CH454731A

CH454731A - Verfahren zum Zuführen eines Bandes zur Umwicklung eines Gegenstandes und zur Spannung des um den Gegenstand gewickelten Bandes, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: CH454731A
Application number: CH1421167A
Authority: CH
Inventors: J Kobiella Robert
Original assignee: Signode Corp
Priority date: 1967-01-31
Filing date: 1967-10-11
Publication date: 1968-04-15
Also published as: US3420158A; GB1191991A; FR1551755A; DE1611979B1

Description

Verfahren zum Zuführen eines Bandes zur Umwicklung eines Gegenstandes und zur Spannung des um den Gegenstand gewickelten Bandes, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen eines Bandes mit hoher Geschwindigkeit zur Umwicklung eines Gegenstandes und zur Anwendung einer hohen Spannkraft auf das um den Gegenstand gewikkelte Band vor dessen Befestigung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Wenn Gegenstände mit Bändern aus Metall oder Kunststoff umgeben werden sollen, ist es wünschenswert, wenn dazu so wenig Zeit wie nur möglich notwendig ist. Da während der Zuführung des Bandes praktisch kein Hindernis in dessen Vorschubweg auftritt, kann die Bandzuführung mit hoher Geschwindigkeit erfolgen. Jedoch muss, nachdem das Band gestrafft und relativ zum umwickelten Gegenstand gesichert ist, es mit einer hohen Zugspannung versehen werden, um ein festes Paket zu erhalten. Um dies durchführen zu können, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um eine hohe Spannkraft auf das Band ausüben zu können.

Diese Verfahrensschritte wurden bisher auf verschiedene Arten durchgeführt, welche meist kompliziert waren, eine grosse Anzahl von Teilen benötigten und dennoch nicht die gewünschte Zufuhr- und Spannungsverhältnisse erzielten. Die dazu notwendigen Mechanismen bestanden hauptsächlich aus separaten unabhängigen Systemen, die individuelle Motor- und Antriebsmechanismen benötigten.

Zweck der Erfindung ist, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zu schaffen, dass zum Zuführen und Spannen des Bandes nur eine einzige, über einen relativ einfachen Antriebsmechanismus wirkende Antriebsquelle benötigt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Band zur Zuführung um ein schnellaufendes und ein langsamlaufendes Rad führt, das schnellaufende Rad mit hoher Drehzahl antreibt, während das Band ausser wirksamem Eingriff mit dem langsamlaufenden Rad gehalten wird und danach mit geringerer Geschwindigkeit mittels des langsamlaufenden Rades eine hohe Spannkraft auf das Band ausübt.

Es ist zweckmässig, wenn man das Band um ein schnellaufendes und ein langsamlaufendes Rad führt, das schnellaufende Rad mit hoher Drehzahl antreibt, während das Band ausser wirksamen Eingriff mit dem langsamlaufenden Rad gehalten wird und darnach die Drehrichtung des schnellaufenden Rades ändert und das langsamlaufende Rad in einer dazu komplementären Drehrichtung antreibt, um zuerst das Band mit hoher Geschwindigkeit zu straffen und darauf mit geringerer Geschwindigkeit eine hohe Spannkraft auf dasselbe auszuüben.

Es ist weiterhin zweckmässig, wenn man während des Zuführens des Bandes das langsamlaufende Rad auskuppelt und das schnellaufende Rad während der Schlussphase des Spannvorganges zur Erleichterung der Aufbringung einer hohen Spannkraft auf das Band freigibt.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgende Teile aufweist: ein erstes und ein zweites Rad, um welche das Band geführt ist; Antriebsmittel zum Antrieb des ersten Rades mit einer relativ hohen Umfangsgeschwindigkeit zur Zuführung des Bandes und zum Antrieb des zweiten Rades mit einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit zur Ausübung einer hohen Spannkraft auf das um den Gegenstand gewickelte Band; und Mittel, um das Band während des Zuführvorganges ausser Eingriff und während des Spannvorganges in Eingriff mit dem zweiten Rad zu halten.

Zweckmässigerweise weist die erfindungsgemässe Vorrichtung Antriebsmittel zum Antrieb des ersten Rades mit einer relativ hohen Umfangsgeschwindigkeit in der einen Richtung zur Zuführung des Bandes mit hoher Geschwindigkeit und zum Antrieb in der anderen Richtung zur schnellen Straffung desselben; Mittel, um das Band während des Zuführvorganges in Eingriff mit dem ersten Rad und ausser Eingriff mit dem zweiten Rad und während des Straffungsvorganges in Eingriff mit dem ersten Rad zu bringen, wodurch das Band mit hoher Geschwindigkeit zugeführt, gestrafft und in Eingriff mit dem zweiten Rad gebracht wird; und Antriebsmittel um das zweite Rad mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit anzutrieben, um eine hohe Spannkraft auf das Band auszuüben, auf.

Vorzugsweise sind die Antriebsmittel zum Antrieb der Räder während des Zuführens und Spannen des Bandes mit einer Antriebs quelle versehen, welche über eine Mehrzahl von Antriebselementen die beiden Räder antreibt.

Es ist zweckmässig, wenn zwischen dem ersten Rad und der Antriebsquelle eine erste Kupplung angeordnet ist, so dass das erste Rad gegenüber der Antriebswelle gleiten kann, wenn eine hohe Spannkraft auf das Band ausgeübt wird, und wenn zwischen dem zweiten Rad und der Antriebs quelle eine zweite Kupplung angeordnet ist, so dass während des Straffens des Bandes das zweite Rad freidrehen kann, jedoch nach Beendigung des Straffungsvorganges eine hohe Spannkraft auf das Band ausübt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer beispielsweisen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung und
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist eine Bandrolle 2 vorgesehen, von welcher das Band zur Umwicklung eines Paketes 10 abgezogen wird. Das Band 4 wird über die Zuführ- und Spannvorrichtung 6 und um das Paket 10 geführt. Nachdem das Band 4 um das Paket gespannt ist, wird ein Verbindungsmechanismus 8 von irgendeiner geeigneten Konstruktion betätigt zur Befestigung der einander überlappender Bandteile miteinander. Die Vorrichtung ist für Bänder aus Stahl oder Kunststoff verwendbar, und es können verschiedene Arten von Verschlusselementen benützt werden wie z. B.

Metallverschlüsse oder ein Verschluss, welcher durch Zusammenschweissen der einander überlappenden Bandteile gebildet wird.

Verschiedene Teile der Zuführ- und Spannvorrichtung werden durch einen einzigen Antriebsmotor 12 angetrieben, und zwar über Zahnräder, Kupplungen usw., welche im Detail nachstehend beschrieben werden.

In Fig. 2 ist eine Hauptantreibswelle 14 ersichtlich, welche durch den Motor 12 über eine Kupplung 16 angetrieben wird. Die Kupplung 16 kann eingestellt werden, um das maximale auf die Antriebswelle auszu übende Drehmoment zur Erzielung der im Band 4 vorzusehenden Schlussspannung übertragen zu können.

Auf der Antriebswelle 14 ist ein Antriebsritzel 17 angeordnet, welches mit einem Spannzahnrad 18 in Eingriff steht, wobei letzteres auf der dem Ritzel 17 gegenüberliegenden Seite mit einem Schlupfkupplungsritzel 20 in Eingriff steht. Das Schlupfkupplungsritzel 20 treibt über eine Reibungskupplung 24 eine Zuführradwelle 22 an. Das Zuführrad 26 ist auf dem einen Ende der Zuführwelle 22 befestigt. Die Teilkreisdurchmesser des Kupplungsritzels 18 sind derart gewählt, dass das Kupplungsritzel 20 ungefähr viermal so schnell dreht, wie das Spannzahnrad 18. Dieses Verhältnis ist nur beispielsweise, da selbstverständlich, wenn erwünscht, auch andere Übersetzungsverhältnisse gewählt werden können.

Das Band 4, das von der Wickelrolle 2 abgewickelt wird, wird zwischen dem Zuführrad 26 und einer unteren Anpressrolle 27 ergriffen und darauf innerhalb einer Bandführung 28 geführt. Das Band 4 wird durch eine obere Anpressrolle 29 in Eingriff mit dem Zuführrad 26 gedrückt. Die beiden Anpressrollen 27 und 29 werden mittels einer Zugfeder 31, die an den mit diesen Rollen verbundenen Wellen 27a, 29a befestigt ist, in Eingriff mit dem Zuführrad 26 gedrückt. Der Umschlingungswinkel um das Zuführrad 26 ist massgeblich für die Abzugskraft, die erforderlich ist, um das Band von der Wickelrolle 2 abzuziehen. Die obere Anpressrolle bewirkt die notwendige Kraft für den Umschlingungseffekt und die Reibungskupplung 24 wird derart eingestellt, dass sie ein genügend hohes Abziehdrehmoment überträgt.

Darauf tritt das Band 4 in eine Bandführung 30, die an das Spannrad 32 angrenzt und dieses teilweise umgibt. Der Widerstand der Führungskante des längs der Führung 30 entlang gleitenden Bandes 4 bewirkt, dass letzteres der Krümmung der Führung 30 folgt und dadurch vermieden wird, dass ein beachtenswerter Anpressdruck des Bandes 4 gegen das Spannrad 32 auftritt. Das Spannrad 32 bewirkt dadurch keine Bremsung des schnellen, durch das Zuführrad 26 erteilten Vorschubes auf das Band 4. Nach dem Passieren durch die Führung 30 bewegt sich das Band 4 nach oben in eine um den zu verpackenden Gegenstand 10 verlaufende Stellung. Geeignete Führungen (nicht dargestellt) dienen zur Führung des Bandes 4 um das Paket 10.

Das Spannrad 32 ist auf der Welle 34 befestigt, welche ihrerseits über eine Überholkupplung 36 mit dem Spannzahnrad 18 verbunden ist. Die Schaltklinke 38 und das Schaltrad 40 der Kupplung 36 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass während der Zuführdrehrichtung des Spannzahnrades 18, welche im vorliegenden Fall im Gegenuhrzeigersinn gerichtet ist, die Schaltklinke 38 frei relativ zum Schaltrad 40 dreht und das Spannrad 32 somit stationär bleibt. Es sei jedoch bemerkt, dass das Spannrad, wenn erwünscht, während des Zuführvorganges auch drehend angeordnet sein kann, ohne die Zuführung zu stören.

Nachdem das Band 4 um das Paket geführt ist, wird der Antriebsmotor umgesteuert, worauf das Antriebsritzel 17 und das Spannzahnrad 18 im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn rotieren. Die Drehung des Spannzahnrades 18 im Uhrzeigersinn bewirkt eine Drehung des Kupplungsritzels 20 im Gegenuhrzeigersinn, mit dem Ergebnis, dass das Zuführrad umgesteuert wird. Die untere Anpressrolle 27 bewirkt die Umschlingung des Bandes 4 um das Zuführrad 26, so dass das Band 4 mit hoher Geschwindigkeit zurückgezogen und gestrafft wird und damit an das Spannrad 32 anzuliegen kommt. Das schneller drehende Zuführrad 26 zieht das Band 4 mit hoher Geschwindigkeit zurück und beschleunigt dadurch auch das Spannrad 32, was infolge der Überholkupplung 36 möglich ist.

Wenn das Band 4 vollständig gestrafft ist, trifft das vorher schnell drehende Zuführrad auf einen Widerstand und beginnt zu gleiten mit einem gleichzeitigen beträchtlichen Dreh zahlverlust infolge des Schlupfes in der Reibungskupplung 24. Die Drehzahl des Spannrades verringert sich ebenfalls und die Drehzahlen der beiden Räder verringern sich weiterhin, bis die Drehzahl der Überhol kupplung 36 mit der Drehzahl des Spannrades über einstimmt. Die Überholkupplung 36 stellt darauf eine kraftschlüssige Verbindung mit der Spannradwelle 34 her, um das Spannrad 32 mit der niedrigeren Drehzahl, aber mit einem höheren Drehmoment anzutreiben.

Die Reibungskupplung 24 überträgt ein kontinuierliches Antriebsmoment auf das Zuführrad während sie gleitet, wobei dieses Antriebsmoment eine Ausgangsspannung im Band 4 erzeugt, welche das Spannrad mit Hilfe des Umschlingungswinkels vervielfacht.

Nachdem die Bandspannung einen durch die Kupplung 16 vorbestimmten Wert erreicht hat, wird eine Klinke 42 zum Eingriff mit einem Schaltrad 44 gebracht und die Welle 22 in ihrer Stellung arretiert, um die Spannung im Band 4 zu halten. Als Beispiel ist eine Spule 46 zur Betätigung der Klinke dargestellt. Es sei bemerkt, dass diese Sperrklinkenanordnung während des Zuführzyklus ausser Eingriff steht, um nicht die Drehung der Zuführradwelle 22 zu hindern. Dies ist nur eine von verschiedenen möglichen Mechanismen, die zur Erhaltung der Spannung am Schluss des Spannzyklus verwendet werden können. Wenn die Sperrklinke 42 eingerastet ist, kann der Motor 12 vom Antriebssystem losgelöst und wenn erwünscht, zur Betätigung von anderen Elementen verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRUCHE I. Verfahren zum Zuführen eines Bandes mit hoher Geschwindigkeit zur Umwicklung eines Gegenstandes und zur Anwendung einer hohen Spannkraft auf das um den Gegenstand gewickelte Band vor dessen Befestigung, dadurch gekennzeichnet, dass man das Band zur Zuführung um ein schnellaufendes und ein langsamlaufendes Rad führt, das schnellaufende Rad mit hoher Drehzahl antreibt, während das Band ausser wirksamem Eingriff mit dem langsamlaufenden Rad gehalten wird und darnach mit geringerer Geschwindigkeit mittels des langsamlaufenden Rades eine hohe Spannkraft auf das Band ausübt.

II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Teile aufweist: ein erstes (26) und ein zweites (32) Rad, um welche das Band (4) geführt ist; Antriebsmittel (17, 18, 20) zum Antrieb des ersten Rades (26) mit einer relativ hohen Umfangsgeschwindigkeit zur Zuführung des Bandes (4) und zum Antrieb des zweiten Rades (32) mit einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit zur Ausübung einer hohen Spannkraft auf das um den Gegenstand gewickelte Band; und Mittel, um das Band (4) während des Zuführvorganges ausser Eingriff und während des Spannvorganges in Eingriff mit dem zweiten Rad (32) zu halten.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Band um ein schnellaufendes und ein langsamlaufendes Rad führt, das schnelllaufende Rad mit hoher Drehzahl antreibt, während das Band ausser wirksamem Eingriff mit dem langsamlaufenden Rad gehalten wird und darnach die Drehrichtung des schnellaufenden Rades ändert und das langsamlaufende Rad in einer dazu komplementären Drehrichtung antreibt, um zuerst das Band mit hoher Geschwindigkeit zu straffen und darauf mit geringerer Geschwindigkeit eine hohe Spannkraft auf dasselbe aus 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gezuüben. kennzeichnet, dass man während des Zuführens des Bandes das langsamlaufende Rad auskuppelt und das schnellaufende Rad während der Schlussphase des Spannvorganges zur Erleichterung der Aufbringung einer hohen Spannkraft auf das Band freigibt.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie Antriebsmittel (17, 18, 20) zum Antrieb des ersten Rades (26) mit einer relativ hohen Umfangsgeschwindigkeit in der einen Richtung zur Zuführung des Bandes (4) mit hoher Geschwindigkeit und zum Antrieb in der anderen Richtung zur schnellen Straffung derselben; Mittel (30), um das Band (4) während des Zuführvorganges in Eingriff mit dem ersten Rad (26) und ausser Eingriff mit dem zweiten Rad (32) und während des Straffungsvorganges in Eingriff mit dem ersten Rad (26) zu bringen, wodurch das Band (4) mit hoher Geschwindigkeit zugeführt, gestrafft und in Eingriff mit dem zweiten Rad (32) gebracht wird; und Antriebsmittel (17, 18, 36), um das zweite Rad (32) mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit anzutreiben, um eine hohe Spannkraft auf das Band (4) auszuüben, aufweist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel zum Antrieb der Räder (26, 32) während des Zuführens und Spannen des Bandes (4) mit einer Antriebsquelle versehen sind, welche über eine Mehrzahl von Antriebselementen (17, 18, 20, 36) die beiden Räder (26, 32) antreibt.

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Rad (26) und der Antriebsquelle eine erste Kupplung (24) angeordnet ist, so dass das erste Rad (26) gegenüber der Antriebswelle (14) gleiten kann, wenn eine hohe Spannkraft auf das Band (4) ausgeübt wird, und dass zwischen dem zweiten Rad (32) und der Antriebsquelle eine zweite Kupplung (36) angeordnet ist, so dass während des Straffens des Bandes (4) das zweite Rad (32) frei drehen kann, jedoch nach Beendigung des Straffungsvorganges eine hohe Spannkraft auf das Band (4) ausübt.

6. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie Führungsmittel (30) zur Führung des Bandes (4) um die beiden Räder (26, 32); Antriebsmittel für die beiden Räder (26, 32) mit einem einzelnen Antriebsmotor, Zahnräder (17, 18, 20) zum Antrieb des ersten Rades (26) mit hoher Drehzahl während des Zuführens und Straffen des Bandes (4) und zum Antrieb des zweiten Rades (32) mit niedriger Drehzahl zur Ausübung einer hohen Spannkraft auf das Band; Füh- rungsmittel (30), um das Band (4) während des Zufühvorganges ausser Berührung mit dem zweiten Rad (32) zu führen; erste Kupplungsmittel (36) zur Abkupplung der Antriebsmittel vom zweiten Rad (32) während des Zuführvorganges;

Mittel (30), um das Band (4) während des Spannvorganges in Eingriff mit dem zweiten Rad (32) zu führen; und zweite Kupplungsmittel (24) zur Zulassung eines Schlupfes des ersten Rades (26), während das zweite Rad (32) eine hohe Spannkraft auf das Band (4) ausübt, aufweist.

7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Haltemittel (42 44, 46) vorgesehen sind, um nach dem Spannvorgang und bei abgekuppeltem Antriebsmotor die Spannung im Band (4) halten zu können.