Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Preßballen sowie Packmittelzuschnitt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Preßballen aus faserförmigen Materialien sowie einen Packmittelzuschnitt mit den Merkmalen im Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche.

Ein solches Verpackungsverfahren nebst Verpackungsvorrichtung in Verbindung mit einer Ballenpresse ist aus der DE-OS 40 15 642 sowie der DE-OS 40 15 643 bekannt. Ähnliche Verfahren und Vorrichtungen zeigen auch die DE-OS 29 11 958 und die DE-OS 29 48 237. In den genannten Fällen werden hochverdichtete Preßballen aus faserförmigen Materialien, insbesondere geschnittenen oder strangförmigen Textilfasern, in einer Ballenpresse mit ein oder mehreren formelastischen Packmittelzuschnitten verpackt und anschließend mit einer Umreifung aus Metall- oder Kunststoffbändern versehen. Die Umreifung gibt der Verpackung und dem Preßballen Halt. Bei einer Dreifolienverpackung wird der als Bauchbinde vorgesehene Packmittelzuschnitt von einem Folienwickel in der benötigten Länge abgezogen und mit den Enden zu einem geschlossenen Ring um den Preßballen verschweißt. Zwischen der Bauchbinde und den als Deckel oder Boden fungierenden Packmittelzuschnitten besteht allerdings nur eine lose Verbindung, die durch die Umreifungen fixiert wird.

Die Umreifungen haben den Nachteil, daß sie die Weiterverarbeitung des Preßballens erschweren. Die Umreifungsbänder werden abgeschnitten oder auf andere Weise mit einem geeigneten Werkzeug aufgetrennt. Dabei besteht die Gefahr, daß der Preßballen beschädigt wird.

Zum anderen besteht für Bedienungspersonen beim Öffnen der Umreifungsbänder eine gewisse Unfallgefahr.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit für eine bessere Verpackung eines Preßballens aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den nebengeordneten Verfahrens- und Sachansprüchen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf eine Umreifung des Preßballens verzichtet werden. Statt dessen werden die Packmittelzuschnitte mit gegenseitiger Überlappung um den Ballen geschlagen und durch Verkleben und/oder Verschmelzen miteinander verbunden. Die Klebe- und/oder Schmelzverbindung der verschiedenen Packmittelzuschnitte untereinander fixiert die Verpackung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für verschiedene Verpackungsarten geeignet. In der Praxis wird mit zwei oder drei Packmittelzuschnitten gearbeitet, die in geeigneter Weise um den Preßballen gefaltet werden. Es ist aber auch möglich, mit einem einzigen Packmittelzuschnitt in Form eines Sackes oder Schlauches zu arbeiten und die offenen Enden durch Umfalten und Verkleben und/oder Verschmelzen zu verschließen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vor allem für die Verpackung von Preßballen in Ballenpressen geeignet, bei denen der Preßballen während des Verpackungsvorganges zwischen zwei Preßstempeln unter hohem Druck gehalten wird. Der Preßballen besteht vorzugsweise aus faserförmigen Materialien, insbesondere geschnittenen oder strangförmigen Textilfasern, die auch als Stapelfaser oder Tow bezeichnet werden. Der Preßballen kann ansonsten aber auch aus einem anderen Material bestehen.

Von besonderem Vorteil ist der Einsatz mehrlagiger Packmittelzuschnitte, die zumindest aus zwei Lagen bestehen und eine Haltestruktur, vorzugsweise in Form eines Gewebes, und eine schmelz- und/oder klebefähige Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann verschiedenen Zwecken dienen. Zum einen kann sie nur bereichsweise an den Verbindungsstellen vorhanden sein und dient dann vor allem zur Herstellung der Klebe- oder Schweißverbindung. Bei der Beschichtung kann es sich um eine durch Druck- und/oder Temperatur und/oder durch chemische Reaktion aktivierbare Klebemasse oder auch um eine leicht schmelzfähige Masse handeln. Die Beschichtung kann darüber hinaus auch Dichtungs- und Schutzaufgaben für den Preßballen erfüllen und ist dann vorzugsweise vollflächig auf der Haltestruktur aufgebracht.

Von besonderem Vorteil ist es, streifen- oder punktformige Verbindungen zu schaffen, die zwar sehr scherfest sind, sich andererseits aber leicht von Hand oder maschinell . schälend ablösen lassen. Einerseits hält dadurch die Verpackung sehr gut den vom Ballen ausgeübten Expansionskräften stand, läßt sich andererseits aber ohne großen Aufwand und insbesondere ohne Beschädigungsgefahr für den Preßballen wieder entfernen. Außerdem können die Packmittelzuschnitte komplett und ohne Rückstände vom Preßballen abgenommen werden.

Es empfiehlt sich, die Packmittelzuschnitte aus Kunststoff, insbesondere aus Polyäthylen herzustellen. Hierbei ist es aus Recyclinggründen vorteilhaft, wenn die Haltestruktur und die Beschichtung im wesentlichen aus der gleichen Kunststoffsorte bestehen. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Werkstoffe der Haltestruktur und der Beschichtung unterschiedliche hohe Schmelztemperaturen aufweisen, was die Klebe- und/oder Schmelzverbindung positiv unterstützt. Hierfür eignet sich besonders Polyäthylen, bei dem sich durch unterschiedliche

Herstellungsverfahren und innere Strukturen verschiedene Festigkeiten und Schmelztemperaturen gezielt einstellen lassen.

Die Verpackungsvorrichtung kann bezüglich der

Vorrichtungsbestandteile zum Zuführen, Anlegen und Falten der Packmittelzuschnitte von bekannter Art sein. Zur Herstellung der Klebe- und/oder Schweißverbindung(en) weist sie eine zustellbare Siegelvorrichtung auf. Diese kann unterschiedlich ausgebildet sein und besitzt eine

Heizvorrichtung und/oder eine Anpreßvorrichtung. Für die Bildung der punkt- oder streifenförmigen Verbindungen empfiehlt es sich, mehrere entsprechend geformte punkt- oder streifenförmige Einzelstempel an der Siegelvorrichtung vorzusehen, mit der die

Packmittelzuschnitte an den Verbindungsstellen punkt- oder streifenförmig aneinander gepreßt und gegebenenfalls an dieser beschränkten Kontaktfläche bezeizt werden.

in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

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

Figur 1: eine Ballenpresse mit einem Preßballen und einer Verpackungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht,

Figur 2: einen eingespannten und verpackten Preßballen mit einer Siegelvorrichtung in Seitenansicht gemäß

Pfeil II von Figur 1,

Figur 3: ein Teil der Siegelvorrichtung in Draufsicht entsprechend Pfeil III von Figur 2,

Figur 4: einen verpackten Preßballen in Seitenansicht und

Figur 5: eine abgebrochene Querschnittsdarstellung von Preßballen und Packmittelzuschnitt.

Figur 1 zeigt eine Ballenpresse (2) zur Herstellung und Verpackung von Preßballen (1) . Die Preßballen bestehen aus faserförmigen Materialien, insbesondere kurzgeschnittenen oder strangförmigen Textilfasern, sogenannter Stapelfaser oder Tow. Bei der Ballenpresse (2) handelt es sich um eine Karussellpresse, es kann aber auch irgendeine andere Bauform, z.B. ein Zentralpressesystem mit mehreren Vorpressen oder dgl. sein.

Die Fasern werden in einem Preßkasten (17) einfüllt und mit Preßstempeln (3,4) unter hohem Druck zu einem Ballen (1) verdichtet. Die Preßstempel (3,4) entwickeln hohe Druckkräfte von mehreren 100 t, z.B. 500 t. Die Ballen (1) haben ein Gewicht von ca. 300-700 kg. Der Preßballen (1) wird mittels einer Verpackungsvorrichtung (12) in mehrere Packmittelzuschnitte (5,6,7) eingeschlagen und verpackt.

In der gezeigten Ausführungsform kommen drei Packmittelzuschnitte (5,6,7) zum Einsatz, wobei die den Deckel (5) und den Boden (6) bildenden Packmittelzuschnitte vor der Befüllung des Preßkastens

(17) an die jeweils zugehörigen Preßstempel (3,4) gelegt werden und von diesen gegen den Preßballen (1) zugestellt werden. Der Deckel (5) und der Boden (6) werden anschließend durch eine Faltvorrichtung (18) an die Seitenflächen des Preßballens (1) geklappt. Danach wird der dritte Packmittelzuschnitt (7) in Form einer Bauchbinde um den Preßballen (1) geschlagen. Er wird dazu von einem Folienwickel (19) abgezogen.

Fig. 2 und 4 verdeutlichen diese Verpackungsform.

Alternativ kann auch erst die Bauchbinde (7) um den . Preßballen (1) geschlagen und anschließend Deckel (5) und Boden (6) darüber geklappt und gefaltet werden.

Die Faltvorrichtung (18) und die Vorrichtungen zur

Zuführung der Packmittelzuschnitte (5,6,7) können beliebig ausgebildet sein. Die gezeigte und vorbeschriebene Ausführungsform entspricht der aus der DE-OS 40 15 642 bzw. der DE-OS 40 15 643 bekannten Falttechnik. Anstelle der hier beschriebenen Drei-Folien-Verpackung kann auch mit einer Zwei-Folien-Verpackung gearbeitet werden, wie sie beispielsweise nebst der zugehörigen Vorrichtung aus der US-PS 3 816 970 bekannt ist.

Ferner ist es möglich, mit einem einzigen

Packmittelzuschnitt (nicht dargestellt) zu arbeiten, der als einseitig offener Sack oder als zweiseitig offener Schlauch ausgebildet ist. Nach dem Befüllen werden der Sack bzw. der Schlauch an den offenen Enden durch eine geeignete Falttechnik verschlossen und dann fixiert.

Bei der Erfindung werden der oder die

Packmittelzuschnitt(e) (5,6,7) durch Verschweißen und/oder Verkleben miteinander verbunden. Hierdurch entsteht eine allseitig geschlossene Umhüllung oder Verpackung für den Preßballen (1), die auch nach Entlastung des Preßballens

(1) vom Pressendruck den Kräften des aufquellenden Ballens widersteht. Die Erfindung ermöglicht es, auf eine zusätzliche Armierung der Verpackung durch Bänder oder Umreifungen oder dergleichen zu verzichten. In einer verschlechterten Ausführungsform können derartige Armierungen aber gleichwohl noch vorhanden sein.

Bei der Verpackung des Preßballens (1) werden die einzelnen Packmittelzuschnitte (5,6,7) mit zumindest paarweise gegenseitiger Überlappung (10) um den Preßballen (1) gelegt. Die Überlappungen (10) bilden die Verbindungsstellen. Die Packmittelzuschnitte (5,6,7) werden mittels einer Siegelvorrichtung (13) miteinander verklebt und/oder verschweißt, wodurch die sogenannten Verbindungen (11) geschaffen werden.

Die Siegelvorrichtung (13) ist vorzugsweise Bestandteil der Verpackungsvorrichung (12) und wird mit dieser relativ zum eingespannten Preßballen (1) bewegt. Die Bestandteile der Verpackungs- bzw. Siegelvorrichtung (12,13) sind dazu beispielsweise auf zwei beidseits des Preßballens (1) verfahrbaren Trolleys angeordnet. Derartige Trolleys sind z.B. aus der DE-OS 40 15 643 bekannt. Es kann aber auch ein anderes Transportsystem vorhanden sein, etwa gemäß der DE-OS 29 11 958.

Die Siegelvorrichtung (13) weist eine Heizvorrichtung (14) und/oder eine Andruckvorrichtung (15) auf. Die einzelne Ausbildung und Anordnung hängt von der gewählten und nachfolgend beschriebenen Verbindungstechnik ab.

Wie Figur 5 verdeutlicht, sind die Packmittelzuschnitte (5,6,7) mehrlagig, vorzugsweise zweilagig, aufgebaut. Sie bestehen aus einer festen Haltestruktur (8), vorzugsweise in Form eines Gewebes, welches die vom expandierenden Preßballen (1) ausgeübten Kräfte aufnimmt und die

Verpackung stabilisiert. Die Haltestruktur (8) kann auch eingelagerte Versteifungsbänder aufweisen oder auf eine sonstige geeignete Art ausgebildet sein.

sie ist zumindest an den Verbindungsstellen (10) mit einer Beschichtung (9) versehen, welche die Herstellung der Klebe- und/oder Schmelzverbindung ermöglicht. Die Beschichtung (9) ist zumindest auf einer Seite der Haltestruktur (8) vorhanden. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Gewebe vollflächig mit einer

Beschichtung (9) kaschiert. Die Beschichtung (9) umhüllt dadurch den Preßballen (1) und schützt diesen gegen äußere Umwelteinflüsse, wie Verschmutzung, Wasser etc.. Die feste Haltestruktur (8) schützt den Preßballen (1) zusätzlich gegen mechanische Beschädigungen.

In der bevorzugten Ausführungsform bestehen die Packmittelzuschnitte (5,6,7) aus Kunststoff. Sie sind vorzugsweise weitgehend zugfest, lassen sich aber falten und biegen. Sie sind insoweit ausreichend formelastisch, um sich in der gewünschten Weise um den Preßballen (1) schlagen zu lassen, haben aber eine ausreichende innere Zug- und Dehnungsfestigkeit, um den Preßballen (1) nach der Entlastung von den Preßstempeln (3,4) in der Form zu halten. Die benötigten Festigkeiten richten sie nach der Art des Ballenmaterials und lassen sich variieren.

Es empfiehlt sich, die Haltestruktur (8) und die Beschichtung (9) der Packmittelzuschnitte (5,6,7) aus der gleichen Kunststoffsorte herzustellen. Dadurch lassen sie sich leichter recyceln. Besonders günstige Eigenschaften hat hierfür wiederum Polyäthylen.

Die Haltestruktur (8) und die Beschichtung (9) haben außerdem vorzugsweise unterschiedliche Schmelztemperaturen, wobei die Schmelztemperatur der Haltestruktur (8) höher liegt als diejenige der

Beschichtung (9) . Dies ist wiederum in Verbindung mit Polyäthylen vorteilhaft. Durch die niedrigere Schmelztemperatur kann von der Siegelvorrichtung (13) die Beschichtung (9) angeschmolzen werden, ohne daß die Haltestruktur (8) beschädigt wird.

In der bevorzugten Ausführungsform bestehen die Packmittelzuschnitte (5,6,7) aus Polyäthylen. In diesem Fall besitzt die Siegelvorrichtung (13) neben der Andruckvorrichtung (15) auch eine Heizvorrichtung (14). Die Siegelvorrichtung (13) ist an die Anordnung der Überlappungen (10) bzw. Verbindungsstellen angepaßt. Die Andruckvorrichtung (15) besteht aus mehreren entlang der Überlappungen (10) sich erstreckenden Druckbalken, die einzeln oder gemeinsam an den Preßballen (1) über geeignete Antriebe zustellbar sind. In die Druckbalken sind Heizvorrichtungen (14) integriert. Es kann sich um elektrische Widerstandsheizungen, mit fluidischen Heizmitteln betriebene Rohrsysteme oder dergleichen handeln.

Wie Figur 2 bis 4 verdeutlichen, besitzen die Druckbalken mehrere seitlich voneinander distanzierte leistenförmige Einzelstempel (16) die ein Stück vorstehen und beim Anpressen Schmelz- und/oder Klebestreifen (11) an den

Verbindungsstellen (10) erzeugen. Vorzugsweise erstrecken sie sich vertikal bzw. quer zur Längsrichtung der Überlappungen (10). Die Einzelstempel (16) bzw. die Schmelzstreifen oder Verbindungen (11) können auch punktförmig sein. Es entsteht jedenfalls eine längs der Überlappungen (10) periodisch unterbrochene Verbindung.

Die punkt- oder streifenförmigen Verbindungen (11) bieten gegenüber den normalen Ballenkräften eine ausreichende Festigkeit. Sie sind auf Scherung hochbelastbar. Andererseits lassen sie sich aber von Hand oder mit einer geeigneten Maschine relativ leicht schälend ablösen, wenn der außen liegende Packmittelzuschnitt quer zum Preßballen (1) abgezogen wird.

In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verbindung der aus Polyäthylen bestehenden Packmittelzuschnitte (5,6,7) durch Wärmezufuhr beim Andrücken der Siegelvorrichtung (13). Hierbei empfiehlt es sich, die einzelnen Packmittelzuschnitte (5,6,7) so auszurichten und um den Preßballen (1) zu legen, daß an den Verbindungsstellen (10) jeweils die Beschichtungen (9) aufeinander zu liegen kommen. Bei der Ausführungsform von Figur 2 liegt die Beschichtung beim Deckel (5) und beim Boden (6) außen, während sie bei der Bauchbinde (7) an der den Preßballen (1) zugewandten Innenseite zu finden ist. Bei der Bauchbinde (7) liegt dann das Gewebe (8) außen. Unter Druck- und Wärmezufuhr schmelzen die aneinanderliegenden Beschichtungen (9) und verkleben miteinander.

Alternativ ist es auch möglich, bei den

Packmittelzuschnitten (5,6) eine Gewebeseite (8) mit einer Beschichtungsseite (9) in Kontakt zu bringen und durch Anschmelzen der Beschichtung (9) aneinander zu heften. Auf diese Weise kann man beispielsweise die Enden der Bauchbinde (7) überlappend aufeinanderlegen und heften.

In einer weiteren Alternative kann die Beschichtung (9) auch aus einer geeigneten Klebemasse bestehen. Hierfür gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Zum Beispiel können in die Beschichtung (9) umhüllte Klebekügelchen eingebettet sein, die unter dem Druck der angepreßten Andruckvorrichtung (15) platzen, den Klebstoff freisetzen

und dadurch für eine Verbindung sorgen. Bei dieser Ausführungsform, in der die Beschichtung (9) allein durch Druck in ihrer Verbindungswirkung aktiviert wird, kann auf Wärmezufuhr und eine Heizvorrichtung (14) verzichtet werden. In dieser Ausführungsform empfiehlt es sich auch, die Beschichtung (9) nur an den Überlappungen bzw. Verbindungsstellen (10) vorzusehen. In diesen und anderen Fällen können die Packmittelzuschnitte (5,6,7) auch mehr als zwei Lagen aufweisen, indem beispielsweise die Haltestruktur (8) mit einer zusätzlichen dichtenden Beschichtung getränkt oder kaschiert ist.

In einer weiteren Alternative kann die Beschichtung (9) auch aus einem Thermokieber bestehen, der durch Druck- und Wärmezufuhr aktiviert wird. Ferner sind Kontaktkleber aus zwei getrennten, unterschiedlichen Komponenten verwendbar, die beim Zusammentreffen chemisch reagieren und sich verbinden. In diesem Fall wären z.B. die Komponenten in zwei miteinander in Kontakt zu bringenden Beschichtungen (9) analog Fig. 2 zu finden. Bei den verschiedenen

Verbindungsmöglichkeiten können je nach Materialwahl und Behandlung reine Klebeverbindungen, reine Schmelzverbindungen oder kombinierte Klebe-Schmelzverbindungen entstehen.

Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispieles sind in verschiedener Weise möglich. Neben den vorerwähnten Variationen in der technischen Gestaltung der Ballenpresse (2) , der Materialwahl der Preßballen (1) und der Verpackungs- und Falttechnik läßt sich auch die

Siegelvorrichtung (13) abändern. Die Druckbalken können auch vollflächig auf die Überlappungen bzw. Verbindungsstellen (10) einwirken und keine streifen- oder punktförmigen Einzelstempel (16) aufweisen. In einer weiteren Abwandlung können die Einzelstempel (16) in kleinerer Zahl und mit eigenständigen Antrieben vorhanden sein, wobei sie entlang des eingespannten Preßballens (1)

bewegt werden und dabei abwechselnd für die Schaffung einer Verbindung (11) zugestellt und dann wieder weiter transportiert werden. Die Siegelvorrichtung (13) kann auch mit der Faltvorrichtung (18) kombiniert werden, indem die ersten Schmelzstreifen oder Verbindungen (11) bereits angebracht werden, während die Faltvorrichtung (18) noch die Bauchbinde (7) um den Preßballen (1) schlägt.

Alternativen sind auch in der Materialwahl der Packmittelzuschnitte (5,6,7) möglich. Außer Polyäthylen eignen sich auch andere Kunststoffe oder sonstige formelastische und zug- bzw. dehnfeste Materialen. Es sind ferner Materialmischungen möglich, wobei auch unterschiedliche Kunststoffe zum Einsatz kommen können.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Preßballen

2 Ballenpresse 3 Preßstempel, unten

4 Preßstempel, oben

5 Packmittelzuschnitt, Deckel

6 Packmittelzuschnitt, Boden

7 Packmittelzuschnitt, Bauchbinde 8 Haltestruktur, Gewebe

9 Beschichtung

10 Überlappung, Verbindungsstelle

11 Verbindung, Schmelzstreifen

12 VerpackungsVorrichtung 13 Siegelvorrichtung

14 Heizvorrichtung

15 Andruckvorrichtung

16 Einzelstempel

17 Preßkasten 18 Faltvorrichtung 19 Wickel