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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Umreifungsmaschine mit einem Bandführungskanal
und einer Zufuhreinheit, durch die ein Umreifungsband von einem
Bandvorrat zu dem Bandführungskanal geleitet wird, wobei
die Zufuhreinheit folgendes umfasst:
- – ein
Paar miteinander zusammenwirkender Antriebsrollen, zwischen denen
das Band einklemmbar ist und die einen Zufuhr- und Rückzugsantrieb bilden,
- – ein Paar miteinander zusammenwirkender Spannrollen,
zwischen denen das Band einklemmbar ist und die einen Spannantrieb
bilden.
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Stand der Technik
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Umreifungsmaschinen
sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Beispielsweise offenbart das
europäische Patent
EP
1 489 012 B1 eine Umreifungsmaschine der eingangs genannten
Art.
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Derartige
Vorrichtungen werden zum Umreifen von Gegenständen wie
Zeitungsstapeln, Paketen oder ähnlichem verwendet. Die
Gegenstände werden üblicherweise auf einem Förderer
in den Bandführungsrahmen transportiert, so dass sie die
Ebene des Bandführungsrahmens durchragen. Ein flaches Umreifungsband
wird dem Bandführungskanal in dem Bandführungsrahmen
mittels des Bandantriebs zugeführt. Anschließend öffnet
der Bandführungsrahmen, wobei die gebildete Bandschlaufe
in der radial nach innen gerichteten Richtung freigesetzt wird und
den zu umreifenden Gegenstand umgibt. Die Bandschlaufe wird dann
zusammengezogen, bis sie fest um den zu umreifenden Gegenstand gespannt ist.
In diesem Zustand wird die gebildete Bandschlaufe von dem Bandvorrat
getrennt, und die zwei Enden der Bandschlaufe werden gegeneinander
gepresst und miteinander verbunden. Die Verbindung der Schlaufenenden
erfolgt meist durch Verschweißen.
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Ursprünglich
wiesen die Umreifungsmaschinen einen Antriebsmotor auf, der zum
einen mit der Welle einer der Antriebsrollen und zum anderen mit der
Welle einer der Spannrollen gekoppelt war. Zur Bewegungsübertragung
wurde in der Regel ein Antriebsriemen oder eine Antriebskette verwendet.
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Mit
der Verkleinerung leistungsfähiger Antriebsmotoren ging
man dazu über, den Antriebsmotor und den Spannmotor unmittelbar
an der Zufuhreinheit anzuordnen. Auf der Welle des Antriebsmotors
war dabei eine der Antriebsrollen befestigt. Der Spannmotor war
als Getriebemotor mit Reduktionsgetriebe ausgelegt, wobei die Getriebeausgangswelle
eine der Spannrollen trug. Eine derartige Umreifungsmaschine 1 gemäß dem
Stand der Technik ist in den 1 und 2 gezeigt.
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Die 1 zeigt
eine schematische Seitenansicht dieser bekannten Umreifungsmaschine 1.
Sie dient dem Umreifen von Gegenständen 12 mit
einem Band 11, das durch eine Einziehvorrichtung 4 von
einer Vorratsrolle 3 abgezogen wird. Das abgezogene Band 11 wird
in eine Vorratskassette 2 eingeführt, wo sich
eine gewisse Bandlänge sammelt. Mittels einer Zufuhreinheit 5',
welche einen Zufuhrantrieb mit einem Paar auf gegenüberliegenden
Seiten des Bandes liegenden Antriebsrollen 6', 7' aufweist,
wird das Band 11 mit hoher Geschwindigkeit einem Bandführungskanal
in einem Bandführungsrahmen 13 zugeführt,
so dass das Band 11 eine Schlaufe bildet. Das Band 11 wird
anschließend durch die Antriebsrollen 6', 7' zurückgezogen,
so dass die Bandschlaufe eng an dem Gegenstand 12 anliegt.
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Nun
wird eine ebenfalls in der Zufuhreinheit 6' vorhandene
Spannvorrichtung mit einem Paar Spannrollen 8', 9' aktiviert,
welche die Bandschlaufe mit einer vorgegebenen hohen Spannkraft
um den Gegenstand 12 herum spannt. Die Spannrollen 8', 9' werden
mit niedrigerer Geschwindigkeit aber höherem Drehmoment
angetrieben als die Antriebsrollen 6', 7'. So
erfolgt der Bandvorschub und -rückzug durch die Antriebsrollen 6, 7' mit
hoher Geschwindigkeit aber geringer Kraft und das Spannen mit hoher Kraft
aber niedriger Bandgeschwindigkeit.
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Nach
dem Spannen wird die gespannte Schlaufe vom Bandvorrat abgeschnitten.
Der Schlaufenanfang wird mit dem Schlaufenende mittels eines Verschlussaggregats 10 verbunden.
Das Verschlussaggregat 10 besteht in der Praxis z. B. aus
einer Schweißvorrichtung, welche die beiden Enden der gebildeten
Packbandschlaufe miteinander verschweißt. In der Regel
werden Umreifungsbänder aus Kunststoff verwendet, wobei
das Verschlussaggregat 10 das folienartige Kunststoffmaterial,
aus dem das Umreifungsband besteht, aufschmilzt und dadurch die
beiden Endabschnitte des Bands 11 miteinander verschweißt.
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Der
Gegenstand 12 wird dann aus der Umreifungsmaschine 1 heraustransportiert,
so dass ein nächster Gegenstand umreift werden kann.
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Die 2 zeigt
die Motoren, welche eine Antriebsrolle 7' und eine Spannrolle 9' antreiben.
Die angetriebene Antriebsrolle 7' sitzt unmittelbar auf
der Motorwelle des Antriebsmotors 14'. Die angetriebene Spannrolle 9' sitzt
auf der Getriebeausgangswelle eines als Getriebemotor ausgebildeten
Spannmotors 15'. Der Spannmotor 15' weist in dem
Motorgehäuse ein Reduktionsgetriebe 20' auf, welches
die Wellendrehzahl der Getriebeausgangswelle gegenüber
der des Motors 15' erheblich reduziert.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, den Bandantrieb weiter zu vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Umreifungsmaschine der eingangs genannten
Art auf zwei verschiedene Weisen gelöst.
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Gemäß einem
ersten Aspekt, wenn die Umreifungsmaschine einen Antriebsmotor aufweist,
auf dessen Motorwelle eine der Antriebsrollen angeordnet ist, wird
vorgeschlagen, dass ein Bewegungsübertragungsmittel die
Bewegung der Motorwelle des Antriebsmotors zu einem Reduktionsgetriebe überträgt,
das eine der Spannrollen antreibt.
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Mit
anderen Worte trägt die Welle des Antriebsmotors eine der
Antriebsrollen und ein Element wie ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe,
mit dem durch ein Bewegungsübertragungsmittel wie eine Kette
oder ein Riemen bzw. ein weiteres Zahnrad die Bewegung des Antriebsmotors
zur Getriebeeingangswelle des Reduktionsgetriebes übertragen werden
kann, auf dessen Getriebeausgangswelle eine Spannrolle befestigt
ist. Auf diese Weise reicht ein Motor aus, um sowohl den Zufuhr-
und Rückzugsantrieb als auch den Spannantrieb anzutreiben.
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Wenn
dagegen die Umreifungsmaschine einen Spannmotor aufweist, der als
Getriebemotor mit einem Reduktionsgetriebe versehen ist, wobei auf der
Getriebeausgangswelle eine der Spannrollen angeordnet ist, wird
gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen,
dass ein Bewegungsübertragungsmittel die Bewegung der Motorwelle des Spannmotors
zu einer Welle überträgt, auf der eine der Antriebsrollen
befestigt ist.
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In
diesem Fall ist als einziger Motor ein als Getriebemotor ausgebildeter
Spannmotor vorgesehen. Das erste Ende der Motorwelle treibt das
Reduktionsgetriebe, auf dessen Getriebeausgangswelle eine Spannrolle
befestigt ist. Das andere Ende der Motorwelle des Spannmotors trägt
ein Element wie ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe, mit dem durch
ein Bewegungsübertragungsmittel wie eine Kette oder ein
Riemen bzw. ein weiteres Zahnrad die Bewegung der Motorwelle des
Spannmotors auf die Welle der Antriebsrolle übertragen
wird. Auch in diesem Fall reicht ein einziger Motor aus, um sowohl den
Zufuhr- und Rückzugsantrieb als auch den Spannantrieb anzutreiben.
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Wie
bereits erwähnt, kann das Bewegungsübertragungsmittel
vorzugsweise mindestens eines der folgenden Mittel sein:
- – Zahnrad;
- – Kette,
- – Riemen.
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Die
Drehung der Motorwelle kann also über einen Kettenantrieb,
Riemenantrieb oder Zahnradantrieb auf die zweite Welle übertragen
werden, welche zur Motorwelle vorzugsweise parallel verläuft.
Grundsätzlich können beliebige Bewegungsübertragungsmittel
verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf einen konkreten Antrieb
beschränkt.
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Wenn
als Bewegungsübertragungsmittel ein um zwei Riemenscheiben
gespannter Riemen verwendet wird, kann bei der ersten Alternative,
bei der nur der Antriebsmotor vorgesehen ist, auf dem der Antriebsrolle
gegenüberliegenden Ende der Motorwelle des Antriebsmotors
eine Riemenscheibe angeordnet sein. Eine zweite Riemenscheibe ist
auf der Getriebeeingangswelle befestigt.
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Wenn
dagegen bei der zweiten Alternative mit Spannmotor als Bewegungsübertragungsmittel ein
um zwei Riemenscheiben gespannter Riemen verwendet wird, kann auf
dem Ende der Motorwelle des Spannmotors, das dem Getriebe gegenüberliegt, eine
Riemenscheibe angeordnet sein, wobei eine zweite Riemenscheibe auf
der Welle der Antriebsrolle angeordnet ist.
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Bei
beiden Alternativen ist vorzugsweise eine erste Spannrolle in Bezug
auf die zweite Spannrolle verlagerbar, so dass die Breite des Spaltes
zwischen den zwei Spannrollen, durch den das Band hindurch läuft,
veränderbar ist. Der Spalt kann breit gestellt werden,
wenn der Zufuhr- und Rückzugsantrieb aktiv ist, so dass
das Band mit Schlupf zwischen den beiden Spannrollen hindurch läuft.
Zum Aktivieren des Spannantriebs werden die zwei Spannrollen gegeneinander
gedrückt. Das Band wird dabei zwischen den Spannrollen
eingeklemmt.
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Ebenfalls
ist vorzugsweise eine Antriebsrolle in Bezug auf die zweite Antriebsrolle
verlagerbar, so dass die Breite des Spaltes zwischen den zwei Antriebsrollen,
durch den das Band hindurch läuft, veränderbar
ist. Der Spalt zwischen den Antriebsrollen wird auf breit gestellt,
wenn der Spannantrieb aktiv ist, so dass das Band mit Schlupf zwischen
den beiden Antriebsrollen hindurch läuft. Zum Aktivieren
des Zufuhr- und Rückzugsantrieb werden die zwei Antriebsrollen
gegeneinander gedrückt. Das Band wird dabei zwischen den
Antriebsrollen eingeklemmt.
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Bei
den bekannten Umreifungsmaschinen der Anmelderin wird das Band durch
eine der Antriebsrollen um einen Winkel von ca. 75° umgelenkt. Das
Band wird in einer schräg nach oben laufenden Bahn zugeführt,
liegt über ca. 75° an der Antriebsrolle an und
wird schließlich in einer im Wesentlichen waagerechten
Bahn zu dem Bandführungskanal geführt. Die Umschlingung
der Antriebsrolle durch das Umreifungsband ist bei einer Umreifungsmaschine
gemäß der Erfindung nachteilig, insbesondere beim
Spannen des Bandes. Die Drehzahl der Antriebsrolle ist beim Spannen
sehr viel höher als die durch das Untersetzungsgetriebe
reduzierte Drehzahl der Spannrolle. Zudem sind Spannrolle und Antriebsrolle über das
Bewegungsübertragungsmittel miteinander gekoppelt. Eine
Umschlingung der Antriebsrolle über einen großen
Winkelbereich durch das mit hoher Kraft gespannte Band hätte
eine starke Abbremsung der Antriebsrolle und der damit gekoppelten
Spannrolle zur Folge. Aus diesem Grund kann vorzugsweise zu beiden
Seiten des engsten Spaltes zwischen den zwei Antriebsrollen jeweils
ein Führungselement angeordnet sein, auf dessen Oberfläche
das Band aufliegt. Insbesondere kann die Länge des Kontaktbereichs
des Bandes mit der Antriebsrolle weniger als 25 mm betragen. Jenseits
des Kontaktbereiches wird das Band von den Führungselementen
geführt, welche die Umfangsfläche der Antriebsrolle
abdecken.
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In
der Praxis kann die Umreifungsmaschine ein Tragelement umfassen,
auf dessen einen Seite der Motor, das Reduktionsgetriebe und das
Bewegungsübertragungsmittel angeordnet sind und auf dessen
anderen Seite die Antriebsrolle und die Spannrolle angeordnet sind.
Mittels des Tragelements sind im Wesentlichen alle Elemente der
Zufuhreinheit zu einer Montageeinheit zusammengefasst.
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Wie
bei dem Stand der Technik kann jede der beiden Spannrollen ein Zahnrad
aufweisen, wobei die Zahnräder der zwei Spannrollen miteinander kämmen.
Auf diese Weise übertragen die Oberflächen der
beiden Spannrollen gleichmäßig die Spannkraft
auf das Umreifungs band. Selbst wenn die mit dem Motor gekoppelte
Spannrolle einen Schlupf gegenüber der Bandoberfläche
haben sollte, wird die andere Spannrolle durch die Bewegungskopplung mittels
der zwei Ritzel in Drehung versetzt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Umreifungsmaschine gemäß dem
Stand der Technik,
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2 eine
vergrößerte perspektivische Darstellung der Motoren
der Zufuhreinheit der Umreifungsmaschine aus 1,
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3 eine
perspektivische Darstellung der Motoren der Zufuhreinheit gemäß der
Erfindung,
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Bandführungsrahmens mit
erfindungsgemäßer Zufuhreinheit,
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5 eine
vergrößerte schaubildliche Darstellung der Zufuhreinheit
aus 4,
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6 eine
der 3 entsprechende Darstellung der Motoren einer
weiteren Ausführungsform der Zufuhreinheit gemäß der
Erfindung.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Die 3 zeigt
eine schaubildliche Darstellung eines Teils der Zufuhreinheit gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist nur ein
Antriebsmotor 14 für die motorisch angetriebene
Antriebsrolle 7 und die motorisch angetriebene Spannrolle 9 vorgesehen.
An dem ersten Ende der Motorwelle 16 des Antriebsmotors 14 ist
eine Antriebsrolle 7 befestigt. An dem zweiten Wellenende
ist eine Riemenscheibe 17 befestigt, welche von einem Zahnriemen 18 umschlungen
wird.
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Eine
zweite, von dem Zahnriemen 18 umschlungene Riemenscheibe 19 sitzt
auf der Getriebeeingangswelle eines Reduktionsgetriebes 20.
Das Reduktionsgetriebe 20 kann beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis
von 1:8 aufweisen. Auf der Getriebeausgangswelle 21 ist
ein Spannrad 9 befestigt. Folglich dreht sich das Spannrad 9 mit
einem Achtel der Drehzahl der Getriebeeingangswelle und folglich mit
einem Achtel der Drehzahl des Antriebsmotors 14.
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Die
komplementäre Antriebsrolle 6 und die komplementäre
Spannrolle 8 sind lediglich in 5 zu erkennen.
In 3 sind sie aus Gründen der Übersichtlichkeit
fortgelassen.
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Die 5 zeigt,
dass die zwei Spannrollen 8, 9 miteinander kämmende
Zahnräder 22, 23 tragen. Die Zahnräder 22, 23 gewährleisten,
dass die Spannrollen 8, 9 mit entgegengesetzter
Drehrichtung und identische Drehzahl drehen.
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Während
des Spannens wird die Spannrolle 8 gegen die Spannrolle 9 gedrückt,
so dass das Band zwischen den beiden Spannrollen 8, 9 eingeklemmt ist.
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Während
der Zufuhr und des Rückzugs des Bandes wird ein weiter
Abstand zwischen den Spannrollen 8, 9 eingestellt,
so dass das Band hier nicht eingeklemmt wird. Dagegen wird in diesem zweiten
Betriebszustand die Antriebsrolle 6 gegen die Antriebsrolle 7 gedrückt,
so dass zwischen diesen beiden Rollen eine Klemmkraft entsteht.
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Die 3 zeigt
ferner Führungselemente 24, 25, 26,
auf denen das Umreifungsband aufliegt und welche den Umfang der
Antriebsrolle 9 und der Spannrolle 7 in den Bereichen
jenseits des Kontaktbereichs 27 der Spannrolle 9 und
des Kontaktbereichs 28 der Antriebsrolle 7 abdecken.
Insbesondere das obere Führungselement 26 ist
zu erwähnen, welches den Kontaktbereich 28 der
Antriebsrolle 7 in seiner Länge beschränkt.
Gemäß dem Stand der Technik wurde die Antriebsrolle 7 um
einen Winkelabschnitt von über 70° umschlungen.
Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, den Kontaktbereich
auf wenige Millimeter (z. B. unter 25 mm) zu begrenzen. Andernfalls
würde die Antriebsrolle 7, welche mit sehr viel
höherer Geschwindigkeit dreht als die Spannrolle 9,
den Antriebsmotor 14 bremsen, wenn das Umreifungsband mit
hoher Kraft um die Antriebsrolle 7 gespannt wird. Dadurch,
dass der Kontaktbereich 28 der Antriebsrolle auf eine Länge
von weniger als 25 mm beschränkt ist, im Wesentlichen gerade
ist und parallel zur Bandebene verläuft, wird das Band
beim Spannen nicht mit hoher Kraft gegen die Oberfläche der
Antriebsrolle 7 gezogen und erzeugt keine erhebliche Bremskraft.
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Die 6 zeigt
eine der 3 entsprechende Darstellung
einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Antriebs. Hier ist als einziger Motor der als Getriebemotor ausgebildete
Spannmotor 15 vorgesehen, auf dessen Getriebeausgangswelle 21 die
Spannrolle 9 sitzt. An der gegenüberliegenden
Seite des Gehäuses des Spannmotors 15 ist eine
Riemenscheibe 19 angebracht, die über einen Zahnriemen 18 mit
einer zweiten Riemenscheibe 17 gekoppelt ist. Die zweite
Riemenscheibe 17 ist über eine starre Welle 29 mit
der Antriebsrolle 7 verbunden. Da sich die Motorwelle,
auf der die Riemenscheibe 19 sitzt, mit der achtfachen
Geschwindigkeit der Getriebeausgangswelle des als Getriebemotor ausgebildeten
Spannmotors 15 dreht, ist auch die Drehgeschwindigkeit
der Antriebsrolle 7 achtmal so hoch wie die Drehgeschwindigkeit
der Spannrolle.
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Die
Welle 29, auf deren Ende die Antriebsrolle 7 befestigt
ist, ist in einem Wellengehäuse 30 gelagert, das
an dem Tragelement 31 der der Zufuhreinheit 5 befestigt.
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Auf
einer Seite des Tragelements 31 sind die Rollen, nämlich
Antriebs- und Spannrollen, angeordnet. Auf der gegenüberliegenden
Seite des Tragelements 31 liegt der Motor 14 (3)
bzw. 15 (6) mit dem Reduktionsgetriebe 20 bzw. 20'.
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- 1
- Umreifungsmaschine
- 2
- Vorratskassette
- 3
- Vorratsrolle
- 4
- Einziehvorrichtung
- 5,
5'
- Zufuhreinheit
- 6,
6'
- Antriebsrolle
- 7,
7'
- Antriebsrolle
- 8,
8'
- Spannrolle
- 9,
9'
- Spannrolle
- 10
- Verschlussaggregat
- 11
- Umreifungsband
- 12
- Gegenstand
- 13
- Bandführungsrahmen
mit Bandführungskanal
- 14,
14'
- Antriebsmotor
- 15,
15'
- Spannmotor
- 16
- Motorwelle
- 17
- Riemenscheibe
- 18
- Zahnriemen,
Bewegungsübertragungsmittel
- 19
- Riemenscheibe
- 20,
20
- Reduktionsgetriebe
- 21
- Getriebeausgangswelle
- 22
- Zahnrad
- 23
- Zahnrad
- 24
- Führungselement
- 25
- Führungselement
- 26
- Führungselement
- 27
- Kontaktbereich
der Spannrolle
- 28
- Kontaktbereich
der Antriebsrolle
- 29
- Welle
- 30
- Wellengehäuse
- 31
- Tragelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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