-
Verfahren zum Formen von Ballen
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen von Ballen, insbesondere
zum Formen und Verschnüren von Ballen aus Papier oder ähnlichem Material sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
-
Derartige Verfahren sind beispielsweise aus der US-PS 3 576 161 und
der US-PS 3 613 556 bekannt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren
zu vereinfachen und ein Verfahren anzugeben, mit Hilfe dessen mit einem Minimum
an Handarbeit und Kosten Ballen automatisch geformt und verschnürt werden können.
-
Bei dem zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagenen erfindungsgemäßen
Verfahren wird in der Weise vorgegangen, daß ein verschnürter Ballen in eine Lage
zwischen einem oberen und einem unteren Begrenzungsteil gebracht wird, wobei ein
Ende des eingelegten Ballens sich nahe dem Ausgangsende einer Ballenformkammer befindet,
in welcher ein Druckstempel hin- und herbewegbar angeordnet ist, daß das zu emballierende
Material in die Ballenformkaarmtr eingefüllt wird, daß der Druckstempel hin-und
herbewegt wird,um nach und nach einen Ballen an dem als Widerlager wirkenden einen
Ende des verschnürten Ballens zu formen und dabei gleichzeitig den neu geformten
Ballen zwischen die beiden Begrenzungsteile hinein und den geschnürten Ballen aus
dem Raum zwischen den Begrenzungsteilen heraus zu drücken, daß der unverschnürte
Ballen und der verschnürte Ballen, die mit ihren Enden aneinander anliegen, voneinander
getrennt werden, nachdem der verschnürte Ballen vollständig aus dem Raum zwischen
den Begrenzungsteilen herausgestoßen wurde und daß um den zwischen den beiden Begrenzungsteilen
liegenden unverschnürten Ballen horizontale Schlingen aus Bandmaterial gelegt werden.
-
Als Material zur Herstellung der Ballen dient vor allem Zeitungspapier
und/oder Pappe.
-
Die weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der folgenden Figurenbeschreibung.
-
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines Ausftihrungsbeispiels.
Es stellen dar: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ballenformvorrichtung zur Durchführung
des e rfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht
der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3, 4, 5 und 6 schematische Seitenansichten
eines Teils der Vorrichtung, welche eine Folge von Schritten des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Formung von Ballen zeigen, Fig. 7 einen Schnitt längs Linie 7-7 in
Fig. 2, Fig. 8 eine Detail-Draufsicht auf den Schwenkmechanismus zur Verstellung
eines Seitenrahmenteiles, wie er in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird,
und Fig. 9 eine Detailseitenansicht der Verschnüreinheit der Ballenformvorrichtung.
-
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ballenformvorrichtung umfaßt
im wesentlichen drei Abschnitte, nämlich eine Ballen preßvorrichtung lo, eine Ballenschnüreinrichtung
12 und eine Ballentransporteinheit 14. Wie man aus Fig. 2 erkennt, ruht die Ballenformvorrichtung
auf geeigneten Stützgliedern, die mit 16, 18 und 20 bezeichnet sind.
-
Die Ballenpreßvorrichtung lo umfaßt eine Ballenform- oder Preßkammer
22 mit einem Einfüllschacht 24, durch den das zu emballierende Material (wie beispielsweise
Papier oder Pappe) in die Preßkanner 22 eingefüllt wird. Ein Druckstempel 26 und
ein hydraulischer Betätigungszylinder 28 üblicher Bauart schließen sich an die Preßkanner
22 an. Die Preßvorrichtung umfaßt ferner zwei allgemein mit 32 bezeichnete verschwenkbare
Seitenranmenteile.
-
Die Ballenschnüreinrichgung 12 umfaßt eine Schnürkanuner 30 und einen
selbsttätig arbeitenden Verschnürmechanismus 34. Wie
man aus den
Fig. 2 und 7 erkennt, umfaßt die Schnürkammer 30 eine stationäre untere Bodenfläche
36 und eine schwenkbar gelagerte obere Deckenfläche 38. Die Deckenfläche 38 ist
am Eingangsende der Schnürkammer 30 mittels eines Zapfens 40 schwenkbar angelenkt
und kann mittels zweier Hydraulikzylinder 42 verschwenkt werden. Die Hydraulikzylinder
42 sind ihrerseits mit ihren unteren Enden an dem Stützglied 20 und mit ihren oberen
Enden an einem Querträger 44 schwenkbar gelagert, der seinerseits durch Schweißen
oder andere geeignete Mittel mit der Deckfläche 38 fest verbunden ist.
-
Die Seitenrahmenschwenkeinrichtungen 32 (Fig. 8) sind identisch ausgebildet
und umfassen jeweils ein um einen Zapfen 48 schwenkbar angeordnetes Schwenkrahmenteil
46 auf jeder Seite am Ende der Preßka-er 22. Jedes Schwenkrahmenteil 46 ist mit
vier Klinken So versehen, welche an der Außenfläche des Schwenkrahmenteils 46 mittels
Schwenkzapfen 52 schwenkbar angeordnet sind.
-
Das Ende jeder Klinke 5o ragt durch eine Öffnung 54 in den Schwenkrahmenteil
46, wobei sie durch eine Feder 56 in eine Lage vorgespannt ist, in der sie aus der
Öffnung 54 herausragt.
-
Die Feder 56 ist jeweils auf einer Stange 58 zwischen einer Schulter
60 am Ende der Stange 58 und einem an der Außenseite des Schwenkrahmenteils 46 befestigten
Bügel 62 angeordnet. Wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, ist jede
Klinke 50 mit einer Nockenfläche 64 und einer Rückhaltefläche 66 versehen. Jedes
Rahmenschwenkteil 46 kann zwischen einer in Fig. 8 durch ausgezogene Linien dargestellten
Arbeitsstellung und einer durch gestrichelte Linien in Fig. 8 dargestellten zurückgezogenen
Stellung mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 68 verstellt werden.
-
Zusätzlich zu den Klinken 50 an den Seitenrahmenschwenkeinrichtungen
32 sind am Ausgang der Preßkanner 22 jeweils zwei obere und untere allgemein mit
79 bezeichnete Klinken vorgesehen, deren jede eine schwenkbar gelagerte Rückhalteklaue
80 mit einem
Verbindungsarm 82 zu einer Spannfeder 84 aufweist (Fig.
9).
-
Eine Arretiervorrichtung 86 mit einem schwenkbar gelagerten und mittels
eines Hydraulikzylinders 90 betätigbaren Arretierhebels 88 ist am Ausgang der Schnürkanner
30 angeordnet (Fig. 9).
-
Die Funktion und die Arbeitsweise der Klinken 50 und der RUckhalteklauen
80 sowie der Arretierhebel 88 werden später noch im einzelnen beschrieben. Der genaue
Aufbau der selbsttätig arbeitenden Verschnürvorrichtung 34 zum Einbinden des Ballens
in der Schnürkammer 30 ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und wird
daher nicht näher beschrieben.
-
Kurz zusammengefaßt umfaßt der Verschnürmechanismus 34 eine an einem
Gestell 92 angeordnete Schnürschiene 94. Diese wird selbsttätig in ihre in einem
vertikalen Abstand zueinander liegenden vorbestimmten Stellungen eingestellt, in
denen Bänder oder Drähte 96 um den Ballen herumgelegt und in geeigneter Weise gespannt
werden. Der Draht wird dann mittels einer Verdrillspindel so verdrillt, daß eine
feste Verbindung entsteht.
-
Diese Verbindung wird dann von dem Drahvorrat abgeschnitten und aus
dem Schlitz der Verdrillspindel ausgestoßen. Eine für die Ballenformvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung geeignete Verschnüreinrichtung ist beispielsweise
von der United States Steel Corporation erhältlich und zwar unter der Herstellerbezeichnung
United States Steel Automatic Strapping Machine Model 238-00. Ein für die Verwendung
in der Verschnüreinrichtung geeigneter Verdrill- oder Verknotungsmechanismus ist
in der US-Patentschrift 3 295 436 dargestellt.
-
Die Ballentransporteinheit 14 umfaßt einen von einem Motor 72 angetriebenen
Transportmechanismus 70. Die Transporteinheit 14 ist mit einem Ende an dem Ausgang
der Verschnürkammer 30 mittels Zapfen 74 angelenkt. Die Transporteinheit kann zwischen
einer in Fig. 2 durch ausgezogene Linien dargestellten ersten Stellung und einer
durch gestrichelte Linien dargestellten zweiten Stellung mittels eines Hydraulikzylinders
76 verschwenkt werden.
-
Anhand der Fig. 3 bis 6 läßt sich die Arbeitsweise der Vorrichtung
am besten beschreiben unter der Annahme, daß ein verschnürter Ballen 78 in der Schnürkammer
30 liegt, wie man in Fig. 3 sieht. Die Herstellung des Anfangsballem kann in irgendeiner
geeigneten Weise erfolgen, indem man beispielsweise den Ausgang der Preßkammer zeitweilig
mit Brettern blockiert, den ersten Ballen vollständig in der Preßkammer ausformt,
dann den noch nicht verschnürten Ballen in die Schnürkammer schiebt und danach den
Verschnürmechanismus 34 zum Verschnüren des Ballens betätigt.
-
In Fig. 3 ist nun bereits ein verschnürter Ballen 78 in der Schnürkan-er
30 dargestellt. Die Schwenkseitenteile 46 befinden sich in ihrer geschlossenen oder
Arbeitsstellung und die Arretierhebel 88 in ihrer Preigabestellung. Nun wird Material
81 durch den Einfüllschacht 24 in die Preßkammer 22 eingefüllt. Daraufhin wird der
Druckstempel 26 hin- und herbewegt, um das Material 81 gegen das Ende des Ballens
78 zu pressen. Dabei ist zu sagen, daß während des Ausformens des neuen Ballens
der bereits verschnürte Ballen 78 durch Reibung zwischen der Deckenfläche 38 und
der Bodenfläche 36 der Schnürkammer eingequetscht wird, wobei der auf den Ballen
ausgeübte Druck durch die Hydraulikzylinder 42 gesteuert wird (Fig. 7 und 9>.
-
Wie man in Fig. 4 sieht, verdrängt der durch die fortgesetzte Hin-
und Herbewegung des Druckstempels 26 unter Anlage an da Ende des Ballens 78 entstehende
neue Ballen 82 den Ballen 78 nach und nach aus der Schnürkammer 30 auf den Förderer
14.
-
Die Arbeitsweise der Preßzylinder 42 ist mittels eines geeigneten
nicht dargestellten Steuersystems mit der Arbeitsweise des Betätigungszylinders
28 derart koordiniert, daß der Druck in den Preßzylindern 42 automatisch verringert
wird, wenn der Druck in dem Betätigungszylinder 28 einen gegebenen Wert übersteigt.
Auf diese Welse luft der Ballenformungsprozeß in
kontrollierbarer
Weise ab, um einen Ballen mit vorbestimmter Materialdichte zu erhalten.
-
Wie man ferner erkennt, liegt bei der Ausformung eines neuen Ballens
das während eines jeden Vorschubes des Druckstempels 26 an den Innenflächen der
geschlossenen Schwenkrahmenteile 46 entlangbewegte Material an den Nockenflächen
64 der Klinken 50 an. Die Klinken 50 werden dadurch in ihre rückwärtige Stellung
verschwenkt, um dem Ballenmaterial in Vorschubrichtung den Weg freizugeben. Wenn
der Druckstempel am Ende einer jeden Vorschubbewegung zurückgezogen wird, werden
die Klinken 50 durch die Federn 56 wieder in ihre Ausgangsstellungen verschwenkt,
in denen sie aus den Oberflächen der Schwenkrahmenteile herausragen. In dieser Stellung
verhindern die Rückhalteflächen 66 an den Klinken 50 auf jeder Seite während eines
jeden Zurücklaufens des Preßstempels 26 ein Zurückfedern des emballierten Materials
in die Preßkammer 22. Während des oben beschriebenen Form- oder Preßvorganges gelangt
der Preßstempel bei seiner Vorwärtsbewegung unter dem Preßhub bis zu der in Fig.
2 durch die gestrichelte Linie A bezeichneten Ebene der RUckhalteflächen 66 an den
Klinken So.
-
Die Hin- und Herbewegung des Druckstempels 26 erfolgt so lange, bis
der Ballen 82 fertig geformt ist. An diesem Punkt des Arbeitsablaufes wird der Druckstempel
26 bisin seine vorderste Stellung entsprechend dem maximalen Vorschub gebracht,
um den neuen Ballen 82 vollständig in die Schnürkammer einzuschieben (Fig. 5). Bei
dieser Bewegung gelangt der Druckstempel 26 bis in die in Fig. 2 durch die gestrichelte
Linie B angegebene Ebene der Klinken 80. Durch diese Endbewegung des neuen Ballens
82 wird der bereits verschnürte Ballen 78 vollständig aus der Schnürkammer 30 auf
den Förderer 14 geschoben (Fig, 5).
-
Wenn sich die Ballen 78 und 82 in der in Fig. 5 dargestellten Lage
befinden, werden der Kippzylinder 76 und der Motor 72 des Förderers durch das Steuersystem
der Ballenformvorrichtung
betätigt, um den Förderer in die in Fig.
6 dargestellte Lage abzukippen und den Ballen 78 von dem Förderer weg auf andere
nicht dargestellte Transportmittel zu bringen. Durch das Abwärtskippen des Förderers
werden die aneinander anliegenden Endflächen der Ballen 78 und 82 getrennt und das
darauffolgende Entfernen des verschnürten Ballens von dem Förderer erleichtert.
Wenn der verschnürte Ballen in der oben beschriebenen Form aus der Ballenformvorrichtung
entfernt worden ist, werden die Schwenktore 46 durch die Zylinder 68 in ihre zurückgezogene
Stellung verschwenkt. Gleichzeitig wird die Arretierschiene 88 durch den Zylinder
9o in ihre in Fig. 9 dargestellte Schließstellung gebracht. Durch die Schließbewegung
der Arretierschiene 88 wird irgendwelches aus dem oberen Ende des Ballens herausragendes
Material zurück in den Ballen gedrückt und dadurch eine Behinderung der Schnürschiene
94 durch den Ballen bei der darauffolgenden Arbeit der Verschnürungsvorrichtung
34 vermieden. Wenn der noch nicht verschnürte Ballen seine zum Schnüren geeignete
Stellung eingenommen hat (Fig. 5), nehmen die Klinken 80 ihre in Fig. 9 dargestellte
Stellung ein, in der sie als Rückhalteglieder für das linke Ende des Ballens dienen.
Nach dem Entfernen des Ballens 78 und dem Zurückschwenken der Schwenktore 46 wird
der Druckstempel 26 zurückgezogen, um alle vier Seiten des fertig geformten aber
noch nicht verschnürten Ballens freizugeben (Fig. 6). Danach wird der Verschnürungsmechanismus
34 betätigt, um nacheinander eine Reihe von Bändern oder Drähten 96 eng um den Ballen
zu schlingen. Wenn der Ballen vollständig verschnürt ist, werden die Schwenktore
46 wieder in ihre Schließstellung verschwenkt, die Arretierschiene 88 wird in ihre
Freigabestellung angehoben und der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich.