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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zwischenspeichern eines
diskontinuierlich zu- und abzuführenden
Bandes in einer Maschine, insbesondere für ein Umreifungsband in einer
Verpackungsmaschine.
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Derartige
Zwischenspeicher werden in erster Linie – aber nicht ausschließlich – bei modernen
Verpackungs- und Umreifungsmaschinen benötigt, wo einerseits ein Band
von einer relativ großvolumigen Vorratsrolle
abgenommen und andererseits mit einer sehr hohen Geschwindigkeit
von bis zu mehreren Meter pro Sekunde in die Verpackungsmaschine
eingeschossen wird. Bedingt durch diese hohe Geschwindigkeit kann
das Band zum Einschießen
nicht direkt von der Rolle abgezogen werden, da dies eine nicht
realisierbare Beschleunigung des Vorratswickels mit praktisch nicht übertragbaren
Antriebskräften
auf das Band zur Folge hätte.
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Eine
weitere Problematik insbesondere bei Umreifungsmaschinen liegt darin,
daß das
Umreifungsband von einem Bandvorrat in einer losen Schlinge um den
zu umreifenden Gutstapel gelegt wird. Das vorlaufende Bandende wird
dann in der Umreifungsmaschine fixiert und die Schlinge zusammengezogen.
Der damit zurückgeholte
Abschnitt des Umreifungsbandes muß in geeigneter Weise verwahrt
werden, um Störungen
beim Betrieb der Maschine beispielsweise durch ein verschlungenes
oder verheddertes Band zu vermeiden. Zu diesem Zweck soll das Band
bevorzugtermaßen
wieder in den Zwischenspeicher zurückgeschoben oder -geholt werden
können.
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Aus
den vorgenannten Gründen
wird mit Zwischenspeichern gearbeitet, in denen das Band mehr oder
weniger lose und regelmäßig aufbewahrt wird.
Bei einem Typ solcher Zwischenspeicher, wie er beispielsweise aus
der
DE 29 35 894 A1 entnehmbar ist,
wird das Verpackungsband in frei mäanderförmig aufeinanderliegenden Schleifen
gespeichert. Dies hat den Nachteil, daß an den Scheitelpunkten der Schleifen – insbesondere
bei hoher Speicherbelegung – das
Band in einem sehr engen Radius gekrümmt wird. Bei längerer Aufenthaltsdauer
des Bandes in dem Zwischenspeicher – beispielsweise bei Arbeitspausen
der Verpackungsmaschine – prägt sich
diese Krümmung
in das Band ein, was zu Problemen bei der anschließenden Handhabung
des Verpackungsbandes in der Maschine führen kann.
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Zur
Vermeidung dieses Nachteils wird in der
EP 0 139 088 B1 ein Zwischenspeicher
vorgeschlagen, der aus einer flachen, im wesentlichen zylinderscheibenförmigen Trommel
besteht, in der das Verpackungsband lose spiralig gewickelt liegt.
Die Zuführung
des Bandes erfolgt in sehr spitzem Winkel zur Trommelebene von der
Seite her an die innerste Windung, das Abführen geschieht von der äußersten Windung
des Wickels ausgehend über
einen Spalt in der umlaufenden Außenwand der Trommel.
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Nachteilig
bei dem bekannten Stand der Technik ist die relativ aufwendige Führung des
Umreifungsbands zum Wickel hin, um das Band an die innerste seiner
Windungen heran zu bringen. Da die Windungen des Verpakkungsbandes
ferner frei aufeinander liegen, können die einzelnen Lagen des Bandwickels
miteinander wechselwirken, was insbesondere bei einem hohen Füllgrad des
Speichers zu Problemen führen
kann. Dies gilt gerade für
den speziellen Anwendungszweck einer Umreifungsbandmaschine, wo
das in den Bandrahmen eingeschossene Band beim Umreifen wieder zu rückgezogen und
auch von der Abzugsseite hier in den Zwischenspeicher eingeschoben
werden muß.
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Ein ähnliches
Konzept für
eine Zwischenspeichereinrichtung zeigt die
deutsche Offenlegungsschrift 2021
075 , bei der in einer Magnetbandkassette über eine
wendelförmige
Führungsfläche das
Band an den Innenumfang eines in einer Wickeltrommel angeordneten
Bandwickels geführt
wird.
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Die
FR 2 169 531 offenbart einen
Zwischenspeicher, bei dem ein Band wendelförmig auf eine komplexe Lagerstruktur
mit angetriebenen Unterstützungsrollen
aufgezogen ist. Letztere sind radial bezüglich des Schlaufendurchmessers
der Bandwendeln gelagert, sodass bei einer Unterbrechung der Bandzufuhr
die Unterstützungsrollen
sukzessive radial nach innen wandern und die Bandschlaufen sich so
zusammenziehen können.
Diese Zwischenspeichervorrichtung ist konstruktiv extrem aufwendig,
dabei jedoch hinsichtlich der Bandführung sehr anfällig, was
beispielsweise ein Abgleiten des Bandes von Unterstützungsrollen
anbetrifft. Ferner ist diese Zwischenspeichereinrichtung nicht für eine Anwendung geeignet,
bei der das auf der Auslassseite abgezogene Band auch wieder in
die Zwischenspeichereinrichtung zurückgeschoben werden können muss,
wie dies bei einer Versorgung von Umreifungsbandmaschinen der Fall
ist.
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Die
JP 60-188 261 A schließlich zeigt
eine Vorrichtung zur Überführung eines
Bandes von einem großen
auf einen kleinen Wickeldurchmesser, bei der eine teilwendelförmige Führungseinrichtung für eine saubere
Bandführung
vom großen
zum kleinen Wickeldurchmesser sorgt. Eine Zwischenspeichereinrichtung
stellt dies nicht dar.
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Der
Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Zwischenspeichern eines diskontinuierlich zu- und abzuführenden
Bandes in einer Maschine so auszubilden, daß bei ausreichender Speicherkapazität und konstruktiv
einfacher Ausgestaltung der Speichervorrichtung ein problemloses
und zuverlässiges
Zu-, Abführen
und auch rückwärtiges Einspeisen
von Band möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Zwischenspeichervorrichtung
gelöst, die
mit einer Zuführungseinrichtung
für das
Band, einer danach angeordneten Speichertrommel mit einem wendelförmigen Speicherkanal
zur Bandspeicherung und einer nach der Speichertrommel angeordneten
Abzugseinrichtung für
das Band versehen ist.
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Kern
der vorliegenden Erfindung ist dabei der wendelförmige Speicherkanal, dessen
radiale Ausdehnung größer als
seine der Bandbreite entsprechende axiale Ausdehnung ist.
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Durch
die demgemäße Ausgestaltung
der Speichertrommel läuft
das zu speichernde Band ohne Überlappung
oder gegenseitige Auflage in dem Speicherkanal entlang. Da der Speicherkanal
dabei eine große
radiale Ausdehnung aufweist, kann sich das Band mit variablem Durchmesser
seiner einzelnen "Schläge" in dem wendelförmigen Speicherkanal legen,
was die für
das diskontinuierliche und asynchrone Zu- und Abführen von
Verpackungsband notwendige Pufferfunktion realisiert. Dies läßt sich
anhand der Beschreibung des Ausführungsbeispiels augenfällig beschreiben,
worauf an dieser Stelle verwiesen wird.
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Aufgrund
des wendelförmigen
Speicherkanals kann bereits abgezogenes Verpackungsband mit Hilfe
der in Gegenrichtung aktivierten Abzugseinrichtung auch wieder in
die Speichertrommel eingeschoben werden, was insbesondere im Hinblick
auf eine Anwendung der Zwischenspeichervorrichtung in einer Umreifungsmaschine
von Vorteil ist. Weiterhin ist erwähnenswert, daß die Speichertrommel
als solche ohne bewegliche Teile zur Bandführung etc. auskommt, was einen
sehr zuverlässigen
und störungsfreien
Betrieb bei hoher Lebensdauer und Wartungsarmut gewährleistet.
Lediglich eine entsprechende Tastvorrichtung für den Füllgrad der Speichertrommel
kann vorgesehen sein.
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Die
Unteransprüche
kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Zwischenspeichervorrichtung,
die in einem Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert
werden. Es zeigen:
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1 eine
schematische Perspektivdarstellung einer Zwischenspeichervorrichtung
mit maximalem Speicherinhalt,
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2 einen
Axialschnitt der Zwischenspeichervorrichtung entlang der Schnittlinie
II-II nach 1,
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3 einen
Schnitt analog 1 bei minimalem Speicherinhalt,
und
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4 einen
Schnitt der Zwischenspeichervorrichtung entlang der Schnittlinie
IV-IV nach 3.
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Wie
aus den Figuren deutlich wird, weist die Zwischenspeichervorrichtung
eine Zuführungseinrichtung
in Form eines ersten Antriebsrollenpaares 1 auf, dessen
Rollen 2, 3 gegensinnig angetrieben sind. Zwischen
den beiden in Kontakt stehenden Rollen 2, 3 ist
das Umreifungsband 4 hindurchgezogen und wird mit Hilfe
des Antriebsrollenpaares 1 von einer nicht näher dargestellten
Vorratsrolle abgezogen und einer danach angeordneten Speichertrommel 5 zugeführt. Letztere
weist eine dem Antriebsrollenpaar 1 zugewandte Einlaßöffnung 6,
einen sich daran anschließenden,
wendelförmigen
Speicherkanal 7 und eine am Speicherkanal 7 liegende
Auslaßöffnung 8 auf.
Dort tritt das Umreifungsband 4 aus und läuft zu einer
der Speichertrommel 5 nachgeordneten Abzugseinrichtung
in Form eines weiteren Antriebsrollenpaares 9, dessen Rollen 10, 11 wiederum – wie durch
eingetragene Drehrichtungspfeile angedeutet – gegensinnig angetrieben sind.
Mit Hilfe des das Band 4 ergreifenden Antriebsrollenpaares 9 kann das
Umreifungsband 4 mit hoher Geschwindigkeit von mehreren
Meter pro Sekunde in eine Umreifungsbandmaschine eingeschossen werden,
bis um den zu umreifenden Gutstapel eine lose Schlinge gelegt ist.
Anschließend
wird das vorlaufende Bandende festgehalten und das Antriebsrollenpaar 9 – wie durch
strichlierte Drehrichtungspfeile angedeutet ist – in entgegengesetzte Richtung
angetrieben, so daß das
Umreifungsband 4 zurückgezogen
und wieder in die Speichertrommel 5 hineinbefördert wird.
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Der
genaue Aufbau und die Funktionsweise der Speichertrommel 5 ist
wie folgt zu erläutern:
Der
wendelförmige
Speicherkanal 7 ist in den beigefügten Zeichnungen als Wendelgang
mit drei vollständigen
Umläufen
gezeigt, wobei die Seiten wände 12 des
Speicherkanals 7 durch ein gemäß der Form einer archimedischen
Schraube verlaufendes Flanschteil 13 gebildet sind. Radial
außen
ist der Speicherkanal 7 durch eine wendelförmig umlaufende
Leitfläche 14 begrenzt,
die von einem zwischen die Seitenwände 12 eingesetzten,
eigensteifen Materialstreifen 15 gebildet ist. Radial innen
ist der Speicherkanal 7 von einem im wesentlichen zylindrischen Kernteil 16 begrenzt,
in dessen Mantelwand 17 eine schraubenlinienförmig verlaufende
Aufnahmenut 18 eingearbeitet ist. In dieser sitzt das Flanschteil 13 mit seinem
radial innen liegenden Rand 19.
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Wie
besonders augenscheinlich aus den 2 und 4 hervorgeht,
ist die radiale Ausdehnung r des wendelförmig umlaufenden Speicherkanals 7 wesentlich
größer als
die der Breite b des Bandes entsprechende axiale Ausdehnung a zwischen zwei
einander zugewandten Seitenwänden 12.
Als Mindestverhältnis
ist ein Betrag von 5 anzugeben.
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Zur
Funktionsweise der Zwischenspeichervorrichtung gemäß den 1 bis 4 ist
festzuhalten, daß als
vorbereitende Maßnahme
das Umreifungsband 4 über
das Antriebsrollenpaar 1 in den Speicherkanal 7 der
Speichertrommel 5 von Hand eingeführt und weitergeschoben wird,
so daß sich das
Umreifungsband 4 entlang der den Speicherkanal 7 außen begrenzenden
Leitfläche 14 verschiebt und
nach Durchlauf der drei Wendelwindungen aus der Auslaßöffnung 8 austritt.
Von dort wird es zum Antriebsrollenpaar 9 und in die nicht
dargestellte Umreifungsbandmaschine weitergeführt. In diesem Zustand, wie
er in den 1 und 2 dargestellt
ist, ist die maximale Bandlänge
im Speicherkanal 7 aufgenommen. Soll nun Band aus der Speichertrommel 5 in
die Umreifungsbandmaschine eingeschossen werden, braucht lediglich
das Antriebsrollenpaar 9 aktiviert zu werden, das das Umrei fungsband
gemäß einer
bestimmten Länge
aus der Speichertrommel 5 herauszieht. Aufgrund der radialen
Ausdehnung des Speicherkanals kann sich das Umreifungsband 4 in der
Speichertrommel 5 zusammenziehen. Es kann maximal so viel
Band ohne Nachschub über
das Antriebsrollenpaar 1 her herausgezogen werden, bis sich
die Bandschläge
im Speicherkanal 7 auf das Kernteil 16 zusammengezogen
haben, wie dies in 3 und 4 dargestellt
ist. Die maximale Speicherlänge
an Band ist also durch den Unterschied zwischen den Umfangslängen des
Speicherkanals 7 an seiner Leitfläche 14 und seinem
Kernteil 16 definiert.
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Für den Bandnachschub
wird das Antriebsrollenpaar 1 aktiviert, wobei zum Abziehen
des Bandes von einer großen
Vorratsrolle eine langsamere, dafür jedoch gleichmäßige Abzugsbewegung
angestrebt wird. Das Umreifungsband 4 gelangt also praktisch
kontinuierlich über
die Einlaßöffnung 6,
die im übrigen
wie die Auslaßöffnung 8 in
Frontalansicht (auf 2 und 4) langgestreckt
rechteckig geformt ist, in den Speicherkanal 7 hinein.
Unabhängig davon,
also diskontinuierlich und/oder asynchron kann über die Auslaßöffnung 8 Umreifungsband 4 abgezogen
und auch über
diese wieder in die Speichertrommel rückwärts eingeschoben werden. Die
im Speicherkanal 7 liegenden "Schläge" an Band 4 ziehen
sich beim Abziehen von Band zusammen, bei Einschieben von Band weiten
sie sich auf. Bildlich gesprochen "atmen" die im Speicherkanal 7 gespeicherten
Bandschläge
also.
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Dieses
Verhalten des Bandes 4 kann dabei für eine Erfassung des Füllgrades
der Speichertrommel 5 ausgenutzt werden. Es wird hierfür ein vor
der Auslaßöffnung 8 außen am Umfang
des Speicherkanals 7 sitzender Mikro- Tastschalter 20 verwendet, dessen
Tastkopf 21 den Materialstreifen 15 durchsetzt
und nach innen in den Speicherkanal 7 ragt. Die Ansprechempfindlichkeit
des Tastkopfes ist so gewählt,
daß ein
normales Vorbeilaufen des Umreifungsbandes nicht ausreicht, den
Tastschalter 20 zu betätigen.
Sobald jedoch der maximale Speicherinhalt erreicht ist, das Band
also über
seine gesamte Länge
an der Innenseite des vom Materialstreifen 15 gebildeten
Trommelumfangs anliegt, führt
jedes weiteres Einschieben von Band 4 zu einer radial nach außen wirkenden
Kraft, die den Tastkopf 21 betätigt und somit die vollständige Füllung des
Speichers signalisiert. Ein entsprechendes Signal kann von der Steuerung
der Umreifungs- oder Verpackungsmaschine zum Stoppen beispielsweise
des Antriebsrollenpaares 1 herangezogen werden.
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Im übrigen ist
darauf hinzuweisen, daß zwischen
den Antriebsrollenpaaren 1, 9 einerseits und der
Speichertrommel 5 andererseits nicht näher dargestellte Leiteinrichtungen
für die
Führung
des Umreifungsbandes 4 vorgesehen sind, die der Übersicht halber
weggelassen wurden.