Verfahren und Einrichtung zum Verpacken eines rollenförmigen Körpers, insbesondere einer Druckpapierrolle

Abstract

 In mindestens einen zum Anlegen an eine Stirnfläche (14) eines einzuwickelnden rollenförmigen Körpers (10) vorgesehenen Rand (22) einer Einwickelbahn (20) wird eine regelmäßige Fältelung (28) quer zur äußeren Begrenzung (26) des Randes (22) eingewalzt, ehe die Einwickelbahn (20) den Körper (10) erreicht. Der Rand (22) wird spätestens gleichzeitig mit dem Einwalzen der Fältelung (28) durch Einwalzen eines Falzes entlang einer längsgerichteten Biegelinie (24) zum Biegen vorbereitet und vor dem Erreichen des Körpers (10) ungefähr rechtwinklig abgebogen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

[0002] Zum Stand der Technik gehören ein Verfahren und eine Einrichtung dieser Art (GB-A-1 492 934), die vor allem zum Verpacken von Stahlblechcoils mit einer ebenfalls aus Blech bestehenden Einwickelbahn vorgesehen sind. Dabei wird die Einwickelbahn mittels paarweise angeordneter Förderrollen über einen Tisch gefördert, an dem zum Fälteln der beiden seitlichen Ränder der Einwickelbahn ein Paar Plissierrollen achsparallel zu den Förderrollen gelagert ist. Die Ränder der Einwickelbahn verlassen beim Fälteln deren ursprüngliche Ebene nicht und ragen beim anschließenden Umwickeln des zu verpackenden rollenförmigen Körpers parallel zu dessen Achse über je eine Stirnfläche des Körpers hinaus. Anschließend werden die gefälteten Ränder durch Andrückrollen rechtwinklig umgebogen und dadurch an die zugehörige Stirnfläche des Körpers angelegt. Diese in erster Linie zum Verpacken von Stahlblechcoils vorgesehene Verfahrensweise ist beim Verpacken empfindlicherer rollenförmiger Körper, insbesondere Druckpapierrollen, mit der Gefahr verbunden, daß der Körper durch überhöhte Kantenpressung beim Umbiegen der gefälteten Ränder beschädigt wird.

[0003] Es ist auch bekannt (JP-A-8-58720), rollenförmige Körper, wiederum handelt es sich um Blechrollen, mit einer Einwickelbahn zu umwickeln, deren an je eine Stirnfläche des rollenförmigen Körpers anzulegende Ränder zuvor rechtwinklig abgekantet worden sind, sodaß die Einwickelbahn schon auf dem Weg zu dem Körper einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Die Einwickelbahn wird von einer achsparallel zum einzuwickelnden Körper angeordneten Walze gegen die Mantelfläche des Körpers gedrückt und gleichzeitig werden die abgekanteten Ränder der Einwickelbahn mittels Bürstenwalzen und Anpreßwalzen an die Stirnflächen des Körpers gedrückt, wobei sie an den Stirnflächen gefaltet werden. Dabei muß erhebliche Kraft aufgewandt werden, da die Einwickelbahn durch die ihre Ränder begrenzenden Abkantungen versteift ist und sich dort der Umlenkung in eine der Mantelfläche des zu verpackenden Körpers entsprechende Kreisbahn widersetzt. Wenn der zu verpackende Körper eine Rolle aus Druckpapier oder anderem nicht besonders steifem Material ist und deshalb den Kräften der Andruckrollen nur mäßigen Widerstand entgegensetzen kann, wird die Einwickelbahn im Bereich der Abkantungen nicht kreisbogenförmig sondern poligonal verformt; in jedem Fall ist damit zu rechnen, daß die Faltungen an den Stirnseiten des Körpers ungleichmäßig werden und über den Umfang hinausragende Taschen oder Ohren bilden. Ungleichmäßige Faltungen können in der Stirnfläche des Körpers, an der sie anliegen, störende Druckstellen erzeugen, wenn der Körper mit senkrecht stehender Achse transportiert oder gelagert und dabei möglicherweise zusätzlich zu seinem Eigengewicht vom Gewicht darübergestapelter Körper belastet wird.

[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verpacken rollenförmiger Körper derart weiterzubilden, daß Ungleichmäßigkeiten der Verpackung und stirnseitige Abdrücke am Körper weitgehend vermieden werden.

[0005] Verfahrenstechnisch ist diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Im Vergleich zu den bekannten Verfahren sind keine nennenswerten Kräfte erforderlich, um einen erfindungsgemäß vorbereiteten Rand einer Einwickelbahn gleichmäßig an die zugehörige Stirnfläche des rollenförmigen Körpers anzulegen, da der Rand von selbst dazu neigt, sich beim Umwickeln des rollenförmigen Körpers zu verkürzen, indem seine Falten sich in der Art einer Ziehharmonika aneinanderlegen. Soweit die beschriebene Aufgabe eine Einrichtung betrifft, ist sie erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst.

[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0007] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2

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

Fig. 3

einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 4

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

Fig. 5

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

Fig. 6

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

Fig. 7

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

Fig. 8

dieselbe Plissierwalze, in Richtung des Pfeils VIII in Fig. 7 gesehen,

Fig. 9

das Verzahnungsprofil der Plissierwalzen in der Ebene IX in Fig. 6,

Fig. 9a

einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 9,

Fig.10

das Verzahnungsprofil der Plissierwalzen in der Ebene X in Fig. 6,

Fig.10a

einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 10,

Fig.11

das Verzahnungsprofil der Plissierwalzen in der Ebene XI in Fig. 6 und

Fig.12

ein gegenüber Fig. 6 abgewandeltes Plissierwalzenpaar.

[0008] Die in Fig.1 und 2 dargestellte Einrichtung dient zum Verpacken eines rollenförmigen Körpers 10, insbes. einer Druckpapierrolle. Der Körper 10 hat eine zylindrische Mantelfläche 12 sowie zwei dazu normale Stirnflächen 14 und ruht auf zwei parallelen Stützrollen 16, von denen wenigstens eine drehantreibbar ist, um den Körper 10 um seine eigene Achse zu drehen. Zum Einpacken des Körpers 10 ist eine Einwickelbahn 20 vorgesehen, die aus faltbarem Einwickelmaterial besteht, beispielsweise aus Packpapier mit oder ohne Kunststoffkaschierung.

[0009] Die Einwickelbahn 20 hat zwei seitliche Ränder 22, von denen in Fig.1 und 2 nur einer sichtbar ist. Die beiden Ränder 22 sind definiert als die Bereiche der Einwickelbahn 20 zwischen je einer zunächst gedachten, in der Einwickelbahn also nicht von vorneherein vorhandenen, Biegelinie 24 und der zugehörigen äußeren Begrenzung 26 der Einwickelbahn. Jede der beiden Biegelinien 24 erstreckt sich in Längsrichtung der Einwickelbahn 20, also parallel zu deren äußeren Begrenzungen 26. Jeder der beiden Ränder 22 wird mit einer feinen Fältelung 28 versehen, die auch als Plissierung bezeichnet werden kann.

[0010] Zum Zuführen der Einwickelbahn 20 von einer nicht dargestellten Vorratsrolle sowie zum Biegen ihrer Ränder 22 längs je einer der Biegelinien 24, zum anschließenden Fälteln jedes der beiden Ränder 22 und schließlich zum Umwickeln des Körpers 10 mit der so vorbereiteten Einwickelbahn 20 ist die in Fig.1 und 2 insgesamt und in den übrigen Zeichnungen in Ausschnitten bzw. Varianten dargestellte Einrichtung vorgesehen. Zu ihr gehört ein Gestell 30, an dem zwei Förderrollen 32 und 34 um je eine waagerechte Achse A bzw. A' drehbar gelagert sind. Die Einwickelbahn 20 läuft zwischen den Förderrollen 32 und 34 hindurch, die sich über ihre gesamte Breite erstrecken, und von denen mindestens eine Förderrolle 32 antreibbar ist.

[0011] Unterhalb der Förderrollen 32 und 34 - im Sinne der von ihnen bewirkten Bewegung der Einwickelbahn 22 förderstromabwärts - ist gemäß Fig.1 und 2 zum Herstellen je eines Falzes entlang jeder der beiden Biegelinien 24 je ein Falzrollenpapier 36, 38 angeordnet. Von den Falzrollen jedes Paars hat eine Falzrolle 36 ein konkaves Profil, während die andere Falzrolle 38 ein komplementäres, konvexes Profil aufweist. Jede der Falzrollen 36 und 38 ist an einem Arm eines zweiarmigen Hebels 40 bzw. 42 um eine zu den Achsen A und A' der Förderrollen 32 und 34 annähernd parallele Achse B bzw. B' frei drehbar gelagert. Zwischen den beiden von den Falzrollen 36 und 38 abgewandten Armen der beiden Hebel 40 und 42 ist ein beispielsweise von einem Tellerfederpaket gebildeter Kraftspeicher 44 angeordnet, der die Falzrollen 36 und 38 zueiander hin drückt.

[0012] Die Förderrollen 32 und 34 sowie die Falzrollen 36 und 38 definieren eine im dargestellten Beispiel senkrechte Ebene, in der die Einwickelbahn 20 sich bewegt, im dargestellten Beispiel von oben nach unten. In dieser Ebene liegen Anfangsbereiche zweier Rampen 46, die sich wendelförmig nach unten erstrecken und in je einer zu ihrer ursprünglichen Ebene normalen, im dargestellten Beispiel ebenfalls senkrechten Ebene enden. Dabei ist von besonderer Bedeutung, daß die letztgenannten Ebenen mit der Ebene je einer der beiden Stirnflächen 14 des zu verpackenden Körpers 10 mindestens annähernd übereinstimmen.

[0013] Die gemäß Fig.1 und 2 von den Förderrollen 32 und 34 nach unten geförderte Einwickelbahn 20 durchläuft mit ihren beiden seitlichen Rändern 22 je eines der Falzrollenpaare 36, 38 und wird von diesen längs der beiden Biegelinien 24 gefalzt. Anschließend gleiten die Ränder 22 über je eine der Rampen 46 und werden dabei längs der angrenzenden Biegelinie 24 ungefähr rechtwinklig abgebogen.

[0014] In Bewegungsrichtung der Einwickelbahn 20 - gemäß Fig.1 und 2 von oben nach unten - folgt auf jede der beiden wendelförmigen Rampen 46 ein Zwischenraum 48, und an jeden der Zwischenräume 48 schließt sich ein schmaler Schacht 50 an, der gemäß Fig.2 von zwei senkrechten und im wesentlichen ebenen, nur in Ihrem oberen Bereich trichterförmig divergierenden Platten, beispielsweise aus Stahlblech, gebildet ist. In jedem der beiden Zwischenräume 48 ist ein Paar kegelstumpfförmige Plissierrollen 52 und 54 angeordnet, die ineinandergreifende Verzahnungen 56 aufweisen. Eine Plissierrolle 54 jedes Paars ist mittels eines Motors 58 antreibbar und nimmt die andere Plissierrolle 52 über die an beiden Plissierrollen ausgebildeten Verzahnungen 56 mit. Die Achsen C und C' der beiden Plissierrollen 52 und 54 jedes Plissierrollenpaars sind waagerecht und schneiden einander unter einem spitzen Winkel. Die Winkelhalbierende zwischen den Achsen C und C' liegt quer zu den Achsen A und A' der Förderrollen 32 und 34.

[0015] In Fig.7 und 8 ist eine der Plissierrollen 52 abgebildet, die übereinstimmend mit Fig.1 die äußere Form eines Kegelstumpfes hat. Jedes der beiden Plissierrollenpaare 52, 54 ist so angeordnet, daß der zugehörige Rand 22 der Einwickelbahn 20, nachdem er aus seiner ursprünglichen Ebene um 90° abgebogen worden ist, zwischen den beiden Plissierrollen 52 und 54 des betreffenden Paars hindurchläuft und dabei plissiert wird, ohne dabei seine Lage in bezug auf den Hauptteil der Einwickelbahn 20 noch merklich zu verändern. Dabei ist die große Basis jeder der Plissierrollen 52 und 54 ungefähr in einer gemeinsamen Ebene mit der zugehörigen Biegelinie 24 angeordnet, während die kleine Basis jeder der Plissierrollen geringfügig über die äußere Begrenzung 26 des betreffenden Randes 22 der Einwickelbahn 20 hinausragt. Wesentlich ist, daß die Verzahnung 56 wenigstens einer der Plissierrollen 52 und 54 in der Nähe von deren großer Basis gemäß Fig.11 mit der Zahnhöhe Null beginnt und von dort aus eine allmählich, im dargestellten Beispiel genau linear, zunehmende Zahnhöhe hat. Infolgedessen erzeugt jedes Paar Plissierrollen 52 und 54 an dem zwischen ihnen hindurchlaufenden Rand 22 der Einwickelbahn 20 eine Fältelung 28, die nahe der zugehörigen Biegelinie 24 beginnt und ihre größte Tiefe an der äußeren Begrenzung 26 des Randes erreicht.

[0016] Im dargestellten Beispiel hat die erste Plissierrolle 52 eine normale Kegelradverzahnung 56; die zweite Plissierrolle 54 ist durch Überdrehen einer mit der ersten Plissierrolle ursprünglich identischen Rolle entstanden.

[0017] In Fig.6 sind weitere Einzelheiten der Anordnung eines Paars Plissierrollen 52 und 54 dargestellt, so eine Halterung 60, die beispielsweise wie in Fig.1 angedeutet am Gestell 30 zu befestigen ist und zwei Lagerkörper 62 und 64 trägt, in denen mittels je eines Paars Wälzlager 66 je ein Wellenzapfen 68 gelagert ist. Die Plissierrollen 52 und 54 sind Hohlkörper, die auch innen konisch gestaltet und auf je einem entsprechend konischen Abschnitt des zugehörigen Wellenzapfens 68 auswechselbar aufgespannt sind. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, entsprechend dem Durchmesser des einzupackenden rollenförmigen Körpers 10 und je nach der Beschaffenheit der verwendeten Einwickelbahn 20 Plissierrollen 52 und 54 mit mehr oder weniger ausgeprägter Verzahnung 56 zu verwenden.

[0018] In Fig.12 ist ein Plissierrollenpaar 52, 54 dargestellt, das zugleich zum Falzen der Einwickelbahn 20 längs der zugehörigen Biegelinie 24 und somit als Ersatz für ein Falzrollenpaar 36, 38 vorgesehen ist. Zu diesem Zweck weist die Plissierrolle 52 an ihrem in Fig.12 linken Ende eine Ringnut 70 auf, und am linken Ende der anderen Plissierrolle 54 ist eine komplementäre Ringwulst 72 ausgebildet, die in die Ringnut 70 eingreift. Bei dieser Gestaltung der Plissierrollen 52 und 54 ist die Winkelhalbierende zwischen ihren einander unter einem spitzen Winkel schneidenden Achsen C und C' parallel zu den Achsen A und A' der Förderrollen 32 und 34 angeordnet, und die von diesen kommende Einwickelbahn 20 läuft mit ihrem Rand 22, ohne vorher längs einer Biegelinie 24 gefalzt und mittels einer Rampe 46 oder dergleichen abgebogen worden zu sein, unmittelbar zwischen den in Fig.12 dargestellten Plissierrollen 52 und 54 hindurch. Dabei wird der Rand 22 plissiert und gleichzeitig an seiner Biegelinie 24 gefalzt sowie beim Verlassen des Plissierrollenpaars 52, 54 ungefähr rechtwinklig längs der Biegelinie 24 abgebogen. Falls es bei dieser Ausführungsform überhaupt noch erforderlich ist, das Abbiegen des Randes 22 mit einer wendelförmigen Rampe 46 der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art zu unterstützen, so ist diese Rampe stromabwärts, also unterhalb des Plissierrollenpaars 52, 54 angeordnet. Eine solche wendelförmige Rampe kann als Bestandteil eines der Bleche ausgebildet sein, die den Schacht 50 begrenzen.

[0019] Nachdem sie die Plissierrollenpaare 52, 54 durchlaufen haben, wie immer diese angeordnet und gestaltet sind, gelangen die längs ihrer Biegelinie 24 ungefähr rechtwinklig abgebogenen und plissierten Ränder 22 der Einwickelbahn 20 in je einen der Schächte 50 und bewegen sich darin weiter nach unten und zugleich längs eines Bogens mit allmählich abnehmendem Krümmungsradius in Richtung zu je einer Stirnfläche 14 des Körpers 10.

[0020] Zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtung gehört ferner ein Saugkasten 76, über den der zwischen den abgebogenen Rändern 22 liegende Hauptteil der Einwickelbahn 20 hinweggleitet und dabei am Saugkasten durch darin herrschenden Unterdruck anliegend gehalten und durch Reibung etwas gebremst wird. Anstelle des Saugkastens 76 kann eine gelochte Saugwalze vorgesehen sein, die auf einem geschlitzten Rohr drehbar gelagert und nach Bedarf abbremsbar ist.

[0021] An den Saugkasten 76 bzw. die Saugwalze schließt sich ein Bandförderer 78 an, der die Einwickelbahn 20 derart in den Walzenspalt 18 hineinfördert, daß die rechtwinklig abgebogenen, nun nach oben weisenden Ränder 22 der Einwickelbahn 20 sich an je eine der beiden Stirnflächen 14 des Körpers 10 anlegen, während dieser sich auf den Stützrollen 16 um seine eigene Achse dreht. In der Fältelung 28 jedes der beiden Ränder 22 ist elastische Formänderungarbeit gespeichert, die beim Umwickeln des Körpers 10 teilweise frei wird und die Bereitschaft der Ränder 22 unterstützt, sich entsprechend der Darstellung im rechten Teil der Fig.1 zu krümmen und an die zugehörige Stirnfläche 14 des Körpers 10 anzulegen.

Ansprüche

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

- in mindestens einen zum Anlegen an eine Stirnfläche (14) des Körpers (10) vorgesehenen Rand (22) der Einwickelbahn (20), ehe diese den Körper (10) erreicht, eine regelmäßige Fältelung (28) quer zur äußeren Begrenzung (26) des Randes (22), und sich zu dieser hin vertiefend, eingewalzt wird, und

- die Einwickelbahn (20) dann mit ihrem nicht gefältelten Teil um die Mantelfläche (12) des Körpers gewickelt und der gefältete Rand (22) an die angrenzende Stirnfläche (14) des Körpers (10) angelegt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (22) spätestens gleichzeitig mit dem Einwalzen der Fältelung (28) durch Einwalzen eines Falzes entlang einer längsgerichteten Biegelinie (24) zum Biegen vorbereitet und vor dem Erreichen des Körpers (10) ungefähr rechtwinklig abgebogen wird.

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

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

- einem Paar Stützrollen (16), auf denen der Körper (10) absetzbar und in Drehung versetzbar ist,

- paarweise angeordneten Förderrollen (32, 34) zum Heranfördern der Einwickelbahn (20), und

- einem Paar Plissierrollen (52, 54) für jeden an eine Stirnfläche (14) des Körpers (10) anzulegenden Rand (22) der Einwickelbahn (20), mit ineinandergreifenden Verzahnungen (56), zwischen denen der Rand (22) hindurchbewegbar ist, wobei er mit einer Fältelung (28) versehen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden an eine Stirnfläche (14) des Körpers (10) anzulegenden Rand (22) der Einwickelbahn (20) eine förderstromaufwärts von den Plissierrollen (52, 54) angeordnete oder unmittelbar an diesen ausgebildete Falzeinrichtung (36, 38; 70, 72) zum Einwalzen eines Falzes entlang einer den betreffenden Rand (22) begrenzenden, längsgerichteten Biegelinie (24) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß

- die große Basis jeder der Plissierrollen (52, 54) ungefähr in einer gemeinsamen Ebene mit der zugehörigen Biegelinie (24) angeordnet ist,

- die kleine Basis jeder der Plissierrollen (52, 54) geringfügig über die äußere Begrenzung (26) des betreffenden Randes (22) der Einwickelbahn (20) hinausragt,

- die Achsen (C, C') der beiden Plissierrollen (52, 54) jedes Plissierrollenpaars einander unter einem spitzen Winkel schneiden und

- die Verzahnung (56) mindetens einer Plissierrolle (54) eine Zahnhöhe aufweist, die ausgehend vom Betrag Null im Bereich der großen Basis der Plissierrolle (54) allmählich ansteigt und im Bereich der kleinen Basis der Plissierrolle (54) ihr Maximum hat.

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

6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmige Rampe (46) zwischen einem Paar Falzrollen (36, 38) und dem zugehörigen Paar Plissierrollen (54, 56) angeordnet ist.

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

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Plissierrollen (52, 54) zusätzlich zu ihrer Verzahnung (56) ringförmige Strukturen (70, 72) zum Falzen der Einwickelbahn (20) längs der Biegelinie (24) aufweisen.

Zeichnung