WO2021214340A1 - Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten eines polstermaterialstrangs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten eines polstermaterialstrangs Download PDF

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Bastian Schalk
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for processing a strand of upholstery material.
  • processing is to be understood in particular to mean processing the strand of cushioning material to form a winding of cushioning material.
  • a string of cushioning material can in particular be understood to mean a three-dimensional paper cushioning product that is manufactured in an upholstery forming machine from a web-like starting material, in particular a roll or a fanfold stack, for example from paper.
  • a cushioning material winding comprises a particularly spirally wound cushioning material strand, which can optionally be provided with an adhesive tape for fastening the outer end layer of the cushioning material strand to the cushioning material winding.
  • cushioning material windings made of paper in particular recycled paper
  • cushioning material windings made of paper has proven to be a cost-effective and economically advantageous alternative to cushioning transport containers for such large, heavy or sensitive transport goods.
  • an undesirably high manual effort is required with conventional cushioning material windings, to create effective transport security with the help of cushioning material wraps, especially made of recycled paper.
  • the device comprises a cushioning forming machine for forming a web-shaped starting material into a strand of cushioning material and a winding device for winding the strand of cushioning material around a winding center.
  • a beak-like guide is provided at the exit of the upholstery forming machine, which guides the strand of upholstery material horizontally as far as the winding device.
  • the beak-like guide is increasingly spread apart, while it remains in loose tangential contact with the upholstery material screw.
  • the cushioning material spiral has reached a desired size, it can be separated from the starting material and removed from the winding device.
  • the winding device described in DE 102018 107156 Ai is characterized by a winding axis oriented in the vertical direction.
  • the winding device is formed by a reel with vertically downwardly directed prongs which are arranged in a housing so that the housing in a closed state surrounds the reel on both sides in the axial direction of the winding axis and transversely to the axial direction of the winding axis.
  • a support surface for the cushioning material and the cushioning material winding formed therewith is arranged vertically below the winding device under the reel. The support surface can be moved like a trap door to deliver a completed padding material winding.
  • a receptacle and / or storage container allows the production of several upholstery material spirals or windings without a user having to remove upholstery spirals individually from the winding device.
  • a beak-like or scissor-like guide device for guiding the cushioning material in Dispensed radial direction transverse to the winding axis.
  • guiding the strand of cushioning material to the winding device represents a challenge, particularly when the strand of cushioning material is initially threaded into the winding device.
  • a method for processing a padding material strand into a padding material winding is provided, which was manufactured by an upholstery forming machine from a web-shaped starting material, in particular a roll or a fanfold stack, for example from paper.
  • the strand of cushioning material is made in particular from recycled paper.
  • Recycled paper is in particular paper materials with a low proportion (less than 50%) of fresh fiber-containing paper material.
  • paper materials which contain 70% to 100% waste paper are preferred.
  • the recycling paper for the purposes of this invention is intended to be paper material which can have a tensile strength index in the machine direction of at most 90 Nm / g, preferably a tensile strength of 15 Nm / g to 60 Nm / g and a tensile strength index transverse to the machine direction of at most 60 Nm / g may have, preferably a tensile strength of 5 Nm / g to 40 Nm / g.
  • a standard DIN EN ISO 1924-2 or DIN EN ISO 1924-3 can be used to determine the tensile strength or the tensile strength index. Additionally or alternatively, a recycled paper property or waste paper property can be characterized by the so-called burst resistance.
  • a material in this sense is recycled paper with a bursting index of at most 3.0 kPa * m A 2 / g, preferably with a bursting index of 0.8 kPa * m A 2 / g to 2.5 kPa * m A 2 / g.
  • the DIN EN ISO 2758 standard is used to determine the bursting index.
  • the Packaging material has a mass per unit area of in particular 40 g / m A 2 to a maximum of 140 g / m A 2.
  • the starting packaging material can be in the form of a roll of material web or a zigzag-folded packaging material stack, which is also referred to as a fan-fold stack.
  • the padding material strand is in particular made in such a way that in the center, along the padding material strand, a particularly wavy deformation zone is formed which is impressed by the upholstery forming machine and which is laterally bounded by two, in particular, essentially uniform bead ends.
  • An upholstery forming machine for the production of upholstery material strands from a web-like starting material is shown in EP 3 159 291 Bi.
  • a large number of upholstery forming machines are described in the prior art, which is why the specific design of the same will not be discussed further below.
  • a cushioning material winding can on the one hand be a packing material means such as a cushioning material spiral or a cushioning material helix, but on the other hand it can also form a casing for an object to be cushioned.
  • the processing can be, for example, that the padding material strand is wrapped around an object to be upholstered.
  • the resulting winding of cushioning material can, for example, extend in a spiral shape around the object to be cushioned, the cushioning material layers moving away from the object in the radial direction with an increasing number of layers.
  • the strand of cushioning material is preferably processed into a cushioning material winding, such as a cushioning material spiral, which is separate from the objects to be cushioned.
  • the strand of padding material is compressed during winding to form padding material.
  • compression during winding is advantageous, especially with regard to previously unrealized Application areas.
  • a spring preload is brought about, which counteracts an undesired deformation when using the cushioning material, in particular a flattening material collapse.
  • the cushioning material would be formed back into a flat, kinked sheet of raw material that practically does not provide any protection during transport.
  • the strand of cushioning material is compressed in at least one length, height and / or width dimension in relation to its basic extent, in order to bring about the compression when winding up the winding of cushioning material.
  • the upholstery material strand is compressed in two directions, for example the width direction and height direction, the width direction and the longitudinal direction, or the height direction and the longitudinal direction, in order to effect the compression during winding.
  • the strand of cushioning material can be compressed in all three spatial directions when it is wound up: width direction, height direction and lengthwise direction in order to effect the compression.
  • the strand of cushioning material is preferably larger in its first transverse direction, which can be referred to as the width direction, than a second transverse direction which is perpendicular to the first transverse direction and which is usually referred to as the height direction.
  • a padding material strand which has an embossing, for example a roll embossing, in a direction transverse to the longitudinal direction, is usually the cushioning material strand transverse direction perpendicular to the flat side of the roll embossing, the cushioning material height direction.
  • this first transverse direction can be referred to as the width direction of the strand of cushioning material.
  • a winding of cushioning material has as main directions of extent a winding circumferential direction, a winding radial direction and a winding axial direction.
  • the cushioning material strand extends in the circumferential direction in a spiral shape around the winding center.
  • the winding axial width can be defined by the width and / or height of a padding material strand which is wound into a padding material winding.
  • the compression of the padding material strand can take place with regard to the padding material winding in its circumferential direction, axial direction and / or radial direction.
  • a compression of the padding material winding in its radial direction and its circumferential direction can be brought about.
  • a compression of the padding material strand in the height and / or width direction can result in a compression of the padding material winding in its radial direction and / or axial direction.
  • the longitudinal direction of the strand of cushioning material prior to winding corresponds to the circumferential direction of the winding of the cushioning material.
  • its width direction, its height direction or a combination of width and height direction can correspond to the axial width of the cushioning material winding and / or correspond to the radial width of a turn of the cushioning material winding.
  • the compression of the cushioning material becomes denser by at least 1% and / or at most 100%, in particular by 5% to 80%, preferably by at least 10% and / or at most 60%, particularly preferably by 10% to 20% than the uncompacted strand of upholstery material.
  • the uncompacted strand of cushioning material is output from the upholstery forming machine and / or supplied to the processing device at a strand access, in particular to a device housing.
  • the compression of the cushioning material winding becomes at least 20%, at least 40%, at least 60% or at least 100% more dense than the uncompacted cushioning material strand output by the cushioning material conversion machine and / or the Padding material strand at the strand access of the device for processing a padding material strand.
  • the density of the cushioning material winding is in particular no greater than ten times, no greater than five times, no greater than three times or no greater than twice the density of the cushioning material strand. It has been shown that such a compression of the cushioning material strand for cushioning material winding improves the suitability for securing particularly heavy and / or sensitive transport goods without the cushioning effect of the cushioning material strand formed in particular from paper, preferably recycled paper, being lost.
  • the strand of cushioning material is at least partially compressed by applying a tensile force to the strand of cushioning material during winding against the circumferential direction of the winding of the cushioning material. Since the strand of cushioning material is drawn along its longitudinal extent during winding, which corresponds to the circumferential direction of the winding, a closer packing of the strand of cushioning material in the wound shape can be achieved. For example, it can be brought about in this way that the upholstery material strand, which has projections or indentations in the cross-sectional direction, for example an embossing, is wound up at least in sections in such a way that adjacent turns of the upholstery material winding interlock.
  • the padding material strand can be pulled by applying a tensile force in the longitudinal direction or conveying direction, which can cause a transverse contraction in the padding strand width direction and / or padding strand height direction, which results in a relatively higher density of the padding material winding in relation to the density of the padding material strand precipitates.
  • a tensile force can be applied to the strand of cushioning material during winding, in that the strand of cushioning material is braked relative to the circumferential speed of the winding.
  • the strand of cushioning material is wound up at a peripheral winding speed.
  • the strand of cushioning material can be dispensed from a cushioning converting device at a dispensing speed.
  • the output speed and the circumferential winding speed can be different or the same.
  • the strand of cushioning material is decelerated to a conveying speed that is lower than the peripheral speed.
  • the conveying speed can in particular be at least 1%, at least 5%, preferably 10% lower than the peripheral speed.
  • Conveying speed is not more than 80%, in particular not more than 50%, not more than 30% or not more than 20%, lower than that
  • the conveying speed is preferably 1% or 1% to 80%, in particular 5% to 50% or at most 30% less than the peripheral speed.
  • the circumferential winding speed of the outer layer of the cushioning material winding is preferably essentially constant.
  • the winding speed of the winding device is preferably set constant and / or regulated as a function of the radial width of the cushioning material winding or the winding radius. As a result of the speed difference between the circumferential winding speed and the conveying speed, the lap density is increased compared to the strand density.
  • the padding material strand can be braked, for example, by a braked unrolling wheel at the winding point.
  • the winding point The point at which the padding material strand meets the padding material winding tangentially and / or at which the outer layer of the padding material winding begins in the circumferential direction can be referred to as the winding point.
  • the transition between a straight and spiral course of the padding material strand during winding can be referred to as the winding stand.
  • the strand of cushioning material is at least partially compressed by applying a squeezing force to the strand of cushioning material during winding, in particular in the radial direction relative to the winding center.
  • the squeezing force can preferably be applied at or near the position where the strand of cushioning material meets the outer layer of the winding of cushioning material.
  • the squeezing force is preferably exerted on the outer layer of the cushioning material winding.
  • a sliding shoe resting on the padding material strand or a roller, roller or the like, which is in sliding or rolling engagement with the padding material strand and / or the outer layer, can be used as the squeezing means.
  • the squeezing force is exerted on the strand of padding material where the strand of padding material forms the outer layer of the padding material winding (winding point), in particular where it begins to form, the squeezing force also acts on inner turns of the padding material winding that have already been wound, so that these also experience compression in the radial direction.
  • the squeezing force can, for example, be introduced into the strand of upholstery material at the winding point, in particular by a freely rotating unrolling wheel.
  • the padding material strand can be pressed into the free space with the aid of a squeezing force in the radial direction, so that this free space is also preferably tightly filled with padding material.
  • an outer layer, in particular an outer end layer, of the padding material strand is provided with a fixing agent to stabilize the padding material winding, such as an adhesive tape, in particular only when the outer end layer has been wrapped around the winding center.
  • a fixing agent such as an adhesive, for example an adhesive strip, or an embossing
  • the cushioning material winding are stabilized against falling apart, in particular in order to keep the cushioning material winding stable, in particular dimensionally stable, in the wound shape after it has been discharged from the device.
  • the strand of cushioning material is guided in such a way that the transverse direction or width direction of the strand of cushioning material corresponds to the axial direction of the winding of the cushioning material.
  • the strand of cushioning material can be guided in such a way that the height direction of the strand of cushioning material corresponds to the radial direction of the cushioning winding.
  • the padding material strand can be guided such that the width direction of the padding material strand corresponds to the radial direction of the cushioning material winding and the height direction of the cushioning material strand corresponds to the axial direction of the cushioning material winding.
  • a measuring area can be provided between the upholstery conversion device, in particular between the output of the upholstery conversion device and the winding device, in particular the rope access of the device housing.
  • a measuring device can be arranged in the measuring area, which includes a dance dance.
  • the web tension of the padding material strand can be measured by the measuring device, in particular designed as a dancer, in particular in order to adapt the winding speed to the web tension.
  • a measured negative web tension can lead to the cushioning material building up in the winding space, while a positive web tension can lead to a tightening of the cushioning material or even to a tearing of the cushioning material strand.
  • the strand of cushioning material defines a compensation zone or buffer zone in the measuring area, which is stored in particular by means of a store to ensure that the winding drive always has enough material available without the cushioning conversion device filling the winding space with an unnecessarily large amount of paper material .
  • the measuring device or the measuring range can thus be used to resolve the conflict between the cushioning material jam and the cushioning material torn off.
  • the padding material strand can be at least partially compressed by moving the winding center towards the upholstery forming machine or an abutment, such as a deformation device for compressing the padding material strand on an outer layer of the cushioning material winding, in particular a transverse contraction means for causing a contraction deformation of the cushioning material strand on the outer layer of the cushioning material winding or a squeezing means for applying a squeezing force to the padding material strand on the outer layer of the padding material winding, in particular in the radial direction of the padding winding.
  • the pre-tensioning can be achieved by applying a pre-tensioning force directed in the direction of the cushioning conversion machine or the abutment.
  • the winding center can be pressed against the upholstery forming machine or the abutment, so that the section of upholstery material strand lying between the winding center and the upholstery forming machine or abutment is compressed or squeezed by means of the pretensioning force, which is accompanied by compaction.
  • the winding center is moved away from the cushioning forming machine or the abutment while maintaining the pretensioning force as the winding diameter of the cushioning material winding increases.
  • the winding device can be mounted movably relative to the upholstery forming machine or the abutment by means of a guide device, such as a linear guide or a rotary guide device, in such a way that, while maintaining the pretensioning force, with increasing winding diameter of the upholstery material winding from the
  • the strand of upholstery material can be at least partially compressed by the winding center shifting at a differential speed relative to and / or depending on its peripheral speed to the web speed of the packaging material web, in particular moving away from the upholstery forming machine.
  • the winding device is mounted so as to be movable relative to the upholstery conversion machine.
  • An electrical control can be provided for setting the differential speed, in particular in order to achieve a desired degree of compression and / or to avoid tearing of the padding material strand.
  • the invention also relates to a device for processing a strand of cushioning material, which is produced by a cushioning forming machine from a web-like starting material, in particular a roll or a fanfold stack, for example made of paper, into a cushioning material winding.
  • the device for processing the strand of cushioning material comprises a winding device for winding the strand of cushioning material around a winding center.
  • the device for processing a strand of cushioning material comprises a deformation device for compressing the strand of cushioning material on the outer layer of the winding of cushioning material.
  • the device for processing a strand of padding material can be provided for carrying out the method described above.
  • the deformation device can be designed and set up as described above for performing the compression of the strand of cushioning material when the strand of cushioning material is wound up to form a winding of cushioning material.
  • the deformation means can deform the upholstery strand in a transverse direction, for example in the width direction and / or in the height direction.
  • the deformation device can deform the padding material strand in the longitudinal direction, the longitudinal direction in particular corresponding to the circumferential direction of the winding.
  • the deformation device can compress the padding material strand on the outer layer of the padding material winding by at least 5% or at least 10%.
  • the deformation device can act on the outer layer in the axial direction, radial direction and / or circumferential direction of the cushion winding.
  • the Deformation device can be designed to be brought into axial and / or radial physical contact with the strand of cushioning material.
  • the deformation device can be mounted pivotably or rotatably about an axis which, in particular, can be parallel to the winding axis of the winding device.
  • the deformation device can have a particularly pneumatic actuator for providing deformation forces.
  • the deformation device can comprise a spring, in particular a gas pressure spring, for providing a pretensioning force.
  • the deformation device can comprise a transverse contraction means for causing a contraction deformation of the padding material strand on the outer layer of the padding material winding.
  • the transverse contraction means is designed to apply tensile stress to the strand of upholstery material between the upholstery forming machine and the winding device and / or the winding device and a strand access of the winding device.
  • the transverse contraction means can comprise a strand braking device for braking the strand of cushioning material between the cushioning forming machine and the winding device.
  • the line braking device can comprise one or more rollers and / or one or more sliding shoes for touching, guiding and / or braking the cushioning material strand, in particular the cushioning strand end, and / or the outer layer of the cushioning material winding.
  • the strand braking device can comprise at least one braked roller, roller or wheel in order to reduce the strand of cushioning material to a speed compared to the circumferential speed on the outer layer of the cushioning material winding and / or to an output speed of the cushioning forming device, in particular by at least 1%, at least 5%, at least 10% or to decelerate at least 15%, in particular less than 30%, less than 25% or less than 20%, for example 10% to 20%, reduced conveying speed.
  • the strand braking device is preferably designed to reduce the conveying speed of the strand of cushioning material to the circumferential speed at the Do not slow down the outer layer of the cushioning material winding by more than 50%.
  • the braking of the padding material strand relative to the circumferential speed at the outer layer of the padding material winding can cause a deformation of the padding material winding.
  • the deformation means comprises a squeezing means for applying a squeezing force to the padding material strand on the outer layer of the padding material winding in the radial direction of the padding winding.
  • the squeezing means can be arranged radially opposite an abutment provided by the winding device, in particular a deflector of the winding device.
  • the squeezing means comprises a lever arm which is pivotably supported on the device, in particular a housing of the device, in particular a housing of the winding device, and / or which can be brought into tangential contact, in particular, with the outer layer of the cushioning material winding.
  • the lever arm has an actuator, such as an in particular pneumatic preload spring, for providing the squeezing force.
  • the lever arm can comprise a swivel device, such as a swivel joint and / or a swivel joint with a predetermined lever mobility.
  • the lever arm can be designed to provide a step-down or a step-up lever-acting force provided by the actuator, in particular a pretensioning force, to provide the squeezing force on the outer layer of the cushioning material winding.
  • the lever arm can reduce the force, in particular the pretensioning force, of the actuator in a ratio of 1 to 5 or 1 to 10, preferably at least 1 to 2 and / or at most 1 to 20, preferably at least 1 to 10 and / or at most 1 to 5, provide as a squeezing force for deforming the padding material strand on the outer layer of the padding material winding.
  • Reducing the actuator force in relation to the squeezing force has the advantage that, on the one hand, the padding material strand is exposed to lower loads when the squeezing device is confronted with changing material properties, so that the upholstery strand tear and / or material jam, as well as a defect in the deformation device, is reliably avoided.
  • the device comprises at least one guide member, such as a sliding shoe or in particular a free-running wheel, which is movably supported relative to the winding device, in particular spring-damped and / or spring-pretensioned, that it follows a height profile of the circumference the outer layer follows.
  • the guide member can restrict the freedom of movement of the padding material strand relative to the winding device in the radial direction and / or axial direction to a particularly predetermined area.
  • the guide member can fix the position of the padding material strand on the outer layer of the padding winding in the radial direction and / or axial direction.
  • the guide member can ensure that the padding material strand is reliably wound onto the padding material winding.
  • the guide member and a squeezing means of the deformation means can be realized in functional union.
  • the guide member for example the sliding shoe or the wheel, can at the same time apply the squeezing force to the padding material strand on the outer layer of the padding material winding in the radial direction, so that the padding material winding is compressed relative to the padding material strand.
  • At least one strand deflector is provided for redirecting the padding material strand between a strand access of the device and the winding device and / or the upholstery conversion machine and the winding device.
  • the strand deflector is, in particular, mounted so as to be rotatable about an axis of rotation that extends in particular in the direction of gravity or relative to the winding axis.
  • the strand deflector can form part of the strand braking device of the transverse contraction means.
  • the strand deflector is designed to give the strand of cushioning material a conveying direction which deviate from the delivery direction of the cushion forming device and / or the circumferential direction at the contact point of the cushion winding and the cushion material strand.
  • the strand deflector can be movable relative to the winding center and / or relative to the cushion forming device.
  • the device comprises a fixing device, such as an adhesive tape dispenser, for providing the outer layer, in particular the outer end layer, of the padding material strand with a fixing means for stabilizing the padding material winding.
  • a fixing device such as an adhesive tape dispenser
  • a system can comprise a device according to the invention and a cushion forming device.
  • a system can comprise a device according to the invention and a padding material strand and / or a starting material.
  • the device has a pretensioning device that moves the winding device in the direction of the upholstery forming machine or an abutment, such as the deformation device for compressing the cushioning material strand on an outer layer of the cushioning material winding, in particular the transverse contraction means for causing a contraction deformation of the cushioning material strand on the outer layer of the cushioning material winding or the squeezing means for applying a squeezing force to the padding material strand on the outer layer of the padding material winding, in particular in the radial direction of the padding winding.
  • a spring device can be used to apply the pretensioning force.
  • the winding device is mounted movably relative to the upholstery forming machine or the abutment by means of a guide device, such as a linear guide or a rotation guide device, in such a way that, while maintaining the pretensioning force, it can move with the increasing diameter of the upholstery material winding can be moved, in particular pressed, away from the upholstery forming machine or the abutment.
  • a guide device such as a linear guide or a rotation guide device
  • the strand of upholstery material can be at least partially compressed by the winding center shifting at a differential speed relative to and / or depending on its peripheral speed to the web speed of the packaging material web, in particular moving away from the upholstery forming machine.
  • the winding device is movably mounted relative to the upholstery conversion machine, in particular by means of a guide device such as a linear guide or a rotation guide device be provided.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention with a cushioning forming machine from above;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further exemplary device according to the invention with a cushioning conversion machine from above;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further exemplary device according to the invention with a cushioning forming machine from above; 4 shows a schematic perspective illustration of a section of a further exemplary embodiment of a device according to the invention;
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view of a roll-off wheel of an exemplary device according to the invention in engagement with a strand of cushioning material.
  • a device for processing a padding material strand into a padding material winding is generally provided with the reference number l.
  • the essential components of the device 1 are a winding device 3 and a deformation device designed as a squeezing means 50 and / or as a transverse contraction means 60.
  • a cushioning material winding is generally provided with reference number 8 and a strand of cushioning material is provided with reference number 7.
  • a particularly suitable starting material for reshaping into a cushioning material is paper web material, which can be stored, for example, as a roll or a fanfold stack.
  • the web-like starting material generally has a length dimension which is several orders of magnitude greater than the transverse dimension (width).
  • the transverse dimension of the starting material is several orders of magnitude larger than the thickness of the starting material.
  • the thickness of the starting material is generally less than 1 mm.
  • the width of the starting material is at least a few centimeters and at most a few meters.
  • the longitudinal extension of the starting material is more than 10 m, preferably more than 50 m, in particular more than 100 m.
  • the starting material can comprise several layers of packing material.
  • the web-like starting material is formed into a strand of three-dimensional cushioning material 7.
  • the upholstery forming machine 9 can in particular produce a hose-like or strip-shaped cushioning material strand 7 from the web-like starting material.
  • a padding material strand 7 is produced whose transverse dimension (width) is reduced compared to the transverse dimension (width) of the starting material and whose height is significantly greater than the thickness of the starting material.
  • the height and the width of the cushioning material are essentially of the same order of magnitude after the deformation.
  • the height of the cushioning material can preferably be at least 1/5, in particular at least 1/2 of the width of the cushioning material and / or at most five times, preferably at most twice, the width of the cushioning material.
  • the width and height of the padding material strand 7 are preferably several centimeters.
  • the reshaping in the upholstery reshaping machine is preferably carried out continuously, so that a tubular padding material strand 7 is produced from the web-like starting material, the longitudinal extent of the padding material strand 7, apart from the contractions associated with the reshaping, essentially corresponding to the longitudinal extent of the starting material.
  • the cushioning conversion machine 9 dispenses the strand of cushioning material 7 at a dispensing opening in a dispensing direction A.
  • the upholstery conversion machine 9 can be arranged and its dispensing opening oriented such that the dispensing direction A takes place essentially in the horizontal direction.
  • the delivery direction A can be oriented in a radial direction R.
  • the upholstery material strand 7 is output from the upholstery forming machine 9 approximately at the vertical height of the deflectors 23 of the winding device 3.
  • the winding device 3 is arranged within a housing 27 of the device 1 for processing a cushioning material strand 7 into a cushioning material winding 8.
  • the housing 27 has a strand access 29 for the strand of upholstery material 7 delivered by the upholstery forming machine 9.
  • a device housing 27 for preventing unwanted engagement in the winding device 3 and / or in the adhesive tape dispenser 5 is indicated schematically.
  • the device housing 27 has a strand access 29 through which the padding material strand 7 can be transferred to the device 1. Transferring is to be understood in particular as the introduction of the padding material strand 7 into the device 1 via the strand access 29. Transferring can also include the conveyance of the padding material strand 7 in the direction of the winding center 21, in particular between two deflectors 23 of a winding device 3.
  • an adhesive tape dispenser 5 can be aligned with the winding device 3 in such a way that the adhesive tape dispensed by the adhesive tape dispenser can be applied to an outer layer 18 of the padding material strand.
  • the adhesive tape dispenser 5 has in particular an adhesive tape head 39 to which an adhesive tape supply in the form of an adhesive tape roll 41 is attached.
  • the adhesive tape 17 is unwound from the adhesive tape roll 41 and guided to a counter bearing, such as a deflection roller 45.
  • the adhesive tape head 39 is movably supported with respect to the winding device 3.
  • an adhesive tape pivot mechanism 49 is responsible for the movable mounting.
  • a linear drive can also be provided for bringing the adhesive tape dispenser 5 up to the strand of cushioning material.
  • the adhesive tape pivoting mechanism 49 has a rotatably mounted pivot arm 47 for pivoting the adhesive tape head 39 to the outer layer 18 of the padding material strand 7.
  • the pivot arm 47 is attached at one end to the adhesive tape head 39 and rotatably supported at the other end.
  • the adhesive tape 17 is pressed against the outer layer 18 via the counter bearing 45 (not shown in detail). In this case, a slight pressing force is brought about without a compression effect, in particular via a linear drive, not shown, which is articulated to the swivel arm 47. Following the feeding of the adhesive tape 17 to the outer layer 18, adhesive tape 17 is wrapped around the outer layer 18. The winding of the Adhesive tape 17 around the outer layer 18 can be done by driving the winding device 3.
  • a freely rotating unrolling wheel 55 or a smooth sheet metal can be arranged at the winding point 2, in particular in order to support the formation of the winding worm 8.
  • the unrolling wheel 55 can roll on the already wound worm body.
  • This scroll wheel 55 can be spring-loaded.
  • the unrolling wheel 55 can be equipped with a braking device or a braking surface and can be referred to as a braking roller 65.
  • the unrolling wheel 55 preferably engages primarily in a central, in particular roll-stamped, strand region, so that adjacent cavity beads of the strand of cushioning material 7 are not pressed flat.
  • the contact force can be applied over the entire width of the strand. This can lead to further compaction due to the compression of the hollow beads.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 1 for processing an uncompacted strand of upholstery material 7 to form a compressed upholstery material winding 8.
  • the strand of upholstery material 7 is made available to the device 1 at a strand access 29.
  • the padding material strand 7 is fed to the device 1.
  • the padding material strand 7 is brought up to the padding material winding 8 and merges into the padding material winding 8 at a winding point 2.
  • the winding point 2 can be a
  • Deformation device act on the padding material strand 7 in order to compress it.
  • the deformation device comprises, for example, according to FIG Rollers 61, 63, 65 acting on the strand of cushioning material are formed. That
  • Transverse contraction means 60 comprises a strand deflector 61, 63 near the strand access 29.
  • the deformation device further comprises a braked unrolling wheel 65, which is in physical contact with the strand 7 of cushioning material at the winding point 2.
  • the strand of cushioning material 7 is moved at a conveying speed f.
  • the conveying speed f is lower than the circumferential speed v of the cushioning material winding 8 as a result of the braking by the brake roller 65 and / or the strand deflector 61, 63 have v. If the conveying speed f is lower than the circumferential speed v, the padding material strand 7 is drawn in the winding-up circumferential direction U and in the longitudinal direction of the padding material strand 7.
  • the tensile force Z acting on the upholstery material strand 7 manifests itself in a tensile stress in the longitudinal direction of the upholstery material strand 7, so that the upholstery material strand 7 expands in its longitudinal direction and at the same time contracts in at least one transverse direction, for example the upholstery strand width direction and / or the upholstery strand height direction.
  • the deformation device thus compresses the strand of cushioning material 7 in a transverse direction, i. H. in the strand width direction and / or strand height direction, which corresponds to the compressed axial direction and / or radial direction of the cushioning material winding 8.
  • the compression of the padding material strand 7 remains at least partially, preferably completely, when the padding material is wound up to form a padding material winding 8.
  • the deformation device of the device 1 can alternatively or additionally comprise a squeezing means 50.
  • the squeezing means 50 can comprise a particularly free-running wheel 55 which presses on the cushioning material winding 8 at the winding point 2 in the radial direction R in order to compress the cushioning material strand 7 or the cushioning material winding 8.
  • the squeezing means for applying the squeezing force Q to the padding material strand 7 can be used comprise a sliding shoe or another part which is movable relative to the strand of cushioning material to be wound up.
  • the squeezing means 50 can comprise a lever arm 51 on which the guide member, in particular the unrolling wheel 55, which can be braked, is pivotably and / or rotatably mounted.
  • the lever arm 51 can be issued with an actuator, for example a particularly pneumatic pretensioning spring 53 for providing the squeezing force Q.
  • the lever arm 51 can be articulated to the device 1, in particular the housing 27, in such a way that the force provided by the actuator 53 is exerted as squeezing force Q on the padding material strand 7 and / or the padding material winding 8.
  • the squeezing means 50 acts on the padding material strand 7 and / or the padding material winding 8 at a point other than the angular point 2.
  • the squeezing means 50 can act in the circumferential direction U behind the winding point 2 on the cushioning material winding 8.
  • a squeezing means 50 acts in the longitudinal direction of the padding material strand in front of the winding point 2 on the padding material strand 7.
  • the squeezing means 50 can be a strand deflector 63, which can be implemented as a slide shoe or, in particular, as a free-running wheel, with an abutment in the form of a particularly freely rotating mating wheel 61 or a slide shoe, not shown, in order to exert the deforming squeezing force Q on the padding material strand 7 exercise.
  • a squeezing means 50 which plastically deforms the padding material strand 7 in the transverse direction by a squeezing force Q in front of the winding point 2, can be provided to be used in combination with further squeezing means.
  • a squeezing means 50 which applies a squeezing force Q at the wrapping point 2 or in the circumferential direction U behind the wrapping point 2 on the outer layer 18 of the cushioning material winding 8, can be preferred, for example, for a space-saving design of a device 1.
  • the squeezing means 50 is arranged to, in particular at or in the circumferential direction U behind the winding point 2, a squeezing force Q in the radial direction R on the To introduce cushioning material winding 8, for example, a cavity present between the two deflectors 23 of the winding device 3 can be filled with cushioning material in order to achieve a cushioning material winding 8 of constant high density.
  • the actuator 53 can be designed as a hydraulic or pneumatic spring, in particular as a gas tension spring.
  • the force provided by the actuator 53 can preferably be between 5 N and 100 N, in particular at 100 N, 150 N, 200 N, 300 N, 400 N or 500 N.
  • the actuator force can be increased by 1: 3 down to 1:10, in particular about 1: 5, so that the squeezing force Q is 20 N, 30 N, 40 N, 60 N, 80 N ⁇ 5 N, in particular ⁇ 2 N.
  • the squeezing force Q on the upholstery material screw 8 is preferably between 10 N and 500 N. In particular, the squeezing force Q is between 20 N and 100 N.
  • the embodiment of the device according to the invention according to FIG. 2 differs from the embodiment according to the invention from FIG. 1 essentially by the squeezing and / or transverse contraction means 50, 60 angled shape.
  • the unrolling wheel 55 which can be designed as a braking roller 65
  • a brake arm 67 which is fixedly attached to the lever arm 51, extends away therefrom.
  • the roller 61 which forms the strand deflector 63, is mounted on the brake arm 67.
  • the roller 61 designed as a strand deflector 63 is also designed as a braking roller 69.
  • the brake roller 69 can be mounted to rotate freely.
  • the brake roller 69 can be provided as an actuating device for the brake roller 69 that can be individually controlled and triggered independently of a specific parameter.
  • the brake roller 69 can be coupled to an electronic brake (not shown). It should be clear that when the brake roller is freely rotating, the braking force is generated purely on the basis of the friction between the brake roller 69 and the winding strand 7.
  • the electronic brake can be implemented as an eddy current brake, for example.
  • the surface of the braking roller 69 is equipped with a material coating that increases the frictional force.
  • the lever arm 51 In a position, not shown, of the lever arm 51, the latter is located in such a way that the upholstery strand 7 can be inserted between the winding prongs 23 in as straight a line as possible, that is to say without deflection.
  • the brake roller 69 is arranged on the left side of the schematically shown padding strand 7 in such a way that the braking roller 69 allows the padding material strand 7 to pass unhindered when it is threaded between the winding prongs 23, that is, in particular, does not deflect or deflect it .
  • the lever arm 51 arranged on the right-hand side with respect to the padding material strand 7, i.e.
  • the padding material strand 7 can be guided, with the braking roller 69 and the lever arm 51 forming a kind of shaft that provides a centered feed of the padding material strand 7 between the wrapping tines.
  • the lever arm 51 pivots into the further operating position shown schematically in FIG. 1, in which the
  • Padding material strand 7 slides along the brake roller 69 and rolls off and braked thereon.
  • the brake roller 69 therefore causes a tightening of the
  • the squeezing means comprises two scissor-like pivot arms 71, 73 which are connected to one another so as to be pivotable relative to one another at a common pivot point 75 and are pivotably attached to the housing 27.
  • a roller 61 At the respective ends of the scissor-like swivel arms 71, 73 there is arranged a roller 61, which can be designed both as a strand deflector 63 and / or as a braking roller 69.
  • the brake rollers 69 form a brake roller pair.
  • the scissor arms 71, 73 can be of different types or of different lengths.
  • the scissor arms 71, 73 are arranged on the housing 27 in such a way that initially a straight and centered introduction of the padding material strand 7 between the two winding prongs 23 is made possible.
  • the rollers 61, 63, 69 resting on the padding material strand 7 pivot about the common pivot point 75 in accordance with a scissor-like rotary movement Scissor arms 71, 73.
  • the scissor arms 71, 73 can be designed in such a way that when the rollers 61, 63, 69 are displaced and the scissor arms 71, 73 are pivoted, the distance between the two rollers 61, 63, 69 of the two scissor arms 71 , 73 is reduced, so that the padding material strand 7 is increasingly tightened, braked and / or deflected.
  • the padding material strand 7 is increasingly tightened, braked and / or deflected.
  • Fig. 4 the squeezing means 50, the transverse contraction means 60 and the winding device 3 are shown schematically in a perspective view. The remaining components are omitted for ease of understanding. 4, similar to FIG.
  • the pressure plate 83 essentially fulfills the function of the unrolling wheel 55 and can generate the transverse contraction of the upholstery material screw via a clamping force generated as a result of the mounting of the lever arm 51.
  • Two brake arms 67 which extend parallel to one another and are of essentially identical design, are firmly connected to the lever arm 51 by means of an essentially straight web 81 which, together with the two brake arms 67, forms a U-profile.
  • the two brake arms 67 are each designed to support and receive the pair of rollers 61, which can be designed as strand deflectors 63 and / or brake rollers 69.
  • the rollers 61 can be mounted to rotate freely via a shaft 77, 79 attached to the brake arms 67.
  • the distance between the two rollers 61 can be fixed or variable, in particular adjustable.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the mounting of the rollers 61, in which they can be moved towards and away from one another by the distance from one another to change.
  • one of the two rollers 61 can be axially displaceable in order to be able to change the distance to the adjacent roller 61.
  • the left roller 61 is translationally displaceable, which is indicated both by the double arrow 87 and by the floating bearing 89, while the adjacent roller 61 is firmly attached to the storage frame 91, which is indicated by the fixed bearing 93.
  • the setting of the distance between the two rollers 61 can be implemented, for example, by means of tension springs 95, 97.
  • a counter-holder 99 designed in the form of a U-profile is firmly connected to the displaceable brake roller 61.
  • the adjustability can be done continuously or step by step.
  • stepless adjustment which is indicated for example in FIG. 5
  • the counter holder 99 has an internal thread which cooperates with an external thread of a threaded pin 101, so that the counter holder 99 and threaded pin 101 can be screwed into one another or unscrewed apart.
  • the displaceable roller 61 can be displaced via a displacement device, such as an elongated hole, provided in the frame 91.
  • the distance can be set electronically, for example.
  • latches in particular latching means such as form-fitting latching means, preferably latching lugs and / or latching grooves, can be formed in the frame for the roller 61, which define a fixed position and thus a fixed predetermined distance between the two rollers.
  • the padding material strand 7 has a dumbbell or peanut shell shape with lateral padding spaces 103, 105 and a central, in particular, wavy deformation area 107.
  • FIG. 1 a section of a padding material strand 7 and a pressure roller 55, which can also be designed as a brake roller 65, is shown schematically in a perspective view.
  • the padding material strand 7 has a dumbbell or peanut shell shape with lateral padding spaces 103, 105 and a central, in particular, wavy deformation area 107.
  • the pressure roller 55 can thus have a mountain-valley structure made up of a central, outwardly projecting mountain 109 and two axially adjoining valleys 111 offset radially inward
  • the outer contour of the upholstery strand 7 can be adapted to its shape, in particular such that the mountain 109 essentially protrudes or engages in the deformation zone 107 and the two crumple regions 103, 105 protrude or engage in the valleys 111 of the pressure roller.
  • the padding strand 7 can come into contact with the pressure roller 55 essentially over its entire surface and that the latter can essentially slide completely over the upholstery strand 7.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten eines Polstermaterialstranges, der durch eine Polsterumformungsmaschine aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere einer Rolle oder einem Leporellostapel, beispielsweise aus Papier, gefertigt wird, bei dem der Polstermaterialstrang um ein Wickelzentrum zu einer Polstermaterialwicklung gewickelt und beim Wickeln zur Polstermaterialwicklung verdichtet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs. Dabei ist unter Verarbeiten insbesondere das Verarbeiten des Polstermaterialstrangs zu einer Polstermaterialwicklung zu verstehen. Unter Polstermaterialstrang kann insbesondere ein dreidimensionales Papierpolster- Erzeugnis verstanden werden, dass in einer Polsterumformungsmaschine aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere einer Rolle oder einem Leporellostapel, beispielsweise aus Papier, gefertigt ist. Eine Polstermaterialwicklung umfasst einen insbesondere spiralförmig gewickelten Polstermaterialstrang, der optional mit einem Klebeband zum Befestigen der Außenendlage des Polstermaterialstrangs an der Polstermaterialwicklung versehen sein kann.
Für große, schwere oder empfindliche Transportgüter, beispielsweise massive Metallgussteile, wie ein Motorblock oder ein Getriebegehäuse, zerbrechliche Dekorationsartikel aus Glas und Porzellan oder Elektronikartikel, beispielsweise Fernseher, werden aus Angst vor Transportschäden häufig formangepasste Styroporschalen als Transportsicherung verwendet. Es besteht der Wunsch nach einer ökonomisch sinnvollen, kostengünstigen Alternative zu solchen Polstermateriahen.
Die Verwendung von Polstermaterialwicklungen aus Papier, insbesondere Recyclingpapier, hat sich als kostengünstige und ökonomisch vorteilhafte Alternative zum Polstern von Transportbehältern für derartige große, schwere oder empfindliche Transportgüter herausgestellt. Allerdings ist bei konventionellen Polstermaterialwicklungen ein unerwünscht hoher manueller Aufwand erforderlich, um mithilfe von Polstermaterialwicklungen insbesondere aus Recyclingpapier eine wirksame Transportsicherung zu schaffen.
Aus WO 99/21702 Ai ist eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Polstermaterialsträngen zu Polstermaterialwicklungen bekannt. Darin umfasst die Vorrichtung eine Polsterumformungsmaschine zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in einen Polstermaterialstrang und eine Wickelvorrichtung zum Wickeln des Polstermaterialstrangs um ein Wickelzentrum. Am Ausgang der Polsterumformungsmaschine ist eine schnabelartige Führung vorgesehen, die den Polstermaterialstrang bis zu der Wickelvorrichtung horizontal führt. Wenn die Zinken der Wickelvorrichtung in Rotation versetzt werden, nehmen die Zinken den Polstermaterialstrang bei ihrer Rotationsbewegung mit und wickeln den Polstermaterialstreifen zu einer spiralförmigen Polstermaterialschnecke. Um der radialen Ausdehnung der Polstermaterialschnecke Raum zu bieten, wird die schnabelartige Führung zunehmend aufgespreizt, wobei sie in einem lockeren Tangentialkontakt zu der Polstermaterialschnecke verbleibt. Wenn die Polstermaterialspirale eine gewünschte Größe erreicht hat, kann sie vom Ausgangsmaterial getrennt werden und aus der Wickelvorrichtung entnommen werden.
Die in DE 102018 107156 Ai beschriebene Wickelvorrichtung zeichnet sich durch eine in Vertikalrichtung ausgerichtete Wickelachse aus. Die Wickelvorrichtung ist durch eine Haspel mit vertikaler nach unten ausgerichteten Zinken gebildet, die in einem Gehäuse angeordnet sind, sodass das Gehäuse in einem geschlossenen Zustand die Haspel sowohl in Wickelachsen-Axialrichtung beidseitig umgibt, als auch quer zur Wickelachsen-Axialrichtung. Vertikal unterhalb der Wickelvorrichtung ist unter der Haspel eine Auflagerfläche für das Polstermaterial und die damit gebildete Polstermaterialwicklung angeordnet. Die Auflagerfläche kann zum Abgeben einer vollendeten Polstermaterialwicklung wie eine Falltür verfahrbar sein. Ein Aufnahme- und/oder Vorratsbehälter erlaubt die Produktion mehrerer Polstermaterialspiralen bzw. -Wicklungen, ohne dass ein Benutzer Polsterspiralen einzeln von der Wickelvorrichtung abnehmen muss. Gemäß DE 102018 107156 Ai wird ferner auf eine Schnabel- bzw. scherenartige Führungseinrichtung zum Führen des Polstermaterials in Radialrichtung quer zu der Wickelachse verzichtet. Das Führen des Polstermaterialstrangs zu der Wickelvorrichtung stellt erfahrungsgemäß insbesondere beim initialen Einfädeln des Polstermaterialstrangs in die Wickelvorrichtung eine Herausforderung dar.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Polstermaterialsträngen zu Polstermaterialwicklungen zur einfachen Verwendung als Transportsicherung insbesondere für große, schwere und/oder empfindliche Transportgüter bereitzustellen, die selbst durch ungeschultes Packpersonal schnell und einfach einsetzbar sind. Diese Aufgabe löst der Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
Demnach ist ein Verfahren zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs zu einer Polstermaterialwicklung vorgesehen, der durch eine Polsterumformungsmaschine aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere einer Rolle oder einem Leporellostapel, beispielsweise aus Papier, gefertigt wurde.
Der Polstermaterialstrang ist insbesondere aus Recyclingpapier hergestellt. Recyclingpapier sind insbesondere Papiermaterialien mit einem geringen Anteil (weniger als 50%) an frischfaserhaltigem Papiermaterial. Insbesondere Papiermaterialien, die 70% bis 100% Altpapier enthalten, sind bevorzugt. Das Recyclingpapier im Sinne dieser Erfindung soll Papiermaterial sein, das einen Zugfestigkeitsindex längs zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 90 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 15 Nm/g bis 60 Nm/g und einen Zugfestigkeitsindex quer zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 60 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 5 Nm/g bis 40 Nm/g. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit bzw. des Zugfestigkeitsindex kann eine Norm DIN EN ISO 1924-2 oder DIN EN ISO 1924-3 herangezogen werden. Zudem oder alternativ kann eine Recyclingpapiereigenschaft oder Altpapiereigenschaft durch den sogenannten Berstwiderstand charakterisiert werden. Ein Material in diesem Sinne ist Recyclingpapier mit einem Berstindex von höchstens 3,0 kPa*mA2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*mA2/g bis 2,5 kPa*mA2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/mA2 bis max. 140 g/mA2 auf. Das Ausgangsverpackungsmaterial kann erfindungsgemäß in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Der Polstermaterialstrang ist insbesondere derart gefertigt, dass mittig, längs des Polstermaterialstrangs eine durch die Polsterumformungsmaschine eingeprägte insbesondere wellige Deformationszone gebildet ist, welche seitlich von zwei insbesondere im Wesentlichen gleichförmigen Wulstenden begrenzt ist. Eine Polsterumformungsmaschine zur Fertigung von Polstermaterialsträngen aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial ist in EP 3 159 291 Bi gezeigt. Darüber hinaus wird eine Vielzahl von Polsterumformungsmaschinen im Stand der Technik beschrieben, weshalb im Folgenden nicht weiter auf die konkrete Ausgestaltung derselben eingegangen wird.
Unter Verarbeiten des Polstermaterialstrangs ist insbesondere das Verarbeiten desselben zu einer Polstermaterialwicklung zu verstehen. Dabei kann eine Polstermaterialwicklung einerseits ein Verspackungsmaterialmittel, wie eine Polstermaterialspirale oder eine Polstermaterialhelix sein, andererseits aber auch eine Ummantelung eines zu polsternden Gegenstandes bilden. Dabei kann beispielsweise die Verarbeitung darin liegen, dass der Polstermaterialstrang um einen zu polsternden Gegenstand gewickelt wird. Dabei kann die resultierende Polstermaterialwicklung sich beispielsweise spiralförmig um den zu polsternden Gegenstand erstrecken, wobei die Polstermateriallagen sich mit steigender Lagenanzahl in Radialrichtung von dem Gegenstand entfernen. Bevorzugt wird der Polstermaterialstrang zu einer von den zu polsternden Gegenständen separaten Polstermaterialwicklung, wie einer Polstermaterialspirale verarbeitet.
Erfindungsgemäß wird der Polstermaterialstrang beim Wickeln zur Polstermaterialwicklung verdichtet. Entgegen dem Vorurteil, wonach ein Polstermaterialstrang mit einer relativ zu dem Ausgangsmaterial geringeren Dichte beim Weiterverarbeiten zu einer Polstermaterialwicklung keine Verdichtung erfahren darf, hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass eine Verdichtung beim Wickeln von Vorteil ist, insbesondere im Hinblick auf bislang nicht realisierte Anwendungsgebiete. Indem die Polstermaterialwicklung im Vergleich zu dem anfänglichen Polstermaterialstrang verdichtet wird, kann die Formstabilität des durch das Polstermaterial gebildeten Transportschutz verbessert werden. Durch das Verdichten von Polstermaterial kann vermieden werden, dass zwischen benachbarten Windungen der Polstermaterialwicklung schweres und/oder empfindliches Transportgut, beispielsweise dessen Ecken oder Kanten, hindurchrutscht und so anfälliger für Transportschäden sein würden. Ferner wird durch Einbringen einer Verdichtung des Polstermaterials eine Federvorspannung bewirkt, die einer unerwünschten Verformung bei Verwendung des Polstermaterials, insbesondere einem abflachenden Materialkollaps entgegenwirkt. Bei einem abflachenden Materialkollaps würde Polstermaterial zu einer flachen, geknickten Ausgangsmaterialbahn zurück geformt, die praktisch keinen Transportschutz realisiert.
Der Polstermaterialstrang wird beim Wickeln bezogen auf seine Grunderstreckung in wenigstens einer Längen-, Höhen- und/oder Breiten-Dimension komprimiert, um das Verdichten beim Aufwickeln der Polstermaterialwicklung zu bewirken. Es ist denkbar, dass der Polstermaterialstrang in zwei Richtungen, beispielsweise Breitenrichtung und Höhenrichtung, Breitenrichtung und Längsrichtung, oder Höhenrichtung und Längsrichtung komprimiert wird, um die Verdichtung beim Aufwickeln zu bewirken. Alternativ kann der Polstermaterialstrang beim Aufwickeln in allen drei Raumrichtungen: Breitenrichtung, Höhenrichtung und Längsrichtung komprimiert werden, um die Verdichtung zu bewirken. Vorzugsweise ist der Polstermaterialstrang in seiner ersten Querrichtung, die als Breitenrichtung bezeichnet sein kann, größer als eine zu der ersten Querrichtung senkrechte zweiten Querrichtung, die üblicherweise als Höhenrichtung bezeichnet wird. Ein Polstermaterialstrang, der in einer Richtung quer zur Längsrichtung eine Prägung, beispielsweise eine Walzprägung aufweist, ist üblicherweise die Polstermaterialstrang-Querrichtung senkrecht zu der flachen Seite der Walzprägung die Polstermaterial-Höhenrichtung. Bei einem Polstermaterialstrang, der in einer insbesondere ersten Querrichtung seitlich einer Prägung, wie einer Walzprägung, einen oder zwei Polsterschläuche aufweist, kann diese erste Querrichtung als Breitenrichtung des Polstermaterialstrangs bezeichnet sein. Eine Polstermaterialwicklung hat als Haupterstreckungsrichtungen eine Wickel- Umfangsrichtung, einer Wickel-Radialrichtung und eine Wickel-Axialrichtung. Im Allgemeinen erstreckt sich bei einer Polstermaterialwicklung der Polstermaterialstrang in Umfangsrichtung spiralförmig um das Wickelzentrum. Die Wickel-Axialbreite kann definiert werden durch die Breite und/oder Höhe eines Polstermaterialstrangs, welche zu einer Polstermaterialwicklung gewunden ist. Die Verdichtung des Polstermaterialstrangs kann im Hinblick auf die Polstermaterialwicklung in deren Umfangsrichtung, Axialrichtung und/oder Radialrichtung erfolgen. Beispielsweise kann durch eine Komprimierung des Polstermaterialstrangs in dessen Längsrichtung eine Komprimierung der Polstermaterialwicklung in deren Radialrichtung und deren Umfangsrichtung bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Komprimierung des Polstermaterialstrangs in Höhen- und/oder Breitenrichtung eine Komprimierung der Polstermaterialwicklung in deren Radialrichtung und/oder Axialrichtung zu Folge haben.
Im Allgemeinen entspricht die Längsrichtung des Polstermaterialstrangs vor dem Aufwickeln der Umfangsrichtung der Polstermaterialwicklung. Abhängig von der Orientierung des Polstermaterialstrangs relativ zu der Polstermaterialwicklung kann dessen Breitenrichtung, dessen Höhenrichtung oder eine Kombination von Breiten- und Höhenrichtung mit der axialen Breite der Polstermaterialwicklung korrespondieren und/oder mit der radialen Breite einer Windung der Polstermaterialwicklung korrespondieren.
Gemäß einer Ausführung wird die Polstermaterialwicklung durch das Verdichten um wenigstens 1 % und/oder höchstens 100 %, insbesondere um 5 % bis 80 %, vorzugsweise um wenigstens 10 % und/oder höchstens 60 %, besonders bevorzugt um 10 % bis 20 %, dichter als der unverdichtete Polstermaterialstrang. Der unverdichtete Polstermaterialstrang wird von der Polsterumformungsmaschine ausgegeben und/oder an einem Strangzugang insbesondere eines Vorrichtungsgehäuses der Verarbeitungsvorrichtung zugeführt. Es kann bevorzugt sein, dass die Polstermaterialwicklung durch das Verdichten um wenigstens 20 %, wenigstens 40 %, wenigstens 60 % oder wenigstens 100 % dichter wird als der unverdichtete, von der Polstermaterialumformungsmaschine ausgegebene Polstermaterialstrang und/oder der Polstermaterialstrang am Strangzugang der Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs. Die Dichte der Polstermaterialwicklung ist insbesondere nicht größer als das Zehnfache, nicht größer als das Fünffache, nicht größer als das Dreifache oder nicht größer als das Doppelte der Dichte des Polstermaterialstrangs. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Verdichtung des Polstermaterialstrangs zur Polstermaterialwicklung die Eignung zur Sicherung von besonders schweren und/ oder empfindlichen Transportgütern verbessert, ohne dass die Polsterwirkung des insbesondere aus Papier, vorzugsweise Recyclingpapier, gebildeten Polstermaterialstrangs verloren geht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs wird der Polstermaterialstrang zumindest teilweise verdichtet, indem der Polstermaterialstrang beim Wickeln mit einer Zugkraft entgegen der Aufwickel-Umfangsrichtung der Polstermaterial wicklung beaufschlagt wird. Indem der Polstermaterialstrang beim Aufwickeln längs seiner Längserstreckung gezogen wird, die der Aufwickel-Umfangsrichtung entspricht, kann eine dichtere Packung des Polstermaterialstrangs in der gewickelten Gestalt erreicht werden. Beispielsweise kann auf diese Weise bewirkt werden, dass der Polstermaterialstrang, der in Querschnittsrichtung Vorsprünge oder Einbuchtungen hat, beispielsweise eine Prägung, zumindest abschnittsweise derart aufgewickelt wird, dass benachbarte Windungen der Polstermaterialwicklung in einander greifen. Alternativ oder zusätzlich kann der Polstermaterialstrang durch Aufbringen einer Zugkraft in Längsrichtung bzw. Förderrichtung gezogen werden, was eine Querkontraktion in Polsterstrang- Breitenrichtung und/oder Polsterstrang-Höhenrichtung bewirken kann, was sich in einer relativ höheren Dichte der Polstermaterialwicklung im Verhältnis zu der Dichte des Polstermaterialstrangs niederschlägt. Der Polstermaterialstrang kann beim Wickeln mit einer Zugkraft beaufschlagt werden, indem der Polstermaterialstrang relativ zu der Aufwickel-Umfangsgeschwindigkeit gebremst wird. Indem die Fördergeschwindigkeit des Polstermaterialstrangs relativ zu der Umfangsgeschwindigkeit an der äußeren Windung oder Außenwicklung abgebremst wird, kann erreicht werden, dass der Polstermaterialstrang mit einer Spannung in Umfangsrichtung auf die Polstermaterialwicklung gezogen wird, sodass zwischen den benachbarten Windungen kein Freiraum verbleibt. Indem Freiräume zwischen benachbarten Windungen der Polstermaterialwicklung vermieden werden, wird sichergestellt, dass schwere und/oder empfindliche Transportgüter sicher davor geschützt sind, dass Ecken oder Kanten durch Spalte zwischen benachbarten Windungen hindurchrutschen. Indem entgegen der Aufwickel-Umfangsrichtung eine Zugkraft auf den Polstermaterialstrang aufgebracht wird, kann eine Querkontraktion des Polstermaterialstrangs erreicht werden, die eine Verdichtung zur Folge hat.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Polstermaterialstrang mit einer Aufwickel-Umfangsgeschwindigkeit aufgewickelt. Der Polstermaterialstrang kann mit einer Ausgabegeschwindigkeit von einer Polsterumformvorrichtung abgegeben werden. Die Ausgabegeschwindigkeit und die Aufwickel-Umfangsgeschwindigkeit können unterschiedlich oder gleich groß sein. Der Polstermaterialstrang wird vor dem Wickeln auf eine Fördergeschwindigkeit abgebremst, die geringer ist als die Umfangsgeschwindigkeit. Die Fördergeschwindigkeit kann insbesondere wenigstens l %, wenigstens 5 %, vorzugsweise 10 % geringer sein als die Umfangsgeschwindigkeit. Die
Fördergeschwindigkeit ist nicht mehr als 80%, insbesondere nicht mehr als 50 %, nicht mehr als 30% oder nicht mehr als 20 %, geringer als die
Umfangsgeschwindigkeit. Vorzugsweise ist die Fördergeschwindigkeit 1 % oder 1 % bis 80 %, insbesondere 5 % bis 50 % oder höchstens 30% geringer als die Umfangsgeschwindigkeit. Die Aufwickel-Umfangsgeschwindigkeit der Außenlage der Polstermaterialwicklung ist vorzugsweise im Wesentlichen konstant. Die Wickelgeschwindigkeit der Wickelvorrichtung wird vorzugsweise abhängig von der radialen Breite der Polstermaterialwicklung bzw. dem Wickelradius konstant gestellt und/oder geregelt. Infolge der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Aufwickel- Umfangsgeschwindigkeit und Fördergeschwindigkeit wird die Wickel dichte erhöht gegenüber der Strangdichte. Das Abbremsen des Polstermaterialstrangs kann beispielsweise durch ein gebremstes Abrollrad an der Wickelstelle erfolgen. Als Wickelstelle kann die Stelle bezeichnet sein, an der der Polstermaterialstrang tangential auf die Polstermaterialwicklung trifft und/oder an der in Umfangsrichtung die Außenlage der Polstermaterialwicklung beginnt. Im Allgemeinen kann als Wickelstehe der Übergang zwischen geradem und spiralförmigem Verlauf des Polstermaterialstrangs beim Aufwickeln bezeichnet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, welches mit den vorherigen kombinierbar ist, wird der Polstermaterialstrang zumindest teilweise verdichtet, indem der Polstermaterialstrang beim Wickeln mit einer Quetschkraft insbesondere in Radialrichtung relativ zu dem Wickelzentrum beaufschlagt wird. Vorzugsweise kann die Quetschkraft an oder nahe der Position aufgebracht werden, wo der Polstermaterialstrang auf die Außenlage der Polstermaterialwicklung trifft. Die Quetschkraft wird vorzugsweise auf die Außenlage der Polstermaterialwicklung ausgeübt. Als Quetschmittel kann ein auf dem Polstermaterialstrang aufliegender Gleitschuh oder eine Rolle, Walze oder dergleichen eingesetzt werden, die in einem Gleit- oder Abroll-Eingriff mit dem Polstermaterialstrang und/oder der Außenlage steht. Indem der Polstermaterialstrang beim Aufwickeln mit einer Quetschkraft beaufschlagt wird, kann der Polstermaterialstrang in einer Querrichtung, vorzugsweise der Höhenrichtung, alternativ oder zusätzlich der Breitenrichtung, des Polstermaterialstrangs gepresst und dadurch komprimiert werden, sodass beim Aufwickeln die Dichte steigt. Wenn die Quetschkraft dort auf den Polstermaterialstrang ausgeübt wird, wo der Polstermaterialstrang die Außenlage der Polstermaterialwicklung bildet (Wickelstelle), insbesondere zu bilden beginnt, wirkt die Quetschkraft auch auf bereits gewickelte innere Windungen der Polstermaterialwicklung, sodass auch diese eine Komprimierung in Radialrichtung erfahren. Die Quetschkraft kann beispielsweise durch ein insbesondere frei drehendes Abrollrad an der Wickelstelle in den Polstermaterialstrang eingebracht werden. Beispielsweise kann bei einer Wickelvorrichtung, die mehrere Umlenker umfasst, zwischen denen Freiraum vorhanden ist, mithilfe einer Quetschkraft in Radialrichtung der Polstermaterialstrang in den Freiraum gedrückt werden, sodass auch dieser Freiraum vorzugweise dicht mit Polstermaterial gefüllt wird.
Gemäß einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Außenlage, insbesondere eine Außenendlage, des Polstermaterialstrangs mit einem Fixiermittel zum Stabilisieren der Polstermaterialwicklung versehen, wie einem Klebeband, insbesondere erst dann, wenn die Außenendlage um das Wickelzentrum gewickelt worden ist. Durch die Verwendung eines Fixiermittels, wie ein Haftmittel, beispielsweise ein Klebestreifen, oder eine Prägung, kann die Polstermaterialwicklung gegen Auseinanderfallen stabilisiert werden, insbesondere um die Polstermaterialwicklung nach Ausgabe aus der Vorrichtung stabil, insbesondere formstabil, in der gewickelten Gestalt zu erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird der Polstermaterialstrang derart geführt, dass die Querrichtung beziehungsweise Breitenrichtung des Polstermaterialstrangs zu der Axialrichtung der Polstermaterialwicklung korrespondiert. Alternativ oder zusätzlich kann der Polstermaterialstrang derart geführt werden, dass die Höhenrichtung des Polstermaterialstrangs zu der Radialrichtung der Polsterwicklung korrespondiert. Gemäß einer anderen, alternativen Ausführung kann der Polstermaterialstrang derart geführt werden, dass die Breitenrichtung des Polstermaterialstrangs zu der Radialrichtung der Polstermaterialwicklung korrespondiert und die Höhenrichtung des Polstermaterialstrangs zu der Axialrichtung der Polstermaterialwicklung.
In einer weiteren Ausführung kann ein Messbereich zwischen der Polsterumwandlungsvorrichtung, insbesondere zwischen der Ausgabe der Polsterumwandlungsvorrichtung und der Wickelvorrichtung, insbesondere dem Strangzugang des Vorrichtungsgehäuses, vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Messeinrichtung in dem Messbereich angeordnet sein, die eine Tänzerwehe umfasst. In diesem Bereich kann die Bahnspannung des Polstermaterialstrangs durch die insbesondere als Tänzerwehe ausgebildete Messeinrichtung gemessen werden, insbesondere um die Wickelgeschwindigkeit an die Bahnspannung anzupassen. Eine gemessene negative Bahnspannung kann dazu führen, dass sich das Polstermaterial im Wickelraum aufstaut, während eine positive Bahnspannung zu einer Straffung des Polstermaterials bis hin zu einem Abriss des Polstermaterialstrangs führen kann. Ebenso ist es denkbar, dass der Polstermaterialstrang in dem Messbereich eine Ausgleichszone bzw. Pufferzone festlegt, die insbesondere mittels eines Speichers bevorratet wird, um sicherzustehen, dass dem Wickelantrieb stets genügend Material zur Verfügung steht, ohne dass die Polsterumwandlungsvorrichtung den Wickelraum mit unnötig viel Papiermaterial füllt. Die Messeinrichtung bzw. der Messbereich kann also dazu verwendet werden, den Konflikt aus Polstermaterialstau und Polstermaterialabriss zu lösen. In einer weiteren Ausführung kann der Polstermaterialstrang zumindest teilweise verdichtet werden, indem das Wickelzentrum in Richtung der Polsterumformungsmaschine oder einem Widerlager, wie einer Deformationsvorrichtung zum Verdichten des Polstermaterialstrangs an einer Außenlage der Polstermaterialwicklung, insbesondere einem Querkontraktionsmittel zum Bewirken einer Kontraktionsverformung des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung oder einem Quetschmittel zum Aufbringen einer Quetschkraft auf den Polstermaterialstrang an der Außenlage der Polstermaterialwicklung insbesondere in Radialrichtung der Polsterwicklung, vorgespannt wird. Die Vorspannung kann durch das Aufbringen einer in Richtung der Polsterumformungsmaschine oder dem Widerlager gerichteten Vorspannkraft erreicht werden. Mit anderen Worten kann das Wickelzentrum gegen die Polsterumformungsmaschine oder das Widerlager gedrückt werden, sodass der zwischen Wickelzentrum und Polsterumformungsmaschine oder Widerlager liegende Polstermaterialstrangabschnitt mittels der Vorspannkraft zusammengedrückt oder - gequetscht wird, wodurch eine Verdichtung einhergeht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Wickelzentrum unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft mit zunehmendem Wicklungsdurchmesser der Polstermaterialwicklung von der Polsterumformungsmaschine oder dem Widerlager weg bewegt. Beispielsweise kann die Wickelvorrichtung mittels Führungseinrichtung, wie einer Linearführungs- oder einer Rotationsführungseinrichtung, relativ zu der Polsterumformungsmaschine oder dem Widerlager derart beweglich gelagert werden, dass sie unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft mit zunehmendem Wicklungsdurchmesser der Polstermaterialwicklung von der
Polsterumformungsmaschine oder dem Widerlager weg bewegt, insbesondere gedrückt, wird. Durch die Kombination aus Vorspannung und beweglicher Lagerung lässt sich auf einfache Art und Weise eine Verdichtung der Polstermaterialwicklung erreichen, insbesondere einstellen. Beispielsweise kann die derart realisierte Verdichtung rein mechanisch, ohne dass elektrische Komponenten notwendig sein, erfolgen. In einer weiteren Weiterbildung kann der Polstermaterialstrang zumindest teilweise verdichtet werden, indem das Wickelzentrum gegen das Abrollrad bzw. die Bremsrolle des Quetsch- und/ oder Querkontraktionsmittel drückt. Gemäß einer beispielhaften Ausführung kann der Polstermaterialstrang zumindest teilweise verdichtet werden, indem sich das Wickelzentrum mit einer Differenzgeschwindigkeit relativ und/oder in Abhängigkeit zu seiner Umfangsgeschwindigkeit zur Bahngeschwindigkeit der Verpackungsmaterialbahn verlagert, insbesondere von der Polsterumformungsmaschine entfernt. Beispielsweise ist die Wickelvorrichtung relativ zu der Polsterumformungsmaschine beweglich gelagert. Für die Einstellung der Differenzgeschwindigkeit, insbesondere um einen gewünschten Verdichtungsgrad zu erreichen und/oder ein Ab reißen des Polstermaterialstrangs zu vermeiden, kann eine elektrische Regelung vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs, der durch eine Polsterumformungsmaschine aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere einer Rolle oder einem Leporellostapel, beispielsweise aus Papier, gefertigt ist, zu einer Polstermaterialwicklung. Die Vorrichtung zum Verarbeiten des Polstermaterialstrangs umfasst eine Wickelvorrichtung zum Wickeln des Polstermaterialstrangs um ein Wickelzentrum.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs eine Deformationsvorrichtung zum Verdichten des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung. Insbesondere kann die Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs zur Durchführung oben beschriebenen Verfahrens vorgesehen sein. Insbesondere kann die Deformationsvorrichtung zum Durchführen der Verdichtung des Polstermaterialstrangs beim Aufwickeln des Polstermaterialstrangs zu einer Polstermaterialwicklung wie oben beschrieben ausgelegt und eingerichtet sein.
Das Deformationsmittel kann den Polsterstrang in einer Querrichtung, beispielsweise in Breitenrichtung und/oder in Höhenrichtung deformieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Deformationsvorrichtung den Polstermaterialstrang in Längsrichtung deformieren, wobei insbesondere die Längsrichtung der Aufwickel-Umfangsrichtung entspricht. Die Deformationsvorrichtung kann den Polstermaterialstrang an der Außenlage der Polstermaterialwicklung um wenigstens 5 %, oder wenigstens 10 % verdichten. Die Deformationsvorrichtung kann auf die Außenlage in Axialrichtung, Radialrichtung und/oder Umfangsrichtung der Polsterwicklung einwirken. Die Deformationsvorrichtung kann dazu ausgelegt sein, in einen axialen und/oder radialen Berührkontakt mit dem Polstermaterialstrang gebracht zu werden. Insbesondere kann die Deformationsvorrichtung schwenkbar oder drehbar um eine Achse gelagert sein, die insbesondere zu der Wickelachse der Wickelvorrichtung parallel sein kann. Die Deformationsvorrichtung kann einen insbesondere pneumatischen Aktor zum Bereitstellen von Deformationskräften aufweisen. Die Deformationsvorrichtung kann eine Feder, insbesondere eine Gasdruckfeder zum Bereitstellen einer Vorspannkraft umfassen.
Gemäß einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Deformationsvorrichtung ein Querkontraktionsmittel zum Bewirken einer Kontraktionsverformung des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung umfassen. Insbesondere ist das Querkontraktionsmittel dazu ausgelegt, den Polstermaterialstrang zwischen der Polsterumformungsmaschine und der Wickelvorrichtung und/oder der Wickelvorrichtung und einem Strangzugang der Wickelvorrichtung mit einer Zugspannung zu beaufschlagen.
Gemäß einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Querkontraktionsmittel eine Strangbremsvorrichtung zum Abbremsen des Polstermaterialstrangs zwischen der Polsterumformungsmaschine und der Wickelvorrichtung umfassen. Die Strangbremsvorrichtung kann eine oder mehrere Rollen und/oder ein oder mehrere Gleitschuhe zum Berühren, Führen und/oder Abbremsen des Polstermaterialstrangs, insbesondere des Polsterstrangendes, und/oder der Außenlage der Polstermaterialwicklung umfassen. Insbesondere kann die Strangbremsvorrichtung wenigstens eine gebremste Rolle, Walze oder ein Rad umfassen, um den Polstermaterialstrang auf eine gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit an der Außenlage der Polstermaterialwicklung und/oder gegenüber einer Ausgabegeschwindigkeit der Polsterumformungsvorrichtung insbesondere um wenigstens l %, wenigstens 5%, wenigstens 10 % oder wenigstens 15 %, insbesondere weniger als 30%, weniger als 25% oder weniger als 20%, beispielsweise 10 % bis 20 %, reduzierte Fördergeschwindigkeit abzubremsen. Vorzugsweise ist die Strangbremsvorrichtung dazu ausgelegt, die Fördergeschwindigkeit des Polstermaterialstrangs der Umfangsgeschwindigkeit an der Außenlage der Polstermaterialwicklung um nicht mehr als 50 % abzubremsen. Durch das Abbremsen des Polstermaterialstrangs relativ zu der Umfangsgeschwindigkeit an der Außenlage der Polstermaterialwicklung kann eine Deformation der Polstermaterialwicklung bewirkt werden.
Gemäß einer Ausführungsvorrichtung zum Verarbeiten des Polstermaterialstrangs, die alternativ oder zusätzlich zu den vorherigen Ausführungen realisiert sein kann, umfasst das Deformationsmittel ein Quetschmittel zum Aufbringen einer Quetschkraft auf den Polstermaterialstrang an der Außenlage der Polstermaterialwicklung in Radialrichtung der Polsterwicklung. Das Quetschmittel kann radial gegenüber einem durch die Wickelvorrichtung bereitgestellten Widerlager, insbesondere einem Umlenker der Wickelvorrichtung, angeordnet sein. Durch die Anordnung des Quetschmittels gegenüber einem durch die Wickelvorrichtung bereitgestellten Widerlager kann eine gleichmäßige Dichte der Polstermaterial wicklung in Umfangsrichtung gewährleistet werden, wobei ungleiche Materialeigenschaften des Ausgangsmaterials beim Aufwickeln des Polstermaterialstrangs ausgeglichen werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst das Quetschmittel einen Hebelarm, der schwenkbar an der Vorrichtung, insbesondere einem Gehäuse der Vorrichtung, insbesondere einem Gehäuse der Wickelvorrichtung, abgestützt ist und/oder der in einen insbesondere tangentialen Berührkontakt mit der Außenlage der Polstermaterialwicklung gebracht werden kann. Insbesondere weist der Hebelarm einen Aktor, wie eine insbesondere pneumatische Vorspanfeder, zum Bereitstellen der Quetschkraft auf. Der Hebelarm kann eine Schwenkvorrichtung, wie ein Schwenkgelenk und/oder ein Drehgelenk mit vorbestimmter Hebelbeweglichkeit umfassen. Der Hebelarm kann dazu ausgelegt sein, ein Untersetzen oder eine übersetzende hebelwirkende von dem Aktor bereitgestellte Kraft, insbesondere Vorspannkraft, zum Bereitstellen der Quetschkraft auf die Außenlage der Polstermaterialwicklung bereitzustellen. Beispielsweise kann der Hebelarm die Kraft, insbesondere Vorspannkraft, des Aktors in einem Verhältnis 1 zu 5 oder 1 zu 10, vorzugsweise wenigstens 1 zu 2 und/oder höchstens 1 zu 20, vorzugsweise wenigstens 1 zu 10 und/oder höchstens 1 zu 5 untersetzt, als Quetschkraft zum Deformieren des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung bereitstellen. Eine Untersetzung der Aktorkraft im Verhältnis zur Quetschkraft hat den Vorteil, dass einerseits der Polstermaterialstrang geringeren Belastungen ausgesetzt ist, wenn das Quetschmittel mit wechselnden Materialeigenschaften konfrontiert wird, sodass Polsterstrang-Abriss und/oder Materialstau, ebenso wie ein Defekt des Deformationsmittels, sicher vermieden wird.
Gemäß einer Ausführung der Vorrichtung, welche mit den vorherigen kombinierbar ist, umfasst die Vorrichtung wenigstens ein Führungsglied, wie ein Gleitschuh oder insbesondere freilaufendes Rad, das gegenüber der Wickelvorrichtung derart beweglich gelagert, insbesondere federgedämpft und/oder federvorgespannt ist, dass es einem Höhenprofil des Umfangsverlaufs der Außenlage folgt. Das Führungsglied kann die Bewegungsfreiheit des Polstermaterialstrangs relativ zu der Wickelvorrichtung in Radialrichtung und/oder Axialrichtung auf einen insbesondere vorbestimmten Bereich einschränken. Insbesondere kann das Führungsglied die Stellung des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polsterwicklung in Radialrichtung und/oder Axialrichtung festlegen. Durch das Führungsglied kann ein sicheres Aufwickeln des Polstermaterialstrangs an die Polstermaterialwicklung gewährleistet werden. Das Führungsglied und ein Quetschmittel des Deformationsmittels können in Funktionsunion realisiert sei. Das Führungsglied, beispielsweise der Gleitschuh oder das Rad, kann zugleich die Quetschkraft auf den Polstermaterialstrang an der Außenlage der Polstermaterialwicklung in Radialrichtung einbringen, sodass die Polstermaterialwicklung relativ zu dem Polstermaterialstrang verdichtet wird.
Gemäß einer Ausführung einer Vorrichtung zum Verarbeiten des Polstermaterialstrangs, die mit den vorherigen kombinierbar ist, ist wenigstens ein Strangumlenker zum Umlenken des Polstermaterialstrangs zwischen einem Strangzugang der Vorrichtung und der Wickelvorrichtung, und/oder der Polsterumformungsmaschine und der Wickelvorrichtung, vorgesehen. Der Strangumlenker ist insbesondere drehbeweglich um eine sich insbesondere in Gravitationsrichtung bzw. relativ zur Wickelachse erstreckende Drehachse gelagert. Gemäß einer bevorzugten Ausführung kann der Strangumlenker einen Teil der Strangbremsvorrichtung des Querkontraktionsmittels bilden. Insbesondere ist der Strangumlenker dazu ausgelegt, dem Polstermaterialstrang eine Förderrichtung vorzugeben, die von der Abgaberichtung der Polsterumformvorrichtung und/oder der Umfangsrichtung an der Kontaktstelle der Polsterwicklung und des Polstermaterialstrangs abweichen. Der Strangumlenker kann relativ zu dem Wickelzentrum und/oder relativ zu der Polsterumformvorrichtung beweglich sein.
Gemäß einer Ausführung der Verarbeitungsvorrichtung, die mit den vorherigen kombinierbar ist, umfasst die Vorrichtung eine Fixiervorrichtung, wie eine Klebebandabgabeeinrichtung, zum Versehen der Außenlage, insbesondere der Außenendlage, des Polstermaterialstrangs mit einem Fixiermittel zum Stabilisieren der Polstermaterialwicklung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet sein. Gemäß einer Ausführung kann ein System eine erfindungsgemäße Vorrichtung und eine Polsterumformvorrichtung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann ein System eine erfindungsgemäße Vorrichtung und einen Polstermaterialstrang und/oder ein Ausgangsmaterial umfassen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung weist die Vorrichtung eine Vorspanneinrichtung auf, die die Wickelvorrichtung in Richtung der Polsterumformungsmaschine oder einem Widerlager, wie der Deformationsvorrichtung zum Verdichten des Polstermaterialstrangs an einer Außenlage der Polstermaterialwicklung, insbesondere dem Querkontraktionsmittel zum Bewirken einer Kontraktionsverformung des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung oder dem Quetschmittel zum Aufbringen einer Quetschkraft auf den Polstermaterialstrang an der Außenlage der Polstermaterialwicklung insbesondere in Radialrichtung der Polsterwicklung, vorspannt. Beispielsweise kann eine Federeinrichtung zur Aufbringung der Vorspannkraft eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung ist die Wickelvorrichtung mittels einer Führungseinrichtung, wie einer Linearführungs- oder einer Rotationsführungseinrichtung, relativ zu der Polsterumformungsmaschine oder dem Widerlager derart beweglich gelagert, dass sie unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft mit zunehmendem Wicklungsdurchmesser der Polstermaterialwicklung von der Polsterumformungsmaschine oder dem Widerlager weg bewegbar, insbesondere drückbar, ist. Die Vorspannungserzeugung und die bewegliche Lagerung können beispielsweise als Einheit gebildet sein, beispielsweise durch eine federgelagerte Linearführung. Beispielsweise kann die derart realisierte Verdichtung rein mechanisch, ohne dass elektrische Komponenten notwendig sein, erfolgen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung kann der Polstermaterialstrang zumindest teilweise verdichtet werden, indem sich das Wickelzentrum mit einer Differenzgeschwindigkeit relativ und/oder in Abhängigkeit zu seiner Umfangsgeschwindigkeit zur Bahngeschwindigkeit der Verpackungsmaterialbahn verlagert, insbesondere von der Polsterumformungsmaschine entfernt. Beispielsweise ist die Wickelvorrichtung relativ zu der Polsterumformungsmaschine beweglich gelagert, insbesondere mittels einer Führungseinrichtung, wie einer Linearführungs oder einer Rotationsführungseinrichtung, Für die Einstellung der Differenzgeschwindigkeit, insbesondere um einen gewünschten Verdichtungsgrad zu erreichen und/oder ein Abreißen des Polstermaterialstrangs zu vermeiden, kann eine elektrische Regelung vorgesehen sein.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:
Fig. l eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Polsterumformungsmaschine von oben;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Polsterumformungsmaschine von oben;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Polsterumformungsmaschine von oben; Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer beispielhaften
Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite; und
Fig. 6 eine schematische Perspektivansicht eines Abrollrads einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung im Eingriff mit einem Polstermaterialstrang.
Für dieselben oder ähnliche Komponenten werden nachfolgend dieselben oder ähnliche Bezugszeichen verwendet. Im Folgenden ist eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs zu einer Polstermaterialwicklung im Allgemeinen mit der Bezugsziffer l versehen. Die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung l sind eine Wickelvorrichtung 3 und eine als Quetschmittel 50 und/oder als Querkontraktionsmittel 60 ausgeführte Deformationsvorrichtung. Eine Polstermaterialwicklung ist im Allgemeinen mit Bezugszeichen 8 und ein Polstermaterialstrang mit Bezugszeichen 7 versehen.
Als Polsterumformungsmaschine 9 kommen beispielsweise die unter den Markennamen PaperJet oder SpeedMan vertriebenen Vorrichtungen der Anmelderin in Betracht. Als Ausgangsmaterial zur Umformung zu einem Polstermaterial kommt insbesondere Papierbahnmaterial in Betracht, das beispielsweise als Rolle oder Leporello-Stapel gelagert sein kann. Das bahnförmige Ausgangsmaterial hat im Allgemeinen eine Längendimension, die mehrere Größenordnungen größer ist als die Querdimension (Breite). Die Querdimension des Ausgangsmaterials ist um mehrere Größenordnungen größer als die Stärke des Ausgangsmaterials. Die Stärke des Ausgangsmaterials ist im Allgemeinen geringer als 1 mm. Die Breite des Ausgangsmaterials beträgt zumindest wenige Zentimeter und höchstens wenige Meter. Die Längserstreckung des Ausgangsmaterials beträgt mehr als 10 m, vorzugsweise mehr als 50 m, insbesondere mehr als 100 m. Das Ausgangsmaterial kann mehrere Lagen Packmaterial umfassen. In der Polsterumformungsmaschine 9 erfolgt eine Umformung des bahnförmigen Ausgangsmaterials zu einem Strang dreidimensionalen Polstermaterials 7. Die Polsterumformungsmaschine 9 kann insbesondere einen schlauchartigen oder streifenförmigen Polstermaterialstrang 7 aus dem bahnförmigen Ausgangsmaterial erzeugen. Bei der Umformung des Ausgangsmaterials in der Polsterumformungsmaschine 9 wird ein Polstermaterialstrang 7 erzeugt, dessen Querdimension (Breite) gegenüber der Querdimension (Breite) des Ausgangsmaterials reduziert ist und dessen Höhe wesentlich größer ist als die Stärke des Ausgangsmaterials. Die Höhe und die Breite des Polstermaterials haben nach der Umformung im Wesentlichen die gleiche Größenordnung. Vorzugsweise kann die Höhe des Polstermaterials wenigstens 1/5, insbesondere wenigstens 1/2 der Breite des Polstermaterials und/oder höchstens das Fünffache, vorzugsweise höchstens das Doppelte, der Breite des Polstermaterials betragen. Breite und Höhe des Polstermaterialstrangs 7 betragen bevorzugt mehrere Zentimeter. Die Umformung in der Polsterumformungsmaschine erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, sodass aus dem bahnförmigen Ausgangsmaterial ein schlauchartiger Polstermaterialstrang 7 gefertigt wird, wobei die Längserstreckung des Polstermaterialstrangs 7 abgesehen von den bei der Umformung einhergehenden Kontraktionen im Wesentlichen zur Längserstreckung des Ausgangsmaterials korrespondiert.
Die Polsterumformungsmaschine 9 gibt den Polstermaterialstrang 7 an einer Ausgabeöffnung in einer Abgaberichtung A aus. Die Polsterumformungsmaschine 9 kann derart angeordnet und ihre Ausgabeöffnung so ausgerichtet sein, dass die Abgaberichtung A im Wesentlichen in Horizontalrichtung erfolgt. Bezüglich der Wickelachse 21 der nachfolgend beschriebenen Wickelvorrichtung 3 kann die Abgaberichtung A in einer Radialrichtung R ausgerichtet sein. In Vertikalrichtung erfolgt die Ausgabe des Polstermaterialstrangs 7 aus der Polsterumformungsmaschine 9 etwa auf vertikaler Höhe der Umlenker 23 der Wickelvorrichtung 3. Die Wickelvorrichtung 3 ist innerhalb eines Gehäuses 27 der Vorrichtung 1 zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs 7 zu einer Polstermaterialwicklung 8 angeordnet. Das Gehäuse 27 hat einen Strangzugang 29, für den von der Polsterumformungsmaschine 9 abgegebenen Polstermaterialstrang 7. In Figur l ist schematisch ein Vorrichtungsgehäuse 27 zum Verhindern eines ungewollten Eingriffs in die Wickelvorrichtung 3 und/oder in die Klebebandabgabeeinrichtung 5 angedeutet. Wie insbesondere in Figur 1 zu sehen weist das Vorrichtungsgehäuse 27 einen Strangzugang 29 auf durch den der Polstermaterialstrang 7 der Vorrichtung 1 übergeben werden kann. Unter Übergeben ist dabei insbesondere das Einführen des Polstermaterialstrangs 7 über den Strangzugang 29 in die Vorrichtung 1 zu verstehen. Übergeben kann ferner zusätzlich das Fördern des Polstermaterialstrangs 7 in Richtung Wickelzentrum 21, insbesondere zwischen zwei Umlenker 23 einer Wickelvorrichtung 3 umfassen.
Wie in Figur 1 zu sehen ist, kann eine Klebebandabgabeeinrichtung 5 derart zur Wickelvorrichtung 3 ausgerichtet sein, dass das von der Klebebandabgabeeinrichtung abgegebene Klebeband auf eine Außenlage 18 des Polstermaterialstrangs aufgebracht werden kann. Die Klebebandabgabeeinrichtung 5 weist insbesondere einen Klebebandkopf 39 auf, an dem eine Klebebandversorgung in Form einer Klebebandrolle 41 angebracht ist. Von der Klebebandrolle 41 wird Klebeband 17 abgespult und zu einem Gegenlager, wie eine Umlenkrolle 45, geführt. Der Klebebandkopf 39 ist beweglich gegenüber der Wickelvorrichtung 3 gelagert.
Für die bewegliche Lagerung ist insbesondere ein Klebebandschwenkmechanismus 49 zuständig. Optional kann auch ein Linearantrieb zum Heranführen der Klebebandabgabeeinrichtung 5 an den Polstermaterialstrang vorgesehen sein. Der Klebebandschwenkmechanismus 49 hat einen drehbar gelagerten Schwenkarm 47 zum Schwenken des Klebebandkopfes 39 an die Außenlage 18 des Polstermaterialstrangs 7. Dazu ist der Schwenkarm 47 mit einem Ende an dem Klebebandkopf 39 befestigt und mit dem anderen Ende drehbeweglich gelagert.
Im an die Außenlage 18 angelenkten Zustand des Klebebandkopfes 39 wird das Klebeband 17 über das Gegenlager 45 an die Außenlage 18 angedrückt (nicht näher dargestellt). Dabei wird eine geringfügige Andruckkraft ohne Verdichtungswirkung, insbesondere über einen nicht dargestellten Linearantrieb bewirkt, der an den Schwenkarm 47 angelenkt ist. Im Anschluss an das Heranführen des Klebebandes 17 an die Außenlage 18 wird Klebeband 17 um die Außenlage 18 gewickelt. Das Wickeln des Klebebandes 17 um die Außenlage 18 kann erfolgen durch Antreiben der Wickelvorrichtung 3.
Vor allem bei horizontal zu wickelnden Polsterschnecken 8 hat sich durch ihre Wicklung herausgestellt, dass eine Führung des Papiermaterialstrangs 7 von dem Ausgang der Verpackungsmaterialvorrichtung 9 (insbesondere dem PaperJet) hin zur tangentialen Wickelstelle 2 von Vorteil ist. An der Wickelstelle 2 kann ein insbesondere freidrehendes Abrollrad 55 oder ein glattes Blech angeordnet sein, insbesondere um das Bilden der Wickelschnecke 8 zu unterstützen. Das Abrollrad 55 kann an dem bereits gewickelten Schneckenkörper abrollen. Dieses Abrollrad 55 kann feder vorgespannt sein. Um eine Reibungskraft zum Festhalten der obersten Wickellage bzw. Außenlage 18 zu erhöhen, kann das Abrollrad 55 mit einer Bremseinrichtung oder einer bremsenden Oberfläche ausgestattet und als Bremsrolle 65 bezeichnet sein.
Vorzugsweise greift das Abrollrad 55 hauptsächlich in einen mittigen insbesondere walzgeprägten Strangbereich ein, so dass benachbart angeordnete Hohlraumwülste des Polstermaterialstrangs 7 nicht platt gedrückt werden. Alternativ kann die Anpresskraft über die gesamte Strangbreite erfolgen. Dabei kann es zu einer weiteren Verdichtung durch das Komprimieren der Hohlraumwülste kommen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Verarbeiten eines unverdichteten Polstermaterialstrangs 7 zu einer verdichteten Polstermaterialwicklung 8. Der Polstermaterialstrang 7 wird der Vorrichtung 1 an einem Strangzugang 29 bereitgestellt. Beispielsweise kann der Polstermaterialstrang 7 von einer
Polsterumformungsmaschine 9 aus einem nicht näher dargestellten bahnförmigen Ausgangsmaterial erzeugt werden. Der Polstermaterialstrang 7 wird der Vorrichtung 1 zugeführt. In der Vorrichtung 1 wird der Polstermaterialstrang 7 an die Polstermaterialwicklung 8 herangeführt und geht an einer Wickelstelle 2 in die Polstermaterialwicklung 8 über. An der Wickelstelle 2 kann eine
Deformationsvorrichtung auf dem Polstermaterialstrang 7 einwirken, um ihn zu verdichten.
Die Deformationsvorrichtung umfasst beispielsweise gemäß Figur 1 ein Querkontraktionsmittel 60, das durch eine Strangbremsvorrichtung mit mehreren auf den Polstermaterialstrang wirkenden Rollen 61, 63, 65 gebildet ist. Das
Querkontraktionsmittel 60 umfasst einen Strangumlenker 61, 63 nahe dem Strangzugang 29. Die Deformationsvorrichtung umfasst ferner ein gebremstes Abrollrad 65, das an der Wickelstelle 2 in einem Berührkontakt mit dem Polstermaterialstrang 7 steht.
Zwischen dem Strangumlenker 61, 63 und der Bremsrolle oder -Walze 65 wird der Polstermaterialstrang 7 mit einer Fördergeschwindigkeit f bewegt. Die Fördergeschwindigkeit f ist infolge der Abbremsung durch die Bremsrolle 65 und/oder den Strangumlenker 61, 63 geringer als die Umfangsgeschwindigkeit v der Polstermaterialwicklung 8. Gemäß einer bevorzugten Ausführung kann die Polstermaterialwicklung 8, insbesondere unabhängig von ihrer Erstreckung in Radialrichtung R, eine konstante äußere Umfangsgeschwindigkeit v aufweisen. Wenn die Fördergeschwindigkeit f geringer ist als die Umfangsgeschwindigkeit v, wird der Polstermaterialstrang 7 in Aufwickel-Umfangsrichtung U und in Längsrichtung des Polstermaterialstrangs 7 gezogen.
Die auf den Polstermaterialstrang 7 wirkende Zugkraft Z manifestiert sich in einer Zugspannung in Längsrichtung des Polstermaterialstrangs 7, sodass sich der Polstermaterialstrang 7 in seiner Längsrichtung dehnt und gleichzeitig in wenigstens einer Querrichtung, beispielsweise der Polsterstrang-Breitenrichtung und/oder der Polsterstrang-Höhenrichtung kontrahiert. Die Deformationsvorrichtung verdichtet so den Polstermaterialstrang 7 in einer Querrichtung, d. h. in Strang-Breitenrichtung und/oder Strang-Höhenrichtung, die der verdichteten Axialrichtung und/oder Radialrichtung der Polstermaterialwicklung 8 entspricht. Die Verdichtung des Polstermaterialstrangs 7 bleibt beim Aufwickeln des Polstermaterials zu einer Polstermaterialwicklung 8 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, erhalten.
Die Deformationseinrichtung der Vorrichtung 1 kann alternativ oder zusätzlich ein Quetschmittel 50 umfassen. Das Quetschmittel 50 kann ein insbesondere freilaufendes Rad 55 umfassen, welches an der Wickelstelle 2 in Radialrichtung R auf die Polstermaterialwicklung 8 drückt, um eine Verdichtung des Polstermaterialstrangs 7 bzw. der Polstermaterialwicklung 8 zu erreichen. Alternativ zu einem Rad 55 kann das Quetschmittel zum Aufbringen der Quetschkraft Q auf den Polstermaterialstrang 7 einen Gleitschuh oder ein anderes relativ zu dem aufzuwickelnden Polstermaterialstrang bewegliches Teil umfassen.
Das Quetschmittel 50 kann einen Hebelarm 51 umfassen, an dem das Führungsglied, insbesondere Abrollrad 55, welches gebremst sein kann, schwenkbar und/oder rotatorisch gelagert ist. Der Hebelarm 51 kann mit einem Aktor, beispielsweise eine insbesondere pneumatische Vorspannfeder 53 zum Bereitstellen der Quetschkraft Q ausgestellt sein. Der Hebelarm 51 kann an der Vorrichtung 1, insbesondere dem Gehäuse 27, derart angelenkt sein, dass die von dem Aktor 53 bereitgestellte Kraft untersetzt als Quetschkraft Q auf den Polstermaterialstrang 7 und/oder die Polstermaterialwicklung 8 ausgeübt wird.
Es ist denkbar, dass das Quetschmittel 50 an einer anderen als der Winkelstelle 2 auf den Polstermaterialstrang 7 und/oder die Polstermaterialwicklung 8 wirkt. Beispielsweise kann das Quetschmittel 50 in Umfangsrichtung U hinter der Wickelstelle 2 auf die Polstermaterialwicklung 8 wirken.
Alternativ ist es denkbar, dass ein Quetschmittel 50 in Längsrichtung des Polstermaterialstrangs vor der Wickelstelle 2 auf den Polstermaterialstrang 7 wirkt. Beispielsweise kann das Quetschmittel 50 einen Strangumlenker, 63, der als Gleitschuh oder als insbesondere freilaufendes Rad realisiert sein kann, mit einem Widerlager in Form eines insbesondere freidrehenden Gegenrades 61 oder einem nicht näher dargestellten Gleitschuh ausgestattet sein, um die deformierende Quetschkraft Q auf den Polstermaterialstrang 7 auszuüben. Ein Quetschmittel 50, welches vor der Wickelstelle 2 den Polstermaterialstrang 7 durch eine Quetschkraft Q plastisch in Querrichtung deformiert, kann vorgesehen sein, in Kombination mit weiteren Quetschmitteln einsetzbar zu sein.
Die Verwendung eines Quetschmittels 50, das an der Wickelstelle 2 oder in Umfangsrichtung U hinter der Wickelstelle 2 auf die Außenlage 18 der Polstermaterialwicklung 8 eine Quetschkraft Q einbringt, kann beispielsweise für eine platzsparende Ausgestaltung einer Vorrichtung 1 bevorzugt sein. Indem das Quetschmittel 50 dazu angeordnet ist, um, insbesondere an oder in Umfangsrichtung U hinter der Wickelstelle 2, eine Quetschkraft Q in Radialrichtung R auf die Polstermaterialwicklung 8 einzubringen, kann beispielsweise ein zwischen den zwei Umlenkern 23 der Wickelvorrichtung 3 vorhandener Hohlraum durch Polstermaterial befüllt werden, um eine Polstermaterialwicklung 8 konstant hoher Dichte zu erreichen.
Insbesondere kann der Aktor 53 als hydraulische oder pneumatische Feder, insbesondere als Gaszugfeder, ausgestaltet sein. Die von dem Aktor 53 bereitgestellte Kraft kann vorzugsweise zwischen 5 N und 100 N hegen, insbesondere bei 100 N, 150 N, 200 N, 300 N, 400 N oder 500 N. Mithilfe des Hebels 51 kann die Aktor-Kraft um 1:3 bis 1:10, insbesondere etwa 1:5, untersetzt werden, sodass die Quetschkraft Q 20 N, 30 N, 40 N, 60 N, 80 N ±5 N, insbesondere ±2 N beträgt. Die Quetschkraft Q auf die Polstermaterialschnecke 8 beträgt vorzugsweise zwischen 10 N und 500 N. Insbesondere hegt die Quetschkraft Q zwischen 20 N und 100 N.
Die Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Ausführung aus Fig. 1 im Wesentlichen durch das Quetsch- und/oder Querkontraktionsmittel 50, 60. Der Hebelarm 51 ist in Fig. 2 gelenkig an dem Gehäuse 27 gelagert und weist eine abgewinkelte Form auf. An einem Ende des Hebelarms 51 ist das Abrollrad 55, das als Bremsrolle 65 ausgebildet sein kann, gelagert. Stromabwärts des Strangzugangs 29 erstreckt sich ein Bremsarm 67, der fest an dem Hebelarm 51 angebracht ist, von diesem weg. An dem Bremsarm 67 ist die Rolle 61 gelagert, die den Strangumlenker 63 bildet. Gemäß Fig. 2 ist die als Strangumlenker 63 ausgebildete Rolle 61 ferner als Bremsrolle 69 gestaltet. Die Bremsrolle 69 kann freidrehend gelagert sein. Des Weiteren kann die Bremsrolle 69 als eine individuell, unabhängig von einem bestimmten Parameter, ansteuerbare und auslösbare Betätigungseinrichtung für die Bremsrolle 69 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Bremsrolle 69 mit einer elektronischen Bremse (nicht dargestellt) gekoppelt sein. Es sei klar, dass bei der freidrehenden Lagerung der Bremsrolle die Bremskraft rein aufgrund der Reibung zwischen der Bremsrolle 69 und dem Wickelstrang 7 generiert wird. Die elektronische Bremse kann beispielsweise als Wirbelstrombremse realisiert sein. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Oberfläche der Bremsrolle 69 mit einer die Reibungskraft erhöhenden Materialbeschichtung ausgestattet ist. In einer nicht dargestellten Position des Hebelarms 51 befindet sich dieser derart, dass der Polsterstrang 7 möglichst geradlinig, das heißt ohne Umlenkung, zwischen die Wickelzinken 23 eingeführt werden kann. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist die Bremsrolle 69 linksseitig des schematisch dargestellten Polsterstrangs 7 angeordnet und zwar derart, dass die Bremsrolle 69 den Polstermaterialstrang 7 beim Einfädeln desselben zwischen die Wickelzinken 23 ungehindert passieren lässt, das heißt insbesondere nicht ablenkt bzw. umlenkt. Zusammen mit dem rechtsseitig bezüglich des Polstermaterialstrangs 7, das heißt auf der gegenüberliegenden Seite wie die Bremsrolle 69, angeordneten Hebelarm 51 kann der Polstermaterialstrang 7 geführt werden, wobei die Bremsrolle 69 und der Hebelarm 51 eine Art Schacht bilden, der eine zentrierte Zuführung des Polstermaterialstrangs 7 zwischen die Wickelzinken zulässt. Mit zunehmendem Wickelschneckendurchmesser verschwenkt der Hebelarm 51 in die in Fig. 1 schematisch abgebildete weitere Betriebsposition, in der der
Polstermaterialstrang 7 an der Bremsrolle 69 entlanggleitet und an dieser abrollt und gebremst wird. Die Bremsrolle 69 bewirkt daher eine Straffung des
Polstermaterialstrangs 7.
Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die sich von den vorhergehenden Ausführungen gern. Fig. 1 und 2 im Wesentlichen durch die Realisierung des Quetschmittels 50 unterscheidet. Das Quetschmittel umfasst zwei scherenartige Schwenkarme 71, 73, die an einem gemeinsamen Schwenkpunkt 75 relativ zueinander schwenkbar miteinander verbunden sind und an dem Gehäuse 27 schwenkbar befestigt sind. An den jeweiligen Enden der scherenartigen Schwenkarme 71, 73 ist jeweils eine Rolle 61 angeordnet, die sowohl als Strangumlenker 63 und/oder als Bremsrolle 69 ausgebildet sein kann. Beispielsweise bilden die Bremsrollen 69 ein Bremsrollenpaar. Die Scherenarme 71, 73 können dabei unterschiedlich geartet bzw. unterschiedlich lang ausgebildet sein. Generell sind die Scherenarme 71, 73, wie bereits zuvor, derart an dem Gehäuse 27 angeordnet, dass zunächst eine möglichst geradlinige und zentrierte Einführung des Polstermaterialstrangs 7 zwischen die beiden Wickelzinken 23 ermöglicht ist. Mit zunehmendem Wickelschneckendurchmesser verschwenken die an dem Polstermaterialstrang 7 anliegenden Rollen 61, 63, 69 entsprechend einer scherenartigen Drehbewegung um den gemeinsamen Schwenkpunkt 75 der Scherenarme 71, 73. Die Scherenarme 71, 73 können so ausgebildet sein, dass bei einer Verlagerung der Rollen 61, 63, 69 und damit einem Verschwenken der Scherenarme 71, 73 der Abstand zwischen den beiden Rollen 61, 63, 69 der beiden Scherenarme 71, 73 sich verringert, sodass der Polstermaterialstrang 7 zunehmend gestrafft, abgebremst und/oder umgelenkt wird. Beispielsweise kann zunächst bei geringeren Wickelschneckendurchmessern nur die in Fig. 3 linksseitig des Polstermaterialstrangs 7 angeordnete Rolle 61 im Kontakt mit dem Wickelstrang 7 sein und mit zunehmendem Wickelschneckendurchmesser zunehmend auch die rechtsseitig des Polstermaterialstrangs 7 angeordnete Rolle 61 in einen Kontakt mit dem Polstermaterialstrang 7 gelangen.
In Fig. 4 sind das Quetschmittel 50, das Querkontraktionsmittel 60 sowie die Wickelvorrichtung 3 schematisch in einer Perspektivansicht abgebildet. Die restlichen Komponenten sind zur Erleichterung des Verständnisses weggelassen. An dem in Fig. 4 im Wesentlichen im Querschnitt rechteckigen Hebelarm 51 ist, ähnlich zu Fig. 2, sowohl das Quetschmittel 50 in Form eines Rollenpaars 61 als auch ein Querkontraktionsmittel 60 in Form einer Andrückplatte 83 angeordnet. Die Andrückplatte 83 erfüllt im Wesentlichen die Funktion des Abrollrads 55 und kann über eine in Folge der Lagerung des Hebelarms 51 erzeugte Klemmkraft die Querkontraktion der Polstermaterialschnecke erzeugen. An dem Hebelarm 51 sind fest zwei parallel sich zueinander erstreckende im Wesentlichen gleich ausgebildete Bremsarme 67 mittels eines im Wesentlichen geradlinigen Stegs 81 verbunden, der zusammen mit den beiden Bremsarmen 67 ein U-Profil bildet. Die beiden Bremsarme 67 sind jeweils zur Lagerung und Aufnahme des Rollenpaars 61 ausgebildet, die als Strangumlenker 63 und/oder Bremsrolle 69 ausgebildet sein können. Die Rollen 61 können freidrehend über eine an den Bremsarmen 67 angebrachte Welle 77, 79 drehend gelagert sein. Der Abstand zwischen den beiden Rollen 61 kann fest oder variabel, insbesondere einstellbar, sein. Bei dieser Ausführung bilden die beiden Rollen 61 zusammen mit den zwischen diesen sich erstreckenden Bremsarmabschnitten einen geschlossenen Schachtabschnitt 85 zum Hindurchführen des Polstermaterialstrangs 7.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Lagerung der Rollen 61, bei welcher diese aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, um den Abstand zueinander zu verändern. Beispielsweise kann eine der beiden Rollen 61 axial verschiebbar sein, um so den Abstand zu der benachbarten Rolle 61 verändern zu können. In Fig. 5 ist beispielsweise die linke Rolle 61 translatorisch verlagerbar, was sowohl durch den Doppelpfeil 87 als auch durch das Loslager 89 angedeutet ist, während die benachbarte Rolle 61 fest an dem Lagerungsgestell 91 angebracht ist, was durch das Festlager 93 angedeutet ist. Die Einstellung des Abstands zwischen den beiden Rollen 61 kann beispielsweise über Zugfedern 95, 97 realisiert werden. Zusätzlich ist ein in Form eines U-Profils ausgebildeter Gegenhalter 99 mit der verschiebbaren Bremsrolle 61 fest verbunden.
Die Einstellbarkeit kann stufenlos oder schrittweise erfolgen. Zur stufenlosen Einstellung, die beispielsweise in Fig. 5 angedeutet ist, weist der Gegenhalter 99 ein Innengewinde auf, welches mit einem Außengewinde eines Gewindestifts 101 zusammenwirkt, sodass Gegenhalter 99 und Gewindestift 101 ineinander eindrehbar bzw. auseinander herausdrehbar sind. Als Folge kann die verschiebbare Rolle 61 über eine in dem Gestell 91 vorgesehene Verschiebeeinrichtung, wie ein Langloch, verschoben werden. Die Einstellung des Abstands kann beispielsweise elektronisch erfolgen. Ferner können in dem Gestell Verrastungen, insbesondere Rastmittel, wie formschlüssige Rastmittel, vorzugsweise Rastnasen und/ oder Rastnuten, für die Rolle 61 ausgebildet sein, die eine feste Position und damit einen fest vorgegebenen Abstand zwischen den beiden Rollen zueinander definieren.
In Fig. 6 ist schematisch ein Ausschnitt eines Polstermaterialstrangs 7 und einer Andrückrolle 55, die auch als Bremsrolle 65 ausgebildet sein kann, in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Polstermaterialstrang 7 besitzt in der Vorderansicht eine Hantel- oder Erdnussschalenform mit seitlichen Polsterräumen 103, 105 und einem zentralen insbesondere welligen Deformationsbereich 107. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist die Andrückrolle 55 vorzugsweise im Wesentlichen formkomplementär zu dem Polsterstrang 7 gebildet. Der Andrückrolle 55 kann somit in der Vorderansicht eine Berg-Tal-Struktur aufweisen aus einem zentralen einer nach außen vorstehenden Berg 109 und zwei in Axialrichtung daran anschließende radial nach innen versetzte Täler 111. Eine Krümmung der Berg-Tal-Struktur kann dabei ebenfalls an eine Außenkontur des Polsterstrangs 7 formangepasst sein, insbesondere derart, dass der Berg 109 im Wesentlichen in die Deformationszone 107 hineinragt bzw. eingreift und die beiden Knautschbereiche 103, 105 in die Täler 111 der Andrückrolle hineinragen bzw. eingreifen. Dadurch kann vorgesehen sein, dass der Polsterstrang 7 im Wesentlichen vollflächig mit der Andrückrolle 55 in Kontakt geraten kann und diese im Wesentlichen vollständig an dem Polsterstrang 7 abrohen kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Vorrichtung zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs
2 Wickelstelle
3 Wickelvorrichtung
5 Klebebandabgabevorrichtung
7 Polstermaterialstrang
8 Polstermaterialwicklung
9 Polsterumformungsmaschine
17 Klebeband i8 Außenlage
21 Wickelachse
23 Umlenker
27 Gehäuse
29 Strangzugang
39 Klebebandkopf
41 Klebebandrolle
45 Umlenkrolle
47 Schwenkarm
49 Klebebandschwenkmechanismus
50 Quetschmittel
51 Hebelarm 53 Vorspannfeder 55 Abrollrad
60 Querkontraktionsmittel
61 Rolle
63 Strangumlenker
65 Bremsrolle
67 Bremsarm
69 Bremsrolle
71, 73 Scherenarm 75 Schwenkpunkt
77, 79 Welle 81 Strebe
83 Andrückplatte
85 Schacht
87 Doppelpfeil
89, 93 Lager
91 Gestell
95, 97 Zugfeder
99 Gegenhalter
101 Gewindestift
103, 105 Polsterbereich
107 Deformationsbereich
109 Berg
111 Tal a Ausgabegeschwindigkeit f Fördergeschwindigkeit v Umfangsgeschwindigkeit
A Abgaberichtung
Q Quetschkraft
R Radialrichtung
U Umfangsrichtung
Z Zugkraft

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Verarbeiten eines Polstermaterialstranges, der durch eine Polsterumformungsmaschine (9) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere einer Rolle oder einem Leporellostapel, beispielsweise aus Papier, gefertigt wird, wobei der Polstermaterialstrang (7) um ein Wickelzentrum (21) zu einer Polstermaterialwicklung (8) gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Polstermaterialstrang (7) beim Wickeln zur Polstermaterialwicklung (8) verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polstermaterialwicklung (8) durch das Verdichten um 1% bis 100%, insbesondere um 10% bis 60%, dichter wird als der unverdichtete Polstermaterialstrang (7), insbesondere von der Polsterumformungsmaschine ausgegebene Polstermaterialstrang (7) und/ oder der Polstermaterialstrang (7) am Strangzugang (29) der Vorrichtung (1).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polstermaterialstrang (7) zumindest teilweise verdichtet wird, indem der Polstermaterialstrang (7) beim Wickeln mit einer Zugkraft (Z) entgegen der Aufwickel-Umfangsrichtung der Polstermaterialwicklung (8) beaufschlagt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polstermaterialstrang (7) mit einer Aufwickel-Umfangsgeschwindigkeit (v) aufgewickelt wird und wobei der Polstermaterialstrang (7) mit einer Ausgabegeschwindigkeit (a) von einer Polsterumformungsmaschine (9) abgegeben wird, wobei der Polstermaterialstrang (7) vor dem Wickeln auf eine Fördergeschwindigkeit (f) gebremst wird, die insbesondere 1% bis 80%, vorzugsweise 5% bis 50% oder höchstens 30%, geringer ist als die Aufwickel- Umfangsgeschwindigkeit (v).
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polstermaterialstrang (7) zumindest teilweise verdichtet wird, indem der Polstermaterialstrang (7) beim Wickeln mit einer Quetschkraft (Q) in Radialrichtung (R) relativ zu dem Wickelzentrum (21) beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenlage (18), insbesondere eine Außenendlage, des Polstermaterialstrangs mit einem Fixiermittel zum Stabilisieren der Polstermaterialwicklung (8), wie ein Klebeband (17), versehen wird, insbesondere erst dann wenn die Außenendlage um das Wickelzentrum (21) gewickelt worden ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polstermaterialstrang (7) zumindest teilweise verdichtet wird, indem das Wickelzentrum (21) in Richtung der Polsterumformungsmaschine (9) oder einem Widerlager, wie einer Deformationsvorrichtung (50, 60) zum Verdichten des Polstermaterialstrangs an einer Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8), insbesondere einem Querkontraktionsmittel (60) zum Bewirken einer Kontraktionsverformung des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung (8) oder einem Quetschmittel (50) zum Aufbringen einer Quetschkraft auf den Polstermaterialstrang (7) an der Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8) insbesondere in Radialrichtung (R) der Polsterwicklung (8), vorgespannt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelzentrum unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft mit zunehmendem Wicklungsdurchmesser der Polstermaterialwicklung (8) von der Polsterumformungsmaschine (9) oder dem Widerlager weg bewegt wird.
9. Vorrichtung (1) zum Verarbeiten eines Polstermaterialstrangs (7), der durch eine Polsterumformungsmaschine (9) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere einer Rolle oder einem Leporellostapel, beispielsweise aus Papier, gefertigt ist, zu einer Polstermaterialwicklung (8), umfassend: eine Wickelvorrichtung (3) zum Wickeln des Polstermaterialstrangs um ein Wickelzentrum (21), gekennzeichnet durch eine Deformationsvorrichtung (50, 60) zum Verdichten des Polstermaterialstrangs an einer Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsvorrichtung ein Querkontraktionsmittel (60) zum Bewirken einer Kontraktionsverformung des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung (8) umfasst, wobei insbesondere das Querkontraktionsmittel (60) den Polstermaterialstrang (7) zwischen Polsterumformungsmaschine und Wickelvorrichtung mit einer Zugspannung beaufschlagt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Querkontraktionsmittel (60) eine Strangbremsvorrichtung zum Abbremsen des Polstermaterialstrangs zwischen der Polsterumformungsmaschine und der Wickelvorrichtung umfasst, die insbesondere wenigstens ein gebremstes Rad (61, 63, 65) umfasst, um den Polstermaterialstrang (7) auf eine gegenüber einer Umfangsgeschwindigkeit (v) an der Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8) und/oder gegenüber einer Ausgabegeschwindigkeit (a) der Polsterumformungsvorrichtung (9), insbesondere um 1% bis 30%, reduzierte Fördergeschwindigkeit (f) abzubremsen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationsmittel ein Quetschmittel (50) zum Aufbringen einer Quetschkraft auf den Polstermaterialstrang (7) an der Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8) insbesondere in Radialrichtung (R) der Polsterwicklung (8) umfasst, wobei insbesondere das Quetschmittel (50) radial gegenüber dem Wickelzentrum (21) und/oder einem durch die Wickelvorrichtung (3) bereitgestelltem Widerlager, insbesondere wenigstens einem Umlenker (23) der Wickelvorrichtung, angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Quetschmittel (50) einen Hebelarm (51) umfasst, der schwenkbar insbesondere an einem Gehäuse (27) der Verarbeitungsvorrichtung (1) abgestützt ist und/oder in einen insbesondere tangentialen Berührkontakt mit der Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8) gebracht werden kann, wobei insbesondere der Hebelarm (51) zum Bereitstellen der Quetschkraft (Q) eine insbesondere pneumatische Vorspannfeder (53) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch wenigstens ein Führungsglied, wie ein Gleitschuh oder insbesondere freilaufendes Rad (55), das gegenüber der Wickelvorrichtung (3) derart beweglich gelagert, insbesondere federgedämpft und/oder federvorgespannt, ist, dass es einem Höhenprofil des Umfangsverlaufs der Außenlage (18) folgt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch wenigstens einen Strangumlenker (63) zum Umlenken des Polstermaterialstrangs zwischen einem Strangzugang (29) und der Wickelvorrichtung (3), insbesondere wobei der Strangumlenker (63) drehbeweglich um eine sich insbesondere in Gravitationsrichtung (G) erstreckende Drehachse gelagert ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch eine Fixiervorrichtung, wie eine Klebebandabgabeeinrichtung, zum Versehen der Außenlage (18), insbesondere der Außenendlage, mit einem Fixiermittel zum Stabilisieren der Polstermaterialwicklung (8).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch eine Vorspanneinrichtung, die die Wickelvorrichtung (3) in Richtung der Polsterumformungsmaschine (9) oder einem Widerlager, wie der Deformationsvorrichtung (50, 60) zum Verdichten des Polstermaterialstrangs an einer Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8), insbesondere dem Querkontraktionsmittel (60) zum Bewirken einer Kontraktionsverformung des Polstermaterialstrangs an der Außenlage der Polstermaterialwicklung (8) oder dem Quetschmittel (50) zum Aufbringen einer Quetschkraft auf den Polstermaterialstrang (7) an der Außenlage (18) der Polstermaterialwicklung (8) insbesondere in Radialrichtung (R) der Polsterwicklung (8), vorspannt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelvorrichtung (3) mittels Führungseinrichtung, wie einer Linearführungs oder einer Rotationsführungseinrichtung, relativ zu der
Polsterumformungsmaschine (9) oder dem Widerlager derart beweglich gelagert ist, dass sie unter Aufrechterhaltung der Vorspannkraft mit zunehmendem Wicklungsdurchmesser der Polstermaterialwicklung (8) von der Polsterumformungsmaschine (9) oder dem Widerlager weg bewegbar ist.
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