DE102019215010A1

DE102019215010A1 - Schweißkopf für eine Bandumreifungsmaschine und darin verwendbare Gegendruckplatte

Info

Publication number: DE102019215010A1
Application number: DE102019215010.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Hoffmann; Egmont Gollner
Original assignee: Signode Industrial Group LLC
Current assignee: Signode Industrial Group LLC
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2039-10-01
Also published as: US20210094714A1; EP3798143B1; EP3798143A1; DE102019215010B4; US11352154B2; CN112572869A

Abstract

Ein Schweißkopf für eine Bandumreifungsmaschine, insbesondere zum Längsumreifen eines Produkts, umfasst eine in die Umreifungsschlinge einschiebbare Gegendruckplatte (12) zur Abstützung der überlappenden Umreifungsband-Schweißabschnitte (15, 16) zumindest während deren Verschweißung Die in Einschubrichtung (E) weisende, während des Einschiebens voreilende Stirnkante (21) der Gegendruckplatte (12) ist zur Ausbildung einer schneidenartigen Struktur abgeschrägt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schweißkopf für eine Bandumreifungsmaschine mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen sowie eine darin verwendbare Gegendruckplatte.
Ein solcher gattungsgemäßer Schweißkopf, wir beispielsweise aus der EP 3 137 381 B1 bekannt ist, umfasst als wesentliche Komponente Bandklemmen, Bandmanipulatoren, Schneidvorrichtungen für das Umreifungsband, eine Schweißvorrichtung für die im Schweißkopf überlappenden Umreifungsband-Abschnitte und eine in die Umreifungsschlinge einschiebbare Gegendruckplatte zur Abstützung der überlappenden Umreifungsband-Abschnitte zumindest während deren Verschweißung. Diese wirken in der in der vorgenannten Druckschrift ausführlich beschriebenen Weise so zusammen, dass in ein vertikal aufgespanntes, an einem Ende geklemmtes Umreifungsband ein zu umreifendes Produkt, wie beispielsweise eine Zeitschriftenstapel oder ein Verpackungskarton, hineingeschoben und durch entsprechende Manipulatoren das Band in eine Schlinge um das Produkt gelegt und das geklemmte Bandende mit einem entsprechenden, zu verschweißenden Bandabschnitt überlappt. Eine wichtige Rolle dabei spielt die sogenannte Gegendruckplatte, die zwischen das Produkt einerseits und die beiden zu verschweißenden Bandabschnitte andererseits bei der Schlingenbildung von der Seite her eingeschoben werden muss, um für den Schweißbacken der Schweißvorrichtung als Unterlage und Anschlag zum Zusammendrücken und Erhitzen der beiden Bandabschnitte dienen zu können.
Bei diesem seitlichen Einschieben der Gegendruckplatte besteht nun das Problem, das der Abstandsspalt zwischen dem Umreifungsband und der Unterseite des Produkts bzw. der Auflage der Umreifungsmaschine dafür sehr eng ist und damit die Gefahr bestehen kann, dass die Gegendruckplatte beim Einschieben in diesen Abstandsspalte einen Umreifungsbandabschnitt mitnimmt, sodass das Band in Schweißkopf verklemmt oder anderweitig beschädigt wird.
Zur Vermeidung dieser Problematik schlägt die EP 3 137 381 B1 einen gesonderten Bandführungs-Manipulator vor, der vor dem Einschieben der Gegendruckplatte den betreffenden Umreifungsbandabschnitt vom Produkt weg führt und so positioniert, dass ein definierter Freiraum zum Einschieben der Gegendruckplatte geschaffen wird. Dieser zusätzliche Manipulator bedingt allerdings einen erheblichen konstruktiven Zusatzaufwand.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen Schweißkopf mit einer verbesserten Gegendruckplatte anzugeben, mit der die vorstehende Problematik mit deutlich geringerem konstruktivem Aufwand umgangen wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 bzw. 8 angegebenen Merkmale gelöst, wonach die in Einschubrichtung weisende, während des Einschiebens voreilende Stirnkante der Gegendruckplatte zur Ausbildung einer schneidenartigen Struktur abgeschrägt ist.
Durch diese spezielle Formgebung wird die Gefahr einer störenden Mitnahme des Umreifungsbandes auch bei einem engen Abstandspalt zumindest zu deutlich reduziert, dass ein zuverlässiger Betrieb der Umreifungsmaschine trotzdem gewährleistet ist. Durch die schneidenartige Struktur der Stirnkante kann diese in den Abstandsspalt gewissermaßen „hineinschlüpfen“. Sollte das Band von der Gegendruckplatte touchiert werden, wird es nur leicht weggedrückt, aber nicht mitgenommen und verklemmt.
In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 und 9 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Gegendruckplatte angegebene. So ist die zweifache Abschrägung mit einem in der Ebene der Gegendruckplatte von der Normalen zur Einschubrichtung zumindest über eine Teilbreite in einem spitzen Winkel abweichenden Schrägverlauf der Stirnkante zum einen und eine Dickenabschrägung durch einen sich in der Dicke verjüngenden Auslauf der Gegendruckplatte zur Stirnkante hin besonders effektiv, da der voreilende, bei der Einrückbewegung zuerst in den Abstandsspalt eindringende Bereich der Gegendruckplatte damit eine in Breiten- und Dickenrchtung optimal schmale Stirnfläche aufweist.
Verschiedene konstruktive Auslegungen der Abschrägungen haben sich als vorteilhaft für ein störungsfreies Einschieben der Gegendruckplatte gezeigt. So kann der Winkel des Schrägverlaufs dabei 10° bis 20°, vorzugsweise etwa 15° betragen. Seine Dimension in der Breite kann beispielsweise einer Teilbreite von 70 % bis 80 %, vorzugsweise etwa 73 % der Gesamtbreite der Gegendruckplatte entsprechen. Für die Dickenabschrägung hat sich als vorteilhafte Ausgestaltung herausgestellt, eine Verjüngung der Gegendruckplatte über 10 % bis 20 %, vorzugsweise etwa 15 % deren maximaler Tiefe in Einschubrichtung vorzusehen.
Als weitere vorteilhafte Maßnahme zur Verbesserung der Gegendruckplatte haben sich gerundete Übergänge zwischenKantenabschnitten der Gegendruckplatte herausgestellt. Ferner können Vertiefungen zum Eingriff anderer Komponenten des Schweißkopfes während des Umreifungs- und Verschweißvorgangs vorgesehen sein.
Weitere Merkmale, Einzelheiten Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

1 bis 3 schematische Ansichten einer Umreifungsmaschine in unterschiedlichen Umreifungszwischenschritten,
4 und 5 perspektivische Ansichten einer Gegendruckplatte schräg von oben und unten,
6 eine Unteransicht dieser Gegendruckplatte,
7 einen Vertikalschnitt dieser Gegendruckplatte gemäß Schnittlinie VII-VII nach 6, sowie
8 eine Draufsicht dieser Gegendruckplatte.

Anhand der 1 bis 3 sollen Grundkomponenten einer Längsumreifungsmaschine zum Einstieg der Beschreibung des Ausführungsbeispiels kurz umrissen werden. So weist die gezeigte Längsumreifungsmaschine eine strichpunktiert angedeutete Arbeitsebene 1 auf, die (wie nicht dargestellt ist) einen Arbeitstisch mit darin integrierten Fördereinrichtungen für den Transport des zu umreifenden Produkt 2 in Transportrichtung T durch die Maschine und Durchbrechungen für das Umreifungsband 3 umfasst. Unterhalb der Arbeitsebene ist der insbesondere in 3 mit seinen Komponenten dargestellte, als Ganzes mit 4 bezeichnete Schweißkopf angeordnet, der beispielsweise Bandklemmen 5, 6.1, 6.2, Bandmanipulatoren 7, 8, Schneidvorrichtungen 9, eine Schweißvorrichtung 10 mit einem Schweißbacken 11 und eine Gegendruckplatte 12 aufweist. Das Zusammenspiel dieser Komponenten und die komplette Funktion der Umreifungsmaschine soll an dieser Stelle zur Vermeidung langatmiger, unnötiger Ausführungen unter bleibender, da dies nicht zum Kern der hierzu beschreibenden Erfindung gehört. Es kann auf die Funktionsbeschreibung in der eingangs erwähnten EP 3 137 381 B1 verwiesen werden.
Wichtig für die vorliegende Erfindung ist der Abstandsspalt 13, der sich relativ am Anfang des Umreifungsvorganges nach dem Einschieben des Produkts 2 in das aufgespannte Umreifungsband 3 und dessen Mitziehen in die in 1 gezeigte Konfiguration zwischen der Arbeitsebene 1 und dem Umreifungsband 3 ergibt. In diesen Abstandsspalt 13 ist nachfolgend - wie in 2 gezeigt ist - die Gegendruckplatte 12 von der Seite her, also senkrecht zur Zeichnungsebene dieser Figur, einzuschieben. Beim Stand der Technik gemäß der EP 3 137 381 B1 wird vor diesem Einschieben durch einen entsprechenden Bandführungs-Manipulator das Umreifungsband 3 nach unten von der Arbeitsebene 1 weggezogen und der Abstandsspalt 13 damit erheblich vergrößert. Dies braucht im vorliegenden Falle wegen der speziellen Ausgestaltung der Gegendruckplatte 12 nicht zu geschehen.
In dem in 2 gezeigten Zwischenschritt ist der Bandanfang 14 noch von der Bandklemme 5 gehalten, das Umreifungsband 3 wird ferner im Schweißkopf 4 durch die Bandklemme 6.1 mit der Gegendruckplatte 12 zusammen für den späteren Schweißvorgang fixiert.
Es erfolgen verschiedene, an sich bekannte Manipulationsvorgänge im Schweißkopf 4, sodass sich die in 3 dargestellte Zwischenkonfiguration einstellt. Hier wurde der Band Anfang 14 von der Bandklemme 5 freigegebene und durch die Bandklemme 6.2 ebenfalls gegen die Gegendruckplatte 12 fixiert. Der Bandmanipulator 7 hat den entsprechenden Bandabschnitt nach der Herumführung des Umreifungsbandes 3 um das Produkt 2 zwischen die Bandklemme 5 verbracht, die dort das Umreifungsband 3 neuerlich hält. Dieser Abschnitt stellt dann den Bandanfang 14' für den nächsten Umreifungsvorgang dar, der von dem aktuell verarbeiteten Umreifungsband 3 durch die Schneidvorrichtung 9 abgetrennt wird. Die nun überlappend stehenden Schweißabschnitte 15, 16 des Umreifungsbandes 3 können durch thermische und mechanische Beaufschlagung durch den Schweißbacken 11 unter Gegenhaltung seitens der Gegendruckplatte 12 dann miteinander verschweißt und so die Umreifungsbandsschlinge um das Produkt 2 geschlossen werden. Anschließend fährt die Gegendruckplatte 12 aus den Abstandsspalt 13 wieder seitlich heraus, die Bandklemmen 6.1, 6.2 geben die Umreifungsbandsschlinge 3 frei, der Schweißbacken 11 fährt zurück und das fertig umreifte Produkt 2 kann in Transportrichtung T aus der Maschine gefahren werden.
Das störungsfreie Einschieben der aus einem metallischen Werkstoff, wie Chrom-Molybdän-Stahl bestehenden Gegendruckplatte 12 in den Abstandsspalt 13 wird durch die spezielle, anhand der 4 bis 8 zu erläuternde Formgebung der Gegendruckplatte 12 erreicht. So weist die Gegendruckplatte einen dem Grunde nach rechteckigen Grundkörper 17 auf, der an seinem der Einschubrichtung E bezogen auf den Abstandsspalt 13 abgewandten Ende mit zwei seitlichen, gegenüber der Dicke D verdickten Montageansätzen 18, 19 jeweils mit Schraublöchern 20 versehen ist. An der in Einschubrichtung E weisenden, während des Einschiebens voreilenden Stirnkante 21 ist der Grundkörper 17 zur Ausbildung einer schneidenartigen Struktur zweifach abgeschrägt.
So weist zum Einen die Stirnkante 21 eine Schrägverlauf 22 auf, indem über eine Teilbreite TB von beispielsweise 73 % der Gesamtbreite GB des Grundkörpers 17 die Stirnkante 21 in einem spitzen Winkel W von beispielsweise 15° zur Normalen N auf die Einschubrichtung E verläuft.
Zum Anderen ist - wie besonders deutlich aus der Schnittdarstellung gemäß 7 hervorgeht - eine zweite Abschrägung in Form einer Dickenabschrägung 24 vorgesehen, indem sich die Gegendruckplatte 12 in Einschubrichtung E einseitig von der Unterseite 25 des Grundkörpers 17 her zur Stirnkante 21 hin verjüngt. Diese Dickenabschrägung 24 erstreckt sich beispielsweise über 15 % der maximalen Tiefe MT des Grundkörpers.
Wie in den Zeichnungen nicht explizit angedeutet ist, sind alle Übergänge zwischen verschiedenen Kantenabschnitten der Gegendruckplatte 12 gerundet. Ferner weist die Gegendruckplatte 12 verschiedene Vertiefungen 26, 27, 28 auf, um Freiräume zum Eingriff verschiedener Komponenten des Schweißkopfes 4 zu bilden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3137381 B1 [0002, 0004, 0012, 0013]

Claims

Schweißkopf für eine Bandumreifungsmaschine, insbesondere zum Längsumreifen eines Produkts, umfassend - Bandklemmen (5, 6.1, 6.2), - Bandmanipulatoren (7, 8), - Schneidvorrichtungen (9) für das Umreifungsband (3), - eine Schweißvorrichtung (10) für die im Schweißkopf (4) überlappenden Umreifungsband-Schweißabschnitte (15, 16), und - eine in die Umreifungsschlinge einschiebbare Gegendruckplatte (12) zur Abstützung der überlappenden Umreifungsband-Schweißabschnitte (15, 16) zumindest während deren Verschweißung, dadurch gekennzeichnet, dass - dass die in Einschubrichtung (E) weisende, während des Einschiebens voreilende Stirnkante (21) der Gegendruckplatte (12) zur Ausbildung einer schneidenartigen Struktur abgeschrägt ist.
Schweißkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die voreilende Stirnkante (21) der Gegendruckplatte (12) zwei Abschrägungen aufweist, nämlich - einen in der Ebene der Gegendruckplatte (12) von der Normalen (N) zur Einschubrichtung (E) zumindest über eine Teilbreite (TB) in einem spitzen Winkel (W) abweichenden Schrägverlauf (22) der Stirnkante (21), sowie - eine Dickenabschrägung (24) durch einen sich in der Dicke verjüngenden Auslauf der Gegendruckplatte (12) zur Stirnkante (21) hin.
Schweißkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (W) des Schrägverlaufs (22) 10° bis 20°, vorzugsweise etwa 15° beträgt.
Schweißkopf nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Schrägverlauf (22) über eine Teilbreite (TB) von 70 % bis 80 %, vorzugsweise etwa 73 % der Gesamtbreite (GB) der Gegendruckplatte (12).
Schweißkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die die Dickenabschrägung (24) ausbildende Verjüngung der Gegendruckplatte (12) über 10 % bis 20 %, vorzugsweise etwa 15 % der maximalen Tiefe (MT) der Gegendruckplatte (12) in Einschubrichtung (E) erstreckt.
Schweißkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge zwischen Kantenabschnitten der Gegendruckplatte (12) gerundet sind.
Schweißkopf nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruckplatte (12) mit Vertiefungen (26, 27, 28) zum Eingriff anderer Komponenten des Schweißkopfes (4) aufweist.
Gegendruckplatte, insbesondere zur Verwendung in einem Schweißkopf nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Einschubrichtung (E) weisende, während des Einschiebens voreilende Stirnkante (21) der Gegendruckplatte (12) zur Ausbildung einer schneidenartigen Struktur abgeschrägt ist.
Gegendruckplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ihre voreilende Stirnkante (21) zwei Abschrägungen aufweist, nämlich - einen in der Ebene der Gegendruckplatte (12) von der Normalen (N) zur Einschubrichtung (E) zumindest über eine Teilbreite (TB) in einem spitzen Winkel (W) abweichenden Schrägverlauf (22) der Stirnkante (21), sowie - eine Dickenabschrägung (24) durch einen sich in der Dicke verjüngenden Auslauf der Gegendruckplatte (12) zur Stirnkante (21) hin.