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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Ballen aus Papierstoff
Die £rfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Ballen aus
Papierstoff und eine verbesserte forrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens. DaDei befaßt sich die Erfindung insbesondere mit einem Verfahren und
einer Vorrichtung, mit denen Papierstoffstapel mit oberseitigen und unterseitigen
Einschlagbögen eingeschlagen werden, indem ein Kleber auf die sich ünerlappenden
Abschnitte der tinschlagbögen aufgetragen wird worauf auf diese sich überlappenden
Abschnitte ein Druck ausgeübt wird. Papierstoff oder Papierpulpe wird im allgemeinen
in Form von Einzelbögen in Herstellungsbetrieben gewonnen, die in der Nahe eines
Holzvorkommens angesiedelt sind. Oft bestehen jedoch keine Papiermühlen oder Weiterverarbeitungsbetriebe
am gleichen Ort wie die Papierstoffhertellunr'sbetriebe, so daß der Papierstoff
zu Ballen
verpackt und dann zu den Papiermühlen oder den anderen
kunden verschifft oder anderweitig transportiert; werden muß.
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In den Papierstoffmühlen oder -herstellbetrieben wird aus Holz ein
kontinuierliches, Zellulosefasern aufweisendes Band aus Papierstoff hergestellt.
Das Papierstoffband wird durch einen Trockner geführt, um ein Produkt mit; einem
gewünschten Anteil, üblicherweise zwischen dO ß und 100 Je an Feststoffen zu erzeugen.
Sobald das kontinuierliche Papierstoffband gebildet und getrocknet ist, wird es
automatisch in rechteckige Bögen zerschnitten, und diese Bögen werden gestapelt
und gewogen, so daß Stapel einheitlichen Gewichts erhalten werden. Oberseitige und
unterseitige Papierstoff-Einschlagbögen werden dann lose auf den bzw. unter den
Stapel gelegt. Für die weiterverarbeitenden Papiermühlen ist es in der Regel erforderlich,
die Papierstoffstapel in diese Papierstoffbögen einzuschlagen, um den Balleninhalt
gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit zu schützen, wobei die Einschlagbögen möglicherweise
in der weiterverarbeitenden Papiermühle nach Möglichkeit ebenfalls weiterverarseitet
werden sollen. Der Stapel wird dann zu einer hydraulischen Presse überführt, die
einen erheblichen nach unten gerichteten Druck auf den Stapel ausübt, um einenStapelkompaktt
Abmessung zu bilden. Dieser Druck- oder Preßvorgang vermindert die Höhe des Stapels,
wodurch das Stapeivolumen entsprechend vermindert und eine kompakte Einheit erhalten
wird, aus welcher leichter ballen hergestellt werden können.
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Die Herstellung von Ballen wird auf dem Gebiet der Papierstoffherstellung
durch Umfalten der Einschlagbögen auf alle sechs Seiten des Papierstoffbündels und
anschließendes Herumlegen von Stahldrähten oder Bandern in Quer- und Langsrichtung
um den Stapel bewirkt. Dabei kann in Längsrichtung ein Draht und in Querrichtung
ebenfalls ein Draht befestigt werden, oder es werden zwei oder mehr Drähte in jeder
Richtung herumgelee t.
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Diese Arbeit wird automatisch durch Drahtanbringmaschinen
durchgeführt,
die speziell ür die Herstellung von Ballen aus Papierstoff geeignet sind. Fine Beschreibung
einer der bekannteren Drahtanbringmaschinen St dem US-Patent 3 179 037 zu entnehmen.
Die Drahtanbringmaschine umgibt einen Papierstoffstapel automatisch mit einem von
einer kontinuierlichen Spule abgezogenen Draht abschnitt, spannt und befestigt den
Draht und schneidet den Draht denn vom Vorrat ab. Die Maschine ist auf die Verarbeitung
unterschiedlicher Drähte mit verschiedenen Drahtl.ngenstüclien in der Länge oder
Breite des ballens einstellDar. Bevor der Stapel in die Drahtanbrinm-schine überführt
wird, müssen jedoch die Einschlagbogen so um den Stapel herumgefaltet werden, daß
Seitennähte und Endlaschen gebildet werden. Die Seitennähte werden in der Regel
zuerst entlang der T:ingsrichtung des Ballens geuilliet, irldem automatisch oder
von Hand der oberseitige und der unterseirige Einschlagbogen in Überlapst ellung
aufeinandergefaltet werden. Dann wird der Stapel in eine Drahtanbringmaschine gefördert,
in welcher ein querverlaufender Draht um die Seitennähte herumgelegt wird. Der auf
diese Weise teilweise gebildete Ballen wird dann um 90° gedreht und die überstehenden
Abschnitte oder Flächen der Einscblagbögen werden automatisch eingeschlagen, so
daR Endlaschen gebildet werden. Dann wird der Ballen in eine zweite Drahtanbringmaschine
gefördert, in der ein oder mehrere Drähte in Längsrichtung über die Endlaschen gelegt
und befestigt werden.
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Die Herstellung von Ballen aus Papierstoff mit Stahldrahten hat eine
Reihe von ernsten Problemen sowohl für die Papierstoff, als auch für die Papierindustrie
entstehen lassen.
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So führt beispielsweise die Verwendung von Draht in den Papierstoffmühlen
zu nicht unbeachtlichen kosten. Die kosten für den Draht pro Ballen können abhängig
von der Anzahl der für jeden Ballen verwendeten Drähte im Bereich von wenigen Pfennigen
bis zu mehr als 80 Pfennig liegen. Wenn dann berücksichtigt wird, daß eine mittlere
bis größere Papierstoffmühle
pro Tag von 500 bis 1500 Tonnen Papierstoff
(etwa 2000 bis 6000 Ballen pro Tag) herstellen kann, ist ersichtlich, daß die Kosten
für den Draht eine erhebliche Größe erreichen.
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Außerdem führt der komplizierte Aufbau der Drahtanbringmaschinen häufig
zu mechanischen Problemen, die ein Abschalten der gesamten Anlage zur Herstellung
der Ballen erforderlich machen kann, so daß die täglichen Produktionsmengen verringert
werden.
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Nach Lieferung der durch Drähte zusammengehaltenen Ballen zu den Papiermühlen
entstehen sogar noch größere Probleme. So ist beispielsweise die Entfernung der
Drähte von den Ballen schwierig und zeitraubend. So verursacht die Entfernung des
Drahtes bei den }stunden oft Verletzungen, z. B. Verletzungen der Augen, weil die
scharfen Drähte beim Aufschneiden der Ballen elastisch aufspringen. Das ernsteste
Problem liegt jedoch darin, daß Drahtstücke bisweilen in die Rührwerke oder Holländer
geraten, die Walzen kerben oder verletzen und die Filze durchstechen und zerschneiden,
so daß kostensteigernde Beschädigungen der Ausrüstung die Folge ist. Darüber hinaus
ist die Beseitigung des von den Ballen entfernten Drahtes ein Problem, da der Draht
so gut wie keinen Schrottwert hat.
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Unter Berücksichtigung der großen Zahl ernster Probleme, die bei Verwendung
von Draht zur Herstellung von Papierstoffballen auftreten, wurde von den Fachleuten
bereits seit langem nach besseren Verfahren zur Herstellung von Ballen gesucht.
Soweit dem Anmelder bekannt, wurde jedoch noch keine ausführbare Alternative entwickelt.
Von den Fachleuten wurden beispielsweise Versuche mit der Verwendung von In eben
bei Papierstoffballen gemacht, jedoch waren diese Versuche aus unterschiedlichen
Gründen nicht erfolgreich0 Aus dem US-Patent 3 330 409 ist ein Papierstoffballen
bekannt, der von zwei oder mehreren Papierstoffbändern zusammengehalten wird, die
endlos um den Stapel aus Papierstoffbögen herumgelegt sind. Diese Bänder
können
an den zusammengeführten Enden durch Verwendung eines Klebers, beispielsweise eines
tierischen Leims, befestigt werden. Das Patent befaßt sich jedoch nicht mit der
Herstellun von Ballen aus Papierstoff, die mit Einschlagbögen umhüllt sind, wie
dies auf dem vorliegenden Fachgebiet im allgemeinen üblich ist. Darüber hinaus erfordert
das bekannte Verfahren eine Abbindezeit des Klebers bis zu 10 Minuten, um eine brauchbare
Haftung zu erzielen, während in üblichen Anlagen zur Herstellung von Ballen aus
Papierstoff der Ballen in etwa 10 bis 20 Sekunden befestigt werden muß. Aus diesen
Gründen löst das erwähnte Patent die durch Drahteinbindung der Papierstoffballen
entstehenden Probleme nicht.
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Aus dem US-Patent 2 765 838 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Verpackung eines Stapels von Fasermatten in Kraftpapier bekannt, wobei ein warmabbindender
Kleber zur Verbindung sich überlappender Abschnitte des Papiers verwendet wird.
Diese Erfindung ist jedoch nicht übertragbar auf das Problem der Herstellung von
Papierstoffballen durch Einschlage in Einschlagbögen aus Papierstoff. Warmaushärtende
Kleber sind nämlich in der Regel nicht für die Papierweiterverarbeitung geeignet,
weil sie nicht wieder erweichbar oder repulpier bar,dOh. nicht wasserlöslich oder
dispergierbar sind, so daß sie bei der Herstellung von Papierstoffballen nicht verwendet
werden können, weil die Einschlagbögen ebenfalls-zu Papier weiterverarbeitet werden
können müssen, Deshalb können das Verfahren und die Vorrichtung nach diesem Patent
die bei der Herstellung von Ballen aus Papierstoff auftretenden Probleme nicht lösen.
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Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung von Papierstoff ballen zu schaffen, bei dem
Draht oder dergleichen nicht verwendet werden muß, und ein oberseitiger und ein
unterseitiger Einschlagbogen durch Klebung um die sechs Seitenflächen eines
Papierstoffstapels
herumgelegt werden können. Dabei wird höhere Herstellgeschwindigkeit bei gleichzeitig
verringerten Kosten angestrebt, und die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nach Möichkeit
austauschbar mit den bisher in Ballenherstellanlagen verwendeten Drahtanbringeinheiten
sein. Dabei muß noch berücksichtigt werden, daß die Einschlagbögen für die Papierweiterverarbeitung
geeignet sein müssen.
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Grundsätzlich umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung
von Ballen aus Papierstoffstapeln, wobei der Stapel mit einem oberseitigen und einem
unterseitigen Einschlagbogen umhüllt wird0 Die Einschlagbögen werden um den Stapel
aus Papierstoffbögen so herumgefaltet, daß sich die Seiten und die Endflächen überlappen,
wobei auf die sich überlappenden Abschnitte ein in der Papierherstellung weiter
verarbeitbarer oder repulpierbarer Kleber aufgetragen ist. Diese klèbstofftragenden
Flächen werden dann der Einwirkung eines hohen Drucks ausgesetzt, um eine rasche
und dauerhafte Verbindung zu erziele welche die Einschlagbögen den Papierstoffstapel
sicher umhüllen läßt.
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Erfindungsgemäß wird hierbei so vorgegangen, daß ein bodenseitiger
und ein oberseitiger Einschlagbogen mit überstehenden Seiten- und Endflächen in
Ausrichtung mit der Unter- und Oberseite des Papierstoffstapels angeordnet werden;
daß ein weiter verarbeitbarer oder repulpierbarer Kleber auf einen Abschnitt der
überstehenden Seitenflächen aufgetragen wird; daß die überstehenden Seitenflächen
in tjberlappstellung gefaltet werden und für eine Zeitdauer von mehr als etwa 5
Sekunden ein Druck von mehr als 0,703 kp/cm2 auf die sich überlappenden Seitenflächen
zur Einwirkung gebracht wird und so seitliche Nahtverbindungen geschaffen werden;
daß die überstehenden Endflächen zu Endlaschen gefaltet wurden; daß auf einen Abschnitt
der Endlaschen Kleber aufgetragen wird; und daß für eine Zeitdauer von mehr als
etwa 5 Sekunden ein Druck von mehr als
0,703 kp/cm2 auf die Endlaschen
zur Einwirkung gebracht wird.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist zusätzlich zu
den Faltvorrichtungen zur Umfaltung der Seiten-und zur Bildung der Endlaschen der
Einschlagbögen Kleber auftragvorrichtungen zum Auftragen von Kleber auf diese Fläche
und Klebpressen auf, mit denen starker Druck auf die-Kleberbeschichteten Flächen
ausgeübt wird.
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Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit
der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt: Fig. 1 ein Flußdiagramm einer erfindungsgemäß
aufgebauten Vorrichtung oder Anlage zur Herstellung von Ballen aus Papierstoff;
Fig. 2 eine schematische Veranschaulichung des Faltverlaufs bei der Papierstoffballenherstellung;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Herstellung von Papierstoffballen; Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil einer erfindungs
gemäßen Vorrichtun zur Herstellung von Papierstoffballen; und - Fig. 5 eine Endansicht
einer für die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendbaren Klebepresse. -Nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren können die gestapelten Papierstoffbögen ohne Verwendung von Draht haltbar
zu einem Ballen geformt werden. Das Verfahren ist anwendbar sowohl für aus Gymnospermen
(Weichholz} beispielsweise aus Fichte, Hemlock-Tanne, Kiefer und Zeder hergestelltem
Papierstoff, als auch-für aus Angiospermen (Hartholz), beispielsweise Espe, Birke,
Buche, Ahorn und Eiche hergestelltem Papierstoff.
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Außerdem kann der Papierstoff aus Altpapier, Lumpen oder
anderem
Faserrohmaterial, beispielsweise Stroh, Alfalfagras, Jute, Plachs, Hanf, Maisstengeln,
ausgepreßten Zuckerrohrstengeln, Bambus oder dergl. hergestellt sein. Darüber hinaus
ist das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar bei Papierstoffen, die auf unterschiedliche
Weise gewonnen werden, z.B auf mechanischem Weg (Holzschliff), auf halbchemischem
Weg und auf chemischem Weg einschließlich des Sulfatverfahrens (Sulfatzellulose),
des Sulfitverfahrens (Sulfitzellstoff), des Sodaverfahrens (Natronzellstoff) und
des Kraft-Verfahrens (Kraft-Sulfatzellstoff). Von diesen Verfahren sind das SuBEtverfahren
und dessen Abwandlung, das Kraft-Verfahren wohl die wichtigsten. Das Sulfatverfahren
ist sowohl bei Weichals auch bei Harthölzern anwendbar, wird jedoch wegen der dabei
erhaltenen langen und starken Fasern üblicherweise bei Weichhölzern angewandt.
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Nach der Herstellung des Papierstoffes als kontinuierliches Band und
nach seiner Trocknung wird er automatisch zu rechteckigen Bögen zerschnitten, deren
Größenbereich zwischen 68,6 cm und 91,4 cm in der Breite und 76,2 cm und 101,6 cm
in der Länge liegt. Die Bögen werden gestapelt und gewogen, so daß Stapel eines
Einheitsgewichts, üblicherweise in der Größenordnung von 227 kg je Stapel erhalten
werden. Dann werden die Stapel zur Verminderung ihres Volumens und zur Erreichung
kompakter Abmessungen zusammengepreßt. Anschließend wird ein oberseitiger und ein
unterseitiger Einschlagbogen entweder automatisch oder von Hand lose auf bzw. unterhalb
des Stapels angeordnet. Die Einschlagbogen sind üblicherweise aus dem im betreffenden
Betrieb hergestellten Papierstoff geschnitten, wobei sie jedoch größere Abmessungen
als die normalen Papierstoffbögen haben, um eine genügende Oberflächen größe zu
haben, so daß sie den Papierstoffstapel vollständig umhüllen können. Es ist wesentlich,
daß die Einschlagbögen in genauerAusrichtung zum Stapel angeordnet werden. Das heißt,
auf beiden Seiten des Stapels sollten im wesentlichen gleich
große
Flächen der Einschlagbogen überstehen, so daß eine Uberlappung des oberseitigen
und des unterseitigen Einschlagbogens nach deren Faltung sichergestellt ist. Auf
diese Weise wird eine genügend große Fläche für die Überlappung der seitlichen und
der Endflächen zur Verfügung gestellt, so daß der oberseitige Einschlagbogen durch
Klebung mit dem unterseitigen Einschlagbogen verbunden werden können. Außerdem ist
festzuhalten, daß zwei unterseitige Einschlagbögen mit einem oberseitigen Einschlagbogen
oder zwei oberseitige Einschlagbögen mit einem unterseitigen Einschlagbogen oder
zwei Einschlagbögen sowohl für die Ober- als auch für die Unterseite verwendet werden
können. Ublicherweise wird jedoch sowohl für die Ober- als auch'für die Unterseite
nur ein Einschlagbogen verwendet.
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Nach der genauen Ausrichtung der Einschla-gbögen relativ zum Stapel
werden die Seitennähte gebildet und miteinander verbunden, worauf die Endlaschen
gebildet und festgelegt werden.
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Die Seitenflächen können manuell oder automatisch durch Anheben der
überstehenden Seitenflächen des bodenseitigen Einschlagbogens entlang der Stapellängsrichtung
und durch Abwärtsdrücken der überstehenden Seitenflächen des oberseitigen Einschlagbogens
umgefaltet werden, so daß sich bodenseitiger und oberseitiger Einschlagbogen überlappen0
Dabei kann so verfahren werden, daß die bodenseitigen Flächen die oberseitigen Flächen
überlappen, vorzugsweise wird jedoch so verfahre daß die oberseitigen Flächen die
bodenseitigen Flächen überlappen.
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Vor der Überlappung wird ein im Papierherstellungsprozeß weite verarbeitbarer
oder repulpierbarer Kleber auf die überstehenden Seitenflächen der Einschlagbögen
aufgetragen, die 2tnschlierrsend zur Überlappung gebracht werden sollen. Der Leber
kann auf einen der Einschlagbögen oder auf beide aufgetragen werden Wenn der obere
Sinschlagbogen die nach oben weisenden Flächen des bodenseiL en Einschla bogens
überlappt kann der Kleber
auf die Außenflächen der bodenseitigen
Seitenflächen oder auf die Innenseite der Seitenflächen des oberen Einschlagbogens
oder auf beide aufgetragen werden. Der Kleber kann vor dem Umfalten der Seitenflächen
nach oben bzw. nach unten in Stapellängsrichtung aufgetragen werden, oder er wird
nach der teilweisen Aufwärts- bzw. Abwärtsfaltung am Stapel jedoch vor der tatsächlichen
Überlappung aufgetragen.
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Das Auftragen des Klebers kann in jeder geeigneten Weise, beispielsweise
durch Aufsprühen, durch Extrudieren, durch Aufbürsten oder durch Aufwalzen erfolgen.
Der Eleberauftrag kann in einem gewünschten Muster erfolgen. Beispielsweise kann
er in einer kontinuierlichen dünnen Schicht von etwa 5,08 bis 25, 4 cm Breite, als
kontinuierlicher Wulst oder in einem unterbrochenen Muster aufgetragen werden. Vorzubsweise
wird der Kleber in Form eines dünnen, kontinuierlichen Kleberbandes von etwa 12,7
cm Breite auf die Außenseite der nach oben weisenden Seitenflächen des unteren Einschlagbogens
auf beiden Seiten des Stapels aufgesprüht.
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Sobald der Kleber auf die Seitenflächen aufgetragen ist, können diese
in Uberlappstell,ung miteinander in Berührung gebracht werden. Die klebertragenden
Seitennähte werden dann einer starken Druckkraft ausgesetzt, welche den Kleber in
die Papierstoff-Einschlagbögen einpreßt. Infolge des tiefen Eindringens des Klebers
in die Papierstoff-Einschlagbögen wird eine sehr feste Verbindung erreicht und außerdem
zeigt der Kleber größere Feuchtigkeitsbeständigkeit. Die Größe der zur Erzielung
einer starken, haltbaren Verbindung erforderlichen Pressung ist eine Funktion unterschiedlicher
Parameter, einschließlich der Zeitdauer des Preßvorgangs und der verwendeten Kleberart.
Die obere Grenze der angewandten Druckkräfte wird lediglich dadurch gegeben, daß
der Ballen sich bei einer bestimmten Grenzkraft durchbiegt -und deformiert. Da höhere
Druckkräfte eine schnellere und stärkere Verbindung ermöglichen,
wird
auf die Oberseite des Ballens vorzugsweise eine abwärtsgerichtete Druckkraft ausgeübt,
um das Durchbiegen und die Deformation des Ballens zu verhindern, während gleichzeitig
auf die Seitennähte hohe Druckkräfte einwirken. Ganz allgemein wurde gefunden, daß
Drücke von mehr als etwa 0,703 kg/cn 2 (10 psig) zur Herstellung einer zufriedenstellenden
Verbindung erforderlich sind. Wie erläutert ist der obere Grenzdruck nur durch die
Deformation des Ballens begrenzt und kann oberhalb von 24, 6 kg/cm2 (350 psig) liegen.
Wenn auf die Oberseite des Ballens zur Verhinderung einer Verformung keine Druckkraft
ausgeübt wird, wird zur Herstellung einer starken Klebeverbindung ein Druckbereich
von etwa 0,703 k9/cm2 bis 2,11 kg/cm² (10 psig bis 30 psig) bevorzugt.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird jedoch in der bereits erwähnten Weise gleichzeitig eine Druckkraft auf die
Oberseite des Ballens zur Einwirkung gebracht, um ein Aufbeulen und eine Verformung
zu verhindern, während die Seitennahtverbindungen gebildet werden Der die Verformung
verhindernde Druck kann im Bereich von 1,05 kg/cm² (15 psig) und darüber liegen.
Vorzugsweise wird ein Bereich von etwa 0,211 kg/cm2bis 0,703 kg/cm2 (3 psig bis
10 psig) gewählt. Es ist offensichtlich so, daß der zur Bildung der Seitennähte
verwendete Druck umso größer sein kann, je größer der das Aufbuckeln verhindernde
Druck gewählt wird0 Bei Anwendung eines Drucks auf die Oberseite des Papierstoffballens
wird für die Seitennähte ein Preßdruck von vorzugsweise etwa 1,76 kg/cm2 bis 5,27
kg/cm2 (25 bis 75 psig) verwendet, wobei der Bereich von 2,11 kg/cm2 bis 4,22 kg/cm2
(30 bis 60 psig) noch einmal bevorzugt wird.
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Die Druckeinwirkzeit kann in Abhängigkeit vom verwendeten Kleber und
von der auf den Ballen ausgeübten Druckkraft verändert werden. Es muß jedoch darauf
hingewiesen werden, daß der bestimmende Faktor für die Länge der Druckeinwirkzeit
im
allgemeinen die Arbeitsgeschwindigkeit der Anlage zur Herstellung des Ballens sein
wird. Bestehende automatische Anlagen erfordern im allgemeinen, daß kein Arbeitsvorgang
bei einem Ballen eine Einwirkzeit von länger als 30 Sekunden hat0 Bei schnellen
Ballenherstellanlagen kann die maximale Einwirkzeit für jeden Arbeitsgang bei weniger
als 20 Sekunden liegen. Das erfindungsgemäße Verfahren der Herstellung von Ballen
mittels Verklebung erfüllt nicht nur die Zeiterfordernisse von bestehenden Anlagen,
sondern kann die erforderlichen Zeiten noch erheblich reduzieren. Die Druckeinwirkzeit
kann auf etwa 5 Sekunden abgesenkt werden, wenn ein schnelltrocknender Kleber hohen
Klebvermögens in Verbindung mit einer hohen Druckkraft angewandt wird. Vorzugsweise
liegt die Druckeinwirkzeit jedoch über 10 Sekunden. Die obere Grenze der Druckeinwirkzeit
ist nur durch die Geschwindigkeit der Ballen herstellanlage beschränkt und liegt
beispielsweise bei Zeiten von 20 bis 30 Sekunden.
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Nach der Herstellung der Verbindung der Seitennähte durch Auftragung
von Kleber und Druckeinwirkung können die Endlaschen des teilweise fertigen Ballens
gebildet und festgeklebt werden. Dieser Arbeitsgang ist der Bildung und Verklebung
der Seitennähte ähnlich, mit der Ausnahme, daß die Faltung der Endlaschen etwas
komplizierter ist, da sowohl eine seitliche als auch eine senkrechte Faltung erforderlich
ist.
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Der Faltvorgang wird üblicherweise automatisch ausgeführt, indem zunächst
die überstehenden Seitenlaschen seitlich auf die Endflächen des Stapels gefaltet
werden, worauf die an der Ober- und Unterseite gebildeten Laschen in senkrechter
Richtung umgefaltet werden, so daß sie die Querfaltungtüberdecken. Vorzugsweise
wird zunächst die Querfaltung durchgeführt, worauf die an der Bodenseite gebildete
Lasche nach oben gefaltet und schließlich die an der Oberseite gebildete Lasche
nach unten über die untere Lasche gefaltet wird. Wenn die Endlaschen auf diese Weise
gebildet werden, kann Kleber auf die nach außen weisende Seite der Bodenlasche oder
auf
die nach innen weisende Seite der Oberlasche oder auf beide
erwähnten Seiten aufgetragen werden. Die Auftragung kann vor der Faltung der Endlaschen
oder zu jedem Zeitpunkt während des Faltvorgangs erfolgen. Ebenso wie bei den Seitennähten
kann die Auftragung in beliebiger Weise, beispielsweise durch Aufsprühen, Extrudieren,
Aufbürsten oder Walzen erfolgen; und das Auftragmuster kann nach Wunsch gewählt
werden, wobei vorzugsweise ein dünnes kontinuierliches Band von etwa 5,08 bis 25,4
cm Breite aufgetragen wird.
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Nach dem Auftrag des Klebers auf die gewählten Flächen der Endlaschen
werden diese in Überlappberührung gebracht, wodurch der Ballen für den Druckverbindungsarbeitsschritt
vorbereitet ist. Ähnlich wie bei der Verbindung der Seitennähte kg/cm² wird eine
Druckkraft von mehr als 0,703 kg/cm² angewandt, um eine gute Verbindung zu erhalten,
wobei ein Bereich von 0,703 kg/cm2 bis etwa 2,11 kg/cm2 bevorzugt wird, wenn kein
abwärts gerichteter Druck zur Verhinderung von Aufwölbung angewandt wird. Wie ebenfalls
bereits erwähnt, wird jedoch vorzugsweise gleichzeitig eine Druckkraft auf die Oberseite
des Ballens ausgeübt, um ein Aufwölben oder Aufbuckeln zu verhindern, während die
Endlaschen miteinander verbunden werden. Dieser Druck kann im Bereich bis zu 1,05
kg/cm² und gegebenenfalls höher liegen, wobei jedoch ein Bereich von etwa 0,211
bis etwa 0,703 kg/cm2 bevorzugt wird. Bei Anwendung eines solchen Drucks auf die
Oberseite des Ballens wird ein Preßdruck relr Herstellung der Verbindung der Endlaschen
in der Größenora!ung von 1,76 kg/cm2 bis 5,27 kg/cm2 bevorzugt, wobei wieder der
Rereich-von 2,11 kg/cm2 bis etwa 4,22 k9/cm2 besonders bevorzugt ist.
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Die Druckeinwirkzeit ist wieder durch die Erfordernisse der speziellen
Anlage gegeben und wird normalerweise im Bereich zwischen 10 und 30 Sekunden liegen.
Selbstverständlich kann die Druckeinwirkzeit auch länger als -30 Selnlnden sein,
wenn
der Ballenherstellvorgang dies zuläßt. Zeitdauern in der Größenordnung
von nur 5 Sekunden können mit hinreichend fester Verbindung hergestellt werden,
wenn eine hohe Druckkraft und ein Kleber mit schnellen Trocknungs- und hohen Klebkrafteigenschaften
angewandt werden.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren kann jede Kleberverbindung verwendet
werden, die den Papierweiterverarbeitungsprozeß nicht stört, gute Klebeigenschaften
und schnel' ibbindzeiten hat. Dabei können synthetische oder natürliche, pflanzliche
oder tierische Kleber verwendet werden. Eine bevorzugte Klasse von Kleberverbindungen
sind die Kollagen-rot ein-Kolloide mit einem Gehalt von 30 bis 50 ß ELollagen-Protein
und 50 bis 70 ß Wasser. Weiterhin sind Polyvinylazetat -Kleber mit einem Gehalt
von 40 bis 60 ß Polyvinylazetat-Peststoffen und etva 40 bis 60 % Wasser gut verwendbar.
Eine Verbindung aus 50 bis 55 % Polyvinylasetat, 40 bis 45 % Wasser und bis zu 10
% eines geeigneten Plastifizierstoffs ist ein besonders geeigneter Kleber für das
erfindungsgemäße Verfahren. Eine andere geeignete Klasse von Kleberverbindungen
umfaßt die bei der Papierherstellung weiter verarbeitbaren oder repulpierbaren 11Hot-Mel
t-Kl eber" mit guten Trocken- und Hafteigenschaften.
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Auch Stärke-Kleber mit hohem Anteil an Feststoffen, die beispielsweise
von 30 bis 50 % Stärke und 50 bis 70 * Wasser aufweisen, können mit Vorteil verwendet
werden.
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Eine Reihe anderer wasserlöslicher oder wasserdispergierbarer Harze
können, obwohl sie nicht die sehr schnellen Trocken- und starken Hafteigenschaften
der vorerwähnten Kleber haben, bei langsamer laufenden Anlagen mit Erfolg verwendet
werden. Diese Harze umfassen Polyviol, Natrium-Polyacrylsäureester, Kasein, Karrageenin,
Natriumalginat, Methylzellulose, Hydroxyäthylzellulose, Karboxymethylzellulose und
Gemische dieser Harse. Diese Harze sind dabei im allgemeinen in Lösung verträglich
mit den Kollagen-Protein-Kolloide
und können mit Vorteil mit diesen
kombiniert werden, so daß geeignete Kleberverbindungen für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung hergestellt werden können.
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Die verwendeten Kleber sollten die weitere Papierverarbeitung nicht
stören, d. h. repulpierbar sein, da in der Regel auch die Einschlagbögen in der
Papiermühle weiterverarbeitet werden sollen. Die Verwendung eines nichtrepulpierbaren,
die Einschlagbögen imprägnierenden Klebers wurde diese für die Weiterverarbeitung
unbrauchbar machen0 Mit repulpierbarem Kleber ist ein Kleber gemeint, der in den
Rührwerken oder Holländern der Papiermühle löslich oder dispergierbar ist, d. h.
der wasserlöslich oder wasserdispergierbar ist. Ein wesentlicher Vorteil bei Verwendung
der erwähnten Protein-Kolloid-Kleber ist darin zu sehen, daß ihr Vorhandensein die
erwünschten Papiereigenschaften des Papierendprodukts tatsächlich verbessert.
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Es ist wichtig, den Kleber auf die Papierstoff-Einschlagbögen in fließfähigem
Zustand aufzutragens d. h. in einem flüssigen Viskositätszustand, wie er zum Au-£sprühen
oder Extrudieren geeignet ist. Daher ist es, auch wenn der Kleber bei Umgebungstemperaturen
normalerweise ein Fest stoff oder ein Gel ist, wie dies üblicherweise bei den Kollagenerrotein-Klebern
der Fall ist, notwendig, den Kleber zunächst zu erwärmen, seine Viskosität herabzusetzen
und ihn so fließfähig zu machen. Die Auftragung des Klebers in warmen Zustand hat
den weiteren Vorteil, daß das rasche Eindringen des Klebers'in die Faserstruktur
der Papierstoff-Einschlagbögen während des Klebpreßvorgangs unterstützt wird. Die
warme A;ufbringung des Klebers führt auch zu rascher Verdampfung des im Kleber vorhandenen
Lösungsmittels, z. 3. des Wassers, was die schnelle Trocknung fördert. Die untere
Temperatur, bei welcher der Kleber aufgetragen werden kann, wird also bestimmt durch
den Punkt, an dem er eine geeignete fließtähige Viskosität
hat.
Oft liegt diese Temperatur bei Raumtemperatur oder bei einigen Klebern, z. B. bei
den oben beschriebenen Polyvinylazetaten, noch darunter. Andererseits werden die
Eollagen-Protein-Eleber üblicherweise bei Temperaturen oberhalb von 380 C aufgetragen.
Die obere Auftragtemperaturgrenze wird durch die mögliche thermische Verschlechterung
des speziell verwendeten Klebers gesetzt. Kollagen-Protein-Kleber sollten üblicherweise
mit weniger als 82° C aufgetragen werden; einige Hot-Melt-Kleber können mit Temperaturen
bis zu 2050 C aufgetragen werden.
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Ein alternatives Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Seitennähte
und der Endlaschen besteht im Einstanzen kleiner -Löcher in diese Teile während
des Klebpreßvorgangs. Auf diese Weise wird das Eindringen der kleber in die Einschlagbögen
erheblich verbessert. Darüber hinaus wird ein Teil der Papierstoff-Fasern während
der Perforation und des Preßvorgangs miteinander verhakt, was die Festigkeit der
Verbindung weiter steigert. Die Löcher sollten relativ klein und mit engem Abstand
eingebracht werden. So wurde beispielsweise gefunden, daß Löcher mit einem Durchmesser
von 0,794 mm und einem Abstand von 1,588 mm oder mit Mittenabständen von 6,35 mm
das Eindringen des klebers in vorteilhafter Weise unterstützen.
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Außerdem ist es möglich, die überstehenden Seiten und Endflächen der
Einschlagbögen vor der Aufbringung des Klebers zu perforieren.
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Es muß festgehalten werden, daß die durch das hier beschriebene erfindungsgemäße
Verfahren erzielten hervorragenden Ergebnisse völlig überraschend sind, wenn die
sehr schwierigen Bedingungen berücksichtigt werden. Diese Bedingungen sind aus zwei
Gründen notwendigerweise schwierig: 1. die zur Erzielung einer festen Verbindung
zur Verfügung stehende Zeit ist sehr gering, und 2. die Papierstoff-Einschlagbögen
sind sperrig. Die Einschlagbögen sind üblicherweise sechsmal so
dick
wie ein Papierbogen und relativ grob und unelastisch, so daß der Papierstoff nur
schwer gefaltet und haftend verbunden werden kann. Erstaunlicherweise erfordert
die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vielen Fällen die Verwendung
von nur 28,3 g oder weniger Kleber pro Ballen mit 227 kg.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in den Zeichnungen gezeigt. Fig. 1 zeigt ein schematisches Fluß schaubild einer
typischen, in erfindungsgemäßer Weise aufgebauten Vorrichtung zur Herstellung von
Papierstoff-Ballen. Kontinuierlich zugeführter Papierstoff wird in rechteckige Bögen
zerschnitten und in der Stapelstation 2 zu Stapeln zusammengestellt. Diese Stapel
werden dann zur Wiegestation 4 gefördert, wo Stapel mit Sollgewicht von üblicherweise
227 kg gebildet werden, indem Papierstoff-Bögen zugefügt oder abgenommen werden.
Die Stapel mit Sollgewicht werden an der Preßstation 6 susammengepreßt, so daß ein
in den Abmessungen kompaket er Papierstoffstapel erhalten wird. Ober- und bodenseitige
Einschlagbögen werden an der Einschlagbogenaufbringstation 8 lose auf bzw. unter
dem Stapel angeordnet, worauf der Stapel zur Arbeitsstation 10 weitergefördert wird,
wo die Seitennähte gebildet werden, indem Kleber auf die vorspringenden Seitenflächen
der Einschlagbögen aufgetragen und diese Seitenflächen so gefaltet werden, daß sie
sich in Übereinanderlage berühren. Der auf diese Weise umhüllte Stapel wird dann
zur Klebpreßstation 12 überführt, wo auf die Seitennähte eine relativ hohe Druckkraft
zur Einwirkung gebracht wird, so daß eine starke Kleberverbindung erzielt~wird.
Danach läuft der Stapel durch die Arbeitsstation 14, in welcher die Endlaschen gebildet
werden, indem die überstehenden Endflächen der Einschlagbögen so gefaltet werden,
daß die Endlaschen entstehen und indem Kleber auf diesen aufgetragen wird. Der Stapel
wird dann zur Klebpreßstation 16 weitergeführt, wo eine relativ hohe Druckkraft
auf die Endlaschen ausgeübt wird. Der fertiggestellte Ballen wird anschließend zur
Zusammenfaßstation 18
überführt, wo die Einzelballen zu einem senkrechten
Stapel zusammengestellt werden und durch Befestigung mittels eines Metallbandes
zu größeren Einheiten zusammengefaßt werden können. Die Ballen sind dann zur Verschiffung
und/oder Lagerung bereit.
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Figur 2 zeigt eine bevorzugte Verfahrensweise des Herumfaltens des
oberen und des bodenseitigen Einschlagbogens um eine Papierstoffstapel. Beim Schritt
A wird lose unter den Stapel 20 ein bodenseitiger Einschlagbogen 21 und auf die
Oberseite des Stapels ein oberseitiger Einschlagbogen 22 gelegt. Der bodenseitige
Einschlagbogen 21 weist überstehende Seitenflächen 23 und überstehende Endflächen
24 auf. Der oberseitige Einschlagbogen 22 hat überstehende Seitenflächen 25 und
Endflächen 26. In der Verfahrensstufe B sind die Seitenflächen 23 des unteren Einschlagbogens
nach oben gegen die Seitenflächen des Stapels 20 gefaltet und die Seitenflächen
25 des oberen Einschlagbogens sind nach unten gefaltet, so daß sie den unteren Einschlagbogen
überlappen. Dadurch werden die Seitenlaschen 27 und die Seitennähte 28 gebildet.
In der Verfahrensstufe C sind die Seitenlaschen 27 quer zur Endfläche des Stapels
20 eingefaltet, was zur Bildung der Bodenlasche 29 und der Oberlasche 30-führt.
Durch Auffalten der Bodenlasche 29 nach oben gegen die Endfläche des Stapels 20
und anschließendes überlappendes Herabfalten der Oberlasche 30 wird die Umhüllung
des Ballens, soweit sie die Faltung betrifft, fertiggestellt. Die Seitenlaschen
27, die Ober- und die Bodenlasche 29 bzw. 30 werden im folgenden in ihrer Gesamtheit
als Endlaschen bezeichnet.
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Im folgenden wird auf die Figuren 1 bis 5 Bezug genommen. Der Papierstoff-Stapel
20 ist auf dem bodenseitigen Einschlagbogen 21 angeordnet und wird von einem von
einem Motor 32 über einen Riemen 33 angetriebenen Endlosförderer 31 in die angezeigte
Richtung geführt. Auf jeder Seite des Förderers ü b nP waltvorrichtung 34 für den
bodenseitizen Einschlagbogen
angeordnet, die senkrechte Führungen
35 und Formführungen 36 aufweist. Die Pormführungen 36 verlaufen an ihrem vorderen
Ende 37 im wesentlicheL horizontal, wobei- jedoch ihre Neigung in Richtung zum Hinterende
38 sich allmählich bis in eine senkrechte Stellung ändert. Auf diese Weise können
die Formführungen 36 an den vorstehenden Seitenflächen 23 des unteren Einschlagbogens
21 zur Anlage kommen und diese Seitenflächen in dem Augenblick, in dem der Stapel
20 das Hinterende 38 erreicht, in eine im'wesentlichen senkrechte Stellung umfalten.
Zu diesem Zeitpunkt wird auf dem Stapel 20 der oberseitige Einschlagbogen 22 aufgelegt,
falls bis dahin ein solcher Einschlagbogen noch nicht in Ausrichtung zum Stapel
aufgesetzt ist.
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Eine in ihrer Gesamtheit mit 39 bezeichnete Kleberauftragvorrichtung
umfaßt einen Klebervorratsbehälter 40, eine von einem Motor 42 angetriebene Pumpe
41 und Auftragköpfe 43. Die Pumpe 41 saugt über eine Leitung 44 und ein Ventil 45
Kleber an und fördert diesen über Leitungen 46 und Ventile 47 zu den Auftragköpfen
43. Die Auftragköpfe 43 sind auf senkrechten Führungen 35 mittels Halterungen 48
stationär befestigt und mit Düsen 50 versehen, die so angeordnet sind, daß sie einkontinuierliches
Kleberband auf die Außenseite, der Seitenflächen 23 des unteren Einschlagbogens
auftragen, wenn diese Seitenflächen in nach oben weisender Stellung an den Düsen
50 vorbeigeführt werden. Die Düsenausgestaltung und der Druck kann zur Einstellung
unterschiedlicher Arten des Kleberauftrags verändert werden. Die Pumpe 41, die Auftragköpfe
43 und die Leitungen 44, 46 können, beispielsweise mittels (nicht gezeigter) elektrischer
Heizelemente beheizt werden, um den Kleber so lange in beheiztem Zustand zu halten,
bis er aufgetragen ist. Auch der Klebervorratsbehälter 40 kann in geeigneter Weise,
beispielsweise durch Dampf oder elektrisch erzeugte Wärme beheizt werden0
Der
so weit umhüllte Stapel 20 wird auf einen von einem Motor 54 über einen Antriebsriemen
56 angetriebenen Endlosförderer 52 überführt und in die Arbeitsstation 10 zur Herstellung
der Seitennähte gebracht. Eine zu beiden Seiten des Förderers 52 angeordnete; in
ihrer Gesamtheit mit 60 bezeichnete Faltvorrichtung für die oberen Einschlagbogen
dient zur Abwärtsfaltung der Seitenflächen 25 des Einschlagbogens derart, daß die
den Kleber tragenden bodenseitigen Seitenflächen 23 überlappt werden0 Senkrechte
Führungen 35 verlaufen entlang den Seiten des Förderers 52, um die bodenseitigen
Seitenflächen 23 in senkrechter Stellung zu halten. Wenn der Stapel 20 unter der
Faltvorrichtung für den oberen Einschlagbogen steht, werden schwenkbar angelenkte,
herabklappbare Faltplatten 62 derart betätigt, daß sie zur Anlage an die Seitenflächen
25 des oberseitigen Einschlagbogens 22 kommen. Die Faltplatten 62 werden durch die
von Zylindern 66 betätigten, schwenkbar angeschlossenen liolbenseangen 64 in einer
nach unten gerichteten Abstreifbewegung verschoben. Figur 3 zeigt die Faltplatte
62 in ihrer nach unten gerichteten Stellung, in welcher sie gehalten wird, bis der
Stapel 20 aus der Arbeitsstation 10 zur Herstellung der Seitennaht austritt. Die
Zylinder 66 sind starr an Rahmen 68 befestigt, welche Querträger 70 und senkrechte
Stützen 72 aufweisen. Nach Beendigung des Faltvorganges der Seitenflächen führt
der Förderer 52 den Stapel 20 auf einen über einen Riemen 75 von einem Motor 73
angetriebenen Klebpreßförderer 74. Die in ihrer Gesamtheit mit 76 bezeichnete Klebpreßvorrichtung
weist ein Gestell 78 mit senkrechten Stützen 80 auf, die durch einen waagerechten
Querträger 82 verbunden sind. Querdruckplatten 84 sind an den Enden von Kolben 184
hin- und herverschiebbar befestigt, und die Kolben 184 werden von Druckzylindern
86 betätigt, die an den senkrechten Stützen 80 befestigt sind. Eine Durchwölbungen
verhindernde Platte 88 ist hin- und herverschiebbar am Ende eines Kolbens 190 unterhalb
des Querträgers 82 befestigt. Der Kolben 190 wird durch einen Zylinder 90 betätigt,
der am Querträger
82 des Gestells angeschlossen ist. Wenn der
Stapel 20 in der Klebpreßstation 12 genau ausgerichtet steht, werden die Querdruckplatten
84 und die Platte 88 zur Verhinderung der Durchwölbung in Anlage an die Seiten und
die Oberseite des Stapels gebracht. Nach Einwirkung der erforderlichen Preßkraft
auf die Seitennähte werden die Druckplatten 84 und die Platte 88 zurückgezogen.
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Der Stapel 20 wird vom Klebpreßförderer 74 auf einen durch einen Riemen
93 von einem Motor 91 angetriebenen endlosen Drehtisch-Förderer 92 überführt. Mit
dem Förderer 92 ist ein Drehtisch 94 gekoppelt, der zum Verschwenken eines auf ihm
aufgesetztenStapels um 90° dient. Der Drehtisch 94 ist in der Mitte des Förderers
92 zwischen den Fördergurten 96 angeordnet und wird durch einen Hubarm 98 in senkrechter
Richtung angehoben. Der Hubarm trägt eine Indeiplatte 100, die starr mit der Drehtischachse
102 verbunden ist. Der Drehtisch 94 wird durch die Wirkung einer an der Drehtischachse
102 angreifenden Antriebskette 104 in angehobener Stellung um 900 gedreht. Die Drehung
des Stapels 20 um 900 führt dazu, daß die Seitenflächen des Stapels mit Bezug auf
die Förderrichtung des Förderers 92 quer verlaufen.
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Der Drehtisch-Förderer 92 führt den Stapel 20 auf einen durch einen
Treibriemen 110 von einem Motor 108 angetriebenen endlosen Förderer 106. Der Förderer
106 dient zur Ausrichtung des Stapels 20 an der Arbeitsstation 14 zur Herstellung
der Endlaschen. Die in ihrer Gesamtheit mit 114 bezeichnete Faltvorrichtung zur
Bildung der Endlaschen ist in Verbindung mit dem Förderer-106 angeordnet und dient
zur seitlichen Einfaltung der Seitenlaschen 27 und zur senkrechten Einfaltung der
Boden- und Oberlasche 29 bzw. 30. Eine Vorrichtung, die für diesen Arbeitsvorgang
insbesondere-geeignet ist, ist beispielsweise aus dem US-Patent 3 327 452 bekannt.
Die Endlaschenfaltvorrichtung 114 weist eine Bodenlaschenfalteinrichtung
116
und eine Falteinrichtung 118 für die Ober- und Seitenlaschen auf, die von einem
auf nicht gezeigten Oberschienen laufenden Schlitten 120 gehalten ist. Die Bodenlaschenfalteinrichtung
116 ist seitlich zu beiden Seiten des Förderers 106 angeordnet und weist ein Gestell
122 auf, welches jeweils einen schwenkbar gelagerten unteren Baltflügel 124 trägt.
Der Faltflügel 124 steht normalerweise relativ zum Förderer 106 in horizontaler
Richtung, kann jedoch durch eine schwenkbar am Faltflügel 124 angeschlossene Kolbenstange
126 um 900 in senkrechte Stellung verschwenkt werden. Der Kolben der Kolbenstange
126 wird durch einen am Gestell 122 befestigten Zylinder 128 betätigt. Die Betätigung
des Kolbens 126 verschwenkt die Faltflügel 124 um 900, so daß die Bodenlasche 29,
wie in Fig. 3 gezeigt ist, in eine im wesentlichen senkrechte Stellung gepreßt wird.
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Die Faltvorrichtung 118 für die Ober- und Seitenlaschen weist ein
Obergestell 130 auf, welches eine Fuhrungsstange 132 trägt Das Gestell 130 und die
Führungsstange 132 werden in senkrechter Richtung durch einen auf dem Schlitten
120 befestigten und über den Kolben 136 am Gestell 130 angeschlossenen senkrechten
Zylinder 134 verstellt. Unterhalb von Schlittenführungen 140 an jedem Ende der Führungsstange
132 sind senkrechte Hängeträger 138 angeordnet. Die Hängeträger 138 tragen waagerecht
angeordnete Querträger 142, die durch Zylinder 144 und Kolbenstangen 146 zusammengezogen
und voneinander entfernt werden können. Die Zylinder 144 und die Kolben 146 sind
an den Schlittenführungen 140 an den Enden der Fuhrungsange 132 angeschlossen.
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Die Enden der Querträger 142 tragen L-förmige Seitenlaschenfalter
148, die von Metallplatten 147 und 149 gebildet werden. Die Falter 14d werden normalerweise
durch Federn 150 federnd in einer 450-Stellung gehalten. Anschlage 152 begrenzen
die Schwenkbewegung der Falter 148 in einer Richtung.
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Wenn sie jedoch an einer Kante des Stapels 20 angreifen, werden sie
entgegen der Wirkung der Federn 150 so verschwenkt, daß die-Platten 147 in einer
senkrecht zu den Querträgern 142 stehenden Stellung stehen. Auf diese Weise erfolgt
die seitliche Faltung der Seitenlaschen, wobei die Ober- und Unterlasche 29 und
30 gebildet werden.
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Obere Faltflügel 154 sind schwenkbar in drehbar gelagerten (nicht
gezeigten) Wellen angeordnet, die an beiden Seiten des senkrecht verschiebbaren
Gestells 130 angeSch1ossen sind.
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Die oberen Faltflügel 154 werden normalerweise in einer horizontalen
Stellung gehalten, können jedoch um 900 abwärts in eine senkrechte Stellung betätigt
werden. Hierzu dienen schwenkbar angeschlossene Kolbenstangen 156, die von am Gestell
130 befestigten Zylindern 158 betätigt werden. Auf diese Weise können die Oberlaschen
30 in Abwärtsrichtung umgefaltet werden, so daß sie die Unterlaschen 29 überlappen.
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Eine in ihrer Gesamtheit mit 160 bezeichnete Kleberauftragvorrichtung
umfaßt einenKlebervorratsbehälter 162, eine von einem Motor 166 angetriebene Pumpe
164 und Auftragköpfe 168.
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Die Pumpe 164 saugt über eine Leitung 169 und ein Ventil 170 Kleber
aus dem Behalter 162 und fördert ihn über Leitungen 171 und Ventile 172 zu den Auftragköpfen
168. Die Auft-ragköpfe 168 sind mittels (nicht gezeigter) Halterungen an jeder Seite
des Förderers 106 in der åhe der Bodenlaschenfalteinrichtung 116 befestigt. Die
Auftragköpfe 168 siÄ4iit Düsen 164 versehen, die zum Auftragen eines geeigneten
Klebermusters auf die Endlaschen des zum Ballen umzuformenden Stapels 20 dienen.
Die Pumpe 164, die Auftragsköpfe 168 und die Leitungen 169, 171 können, beispielsweise
durch (nicht gezeigte) elektrische- Heizelemente beheizt werden, um den Kleber bis
zum Auftrag in erwärmtem Zustand zu halten. Auch der Kleber vorratsbehälter 162
kann in geeigneter Weise beheizt werden.
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Alternativ kann die Kleberauftragvorrichtung zum Aufbringen von Kleber
auf die Endlaschen so ausgebildet sein, daß die Auftragköpfe 168 auf einem verfahrbaren
(nicht gezeigten) Schlitten angeordnet werden, der es ermöglicht, die Auftragköpfe
168 entlang einer vorbestimmten Bahn parallel zur Vorschubrichtung der Papierstoffballen
20 vorwärts und rückwärts zu verfahren. Die vorbestimmte Bahn kann eine (nicht gezeigte)
Schiene bilden, die in einem der Breite eines Stapels oder Ballens äquivalenten
Abstand verläuft. Auf diese Weise können die Auftragköpfe 168 synchronisiert werden,
so daß sie einen zweistufigen Aufbringarbeitsgang beim Falten der Endlaschen durchführen.
Dabei werden die Auftragköpfe 168 automatisch so betätigt, daß sie auf der vorbestimmten
Bahn vorwärts laufen und ein Band von Kleber auf die eingefalteten Endlaschen 27
auftragen, sobald die Seitenlaschenfalter 148 das seitliche Einfalten der Laschen
27 beendet haben. Die Metallplatten 147 sind vorzugsweise hufeisenartig ausgeschnitten,
so daß die Auftragung von Kleber über die gesamte Breite des Stapels oder Ballens
möglich ist. Anschließend werden die unteren Faltflügel 124 ausgelöst, wodurch die
Unterlaschen 29 aufwärts gegen die kleberbeschichteten, quergefalteten Seitenlaschen
27 gefaltet werden. Danach werden die Auftragköpfe 168 in umgekehrter Richtung betätigt,
so daß sie auf der vorbestimmten Bahn in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, wobei
sie gleichzeitig ein Band aus Kleber auf die nach oben gefalteten Unterlaschen 29
auftragen. Zum Abschluß werden die oberen Faltflügel 154 betätigt, so daß die Oberlaschen
30 nach unten in überlappende Berührung mit den kleberbeschichteten Unterlaschen
29 gefaltet werden. Der nunmehr bereits in Ballenform vorliegende Stapel 20 wird
anschließend auf einen Ballenpreß-Förderer 176 überführt, der über einen Riemen
177 durch einen Motor 175 angetrieben wird. Durch diesen Förderer wird der Ballen
20 zur Klebpreßstation 16 geführt. Die in ihrer Gesamtheit mit 76bezeichnete Klebpreßvorrichtung
hat den gleichen Aufbau und arbeitet
in gleicher Weise wie die
im vorstehenden in Verbindung mit der Beschreibung der Klebpreßvorrichtung für die
Seitennähte beschriebene Elebpreßvorrichtung. Wenn ein Ballen in geeigneter Weise
an der Klebpreßstation 16 ausgerichtet ist, werden eine Querdruckplatte 84 und eine
Platte 88 zur Verhinderung des Aufwölbens betätigt, so daß sie an den Endflächen
bzw. der Oberseite des Ballens zur Anlage kommen. Die Platten 84 und 88 werden dann
wieder zurückgezogen und der fertige Ballen wird abgßfördert.
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Im folgenden ist unter Bezugnahme auf Fig. 5 die Klebpreßvorrichtung
76 ausführlich beschrieben, wobei ersichtlich ist, daß das Gestell der Klebpresse
auf Schwenkrollen 180 angeordnet werden kann. Einer der Vorteile der erfindungsgemäßen
Ausgestaltung liegt darin, daß die Klebpreßvorrichtung 76 leicht mit einer üblichen
Anlage zur Herstellung von Ballen aus Papierstoff kombiniert werden kann, indem
sie andere entsprechende Stelle gerollt wird. Die Anlage muß dabei nicht neu aufgebaut
oder in anderer Weise umgebaut werden, wenn das erfindungsgemäße Klebpreßsystem
verwendet wird. Papiers-toffstapel können also alternativ mittels Kleber oder mit
Draht zu Ballen verpackt werden, indem die entsprechenden Vorrichtungen schnell
ausgetauscht werden.
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Die Querdruckplatten 84 und die Platte 88 zur Verhinderung des Aufbeulens
können Teflon (Polytetrafluoräthylen) beschichtete Flächen 181 haben, um ein Zerfetzen
der Papierstoff-Einschlagbögen während der Verpressung der Ballen zu verhindern.
Die Platten 84 werden durch Kolbenstangen betätigt, die an den Platten durch Schraubenbolzen
186 befestigt sind, welche die Kolbenendfläche 188 durchsetzen. In gleicher Weise
wird die Platte 8d von einem Kolben 190 beätigt, der mittels durch die Kolbenendfläche
194 geschraubt er Schraubbolzen 192 an der Platte angeschlossen 1st. Eine Hartgummizwischenplatte
196 kann zwischen den Flächen im8, 194 und den Platten 84, 88
angeordnet
sein. Die hydraulischen Zylinder 86 sind mittels durch eine Metallplatte 200 geführter
Schraubenbolzen 198 an den senkrechten Stützen 80 befestigt. Der die Platte 88 betätigende
hydraulische Zylinder 90 ist mittels durch eine Metallplatte 204 geführter Schraubenbolzen
202 am Querträger 82 befestigt. Stabilisierende Führungsstangen 206 erstrecken sich
von den Druckplatten 84, 88 durch die Stützen 80 bzw.
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den Querträger 82. Ein auf einem Hydrauliktank 210 angeordneter Elektromotor
208 treibt eine Flügelpumpe 212, welche Hydraulikmedium durch ein Druckeinsteliventil
214 zu einem elektromagnetisch betätigten wegeventil 216 fördert. Das Wegeventil
216 steuert die Strömung des Hydraulikmediums zu und von den Zylindern 86 und 90
über die hydraulischen Leitungen 218 und 220. Die Pumpe saugt das Hydraulikmedium
vom Tank 210 über die Leitung 222 an und das Wegeventil 216 leitet das Hydraulikmedium
über einen Filter 224 zum Hydrauliktank 210.
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Durch die Teflon-beschichteten Flächen 188 können Perforations nadeln
226 in die Querdruckplatten 84 geschraubt sein. Die Nadeln sind etwa 6,35 mm lang
und in enger Nachbarschaft, beispielsweise mit 1,588 mm Entfernung voneinander oder
mit Mittenabständen von 6,35 mm voneinander angeordnet. Eine Betätigung der Druckplatten
84 verursacht dann eine P?rforation der Seitennähte und Endlaschen des Stapels oder
Ballens 20 durch die Perforationsnadeln 226, wodurch das Eindringen von Kleber in
die Einschlagbögen verstärkt wird. Beim Zuruckziehen der Druckplatten b4 und damit
der Nadeln 226 reinigen sich diese durch den Zurückziehvorgang selbst.
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Die Klebpreßvorrichtung 76 ist zwar als hydraulisch betätigtes System
gezeigt und beschrieben, es ist jedoch ersichtlich, daß auch ein Druckluftsystem,
insbesondere bei niedrigeren Druckbereichen verwendet werden kann. Das hydraulische
System wurde nur deshalb beschrieben, weil ein solches System auch
innerhalb
hoher Preßdruckbereiche vielseitiger verwendbar ist.
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Dabei ist jedoch festzuhalten, daß die Größe der auf die -Seitennähte
und Endlaschen eines Stapels oder Ballens während des Klebepreßschritts ausgeübte
Druck eine Funktion (1) des hydraulischen oder pneumatischen Beaufschlagungsdrucks
der Zylinder 86, (2) des Durchmessers des Kolbens 184 und (3) der Größe der Fläche
der Druckplatten 84 ist.
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Hervorragende Ergebnisse wurden bei Verwendung eines Kolbendurchmessers
von 10,16 cm für den Kolben 184 (Querschnittsfläche etwa 81 cm²), und bei Abmessungen
der Druckplatten 84 von 7,6,2 cm x 35,6 cm (Flächengröße = 2710 cm2) erzielt.
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Bei solchen Kolben- und Druckplattenabmessungen liegt der bevorzugte
Bereich des Hydraulikdrucks zwischen etwa 70 kgiom2 2 bis etwa 140 k , was zu einem
tatsächlichen Preßdruck von 2,11 kg/cm2 bis 4,22 kg/cm2 auf die Seitennähte und
die Endlaschen des Ballens führt. Der tatsächliche Preßdruck wird errechnet durch
Multiplikation des hydraulischen Drucks mit der Querschnittsfläche des Kolbens 184
und Division des Produkts durch die Fläche der Druckplatte 84.
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In gleicher Weise kann der der Platte 88 zugeordnete Kolben -190 einen
Durchmesser von 10,16 cm (Querschnittsfläche 81 cm²) haben. Die Platte 88 zur Verhinderung
der Durchwölbung hat vorzugsweise Längen- und Breitenabmessungen, die geringfügig
größer als die des Stapels oder Ballens 20 sind. Bei einem Ballen mit einer Abmessung
der Oberseite von 76,2 cm x 84,8 cg kann die Platte 88 also etwa Abmessungen von
78,7 cm x 88,9 c (Flächengröße = etwa 7000 cm2) haben. Ein über den Kolben 190 auf
die Platte 88 einwirkender hydraulischer Druck von 70 k vc 2 erzeugt dann also einen
tatsächlichen Preßdruck von etwa 0,81 kg/cm² auf die Oberseite des Ballens 20.
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Die Faltvorrichtung für die Seitennähte, die Faltvorrichtung
für
die Endlaschen, der Drehtisch und die Kleberauftragvorrichtung werden vorzugsweise
durch Druckluft systeme betätigt.
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Das Fördersystem kann wahlweise durch elektrische Motoren oder Druckluftmotore
angetrieben werden. Die verschiedenen pneumatischen und hydraulischen Zylinder werden
durch Schaltventile gesteuert, die entweder durch Solenoide eines elektrischen Steuersystems
oder durch pneumatische Relaisventile eines pneumatischen Steuersystems betätigt
werden. Bei einem elektrischen Steuersystem werden die verschiedenen Arbeitsgänge
und die Aufeinanderfolge dieser im allgemeinen durch Endschalter ausgelöst und in
der Zeit bestimmt, die vom Papier stoff-Stapel oder -Ballen oder von bewegten Teilen
der Vorrichtung ausgelöst werden. Bei einem pneumatischen Steuert system werden
diese Funktionen im allgemeinen von Hilfsventilen ausgelöst, die vom Ballen oder
von bewegten Teilen der Vorrichtung betätigt werden. Die Arbeits- und Steuersysteme
sind nicht dargestellt, da sie dem Fachmann bekannt sind und das Arbeitsablaufprogramm
den unterschiedlichen Erfordernissen der speziellen Anlage zur Herstellung von Papierstoff-Ballen
angepaßt werden muß. Diese Anforderungen variieren in so weitem Umfange, daß kein
spezielles Steuersystem als Standardsteuersystem betrachtet werden kann. Ein Steuersystem,
welches auf eine bestimmte Anlage zur Herstellung von Papierstoff ausgelegt ist,
dürfte in der Regel nicht für eine andere Anlage geeignet sein.
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Es ist klar, daß eine Reihe von Abwandlungen und Abänderungen des
im vorstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung
im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich sind.