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*m ^A 2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*m ^A 2/g bis 2,5 kPa*m ^A 2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/m ^A 2 bis max. 140 g/m ^A 2 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