Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Preßballen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Preßballen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruches.

Ein solches Verfahren und die zugehörige Vorrichtung sind aus der EP 0 014 923 bekannt. Die EinhüllVorrichtung besteht hier aus zwei festen Tragarmen und zwei schwenkbaren Folienarmen. Die Folienarme sind an einem Ende fliegend gelagert und tragen am anderen Ende den schweren Folienwickel sowie eine Schweiß- und Schneidvorrichtung. Die komplette Einhüllvorrichtung sitzt auf einem einzelnen Transportwagen und wird auf Höhe des Preßballens von der Seite her in die Preß- oder Verpackungsstation gefahren. In der Fahrbewegung wird die zwischen den starren Tragarmen und dem Folienwickel aufgespannte Mantelfolie um den Preßballen geschlagen, wobei die schwenkbaren Folienarme eine zusätzliche Drehbewegung mit dem Folienwickel ausführen. Eine solche Anordnung wirft mechanische und kinematische Probleme auf.

Die Folienenden werden an der Verbindungsstelle durch Verschweißen, Heften oder auf sonstige Weise fest miteinander verbunden werden. Dies ist auch notwendig, da für die nachfolgende Umreifung die Einhüllvorrichtung vom Preßballen gelöst und aus der Verpackungs- bzw. Preßstation vollständig herausgefahren werden muß. Sie muß Platz machen für die eigenständige Umreifungsvorrichtung. Diese Technik kostet Zeit und bedingt einen hohen Bau- und Steuerungsaufwand. Es ist nicht zuletzt auch ein Platzproblem, eine Einhüll- und eine Umreifungsvorrichtung

mit ihren Transportwagen getrennt voneinander unterzubringen, in Wartepositionen zu halten und separat ein- und ausfahren zu lassen. Die vorbekannte Vorrichtung läßt sich daher auch nicht bei allen Pressensystemen einsetzen, insbesondere nicht bei sogenannten Karussell-Ballenpressen, bei denen der Preßballen von der Seite her durch die Pressenständer nur schwer zugänglich ist. Ferner bleibt es beim Stand der Technik offen, wie nach dem Abtrennen der Mantelfolie, dem Öffnen und Zurückfahren der Einhüllvorrichtung anschließend das freie Folienende wieder gefaßt und die Mantelfolie für den nächsten Verpackungsvorgang aufgespannt werden soll. Als ungünstig hat sich auch die Schweiß- oder HeftVerbindung zwischen den Folienenden herausgestellt. Hochfeste und wenig dehnfähige Folien können damit nicht für zufriedenstellende Verpackungen eingesetzt werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Preßballen aufzuzeigen, die an beliebigen Pressensystemen eingesetzt werden können, leichter handhabbar sind und eine bessere und betriebssicherere Verpackung ermöglichen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der schwere Folienwickel in einfacher Weise, vorzugsweise auf einer geraden Bahn, längs des Preßballens bewegt. Hierdurch lassen sich die Probleme des Standes der Technik mit der Kinematik, der Mechanik und der Vorrichtungsstabilität vermeiden. Die U-förmige Einhüllbewegung der Mantelfolie wird durch den leichter zu handhabenden Folienarm ausgeführt, der durch das geringe Gewicht des abgezogenen Folienstücks auch relativ schwach dimensioniert sein kann.

Die Trennung von Folienwickel und Folienarm und deren eigenständige Beweglichkeit auf separaten Transportwagen ermöglichen ferner eine Lösung des Platzproblems. Zum einen läßt sich dadurch die Verpackungsvorrichtung an beliebigen Ballenpressen, insbesondere auch Karussellpressen, anordnen und auch nachrüsten. Alternativ ist ein Einsatz an eigenständigen VerpackungsStationen etc. möglich.

Zum anderen kann die Umreifung unmittelbar nach der Umhüllung des Preßballens erfolgen. Die Umreifungsvorrichtung kann mit der Einhüllvorrichtung kombiniert werden oder dieser unmittelbar nachfolgen. Auf jeden Fall muß die Einhüllvorrichtung nicht erst zeit- und platzraubend entfernt werden, bevor die Umreifungsvorrichtung in Aktion treten kann. Die beiden Vorrichtungen können vielmehr zusammenwirken und einander funktions- und vorrichtungstechnisch ergänzen, wodurch der Bauaufwand optimiert wird.

Es empfiehlt sich, die Folienenden lose zu überlappen und nur durch die Umreifung zu fixieren. Die Folienenden können aneinander gleiten, wenn der Ballen nach Entlastung aufspringt und sich dehnt. Die Mantelfolie kann der Dehnbewegung folgen, ohne daß sie reißt oder daß die Verpackung sich auf andere Weise unerwünscht öffnet. Dadurch ist auch der Einsatz hochfester Verpackungsfolien möglich, deren Festigkeit durch Wärmeeinwirkung beim Schweißen oder Heften leiden würde. Beim Stand der Technik führte diese zu einer Schwächung der geschlossenen Mantelfolie an der Verbindungsstelle der Folienenden. Eine Bruchstelle war damit vorprogrammiert.

Die Einhüllvorrichtung bleibt während der Umreifung am Preßballen und hält die Mantelfolie fest. Auf diese Weise kann die straffe und überlappte Lage der Folienenden bis und während der Umreifung gesichert werden. Es werden ferner Packzeit und Steuerungsaufwand gespart. Günstig ist auch, daß zur Folienfixierung nur eine einfache und keine kreuzweise Umreifung des Preßballens erforderlich ist.

Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Verpackungstechnik im weiteren, daß Verfahren und Vorrichtung für unterschiedliche Ballengrößen geeignet sind und sich softwaremäßig anpassen lassen. Dies erweitert den Einsatzbereich und verringert zugleich den Umrüstungsaufwand.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargelegt, die die Funktion verbessern und den Bau- und Steuerungsaufwand minimieren.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Im einzelnen zeigen

Figur 1: eine Draufsicht auf eine

Verpackungsvorrichtung an einer Ballenpresse,

Figuren 2 - 7: die Verpackungsvorrichtung von Fig. 1 in verschiedenen Bewegungsstellungen und

Figur 8: eine perspektivische Stirnansicht der

Verpackungsvorrichtung gemäß Pfeil VIII in Fig. 4.

In Figur 1 ist eine VerpackungsVorrichtung (1) in Verbindung mit einer Ballenpresse (3), hier in Form einer an sich bekannten zweiständigen Karussell-Ballenpresse, dargestellt. Von den Pressenteilen sind der Übersicht halber lediglich die beiden vertikalen Pfosten (4) des Pressenrahmens dargestellt. Diese befinden sich an der Fertigpreßstation, in der der Preßballen (2) zwischen zwei Preßstempeln (27) unter Druck gehalten wird. Der Preßballen besteht vorzugsweise aus kurz geschnittenen oder langen Textilfasern, dem sogenannten Tow. Alternativ kommen als Ballenmaterial auch textile Abfälle oder sonstige andere Materialien in Frage.

Figur 1 zeigt die Ausgangsstellung, in der der Preßkasten (nicht dargestellt) gerade vom Preßballen (2) abgezogen ist. Die Verpackungsvorrichtung (1) befindet sich in diesem Stadium außerhalb des Preßraums und etwa in Höhe des äußeren Pressenpfostens (4).

Die VerpackungsVorrichtung (1) besteht aus einer Einhüll orrichtung (5) und einer Umreifungsvorrichtung (6), die beide auf zwei Transportwagen (8,9) angeordnet sind. Die Transportwagen (8,9) sind auf Schienen oder sonstigen Leitbahnen beidseits und längs des Ballens (2) verfahrbar angeordnet. Sie verfügen über eigenständige Antriebe und lassen sich getrennt voneinander bewegen. Während des Verpackungsvorganges bewegen sie sich in Fahrtrichtung (28).

Die Einhüllvorrichtung (5) weist einen Folienwickel (10) mit einem nachgeordneten Tänzer (11) sowie einen Folieneinzug (12) und eine dahinter angeordnete Schneidvorrichtung (13) auf, die miteinander auf dem Transportwagen (9) angeordnet sind. Zur Einhüllvorrichtung (5) gehört ferner noch ein Greifarm (20), der um eine vertikale Achse (38) schwenkbar an einer Reihenanordnung von Umlenkkanälen (18) der Umreifungsvorrichtung (6) angeordnet ist. Diese Teile sind ebenfalls auf dem Transportwagen (9) angeordnet. Die Einhüllvorrichtung (5) besitzt ferner noch ausfahrbare Haltepins (21) (vgl. Fig. 6), die sich ebenfalls auf dem Transportwagen (9) befinden.

Auf dem gegenüberliegenden Transportwagen (8) ist ein Folienarm (15) der Einhüllvorrichtung (5) mit einem stirnseitigen Greifer (16) angeordnet. In Fahrtrichtung (28) dahinter befinden sich zwei Umreifungsköpfe (17) der Umreifungsvorrichtung (6).

Der drehbar gelagerte und mit Führungsmitteln für die Mantelfolie (7) versehene Folienwickel (10) befindet sich an dem in Fahrtrichtung (28) vorderen Ende des Transportwagens (9) und ist gegenüber dem Ballen (2) etwas zurückgesetzt. Der nachgeschaltete Tänzer (11) bildet einen Folienspeicher, in dem die Mantelfolie (7) über mehrere

federelastisch miteinander verbundene vertikale Rollen geschlungen ist. Der Tänzer (11) gleicht Folienspannungen aus und sorgt für einen gleichmäßigen Abzug vom Folienwickel (10) .

Anschließend gelangt die Mantelfolie (7) in den Folieneinzug (12), der eine Förder- und Haltevorrichtung, z.B. eine Reibradanordnung aufweist, die die Mantelfolie vom Folienwickel (10) abziehen und das Folienende festhalten kann. Unmittelbar dahinter sitzt die Schneidvorrichtung (13), die als Messeranordnung, Schmelzdraht oder in sonst geeigneter Weise ausgebildet sein kann. Die Schneidvorrichtung (13) und der Folieneinzug (12) sitzen in Fahrtrichtung (28) hinter dem Folienwickel (10) und befinden sich direkt am ballenseitigen Rand des Transportwagens (9). Sie sind gemeinsam auf einem Träger angeordnet, der um eine vertikale Schwenkachse (14) auf dem Transportwagen (8) drehbar gelagert ist (vgl. Fig.4).

Am in Fahrtrichtung (28) hinteren Ende des Transportwagens (9) sind die Umlenkkanäle (18) angeordnet. Sie sind um eine vertikale Achse (19) drehbar gelagert, die sich am hinteren Wagenende und am ballenseitigen Wagenrand befindet. Die Umlenkkanäle (18) sind mindestens in gleicher Zahl wie die Schnürnuten (26) in den Preßstempeln (27) vorhanden und entsprechend verteilt angeordnet. Die einzelnen Umlenkkanäle (18) sind an der Rückseite durch ein Gestell (29) miteinander verbunden und gehalten, das seinerseits an der Drehachse (19) angreift. In Ruhestellung gemäß Figur 1 sind die Umlenkkanäle (18) vom ballenseitigen Wagenrand zurückgeschwenkt. Der Greifarm (20) befindet sich am vorderen Gestellende der Umlenkkanäle (18). Er besteht aus einer Doppelarmanordnung, deren Armteile (30,31) sich quer zur Fahrtrichtung (28) erstrecken und voneinander um mehr als die Folienhöhe distanziert sind. Die Armteile (30,31)

tragen an den Enden vertikale und bewegliche Spannfinger (32), die die horizontalen Folienränder von oben bzw. von unten fassen können. Die Spannfinger (32) sind ihrerseits höhenverstellbar.

Der Folienarm (15) ist quer zur Fahrtrichtung (28) ausfahrbar auf dem Transportwagen (8) gelagert. Er besteht aus einer teleskopierbaren Doppelarmanordnung, deren Armteile (33,34) sich ebenfalls quer zur Fahrtrichtung (28) erstrecken und in der Höhe voneinander um weniger als die Folienhöhe distanziert sind. Der Greifer (16) ist um eine vertikale Achse (35) schwenkbar an den Armenden angeordnet. Er besteht aus zwei Armverlängerungen (36), die an den Enden horizontale Spannfinger (37) tragen, die den vertikalen Folienrand erfassen und festhalten können.

Figuren 2 bis 7 zeigen den Ablauf des Verpackungsvorganges. Zunächst fahren gemäß Figur 2 beide Transportwagen (8,9) ein kleines Stück in Fahrtrichtung (28) vor, bis der Folienarm (15) und die Schneidvorrichtung (13) sowie der Folieneinzug (12) zwischen dem Pressenpfosten (4) und dem Ballen (2) eine miteinander fluchtende Stellung einnehmen. Anschließend fährt der Folienarm (15) aus und erfaßt mit seinem geradeaus gerichteten Greifer (6) das vordere Folienende (22), das ein Stück über die Schneidvorrichtung (13) vorsteht. Anschließend fährt der Folienarm (15) in die Ausgangsstellung auf den Transportwagen (8) zurück und zieht die Mantelfolie (7) nach.

Gemäß Figur 3 fährt der Transportwagen (8) dann weiter vor, bis sich der Folienarm (15) knapp vor dem Ballen (2) befindet. Der Folienarm (15) fährt wieder aus und zwar soweit, bis sich das Drehgelenk (35) des Greifers (16) ungefähr auf Höhe der abgewandten Breitseite (25) des Preßballens (2) befindet. Der andere Transportwagen (9)

fährt gleichzeitig oder kurz darauf ebenfalls ein kleines Stück vor und legt dadurch die Mantelfolie (7) an die hintere Ballenfront.

Der Preßballen (2) hat üblicherweise eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform und erstreckt sich längs der Fahrtrichtung (28). Mit den vorerwähnten Fahr- und Auszugsbewegungen wird die Mantelfolie (7) in einer seitlichen U-Form um die beiden Schmalseiten und die eine Breitseite des Preßballens (2) gelegt. Die dem Transportwagen (9) zugewandte Breitseite (25) des Ballens (2) ist jetzt noch offen. Um noch diese Breitseite (25) einzuhüllen, fährt gemäß Figur 4 der Transportwagen (9) noch ein Stück weiter vor, bis sich die Drehachse (19) knapp hinter dem Ballen (2) befindet. Die

Schneidvorrichtung (13) und der Folieneinzug (12) schwenken durch den Folienzug automatisch um ihre Schwenkachse (14) mit und erstrecken sich dann mitsamt der Mantelfolie (7) schräg zum Ballen (2). In dieser Lage befinden sie sich längs der Reihenanordnung der Umlenkkanäle (18), so daß die Spannfinger (32) des Greifarms (20) den oberen und unteren Folienrand erfassen können. Sobald dies geschehen ist, tritt die Schneidvorrichtung (13) in Funktion und trennt die Mantelfolie (7) durch. Das hintere Folienende (23) wird nun vom Greifarm (20) gehalten.

Wie Figur 5 verdeutlicht, schwenken nun die Umlenkkanäle (18) um ihre Achse (19) an den Preßballen (2), wobei die Mantelfolie (7) plan an die Breitseite (25) gelegt wird. Die Umlenkkanäle (18) fluchten mit den Schnürnuten (26) und nehmen bereits ihre Umreifungsstellung fest ein. Sie bleiben während des Umreifungsvorganges dann stehen. Der Greif rm (20) kommt durch die Schwenkbewegung des Gestells (29) an der vorderen Ballenecke zu liegen. Die Mantelfolie (7) und das hintere Folienende (23) werden dabei unter Zug

an die Seitenfläche (25) gelegt und gehalten. Anschließend wird der Greifer (16) betätigt und klappt unter Mitnahme des vorderen Folienendes (22) auf die Seitenfläche (25). Er bewegt sich dabei durch den Freiraum innerhalb der gebogenen Umlenkkanäle (18) und unter dem Greifarm (20) hindurch und legt unter Zug das vordere Folienende (22) auf das hintere Folienende (23).

Gemäß Figur 6 fahren nun zwei oder mehr Haltepins (21) aus und drücken das vordere Folienende (22) auf die Seitenfläche (25). Der Greifer (16) kann nun das vordere Folienende (22) loslassen und in die gerade Stellung gegenüber dem Folienarm (15) zurückschwenken, der dann auch wieder einfährt. In dieser Position werden von den beiden hinter dem Folienarm (15) angeordneten Umreifungsköpfen (17) die beiden ersten Reifenbänder (24) gelegt. Zumindest ein Reifenband wird dabei über die überlappten Folienenden (22,23) gelegt und fixiert diese.

Gemäß Figur 7 taktet der Transportwagen (8) mit zurückgezogenem Folienarm (15) um den Schnürnutenabstand weiter und legt die restlichen Reifenbänder (24) . Der Transportwagen (9) bleibt mit den Umlenkkanälen (18) stehen. Während der Umreifung halten auch der Greifarm (20) und die Haltepins (21) die Folienenden (22,23) fest. Nach Abschluß der Umreifung werden die Preßstempel (27) entlastet, wodurch sich der Preßballen (2) dehnt und in die Reifenbänder (24) springt. Die Haltepins (21) und der Greifarm (20) werden von den Folienenden (22,23) gelöst und fahren bzw. schwenken zurück. Die Spannfinger (32) des Greifarms (20) werden hierzu zunächst nach oben bzw. unten vom Folienrand abgezogen. Die Umlenkkanäle (18) klappen dann wieder in die Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 zurück und der Preßballen (2) kann nach Rückfahrt der Transportwagen (8,9) entnommen werden. In der Ausgangsstellung gemäß Figur

1 läßt sich die Fertigpreßstation der Ballenpresse (2) neu beschicken, wobei auch die Deckfolien für die obere und untere Ballenfläche angelegt und umgeschlagen werden. Der Folieneinzug (12) hat inzwischen auch das neue vordere Folienende (22) ein Stück über die geöffnete Schneidvorrichtung (13) hinausgefördert, so daß es beim nächsten Verpackungsvorgang vom Folienarm (15) wieder ergriffen werden kann.

S T Ü C K L I S T E

VerpackungsVorrichtung Preßballen, Ballen Ballenpresse Pressenrahmen EinhüllVorrichtung Umreifungsvorrichtung Mantelfolie Transportwagen, Trolley I Transportwagen, Trolley II Folienwickel Tänzer Folieneinzug Schneidvorrichtung Schwenkachse Folienarm Greifer Umreifungsköpfe Umlenkkanäle Drehachse Greifarm Haltepin Folienende, vorn Folienende, hinten Reifenband Seitenfläche, Breitseite, umreift Schnürnuten Preßstempel Fahrtrichtung Gestell Armteil Armteil Spannfinger Armteil

Armteil Achse, Drehgelenk Armverlängerung Spannfinger Achse