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Bandspannvorrichtung für Umschnürmaschinen Die Erfrndung bezieht sich
auf eine neue und verbesserte Bandvorschub- und -spannvorrichtung für Bandumschnürmaschinen
mit Kraftantrieb und betrifft insbesondere eine neuartige Anordnung zum Erhöhen
des Greifdruckes auf das Band durch die Bandspannvorrichtung, wenn sich die Zugspannung
im Band beim Spannen erhöht.
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Die erfindungsgemäße Umschnürmaschine mit Kraftantrieb kann vollautomatisch
oder halbautomatisch arbeiten und wird in der Hauptsache zum Umschnüren von Bündeln,
Ballen, Kästen, Paketen, Spulen od. dgl. mit einem aus flachem Stahlband bestehenden
Band oder mehreren Bändern verwendet, deren Enden sich überlappen und zu einem zugfesten
Verschluß vereinigt werden. Die Maschine zieht ein Band um das Bündel, so daß das
freie Ende des Bandes den ruhenden Bandabschnitt, der mit einem Bandvorrat oder
einer Bandrolle verbunden ist, überlappt. Die Umschnürung wird eng um das Bündel
gezogen, und eine zweckdienliche Zugspannung wird auf die Umschnürung mit der Maschine
zur Einwirkung gebracht. Wenn diese Zugspannung eine angemessene Größe erreicht
hat, werden die sich überlappenden Abschnitte der Umschnürung zu einem zugfesten
Verschluß miteinander verbunden, und das auf das Bündel aufgebrachte gespannte Umschnürungsband
wird vom Bandvorrat abgetrennt.
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Das Band wird von einer Vorratsspule abgezogen und um das Bündel
oder den Ballen durch ein kombiniertes Vorschub- und Spannrad gezogen, dem eine
Druckrolle zugeordnet ist, die das Band gegen den gerieften oder gezahnten Umfang
des Vorschub- und Spannrades drückt. Bekannte Maschinen mit einem zum Spannen des
Bandes dienenden Vorschub- und Spannrad begrenzen die auf das Band zur Einwirkung
gebrachte Spannumgsgröße auf Werte, die unter den gewünschten Zugwerten und weit
unter der Zugfestigkeit des Bandes liegen. In vielen Maschinen wird die Druckrolle
gegen das Vorschub- und Spannrad von Federn oder von elektromagnetischen Vorrichtungen
gedrückt. In einzelnen Fällen wird die Druckrolle von Hand in ihrer Druckstellung
gehalten.
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Derartige Anordnungen erreichen bald die Grenzen der Drücke, die zum
Halten des Bandes gegen das Vorschubrad erreicht werden können. Diese Begrenzungen
scheinen bei der Verwendung von sehr starken, auf die Druckrolle wirkenden Federn
nicht vorhanden zu sein. Die Druckrolle muß jedoch von dem Vorschub- und Spannrad
leicht abgehoben werden können, damit sich das Band in die Maschine einschieben
oder einziehen läßt. Starke Federn behindern dieses Abheben. Die Spannräder der
bekannten Maschinen üben infolgedessen keine genügend hohe Zugkraft auf das um das
Bündel liegende Band aus, weil sie das Band nicht mit genügend hohem Druck zum abschließenden
Spannen erfassen. Das Spannrad schlüpft vielmehr auf dem Band, so daß außerdem ein
übermäßig hoher Spannradverschleiß erfolgt und das Spannrad nur kurze Zeit verwendet
werden kann.
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Einige Maschinen verwenden eine zusätzliche Bandspannvorrichtung oder
eine Hilfsvorrichtung, die dem das Bündel umgebenden Band einen abschließenden hohen
Spannzug geben soll. Die Zusatz- oder Hilfsvorrichtungen komplizieren aber die Maschine,
erhöhen deren Herstellungskosten, verlangsamen den Spainnvorgang, verlängern den
Maschinenzyklus und verringern die Leistung der Maschine.
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Mit der Erfindung soll eine neue und verbesserte Vorschub- und Spannvorrichtung
mit einem Vorschub- und Spannrad geschaffen werden, das dem das Bündel od. dgl.
umgebenden Band die gewünschte Höchstspannung dadurch ermöglicht, daß der Druck
der Gegendruekrolle auf das zu spannende Band mit dem Ansteigen der Zugspannung
in dem das Bündel umgebenden Band erhöht wird. Zu diesem Zweck wird die Spannung
in dem das Bündel umgebenden Band zur Erhöhung des Gegendruekrollendruckes gegen
das von dem Spannrad erfaßte Band verwendet.
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Die Zunahme der im Band vorhandenen Spannung wird durch einen beweglichen,
tasterartigen Band-
führungsteil abgefühlt. Dieser liegt auf dem
Band zwischen dem Umschnürungsbereich und dem Spannrollenpaar so auf, daß dieses
in einer gekrümmten Linie geführt wird. Der Taster ist so mit der Anstellvorrichtung
für das Gegendruckrad gekoppelt, daß bei Erhöhung der Spannkraft im Band ein stärkeres
Andrücken der Gegendruckrolle auf das Band bewirkt wird.
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Ferner soll hiermit eine mit einem Vorschub- und Spannrad versehene
Vorschub- und Spannvorrichtung geschaffen werden, in der der Verschleiß des Spannrades
im Vergleich zum Verschleiß der Spannräder bekannter Maschinen verringert ist, so
daß dasSpannrad längere Zeit benutzt werden kann.
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An Hand der Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Bandspannvorrichtung beschrieben. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine Seitenansicht
einer Umschnürmaschine mit Kraftantrieb im verkleinerten Maßstab mit der eniindungsgemäßen
Bandvorschub- und -spannvorrichtung, Fig. 2 ein vergrößerter Längsschnitt auf einer
unregelmäßigen Ebene, in dem die wesentliche Ausbildung der Bandvorschub- und spanuvornehtung
dargestellt ist, Fig. 3 ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, gesehen in Richtung
der Pfeile, und Fig. 4 ist ein vergrößerter Einzelschnitt nach Linie 4-4 der Fig.
2, gesehen in Richtung der Pfeile.
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In den Zeichnungen ist die Umschnürmaschine 10 in ihrer Normalstellung
dargestellt, in der die Bandführung oder Bandführungsrinne senkrecht angeordnet
und die Öffnung für das zu umschnürende Bündel oder den Ballen so eingestellt ist,
daß ein Bündel in waagerechter Richtung in die Maschine eingeschoben werden kann.
Diese Anordnung der Maschine kann jedoch nach freiem Ermessen erfolgen, da sich
die Maschine in vielen Stellungen verwenden läßt. Die dargestellte Aufstellung dient
lediglich Beschreibungszwecken.
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Die Umschnürmaschine 10, in die die ertindungsgemäße Vorschub- und
Spannvorrichtung eingebaut ist, wird von einem umkehrbaren Elektromotor 12 getrieben,
dessen Motorwelle über eine Keilnutenverbindung mit der Hauptantriebswelle 18 der
Maschine verbunden ist. Die Antriebswelle 18 ist in einem Gehäuse 20 gelagert, in
dem auch noch eine Bandführung 22, ein dieser Bandvorschub- und -spannvorrichtung
zugehörender Antrieb 26, eine zum Formen eines Verschlusses und zum Zerschneiden
des Bandes dienende Vorrichtung 28, ferner ein dieser Form-und Schneidvorrichtung
28 zugehörender Antrieb 30 und eine demBandvorschub- und -spannvorrichtungsantrieb
26 zugeordnete Bands,pannungsregelvorrichtung (nicht dargestellt) untergebracht
sind. Das Umschnürungsband S (Fig. 1) wird von einer Bandrolle oder Bandhaspei (nicht
dargestellt) abgespult. Das BandS wird von der Bandhaspel mittels der Bandvorschub-
und -spannvorrichtung 24 über die Führung 22 geführt und wird um eine geschlossene
Führungsrinne 34, die eine ein Bündel aufnehmende Öffnung 36 aufweist, so geleitet,
daß das Vorderende des BandesS einen Abschnitt des Bandes an der Vorderseite der
Verschlußherstellungsvorrichtung 28 überlappt.
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Beim Bandvorschub dreht sich der Motor 12 zuerst in einer ersten
Richtung. Nach Beendigung des Bandvorschubes in der geschlossenen Rinne 34 oder
um
das Bündel wird ein in dem elektrischen Stromkreis befindlicher Schalter 184 geschaltet,
um beispielsweise am Ende des Maschinenzyklus die Maschine stillzusetzen oder einen
anschließenden Maschinenvorgang einzuleiten. In beiden Fällen wird der Motor 12
in der entgegengesetzten Drehrichtung angelassen, um die Verschlußherstellungsvorrichtung
28 zu betätigen, wobei zuerst das freie Ende des Bandes festgeklemmt wird, um das
freie Ende gegen eine beim Bandspannvorgang erfolgende Bewegung zu verankern, und
dann die Flügel oder Flansche eines Verschlußzuschnittes um die sich überlappenden
Bandabschnitte gefaltet werden, um den Verschlußzus chnitt für den endgültigen Vers
chlußvorgang vorzuformen.
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Dieses Vorformen des Zuschnittes genügt jedoch nicht, um eine Bewegung
des stehenden Bandabschnittes relativ zu der Verschlußherstellungsvorrichtung und
zu dem verankerten Ende des Bandes zu verhüten, wenn die Bandschleife eng an das
Bündel angelegt und gespannt wird.
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Gleichzeitig wird die Bandvorschub- und -spannvorrichtung 24 in der
Spannrichtung betätigt, um zuerst die Schleife des Bandes S um das Bündel herum
zu verkleinern und dann auf das Band eine Zugkraft zur Einwirkung zu bringen. Die
Bandspannregelvorrichtung fühlt die in dem Band vorhandene Zugspannung ab und beendet,
wenn diese den gewünschten bzw. eingestellten Wert erreicht hat, das Arbeiten der
Bandvorschub- und -spannvorrichtung 24 und kuppelt gleichzeitig den Antrieb für
die Verschlußherstellungsvorrichtung 28 ein, wodurch der Verschluß in den sich überlappenden
Bandabschnitten in bekannter Weise hergestellt und das zurVorratsrolle führende
Bandende abgeschnitten wird. Nach Abschluß des Arbeitens der Verschlußherstellungsvorrichtung
28 wird die Maschine entweder abgeschaltet, oder sie schiebt das Band S vor, um
die Bandführung 34 auszufüllen.
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Die Bandführung 22 und die Vorschub- und Spanuvorrichtung liegen
zwischen zwei Scheiben 92 und 94, die mittels später noch beschriebener Führungsteile
auf Abstand gestellt sind, und einer Buchse 96, die an der Scheibe 92 mittels Schraubenbolzen
98 befestigt ist und die auf einem Drehzapfen oder einer Welle 100 drehbar gelagert
ist, die in einem an der unteren Vorderseite des Gehäuses 20 befindlichen Anguß
undrehbar befestigt ist. Die Büchse 96 hat ein außenliegendes Kegelende, das in
eine komplementär geformte Kegelöffnung der Scheibe 94 ragt. Die Scheibe 94 wird
von einem Haltering 110 in einer zweckdienlichen Nut am Außenende des Drehzapfens
t00 gehalten. Die Führungseinrichtung 22 kann also auf diese Weise eine Drehbewegung
auf dem Zapfen 100 und auf dem Maschinengehäuse 20 ausführen.
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Die Führung des Bandes zwischen den Scheiben 92 und 94 wird von einem
unteren Führungsaufbau 112 und einem oberen Führungsaufbau 114 ergänzt, die zwischen
den Scheiben 92 und 94 aufgestellt und mit den Scheiben verbunden sind. Der untere
Führungsaufbau 112 weist zwei ineinanderpassende Führungsteile 116 und 118 auf,
die zwischen sich einen Bandführungsschlitz oder Zwischenraum 120 begrenzen, der
ein sich erweiterndes unteres Einlaßende 122 und ein etwas offenes oberes Ende 124
hat. Der Führungsteil 116 ist an der Scheibe 92 mit zwei Schraubenbolzen 126 befestigt.
Der Führungsteil 118 ist an der Scheibe 92 mit einem Schraubenbolzen 128
befestigt
und ist an beiden Scheiben durch einen Schraubenbolzen 130 befestigt, der zwei in
den Scheiben befindliche, fluchtende Öffnungen durchsetzt und das Halten der Scheibe
94 an der Scheibe 92 begünstigt.
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Der obere Führungsaufbau 114 weist zwei ineinanderpassende Führungsteile
132 und 134 auf, die zwischen sich einen Führungsschlitz 136 begrenzen, der ein
Bogenschlitz ist, welcher sich nach oben zur Vorderseite der Maschine erstreckt
um das Umschnürungsb and zur Vorderseite der Verschlußherstellungsvorrichtung28
zu führen. Der Führungsteil 132 ist an der Scheibe 92 mit einem Schraubenbolzen
138 und an beiden Scheiben mit einem Schraubenbolzen 140 befestigt, der in gleicher
Weise arbeitet wie der Schraubenbolzen 130. Der Führungsteil 134 ist an der Scheibe
92 mit zwei Schraubenbolzen 142 befestigt. Die Scheiben 92 und 94 umschließen also
die Führungsaufbauten 112 und 114 sowie die Büchse 96. Der gesamte Aufbau ist so
angeordnet, daß er eine begrenzte Drehbewegung um den Zapfen 100 ausführen kann.
Das Umschnürungsband wird von der Vorratsrolle oder Haspel über den Einlaß 122,
den Schlitz 120 und zwischen einem auf dem Außenende einer Welle 146 befestigten
Vorschub- und Spannrad 144 und einer Gegendruckrolle 148 eingezogen, die infolge
ihrer Lagerung eine Drehung zwischen den Scheiben 92 und 94 ausführen kann. Die
Drehachse der Druckrolle 148 steht fest in bezug auf die Scheiben 92 und 94. Die
Druckrolle 148 wird zum Spannrad 144 von einer Druckfeder 150 gedrängt, die zwischen
einer Wand 152 des Gehäuses 20 und dem Führungsteil 118 arbeitet. Die Enden der
Feder 150 befinden sich in Vertiefungen der Wand 152 und des Führungsteils 118.
Die Druckfeder 150 sorgt dafür, daß beim Vorschub kein Schlupf des Umschnürungsbandes
auf dem Vorschub- und Spannrad 144 erfolgt.
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Das Umschnürungsband wird vom Vorschub- und Spannrad 144 in den Schlitz
136 zwischen zwei ortsfesten Führungsteilen 154 und 156 zur Vorderseite der Verschlußherstellungsvorrichtung
28 vorgeschoben. Das Umschnürungsband läuft dann in der Führungsrinne 34, bis sein
freies Ende in die V-förmige Nut 166 der Führungsschiene 162 eingreift und sich
an den zur Vorratsrolle führenden Abschnitt des Umschnürungsbandes legt. Das freie
Ende wird an der Außenfläche des ortsfesten Schneidblockes und Verankerungsteils
158 mittels zweckdienlicher Führungen geleitet.
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Die Drehrichtung des Motors 12 wird umgekehrt und die Maschine 10
wird betätigt, um das Band 8 um das Bündel herum zu spannen, ferner den Verschluß
an den sich überlappenden Bandabschnitten zu bilden und ferner das umwickelte Bündel
von dem stehenden Bandabschnitt abzutrennen.
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Wie bereits erwähnt, enthält die Bandvorschub-und -spannvorrichtung
24 das Spannrad 144, das an dem Außenende delr Vorschub- und Spaunwelle 146 befestigt
ist und das in den Scheiben 92 und 94 befindliche übergroße Öffnungen 145 bzw. 147
durchsetzt, so daß sich diese Scheiben auf dem Drehzapfen 100 und relativ zum Vorschubrad
144 drehen können, um das Umschnürungsband S zwischen dem Rad 144 und der Druckrolle
148 aufzunehmen. Das Vorschubrad 144 hat eine Umfangsfläche 204, die gezahnt ist
oder viele kleine kegelstumpfförmige pyramidenartige Bandgreiferteile aufweist,
die härter sind
als das zum Umschnüren der Bündel verwendete Umschnürungsband. An
beiden Seiten dieses gezahnten Umfanges 204 hat das Vorschubrad 144 Ringschultern
206, die einen kleineren Durchmesser haben als der Durchmesser der gezahnten Umfangsfläche
204.
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Das Spannradl44 hat außerdem einenAnsatz 208, der die in der Scheibe
94 befindliche übergroße Öffnung 147 durchsetzt.
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Die Druckrolle 148 ist auf einer Welle 212 gelagert, die in den Scheiben
92 und 94 getragen wird und gegen Längsbewegung von zwei Halteringen 214 (Fig. 4)
gehalten wird. Die Druckrolle 148 ist auf der Welle 212 mittels eines Nadel- oder
Rollenlagers 216 gelagert. Die Druckrolle 148 hat zwei Ringflansche 218, die auf
den Schultern 206 des Spannrades 144 laufen, wobei die zwischen den Flanschen befindliche
Lauffläche 220 die Druckfläche bildet. Die Flansche 218 und die Schultern 206 sind
so bemessen. daß die gehärtete Lauffläche 220 den gezahnten Umfang 204 des Vorschubrades
144 nicht berührt, wenn sich kein Umschnürungsband zwischen dem Spannrad 144 und
der Druckrolle 148 befindet. Die gehärteten Zähne sind also gegen unbeabsichtigte
und zufällige Beschädigung bei sorgloser Einstellung der Maschine oder bei Fehlern
geschützt.
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Beim Vorschub des Umschnürungsbandes in der Maschine über den Führungsschlitz
120 und zwischen Vorschub- und Spannrad 144 und Druckrolle 148 bewegt sich die Druckrolle
148 (Fig. 2) nach oben, und der Druck, der auf das Umschnürungsband beim Vorschub
ausgeübt wird, entspricht dem Druck, der durch die Druckfeder 150 ausgeübt wird.
Dieser ist so bemessen, daß ein einwandfreier Vorschub des Umschnürungsbandes gewährleistet
ist.
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Bei der Drehung des Vorschub- und Spannrades 144 in Bandspannrichtung
oder Rechtsrichtung (Fig. 2) wird die Führungseinrichtung 22 selbstspannend und
drückt die Druckrolle 148 gegen das zwischen Druckrolle 148 und Spannrad 144 befindliche
Umschnürungsband S. Nachdem das Umschnürungsband eng um das Bündel gezogen und der
Bandüberschuß über den Schlitz 120 zum Vorrat zurückgezogen worden ist, spannt das
Rad 144 in Zusammenarbeit mit der Druckrolle 148 die Schleife um das Bündel. Bei
diesem.Spannvorgang muß ein ziemlich großer Druck aufgewendet werden, um das Band
S in Treibberührung mit dem Radumfang 204 zu halten und einen Schlupf zu verhüten.
Da die Schlitzführung 136 von ihrem Ende 221 zur Einzugsstelle zwischen dem Rad
144 und Rolle 148 nach unten gebogen verläuft, verursacht eine Erhöhung des Bandspannzuges
einen Widerstand der in den Schlitz 136 verlaufenden gekrümmten Führungsbahn und
ein Anlegen oder einen Druck gegen den Führungsbauteil 134. Infolgedessen versucht
das Unschnürungsband den Führungsaufbau 22 und die Druckrolle 148 um den Drehzapfen
100 in Rechtsrichtung zu drehen, wodurch der Druck der Rolle 148 auf das Umschnürungsband
erhöht wird. Wenn daher die Bandzugspannung zunimmt und die Möglichkeit besteht,
daß ein Bandschlupf auf dem Vorschubrad 144 erfolgt, erhöht sich der von der Druckrolle
148 auf das Umschnürungsband ausgeübte Druck, so daß ein Schlupf verhütet wird.
Die Stellungen des Vorschubrades 144 und der Druckrolle 148 in bezug auf den Drehzapfen
100 sind so gewählt, daß die Druckrolle 148 zum Spannrad 144 bewegt wird, wenn sich
der Führungsaufbau 22 in Rechtsrichtung dreht.
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Die Spannradwelle 146 ist in der Wand 222 des Gehäuses 20 auf einem
Rollenlager 224 gelagert, während das gegenüberliegende Ende mittels eines Kugellagers
226 in einer Kappe 228 gelagert ist, die eine in dem Gehäuse befindliche Öffnung
230 schließt.
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Ein Haltering232 hält die Welle 146 gegen Längsbewegung relativ zum
Lager 226, das ebenfalls durch einen Haltering 234 in der Kappe oder dem Deckel
228 verankert ist. Zwischen den Lagern 224 und 226 ist auf der Welle 146 ein Schneckenrad
236 mit Keilen 238 befestigt. Das Schneckenrad 236 steht im Dauereingriff mit einer
Schnecke240, die auf dem einen Ende der Hauptantriebswelle 18 mittels eines Lagers
242 gelagert ist. Die Schnecke 240 ist an ihrem entgegengesetzten Ende in der Innenwand
des Gehäuses 20 gelagert.
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Die Schnecke 240 ist nicht unmittelbar auf die Welle 18 aufgekeilt,
sondern kann getrieblich und wahlweise mit der Schnecke über eine Nockenkupplung
verbunden werden, die jedoch keinen Teil der Erfindung bildet. Die Kupplung wird
im Laufe des Maschinenzyklus eingekuppeit, um die Schnecke 240 mit der Welle 18
zu verbinden, und wird dann wieder von der Welle abgekuppelt, wenn die Spannung
in dem das Bündel umgebenden Umschnürungsband eine vorherbestimmte Größe erreicht,
wie sie von einer Spannungsregelvorrichtung (nicht dargestellt) angegeben wird,
die mit der Kupplung zusammenwirkt.