Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Säcken aus Schlauchstϋcken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Säcken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Säcken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Solche Vorrichtungen sind bekannt und schon längere Zeit am Markt erhältlich. Diese Vorrichtungen umfassen in der Regel zunächst eine Vereinzelungsvorrichtung, um einen zugeführten Gewebeschlauch, der zudem beschichtet sein kann, zu Schlauchstücken zu vereinzeln. Diese bestehen aus zwei übereinander liegenden Materialbahnen, welche jeweils aus mehreren Schichten bestehen können. Dazu wird der Schlauch in seiner Längsrichtung taktweise jeweils um eine Schlauchstücklänge vorgezogen. Anschließend wird ein Schlauchstück von dem Schlauch vereinzelt, also abgetrennt. Dieses erfolgt in der Regel mit einem Schneidwerkzeug wie einem Messer. Jedoch sind auch andere Abtrennverfahren und die zugehörigen Einrichtungen denkbar.
Anschließend wird jedes auf diese Weise erzeugte Schlauchstück von zumindest einer Transportvorrichtung übernommen, um sie in die einzelnen Bearbeitungsstationen zu verbringen. Nach dem Abtrennen werden die Schlauchstücke also nicht mehr in Längsrichtung weiter transportiert, sondern in Querrichtung. Mit „Querrichtung" ist gemeint, dass die Schlauchstücke nunmehr quer zu ihrer Längserstreckung transportierbar sind, um bei den weiteren Schritten zur Herstellung von Säcken ungehinderten Zugang zu beiden Enden der Schlauchstücke zu erhalten.
Im Folgenden werden einzelne Stationen bei der Sackherstellung aufgeführt und deren Funktion erläutert:
• In einer fakultativ vorhandenen Vorbruchstation werden Formstempel zur Erzeugung einer Falzlinie auf das Schlauchstück abgesenkt. Auf dieser
Falzlinie befinden sich später die Eckeinschläge des geöffneten Schlauchbodens. Die Formstempel können zu diesem Zweck auch beheizt werden.
• In der Bodenöffnungsstation wird zumindest ein Ende eines Schlauchstücks aufgezogen, so dass an diesem aufgezogenen Ende ein
Boden angeformt werden kann. Die Eckeinschläge befinden sich auf den Falzlinien des Schlauchstücks. Aufgrund ihrer geometrischen Form wird die Bodenöffnung auch Bodenöffnungsquadrat genannt. Dabei sei angemerkt, dass die Form nicht quadratisch, sondern in den meisten Fällen rechteckig ist. In der Regel werden beide Enden eines
Schlauchstücks auf die gleiche Weise bearbeitet.
• In der Ventilzettelstation wird ein Ventilzettel auf den zuvor geöffneten Boden des Schlauchstücks gelegt. Durch den Ventilzettel kann später der fertige Sack mit Hilfe eines geeigneten Füllstutzens befüllt werden. • In einer so genannten Zulegestation werden Teile der Bodenöffnungen bzw. der Bodenöffnungsquadrate, die so genannten Laschen, beidseitig zur Falzkante hin zurückgefaltet. Dabei können Bereiche dieser Laschen überlappen, und diese überlappenden Bereiche dieser Laschen können miteinander verbunden. • Anschließend wird in der Bodendeckblattstation ein Bodendeckblatt mit der zugefalteten Bodenöffnung befestigt, beispielsweise verschweißt.
Es ist zu erwähnen, dass nicht alle der aufgezählten Stationen in einer Vorrichtung zur Herstellung von Säcken vorhanden sein müssen. So kann auf eine Vorbruchstation verzichtet werden. Auch Bodendeckblätter müssen nicht immer aufgebracht werden, um einen Sack zu fertigen. Gleichwohl sind weitere Stationen denkbar.
Im Folgenden wird kurz ein Sackherstellungsprozess nach den Maschinen des Standes der Technik erläutert. Da die Maschinen des Standes der Technik auf der Bedien- und Antriebsseite nahezu gleich aufgebaut sind, um gleichzeitig beide Enden des Schlauchstücks bearbeiten zu können, wird in der folgenden Beschreibung nicht näher auf die verschiedenen Maschinenseiten eingegangen. Ein zuvor vereinzeltes Schlauchstϋck wird entlang seiner Längsachse mit Hilfe eines geeigneten Transportmittels (beispielsweise Doppelbandförderer) zu einer Vorbruchstation geführt. Dort wird ein Formstempel senkrecht zur Transportrichtung der Schlauchstücke auf die Schlauchstücke abgesenkt. Auf der dabei entstandenen Falzkante befinden sich später die Eckeinschläge des geöffneten Sackbodens, der in der darauf folgenden Bodenöffnungsstation geformt wird. Anschließend wird auf einer Bodenöffnung in der Ventilzettelstation ein Ventil auf den geöffneten Boden gelegt. Durch dieses Ventil wird später der Sack mit einem geeigneten Füllorgan befüllt. In der folgenden Zulegestation wird die Bodenöffnung des Sackes zugefaltet, so dass anschließend in der Bodendeckblattstation durch Verschweißen der Bodenöffnung desselben mit einem Bodendeckblatt der Sack fertig gestellt wird.
Um qualitativ hochwertige Säcke zu produzieren, ist es insbesondere wichtig, dass die Schlauchstücke kantengerade und ohne Versatz in Transportrichtung von der Quertransportvorrichtung, welche die Schlauchstücke zu den einzelnen Bearbeitungsstationen befördert, übernommen werden. Kantengerade meint dabei, dass die vordere und die rückwärtige Kante des Schlauchstücks orthogonal zur Transportrichtung verlaufen. „Ohne Versatz in Transportrichtung" bedeutet, dass die Schlauchstücke in Bezug auf die Transportvorrichtung an definierten Stellen platziert werden. Dieses wird oft nicht erreicht, da bei der Übergabe des Schlauchstücks Schlupf entsteht, so dass das Schlauchstück nicht wie erforderlich beschleunigt wird, sondern erst mit Verzögerung übernommen wird. Dieses Problem tritt vor allem dann auf, wenn die Transportvorrichtung mit kontinuierlicher, also ohne Stillstände, und insbesondere mit gleichförmiger Geschwindigkeit läuft.
In der DE 195 10 243 A1 wird daher vorgeschlagen, die Schlauchstücke zunächst mit einem intermittierend laufenden Förderer zu transportieren. An einem zweiten Förderer, der als kontinuierlich laufende Quertransportvorrichtung ausgebildet ist, sind Nadeln angeordnet. Nachdem der erste Förderer ein Schlauchstück in den Übergabebereich zwischen den Förderern vorgeschoben und freigegeben hat, schlägt ein absenkbarer Stempel das Schlauchstück auf die Nadeln des zweiten Förderers auf. Auf diese Weise wird jeglicher Schlupf, wenn auch auf sehr drastische Art und Weise, vermieden. Die Nadeln führen natürlich zu Beschädigungen des späteren Sackes, was nicht in allen Fällen hingenommen werden kann. Darüber hinaus hat der erste taktweise Förderer den Nachteil, dass hinter der Vereinzelungsvorrichtung ein Schlauchstück vollständig entfernt sein muss, um das Schlauchende, von dem das folgende Schlauchstück abgetrennt werden soll, vorschieben zu können. Erst dann kann der nächste Vorschub- und Vereinzelungsvorgang begonnen werden. Dies führt natürlich zu sehr großen Abständen zwischen zwei Schlauchstücken innerhalb der Vorrichtung, weshalb die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung oft nicht voll ausnutzbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, wobei bei der Übergabe der Schlauchstücke diese nicht beschädigt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass der zumindest Bereiche des zumindest einen Mitnehmers zumindest im Moment des Ergreifens eines Schlauchstückes anhaltbar ist. In diesem Zusammenhang bedeutet das Wort „anhaltbar", dass der Mitnehmer relativ zu Teilen der Vorrichtung keine Relativgeschwindigkeit aufweist. Diese Teile der Vorrichtung sind insbesondere die Auflageflächen, auf denen das Schlauchstück nach seiner Abtrennung von dem Schlauch aufliegt. Oft wird die Auflagefläche auch als Auslage bezeichnet, auf welcher die Schlauchstücke ausgelegt werden. Wenn die Rede von „Bereichen des zumindest einen Mitnehmers" ist, dann ist damit gemeint, dass sich auch im Moment des Ergreifens des Schlauchstück Teile des Mitnehmers in Bewegung befinden.
Bevorzugt trägt der Mitnehmer einen so genannten Schuh, der eine exponierte Kante ausweist, die als einziger Bereich des Mitnehmers im Moment des Ergreifens des Schlauchstücks stillsteht. Wenn im Folgenden davon die Rede ist, dass der Mitnehmer anhaltbar ist oder anhält, ist also auch gemeint, dass lediglich Bereiche oder Teile des Mitnehmers anhaltbar sind oder angehalten werden.
Ein solcher Mitnehmer kann an der Quertransportvorrichtung angeordnet sein. Dieser Mitnehmer kann aber auch Bestandteil einer der eigentlichen Quertransportvorrichtung vorgelagerten Transporteinrichtung, die auch kontinuierlich und bevorzugt mit gleicher Geschwindigkeit wie die Quertransportvorrichtung läuft, sein. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, wenn die eigentliche Quertransportvorrichtung ohne Mitnehmer auskommen soll, beispielsweise aufgrund von beschränktem Platz. Die vorgelagerte Transporteinrichtung wird in diesem Fall auch als Übergabestation bezeichnet. Insgesamt ist es mit einem Mitnehmer, der kontinuierlich von einer kontinuierlich laufenden Transporteinrichtung mitnehmbar, aber im Moment des Ergreifens des Schlauchstücks anhaltbar ist, möglich, ein Schlauchstück beschädigungsfrei und ohne Schlupf mitzunehmen und der Quertransportvorrichtung zuzuführen.
Da mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Schlauchstück, wenn dieses auf der Auslage liegt, weiter transportierbar ist, kann sofort ein weiteres Schlauchstück auf der Auslage abgelegt bzw. der Schlauch vorgeschoben werden, selbst wenn das neue Schlauchstück bzw. der Schlauch mit dem Schlauchstück, welches gerade abtransportiert wird, überlappt. Dies kann ausgenutzt werden, um den Abstand zwischen zwei Schlauchstücken in der Vorrichtung nicht zu groß werden zu lassen und um letztlich die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung auszunutzen.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Mitnehmer über zumindest ein umlaufendes Transportmittel antreibbar ist. Zusätzlich ist vorgesehen, dass der Abstand des Mitnehmers und dessen Relativgeschwindigkeit zu Teilen der Vorrichtung über ein Kurvengestell steuerbar sind. Mittels des Kurvengestells
kann der Mitnehmer also auf sehr einfache Weise und reproduzierbar gesteuert werden. Durch eine geeignete Wahl der Kurve kann der Mitnehmer insbesondere so gesteuert werden, dass er zum Ergreifen des Schlauchstücks lediglich eine Bewegung vollzieht, die senkrecht zur Schlauchstϋckebene verläuft, bis der Mitnehmer auf dem Schlauchstück aufsetzt. Im Aufsetzmoment kann auch diese Bewegung beendet werden, so dass der Mitnehmer still steht. Anschließend kann der Mitnehmer so gesteuert werden, dass er im Wesentlichen eine Bewegung in Transportrichtung vollzieht. Das Schlauchstück, das auf einer reibungsarmen Führungsfläche, die beispielsweise Stahlbleche umfassen, aufliegt, wird nun schlupffrei mitgezogen und in der Folge an die Quertransportvorrichtung übergeben. Schließlich kann der Mitnehmer aufgrund einer geeigneten Ausgestaltung des Kurvengestells vom Schlauchstück abgehoben und zum Ausgangspunkt zurückgeführt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Mitnehmer an einem Hebelarm befestigt, der wiederum schwenkbar an zumindest einer Platte angelenkt ist. Somit ist der Mitnehmer relativ zu der genannten Platte bewegbar und, da es zusätzlich vorgesehen ist, dass die zumindest eine Platte an dem Transportmittel befestigt ist, relativ zu dem Transportmittel. Insgesamt kann mit dieser Anordnung erreicht werden, dass der Mitnehmer anhaltbar ist, auch wenn das Transportmittel weiter bewegt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung ist an dem Hebelarm zumindest ein Tastelement vorgesehen. Ein solches Tastelement kann eine Rolle sein, die auf dem Kurvengestell abrollt und die von der Kurve vorbestimmten Wege des Mitnehmers auf den Hebel und damit auf den Mitnehmer überträgt. Weiterhin ist ein federndes Element, insbesondere eine Zugfeder, vorgesehen, welches mit seinem ersten Ende an dem Hebel und mit seinem zweiten Ende an der Platte befestigt ist. Mit der durch das federnde Element hervorgerufenen Federkraft kann nun das Tastelement in Richtung auf das Kurvengestell gedrückt werden, so dass das Tastelement stets an der Kurve des Kurvengestells anliegt.
Vorteilhaft ist es, wenn das zumindest eine Transportmittel eine Laschenkette umfasst. An einer Laschenkette können Anbauteile, wie etwa die erwähnte Platte, besonders einfach befestigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vereinzelungsvorrichtung zumindest eine Profilschiene umfasst, wobei der Schlauch bzw. das Schlauchstück zumindest während des Abtrennvorgangs auf Auflageflächen der Profilschiene aufliegt. Unterhalb der Auflagefläche für das Schlauchstück ist ein Freiraum, beispielsweise eine Einkerbung der Profilschiene, vorgesehen. Ein Drückelement kann nun das Ende des gerade abgetrennten Schlauchabschnitts von der Auflagefläche der Profilschiene abnehmen und bevorzugt in den genannten Freiraum drücken.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn ein Schlauchabschnittfixierer vorgesehen ist, der das Schlauchstück fixiert, während dieses noch von den Klemmblechen der Vereinzelungsvorrichtung gehalten wird und/oder während dieses noch in Wirkverbindung mit dem Drückfinger des Drückerelementes steht.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schlauchabschnittfixierer ein Fixierblech umfasst welche parallel zur Längsachse des Schlauches - also orthogonal zur späteren Förderrichtung - verläuft.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Fixierblech orthogonal zur Profilschiene der Vereinzelungsvorrichtung angeordnet.
Damit kann das Schlauchstück nun von dem zumindest einen Mitnehmer erfasst und ungehindert abtransportiert werden. Zudem ist von Vorteil, dass bereits jetzt, nachdem das Schlauchstückende die Auflagefläche auf der Profilschiene freigegeben hat, begonnen werden kann, den Schlauch weiter vorzuschieben. Es besteht keine Gefahr mehr, dass das Ende des voran gehenden Schlauchabschnitts ein Hindernis darstellt.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor.
Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Schematische Darstellung einzelner Schritte zur Verarbeitung eines
Gewebeschlauches zu Säcken.
Fig. 2 Seitenansicht einer Vereinzelungseinrichtung
Fig. 3 Seitenansicht einer Vereinzelungseinrichtung
Fig. 4 Seitenansicht einer Vereinzelungseinrichtung
Fig. 5 Draufsicht einer Einrichtung zur Änderung der Transportrichtung
Fig. 6a Seitenansicht einer Einrichtung zur Änderung der Transportrichtung
Fig. 6b Vergrößerte Ansicht von Teilen der Fig. 6a
Die Fig. 1 zeigt schematisch einzelne Schritte zur Verarbeitung eines Gewebeschlauches zu Säcken, wie sie in Sackherstellungsvorrichtung 1 erfolgen.
Zunächst wird der Gewebeschlauch 2 der Sackherstellungsvorrichtung 1 zugeführt. Dies geschieht vorteilhafterweise durch Abwickeln des einen Wickel 3 bildenden Gewebeschlauches in einer Abwicklungseinrichtung 4. Anschließend erfährt der Schlauch 2 die so genannte Öffnung in der Öffnungsstation 5. Dabei wird der Gewebeschlauch um ein Innenwerkzeug herum geführt, welches die beiden Lagen voneinander trennt, so dass sich die Lagen, falls sie bei einem der Herstellungsschritte des Schlauches miteinander verklebt wurden, trennen. Nur bei getrennten Lagen kann sichergestellt werden, dass die folgenden Produktionsschritte ordnungsgemäß durchgeführt werden können. Im Anschluss werden die voneinander getrennten Materiallagen des Schlauches wieder aufeinander gelegt.
Der Gewebeschlauch wird nun der Querschneideeinrichtung 6 zugeführt, die den Gewebeschlauch in einzelne Schlauchstücke vereinzelt.
Anschließend erfolgt eine Änderung der ursprünglichen Transportrichtung z, in der der Schlauch bzw. die Schlauchstücke in Richtung ihrer Längsachsen transportiert wurden, in die neue Transportrichtung x, so dass die
Schlauchstücke nun nicht mehr in Richtung z ihrer Schlauchlängsachse,
sondern quer hierzu transportiert werden, so dass die Enden der Schlauchstücke zwecks Anformung der Böden seitlich erreichbar sind.
In der folgenden Station, der Bodenöffnungsstation 8, werden beide Enden eines jeden Schlauchstücks geöffnet und die so genannten Bodenquadrate gelegt. In der darauf folgenden Ventilstation 9 wird auf eines der beiden offenen Enden ein Ventil aufgelegt und befestigt. Die offenen Böden werden nun in der Bodenschließstation 10 geschlossen, wobei zwei Laschen aufeinander gelegt werden und miteinander dauerhaft, beispielsweise durch Verschweißen, verbunden werden. Den Abschluss des eigentlichen Sackherstellprozesses bildet das Aufbringen je eines Bodendeckblattes auf die Böden in der Deckblattstation 11. Dazu können die Deckblätter ebenfalls aufgeschweißt werden. Die fertigen Säcke werden anschließend auf dem Sackstapel 12 abgelegt und von dort auf nicht näher beschriebene Weise abtransportiert.
Die Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Vereinzelungsvorrichtung 13. Der Gewebeschlauch 2 wird von den Vorzugswalzen 14 vorgeschoben, bis eine bestimmte Schlauchlänge bzw. ein gewünschtes Sackformatlänge hinter der Querschneideeinrichtung 6 erreicht ist. Danach wird der Vorschub des Gewebeschlauches kurzzeitig gestoppt. In der Querschneideeinrichtung 6 wird ein Schlauchstück 18 (siehe Fig. 3) vom Gewebeschlauch 2 abgetrennt. Die Querschneideeinrichtung 6 umfasst dazu ein Messer 15, welches auf einem Messerhalter 17 befestigt ist. Das Messer ist über einen Messerantrieb 16 in z- Richtung bewegbar. Zuvor wird der Gewebeschlauch 2 von Festhalterblechen 21 , 22 fixiert, indem diese 21 , 22 in -y-Richtung bewegt werden.
In Figur 3 ist zu sehen, dass nach der Querschneidung des Gewebeschlauchs 2 das Schlauchstück 18 von einem Schlauchabschnittfixierer 23 auf einen Tisch gedrückt wird, der die spätere Transportebene der Schlauchstücke 18 darstellt. Zur Fixierung des Schlauchstücks 18 wird ein Fixierblech 26 von zwei Zylinderkolben 24, 25 in Richtung des Schlauchstücks bewegt. So wird sichergestellt, dass das Schlauchstück in seiner Position nicht mehr verrutschen kann. Dabei ist zu beachten, dass das Fixierblech 26 bereits das Schlauchstück 18 fixiert, während dieses 18 noch von den Klemmblechen 21 ,
22 gehalten wird und/oder noch in Kontakt mit einem Drückfinger 27 eines Drückelementes 19 steht. Das Schlauchstück bleibt während des gesamten Vereinzelungsvorganges bis zur Übergabe an die Quertransportvorrichtung nie unfixiert.
Anschließend wird das Schlauchstück 18 von dem Drückerelement 19 in eine Auskerbung 20 gedrückt (Figur 4). Dazu ist das Drückerelement 19 mit einem Drückerfinger 27 ausgestattet, der über einen Zylinderkolben 28 in Richtung des Schlauchstückendes bewegt werden kann. Daraufhin kann durch die Vorschubwalzen 14 ein neuer Gewebeschlauchabschnitt hinter die Querschneideeinrichtung 6 befördert und von dieser 6 abgetrennt werden, so dass sich die Schlauchstücke im Bereich des Schlauchabschnittfixierers 23 überlappen können.
Die Figur 5 zeigt eine Draufsicht der Einrichtung zur Änderung der Transportrichtung 42. Die Schlauchstücke werden beidseitig im selben Punkt in z-Richtung bzw. auf dieselbe Linie in der Ebene x,z von einem Mitnehmer 29 erfasst (Figur 6).
Der Mitnehmer ist an einem Hebelarm 32 befestigt, der in Richtung des Pfeils 34 schwenkbar an einer Platte 33 angebracht ist. Der Mitnehmer wird entlang eines Führungsbleches 31 mit Hilfe eines umlaufenden Transportmittels 30 geführt. Damit der Mitnehmer die Bewegungsform dieser Führungsbleches 31 durchführt, wird der Hebelarm 32 an einem Punkt 35 durch eine Feder 44 in Richtung des Pfeils 36 gezogen. Das Tastelement 37 liegt dabei immer am Führungsblech 31 an. So ist gewährleistet, dass der Mitnehmer 29 in seiner Umlaufbahn genau die Geometrie des Führungsblechs 31 beschreibt.
Die Geometrie und damit die Bahn bzw. Bewegungsform, die der Mitnehmer 29 in der Ebene y,z beschreibt, ist unstetig. Mit unstetig ist in diesem Fall gemeint, dass zumindest einer z-Koordinate der Bahn, die die Mitnehmer 29 beschreiben, zumindest zwei y-Koordinaten zugeordnet werden können. Durch diesen unstetigen Bahnverlauf der Mitnehmer 29 wird gewährleistet, dass die Mitnehmer 29 im Moment der Schlauchstückannahme, bezogen auf die neue
Transportrichtung z, anhalten. In diesen Moment haben die Mitnehmer 29 - und damit auch das Schlauchstück 18 - in Transportrichtung z die Geschwindigkeit v=0, während sich die Platte 33 weiterbewegt.
Die Schlauchstücke 18 werden von den Mitnehmern 29 in z-Richtung transportiert und dann von einer weiteren Transportvorrichtung übernommen. Die weitere Transportvorrichtung besteht aus einem oberen und unteren Transportband, welches jeweils Magnete umfasst, die gegeneinander eine attraktive Anziehungskraft besitzen. Dadurch werden die Schlauchstücke schlupffrei und kontinuierlich zu den weiteren Bearbeitungsstationen geführt.