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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und
Verschließen von Umreifungsbändern, insbesondere Bändern aus
Kunststoff, für Packstückumreifungen, mit einem die
übereinanderliegenden Bandenden des Umreifungsbandes aufnehmenden, an
einer Längsaußenseite und den vorderen und hinteren
Stirnseiten im wesentlichen offenen Bandkanal, der an seiner
Längsinnenseite eine Bandkantenführung für die innenliegenden Kanten
des Umreifungsbandes aufweist, mit einer im vorderen Bereich
der Vorrichtung angeordneten, beim Spannen in den Bandkanal
teilweise einfassenden, auf das eine der beiden Bandenden
einwirkenden Spannrolle und mit einer in Spannrichtung dahinter
angeordneten Bandverschließeinrichtung.
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Vorrichtungen dieser Art werden eingesetzt, um Packstücke wie
beispielsweise große Kartons oder beladene Paletten mit
Umreifungen zu versehen und so die auf der Palette aufgestapelten
Waren oder die Kartons zusammenzuhalten und für den Transport
zu sichern. Zur Herstellung der Umreifung wird ein festes
Band, üblicherweise aus Kunststoff, um das Packstück gelegt,
dessen Bandenden mit Hilfe der Vorrichtung gegeneinander
verspannt und anschließend miteinander verbunden werden. Bei
Kunststoffbändern erfolgt die Verbindung im allgemeinen mit
Hilfe einer die Verschließeinrichtung bildenden
Reibschweißeinrichtung.
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Um die beiden für das Spannen und Verschließen der Umreifung
in dem Bandkanal der Vorrichtung aufgenommenen Bandenden mit
der gewünschten Zugkraft gegeneinander verspannen zu können,
ist es erforderlich, die Spannrolle während des Spannvorgangs
mit vergleichsweise großer Kraft gegen das eine, im
allgemeinen obere Bandende anzudrücken. Die Spannrolle ist bei den
weitaus meisten der bekannten Vorrichtungen fliegend gelagert,
um ein einfaches Einlegen der Bandenden in den Bandkanal von
dessen Längsaußenseite her und ein einfaches Abnehmen der
Vorrichtung von der fertigen Umreifung zu ermöglichen. Bei
fliegender Lagerung der Spannrolle kommt es bei den hohen
Andruckkräften während des Spannvorgangs dazu, daß sich die Achse
bzw. Welle des Spannrades durchbiegt und sich die Spannrolle
an der Längsaußenseite des Bandkanals aufstellt. Dies hat zur
Folge, daß der von der Spannrolle auf das obere Bandende
ausgeübte Anpreßdruck über die Breite des Bandes nicht
gleichförmig ist, sondern der Druck im Bereich der inneren Bandkante
größer als an der äußeren Kante ist. Die höhere Andruckkraft
an der Innenkante des gespannten Bandendes bewirkt dort aber
auch eine stärkere (plastische) Verformung des
(Kunststoff-)Bandes als im Bereich der äußeren Bandkante, d. h. das
gespannte (obere) Bandende wird im Bereich der inneren
Bandkante dünner und zugleich länger als an der äußeren Kante,
wodurch es in Richtung auf die Längsaußenseite des Bandkanals
ausgelenkt wird und im Bereich der Verschließeinrichtung nach
dem Spannvorgang nicht kantengenau auf dem anderen (unteren)
Bandende aufliegt. Die Bandenden werden dann auch nicht über
ihre gesamte Breite miteinander verbunden, worunter die
Festigkeit der Umreifung leidet.
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Um dieses Problem zu beheben, ist vorgeschlagen worden, eine
äußere Bandkantenführung an der Längsaußenseite des Bandkanals
im Bereich der hinteren Stirnseite des Bandkanals, also in der
Nähe der Bandverschließeinrichtung vorzusehen, die das obere
Bandende während des Spannvorgangs an seiner äußeren Kante
führt und somit in den Bandkanal zwingt, in dem es
weitestgehend kantengenau über dem unteren Bandende liegt. Die
zusätzliche, äußere Kantenführung hat aber den erheblichen Nachteil,
daß sie das Einfädeln der Bandenden in den Bandkanal und
insbesondere das Abnehmen der Vorrichtung von der
fertiggestellten Umreifung erheblich behindert, denn die Bandenden bzw. die
Umreifung müssen an der äußeren Kantenführung vorbeigebracht
werden. Hierzu ist es im allgemeinen erforderlich, einen
aufwendigen und störungsanfälligen Rückzugsmechanismus für die
äußere Kantenführung vorzusehen, der den Bandkanal zum
Einfädeln der Bandenden bzw. Abnehmen der Vorrichtung von der
fertiggestellten Umreifung an seiner Längsaußenseite freigibt.
Alternativ wurde auch schon vorgeschlagen, im Bereich der
Verschließeinrichtung als äußere Kantenführung eine gegen die
Wirkung einer Druckfeder in einer Vertiefung versenkbare Kugel
anzuordnen. Diese benötigt zwar keinen komplizierten
Rückzugsmechanismus, hat sich andererseits als Führung für die äußere
Bandkante auch nicht als besonders wirkungsvoll erwiesen.
Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen mit zusätzlicher
äußerer Bandkantenführung ist auch, daß unterschiedlich breite
Bänder mit ein- und derselben Vorrichtung nur dann verarbeitet
werden können, wenn auch die Breite des Bandkanals zwischen
der inneren und der äußeren Bandkantenführung mit häufig
erheblichem Aufwand verändert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß die damit gegeneinander verspannten Bandenden auch ohne
Bandkantenführung an der Längsaußenseite des Bandkanals im
Bereich der Verschließeinrichtung weitgehend ohne Versatz
übereinander liegen.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Bandkantenführung an der Längsinnenseite des Bandkanals schräg
zur Spannrichtung der Spannrolle in Richtung auf die
Längsaußenseite des Bandkanals verläuft.
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Erfindungsgemäß verläuft die innere Bandkantenführung also
nicht parallel zur Spannrichtung der Spannrolle und damit
nicht im rechten Winkel zu deren Achse, sondern ist etwas
schräg zur Spannrichtung gestellt, womit sie im wesentlichen
parallel zur Lage des von der Spannrolle beaufschlagten
(oberen) Bandendes während des Spannvorgangs verläuft. Da das
zweite (untere) Bandende auch an der schräg zur Spannrolle
angeordneten Bandführung anliegt, befindet es sich im Bereich
der Verschließeinrichtung in derselben Flucht wie das erste,
gespannte Bandende und wird somit über seine gesamte Breite
mit diesem verbunden. Die übereinander liegenden Bänder sind
somit derart schräg zur Spannrichtung ausgerichtet, daß durch
das Spannrad auf das zu spannende (obere) Band während des
Transport- und Spannvorgangs eine zur Längsinnenseite des
Bandkanals wirkende Kraftkomponente erzeugt wird, die das
Verlaufen des freien Bandes zur Bandkanalaußenseite infolge der
von der Spannrolle hervorgerufenen Bandverformung kompensiert.
Auf eine zusätzliche, äußere Bandkantenführung im Bereich der
Bandverschließeinrichtung kann dadurch vollständig verzichtet
werden.
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Vorzugsweise wird die Bandkantenführung im wesentlichen von
einem vorderen, nahe der Spannrolle angeordneten
Kantenanschlag und einem hinteren Kantenanschlag in der Nähe der
Bandverschließeinrichtung gebildet, wobei der hintere
Kantenanschlag weiter in Richtung auf die Längsaußenseite in den
Bandkanal hineinragt als der vordere Kantenanschlag. Bei dieser
konstruktiv besonders einfachen Variante erhalten die
Bandenden also nur dort eine Führung ihrer inneren Kanten, wo es auf
ihre Lage besonders ankommt, nämlich insbesondere im Bereich
der Verschließeinrichtung und an der Spannrolle.
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Die Bandkantenführung ist zweckmäßig unter einem Winkel von 1°
bis 6° schräg zur Spannrichtung der Spannrolle ausgerichtet,
was dem Winkel entspricht, um den das freie Bandende - je nach
Art des verwendeten Bandmaterials und der Größe der
Andruckkraft der Spannrolle - relativ zur Tangential- oder
Spannrichtung der Spannrolle in Richtung auf die von der
Bandkantenführung begrenzte Längsinnenseite des Bandkanals gelenkt wird.
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Die Bandkantenführung kann in ihrer Winkellage relativ zur
Spannrichtung einstellbar sein, wodurch es möglich ist, die
Vorrichtung an das Maß der zu kompensierenden
Bandendenauslenkung anzupassen.
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Es ist auch möglich, die Bandkantenführung quer zur
Spannrichtung verstellbar auszugestalten, um den verschiedenen Breiten
der zum Einsatz kommenden Umreifungsbänder Rechnung zu tragen,
wenn dies im Einzelfall gewünscht ist. Vorzugsweise ist der
vordere und/oder hintere Kantenanschlag quer zur Spannrichtung
der -Spannrolle verstellbar, womit einerseits die Winkellage
der Bandkantenführung, andererseits auch die wirksame Breite
des Bandkanals variiert werden kann.
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Um die Handhabung der Vorrichtung zu erleichtern, ist es
vorteilhaft, wenn der Bandkanal in seinem vorderen Bereich in der
Nähe der Spannrolle mit einem äußeren Bandanschlag
verschließbar ist, der gemeinsam mit der Spannrolle absenkbar sein kann
und so ein unbeabsichtigtes Austreten des Bandes seitlich aus
dem Bandkanal während des Transport- und Spannvorgangs durch
die Spannrolle verhindert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel
näher erläutert wird. Es zeigt:
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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spannen und
Verschließen von Umreifungsbändern im Bereich ihrer Spann- und
Verschließeinrichtung in einer aufgebrochenen Seitenansicht;
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Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch die Vorrichtung nach Fig.
1 im Bereich von deren Spanneinrichtung längs der Linie II-
II; und
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Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 längs
der Linie III-III.
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Die in der Zeichnung in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete
Vorrichtung dient zum Herstellen einer Umreifung 11 für ein
Packstück 12 mittels eines Umreifungsbandes aus Kunststoff,
das um das Packstück gelegt ist und dessen beiden Bandenden
13, 14 mittels der Vorrichtung gegeneinander verspannt und
anschließend miteinander verschweißt werden.
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Hierzu weist die Vorrichtung einen sich in deren Längsrichtung
erstreckenden, an einer Längsaußenseite 15 und den vorderen
und hinteren Stirnseiten 16, 17 offenen Bandkanal 18 auf, der
unten von einer Andruckplatte 19 begrenzt wird und in den von
oben eine Spannrolle 20 einer Spanneinrichtung 21 gemeinsam
mit einem vorderen, äußeren Bandanschlag 36 anstellbar ist. In
den Bandkanal werden zur Herstellung der Umreifung die
Bandenden von der Längsaußenseite 15 des Kanals hereingelegt. Die
Spannrolle 20 und der äußere Bandanschlag 36 werden nach dem
Einlegen der Bandenden 13, 14 in den Bandkanal 18 nach unten
geschwenkt, wodurch der äußere Bandanschlag 36 ein
Wiederaustreten des Bandes aus dem Kanal verhindert. Die Spannrolle
drückt während des Spannvorganges fest auf das obere Bandende
13 und zieht dieses in Spannrichtung 22 über das untere
Bandende 14, bis die gewünschte Bandspannung erreicht ist.
Eine in Spannrichtung 22 hinter dem Spannrolle angeordnete
Verschließeinrichtung mit Reibschweißeinheit 24 bewegt das
obere Bandende mit hoher Geschwindigkeit über das untere
Bandende hin und her, so daß die beiden Bandenden infolge der
entstehenden Reibwärme miteinander verschweißen. Die
Funktionsweise derartiger Geräte ist bekannt, so daß auf eine
eingehende Beschreibung hier verzichtet werden soll.
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Wie aus den Fig. 2 und 3 erkennbar ist, ist die Spannrolle 20
im Gehäuse 25 der Vorrichtung fliegend mit einer Wälzlagerung
26 gelagert und ragt von der den Bandkanal 18 innen
begrenzenden Längsinnenseite 27 in diesen hinein. Um das obere Bandende
13 mit der gewünschten, hohen Zugkraft spannen zu können, ist
es erforderlich, die Spannrolle 20 mit Hilfe eines nicht näher
dargestellten Anstellmechanismus mit großer Kraft auf das
Umreifungsband zu pressen. Dies hat zur Folge, daß sich der frei
auskragende Teil der Spannradachse 28 nach oben verbiegt, die
Achse also während des Spannvorganges nicht parallel zur
Andruckplatte 19 verläuft, sondern der einerseits von der
Andruckplatte 19 und andererseits von dem Spannrad 20 gebildete
Spalt 29 keil- oder trapezförmig wird und im Bereich der
Längsinnenseite 27 des Bandkanales enger als an dessen
Längsaußenseite 15 ist. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 2 zur
Veranschaulichung etwas übertrieben dargestellt. Man erkennt, daß
die Spannrollenachse 28 infolge der hohen Andruckkraft um
einen Winkel γ gegenüber der an sich gewünschten, gestrichelt
dargestellten Lage des Spannrades nach oben ausgelenkt ist.
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Der beschriebene Sachverhalt hat zur Folge, daß das obere
Bandende 13 in seinem der Längsinnenseite 27 des Bandkanales
zugewandten Bereich stärker gestaucht wird als nahe seiner
äußeren Kante. Dies wiederum führt dazu, daß das obere
Bandende 13 infolge der über dessen Breite ungleichmäßigen
plastischen Verformung in Richtung auf die Längsaußenseite des
Bandkanals ausgelenkt wird, während das untere Bandende 14
eine solche Verformung und Auslenkung nicht oder jedenfalls
nur in sehr viel geringerem Maße erfährt. Bei den bislang
bekannten Vorrichtungen mußte dem seitlichen Verlaufen des
oberen Bandendes durch gesonderte Maßnahmen Rechnung getragen
werden, beispielsweise durch eine zusätzliche, im Bereich der
Verschließeinrichtung den Bandkanal an dessen Längsaußenseite
auch dort während des Spannvorganges verschließende
Außenkantenführung, die das obere Bandende zurück in den Bandkanal
zwang, so daß die beiden Bandenden im Bereich der
Verschließeinrichtung möglichst genau aufeinanderlagen, um über
ihre gesamte Breite miteinander verschweißt werden zu können.
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Im Gegensatz hierzu kommt die erfindungsgemäße Vorrichtung im
in Spannrichtung hinteren Bereich des Bandkanals lediglich mit
einer an der Längsinnenseite 27 angeordneten Bandkantenführung
30 aus, um den negativen Effekt der ungleichmäßigen Stauchung
des oberen Bandendes beim Spannen zu kompensieren.
Erfindungsgemäß ist die Bandkantenführung 30, die bei dem
Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einem vorderen, nahe der
Spannrolle 20 angeordneten Kantenanschlag 31 und einem
hinteren Kantenanschlag 32 in der Nähe der Reibschweißeinheit
besteht, schräg zur Spannrichtung 22 der Spannrolle 20 unter
einem Winkel α von etwa 3° angeordnet, d. h. der hintere
Kantenanschlag ragt weiter in Richtung auf die Längsaußenseite 15 in
den Bandkanal 18 hinein als der vordere Kantenanschlag. Die
von den beiden Kantenanschlägen gebildete Bandkantenführung 30
sorgt dafür, daß die beiden Bandenden 13, 14 im Bandkanal 18
nicht etwa parallel zur Spannrichtung 22 der Spannrolle
liegen, sondern unter dem Winkel α schräg zur Spannrichtung
verlaufen, der zumindest annähernd dem Winkel entspricht, um den
das obere Bandende 13 beim Spannvorgang infolge der über die
Bandbreite ungleichförmigen Andruckkräfte ausgelenkt wird. Die
beiden Bandenden liegen damit im Einlaufbereich 33 in
Spannrichtung 22 vor der Spannrolle 20 weitestgehend kantengenau
übereinander, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist, und fluchten
im Bereich der Verschließeinrichtung 23 miteinander. Sie
werden daher mit der Reibschweißeinheit kantengenau
übereinanderliegend miteinander verschweißt, so daß die Schweißnaht eine
höchstmögliche Festigkeit erhält.
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Man erkennt, daß es durch die Schrägstellung der Achse des
Spannrades relativ zur inneren Bandkantenführung 30, an der
sich die Innenkanten 34 der Bandenden führen, möglich ist, auf
zusätzliche Führungsorgane zu verzichten, die das obere, von
der Spannrolle 20 ungleichmäßig verformte und damit nach außen
ausgelenkte Bandende 13 an dessen Außenkante führen und zurück
in den Bandkanal zwingen, um es kantengenau auf das im
wesentlichen unverformte untere Bandende zu legen und eine
Schweißnaht über die gesamte Bandbreite zu ermöglichen. Durch den
Verzicht auf äußere, technisch aufwendige Bandkantenführungen
ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, ohne
aufwendige Umbaumaßnahmen Umreifungsbänder unterschiedlicher
Breiten zu verarbeiten, da die Bänder hinter der
Verschließeinrichtung nur an ihrer einen, inneren Kante 34
geführt werden müssen.
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Wie in Fig. 3 erkennbar ist, ist der hintere Kantenanschlag 32
quer zur Spannrichtung 22 verstellbar im Gehäuse 25
angeordnet, wie dies durch den Doppelpfeil 35 angedeutet ist.
Hierdurch ist es möglich, den Winkel α zu verändern, um den die
Bandkantenführung 30 relativ zur Spannrichtung 22
schräggestellt ist. Damit kann dem Umstand Rechnung getragen werden,
daß sich der Betrag der Stauchung des oberen Bandendes und
damit dessen Auslenkung von Bandmaterial zu Bandmaterial und in
Abhängigkeit von den ausgeübten Andruckkräften verändert. Die
so mögliche Winkeleinstellung der Bandkantenführung kann in
einfacher Weise mittels einer von der Gehäuseaußenseite
zugänglichen Einstellschraube (nicht dargestellt) erfolgen; es
ist sogar denkbar, eine automatische Einstellung des hinteren
Kantenanschlages zu realisieren, die in Abhängigkeit von einer
mittels Meßwertaufnehmern ermittelten Durchbiegung der Achse
28 der Spannrolle und eines vorgegebenen
Kunststoff-Bandmaterials die korrekte Stellung des hinteren Kantenanschlages mit
einem Stellglied einstellt.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind verschiedene
Änderungen und Ergänzungen denkbar, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen. So ist es ohne weiteres möglich, auch den
vorderen Kantenanschlag quer zur Spannrichtung verstellbar
auszugestalten. Die Bandkantenführung kann beispielsweise auch
aus einer durchgehenden Führungsschiene bestehen, die sich im
wesentlichen vom vorderen bis zum hinteren Ende der
Andruckplatte erstreckt.