 von einer nicht dargestellten Vorratsrolle sowie zum Biegen ihrer Ränder 22 längs je einer der Biegelinien 24, zum anschließenden Fälteln jedes der beiden Ränder 22 und schließlich zum Umwickeln des Körpers 10 mit der so vorbereiteten Einwickelbahn 20 ist die in Fig. 1 und 2 ins gesamt und in den übrigen Zeichnungen in Ausschnitten bzw. Varianten dargestellte Einrichtung vorgesehen. Zu ihr gehört ein Gestell 30, an dem zwei Förderrollen 32 und 34 um je eine waagerechte Achse A bzw. A' drehbar gelagert sind. Die Ein wickelbahn 20 läuft zwischen den Förderrollen 32 und 34 hin durch, die sich über ihre gesamte Breite erstrecken, und von denen mindestens eine Förderrolle 32 antreibbar ist.

Unterhalb der Förderrollen 32 und 34 - im Sinne der von ihnen bewirkten Bewegung der Einwickelbahn 22 förderstromabwärts - ist gemäß Fig. 1 und 2 zum Herstellen je eines Falzes entlang jeder der beiden Biegelinien 24 je ein Falzrollenpapier 36, 38 angeordnet. Von den Falzrollen jedes Paars hat eine Falzrolle 36 ein konkaves Profil, während die andere Falzrolle 38 ein komplementäres, konvexes Profil aufweist. Jede der Falzrollen 36 und 38 ist an einem Arm eines zweiarmigen Hebels 40 bzw. 42 um eine zu den Achsen A und A' der Förderrollen 32 und 34 an nähernd parallele Achse B bzw. B' frei drehbar gelagert. Zwi schen den beiden von den Falzrollen 36 und 38 abgewandten Armen der beiden Hebel 40 und 42 ist ein beispielsweise von einem Tellerfederpaket gebildeter Kraftspeicher 44 angeordnet, der die Falzrollen 36 und 38 zueinander hin drückt.

Die Förderrollen 32 und 34 sowie die Falzrollen 36 und 38 defi nieren eine im dargestellten Beispiel senkrechte Ebene, in der die Einwickelbahn 20 sich bewegt, im dargestellten Beispiel von oben nach unten. In dieser Ebene liegen Anfangsbereiche zweier Rampen 46, die sich wendelförmig nach unten erstrecken und in je einer zu ihrer ursprünglichen Ebene normalen, im dargestellten Beispiel ebenfalls senkrechten Ebene enden. Dabei ist von beson derer Bedeutung, daß die letztgenannten Ebenen mit der Ebene je einer der beiden Stirnflächen 14 des zu verpackenden Körpers 10 mindestens annähernd übereinstimmen.

Die gemäß Fig. 1 und 2 von den Förderrollen 32 und 34 nach unten geförderte Einwickelbahn 20 durchläuft mit ihren beiden seit lichen Rändern 22 je eines der Falzrollenpaare 36, 38 und wird von diesen längs der beiden Biegelinien 24 gefalzt. Anschließend gleiten die Ränder 22 über je eine der Rampen 46 und werden dabei längs der angrenzenden Biegelinie 24 ungefähr rechtwink lig abgebogen.

In Bewegungsrichtung der Einwickelbahn 20 - gemäß Fig. 1 und 2 von oben nach unten - folgt auf jede der beiden wendelförmigen Rampen 46 ein Zwischenraum 48, und an jeden der Zwischenräume 48 schließt sich ein schmaler Schacht 50 an, der gemäß Fig. 2 von zwei senkrechten und im wesentlichen ebenen, nur in ihrem oberen Bereich trichterförmig divergierenden Platten, beispiels weise aus Stahlblech, gebildet ist. In jedem der beiden Zwi schenräume 48 ist ein Paar kegelstumpfförmige Plissierrollen 52 und 54 angeordnet, die ineinandergreifende Verzahnungen 56 auf weisen. Eine Plissierrolle 54 jedes Paars ist mittels eines Motors 58 antreibbar und nimmt die andere Plissierrolle 52 über die an beiden Plissierrollen ausgebildeten Verzahnungen 56 mit. Die Achsen C und C' der beiden Plissierrollen 52 und 54 jedes Plissierrollenpaars sind waagerecht und schneiden einander un ter einem spitzen Winkel. Die Winkelhalbierende zwischen den Achsen C und C' liegt quer zu den Achsen A und A' der Förder rollen 32 und 34.

In Fig. 7 und 8 ist eine der Plissierrollen 52 abgebildet, die übereinstimmend mit Fig. 1 die äußere Form eines Kegelstumpfes hat. Jedes der beiden Plissierrollenpaare 52, 54 ist so ange ordnet, daß der zugehörige Rand 22 der Einwickelbahn 20, nach dem er aus seiner ursprünglichen Ebene um 90° abgebogen worden ist, zwischen den beiden Plissierrollen 52 und 54 des betref fenden Paars hindurchläuft und dabei plissiert wird, ohne dabei seine Lage in bezug auf den Hauptteil der Einwickelbahn 20 noch merklich zu verändern. Dabei ist die große Basis jeder der Plis sierrollen 52 und 54 ungefähr in einer gemeinsamen Ebene mit der zugehörigen Biegelinie 24 angeordnet, während die kleine Basis jeder der Plissierrollen geringfügig über die äußere Be grenzung 26 des betreffenden Randes 22 der Einwickelbahn 20 hinausragt. Wesentlich ist, daß die Verzahnung 56 wenigstens einer der Plissierrollen 52 und 54 in der Nähe von deren großer Basis gemäß Fig. 11 mit der Zahnhöhe Null beginnt und von dort aus eine allmählich, im dargestellten Beispiel genau linear, zunehmende Zahnhöhe hat. Infolgedessen erzeugt jedes Paar Plis sierrollen 52 und 54 an dem zwischen ihnen hindurchlaufenden Rand 22 der Einwickelbahn 20 eine Fältelung 28, die nahe der zugehörigen Biegelinie 24 beginnt und ihre größte Tiefe an der äußeren Begrenzung 26 des Randes erreicht.

Im dargestellten Beispiel hat die erste Plissierrolle 52 eine normale Kegelradverzahnung 56; die zweite Plissierrolle 54 ist durch Überdrehen einer mit der ersten Plissierrolle ursprüng lich identischen Rolle entstanden.

In Fig. 6 sind weitere Einzelheiten der Anordnung eines Paars Plissierrollen 52 und 54 dargestellt, so eine Halterung 60, die beispielsweise wie in Fig. 1 angedeutet am Gestell 30 zu befesti gen ist und zwei Lagerkörper 62 und 64 trägt, in denen mittels je eines Paars Wälzlager 66 je ein Wellenzapfen 68 gelagert ist. Die Plissierrollen 52 und 54 sind Hohlkörper, die auch innen konisch gestaltet und auf je einem entsprechend konischen Abschnitt des zugehörigen Wellenzapfens 68 auswechselbar aufge spannt sind. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, entspre chend dem Durchmesser des einzupackenden rollenförmigen Körpers 10 und je nach der Beschaffenheit der verwendeten Einwickelbahn 20 Plissierrollen 52 und 54 mit mehr oder weniger ausgeprägter Verzahnung 56 zu verwenden.

In Fig. 12 ist ein Plissierrollenpaar 52, 54 dargestellt, das zugleich zum Falzen der Einwickelbahn 20 längs der zugehörigen Biegelinie 24 und somit als Ersatz für ein Falzrollenpaar 36, 38 vorgesehen ist. Zu diesem Zweck weist die Plissierrolle 52 an ihrem in Fig. 12 linken Ende eine Ringnut 70 auf, und am lin ken Ende der anderen Plissierrolle 54 ist eine komplementäre Ringwulst 72 ausgebildet, die in die Ringnut 70 eingreift. Bei dieser Gestaltung der Plissierrollen 52 und 54 ist die Winkel halbierende zwischen ihren einander unter einem spitzen Winkel schneidenden Achsen C und C' parallel zu den Achsen A und A' der Förderrollen 32 und 34 angeordnet, und die von diesen kom mende Einwickelbahn 20 läuft mit ihrem Rand 22, ohne vorher längs einer Biegelinie 24 gefalzt und mittels einer Rampe 46 oder dergleichen abgebogen worden zu sein, unmittelbar zwischen den in Fig. 12 dargestellten Plissierrollen 52 und 54 hindurch. Dabei wird der Rand 22 plissiert und gleichzeitig an seiner Biegelinie 24 gefalzt sowie beim Verlassen des Plissierrollen paars 52, 54 ungefähr rechtwinklig längs der Biegelinie 24 ab gebogen. Falls es bei dieser Ausführungsform überhaupt noch erforderlich ist, das Abbiegen des Randes 22 mit einer wendel förmigen Rampe 46 der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art zu unterstützen, so ist diese Rampe stromabwärts, also unterhalb des Plissierrollenpaars 52, 54 angeordnet. Eine solche wen delförmige Rampe kann als Bestandteil eines der Bleche aus gebildet sein, die den Schacht 50 begrenzen.

Nachdem sie die Plissierrollenpaare 52, 54 durchlaufen haben, wie immer diese angeordnet und gestaltet sind, gelangen die längs ihrer Biegelinie 24 ungefähr rechtwinklig abgebogenen und plissierten Ränder 22 der Einwickelbahn 20 in je einen der Schächte 50 und bewegen sich darin weiter nach unten und zu gleich längs eines Bogens mit allmählich abnehmendem Krümmungs radius in Richtung zu je einer Stirnfläche 14 des Körpers 10.

Zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung gehört ferner ein Saugkasten 76, über den der zwischen den abgebogenen Rän dern 22 liegende Hauptteil der Einwickelbahn 20 hinweggleitet und dabei am Saugkasten durch darin herrschenden Unterdruck anliegend gehalten und durch Reibung etwas gebremst wird. An stelle des Saugkastens 76 kann eine gelochte Saugwalze vorge sehen sein, die auf einem geschlitzten Rohr drehbar gelagert und nach Bedarf abbremsbar ist.

An den Saugkasten 76 bzw. die Saugwalze schließt sich ein Bandförderer 78 an, der die Einwickelbahn 20 derart in den Walzenspalt 18 hineinfördert, daß die rechtwinklig abgebogenen, nun nach oben weisenden Ränder 22 der Einwickelbahn 20 sich an je eine der beiden Stirnflächen 14 des Körpers 10 anlegen, während dieser sich auf den Stützrollen 16 um seine eigene Achse dreht. In der Fältelung 28 jedes der beiden Ränder 22 ist elastische Formänderungsarbeit gespeichert, die beim Umwickeln des Körpers 10 teilweise frei wird und die Bereitschaft der Ränder 22 unterstützt, sich entsprechend der Darstellung im rechten Teil der Fig. 1 zu krümmen und an die zugehörige Stirn fläche 14 des Körpers 10 anzulegen.

Claims

1. Verfahren zum Verpacken eines rollenförmigen Körpers (10), insbes. einer Druckpapierrolle, mit einer Einwickelbahn (20), bei dem

- in mindestens einen zum Anlegen an eine Stirnfläche (14) des Körpers (10) vorgesehenen Rand (22) der Einwickelbahn (20), ehe diese den Körper (10) erreicht, eine regelmäßige Fältelung (28) quer zur äußeren Begrenzung (26) des Randes (22), und sich zu dieser hin vertiefend, eingewalzt wird, und
- die Einwickelbahn (20) dann mit ihrem nicht gefältelten Teil um die Mantelfläche (12) des Körpers gewickelt und der gefäl tete Rand (22) an die angrenzende Stirnfläche (14) des Körpers (10) angelegt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (22) spätestens gleich zeitig mit dem Einwalzen der Fältelung (28) durch Einwalzen eines Falzes entlang einer längsgerichteten Biegelinie (24) zum Biegen vorbereitet und vor dem Erreichen des Körpers (10) ungefähr rechtwinklig abgebogen wird und die Fältelung (28) sich beim Erreichen des Körpers (10) im wesentlichen selbst tätig an die zugehörige Stirnfläche (14) anlegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (22) in zwei getrennten Arbeitsgängen erst entlang der Biegelinie (24) abgebogen und dann gefältet wird.

3. Vorrichtung zum Verpacken eines rollenförmigen Körpers (10), insbes. einer Druckpapierrolle, durch Umwickeln des Körpers (10) mit einer Einwickelbahn (20) und Anlegen mindestens eines seitlichen Randes (22) der Einwickelbahn (20) an eine Stirn fläche (14) des Körpers (10), mit

- einem Paar Stützrollen (16), auf denen der Körper (10) ab setzbar und in Drehung versetzbar ist,
- paarweise angeordneten Förderrollen (32, 34) zum Heranfördern der Einwickelbahn (20), und
- einem Paar Plissierrollen (52, 54) für jeden an eine Stirn fläche (14) des Körpers (10) anzulegenden Rand (22) der Ein wickelbahn (20), mit ineinandergreifenden Verzahnungen (56) zwischen denen der Rand (22) hindurchbewegbar ist, wobei er mit einer Fältelung (28) versehen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß für jeden an eine Stirnfläche (14) des Körpers (10) anzulegenden Rand (22) der Einwickelbahn (20) ein förderstromaufwärts von den Plissierrollen (52, 54) ange ordnetes Paar Falzrollen (36, 38) und zwischen diesen und den Plissierrollen (52, 54) eine wendelförmige Rampe (46) vorge sehen ist oder daß unmittelbar an den Plissierrollen (52, 54) angebrachte ringförmige Strukturen (70, 72) vorgesehen sind, zum Einwalzen eines Falzes entlang einer den betreffenden Rand (22) begrenzenden, längsgerichteten Biegelinie (24) und zum ungefähr rechtwinkligen Abbiegen des zugehörigen Randes (22) der Einwickelbahn (20).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

- die große Basis jeder der Plissierrollen (52, 54) ungefähr in einer gemeinsamen Ebene mit der zugehörigen Biegelinie (24) angeordnet ist,
- die kleine Basis jeder der Plissierrollen (52, 54) gering fügig über die äußere Begrenzung (26) des betreffenden Randes (22) der Einwickelbahn (20) hinausragt,
- die Achsen (C, C') der beiden Plissierrollen (52, 54) jedes Plissierrollenpaars einander unter einem spitzen Winkel schnei den und
- die Verzahnung (56) mindestens einer Plissierrolle (54) eine Zahnhöhe aufweist, die ausgehend vom Betrag Null im Bereich der großen Basis der Plissierrolle (54) allmählich ansteigt und im Bereich der kleinen Basis der Plissierrolle (54) ihr Maximum hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß förderstromabwärts an die Falzein richtung (36, 38; 70, 72) anschließend eine wendelförmige Rampe (46) zum ungefähr rechtwinkligen Abbiegen des zugehörigen Ran des (22) der Einwickelbahn (20) angeordnet ist, die einen in der Ebene der Einwickelbahn (20) liegenden Anfangsbereich und einen Endbereich aufweist, der normal zum Anfangsbereich annähernd in der Ebene der zugehörigen Stirnfläche (14) des zu verpackenden Körpers (10) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Führen des abgebogenen und ge fältelten Randes (22) ein Schacht (50) förderstromabwärts von den Plissierrollen (52, 54) angeordnet ist.