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Die Erfindung betrifft ein Handumreifungsgerät, mit einer Antriebseinheit zum Führen und Spannen eines Packungsmaterial umschließenden Umreifungsbandes, und mit einer Verschlusseinheit zur Verbindung von Bandenden des Umreifungsbandes.
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Ein Handumreifungsgerät des eingangs beschriebenen Aufbaus wird beispielsweise in der
DE 10 2008 018 894 B3 der Anmelderin beschrieben. An dieser Stelle wird mit einer pneumatisch arbeitenden Antriebseinheit gearbeitet. Außerdem ist noch eine Verschlusseinheit bzw. ein Verschlussmechanismus zum Verpressen von Verschlusshülsen vorgesehen. Mit Hilfe dieser Verschlusshülsen werden die Bandenden des Umreifungsbandes miteinander verbunden. Zu diesem Zweck sorgt die Verschlusseinheit dafür, dass die Verschlusshülsen unter Kopplung der Bandenden zusammengedrückt werden.
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Daneben kennt man im Stand der Technik Schweißvorrichtungen zur Verbindung von Stahlbandenden, wie sie beispielsweise im Rahmen der
EP 2 585 374 B1 beschrieben werden. Hier geht es um eine modulare Umreifungskopfanordnung, bei welcher ein Schweißkopf vorgesehen ist, um die Bandenden eines Stahlbandes durch eine Widerstandsschweißung miteinander zu verbinden. Ähnliches beschreibt die
EP 1 971 524 B1 .
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Darüber hinaus ist durch die
WO 2013/163145 A1 eine modulare Umreifungsbandmaschine bekannt, bei welcher die Bandenden durch eine Schutzgasschweißung miteinander gekoppelt werden.
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Der Stand der Technik kann nicht in allen Aspekten zufriedenstellen. Denn sofern Handgeräte zum Einsatz kommen, wird üblicherweise auf auf- oder zusammengepresste Verschlusshülsen zum Verbinden der Bandenden zurückgegriffen. Zu diesem Zweck werden die fraglichen Handumreifungsgeräte meistens pneumatisch betrieben. Dadurch lassen sich verschiedene Verpackungsgüter oder allgemein (Ver-)Packungsmaterial zwar flexibel umreifen, weil die Umreifung nicht an einen bestimmten Standort der Umreifungsbandvorrichtung gebunden ist. Allerdings sind solche Pressverschlüsse der Bandenden hinsichtlich der erreichbaren Verschlussfestigkeiten verbesserungsfähig. Vergleichbares gilt für den Fall, dass anstelle mit einem Hülsenverschluss mit einem Stanzverschluss gearbeitet wird. Hinzu kommt, dass neben der nicht befriedigenden Verschlussfestigkeit auch die Handhabung der bekannten Handumreifungsgeräte verbesserungsbedürftig ist, zumal diese bekannten Handumreifungsgeräte besonders ausladend bauen und über ein erhebliches Gewicht verfügen. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Handumreifungsgerät so weiter zu entwickeln, dass die Handhabung vereinfacht ist und die Verschlussfestigkeit der miteinander gekoppelten Bandenden verbessert ist.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Handumreifungsgerät vor, dass die Verschlusseinheit als Schweißkopf ausgebildet ist und die Bandenden miteinander verschweißt.
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Im Rahmen der Erfindung wird also weder auf einen Hülsenverschluss noch einen Stanzverschluss zurückgegriffen, wie dies typischerweise beim Stand der Technik der Fall ist. Vielmehr kommt anstelle einer korrespondierenden Verschlusseinheit erfindungsgemäß ein Schweißkopf zum Einsatz. Mit Hilfe des Schweißkopfes lassen sich die Bandenden des Umreifungsbandes miteinander verschweißen. Hierbei geht die Erfindung zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass eine Schweißverbindung der Bandenden des Umreifungsbandes typischerweise zu einer Verschlussfestigkeit korrespondiert, die gegenüber Hülsen- oder Stanzverschlüssen um wenigstens 10 % gesteigert werden kann.
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Das heißt, der durch Schweißen der Bandenden im Rahmen der Erfindung mit Hilfe des Handumreifungsgerätes erzielte Verschluss lässt sich mit Zugkräften in Längsrichtung beaufschlagen, die wenigstens 10 % größer sind als vergleichbare Zugkräfte bei einem herkömmlichen Hülsen- oder Stanzverschluss und dort zum Brechen des Verschlusses führen. Das lässt sich auf die besonders innige Verbindung der Bandenden durch die beschriebene Schweißverbindung zurückführen.
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Tatsächlich hat es sich in diesem Zusammenhang besonders bewährt, wenn der Schweißkopf elektrisch arbeitet. Dabei kann die Schweißverbindung der Bandenden über eine Widerstandsschweißung erfolgen. Meistens wird hier jedoch mit einem Lichtbogenschweißverfahren gearbeitet. Dazu kann der Schweißkopf grundsätzlich als Schweißelektrode bzw. Schutzgas-Schweißelektrode ausgebildet sein. Das heißt, nach besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung verbindet der Schweißkopf die überlappenden Bandenden des Umreifungsbandes durch wenigstens einen berührungslos per Lichtbogen erzeugten Schweißpunkt, das heißt im Rahmen eines Lichtbogenschweißverfahrens. Durch den erzeugten Lichtbogen werden die überlappenden Bandenden des Umreifungsbandes im Bereich des Lichtbogens zum Schmelzen gebracht, so dass ein die beiden Bandenden durchgreifender Schweißkanal bzw. Schweißpunkt entsteht. Als Folge hiervon stellt sich die außerordentlich hohe Verschlussfestigkeit dar, die jedenfalls der Verschlussfestigkeit von Hülsen oder Stanzverschlüssen deutlich überlegen ist.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Schweißkopf als Schutzgas-Schweißelektrode ausgebildet ist. Außerdem können besonders vorteilhaft im Verbindungsbereich der sich überlappenden Bandenden zwei oder mehr Schweißpunkte definiert werden. Meistens wird man die Schweißpunkte in gemeinsamer Längserstreckung nebeneinander bzw. hintereinander anordnen, um einen besonders sicheren und zugfesten Verschluss zu erreichen.
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Nach vorteilhafter Ausgestaltung ist der Schweißkopf mit einem Schutzgasrohr und wenigstens einer Elektrode im Innern des Schutzgasrohres ausgerüstet. Meistens ist das Schutzgasrohr zylindrisch ausgelegt und findet sich die Elektrode zentral im Innern des zylindrischen Schutzgasrohres. Das ist selbstverständlich nicht zwingend. Außerdem können auch mehr als eine Elektrode im Innern des Schutzgasrohres vorhanden sein.
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Der solchermaßen realisierte Schweißkopf lässt sich besonders einfach und kostengünstig sowie unter Berücksichtigung eines geringen Gewichtes mit einem vom Grundaufbau her an sich bekannten Handumreifungsgerät kombinieren. Dadurch ist die Handhabung erleichtert und lässt sich der beschriebene Schweißverschluss an praktisch jeder topologischen Position des Umreifungsbandes anbringen.
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Ferner ist die Auslegung so getroffen, dass der Schweißkopf mit einer Versorgungsstation für Schutzgas und/oder Schweißzubehör und/oder einer elektrischen Energiequelle verbunden ist. Im Regelfall sorgt die Versorgungsstation also für die Zufuhr der erforderlichen elektrischen Energie bzw. als Stromquelle für das Lichtbogenschweißen. Außerdem stellt die Versorgungsstation die Zufuhr von Schutzgas zum Schutzgasrohr sicher, damit innerhalb des Schutzgasrohres zwischen dem Schweißkopf und den übereinanderliegenden und zu verbindenden Bandenden des Umreifungsbandes wunschgemäß der Lichtbogen erzeugt wird und brennen kann. Zu diesem Zweck müssen die Elektrode einerseits und das Umreifungsband bzw. im Regelfall Stahlband andererseits mit einer entsprechenden Spannungsquelle bzw. der Energiequelle als Bestandteil der Versorgungsstation verbunden werden und verfügen über eine unterschiedliche Ladung, damit es zu dem beschriebenen Lichtbogen kommt. Bei der Elektrode handelt es sich typischerweise um eine nicht schmelzende Elektrode, die beispielsweise aus Wolfram hergestellt ist.
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Darüber hinaus kann die Versorgungsstation ergänzend oder alternativ noch Schweißzubehör aufweisen. Bei dem Schweißzubehör kann es sich beispielsweise um Gasdüsen für oder in Verbindung mit dem Schutzgasrohr handeln. Außerdem mag der Begriff Schweißzubehör auch eine Schleifstation umfassen, mit deren Hilfe die nicht schmelzende Elektrode nach einer bestimmten Betriebszeit nachbearbeitet wird.
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Zwischen der Innenwandung des Schutzgasrohres und dem Verbindungsbereich der Bandenden wird das Schutzgas zugeführt, bei dem es sich beispielhaft und nicht einschränkend um Argon handeln kann. Demzufolge ist der Schweißkopf als Schutzgas-Schweißquelle ausgebildet. Um den Lichtbogen zu zünden, sind meistens Zündspannungen von mehreren kV erforderlich. Nach Zünden des Lichtbogens kann die Spannung zwischen der Elektrode und dem Umreifungsband bzw. Stahlband auf wenige Volt reduziert werden.
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Die bereits angesprochene Versorgungsstation kann stationär oder auch mobil ausgebildet sein. Im Falle einer mobilen Auslegung empfiehlt die Erfindung, die Versorgungsstation mit einem fahrbaren Gestell auszurüsten. Zur Verbindung des Schweißkopfes mit der Versorgungsstation ist wenigstens eine Schlauchverbindung vorgesehen.
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Meistens beinhaltet die Schlauchverbindung zumindest eine elektrische Zuleitung sowie eine Versorgungsleitung für das Schutzgas. Im Regelfall sind zwei elektrische Zuleitungen vorgesehen, nämlich eine mit dem Minuspol der Versorgungsstation verbundene Schweißleitung und eine weitere Schweißleitung, die hiervon elektrisch isoliert ist und mit dem Pluspol der Versorgungsstation gekoppelt ist. Auf diese Weise kann – gesteuert von der Versorgungsstation – einerseits die erforderliche Zündspannung zwischen der Elektrode und dem Stahlband bzw. Umreifungsband eingestellt werden und andererseits der für den Betrieb notwendige Strom.
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Darüber hinaus verfügt die Schlauchverbindung noch über die Versorgungsleitung für Schutzgas, über welche Schutzgas zum Schutzgasrohr als Bestandteil des Schweißkopfes zugeführt wird. Schließlich kann die Schlauchverbindung zusätzlich auch mit einer Steuerleitung ausgerüstet sein. Über diese Steuerleitung wird typischerweise der Schweißkopf betrieben. Tatsächlich ist die Steuerleitung im Regelfall an einen Impulsgenerator als Bestandteil der Versorgungsstation angeschlossen. Mit Hilfe des Impulsgenerators lässt sich der Schweißkopf ansteuern und mit Pulsfrequenzen betreiben. Das ist selbstverständlich nicht zwingend, weil grundsätzlich der Schweißkopf auch kontinuierlich angesteuert werden kann.
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Schließlich weist die Schlauchverbindung typischerweise in ihrem Innern eine Pneumatikleitung auf, und zwar für den Fall, dass die Antriebseinheit pneumatisch arbeitet. In diesem Fall wird mit Hilfe der pneumatischen Antriebseinheit das Umreifungsband um das Packungsmaterial herumgeführt und anschließend gespannt, damit im nächsten Schritt mit Hilfe des Schweißkopfes die aneinander anliegenden und überlappenden Bandenden miteinander verschweißt werden können. Grundsätzlich kann die Antriebseinheit aber auch manuell und/oder elektrisch arbeiten. Im letztgenannten Fall ist sogar ein Betrieb mit einem Akkumulator möglich.
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Das heißt, zur Energieversorgung der Antriebseinheit schlägt die Erfindung eine externe oder eine interne Energiequelle vor. Im letztgenannten Fall der internen Energiequelle kann beispielsweise ein Akkumulator zum Einsatz kommen, mit dessen Hilfe grundsätzlich die Antriebseinheit aber auch der Schweißkopf betrieben werden kann. Das heißt, für den Fall des Einsatzes eines Akkumulators ist es sogar möglich, grundsätzlich auf eine Versorgungsstation zu verzichten.
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Schlussendlich verfügt das Handumreifungsgerät vorteilhaft noch über eine Schneideinheit, welche das Umreifungsband von einer Vorratsrolle abschneidet. Mit Hilfe der Schneideinheit kann das für die Umreifung benötigte Stahlband auf die nötige Länge zugeschnitten werden oder es ist auch möglich, über die Verbindung hinausstehende Enden des Umreifungsbandes abzuschneiden. Schließlich kann das erfindungsgemäße Handumreifungsgerät auch mit zumindest einem Umreifungskopf ausgerüstet sein. Der Umreifungskopf sorgt dafür, dass das Umreifungsband um das Packungsmaterial herumgeführt wird. Außerdem lassen sich mit Hilfe des Umreifungskopfes bzw. einem oder mehreren Klemmen die Bandenden spannungsfrei oder unter Spannung in Anlage aneinander halten, dadurch kann anschließend die beschriebene und gewünschte Schweißverbindung hergestellt werden.
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Im Ergebnis wird ein Handumreifungsgerät zur Verfügung gestellt, welches sich für eine flexible Umreifung von Packungsmaterial besonders eignet. Dabei werden im Unterschied zum Stand der Technik Verschlussfestigkeiten beobachtet und erreicht, die diejenigen herkömmlicher Stanz- oder Hülsenverschlüssen deutlich überlegen sind. Denn die Erfindung greift bei dem beschriebenen Handumreifungsgerät auf einen Schweißkopf als Verschlusseinheit zurück. Das alles gelingt unter Berücksichtigung einer leichten und einfach handhabbaren Ausgestaltung. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 das erfindungsgemäße Handumreifungsgerät zuzüglich Versorgungsstation in einer schematischen Übersicht,
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2 einen schematischen Schnitt durch die Schlauchverbindung zwischen dem Handumreifungsgerät und der Versorgungsstation und
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3 die beiden zu verbindenden Bandenden in einer Detailübersicht.
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In den Figuren ist ein Handumreifungsgerät dargestellt, welches zunächst einmal über einen Haken 1 verfügt, mit dessen Hilfe das Handumreifungsgerät beispielsweise aufgehängt werden kann, um seine Handhabung zu erleichtern. Das Handumreifungsgerät verfügt über eine lediglich angedeutete Antriebseinheit 2, mit dessen Hilfe ein in der 1 nicht näher dargestelltes Umreifungsband 3 um Packungsmaterial herumgeführt und mit seinen überlappenden Enden 4, 5 verschlossen wird. Bei dem Umreifungsband 3 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um Stahlband 3. Grundsätzlich können aber auch Aluminiumbänder zum Einsatz kommen.
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Anhand der Detaildarstellung nach der 3 wird deutlich, dass die überlappenden Enden 4, 5 des Stahlbandes 3 einen Verbindungsbereich 4, 5 definieren und in diesem Verbindungsbereich 4, 5 durch einen oder mehrere Schweißpunkte 6 miteinander verschweißt werden. Dazu wird das Stahlband 3 im Beispielfall mit Hilfe eines oder mehrerer Umreifungsköpfe 7 um das fragliche Packungsmaterial herumgeführt und verspannt. Zu diesem Zweck handelt es sich bei den Umreifungsköpfen 7 um Klemmen 7. Die Umreifungsköpfe 7 werden mit Hilfe der Antriebseinheit 2 beaufschlagt bzw. stellen einen Bestandteil der Antriebseinheit 2 zum Führen und Spannen des Umreifungsbandes bzw. Stahlbandes 3 dar. Der in der 3 angedeutete Schweißpunkt 6 wird mit Hilfe einer Verschlusseinheit 8, 9 in dem Verbindungsbereich 4, 5 definiert. Bei der Verschlusseinheit 8, 9 handelt es sich im Ausführungsbeispiel und erfindungsgemäß um einen Schweißkopf 8, 9, mit dessen Hilfe die Bandenden 4, 5 miteinander verschweißt werden.
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Zu diesem Zweck arbeitet die Verschlusseinheit bzw. der Schweißkopf 8, 9 elektrisch. Außerdem erkennt man anhand der 3, dass der Schweißkopf 8, 9 die überlappenden Bandenden 4, 5 durch wenigstens den einen dargestellten und berührungslos per Lichtbogen 10 erzeugten Schweißpunkt 6 miteinander verbindet. Der Schweißkopf 8, 9 ist erfindungsgemäß als Schutzgas-Schweißelektrode 8, 9 ausgebildet.
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Zu diesem Zweck setzt sich der Schweißkopf 8, 9 aus einem Schutzgasrohr 8 und einer Elektrode 9 zusammen. Das Schutzgasrohr 8 ist im Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet. Die vorliegend als nicht abschmelzende Elektrode 9 ausgebildete Elektrode 9 findet sich zentral und im Innern des Schutzgasrohres 8. Zwischen der Elektrode 9 und dem Schutzgasrohr 8 bzw. dessen Innenwandung wird Schutzgas zugeführt, und zwar über eine Versorgungsleitung 11, die man in der Schnittdarstellung nach der 2 erkennt.
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Der Schweißkopf 8, 9 ist an eine Stromquelle 12 angeschlossen. Die Stromquelle 12 kann beispielhaft und nicht einschränkend einen Impulsgenerator aufweisen. Die Stromquelle 12 ist mit der Elektrode 9 über eine elektrische Zuleitung 13 einerseits und mit dem Stahlband 3 über eine weitere elektrische Zuleitung 14 andererseits verbunden. Bei den beiden Zuleitungen 13, 14 kann es sich einerseits um eine elektrische Plusleitung und andererseits eine elektrische Minusleitung handeln. Dadurch wird mit Hilfe der Stromquelle 12 eine Spannung zwischen der Elektrode 9 und dem Stahlband 3 erzeugt. Hierbei kann es sich um eine Gleichspannung oder auch eine gepulste Gleichspannung handeln.
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Um beispielsweise den Lichtbogen 10 zu zünden, sind typischerweise Zündspannungen im kV-Bereich erforderlich, die mit Hilfe der Stromquelle 12 erzeugt werden. Die Stromquelle 12 sorgt ebenso für die Aufrechterhaltung der elektrischen Spannung zwischen der Elektrode 9 und dem Stahlband 3 nach dem Zünden des Lichtbogens 10.
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Die Ausbildung des Schweißpunktes 6 erfolgt derart, dass im Verbindungsbereich 4, 5 der sich überlappenden Bandenden 4, 5 ein angedeuteter Einbrandtrichter 15 gebildet wird, welcher die sich überlappenden Enden 4, 5 des Umreifungsbandes bzw. Stahlbandes 3 über die gesamte addierte Materialstärke beider Bandenden 4, 5 hindurch erfasst. Dadurch lässt sich der jeweilige Schweißpunkt 6 unter gleichzeitiger Realisierung einer besonders hohen Verschlussfestigkeit definieren. Grundsätzlich kann auch mit mehreren in Längserstreckung des Umreifungsbandes bzw. Stahlbandes 3 hintereinander angeordneten Schweißpunkten 6 gearbeitet werden, was jedoch nicht dargestellt ist.
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Anhand der 1 und 2 wird deutlich, dass das Handumreifungsgerät mit dem in der 3 im Detail dargestellten Schweißkopf 8, 9 und der Antriebseinheit 2 sowie den beiden Umreifungsköpfen bzw. Klemmen 7 und einer lediglich angedeuteten zusätzlichen Schneideinheit 16 über eine Schlauchverbindung 17 mit einer Versorgungsstation 12, 18, 21 gekoppelt ist. Die Versorgungsstation 12, 18, 21 weist nicht nur die zuvor bereits in Bezug genommene und beschriebene Stromquelle 12, sondern auch eine Schutzgasquelle 18 auf. Bei der Schutzgasquelle 18 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Gasflasche, die beispielsweise mit Argongas gefüllt ist. Ausgehend von der Gasflasche bzw. Schutzgasflasche 18 wird das Schutzgas über die Versorgungsleitung 11 zum Schweißkopf 8, 9 bzw. dem Schutzgasrohr 8 durch die Schlauchverbindung 17 hindurch zugeführt. Schließlich umfasst die Versorgungsstation 12, 18, 21 auch noch Schweißzubehör 21. Bei dem Schweißzubehör 21 handelt es sich nicht einschränkend um eine Schleifstation, mit deren Hilfe die Elektrode 9 nachbearbeitet werden kann.
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Die Schlauchverbindung 17 beinhaltet ebenfalls die beiden elektrischen Zuleitungen 13, 14 für den Schweißkopf 8, 9 bzw. dem Schweißkopf 8, 9 und der Stromquelle 12 respektive dem Stahlband 3. Ferner erkennt man anhand der Schnittdarstellung nach der 2, dass die Schlauchverbindung 17 zusätzlich noch eine Steuerleitung 19 aufweist, mit deren Hilfe die Stromquelle 12 bzw. der dort vorgesehene Impulsgenerator die Elektrode 9 im Pulsbetrieb beaufschlagen kann.
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Das gilt selbstverständlich nur beispielhaft und ist nicht zwingend. Schließlich findet sich im Innern der Schlauchverbindung 17 noch eine Pneumatikleitung 20, mit deren Hilfe die Antriebseinheit 2 ebenso wie die Schneideinheit 16 jeweils pneumatisch betrieben werden können. Die Schlauchverbindung 17 sorgt nicht nur für die Zusammenfassung und den Schutz der zuvor bereits beschriebenen Leitungen 11, 13, 14, 19, 20, sondern, kann auch mit einem Knickfederschutz ausgerüstet werden, um Beschädigungen der fraglichen Leitungen 11, 13, 14, 19, 20 durch ein Abknicken der Schlauchverbindung 17 zu verhindern.
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Die beiden Klemmen 7 respektive allgemein der jeweilige Umreifungskopf 7 sorgt bei der Verbindung der Bandenden 4, 5 dafür, dass diese spannungsfrei oder unter Spannung in Anlage aneinander gehalten werden. Im Anschluss daran wird dann mit Hilfe des Schweißkopfes 8, 9 der eine Schweißpunkt 6 oder werden die mehreren Schweißpunkte 6 zur Verbindung der Bandenden 4, 5 definiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008018894 B3 [0002]
- EP 2585374 B1 [0003]
- EP 1971524 B1 [0003]
- WO 2013/163145 A1 [0004]
