DE19907066A1 - Bandspann-Vorrichtung an einer Umreifungsmaschine - Google Patents

Abstract

Die Spannvorrichtung (10) zum Spannen des Kunststoffbandes (24) weist ein um die Achse (14') drehbares Spannelement mit dem ebenen Greifbereich (22) auf. Das Klemmelement (32) ist ebenfalls um die Achse (14') drehbar gelagert und bei sich in Ruhestellung befindlichem Spannelement (12) am Anschlag (50) abgestützt. Dabei kann sich das Kunststoffband (24) zwischen der Greiffläche (38) des Klemmelements (32) frei bewegen. Zum Spannen des Kunststoffbandes (24) wird das Spannelement (12) in Spannrichtung (S) gedreht, wodurch sich der Greifbereich (22) des Spannelements (12) auf die Greiffläche zubewegt und das Kunststoffband (24) flächig gefaßt wird. Beim Fassen des Kunststoffbandes (24) ist der Greifbereich (22), in Spannrichtung (S) gesehen und bezüglich der Achse (14'), in radialer Richtung gegen innen geneigt. Beim Weiterdrehen des Spannelements (12) wird das zwischen dem Spannelement (12) und dem Klemmelement (32) festgeklemmte Kunststoffband (24) gespannt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen eines Kunststoffbandes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Umreifungsmaschine gemäß Anspruch 11.

Spannvorrichtungen von Umreifungsmaschinen sind dazu bestimmt, ein um ein Umreifungsgut herumgeführtes und an dieses zur Anlage gebrachtes Kunststoffband auf eine vorbestimmte Zugspannung zu spannen, so daß es satt am Umreifungsgut anliegt. Von der Anmelderin hergestellte Umrei­ fungsmaschinen weisen eine Spannvorrichtung mit einem walzenartig aus­ gebildeten Spannelement auf. Dieses ist an einer mit einem Antriebsmotor verbundenen Welle angeordnet und an seinem Umfang in einem Sektor ab­ geflacht ausgebildet. Die in Spannrichtung, in welcher das Spannelement zum Spannen des Kunststoffbandes gedreht wird, hintere Kante der Ab­ flachung bildet eine Greifstelle für das Kunststoffband. Mit dieser Greif­ stelle wirkt zum Fassen des Kunststoffbandes ein Klemmelement mit seiner konvexen Greiffläche zusammen, das am Spannelement bezüglich dessen Achse exzentrisch gelagert ist. Mit steigender Spannkraft nimmt die Klemmwirkung auf das Kunststoffband zwischen der Greiffläche und der linienförmigen Greifstelle zu. Sind sehr große Spannkräfte verlangt, kann dies zu Verletzungen des Kunststoffbandes führen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsge­ mäße Spannvorrichtung zu schaffen, die bei einfacher Konstruktion das Kunststoffband schonend faßt und große Spannkräfte zuläßt.

Diese Aufgabe wird mit einer Spannvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Indem die Greifstelle als flächiger Greifbereich ausgebildet ist und dieser beim Festklemmen des Kunststoffbandes parallel zur Greiffläche angeord­ net ist, wird das Klemmen und Fassen des Kunststoffbandes entlang nur einer Linie vermieden, was das Aufbringen großer Klemmkräfte bei schonender Behandlung des Kunststoffbandes ermöglicht.

Besonders bevorzugte Ausbildungsformen der Spannvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Bei einer besonders bevorzugten Ausbildungsform der Spannvorrichtung gemäß Anspruch 3 richtet sich die Greiffläche automatisch beim Fassen des Kunststoffbandes parallel zum Greifbereich.

Eine im Aufbau besonders einfache Ausbildungsform der Spannvorrichtung ist im Anspruch 4 definiert. Das Kunststoffband wird zum Fassen auf das am selben Ort bleibende Klemmelement zu bewegt.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausbildungsform der Spannvorrichtung gemäß Anspruch 5 ermöglicht ein optimales Fassen und Festklemmen des Kunststoffbandes.

Der Anspruch 6 definiert eine weitere Maßnahme zum optimalen Einleiten der Kräfte in das Kunststoffband.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausbildungsform der Spannvorrichtung gemäß Anspruch 7 gewährleistet bei sich in Ruhestellung befindendem Spannelement einen großen Abstand zwischen dem Greifbereich und der Greiffläche, so daß das dazwischen durchgeführte Kunststoffband mit großem Spiel frei beweglich ist.

Die Spannvorrichtung nach Anspruch 9 führt zusätzlich zum kraftschlüssi­ gen Halten des Klemmbandes zwischen der Greiffläche und dem Greifbe­ reich zu einem Formschluß.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Spannvorrichtung, bei welcher das Spannelement und das Klemmelement um eine gemeinsame Achse drehbar sind, im Ruhezustand;

Fig. 2 ebenfalls in Seitenansicht die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 im Moment, wo das Spannelement und das Klemmelement das zu spannende Kunststoffband fassen;

Fig. 3 ebenfalls in Seitenansicht die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Spann­ vorrichtung in einer Position während des Spannens des Kunst­ stoffbandes;

Fig. 4 einen teilweise aufgebrochenen Querschnitt durch das Spannele­ ment der Spannvorrichtung und das drehbar gelagerte Klemmele­ ment;

Fig. 5 in Ansicht und gegenüber den Fig. 1 bis 4 vergrößert das dort ge­ zeigte Klemmelement mit zwei Greifflächen und über diese vorste­ henden Greifzähnen;

Fig. 6 in Seitenansicht das Klemmelement gemäß Fig. 5;

Fig. 7 in Draufsicht das Klemmelement gemäß den Fig. 5 und 6; und

Fig. 8 in Seitenansicht eine Umreifungsmaschine mit einer Spannvorrich­ tung, wie sie in den Fig. 1 bis 7 gezeigt ist.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 hervorgeht, weist die Spannvorrichtung 10 ein walzen- oder scheibenförmig ausgebildetes Spannelement 12 auf, das auf eine Welle 14, deren Achse mit 14' bezeichnet ist, aufgekeilt ist. Die Welle 14 ist mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor mit einem Getriebe verbun­ den, welcher dazu bestimmt ist, das Spannelement 12 um seine Achse 14' aus der in der Fig. 1 gezeigten Ruhestellung in Spannrichtung S in eine Spannstellung und dann in entgegengesetzter Richtung wieder in die Ruhe­ stellung zu drehen.

Das Spannelement 12 weist zwei aneinander anschließende Fachbereiche 16, 18 auf, die ihrerseits an den kreiszylinderförmigen Abschnitt 20 der Mantelfläche 20' des Spannelements 12 anschließen. Der in Spannrich­ tung S gesehen nachlaufende Flachbereich 18 der beiden Flachbereiche 16, 18 bildet eine als flächiger Greifbereich 22 ausgebildete Greifstelle 22' für ein zu spannendes Kunststoffband 24.

Dem Spannelement 12 ist ein im Querschnitt rechteckförmiger Führungska­ nal 26 für das Kunststoffband 24 vorgelagert. Die Längsrichtung des Füh­ rungskanals 26 verläuft rechtwinklig zur Achse 14' und der Führungskanal 26 mündet etwa in tangentialer Richtung zur Mantelfläche 20'.

Das Spannelement 12 ist von einem Bügel 28 umgriffen, der mit seinen Schenkeln 30 auf beiden Seiten des Spannelements 12 an der Welle 14 frei drehbar gelagert ist. Zwischen dem die beiden Schenkel 30 miteinander verbindenden Steg 30' und dem Spannelement 12 ist ein Klemmelement 32 angeordnet. Dieses weist einen Klemmkörper 34 auf, der von einer pa­ rallel zur Achse 14' verlaufenden, an den Schenkeln 30 abgestützten Lagerachse 36 durchgriffen ist. Zwei sich gegenüberliegende Oberflächen des Klemmkörpers 34 sind als ebene Greifflächen 38 ausgebildet, über die Reihen von Greifzähnen 40 vorstehen. Die dem Spannelement 20 zugeord­ nete Greiffläche 38 ist jeweils klemmaktiv und die dem Steg 30' zuge­ wandte Greiffläche 38 wirkt mit jenem als Drehbegrenzung für den an der Lagerachse 36 drehbar gelagerten Klemmkörper 34 zusammen. Um die Relativbewegung zwischen der Lagerachse 36 und dem Klemmkörper 34 zu dämpfen, weist die Lagerachse 36 zwei umlaufende Ringnuten 42 auf, in denen je ein O-Ring liegt, auf denen der Klemmkörper 34 reibschlüssig sitzt.

An einem über den betreffenden Schenkel 30 vorstehenden Stummel der Lagerachse 36 ist das eine Ende einer Zugfeder 46 befestigt, deren anderes Ende mit dem Spannelement 12 verbunden. Die Zugfeder 46 wirkt mit einer entgegen der Spannrichtung wirkenden Federkraft auf das Klemmele­ ment 32.

In Spannrichtung S stromabwärts des Klemmkörpers 34 ist an den Schen­ keln 30 ebenfalls zwischen dem Steg 30' und dem Spannelement 12 eine Leitrolle 48 frei drehbar gelagert. Diese dient dem materialschonenden Um­ lenken des vom Spannelement 12 ablaufenden Abschnitts des Kunststoff­ bandes 24 bei großem Drehwinkel des Spannelements 12 beim Spannen des Kunststoffbandes 24.

Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ruhestellung des Spannelements 12 ist dessen erster Flachbereich 16 in Längsrichtung des Führungskanals 26 angeordnet und der Bügel 28 liegt unter Federkraft an der Stirnseite des Führungskanals 26 an, welche somit einen das Klemmelement 32 ab­ stützenden Anschlag 50 bildet. Die aktive Greiffläche 38 und der erste Flachbereich 16 liegen einander gegenüber und begrenzen einen Durchlaß für das Kunststoffband 24, in welchem es sich mit Spiel in Längsrichtung frei bewegen kann.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, ist die Lagerachse 36 - bei am Anschlag 50 abgestütztem Klemmelement 32 - gegenüber einer durch die Achse 14' verlaufenden Senkrechten 52 zur Längsrichtung des Führungskanals 36 und somit wenigstens annähernd zum Kunststoffband 24 in Spannrichtung S nachlaufend angeordnet. Der mit o bezeichnete Nachlaufwinkel kann im Bereich von einigen Grad, vorzugsweise etwa bei 100 liegen. Diese Anord­ nung des Klemmelements 32 hat den Vorteil, daß der Durchlaß für das Kunststoffband 24 in radialer Richtung gemessen eine erhebliche Größe aufweist und die Greiffläche 38 sanft auf das Kunststoffband 24 beim Dre­ hen des Spannelements 12 in Spannrichtung S aufläuft. Weiter unterstützt dieser Nachlaufwinkel α die optimale Klemmkrafterzeugung.

Weiter ist der Fig. 2 entnehmbar, daß zum Zeitpunkt des Erfassens des Kunststoffbandes 24 durch den Greifbereich 22 des Spannelements 12 und die Greiffläche 38 des Klemmelements 32, der Greifbereich 22 - gegenüber der Längsrichtung des Führungskanals 25 und somit wenigstens annähernd des auflaufenden Kunststoffbandes 24 sowie in Spannrichtung S gesehen - um einen vorgegebenen Winkel β in radialer Richtung gegen innen geneigt ist. Der Winkel β liegt im Bereich von 1° bis 5°, bevorzugt von 1,5° bis 4°, insbesondere bei 2,5°. Die Neigung des Greifbereichs 22 und somit der dazu parallelen Greiffläche 38 unterstützt weiter die optimale Einleitung der Kraft in das Kunststoffband 24 und die maximale Klemmwir­ kung des Spannelements 12 und Klemmelements 32 auf das Kunststoff­ band 24.

Bei der in der Fig. 3 gezeigten Drehlage des Spannelements 12 ist das Kunststoffband 24 zwischen dem Greifbereich 22 und der Greiffläche 38 festgeklemmt und das Klemmelement 32 infolge der Mitnahme in Spann­ richtung S vom Anschlag 50 abgelaufen. Das Kunststoffband 24 läuft nun tangential auf den kreiszylinderförmigen Abschnitt 20 der Mantelfläche 20' auf.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen den Klemmkörper 34, der in den Fig. 1 bis 4 gezeig­ ten Spannvorrichtung vergrößert und in drei unterschiedlichen Ansichten. Über die zwei parallelen, ebenen Greifflächen 38 stehen mehrere Reihen von Greifzähnen 40 um eine Länge von etwa 0,1 mm bis 0,5 mm, vorzugs­ weise etwa 0,3 mm, vor. Es hat sich gezeigt, daß diese Anordnung und Ausbildung der Greifzähne 40 bei vernachlässigbar kleiner Schwächung des für den vorliegenden Zweck allgemein bekannten Kunststoffbandes 24 zu einem optimalen Festhalten des Kunststoffbandes 24 führt. Sind die der aktiven Greiffläche 38 zugeordneten Greifzähne 40 abgenützt, kann nach Herausziehen der Lagerachse 36 der Klemmkörper um 180° gedreht wie­ der montiert werden.

Die Spannvorrichtung 10 funktioniert wie folgt. Bei sich in Ruhestellung be­ findlichem Spannelement 12 - siehe Fig. 1 - wird das mit Spiel zwischen dem ersten Flachbereich 16 und dem Klemmelement 32 hindurchgeführte Kunststoffband 24 um ein Umreifungsgut herumgeführt und an dieses zur Anlage gebracht. Zum Spannen des Kunststoffbandes auf die gewünschte Spannkraft wird anschließend die Welle 14 in Spannrichtung S gedreht. Da der Abstand von der Achse 14' zum den Greifbereich 22 bildenden zweiten Flachbereich 18 des Spannelements 12 größer ist als zum ersten Flachbereich 16 - gemessen rechtwinklig zum jeweiligen Flachbereich - wird der Greifbereich 22 zur Greiffläche 38 des Klemmelements 32 hin bewegt und das dazwischen verlaufende Kunststoffband 34 erfaßt. Dabei richtet sich die Greiffläche 38 des drehbar gelagerten Klemmelements 32 automatisch parallel zum Kunststoffband 24 und schlußendlich zum Greif­ bereich 22 des Spannelements 12. Durch die Wirkung der Zugfeder 46 bleibt das Klemmelement 32 am Anschlag 50 ortsfest abgestützt und wird dann flächig gegen das Kunststoffband 24 in Anlage gezogen. Der Zeitpunkt, zu dem das Kunststoffband 24 erfaßt wird, ist in der Fig. 2 gezeigt. Beim Weiterdrehen der Welle 14 in Spannrichtung S wird das Kunststoffband 24 infolge des Kraft- und Formschlusses und der Wirkung der Feder 46 automatisch zwischen dem Spannelement 12 und dem Klemmelement 32 festgeklemmt. Je größer die Spannkraft im Kunststoff­ band 24 ist, umso größer wird die Klemmkraft. Das Klemmelement 32 wird dann von der Abstützung am Anschlag 50 infolge der Mitnahme weggedreht. Die Welle 14 wird so lange weitergedreht, bis die gewünschte Spannkraft im Kunststoffband 24 erreicht ist. Diese kann beispielsweise durch eine zwischen dem Antriebsmotor und der Welle 14 geschaltete Rutschkupplung eingestellt werden. Beim Spannen des Kunststoffbandes 24 läuft dieses dann tangential auf den kreiszylinderförmigen Abschnitt 20 der Mantelfläche 20' auf. Die gezeigte Ausbildungsform der Spannvorrichtung 10 läßt einen sehr großen Drehwinkel der Welle und somit einen großen Spannweg für das Kunststoffband 24 zu, nämlich bis der Bügel 28 in Spannrichtung S beim Führungskanal 26 angekommen ist.

Fig. 8 zeigt stark vereinfacht eine Umreifungsmaschine 54, deren Bandein­ führ- und Spannaggregat 56 eine in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Spannvorrich­ tung 10 zum Endspannen des Kunststoffbandes 24 aufweist. Im Bereich des Führungskanals 26 ist ein mit einem reversierbaren Antrieb verbunde­ nes Förderrollenpaar 58 angeordnet. Es ist dazu bestimmt, das von einem Abroller 60 herkommende und durch die Spannvorrichtung 10 hindurchge­ führte Kunststoffband 24 in einer der Spannrichtung S entgegengesetzten Vorschubrichtung durch ein Klemm- und Verschlußaggregat 62 hindurch und mit dem freien Bandende 24' voraus in einen Führungsrahmen 64 ein­ zuschießen, bis das Bandende 24' an einem Anschlag im Klemm- und Ver­ schlußaggregat 52 ansteht. Der Führungsrahmen 64 verläuft um das Um­ reifungsgut 66 herum. Weiter ist das Förderrollenpaar 58 dazu bestimmt, das um das Umreifungsgut 66 herumgeführte und mittels einer ersten Bandklemmeinheit 68 des Klemm- und Verschlußaggregates 62 in einem Abstand zum am Anschlag 50 anstehenden Bandende 24' festgeklemmte Kunststoffband 24 in Spannrichtung S zurückzuziehen, bis es in bekannter Art und Weise aus dem Führungsrahmen 64 ausgetreten ist und sich an das Umreifungsgut 66 angelegt hat.

Das Klemm- und Verschlußaggregat 62 weist eine zweite Bandklemmein­ heit 68' und zwischen den Bandklemmeinheiten 68 und 68' eine Ver­ schweißeinheit 70 auf. Es ist bekannter Bauart.

Nachdem das Förderrollenpaar 58 das Kunststoffband 24 in Spannrichtung S zurückgezogen und dieses sich am Umreifungsgut 66 angelegt hat, tritt die Spannvorrichtung 10 in Funktion. Ausgehend von der in der Fig. 8 und 1 gezeigten Ruhestellung wird das Spannelement 12 in Spannrichtung S gedreht und dabei, wie weiter oben beschrieben, das Kunststoffband 24 erfaßt und auf die vorbestimmte Spannkraft gespannt. Sobald diese er­ reicht ist, tritt das Klemm- und Verschlußaggregat 62 in Funktion, indem die zweite Bandklemmeinheit 68' das Kunststoffband 24 festklemmt und die Verschweißeinheit 70 die beiden einander überlappenden Abschnitte des Kunststoffbandes durch Erhitzen und Klemmen miteinander ver­ schweißt. Danach wird ebenfalls mittels des Klemm- und Verschlußaggre­ gats 62 das Kunststoffband 24 in Spannrichtung S gesehen stromabwärts der Schweißstelle durchtrennt.

Nach dem Lösen der Bandklemmeinheiten 68, 68' wird das Spannelement 12 entgegen der Spannrichtung S in die Ruhestellung zurückgedreht und zum Vorschieben des Kunststoffbandes 24 das Förderrollenpaar 58 vorübergehend aktiviert. In Ruhestellung des Spannelements 12 ist das Kunststoffband 24 von der Spannvorrichtung 10 freigegeben und zum er­ neuten Einschießen in den Führungsrahmen 64 mittels des Förderrollen­ paares 58 für die Bildung der nächsten Umreifung bereit.

Claims (11)

1. Spannvorrichtung zum Spannen eines Kunststoffbandes, insbesondere zum Endspannen des um ein Umreifungsgut herumgeführten und an dieses zur Anlage gebrachten Kunststoffbandes bei einer Umreifungs­ maschine, mit einem aus einer Ruhestellung in Spannrichtung (S) um eine Achse (14') drehbaren Spannelement (12) mit einer Greifstelle (22'), einem um eine Achse (14') drehbaren Klemmelement (32) mit einer Greiffläche (38), und einem entgegen der Spannrichtung (S) drehbegrenzenden Anschlag (50) für das Klemmelement (32), wobei das Kunststoffband (24) zwischen dem sich in Ruhestellung befinden­ den Spannelement (12) und der Greiffläche (38) des am Anschlag (50) abgestützen Klemmelements (32) freibeweglich hindurchführbar ist und die Greiffläche (38) und die Greifstelle (22') durch Drehen des Spannelements (12) gegenüber dem Klemmelement (32) in Spann­ richtung (S) zueinander hinbewegt werden und das dazwischen ver­ laufende Kunststoffband (24) fassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifstelle (22') als flächiger Greifbereich (22) ausgebildet ist und zum flächigen Festklemmen des Kunststoffbandes (24) die Greiffläche (38) und der Greifbereich (22) parallel angeordnet sind.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiffläche (38) und der Greifbereich (22) wenigstens annähernd eben ausgebildet.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (32) einen Klemmkörper (34) mit der Greifflä­ che (38) aufweist, der um eine zur Achse (14') des Spannelements (12) parallele Lagerachse (36), vorzugsweise begrenzt, drehbar gela­ gert ist.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spannelement (12) und das Klemmelement (32) konzentrisch, um die gleiche Achse (14') drehbar angeordnet sind.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Zeitpunkt des Erfassens des Kunststoffbandes (24) durch das Spannelement (12) und das Klemmelement (32) der Greifbereich (22), gegenüber der Richtung des auf das Spannelement (12) auflaufenden Kunststoffbandes (24) und in Spannrichtung (S) gesehen, um einen vorgegebenen Winkel im Bereich von 1° bis 5°, bevorzugt von 1.5° bis 4°, insbesondere von 2.5°, in radialer Rich­ tung gegen innen geneigt ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Klemmelement (32) mit seiner Greiffläche (38), beim Anliegen am Anschlag (50), gegenüber einer Senkrechten (52) auf das auflaufende Kunststoffband (24)' durch die Achse (14') des Spannelements (12) in Spannrichtung (S) nachfolgend angeordnet ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Spannelement (12) walzenförmig und mit zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Flachbereichen (16, 18) auf der äußeren Mantelfläche (20') ausgebildet ist, wobei der in Spannrichtung (S) vorlaufende Flachbereich (16) der beiden Flach­ bereiche (16,18), in Ruhestelleung des Spannelements (12), der Greif­ fläche (38) des Klemmelements (32) gegenüber liegt und der nachlau­ fende Flachbereich (18) den Greifbereich (22) bildet.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Spannelement (12) und dem Klemmelement (32) eine Feder (46) angeordnet ist, deren Federkraft auf das Klemmelement (32) entgegen der Spannrichtung (S) wirkt.

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Klemmelement (32) über die Greiffläche (38) vorstehende Greifzähne (40) aufweist, die mit Vorteil eine Länge von 0.1 mm bis 0.5 mm, vorzugsweise eine Länge von 0.3 mm aufwei­ sen.

10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Klemmelement (32) wenigstens zwei als Greiffläche (38) ausgebildete Flächen aufweist, wobei eine dieser Greifflächen klemmaktiv ist.

11. Umreifungsmaschine mit einer Spannvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 10, als Endspannvorrichtung.