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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Längsumreifen
eines Packstücks
wie insbesondere eines Stapels von Zeitungen, Magazinen od. dgl.
mittels eines insbesondere bandförmigen
Umreifungsmittels, mit einer Fördervorrichtung, die
das Packstück
mit einer zur Förderrichtung
ausgerichteten Achse zu einer Umreifungsstation fördert, in
der ein als geschlossene Schleife rahmenartig ausgebildeter Umreifungsmittel-Führungskanal zur
förderrichtungsparallelen
Umreifung des Packstücks
und ein Spann- und Verschlusskopf angeordnet sind, und mit einer
Zuführungsvorrichtung,
die das Umreifungsmittel dem Umreifungsmittel-Führungskanal zuführt, wobei
der Umreifungsmittel-Führungskanal
seitlich zur Fördervorrichtung
versetzt angeordnet ist derart gekrümmt und gewunden ist, dass ein
Lichtraum für
das Packstück
entsteht, so dass dieser ungehindert in die Umreifungsstation hinein und
aus dieser heraus gefahren werden kann, und wobei dem Umreifungs mittel-Führungskanal
eine Leitvorrichtung zugeordnet ist, die das vom Umreifungsmittel-Führungskanal
freikommende Umreifungsmittel in der Umreifungsstation auf dem Packstück zentriert,
wie sie beispielsweise aus
DE
41 00 276 C2 bekannt geworden ist.
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Empfindliche
Packstücke
wie z.B. Zeitungsstapel, deren Lagen leicht gegeneinander verrutschen
können,
ist eine sogenannte Kreuzumreifung erforderlich. Eine Kreuzumreifung
kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass das Packstück zunächst quer
umreift und dann in derselben Arbeitsstation auf dem Arbeitstisch
um seine Hochachse um 90° gedreht
und schließlich
nochmals quer umreift wird. Dadurch, dass das Packstück gedreht
werden muss, ist in der Maschine eine aufwendige Dreheinrichtung
erforderlich, und die Taktzeiten zur zwei- oder mehrmaligen Umreifung
vergrößern sich.
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Zur
Kreuzumreifung von Packstücken
ist es daher auch bekannt, ein Packstück zunächst in einer ersten Arbeitsstation
quer zur Förderrichtung
des Packguts zu umreifen und anschließend, ohne das Packstück zu drehen,
in einer zweiten Station, längs zur
Förderrichtung
des Packguts zu umreifen und sodann, ohne das Packstück zu umreifen.
Eine solche Vorrichtung zeigt die eingangs erwähnte
DE 41 00 276 C2 .
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Eine
Längsumreifung – auch als
Inline-Umreifung bezeichnet – ist
gegenüber
einer Querumreifung insoweit problematisch, als besondere Maßnahmen
ergriffen werden müssen,
um den Umreifungsmittel-Führungskanal
aus der Bewegungsbahn bzw. dem Lichtraumprofil des Packstücks zu bringen.
Bei der Umreifungsvorrichtung nach
DE 41 00 276 C2 geschieht dies dadurch, dass
der Umreifungsmittel-Führungskanal
in besonderer Weise gekrümmt und
gewunden ist, so dass das Packstück
von ihm während
des Durchtransportes durch die Vorrichtung nicht behindert wird.
Ein solcher Kanal ist jedoch relativ schwierig zu fertigen, da er
ein in vielen Richtungen gekrümmtes
Raum gebilde darstellt. Für
jede Maschinengröße ist überdies
eine andere Umreifungsmittel-Führungskanal-Form
erforderlich.
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Es
sind zahlreiche Versuche unternommen worden und im Stand der Technik
dokumentiert, andere Lösungen
für dieses
Problem zu finden.
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Die
Umreifungsvorrichtung nach
DE
196 32 728 C2 sieht einen Umreifungsrahmen vor, der um eine
unter der Arbeitsfläche
gelegene horizontale Achse bedarfsweise in Umreifungsstellung geschwenkt
wird, wenn das zu umreifende Packstück seine Position eingenommen
hat. Die hiermit verbundene Mechanik erfordert einen gewissen Aufwand. Vergleichbares
gilt für
die ähnlich
konstruierte Längsumreifungsvorrichtung
entsprechend
DE 101
03 409 A1 .
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DE 42 30 730 A1 zeigt
eine Umreifungsmaschine mit einem Umreifungsmittel-Führungskanal, bei
dem ein geradlinig beweglicher Rahmenteil vorgesehen ist, der im
Zusammenwirken mit einem festen Rahmenteil einen tordierten Kanalabschnitt
bildet. Auch hier werden also zumindest Teile des Umreifungsmittel-Führungskanals
verwunden.
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EP 0 545 105 B1 beschreibt
eine Vorrichtung zum Längsumreifen
eines Packstücks,
bei der der Umreifungsmittel-Führungskanal
zwei parallel zur Umreifungsebene verlaufende Abschnitte aufweist, die
auf gegenüberliegenden
Seiten der Umreifungsebene entlang der diagonal gegenüberliegenden
Eckbereiche des Packgutes in einem derartigen Abstand von der Umreifungsebene
verlaufen, dass sie die Förderbewegung
des Packgutes nicht behindern, wobei diese Abschnitte durch weitere
Abschnitte miteinander verbunden sind, welche die Umreifungsebene
kreuzen. Auch ein solcher Bandkanal ist relativ komplex gestaltet.
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Eine
weitere, ebenfalls in
EP
0 545 105 B1 offenbarte Vorrichtung sieht vor, dass der
Umreifungsmittel-Führungskanal
sich im wesentlichen in einer Ebene erstreckt, die die Umreifungsebene
in einer senkrecht zur Förderrichtung
verlaufenden Schnittlinie schräg
schneidet und dass der Bindekopf um eine in dieser Schnittlinie
verlaufende Achse schwenkbar gelagert und derart angetrieben ist,
dass er beim Einschießen
des Bandes eine Winkelstellung einnimmt, in der seine Längsmittelebene
mit der Umreifungsmittel-Führungskanal-Ebene
zusammenfällt,
und dass er beim Spannen des Bandes in die Umreifungsebene einschwenkt.
Eine solche Vorrichtung ist insbesondere hinsichtlich ihrer Steuerung aufwendig
und durch den Schwenkantrieb des Bindekopfes auch mechanisch hoch
belastet und störungsanfällig.
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EP 1 207 107 A1 zeigt
eine Umreifungsvorrichtung, die ein Führungsmittel zum Führen des
Umreifungsmittels beinhaltet, welches zum Bilden einer Schleife
aus Umreifungsmittel in einer Warteposition, unabhängig von
der Position des zu umreifenden Körpers, dient und dass ein Schleifenbewegungsmittel
vorhanden ist, welches dazu dient, die durch das Führungsmittel
gebildete Umreifungsmittelschleife von einer in der Tischebene der
Vorrichtung vorgesehenen Warteposition in eine Stapelposition um
einen zu umreifenden Körper
zu positionieren. Hier wird also eine Umreifungsmittelschleife in
liegender Anordnung vorbereitend gebildet und nach Positionieren
des zum umreifenden Packstückes
in eine Position hochgeschwenkt, aus der die Schleife das Packstück umreifen
kann. Erforderlich sind hierzu angetriebene Greifersegmente, die
die Umreifungsmittelschleife erfassen und entlang gekrümmter Arme
aufrichten.
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Die
beschriebenen, sehr unterschiedlich arbeitenden Vorrichtungen sind
gegenüber
der eingangs genannten
DE
41 00 276 C2 relativ aufwendig, insbesondere diejenigen,
die zusätzliche
Antriebe für das
Verschlussaggregat, den Umreifungsmittelführungskanal oder die Schleifenaufrichtung
erfordern.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher im wesentlichen die Aufgabe zugrunde,
ausgehend von
DE 41
00 276 C2 , eine Vorrichtung zum Längsumreifen von Packstücken zu
schaffen, die keine besonderen Anforderungen an Antriebsmechanismen
stellt und bei der der Umreifungsmittelrahmen relativ einfach herzustellen
ist.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist dem entsprechend
dadurch gekennzeichnet, dass der Umreifungsmittel-Führungskanal
aus Eckumlenkungen und weiteren, das Umreifungsmittel an seiner
jeweils nach außen
gerichteten Seite lediglich abstützend führenden,
Kanalabschnitten sowie aus zwischen den Eckumlenkungen und Kanalabschnitten
eingefügten,
dem Umreifungsmittel einen Drall um seine Längsachse aufprägenden Umreifungsmittel-Tordiersegmenten
zusammengesetzt ist.
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Hinsichtlich
der Umreifungsmittel-Tordiersegmente ist es vorteilhaft, wenn diese
das Umreifungsmittel um jeweils nur etwa 40–60°, vorzugsweise nur um ca. 45° um seine
Längsachse
tordieren. Deshalb können
im Verhältnis
zu den Eckumlenkungen und den weiteren Kanal-abschnitten die Umreifungsmittel-Tordiersegmente
kurz gehalten sein. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis
aus, dass es genügt,
dem mit hoher Geschwindigkeit in den Umreifungsmittel-Führungskanal
einschießenden
Umreifungsmittel selbst dann, wenn es – wie dies meist üblich und
erforderlich ist – um
einen Drallwinkel von 90° umzulenken
ist, durch die auf ca. 45° beschränkte Tordierung
lediglich einen Anfangsdrall aufzuprägen. Wie sich gezeigt hat,
genügt
ein solcher Anfangsdrall oder Torsionsimpuls, um das Umreifungsmittel
in seinem weiteren Bahnverlauf nach dem Umreifungsmittel-Tordiersegment
weiter um seine Längsachse
drehen zu lassen, bis es sich nach insgesamt 90° Torsionswinkel mit seiner nach
außen weisenden
Hauptfläche
ordnungsgemäß an der
zugehörigen
Führungsbahn
abstützen
und im weiteren Verlauf seines Vortriebs dessen Bahnkrümmung ohne
weiteres folgen kann.
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Die
Umreifungsmittel-Tordiersegmente bilden bei einer Ausführungsform
jeweils einen zum Packstück
hin einseitig längsoffenen
Schlitzkanal aus mit einem Umreifungsmittel-Einlaufschlitz und einem um
etwa 45° dazu
verdrehten Umreifungsmittel-Auslaufschlitz, zwischen denen eine
Umreifungsmittel-Gleitbahn mit gegeneinander weisenden Führungs-
bzw. Drallflächen
ausgebildet ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Eckumlenkungen jeweils
eine 90°-Umlenkung
für das
Umreifungsmittel ausbilden und des weiteren jeweils einen zum Packstück hin einseitig längsoffenen
Kanal ausbilden, aus dem das Umreifungsmittel unter Rückzugsspannung
herausgezogen werden kann, um es um das Packstück zu straften. Im übrigen ist
es vorteilhaft, wenn alle Eckumlenkungen des Umreifungsmittel-Führungskanals
untereinander identisch ausgebildet sind. Die Eckumlenkungen können Formteile
aus Kunststoff sein.
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Der
wesentliche Kern der Erfindung besteht also im wesentlichen darin,
im Unterschied zu
DE
41 00 276 C2 , bei der der Umreifungsmittel-Führungskanal selbst vielfach
gebogen und schraubenlinienartig in sich tordiert ist, darin, dass
der Umreifungsmittel-Führungskanal
aus wenigen, leicht zu erzeugenden Kanalteilen, die längsgestreckt
oder im Sinne der Führung
des Umreifungsmittels parallel zu seiner großen Fläche gebogen sind und zusätzliche,
jedoch relativ kleinen Tordiersegmenten, den Umreifungsmittel-Tordiersegmenten,
besteht. Dies hat sowohl herstellungstechnische als auch montagetechnische Vorteile.
Außerdem
lässt sich
auf diese Weise ein Umreifungsmittel-Führungskanal gewissermaßen nach
einem Baukastensystem zusammensetzen und so auf relativ einfache
Weise bei Verwendung weniger Standard-Bausegmente unterschiedliche
Umreifungsmittelführungskanäle zusammensetzen
und an unterschiedliche Umreifungsmaschinen anpassen.
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Im übrigen versteht
sich die Erfindung am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Perspektivdarstellung einer Umreifungsvorrichtung entsprechend
vorliegender Erfindung,
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2 eine
schematische Frontansicht der Vorrichtung nach 1,
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3 eine
schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach 1,
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4 eine
schematische Draufsicht auf die in 1 gezeigte
Vorrichtung,
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5 eine
schaubildliche Darstellung der Geometrie bzw. räumlichen Ausgestaltung eines
Umreifungsmittel-Führungskanals
der Umreifungsvorrichtung,
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6 eine
Ausschnittsdarstellung des Umreifungsmittel-Führungskanals im Bereich einer
Umlenkführung
des Umreifungsmittels, die zwei Eckumlenkungen und drei Umreifungsmittel-Tordiersegmente
umfasst, und
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7 eine
detailliertere Darstellung eines Umreifungsmittel-Tordiersegments.
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In 1 ist
eine Vorrichtung zum Längsumreifen
eines Packstücks
wie insbesondere eines Stapels von Zeitungen, Magazinen od. dgl.
insgesamt mit 10 bezeichnet. Sie umfasst ein Maschinengestell 11 mit
einem Arbeitstisch 12 zur Auflage eines zu umreifenden
Packgutes 13, welches mit einer Längsumreifung 14a versehen
werden soll.
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Unterhalb
des Maschinentisches 12 befindet sich – abgesehen von einem nicht
dargestellten Umreifungsmittelvorrat – eine mit 15 bezeichnete
Vorrichtung zum Einschießen
des Umreifungsmittels 14 (5) in einen
Umreifungsmittel-Führungskanal 16 sowie
zum straffenden Zurückziehen
des Umreifungsmittels 14 und zum Verschluss der im Bereich der
Vorrichtung einander überlappenden
Umreifungsmittelenden. Als Umreifungsmittel kommt hier wie üblich thermoplastisches
Bandmaterial mit flachrechteckigem Querschnitt in Betracht.
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Der
insgesamt mit 16 bezeichnete Umreifungsmittel-Führungskanal
ist, wie insbesondere die 1, 3 und 4 zeigen,
teilweise unterhalb oder in der Ebene des Maschinentisches 12 angeordnet,
zum größten Teil
jedoch in einer den Transport des Packstücks 13 nicht beeinträchtigenden
Art und Weise außerhalb
dessen Lichtraumprofils, insbesondere seitlich neben seiner mit
Pfeilen in 1 angedeuteten Transportrichtung.
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Wenn
Umreifungsmittel 14 in den Umreifungsmittel-Führungskanal 16 in
Richtung eines der beiden in 1 eingezeichneten
Pfeile eingeschossen wird, muss das Umreifungsmittel, damit dessen führendes
Ende wieder im Verschlussaggregat 15 ankommt, mehrere Bögen bzw.
Biegungen in unterschiedlichen Richtungen durchlaufen und letztlich
als in sich geschlossene Schleife so in dem Umreifungsmittel-Führungskanal 16 gehalten
sein, dass es unter Einwirkung einer Rückzugskraft sowie unter Vermittlung
einer Ablenkeinrichtung 17 in einer in Transportrichtung
des Packstückes 13 liegenden
Ebene vorzugsweise mittig auf das Packstück 13 gespannt bzw.
gestrafft werden kann.
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Der
der Erfindung zugrundeliegende Umreifungsmittel-Führungskanal
weist keine beweglichen Elemente auf und ist zum Packstück 13 hin
schlitzoffen ausgeführt,
so dass das Band unter der Rückzugspannung
selbsttätig
aus dem Umreifungsmittelführungsrahmen 16 herausgezogen
werden kann.
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5 veranschaulicht
den Pfad, den das Umreifungsmittel 14 – ein flachquerschnittiges
Kunststoffband – zur
Bildung einer Umreifungsmittelschleife zurückzulegen hat. Es sei angenommen,
dass das Umreifungsmittel 14 unterhalb der Ebene des Tisches 12 von
einer in 5 nicht dargestellten Einschussvorrichtung
in Richtung des Pfeiles 18 in den Umreifungsmittel-Führungskanal
eingeschossen wird. Das Umreifungsmittel 14 muss zunächst um etwa
90° umgelenkt
geführt
werden, und zwar um die schematisch in 5 eingezeichnete
Hochachse 19. Sodann ist es erforderlich, das Band erneut
um etwa 90° um
eine liegende Achse 20 umzulenken. Danach durchläuft das
Umreifungsmittel 14 auf seinem Weg aufwärts einen vertikalen Abschnitt 26a und
sodann auf dem Zenit der Umreifungsmittelschleife einen horizontalen
Abschnitt 26b, an den sich nach einer 90°-Umbiegung
des Umreifungsmittels 14 ein weiterer vertikaler Abschnitt 26c nach
unten anschließt. Danach
ist es erneut erforderlich, das Umreifungsmittel 14 um
eine weitere liegende Achse 21 und sodann erneut um eine
Hochachse 22 zu führen,
damit es in derselben Orientierung, in der es die Einschussvorrichtung
verlassen hat, wieder in deren Bereich, insbesondere im Verschlussaggregat,
anlangt.
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Ein
Umreifungsmittel 14 in der Form eines flachquerschnittigen
Bandes kann zwar leicht um eine Achse gebogen werden, die quer zu
seiner Längserstreckung
sowie parallel zur Bandebene liegt. Insoweit ist ein Band biegeschlaff.
Es kann allerdings nicht um nennenswerte Winkel in Querrichtung
umgebogen werden, in der es extrem biegesteif ist.
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Dem
trägt die
Erfindung dadurch Rechnung, dass das Band an den erforderlichen
Stellen um seine Längsrichtung
bzw. -achse tordiert wird, damit es im Anschluss an die Torsion
wieder leicht in seiner Vorzugsbiegerichtung umgebogen werden kann. Dies
ist insbesondere deshalb wichtig, weil das Band frei in den Bandumreifungskanal
eingeschossen und nicht etwa durch mechanische Greifer gezogen wird.
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Beim
Ausführungsbeispiel
entsprechend 5 wird das Umreifungsmittel 14 mittels
eines ersten Umreifungsmittel-Tordiersegments 23 im Uhrzeigesinn
tordiert, so dass das Umreifungsmittel 14 nach Verlassen
des Umreifungsmittel-Tordiersegments 23 die Kurve um die
Hochachse 19 nehmen kann. Danach ist ein zweites Umreifungsmittel-Tordiersegment 24 vorgesehen,
welches das Umreifungsmittel 14 zurück tordiert, d.h. ihm eine
Torsionsdrehung entgegen der Torsionsrichtung vermittelt, die vom
Umreifungsmittel-Tordiersegment 23 auf das Umreifungsmittel 14 vermittelt
wurde. Dadurch ist es dem Umreifungsmittel möglich, die Kurve zu nehmen,
die von der horizontal liegenden Krümmungsachse 20 definiert
ist. Sodann wird das Umreifungsmittel 14 mit Hilfe eines
dritten Umreifungsmittel-Tordiersegments 25 erneut um 90° tordiert,
damit es dem Umreifungsmittel-Kanalabschnitt (Bandstrecke 26)
folgen kann, der sich aus den beiden vertikalen Abschnitten 26a, 26c und
dem horizontalen Gipfelabschnitt 26b zusammensetzt.
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In
Vortriebrichtung des Umreifungsmittels 14 folgen sodann
drei weitere Umreifungsmittel-Tordiersegmente 27, 28 und 29,
die dem Umreifungsmittel 14 jeweils einen solchen Drall
vermitteln, dass nacheinander die Bögen um die liegende Krümmungsachse 21 und
die lotrechte Krümmungsachse 22 genommen
werden können.
Das letzte Umreifungsmittel-Tordiersegment 29 führt das
Umreifungsmittel 14 schließlich aus der im letzten Bogen
um die Achse 22 stehenden Ausrichtung zurück in eine
liegende Position, in der es dem Umreifungsmittel-Verschlussaggregat
zugeführt
werden kann.
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6 zeigt
zwei bogenförmige,
insbesondere viertelkreisförmige
Führungen
für das
Umreifungsmittel 14, wobei angenommen sei, das Umreifungsmittel 14 werde
in Richtung des Pfeiles 18 gefördert. Das in 6 erste
Umreifungsmittel-Tordiersegment 23 führt das Umreifungsmittel 14 unter
Torsion um seine Längsachse
in eine erste Eckumlenkung 30, aus der das Umreifungsmittel 14 im
Uhrzeigersinn tordiert aus sowie in ein zweites Umreifungsmittel-Tordiersegment 24 eintritt.
Dieses Umreifungsmittel-Tordiersegment 24 tordiert das
Umreifungsmittel 14 entgegen der vom Umreifungsmittel-Tordiersegment 23 vorgesehenen
Torsionsrichtung zurück
und übergibt
es einer zweiten Eckumlenkung 30, innerhalb der das Umreifungsmittel 14 einen
Bogen um die horizontale Krümmungsachse 20 vollführt. Nach dem
Austritt des Umreifungsmittels 14 aus der zweiten Eckumlenkung 30 wird
es einem dritten Umreifungsmittel-Tordiersegment 25 zugeführt, um
von diesem erneut um seine Längsachse
tordiert zu werden.
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7 zeigt
schematisch ein Umreifungsmittel-Tordiersegment 28, dem
das Umreifungsmittel in Richtung des Pfeiles 18 zugeführt wird.
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Das
Umreifungsmittel-Tordiersegment 28 weist einen wie ersichtlich
randoffenen Schlitz 31 auf, aus dem es unter Wirkung einer
Rückzugspannung herausgezogen
werden kann, wenn es um ein Packstück gestrafft werden soll.
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Sodann
umfasst das Umreifungsmittel-Tordiersegment 28 einen Umreifungsmittel-Einlaufschlitz 32 und
einen Umreifungsmittel-Auslaufschlitz 33. Der Umreifungsmittelschlitz 32 verjüngt sich
trichterartig zur optimierten Führung
des voreilenden Endes des Umreifungsmittels 14 und bildet
im Innern einander gegenüber
liegende Gleitflächen 34 und 35 für die Breitseiten
des Umreifungsmittels 14 aus.
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Beim
Ausführungsbeispiel
beträgt
der Drall- oder Torsionswinkel vom Umreifungsmittel-Einlaufschlitz 32 zum
Umreifungsmittel-Auslaufschlitz 33 nut etwa 45°, obwohl
der Gesamtwinkel, um den das Umreifungsmittel 14 jeweils
um seine Längsachse
zu verdrehen ist, in der Regel 90° beträgt. Insoweit
prägt also
ein Umreifungsmittel-Tordiersegment dem Band nur eine Initial-Torsion
auf. Den restlichen Verdrehwinkel vollzieht das Band selbsttätig im Bereich
der Führungsflächen, die
im Anschluss an ein Umreifungsmittel-Tordiersegment von der Umrei fungsmittel-Führungsbahn
einer Eckumlenkung 30 oder einem anderen Umreifungsmittelführungskanalabschnitt
bereitgehalten werden. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass diese Führungsbahnen
nicht besonders präpariert
oder gestaltet zu sein brauchen, womit sich die besondere Einfachheit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
versteht.