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Die Erfindung betrifft eine Umreifungsvorrichtung, insbesondere ein mobiles Handumreifungsgerät, zum Sichern eines Packguts mit einer Spanneinrichtung und einer Fügeeinrichtung, wobei die Spanneinrichtung eine Bandkontaktfläche und die Fügeeinrichtung eine Bandhaltefläche aufweisen, sodass ein Umreifungsband auf einer Bandseite durch die Bandhaltefläche fixierbar und die andere Bandseite durch die Bandkontaktfläche in eine Zugrichtung transportierbar ist, sodass das Umreifungsband spannbar ist.
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In der Verpackungsindustrie müssen Güter verschiedenster Form und Geometrien miteinander gesichert werden. Eine eindeutige Sicherung des Packgutes wird durch die mechanische Verspannung eines Umreifungsbands aufgebracht, welche nach einem Sicherungsvorgang, zum Beispiel durch die Geräteentnahme, nicht signifikant sinken soll.
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Dies kann bei akkubetriebenen Umreifungsgeräten aufgrund ihrer bisherigen Konstruktion nur bei ebenen Packgütern garantiert werden. In Handumreifungsgeräten des Standes der Technik sind insbesondere Spanneinheit und eine Verschweißungseinheit hintereinander angeordnet. Dieser Aufbau führt dazu, dass eine Mindestauflagefläche gegeben sein muss, bei der der Umreifungsvorgang erfolgt. Eine minimale Auflagefläche (Abstand zwischen Spann- und Verschweißeinheit) ist geometriebedingt derart ausgelegt, dass praktisch runde Packgüter (z.B. mehrere Rohre) nicht sicher fixierbar sind.
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Diese Mindestauflagefläche führt mithin zu einer Begrenzung der Einsatzmöglichkeiten, insbesondere bei nicht ebenen Packgütern.
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Im Stand der Technik wurde vorgeschlagen, die Mindestauflagefläche dadurch zu verringern, dass die Spanneinheit zumindest teilweise in einem nicht verspannten Bereich verortet wird, sodass die Mindestauflagelänge der verspannten Einheit gegenüber den zuvor beschriebenen Lösungen reduziert ist. Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist das kompliziertere Einlegen des Umreifungsbandes.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Umreifungsvorrichtung, insbesondere mobiles Handumreifungsgerät, zum Sichern eines Packguts mit einer Spanneinrichtung und einer Fügeeinrichtung, wobei die Spanneinrichtung eine Bandkontaktfläche und die Fügeeinrichtung eine Bandhaltefläche aufweisen, sodass ein Umreifungsband auf einer Bandseite durch die Bandhaltefläche fixierbar und die andere Bandseite durch die Bandkontaktfläche in eine Zugrichtung transportierbar ist, sodass das Umreifungsband verspannbar ist, wobei die Bandkontaktfläche ein Bestandteil der Fügeeinrichtung ist und im Fügefall das Umreifungsband zwischen der Bandhaltefläche und der Bandkontaktfläche verfügt wird.
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Somit kann ein sehr kompaktes mobiles Handumreifungsgerät bereitgestellt werden, da die Auflagefläche gegenüber den Lösungen des Standes der Technik deutlich reduziert ist.
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Zudem kann das Einlegen des Bandes zum Sichern des Packgutes einfach ausgestaltet werden, da lediglich an einer Stelle das Zusammenfügen des Bandes erfolgt und separate Einfädelhandlungen entfallen.
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Der wesentliche Erfindungsgedanke beruht vorliegend darauf, dass sowohl die Fügeeinrichtung als auch die Spanneinrichtung direkt einander zugeordnet sind und im Wesentlichen lediglich durch einen Zwischenraum getrennt werden, welche für das Einlegen des Umreifungsbandes notwendig ist. Somit können die Fügeeinrichtung und die Spanneinrichtung eine integrierte Baueinheit bilden. Damit sind geringste Auflageflächen realisierbar, welche lediglich ausreichend für insbesondere die Reibschweißung ausgelegt werden müssen.
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Weiterhin beruht der wesentliche Erfindungsgedanke darauf, dass die Spanneinrichtung beim Verfügen selbst den Verfügevorgang mit unterstützt und/oder das Verfügen erst ermöglicht. Auch dadurch wird der Aspekt der integrierten Baueinheit realisiert.
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Mithin können mit vorliegenden Umreifungsvorrichtungen nun Packgüter mit Umreifungsbändern aus Kunststoff gesichert werden, welche nach dem Stand der Technik bisher mit Metallbändern gesichert wurden.
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Durch die minimalst auslegbaren Auflageflächen können kleinste Packstücke ebenfalls mit vorliegender Umreifungsvorrichtung gesichert werden. Auch kann somit eine Rundumreifung (sichern runder Packguter wie beispielsweise Rohre) realisiert werden.
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Folgendes Begriffliche sei erläutert:
Die „Umreifungsvorrichtung“ ist insbesondere ein mobiles Handumreifungsgerät, welches akkubetreiben oder pneumatisch betrieben wird. Bei derartigen Umreifungsvorrichtungen werden insbesondere Umreifungsbänder aus Kunststoff (z.B. Polypropylen oder Polyethylenterephthalat) händisch um ein Packgut geführt und beim Zusammentreffen der Enden des Umreifungsbandes die Umreifungsvorrichtung angesetzt und die Vorrichtung händisch aktiviert, sodass zuerst ein Verspannen des Umreifungsbandes erfolgt und anschließend an einer Kontaktfläche des Umreifungsbandes ein Fügevorgang erfolgt. Um einen Dauereinsatz gewährleisten zu können, kann beispielsweise die Umreifungsvorrichtung einen auswechselbaren Akku aufweisen, welcher die für das Spannen und Verfügen notwendige Energie bereitstellt.
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„Mobil“ in diesem Zusammenhang soll insbesondere so verstanden werden, dass durch das händische Betätigen einer Person die Umreifungsvorrichtung transportiert beziehungsweise zu seinem Einsatzort verbracht werden kann. Die Gerätedimensionen der vorliegenden Umreifungsvorrichtung entsprechen der handelsüblicher Bohrgeräte oder Akkuschrauber, wie sie im Haushaltsbereicht verwendet werden.
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Unter einem „Packgut“ wird insbesondere eine Ware oder ein Gut verstanden, welches zum Transport oder zur raumsparenden Anordnung gesichert wird. Beispielsweise kann ein derartiges Packgut ein Karton sein, welcher im nicht gesicherten Zustand beim Transport leicht aufgehen könnte und dabei seinen Inhalt in die Umwelt abgibt. Auch können vorliegend Rohre oder anderes zylindrisches Packgut mit derartigen Umreifungsbändern gesichert werden. Insbesondere bei Rohren können diese die dichteste Packung einnehmen und das entsprechend fixierte Umreifungsband sorgt für eine definierte Anordnung der einzelnen Rohre.
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Eine „Spanneinrichtung“ ist insbesondere eine Einrichtung, welche insbesondere durch Zug oder sonstige Kräfte wenigstens eine Seite des Umreifungsbandes bewegt. Selbstverständlich kann auch ein Transportieren des Umreifungsbandes an beiden Enden in entgegengesetzte Richtungen erfolgen, wobei bevorzugt eine Seite arretiert wird und lediglich eine Seite transportiert wird.
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Damit die Spanneinrichtung mit dem Umreifungsband interagieren kann, weist die Spanneinrichtung eine „Bandkontaktfläche“ auf. Diese Bandkontaktfläche kann beispielsweise eine raue Oberfläche mit einzelnen Zähnen sein, welche beispielsweise in den Kunststoff des Umreifungsbandes eingreifen und somit eine Kopplung an das Umreifungsband für die Spanneinrichtung ermöglichen.
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Die „Fügeeinrichtung“ bewirkt, dass das Umreifungsband mit sich selbst eine feste Verbindung ausbildet und somit die nötige Spannwirkung oder die räumliche Begrenzung des Umreifungsbandes garantiert. Die Fügeeinrichtung kann dabei eine Einrichtung sein, welche mittels einer Reibschweißung das Umreifungsband mit sich selbst verfügt. Bei einer Reibschweißung werden insbesondere mittels einer oszillierenden mechanischen Bewegung die beiden Flächen des Umreifungsband gegeneinander gerieben, sodass aufgrund der sich ergebenden Wärmewirkung der Kunststoff des Umreifungsbandes teilverflüssigt und – nach einem Abkühlen – das Umreifungsband an der Stelle der Reibschweißung eine feste Verbindung eingegangen ist. Auch andere Fügeformen wie kleben oder umklammern (bspw. mit einer Metallhülse) sind mit umfasst.
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Eine „Bandhaltefläche“ ist insbesondere eine Fläche, welche eine Seite des Umreifungsbandes fest arretiert. Diese kann ebenfalls eine raue Oberfläche mit Zähnen aufweisen, wobei sich die Zähne dann wiederum in den Kunststoff des Umreifungsbandes einhaken und somit ein Verschieben parallel zur Bandhaltefläche verhindern.
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Ein „Umreifungsband“ ist insbesondere ein Kunststoffband, welches um ein Packgut herum geführt wird und welches an seinen Enden zusammengefügt werden soll. Ende in diesem Zusammenhang ist insbesondere ein offenes Ende und/oder ein zukünftiges Ende, sodass beispielsweise Rollenmaterial verwendet werden kann, wobei der sich noch befindliche Teil an der Rolle nach einem Verfügen abgetrennt wird, sodass sich dann das zweite offene Ende ergibt.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass durch die vorliegende Erfindung Güter, welche bisher mit Metallumreifungsbändern gesichert wurden, erstmalig auch mit Kunststoffumreifungsbändern gesichert werden können, da die nun vorliegende Umreifungsvorrichtung sowohl die ausreichenden Kräfte als auch Arbeitsfähigkeit gewährleisten kann.
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Eine „Bandseite“ des Umreifungsbandes entspricht insbesondere einem offenen Ende des Umreifungsbandes. Die in Bezug dazu zu sehende andere „Bandseite“ des Umreifungsbandes umfasst insbesondere den Teil des Umreifungsbandes mit dem anschließend das Verfügen erfolgt, sodass die beiden Bandseiten miteinander verfügt sind.
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Die „Zugrichtung“ ist insbesondere die Richtung, in die die Spanneinrichtung wenigstens eine Bandseite transportiert.
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Unter „Verspannen“ ist insbesondere der Vorgang zu verstehen, dass durch ein Aufbringen einer Kraft eines einen Kreis bildenden Umreifungsbands ein sich ergebender Radius des Umreifungsbandes durch die Kraft verringert oder sich die Spannwirkung des Umreifungsbandes erhöht.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Umreifungsvorrichtung eine Beabstandungseinrichtung auf, welche derart eingerichtet ist, dass ein Abstand zwischen der Bandkontaktfläche und der Bandhaltefläche zwischen einem Bandeinlegeabstand und einem Fügeabstand einstellbar ist.
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Somit kann zum einen ausreichend Platz zwischen der Bandhaltefläche und der Bandkontaktfläche für den Fall des Einlegens des Bandes bereitgestellt werden und auf der anderen Seite im Falle des Fügefalles der Abstand derart verringert werden, dass insbesondere eine Reibschweißung durchführbar ist und auch der entsprechende Druck auf die zu verfügenden Teile des Umreifungsbandes ausgeübt werden kann.
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Eine „Beabstandungseinrichtung“ kann beispielsweise eine Klappeinrichtung sein, welche nach einem Entriegeln ein Öffnen, beispielsweise um eine Klappachse, realisiert. Auf der anderen Seite kann eine Beabstandungseinrichtung ergänzend oder alternativ eine motorische Einrichtung umfassen, welche durch Verringern des Abstandes der zu verfügenden Umreifungsbandflächen ausreichend Kraft aufprägt, sodass die Reibschweißung optimiert ist.
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In einer diesbezüglichen Ausführungsform ist die Beabstandungseinrichtung eine Klappeinheit und/oder eine Presseinheit.
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Damit keine unnötigen Enden nach dem Verfügen des Umreifungsbandes an dem Packgut vorhanden sind und/oder um ein Umreifungsband von einer Rolle abzutrennen, ist der Fügeeinrichtung eine Schneideinrichtung zugeordnet. Diese Schneideinrichtung kann insbesondere ebenfalls motorisch betrieben sein und eine Klinge umfassen, welche durch Translation das verfügte Umreifungsband abtrennt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Fügeeinrichtung oder die Spanneinrichtung einen mechanischen Oszillator auf, welcher im Fügefall dem Umreifungsband eine Reibschweißung aufprägt. Insbesondere durch die mechanisch oszillierende Bewegung des mechanischen Oszillators und einem auf die Bandflächen wirkenden Druck kann ausreichend Reibwärme im Umreifungsband erzeugt werden, sodass sich die entsprechenden Teile miteinander verbinden.
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Damit das Umreifungsband, insbesondere ein Umreifungsband aus Kunststoff, besonders effektiv durch die Spanneinrichtung gespannt und/oder durch die Fügeeinrichtung gehalten werden kann, können die Bandhaltefläche und/oder die Bandkontaktfläche eine Verzahnung aufweisen.
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Diese Verzahnung greift insbesondere in den Kunststoff ein, sodass parallel zur Bandhaltefläche und/oder Bandkontaktfläche ein undefiniertes Verrutschen des Umreifungsbandes verhindert wird. Die Zähne können dabei als eine Art Widerhaken (Zahne mit unterschiedlichem Richtungsverhalten) oder besonders spitz ausgelegt sein.
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Auch Kegel- und/oder Pyramidenformen sind realisierbar. Allgemein gilt, dass die Oberflächenbeschaffenheit der Bandhaltefläche und/oder Bandkontaktfläche derart ausgelegt werden kann, dass ein Maximum an Verzahnung mit dem Umreifungsband realisiert wird.
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Um eine möglichst einfache Realisierung der Spanneinrichtung zu gewährleisten, kann die Spanneinrichtung als Spannrad mit einem Spannradradius ausgestattet sein, wobei an einer radialen Außenkontur des Spannrades die Bandkontaktflähe angeordnet ist.
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Somit kann durch Rotation eine Bandseite des Umreifungsbandes transportiert werden und somit mit der anderen gehaltenen Bandseite dem Umreifungsband eine Kraft aufprägen, sodass das Verspannen erfolgt.
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In einer diesbezüglichen Ausführungsform weist die Bandhaltefläche eine radiale Ausformung auf, sodass diese sich mit der radialen Außenkontur des Spannrades ergänzt. Dies gewährleistet ein optimales Zusammenspiel zwischen Spanneinrichtung und Fügeeinrichtung.
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Damit Beschädigungen am Packgut vermieden werden können und/oder damit das Umreifungsband nicht reißt, kann die Spanneinrichtung einen Spannkraftbegrenzer zugeordnet sein. Dieser Spannkraftbegrenzer kann beispielsweise das Drehmoment an dem Motor bestimmen, welcher das Spannrad antreibt. Sollte dieses Drehmoment einen bestimmten Wert überschreiten, kann der Motor ausgeschaltet werden und das Verfügen erfolgen.
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Damit können auf vorteilhafte Weise einheitliche Verspannkräfte eingestellt werden.
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Damit das Umreifungsband optimal eingelegt werden kann, kann der Fügeeinrichtung eine Zuführeinheit zugeordnet sein. Eine derartige Zuführeinheit kann beispielsweise eine flächige Steigung sein.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Fügeeinrichtung eine oszillierbare Gegenplatte auf.
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Durch eine oszillierende und/oder vibrierende Gegenplatte (untere Bodenplatte) der Fügeeinrichtung, welche gegenüber der Spanneinrichtung angeordnet ist, bleibt das obere Band fixiert, während das untere Band durch die oszillierende und/oder vibrierende Bewegung von unten nach oben verschweißt wird.
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Somit ist bei einem mechanischen Scheuern des Packgutes gegen das umliegende, verfügte Band die Verbindung an der unteren verfügten Bandseite aufgrund des Verschweißens von unten nach oben besonders beständig.
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Durch die Ausführung der Fügeeinrichtung als oszillierende und/oder vibrierende Gegenplatte sind zudem konventionelle Haltebacken und/oder Federelemente für ein Absenken einer Verschweisseinheit nicht notwendig.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines Packguts, welches durch ein Umreifungsband mittels eines mobilen Handumreifungsgeräts gesichert wird und
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2 eine schematische Darstellung des Sicherns von Rohren mittels des Handumreifungsgeräts aus 1.
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Ein mobiles Handumreifungsgerät 101 weist ein Gehäuse 103, ein Spannrad 105 mit einer Spannradachse 107 und eine Schweißeinheit 111 auf. Das Spannrad 105 rotiert um die Spannradachse 107 in Rotationsrichtung 109 des Spannrads 105. Das Spannrad 105 hat an seiner Umlauffläche (nicht dargestellt) eine mit Zähnen besetzte Außenfläche.
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Der Schweißeinheit 111 ist eine Anlauffläche 113 zugeordnet. Die Schweißeinheit 111 weist ebenfalls an seiner Außenfläche einzelne Zähne auf, wobei die Außenfläche derart radial ausgeprägt ist, dass sie sich optimal dem Radius des Spannrads 105 anpasst.
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Hinter dem Spannrad 105 und der Schweißeinheit 111 ist das Schneidmesser 117 angeordnet. Der Schweißeinheit 111 ist ein Exzenter zugeordnet, welcher in die Oszillationsrichtung 119 (in und aus der Bildebene herein und heraus) zugeordnet.
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Das Spannrad 105 ist über ein dreistufiges Getriebe mit einer Antriebswelle eines Motors verbunden (Bauteile nicht dargestellt). Das Getriebe hat zwei Planetengetriebestufen sowie eine Stirnradübersetzung. Der Exzenter zum Aufprägen der oszillierenden Bewegung ist über einen Riemenantrieb mit der Antriebswelle des Motors verbunden.
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Die Funktionsweise des mobilen Handumreifungsgeräts 101 ist wie folgt.
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Zum Einlegen eines Umreifungsbandes 131 in das Handumreifungsgerät 101 wird ein oberer Teil des Handumreifungsgeräts 101 in die obere Klapprichtung 121 und ein unterer Teil des Handumreifungsgeräts 101 in die untere Klapprichtung 123 bewegt. Somit vergrößert sich der Abstand zwischen dem Spannrad 105 und der Schweißeinheit 111.
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Um ein quaderförmiges Packgut 141 wird ein Umreifungsband 131 aus PET herumgeführt, wobei ein erstes Ende und somit der Kunststoffbandanfang 133 über die Schweißeinheit 111 und um das quaderförmige Packgut 141 herum und oberhalb des Umreifungsbandes 131 und unterhalb des Spannrades 105 mit seinem Kunststoffbandende 135 geführt.
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Anschließend wird das Handumreifungsgerät 101 wieder zusammengeklappt. Durch ein Verschließen in entgegengesetzter Klapprichtung um die Klapprotationsachse 115 werden durch das Spannrad 105 und der Schweißeinheit 111 die beiden Enden des Umreifungsbandes 131 gegeneinander verpresst.
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Durch manuelles Betätigen des Motors (nicht dargestellt) wird das Spannrad 105 in Rotationsrichtung 109 des Spannrades gedreht, sodass das Kunststoffbandende 135 in Spannrichtung 137 gezogen wird. Da der Kunststoffbandanfang 133 sich durch die Zähne der Schweißeinrichtung 111 verhakt, wird der Umfang des Umreifungsbandes 130 verringert und somit das quaderförmige Packgut verspannt.
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Sobald ein Grenzdrehmoment überschritten ist, beendet der Motor die Rotation des Spannrads 105 und die Schweißeinheit 111 führt eine mechanische Oszillation in Richtung 119 durch. Dadurch entsteht zwischen den beiden Bandbestandteilen eine Erwärmung, welche zu einer Teilverflüssigung des Kunststoffbandes führt, welche nach dem Beenden des mechanischen Oszillierens zu einer festen Verbindung führt. Nach dem Verbinden wird das Schneidmesser 117 motorisch durch das Umreifungsband geführt, sodass ein Abschneiden erfolgt.
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Anschließend wird das Handumreifungsgerät 101 wiederum um die Klapprotationsachse 115 in die obere Klapprichtung 121 aufgeklappt und seitlich abgezogen. Das quaderförmige Packgut 141 ist vom gespannten Umreifungsband 131 gesichert.
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Durch die geringe Auflagefläche kann, wie in 2 dargestellt, rundes Packgut ebenfalls mit dem Handumreifungsgerät 101 gesichert werden. Dabei werden Rohre 251 aufeinandergestapelt und ein Kunststoffband 131 um die gestapelten Rohre geführt. Im oberen Bereich wird das Kunststoffband 131 in dem Handumreifungsgerät 101 zusammengeführt. Das Spannrad 105 verspannt das Kunststoffband 131, sodass die Rohre 251 die dichteste Packungsform einnehmen. Anschließend erfolgt wiederum die Reibschweißung und das Band wird mittels des Schneidmessers 117 gekürzt.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Handumreifungsgerät
- 103
- Gehäuse
- 105
- Spannrad
- 107
- Spannradachse
- 109
- Rotationsrichtung des Spannrads 105
- 111
- Schweißeinheit
- 113
- Anlauffläche
- 115
- Klapprotationsachse
- 117
- Schneidmesser
- 119
- Oszillationsrichtung
- 121
- Klapprichtung oben
- 123
- Klapprichtung unten
- 131
- Kunststoffband
- 133
- Kunststoffbandanfang
- 135
- Kunststoffbandende
- 137
- Spannrichtung
- 141
- quaderförmiges Packgut
- 251
- Rohre
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0664256 A1 [0005]
- EP 0744343 B1 [0005]
- EP 0981479 B1 [0005]
- EP 1413519 A1 [0005]
- EP 2132094 B1 [0005]
- WO 2009/129633 A1 [0005]
- WO 2009/129635 A1 [0005]
- WO 2009/129636 A1 [0005]
- WO 2009/129637 A1 [0005]
- DE 102009041608 A1 [0007]
- EP 0997377 A1 [0007]
- EP 0999132 A1 [0007]
- EP 0999133 A1 [0007]
