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Zum Verbinden der Enden von thermoplastischen Kunststoffbändern,
die in Form einer Schlaufe um einen zu verpackenden Gegenstand gelegt und gespannt
werden, wurden zunächst die für Stahlbänder bekannten Metallverschlüsse verwendet.
Kunststoffbänder sind wegen ihrer höheren Elastizität und Streckbarkeit sehr gut
zum Verschnüren von Paketen geeignet, die der Ausdehnung oder Schrumpfung unterliegen
oder bei denen die Bandschlaufe bei der Handhabung starken Stößen ausgesetzt ist.
Weiterhin lassen sich Kunststoffbänder nach Gebrauch leichter beseitigen.
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Metallverschlüsse haben jedoch bei Kunststoffbändern den Nachteil,
daß sie die Kunststoffbänder leicht beschädigen und daß die Bandenden leicht ausreißen,
weshalb eine Reihe von stationären Verschweißvorrichtungen entwickelt wurde.
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Hierbei wurden beispielsweise Heizelemente auf die überstehenden
Bandteile gelegt (japanisches Gebrauchsmuster 35 560/1954), mit deren Hilfe der
gesamte Querschnitt des Bandes erweicht und verschweißt wurde. Ein älterer Vorschlag
(deutsches Patent 1 285 384) betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden
von Gurtbandenden aus orientiertem polymerem Kunststoff, wobei mit Hilfe einer Spanneinrichtung
eine Bandschlaufe um einen zu verpackenden Gegenstand gespannt und die Bandenden
durch ein dazwischengeschobenes Heizelement (heißes Messer) miteinander verschweißt
werden. Auf demselben Prinzip beruht die Vorrichtung nach der britischen Patentschrift
1 023 120.
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Bei allen diesen Vorrichtungen treten jedoch nachteilige Erhitzungseffekte
auf, die die Eigenschaften und die Festigkeit des Bandes nachteilig beeinflussen.
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Weiterhin oxydiert sich das Heizelement bei längerem Gebrauch, wodurch
es eine rauhe Oberfläche erhält. Beim Herausziehen des Heizelements besteht deshalb
die Gefahr, daß die Bandenden gegeneinander verschoben werden. Weiterhin ist der
Wärmeübergang bei einem oxydierten Heizelement infolge seiner Rauhigkeit nicht gleichmäßig.
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Ein anderes stationäres Verschweißverfahren ist das dielektrische
Hochfrequenzschweißen, wie es beispielsweise in der französischen Patentschrift
1 140 798 beschrieben ist. Die hierfür benötigten Vorrichtungen sind aufwendig.
Außerdem wird beim dielektrischen Hochfrequenzschweißen der ganze Bandquerschnitt
erhitzt, wodurch die Orientierung im Band verlorengeht. Schließlich besteht bei
diesen Vorrichtungen die Gefahr von Verbrennungen, wenn man beim unachtsamen Arbeiten
mit den Fingern in das Hochfrequenzfeld gerät. Ahnlich kompliziert und nachteilig
ist das Verschweißen mit Ultraschall.
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Außerdem sind die für diese Verfahren benötigten Vorrichtungen für
den Hauptbetrieb nicht brauchbar.
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Gegenstand der Patentanmeldung P 15 36271.7-27 der Patentinhaberin
ist die Anwendung des zum Verbinden von getrennten thermoplastischen Gegenständen
bekannten Reibungsschweißverfahrens zum Verbinden der überlappenden Enden eines
thermoplastischen Kunststoffbandes, das in Form einer Schlaufe um einen zu verpackenden
Gegenstand gelegt ist und Spannungen auszuhalten hat. In der Beschreibungseinleitung
dieses Patents sind der das Reibungsschweißverfahren betreffende Stand der Technik
(Modern Plastics, 1945, S. 142 ff.; DIN 1910, Blatt 3, August 1954; UdSSR-Patentschrift
149296
; deutsche Auslegeschrift 1 168 058; japanische Patentanmeldung 4187/1963) ausführlich
gewürdigt und die Erfindungseigenschaften der neuen Anwendung dargestellt.
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Gegenstand der Patentanmeldung P 15 36 270.6-27 ist eine Vorrichtung
zum Umschnüren eines Gegenstandes mit einer geschlossenen Schlaufe aus thermoplastischem
Band mit einer Spanneinrichtung zum Spannen der Schlaufe um den zu verpackenden
Gegenstand und mit einer Verschließeinrichtung zur Erzeugung einer Schmelzverbindung
zwischen den Berührungsflächen überlappender Bandteile, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Verschließeinrichtung einander gegenüberliegende Druckbacken aufweist,
von denen mindestens einer mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung gegen den anderen
aus einer zurückgezogenen Stellung in die Verschließstellung überführbar ist, und
daß eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, durch die bei zusammengepreßten Druckbacken
unter Aufrechterhaltung der durch die Spanneinrichtung in der Schlaufe erzeugten
Spannung ein überlappendes Bandteil gegenüber dem anderen unter Erzeugung einer
körperlich gleitenden Reibbewegung zwischen den Berührungsflächen bis zum Schmelzen
derselben bewegbar ist, wobei die Antriebseinrichtung anschließend ein stationäres
Zusammenpressen der geschmolzenen Bandoberflächen zwischen den Druckbacken ermöglicht.
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In Weiterentwicklung dieser Vorrichtung wurde nun eine Vorrichtung
entwickelt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verschließeinrichtung Antriebseinrichtungen
zum einmaligen Gegeneinanderbewegen der mit Hilfe der Druckbacken zusammengepreßten
Bandteile in einem Stoß enthält, durch die bei zusammengepreßten Druckbacken unter
Aufrechterhaltung der durch die Spanneinrichtung in der Schlaufe erzeugten Spannung
ein überlappendes Bandteil gegenüber dem anderen unter Erzeugung einer körperlich
gleitenden Reibbewegung zwischen den bis zum Schmelzen derselben bewegbar ist, wobei
die Antriebseinrichtung anschließend ein stationäres Zusammenpressen der geschmolzenen
Bandoberflächen zwischen den Druckbacken ermöglicht.
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Durch die Bewegung in einem Stoß kann die Zeit, die zur Ausbildung
der Verbindung nötig ist, stark verkürzt werden. Die geschmolzene Zwischenschicht
ist wiederum sehr dünn, hat aber auch eine sehr hohe Zugfestigkeit.
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Die Reibbewegung wird bei einem hohen Druck durchgeführt. Ist diese
Bewegung beendet, so werden die geschmolzenen Oberflächen stationär über eine größere
Fläche miteinander in Berührung gehalten und zusammengepreßt, so daß die Spannung
des Bandes die beginnende Erstarrung der Zwischenschicht nicht stört. Die Erfindung
ist auch zur Ausbildung und zum Verschließen von Schlaufen verwendbar, die einen
Gegenstand nur locker umgeben.
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Nachstehend sind einige Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der
Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Perspektivansicht
eines durch ein thermoplastisches Band verschnürten Gegenstandes, F i g. 2 eine
vergrößerte Perspektivansicht einer mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung
verschweißten Bandverbindung, Fig. 3 einen schematischen Aufriß eines zu verschnürenden
Gegenstandes, der von einer schlaffen Bandschlaufe umgeben ist, deren sich überlappende
Enden
in eine Spann- bzw. Verschließeinrichtung eingelegt sind, Fig. 4 eine motorisch
angetriebene Vorrichtung mit Spann- und Verschließ einrichtung, Fig. 5 a eine von
Hand betriebene Vorrichtung mit Spann- und Verschließeinrichtung, Fig. 5b bis 5
d schematische Darstellungen des Bewegungsablaufes bei der Vorrichtung von F i g.
5 a, F i g. 5 e eine schematische Darstellung einer Vorrichtung ähnlich der von
F i g. 5 a, F i g. 6 einen schematischen Aufriß einer automatischen oder halbautomatischen
Vorrichtung mit Spann- und Verschließeinrichtung, Fig. 6A einen Schnitt nach der
Linie 6A-6A von Fig. 6, Fig. 7 bis 9 schematische Darstellungen des Bewegungsablaufes
bei der Vorrichtung nach Fig. 6, F i g. 10 eine Draufsicht einer von Hand betätigten
Vorrichtung mit einer Spann- und Verschließeinrichtung, Fig. 11 eine Seitenansicht
der Vorrichtung nach Fig. 10, F i g. 12 einen vergrößerten Querschnitt durch die
Verschließeinrichtung der Vorrichtung nach den Fig. 10 bzw. 11, Fig.13 einen vergrößerten
Längsschnitt durch die Verschließeinrichtung der Vorrichtung nach den Fig. 10 bzw.
11 nach dem Spannen der Bandschlaufe und vor dem Spannen der den beweglichen Backen
der Verschließeinrichtung antreibenden Feder, Fig. 14 einen Längsschnitt ähnlich
dem von Fig. 13, wobei die den beweglichen Backen der Verschließeinrichtung antreibende
Feder gespannt ist, F i g. 15 eine auseinandergenommene Aussicht der Halterung und
des Winkelhebels zum Antrieb des beweglichen Backens der Verschließeinrichtung nach
Fig. 13 bzw. 14, F i g. 16 eine Draufsicht auf den beweglichen Bakken der Verschließeinrichtung
nach F i g. 13 bzw. 14, F i g. 17 eine Draufsicht auf den Rahmen der Verschließeinrichtung
nach F i g. 13 bzw. 14, Fig. 18 eine Seitenansicht des Rahmens der Verschließeinrichtung
nach Fig. 13 bzw. 14.
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Fig. 1 zeigt einen Gegenstand A, der von einer Bandschlaufe S aus
thermoplastischem Material straff umgeben ist. Die Bandteile U und L überlappen
sich an der Schweißverbindung J. Diese ist vergrößert in F i g. 2 dargestellt, wobei
die Grenzen der Verschweißung durch die gestrichelten Linien angedeutet sind.
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Die mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung hergestellte Schweißverbindung
ist auf eine dünne Zwischenschicht zwischen den Bandteilen U und L beschränkt, so
daß die Orientierung im Innern des Bandes nicht beeinträchtigt wird. Die Zugfestigkeit
der Verbindungsstelle beträgt etwa 60 bis 90 ovo der Zugfestigkeit des Bandes. Für
Kunststoffbänder aus Polyamid oder Polypropylen mit einer Breite von etwa 1,27 cm
und einer typischen Stärke von etwa 0,38 bis 1,65 mm beträgt die Länge der Verbindungsstelle
im allgemeinen etwa 2,5 bis 5 cm, obgleich nach Wunsch auch Verbindungsstellen mit
anderen Abmessungen erhalten werden können.
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Das Blockbild von Fig.3 zeigt die allgemeine Wirkungsweise der Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Eine Bandschlaufe S, die einen zu verpackenden Gegenstand A locker
umgibt, hat zwei Bandteile oder Bandenden U und L, die sich auf der Oberseite des
Gegenstandes
überlappen. Die Bandteile U und L sind in die als Blockelemente dargestellte Spanneinrichtung
10 und Verschließeinrichtung 11 eingelegt. Bei der Anordnung von F i g. 3 ist der
untere, überlappende Bandteil L ein freies Bandende, während der obere Bandteil
U von einer Zugaberolle (nicht angegeben) kommt und normalerweise erst abgeschnitten
wird, wenn die Bandschlaufe vollständig gespannt und verschweißt ist.
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Die in den folgenden Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen können
nach dem Blockdiagramm von Fig. 3 eingeteilt werden. So haben in Fig. 4 die Spanneinrichtung
und die Verschließeinrichtung die gleiche Lage zur Bandschleife wie die Elemente
10 und 11. In Fig. 5 sind die Spanneinrichtung und die Verschließeinrichtung umgekehrt
angeordnet. Die in Fig. 6 ff. angegebenen Vorrichtungen sind in der gleichen Weise
wie in F i g. 4 bezeichnet.
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Fig. 4 zeigt eine motorisch angetriebene Kombinationsvorrichtung
20, die auf einem Gegenstand A liegt. Eine Bandschlaufe S ist straff um den Gegenstand
gespannt, und die überlappenden oberen und unteren Bandenden U und L sind durch
die Vorrichtung gelegt. Der obere Bandteil U kann frei bewegt werden. Die Vorrichtung
20 enthält eine starre Auflage 21 mit einem verlängerten Fuß 21 F, der mit dem zu
verpackenden Gegenstand in Berührung steht. Auf der Auflage ist ein nach oben gerichtetes
Getriebegehäuse 22 angebracht, und eine Spanneinrichtung 23 beliebiger Art befindet
sich auf einer Seite der Auflage. Bei der hier erläuterten Spanneinrichtung ragt
eine Schwenkachse 24 aus dem Getriebegehäuse 22 heraus und trägt ein äußeres Zwischenstück
25. Eine Welle 26 eines Vorschubrades W ragt aus dem Getriebegehäuse heraus und
ist mit ihrem äußeren Ende in dem äußeren Zwischenstück 25 gelagert; auf der anderen
Seite des Getriebegehäuses 22 ist ein Stellhebel 27 vorgesehen, durch den das Vorschubrad
W vom Spannamboß 28 gelöst wird, der im Kontaktfluß 21F sitzt.
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Am Ende des Getriebegehäuses 22 ist ein Druckluftmotor 29 angebracht,
der gewöhnlich als bequemer Haltegriff für die Vorrichtung ausgebildet sein kann.
Der Druckluftmotor 29 besitzt einen biegsamen Druckschlauch 29L für Preßluft von
etwa 5,6 bis 7 atü. Am gegenüberliegenden Ende des Getriebegehäuses 22 ist ein Druckzylinder
30 vorgesehen, der mit einer Innenwandung 30 W versehen ist, an der ein Hauptdruckbacken
31 vertikal verschiebbar ist.
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Dieser Backen liegt einem stationären Druckbacken 32, der am Kontaktfuß
31 F angeordnet ist, gegenüber.
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Das untere Bandende L wird durch den Spannamboß 28 festgehalten und
so über den Fuß 21 F geführt, daß es über dem stationären unteren Druckbacken 32
liegt. Der obere Bandteil U ist in die Vorrichtung eingelegt und steht über den
unteren Bandteil, wobei er zuerst mit dem Vorschubrad W und dann mit dem beweglichen
Druckbacken 31 in Berührung steht. Der zuerst noch mit einer Vorratsrolle in Verbindung
stehende obere Bandteil wird durch einen Klemmechanismus 33 festgehalten, der an
der Außenstange eines im Zylinder 30 betätigten stempelartigen Kolbens 34 geführt
ist. Der Zylinder 30, der Klemmechanismus 33 und der Kolben 34 bilden die Antriebseinrichtung.
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Die Bandschlaufe wird zuerst locker um den Gegenstand gelegt, und
die Vorrichtung wird seitlich über die überlappenden Bandteile U und L eingeführt.
Dann
wird der Stellhebel 27 betätigt, der das Vorschubrad W gegen den Spannamboß 28 drückt,
so daß die überlappenden Bandteile ergriffen werden.
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Nun wird der Druckluftmotor 29 betätigt, der das Vorschubrad W in
eine Richtung dreht, in der die Schlaufe auf einen bestimmten Wert gespannt wird,
der von der Haltestellung des Druckluftmotors abhängt. Nun wird die freie Länge
des oberen Bandteils U gespannt und fest von dem Klemmechanismus 33 ergriffen. Dann
wird der mit dem Druckluftmotorgehäuse in Verbindung stehende Steuerkopf 35 betätigt,
wodurch die Druckluft den Druckbacken 31 nach unten preßt, so daß die entsprechenden
Flächen der Bandteile U und L zusammengepreßt werden.
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Die Flächen der hierbei gebildeten Zwischenschicht stehen miteinander
in reibender Berührung. Gewöhnlich wird ein Druck von etwa 350 kg/cm2 ausgeübt,
obgleich dieser Druck auch bis zu etwa 50s/e oder mehr nach oben oder unten schwanken
kann. Die Formgebung des beweglichen Backens 31, d. h. das Verhältnis zwischen der
Bandberührungsfläche und der Fläche des oberen Endes des beweglichen Bakkens, ermöglicht
die Festlegung des gewünschten Druckwertes. Das Band wird nun zwischen den Druckbacken
31 und 32 festgehalten, worauf der Stellhebel 27 des Vorschubrades W verschoben
wird, um das Vorschubrad W anzuheben, so daß sich die an das Vorschubrad W und den
Spannamboß 28 angrenzenden Flächen der Bandteile U und L leicht bewegen können.
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Dann wird ein anderer Steuerknopf 36 im Motorgehäuse 29 betätigt,
wodurch eine Kraft auf den Kolben 34 ausgeübt wird, so daß sich dieser mit dem Klemmechanismus
33 stoßartig aus der Stellung mit den ausgezogenen Linien in die Stellung mit den
gestrichelten Linien bewegt. Durch die schnelle Bewegung des Klemmechanismus 33
wird eine Kraft auf den oberen Bandteil U ausgeübt. Diese Kraft kann an einer Stelle,
die mehrere Zentimeter von den Druckbacken 31 und 32 entfernt ist, auf das Band
ausgeübt werden. In diesem Fall findet infolge der statischen Reibung zwischen oberem
Bandende und Backen 31 nicht sofort eine Bewegung an der Zwischenschicht statt,
sondern das Band dehnt sich etwas, bis die Spannung die statische Reibung überwindet,
wodurch der obere Bandteil U schnell zwischen dem Backen 31 und dem stationären
unteren Bandteil L bewegt wird (gewöhnlich etwa 1,27 bis 2,22 cm). Auf diese Weise
erfolgt eine Reibbewegung zwischen den sich berührenden Oberflächen der Bandteile
U und L, während sie zwischen den Druckbacken 31 und 32 zusammengepreßt sind, wodurch
Wärme erzeugt wird, die sich entsprechend der Druckverteilung an den Oberflächen
verteilt, so daß praktisch sofort ein Schmelzen der Oberfläche in einer Zone mit
einer bestimmten Tiefe erfolgt. Durch die Bewegung des Bandes wird die Bandschlaufe
etwas straffer um den Gegenstand gezogen. Nach Beendigung der Bandbewegung verschweißen
die geschmolzenen Oberflächen und erstarren, während die Oberflächen der Zwischenschicht
immer noch durch die Druckbacken 31, 32 zusammengepreßt werden.
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Nach dem Erstarren können die Backen vom Band gelöst und die Vorrichtung
entfernt werden.
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Es ist günstiger, die Vorrichtung so zu betätigen, daß der Druckluftmotor
etwas unterhalb der gewünschten endgültigen Bandspannung stehenbleibt, wobei durch
die anschließende Reibbewegung des
oberen Bandteils U die Schlaufe auf den gewünschten
Wert gespannt wird. Man kann die Stoßbewegung aber auch in umgekehrter Richtung
auf das obere Bandende U einwirken lassen, so daß sich die Spannung vermindert.
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Eine kombinierte Handvorrichtung 40 ist in Fig. 5 a angegeben, und
zwar liegt sie auf einem Gegenstand A, der von einer Bandschlaufe S straff umschlungen
ist. Die überlappenden oberen und unteren Bandteile U und L sind in die Vorrichtung
eingelegt. Der obere Bandteil U kann wiederum frei bewegt werden. Die Vorrichtung
40 enthält eine starre Auflage 41 mit einem verlängerten Fuß 41F, der mit dem zu
verpackenden Gegenstand in Berührung steht. An einem Ende trägt die Auflage ein
Vorschubrad W, das über einen auf der Auflage befestigten Amboß 42 liegt und das
durch wiederholtes Drehen eines Spanugriffes 43 in die Bandspannrichtung bewegt
werden kann. Am anderen Ende trägt die Auflage einen stationären unteren Backen
44 mit aufgerauhter Oberfläche und darüber einen verschiebbaren oberen Backen 45
mit aufgerauhter Oberfläche, der mit Hilfe eines Druckhebels 46 betätigt wird. Die
überlappenden Bandteile werden durch die Backen zusammengepreßt, nachdem die Bandschlaufe
mit Hilfe des Vorschubrades W gespannt wurde. Schließlich enthält die Auflage einen
stationären Verschweißbacken 47, der gegebenenfalls eine aufgerauhte Berührungsfläche
haben kann. Gegenüber diesem Bakken ist ein verschiebbarer Verschweißbacken 48 angeordnet,
der mit Hilfe eines Hebelmechanismus (nicht angegeben) gegen den stationären Verschweißbacken
gepreßt werden kann. Der Hebelmechanismus kann ähnlich wie der Hebel 46 und der
Mechanismus, der die Backen 44, 45 steuert, ausgebildet sein.
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Der bewegliche Verschweißbacken 48 hat eine glatte Bandberührungsfläche
und kann gegen den unteren Verschweißbacken bewegt werden, um die Bandteile unter
einem hohen Druck zusammenzupressen.
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Mit der in F i g. 5 a angegebenen Vorrichtung kann eine Bewegung
des oberen Bandteils U in einer Richtung erzeugt werden, ähnlich wie bei der in
F i g. 4 angegebenen Vorrichtung. Zuerst umgibt eine Bandschlaufe S locker den Gegenstand,
wobei die überlappenden Bandteile U und L seitlich in die Vorrichtung eingeführt
werden können. Beim Anlegen der Vorrichtung sind die Backensätze 44, 45 bzw. 47,
48 offen, und das Vorschubrad W ist über dem Spannamboß 42 angehoben. Dann wird
das Vorschubrad bewegt, wobei der Spanngriff 43 gesenkt wird, worauf dieser mehrmals
geschwenkt wird, um das Vorschubrad W zu drehen und die Schlaufe zu spannen, während
beide Backensätze offen bleiben, um die gewünschte Bandspannung zu erzeugen. Ist
die gewünschte volle Bandspannung erreicht, so wird der Hebel 46 betätigt, wodurch
die Greifbacken 44, 45 die überlappenden Bandteile fest ergreifen. Die Bandspannung
wird dann durch die Backen 44, 45 aufrechterhalten, bis die Verbindung fertig ist.
Nun wird das Vorschubrad W angehoben, um das obere Bandende freizulegen, so daß
eine lockere Stelle R von Hand zwischen den Backensätzen 44, 45 und 47, 48 hochgezogen
werden kann, wie es in F i g. 5 b dargestellt ist.
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Dann werden die Verschweißbacken 47, 48 (Fig. 5c) in Eingriff gebracht,
und das Vorschubrad W wird gesenkt, damit es den freien oberen Bandteil wieder erfassen
kann. Durch weitere Betätigung
des Spanngriffes 43 wird ein Zug
auf den oberen Bandteil zwischen den Verschweißbacken und dem Vorschubrad ausgeübt,
wobei eine statische Reibung zwischen dem beweglichen Verschweißbacken 48 (mit der
glatten Oberfläche) und dem oberen Bandteil U auftritt. Der obere Bandteil ist hierbei
zuerst noch schlaff zwischen den Backensätzen 44, 45 und 47, 48 (vgl. Fig. 5c).
Es bildet sich durch die Bewegung des Vorschubrades schnell eine Zugspannung aus,
bis die statische Reibung überwunden ist. In diesem Zeitpunkt wird das schlaffe
Bandende schnell durch die Verschweißbacken47, 48 gezogen, wobei die Zwischenschicht
schmilzt (vgl. Fig. 5d). Die Verschweißbacken 47, 48 drücken auch nach Beendigung
dieser Bewegung noch auf die Bandenden, wobei die geschmolzene Zwischenschicht erstarrt.
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Eine motorisch betätigte Vorrichtung zur Erzeugung einer ähnlichen
Bandbewegung ist in F i g. 5 e angegeben. Diese Vorrichtung enthält einen ersten
Spanner 50 und einen zweiten Spanner 51 auf beiden Seiten von zwei Verschweißbacken
47, 48.
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Die Bandschlaufe wird in die Vorrichtung eingelegt, und das Band wird
gespannt, indem die Vorschubräder der beiden Spanner 50 und 51 in der gleichen Richtung
gedreht werden. Die Geschwindigkeit des Vorschubrades des ersten Spanners 50 ist
etwas größer als die des zweiten, wodurch allmählich eine lockere Stelle R zwischen
den Vorschubrädern gebildet wird. Die Verschweißbacken 47, 48 sind offen, während
die Schlaufe gespannt und die lockere Stelle R gebildet wird. Die Verschweißbacken
47, 48 werden dann geschlossen, worauf der zweite Spanner 51 betätigt wird, während
die Schlaufe durch den ersten Spanner 50 gespannt wird.
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Wiederum bildet sich eine Spannung mit statischer Reibunng an den
Verschweißbacken 47, 48 aus, wobei das obere Bandende U noch nicht bewegt wird.
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Schließlich wird die statische Reibung überwunden, und das obere Bandende
wird schnell durch die Verschweißbacken 47, 48 gezogen, bis das lockere Stück aufgebraucht
ist.
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Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine automatische bzw. eine halbautomatische,
durch Motorkraft unterstützte Kombinations-Bandspannvorrichtung. Diese Vorrichtung
eignet sich besonders für Bänder aus orientiertem thermoplastischem Material, wie
Polyamid, Polypropylen u. dgl. Die Vorrichtung enthält einen Hauptrahmen 120 mit
Kontaktfußteilen 121 und 122, die auf dem mit einer Bandschlaufe umgebenen Gegenstand
A aufliegen. Die überlappenden oberen und unteren Bandenden U bzw. L sind in die
Vorrichtung eingelegt. Das obere Bandende U kommt von einer geeigneten Zugaberolle
(nicht angegeben).
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Der Hauptrahmen 120 trägt zwei Zugaberollen 1-23, die das Band einer
Vorratsrolle (nicht angegeben) entnehmen (vgl. Fig. 6) und es in Form einer lockeren
Schlaufe um den Gegenstand führen.
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Das Band kann in einer Bandrinne (nicht angegeben), die den Gegenstand
umgibt, geführt sein.
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Nach der Ausbildung der Bandschlaufe erzeugen die Zugaberollen 123,
wie es in F i g. 7 erläutert ist, die gewünschte Spannung. Das Zugabeende des Bandes
wird abgeschnitten, während das Band durch die Zugaberollen gespannt ist, wie es
in Fig.8 angegeben ist. Das lose Ende wird dann um das nächste Paket gelegt.
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Der Hauptrahmen 120 trägt einen Haltemechanismus 124, der die Bandschlaufe
unter der durch die Zuführungsrollen 123 erzeugten Spannung hält.
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Dieser Haltemechanismus 124 enthält einen mit einer Öffnung versehenen
Steuerzylinder 125, der um eine Drehachsel26 schwenkbar angeordnet ist und der einen
doppeltwirkenden Kolbenl25P aufweist. Die Stange des Kolbens 125P ist an einem Ende
des Druckgelenks 127 angelenkt, dessen anderes Ende eine Befestigungsachsel28A für
das Rad 128 des Haltemechanismus trägt. Das Druckgelenk oder Zwischenstück 127 und
eine Halteklinke 129 sind am Hauptrahmen 120 auf einer stationären Achse, d. h.
einem Lagerzapfen 128 B schwenkbar, wobei die Halteklinke 129 normalerweise das
Rad ergreift, so daß es sich nur in einer Richtung drehen kann, wie es durch den
Richtungspfeil in Fig.7 angedeutet ist.
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Das Rad 128 des Haltemechanismus wird beim Einlegen der Bandschlaufe
angehoben, wobei (vgl.
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Fig. 6) Druckluft auf der linken Seite des Kolbens 125P zugeleitet
wird. Dann wird Druckluft auf der rechten Seite des Kolbens 125 P zugeleitet, wodurch
das Zwischenstück 127 so bewegt wird, daß das Rad 128 gegen den Amboß 121 gedrückt
wird, während die Zugaberollen 123 die Bandschlaufe spannen. Der untere Bandteil
L wird fest gegen den Amboß 121 gedrückt, während sich der obere Bandteil U bewegen
kann, so daß eine lockere Stelle aus der Schlaufe gezogen werden kann. Bewegt sich
das obere Bandende, so führt das Rad 128 eine Drehung in einer Richtung aus, während
es auf das Band gedrückt. Sobald die vorgeschriebene Spannung erreicht ist, hält
das Halterad 128 den oberen Bandteil fest, so daß er nicht mehr zurückgehen kann,
wodurch die Spannung der Schlaufe aufrechterhalten wird.
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Die Verschließ- oder Verschweißeinrichtung ist im allgemeinen mit
130 bezeichnet und enthält einen beweglichen Greifbacken 131, der beim Einlegen
des Bandes und beim Spannen über dem stationären Backen 122 liegt, wie es in den
Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Der bewegliche Backen 131 hat einen senkrechten Mittelzapfen
132, der in einem Schlitz läuft und ein Ende eines schwenkbaren angeordneten Gelenks
133 aufnimmt, das durch den Hauptrahmen getragen wird. Das Gelenk133 ist in den
Fig. 6 und 7 mit einem angehobenen Backen dargestellt, so daß unter dem Backen 131
ein ausreichender freier Raum für die erforderliche freie Bewegung des Bandes bleibt.
Ein Druckzylinderl34 ist schwenkbar auf einem Haltezapfen 135 am Hauptrahmen angebracht.
In dem Zylinder 134 befindet sich ein doppeltwirkender Kolben 134 P mit einer äußeren
Antriebsstange 136. Die Antriebsstange 136 hält in vollständig herausragender Stellung
(vgl. F i g. 6 und 7) das Gelenk 133 in der Stellung, in der der Backen angehoben
ist.
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Mit Hilfe eines Antriebsnockens 137, der auf einem Haltezapfen 138
am Hauptrahmen angelenkt ist, erhält der bewegliche Backen bei einem bestimmten
Druck eine Gleitbewegung. Der Antriebsnocken 137 hat einen gegabelten Kopf mit nebeneinanderliegenden
Seitenteilen 137 W, die mit abgewinkelten Schlitzen 137S versehen sind, in denen
die Stabendenl32E am oberen Ende des Zapfens 132 aufgenommen werden. Ein Satz von
Spiralfedern 139 befindet sich zwischen dem Antriebsnocken 137
und
dem Backen 131 und regelt die Druckbelastung des Backens gegen das Band. Die Federwirkung
gegen den Backen ändert sich etwas in Abhängigkeit von der Winkellage des Antriebsnockens
137.
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Wird die Bandschlaufe eingelegt und gespannt, so befindet sich der
Antriebsnocken in der in den Fig. 6 und 7 angegebenen Stellung, in der er mit Hilfe
einer Hauptantriebsfeder 140 festgehalten wird.
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Diese Feder wirkt gegen ein stationäres Auflager 141, das am Rahmen
120 befestigt ist, und sitzt auf einer Hebelarmverlängerung 137A des Antriebsnockens.
Eine Schneidklinge 142 befindet sich am vorderen Ende des Backens 131 und kann mit
Hilfe einer überhängenden Schulter 143 auf dem Antriebsnocken betätigt werden, um
das Zugabeende des Bandes unmittelbar vor der Ausbildung der Verbindung abzusclmeiden.
Das Abschneiden des Bandes ist in Fig. 8 erläutert, wobei sich die Zugaberollen
123 in einer Richtung bewegen, in der eine Spannung an das Zugabeende des Bandes
angelegt wird. Hierdurch wird das überlappende Bandende U sauber abgeschnitten.
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Am Ende der Kolbenstange 136 befindet sich ein Haken 136H, der unterhalb
des Hebelarms 137A des Antriebsnockens eingreift, wodurch beim Anheben des Kolbens
134P die Hauptfeder 140 durch Drehung des Antriebsnockens in die in Fig. 8 angegebene
Stellung gespannt wird. Bei Beginn der Bewegung der Kolbenstange 136 nach oben wird
das Gelenk133 frei, wodurch die Federn 139 den beweglichen Backen 131 auf den freien
äußeren Bandteil aufsetzen. Der Nocken zieht bei der Drehung in die in Fig. 8 angegebene
Stellung den Backen 131 zurück, wodurch eine genügend lange lockere Stelle am oberen
Bandteil herausgezogen wird. Die Kolbenstange 136 hat in der Mitte eine geneigte
Schulter 136S, die am Ende der Bewegung des Kolbens 134P nach oben in eine passende
Schulter 141S am stationären Anschlag 141 eingreift. Durch das Zusammenwirken der
Schultern 136S und 1418 wird die Kolbenstange 136, wie es in Fig. 9 angegeben ist,
geschwenkt, wobei der Antriebsnocken 137 freigegeben wird und die Hauptfeder den
Antriebsnocken schnell drehen kann. Durch die Drehung des Antriebsnockens von der
in Fig.8 in die in Fig.9 angegebene Stellung wird der bewegliche Backenl31 schnell
unter hohem Druck nach vorwärts gestoßen.
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Nach dem Stoß wirkt noch ein ausreichender Druck auf den Backen, wodurch
die gewünschte Erstarrung und Verschweißung der Zwischenschicht erfolgt.
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Nach einem Kühlintervall von 1 oder 2 Sekunden wird die Kolbenstange
136 gesenkt; sie ergreift das Gelenk 133 und hebt den Backen 131 an, worauf die
volle Spannung der Schlaufe auf die durch Reibung geschmolzene Verbindungsstelle
einwirkt. Hierdurch wird bei einigen Stoffen, wie Polyamid, die Festigkeit der fertigen
Verbindungsstelle wesentlich verbessert.
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Eine von Hand betriebene Vorrichtung ist vollständig in den Fig.
10 und 11 dargestellt; Teile davon sind vergrößert in den F i g. 13 und 14 gezeigt.
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Die Vorrichtung befindet sich auf einem Gegenstand A, und eine Bandschlaufe
S ist um den Gegenstand gelegt. Der obere und der untere Bandteil U und L sind in
die Vorrichtung eingelegt. Der obere Bandteil R kann wiederum mit einer geeigneten
Vorratsrolle (nicht angegeben) in Verbindung stehen.
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Der Hauptrahmen der Vorrichtung besteht aus
einer über die ganze Länge
gehende Auflage 150 mit einem stationären Fuß 151, der erweitert ist und am Verschließende
der Vorrichtung eine zentrale Öffnung aufweist, die mit 151A bezeichnet ist. Am
anderen Ende befindet sich ein Griff 152 und in der Mitte eine Art »Wiege« 153,
die mit dem Griff und mit dem Fuß in Verbindung steht und mit getrennten senkrechten
Seitenwänden 1538 versehen ist, die eine zentrale Kammer bilden. In den vollständigen
Ansichten nach Fig. 10 und 11 enthält die Auflage 150 eine vordere Bandführung 150
G, die verhindert, daß das untere Band seitlich von der Auflage weggleitet, wenn
in der Schlaufe ein schlaffes Stück gebildet wird.
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Die Spanneinrichtung enthält eine Halterung 154 für ein Vorschubrad
(vgl. Fig. 14), die im allgemeinen U-förmig ist und die sich in der mittleren Kammer
zwischen den Seitenwänden 1538 der Auflage befindet. Ein Lagerzapfen 155 verbindet
die Seitenwände 153 S der Auflage und trägt schwenkbar die U-förmige Halterung 154.
Um den Zapfen 155 liegt eine starke Torsionsfeder 156, die zwischen der Auflage
und der Halterung 154 wirkt, wobei die Halterung 154 normalerweise in Gegenrichtung
zum Uhrzeigersinn gedrückt wird. Eine aus einem Zahnkranz und einem Vorschubrad
bestehende Einheit 157 ist auf einer Achse 158 in der Halterung gelagert. Ein von
Hand betätigter Sperrhebel 159 ist zur Betätigung der Halterung 154 vorgesehen,
so daß das Vorschubrad in der Nähe eines an der Auflage montierten Ambosses 160
gehalten wird, der in Form eines eingesetzten Zapfens ausgebildet sein kann.
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Der Sperrhebel 159 hat eine Verlängerung 159E, die als rückwärtige
Bandführung dient.
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Zum Spannen der Bandschlaufe S ist eine Sperrklinke 161 auf einem
Zapfen 161 P am Rahmen 162 der Verschließeinrichtung angebracht. Der Rahmen ist
schwenkbar an den gegenüberliegenden Enden der Achse 158 des Vorschubrades angebracht.
Die Sperrklinke 161 steht normalerweise durch eine Spiralfeder 163, die im Rahmen
162 der Verschließeinrichtung angebracht ist, mit der aus dem Zahnkranz und dem
Vorschubrad bestehenden Einheit 157 im Eingriff. Wird der Rahmen geschwenkt, indem
er mehrmals zwischen den in Fig. 13 bzw. 11 dargestellten Stellungen hin- und herbewegt
wird, so dreht die Sperrklinke 161 das Vorschubrad, wodurch der obere Bandteil U
vorwärts bewegt wird, während der Amboß 160 den unteren Bandteil L festhält. Schließlich
ist eine Halteklaue 164 auf einem Drehzapfen 164 P der Halterung 154 gelagert; die
Halteklaue ergreift die aus dem Zahnkranz und dem Vorschubrad bestehende Einheit
157 und verhindert, daß diese sich zurückbewegt. Obgleich ein Vorschubrad-Spannsystem
von der Art eines Zwischenstückes beschrieben ist, kann auch ein exzentrisches Vorschubradsystem
verwendet werden.
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Der Rahmen 162 der Verschließeinrichtung, wie er am besten in den
Fig. 17 und 18 dargestellt ist, ist schwenkbar auf der Achse 158 des Vorschubrades
angebracht und trägt die zur Ausbildung einer Verschweißung erforderlichen Elemente.
Der Rahmen 162, der in den Einzelansichten von Fig. 17 dargestellt ist, besitzt
einen hohlen Kopf 165 und ein Federgehäuse 166, das mit dem Kopf eine Einheit bildet
und aus diesem herausragt, das mit dem Inneren des Kopfes in Verbindung steht. Der
Kopf 165 ist an beiden Seiten durch die Seitenwände 165S begrenzt,
die
entsprechend verlängerte, mit Öffnungen versehene Armteile 165A aufweisen, die auf
der Achse 158 des Vorschubrades gelagert sind.
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Der Betätigungsgriff 167 der Verschließeinrichtung endet in einem
gegabelten Anschlußende mit einem vorderen und einem rückwärtigen Befestigungsarm
167A, deren Öffnungen so ausgerichtet sind, daß sie den Kopf 165 des Verschließrahmens
umgeben und die gegenüberliegenden Enden einer Achse 168 der Verschließeinrichtung
drehen können. Die Achse 168 der Verschließeinrichtung verläuft quer durch das Zentrum
des Kopfes 165 und ist gegenüber diesem drehbar. Um den gewünschten Schwenkbereich
des Griffes und der Achse der Verschließeinrichtung gegenüber dem Verschließrahmen
einzustellen, befindet sich in der Mitte zwischen dem Schaft des Griffes eine Öffnung
167 C, in der das Federgehäuse 166 des Verschließrahmens enthalten ist (vgl.
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F i g. 10). Der Griff der Verschließeinrichtung besitzt einen nach
oben gebogenen Teil 167B dicht an der Öffnung 167 C zur Aufnahme des Federgehäuses
166, wenn dieses sich in der Öffnung 167C befindet.
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Dieser gebogene Teil trägt zwei Ansätze 167 E, die seitlich nebeneinander
angeordnet sind und die die gegenüberliegenden Enden eines Haltezapfens 169 P aufnehmen
und diese festhalten. Eine lösbare Klaue 169 ist schwenkbar auf dem Zapfen 169 P
angebracht; diese Klaue ist nachstehend noch näher erläutert.
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Die Verschließeinrichtung enthält einen Schneidemechanismus 170,
der schwenkbar in einem beweglichen Druckbacken 171 eingebettet ist, der sich im
Rahmen der Verschließeinrichtung befindet. Der Druckbacken 171 ragt durch das offene
untere Ende des Kopfes 165 der Verschließeinrichtung und wirkt mit einem festen
oder stationären Druckbacken 172 zusammen, der in der Öffnung 151A des Fußes 151
angeordnet ist. Die Haltezapfen 172 P für den festen Druckbacken 172, die daran
hart angelötet sind, sind durch die Sperringe 172R gesichert, um den festen Druckbacken
auf dem Fuß 151 zu halten, wie es in F i g. 14 dargestellt ist. Die Berührungsfläche
172F des festen Druckbackens ist an den Enden, an denen der Schneidemechanismus
wirkt, glatt und auf der restlichen Fläche, auf der der untere, durch die Schlaufe
gespannte Bandteil L liegt, der sich nicht verschieben kann, aufgerauht. Die aufgerauhte
Berührungsflächel72F des festen Backens ist länger als die Berührungsfläche 171F
des beweglichen Bakkens 171, und zwar um einen Betrag, der ausreicht, um die Schlagbewegung
des Backens 171 aufzunehmen. So endet die Berührungsfläche 171 F des Backens in
der Nähe der Arbeitslinie des Schneidemechanismus 170. Mit dem Backen 171 ist ein
Querstab 171 B verbunden, der vor der Hauptbackenflächel71F angeordnet ist. Dieser
Stab stellt eine getrennte Bandberührungsfläche dar, um Reibungswärme vor der Hauptbackenfläche
171F zu erzeugen, wodurch die Verbindungsregion bis zum äußersten vorderen Ende
der Hauptfläche verschweißt wird.
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Der Schneidemechanismus 170 hat die Form eines umgekehrten U und
ist auf einem Zapfen 171 P des Backens 171 angebracht, um den Querstab 171B, der
den offenen Mittelteil (F i g. 16) überbrückt, an einem Ende des beweglichen Backens
171 zu überspannen. Der Schneidemechanismus 170 besitzt eine kalibrierte Fläche
170F, die das Band berührt, und
trägt eine Schneidkante 170E, die über diese Fläche
hinausragt, und zwar um einen Wert, der der Stärke des oberen Bandes U entspricht.
Der Schneidemechanismus ist dadurch genau der Banddicke angepaßt, so daß er zuverlässig
das obere Band U abschneidet, ohne den entsprechenden Teil des unteren Bandes L
zu schwächen.
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Die Achse 168 besitzt einen exzentrischen Teil 168E (s. Fig. 12),
der im Kopf 165 der Verschließeinrichtung drehbar ist und der bei Betätigung des
Griffes 167 der Verschließeinrichtung die Teile der Verschließ einrichtung in einer
bestimmten Reihenfolge betätigt. Ein Satz von drei die Reibung herabsetzenden Lagern
173, 174 und 175 befindet sich auf dem exzentrischen Achsenteil 168 E, wobei das
mittlere Lager einen Winkelhebel 176 und die seitlichen Lager je eine Backenhalterung
177, 178 tragen, die längs der Seitenwände 165S des Kopfes der Verschließeinrichtung
liegen und eine obere Randlinie 177 C bilden, die in einem Sperrhaken 177 T an der
Ecke (vgl. Fig. 13 und 15) endet, der die Ablösung der lösbaren Klaue 169 vom Winkelhebel
176 steuert.
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Der exzentrische Teili68E der Achse der Verschließeinrichtung bildet
einen gemeinsamen Mittelpunkt für die Hauptelemente der Verschließeinrichtung und
erleichtert die Durchführung und Mechanisierung der Funktionen der Verschließeinrichtung.
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Diese Anordnung mit einem gemeinsamen Mittelpunkt bietet eine bequeme
Halterung für den Winkelhebel 176 und die Backenhalterungen 177, 178, vereinfacht
das Zusammenpressen des Bandes durch den beweglichen Backen 171 und ermöglicht eine
leichte Anpassung der Backenfläche 171F an die Höhe der Bandfläche. Unterschiedliche
Bandstärken und Teile mit verschiedenen Abmessungen ergeben Ausrichtungsprobleme,
die durch die Konstruktion dieser Vorrichtung mit einem gemeinsamen Mittelpunkt
gelöst werden.
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Die Halterungenl77, 178 weisen auch herabhängende Außenarme auf,
die in nach innen gerichteten Flanschen 177F und 178F enden. Die Flansche sitzen
in Vertiefungen am unteren Ende des beweglichen Backens 171 und halten dadurch den
Backen, so daß dieser auf der unteren Fläche des Rahmens der Verschließeinrichtung
gleiten kann.
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Jede Halterung 177, 178 besitzt eine nach unten gerichtete Schulter
177S, 178 S mit einer Längsrille, die mit den entsprechenden, nach oben gerichteten
Rillenl71G (vgl. Fig. 16) auf der Oberseite des beweglichen Backens zusammenpassen;
beide Rillenarten zusammen bilden parallele Bahnen, die jeweils einen Satz von Kugellagernl79
aufnehmen. Für jeden Kugellagersatz 179 ist ein länglicher Kugelhalterahmenl80 vorgesehen.
Der Rahmenl80 ist verschiebbar, um die Kugeln so zu versetzen, daß stabile Druckübertragungsverhältnisse
zwischen dem Backen 171 und den Halterungen 177, 178 herrschen, wenn der bewegliche
Backen verschoben wird. Zu diesem Zweck trägt jede Halterung 177, 178 ein unabhängiges,
schwenkbar angebrachtes Steuerglied 181, auf das normalerweise einzelne Stellfedern
181 S einwirken, deren Enden in den Halterungen sitzen.
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Der Backen 171 trägt zwei schwenkbare Steuerglieder 182, die normalerweise
durch eigene Stellfedern 182S betätigt werden, die sich am Ende des Backens befinden.
Diese Steuerglieder 181, 182 greifen an den Enden der Kugelhalterahmen 180 ein,
um die Rahmen und die Kugeln nach jedem Schlag
wieder zu zentrieren,
so daß ein ausgeglichener Druck ohne Reibung angelegt werden kann.
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Der Griff 167 der Verschließeinrichtung trägt die Griffklaue 169;
diese ist schwenkbar um die Achse 168 der Verschließeinrichtung angeordnet. Eine
Torsionsfeder 169 T umgibt den Lagerzapfen 169 P für die lösbare Klaue 169 und drückt
diese normalerweise in Richtung des Uhrzeigersinnes, wie es in den F 1 g. 13 und
14 dargestellt ist, so daß die Klaue eine Schulter 176 S am Umfang des Winkelhebels
176 ergreift. Der Winkelhebel hat eine erste gegabelte Ecke mit Ösen 176A mit Öffnungen
(s. Fig. 15), die einen Drehzapfen 183 P für eine Verbindungsstange 183 aufnehmen,
sowie eine zweite gegabelte Ecke mit Ösen 176 B, die einen Drehzapfen 184 P für
eine Totgangverbindung 184 (Stoßverbindung) aufnehmen.
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Die Stoßverbindung ist im Totgang mit Hilfe eines Antriebszapfens
171 P, der zwischen den senkrechten seitlichen Ösen 171E (vgl. Fig. 16) gehalten
wird, die mit dem Backen eine Einheit bilden, mit dem beweglichen Backen 171 verbunden,
wobei der Antriebszapfen 171P in einen länglichen Schlitz 184S in der Stoßverbindung
eingreift. Durch die Totgangverbindung der Verbindung 184 mit dem Backen 171 wird
eine Stoßwirkung erzeugt, die die anfängliche Beschleunigung des Backens 171 fördert.
Ist keine Stoßwirkung nötig (entweder infolge größeren Federdruckes oder eines Bandes
mit niedrigerer Reibung), so kann der Winkelhebel die Form eines Zapfens einnehmen,
der in eine Zahnstange auf dem Backen 171 eingreift. Die Verbindungsstange 183 verläuft
durch ein Ringkissen 185 in der Basis des Federgehäuses 166 und ist schwenkbar mit
dem Kopfende eines beweglichen Federauflagers 186 verbunden, das im Federgehäusel66
gleitet und das eine zentrale Führungsstange 186 R enthält, die durch eine starke
Hauptfeder 187 geht. Das andere Ende der Feder sitzt in der Kappe 186 C am oberen
Ende des Federgehäuses (vgl. Fig. 10 und 11).
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Wird die Achse der Verschließeinrichtung durch Schwenken des Betätigungsgriffes
167 aus der Stellung von Fig. 13 in die Stellung von Fig. 14 gedreht, so werden
der Winkelhebel 1. 76 und die Halterungen 177, 178 durch den exzentrischen Achsenteil
168E nach unten gepreßt, wodurch der Backen 171 gesenkt und auf die überlappenden
Bandteile gepreßt wird, die über dem festen Druckbacken 172 liegen. Die nach oben
wirkende Gegenkraft gegen den Rahmen, die beim Zusammenpressen des Bandes entsteht,
wird von zwei Gegenkraftbacken 188 aufgenommen. Während der Drehung des Griffes
167 aus der Stellung von Fig. 13 in die Stellung von F i g. 14 dreht sich der Winkelhebel
unter dem Einfluß der lösbaren Klaue 169, die in die Schultern 176 S des Winkelhebels
eingreift, in Gegenrichtung zum Uhrzeigersinn.
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Durch die Drehung des Winkelhebels 176 in Gegenrichtung zum Uhrzeigersinn
werden die Verbindungsstange 183 und die Federhalterung 186 gehoben, wobei die Hauptfeder
187 zusammengepreßt wird. Cleichzeitig zieht die Stoßverbindung 184, die vom Winkelhebel
176 geführt wird, den beweglichen Backen 171 zurück, wobei der obere Bandteil U
schlaff wird. Die Feder 187 ist praktisch ganz zusammengepreßt, wenn der Griff 167
die in Fig. 14 angegebene Zwischenstellung erreicht. Die Kraftwirkungslinie der
Feder 187 ist so auf den exzentrischen Achsenteil 168 E ausgerichtet, daß mit zu-
nehmender
Federkompression der mechanische Arbeitsgewinn zunimmt. Bei der beschriebenen Anordnung
nimmt die Kraft am Griff 167 auf dieser Stufe tatsächlich ab.
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Wird der Griff 167 weitergeschwenkt, so stößt die Griffklaue 176
auf einen Anschlag in Form der Sperrhaken 177 T, die eine Einheit mit den Halterungen
177, 178 bilden, und hebt die Schulter 176 S des Winkelhebels an, wobei der Winkelhebel
frei wird. Die vollständig gespannte Hauptfeder 187 stößt dann sofort den Winkelhebel
176 in Richtung des Uhrzeigersinns, wodurch der bewegliche Backen 171 durch einen
schnellen Reibungsstoß betätigt wird.
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Diese Rückdrehung des Winkelhebels 176 bringt einen Eckennockenl76C
ins Spiel, der die lösbare Klaue 169 freistößt und die eine Weiterbewegung des Griffes
167 ermöglicht. Zu dieser Zeit ist jedoch der Weg des Kraftschlusses beendet. Die
Wirkung ist so schnell, daß sich ein normaler Schlag des Griffes nach kurzer Unterbrechung
fortsetzt.
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Nach Beendigung des Reibungsschlages drückt der bewegliche Backen
171 auf die Bandteile U und L, bis die Zwischenschicht verschweißt und erstarrt
ist.
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Der Schneidemechanismus 170 auf dem Backen 171 befindet sich nun außerhalb
des Kopfes 165 der Verschließeinrichtung. Während des Kühlintervalls wird durch
die Weiterbewegung des Griffes 167 ein Vorsprung 169 E der lösbaren Klaue gegen
den Backen gebracht, um die Schneidekante 170 E des Schneidemechanismus unmittelbar
an der Verbindungsstelle durch den oberen Bandteil U zu drücken, wobei der Schneidestoß
durch die Berührung der kalibrierten Flächen 170F mit dem oberen Band begrenzt wird.
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Der durch den Stab 171 B erzeugte Erhitzungseffekt ermöglicht ein
Verschweißen des Verschlusses bis zum äußeren Ende des Backens 171, so daß das Band
praktisch genau am Verbindungsrand abgeschnitten wird.
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Während des Reibungsstoßes befindet sich der Betätigungsgriffl67
in einer Lage, in der die exzentrische Achse 168 E über die Halterungen 177, 178
einen maximalen und praktisch gleichförmigen Druck auf den Backen 171 ausübt. Die
Kugeln 179 ermöglichen eine reibungslose Bewegung des belasteten Backens 171 und
sind wichtig, damit die Feder 187 einen wirksamen Kraftstoß ausüben kann.
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Es ist nötig, daß der Rahmen der Verschließeinrichtung fest in seiner
unteren Lage bleibt, so daß Druck durch den Backen 171 auf die überlappenden Bauteile
ausgeübt werden kann, die auf dem festen Backen 172 der Verschließeinrichtung liegen.
Zu diesem Zweck sind die Gegenkraftbacken 188 (s. F i g. 12) schwenkbar auf den
Drehzapfen 188 P angebrach, die durch die vorderen und rücl ; wärtigen äußeren Ösen
165 E, die mit dem Kopf 165 der Verschließeinrichtung eine Einheit bilden, gehalten
werden. Die Seitenarme 167A des Griffs 167 sind mit äußeren Ösen vrsehen, in denen
Nockenwalzen 189 gelagert sind. Der Griff 167 und der Kopf 165 der Verschließeinrichtung
stehen so miteinander in Beziehung, daß die Nockenwalzen 189 beim Spannen und bei
der ersten Drehung des Griffes nach dem Aufsetzen des Rahmens 162 der Verschließeinrichtung
auf der Auflage 151 die Gegenkraftbacken 188 gespreizt halten. Dann werden durch
das Schwenken des Griffes 167 in die Stellung von Fig. 14, d. h. während der Rahmen
der Verschließeinrichtung stationär ist, die Nockenwalzen 189 angehoben, wodurch
die
Backen 188 frei werden. Durch die mit den Backenzapfenl88P in Verbindung stehenden
Torsionsfedern 188 T werden die Backen unter die entsprechende Seitenkante des festen
Backens 172 geschwenkt. Der Griff 167 wird dann zum Andrücken des exzentrischen
Achsenteils 168 E weitergeschwenkt, während die Gegenkraftbacken 188 unter dem festen
Backen festsitzen.
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Bei der in den Fig. 10 bis 18 dargestellten Handvorrichtung wird
eine Federkraft von maximal 22,7 kg angewendet, und der Weg des Kraftstoßes beträgt
bei einem Druck von etwa 105 kg/cm2 auf die Berührungsfläche 171F des Backens etwa
22 mm.
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Die Berührungsfläche 171F des Backens beträgt etwa 1,27 4,12 cm, wodurch
die Bandverbindung etwa 4,12 1,27 cm groß wird. Die Festigkeit der Bandverbindung
beträgt etwa 135 bis 180 kg. Aus diesem Grund kann die Auflage der Vorrichtung kurz
sein. Es wurde festgestellt, daß die Festigkeit der Verbindung nicht wesentlich
verbessert wird, wenn man die Länge der Druckfläche oder den Druck bzw. die Federkraft
erhöht. Eine Vorrichtung, bei der diese Werte für den Stoßweg, den Druck und die
Länge der Bandverbindung angewendet werden, kann zweckmäßig einen etwa 25,4 cm langen
Griff 167 haben, wobei man eine manuelle Kraft von etwa 4,5 bis 6,75 kg zum Spannen
der Feder benötigt.
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Nachstehend ist die Arbeitsweise der Handvorrichtung über einen vollständigen
Spann- und Verschließvorgang beschrieben. Die Vorrichtung wird in die offene Stellung
geschwenkt, die in den Fi g. 10 und 11 dargestellt ist, um die überlappenden oberen
und unteren Bandenden U und L aufzunehmen, nachdem das Band schlaufenförmig um den
Gegenstand A gelegt wurde. Der Griff 167 des Verschließmechanismus wird dann mehrmals
zwischen den Stellungen von Fig. 11 und 13 geschwenkt, wodurch die aus Vorschubrad
und Zahnkranz bestehende Einheit 157 betätigt und die Bandschlaufe gespannt wird.
In diesem Schwenkbereich bewegen sich der Griff 167 und der Rahmen 162 der Verschließeinrichtung
im gleichen Sinn um die Achse der frei beweglich angebrachten Achse 158 des Vorschubrades,
wobei die Sperrklinke 161 und die Halteklaue 164 mehrmals eingreifen und das Vorschubrad
vorwärts bewegen und festhalten. Beim Spannen stehen die Teile, die sich im Rahmen
162 der Verschließeinrichtung befinden, nicht mit dem Band in Berührung. Ist die
gewünschte Spannung erreicht, so wird der Griff 167 in die in Fig. 13 dargestellte
Stellung gebracht, wodurch der Rahmen 162 auf den oberen und den unteren Bandteil
U und L, die über dem festen Druckbacken 172 liegen, gesetzt wird. An dieser Stelle
ist die Achse 168 so gedreht, daß die Halterungen 177, 178 den beweglichen Backen
171 unter einem minimalen Druck auf das Band drücken.
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Bei der anfänglichen Schwenkbewegung des Griffes 167 gegenüber dem
Rahmen 162 werden die Nockenwalzen 189 frei, und die Gegenkraftbacken 188 können
unter die festen Backen 172 geschwenkt werden, um die beim Andrücken des beweglichen
Backens 171 an das Band erzeugte Gegenkraft auszugleichen. Beim Weiterdrehen des
Griffes 167 in die Stellung von Fig. 14 dreht sich die Achse 168 und senkt die Halterungen
177, 178, wodurch der bewegliche Backen 171 auf das Band gepreßt wird.
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Durch die Schwenkbewegung des Griffes 167 wird
weiterhin bewirkt,
daß die lösbare Klaue 169 den Winkelhebel 176 dreht, so daß die Hauptfederl87 gespannt
und der bewegliche Backen 171 zurückgezogen wird. Der Backen zieht sich infolge
eines allmählich zunehmenden Druckes auf den äußeren Bandteil U zurück, wobei dieser
äußere Bandteil locker wird. Der Schneidemechanismus 170, der sich im beweglichen
Backen 171 befindet, wird durch diesen mitgeführt, wird jedoch an dieser Stelle
noch nicht betätigt. Durch das Zurückziehen des Backens 171 wird der Vorsprung 161
E der Sperrklinke angestoßen, wobei die Spannklaue gelöst wird. Die Feder163 hält
die Spannklaue gelöst, so daß der Griff 167 nach der Ausbildung der Verbindung zurückgehen
kann, ohne daß das Vorschubrad eine Bewegung ausführt, durch die das Band gespannt
wird.
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Wird durch die Schwenkbewegung des Griffes 167 der Winkelhebell76
in die in Fig. 14 dargestellte Stellung und darüber hinaus gebracht, so beginnt
sich die lösbare Klaue 169 anzuheben und vom Winkelhebel zu lösen, sobald sie auf
den Sperrhaken 177 T stößt. An diesem Punkt wird durch den beweglichen Backen der
praktisch größtmögliche Druck auf das Band ausgeübt, und die Feder187 wird ausgelöst,
wodurch der Backen 171 durch einen schnellen Stoß in eine Richtung getrieben wird.
Hierbei wird eine Reibbewegung zwischen dem oberen und dem unteren Bandteil erzeugt,
die ausreicht, um die Zwischenschicht zwischen den unter Reibung miteinander in
Berührung stehenden Bandoberflächen zum Schmelzen zu bringen. Die Backen 171 und
172 wirken dann noch weiter auf die stationären Bandteile ein und bewirken eine
Erstarrung der geschmolzenen Oberflächenregionen, die über eine große Fläche miteinander
fest in Berührung stehen.
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Durch den auf den Backen 171 ausgeübten Kraftstoß wird dieser in
die in Fi g. 13 gezeigte Stellung zurückgebracht, in der der Schneidemechanismus
170 frei liegt. Die Schwenkbewegung des Griffes 167 setzt sich über die in F i g.
14 angegebene Stellung hinaus fort, nachdem der bewegliche Backen 171 seinen Kraftstoß
beendet hat. Durch Weiterbewegen des Griffes kommt dieser mit dem frei liegenden
Schneidemechanismus 170 in Nockeneingriff, wodurch der äußere Bandteil nahe an der
verschweißten Verbindung abgetrennt wird.
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Der Griff 167 und der Rahmen 162 werden nun in die in F i g. 11 angegebene
Stellung zurückgebracht, und die Vorrichtung wird von der fertigen Bandschlaufe
gelöst. Während dieser Rückwärtsbewegung wird die Spannklaue nicht betätigt, jedoch
wird am Ende dieser Bewegung der Eingriff der Klaue wiederhergestellt, wenn die
Spitze der Sperrklinke 161 an die Feder 156 anstößt.
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In entsprechender Weise wird die Halteklaue 164 mit Hilfe der Nockenschulter
190 gelöst, wodurch das Zugaberad freigesetzt und das Band gelöst wird.