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Beschreibung zum Patentgesuch betreffend: "Umwicklungsmaschine" Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Umwickeln langgestreckter oder ringförmiger
Gegenstände mit streifenförmigem Verpackungsmaterial, bei der eine um den Gegenstandaquerschnitt
umlaufende und das Streifenmaterial auf Rollen führende Wickelvorrichtung vorgesehen
und der Gegenstand in Richtung der Umlaufachse relativ verschieblich ist. Derartige
Maschinen Sind marktüblich; die deutsche Patentanmeldung P 15 86 014 zeigt und beschreibt
ein typisches Beispiel.
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Die Wickelvorrichtung besteht bei den bekannten Maschinen aus einem
Ring oder Ringsektor, der eine Vorratsrolle oder mehrere Führungsrollen für das
auf einer separgen Vorratstrommel befindliche Verpackungsmaterial trägt. Der Ring
wird auf seinem Umfang angetrieben, in der Regel von drei oder mehr angetriebenen
und zugleich die Lagerung des Ringes bildenden Walzen.
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Diese Bauart weist mehrere Nachteile auf.
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Solange der Gegenstand einen runden oder näherungsweise runden Querschnitt
besitzt, erfolgt das Abziehen des Verpakkungsmaterialstreifens ziemlich stetig;
handelt es sich aber um quadratische oder gar um nicht quadratisch-rechteckige Querschnitte,
ist der Zug unstetig und es besteht die.Gefahr, daß das Material reißt. Deshalb
ist man gezwungen, für solche Zwecke mehr oder weniger dehnbare Verpackungsmaterialien,
wie Kreppapier, zu verwenden.
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Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der bekannten Bauart rührt
daher, daß die zu umwickelnden Gegenstände mit ihrer Mittelachse mindestens annähernd
mittig bezüglich des Ringes abgestützt werden müssen und infolgedessen die Abstützung
höhenverstellbar sein muß, um unterschiedlichen Querschnlttsabmessungen der Gegenstände
Rechnung zu tragen. Dies erf *t insbesondere bei Maschinen für das Umwickeln sehr
langer Gegenstände - einen erheblichen konstruktiven Aufwand.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile tu mildern oder ganz
zu beseitigen, indem die Wickelvorrichtung so ausgebildet wird, daß auch bei unrunden
Querschnitten der auf den Streifen ausgeübte Zug möglichst gleichfOr ig ist, ünd
eine Höhenverstellbarkeit der Abstützung ganz entfallen kann.
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Diese Aufgabe wird bei einer Xaschtne der eingangs genannten aattung
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wickelvorrichtung aus einer Folge von
Umlaufkörpern besteht, die lange einer in sich geschlossenen rtihrungsbahn drittels
einer Antriebseinrichtung förderbar sind und von denen mindestens einer eine StreifenfUhrungs-
oder Vorratsrolle tragt, Man erkennt, daß die Führungsbahn in ihrer kontur an den
Querschnitt des zu umwickelnden Gegenstandes anpaßbu ist, so keineswegs Kreisform
besitzen muß (wohl aber kann), sondern beispielsweise auch im wesentlichen rechteckig
ausgebildet werden kann.
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Man erkennt ferner, daß bei einer festen Höhenlage des zu umwickelnden
Gegenstandes die Kontur der Bahn nicht nur an die Querschnittsform, sondern auch
an deren Größe anpaßbar ist, bei einem Gegenstand großen Querschnitts also eine
längere, bei kleinerem Querschnitt eine kürzere Bahn Anwendung findet. Zweckmäßig
wird deshalb die Maschine so ausgebildet daß sie für die Aufnahme mehrerer, in ihrer
Kontur unterschiedlicher Führungsbahnen ausgebildet ist.
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Durch den Antrieb am Umfang des Wickelringes bei den bekannten Maschinen
ist es dagegen schwierig die Maschine an verschiedene Verpackungsaufgaben anzupassen;
der Ring ist nicht austauschbar. Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung kann
man die Führungsbahn durch eine mit anderer Kontur un¢/oder Größe ersetzen, wobei
im letzteren Pall einfach zusätzliche Umlaufkörper eingesetzt werden. Ohnehin ist
es zwe6MmäBigD die Führungsbahn aufklappbar suszubildenD um so einen ringförmigen
Gegenstand einsetzen zu können; an der Auklappstelle können dann die Umlaufkörper
entnommen oder eingesetzt werden.
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Wenn man - was bevorzugt ist = die EmlaufRdrper zu einer Kette miteinander
verbindet muß bei einer aufklappbaren Führungsbahn Sorge dafür getragen werden,
daß die an einer Stelle unterbrochene Kette gerade so b der Bahn liegt, daß die
Unterbrechungsstelle und die Aufklappstelle zusammenfallen. Hierfür stehen dem Fachmann
an sich bekannte Steuereinrichtungen zur Verfügung.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Maschine besteht darin, daß zwecks
guter Führung des Wickelringes diesem möglichst gleichförmig um seinen Umfang herum
verteilt angeordnete Antriebswalzen zugeordnet sind. Die Energiezufuhr zu den Walzen
muß noch dazu so erfolgen, daß sie synchron umlaufen. Dies ist also ein aufwendiges
und störungsanfälliges System. Bei der Bauart nach der Erfindung hingegen ist es
nicht nur möglich, sondern sogar bevorzugt, die Antriebseinrichtung nur an einem
oder einigen Umlaufkörpern angreifen zu lassen, während die übrigen einfach von
den gerade angetriebenen weitergeschoben werden, wobei die Führung durch die Führungsbahn
gewährleistet ist.
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Die Antriebseinrichtung kann dabei vorzugsweise ein oder mehrere
Sprossenräder oder eine Sprossenkette umfassen, die zum Auflauf angetrieben sind
und deren Sprossen in entsprechend ausgebildete Ausnehmungen der jeweils vorbeilaufenden
Umlaufkörper greifen. Dieser Antrieb erstreckt sich dann nur über einen kleineren
Abschnitt parallel zu der Führungsbahn, beispielsweise unterhalb der Führung der
zu umwickelnden Gegenstände. In diesem Bereich ist dann die Führungsbahn zweckmäßig
starr ausgebildet, und an diesen starren Abschnitt kann mindestens ein ausschwenkbarer
Abschnitt angelenkt sein, der das Aufklappen der Führungsbahn für die oben,genannten
Zwecke ermöglicht.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung
soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher etläutert
werden.
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Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Maschine gemäß
der Erfindung, wobei nicht erfinRungswesentliche Teile weggelassen sind, Fig. 2
stellt die Führungsbahn mit der Antriebseinrichtung aus der Maschine nach Fig. 1
perspektivisch dar, Fig. 3 ist eine halbschematische perspektivische Darstellung
des Aufklappvorgangs der Führungsbahn, Fig. 4 zeigt eine abgewandelte AusführungrPform
mit Führungsrollen als Zwischenspeicher für das Umwicklungsmaterial, Fig. 5 stellt
perspektivisch die Ausbildung der Führungsbahn bei der Maschine nach Fig. 1 im Detail
dar,
Fig. 6 ist die perspektivische Darstellung eines Umlaufkörpers
mit einer Führungs- oder Vorratsrolle in der Führungsbahn im Bereich der Antriebseinrichtung0
und Fig. 7 zeigt Beispiele für verschiedene Führungsbahnkon= turen.
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Die Maschine gemäß der Erfindung umfaßt einen Zetrairahmen 10 und
vor sowie hinter diesem angeordnete Gestelle 12, 14 nur die Zu- und Abfuhr zu verpackender
langgestreckter Gegenstände; in Fig.
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1 ist als Beispiel ein Stapel von Stangenmaterial dargestellt Es sei
angemerkt, daß die Maschine auch - wie an sich bekannt = so aufgebaut werden kann,
daß eine dem Zentralrahmen 10 entsprechende Einheit relativ zu den ruhenden Gegenständen
verfahren wird0 n jedem Falle aber ist die Höhenlage der Gestelle unveränderbar
so daß eine einerseits einfache, andererseits sehr stabile Konstruktion verwendet
werden kann. Ferner ist die Maschine auch für die Verpackung ringförmiger Gegenstände
geeignet, etwa Rollen von Draht oder Band, Autoreifen oder auch Gebinde von Kabelmaterial
In diesem Falle erhalten die Gestelle 12 und 14 eine abweichende Gestaltung, und
die auf dem Zentralrahmen 10 oben angebrachten Stützrollen 16 werden für die zusätzliche
Abstützung des jeweils in Arbeit befindlichen Ringes verwendet. Der Ring wird während
des Umwickelns gedreht, doch sind die dafür erforderlichen Einrichtungen, weil sie
keinen Teil der Erfindung bilden und an sich bekannt sind, in den Zeichnungen nicht
im einzelnen dargestellt Auf dem Zentrairahmen ist eine Führungsbahn 20 auf gebaut
Die Führungsbahn 20, deren bevorzugte Querschnittsform aus FlgO 5 deutlicher erkennbar
ist, besteht aus Teilstücken, die so mithin ander und mit dem Zentralrahmen verbunden
werden könnens daß eine in sich geschlossene Schleife entsteht, deren Kontur im
wesentlichen quadratisch oder viereckig ist.
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In Fig. 1 hat die Führungsbahn eine im wesentlichen quadratische
Umrißform oder Kontur, in Anpassung an die Form der gerade zu umwickelnden Stapel.
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Die Führungsbahn 20 ist vollständig mit Umlaufkörpern 29 gefüllt,
deren Aufbau im dargestellten Ausführungsbelspisl aus Fig. 6 hervorgeht. Hier verwendet
man als Umlaufkörper einfach die einzelnen Glieder einer handelsüblichen Rollenkette,
bestehend aus Laschen 70, die mittels Querbolzen 72 zusammengehalten sind. In dem
Bereich zwischen den Laschen sind auf den Querbolzen Rollen 74 gelagert. Jeder Umlaufkörper,
der eine Rolle 40 oder 60 zur Führung des Umwickelungsmaterials trägt, ist mit einem
Verlängerungszapfen 76 auf dem Querbolzen 72 versehen, auf welchem die betreffende
Führungsrolle gelagert ist. Die Bahn 20 weist einen etwa H-förmigen Innenquerschnitt
auf, dessen Form an die der Umlaufkörper angepaßt ist; die genaue Form erkennt man
am besten in Fig. 5.
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Die Kette der Umlaufkörper kann mit einem üblichen Kettenschloß versehen
sein, sie kann aber auch einfach ungeschlossen umlaufen; im letzteren Falle schieben
die angetriebenen Kettenglieder die übrigen teils vor sich her, teils schleppen
sie sie nach.
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Die Antriebseinrichtung 22 (s. Fig. 1-4) besteht aus einer zum Umlauf
angetriebenen Kette mit Sprossen, die im Eingriff mit den jeweils längs der Antriebsvorrichtung
vorbeilaufenden Umlaufkörpern stehen. Hier wird eine Kette 28 verwendet, die über
ein angetriebenes und ein leerlaufendes Sprossenrad 24 bzw. 26 geführt ist. Die
einzelnen Kettenglieder weisen nach außen vorstehende Stollen 25 als Sprossen auf,
deren Form an die Form der zugeordneten Ausnehmungen in den Umlaufkörpern angepaßt
ist. Der Antrieb des einen Sprossenrades erfolgt durch einen im Zentralrahmen 10
eingebauten und nicht dargestellten Motor über ein ebenfalls nicht dargestelltes
Getriebe9 das für Vor- und Rücklauf der Kette ausgelegt sein kann. Die Ausbildung
des Antriebes im einzelnen bildet keinen Gegenstand der Erfindung und liegt ohne
weiteres im Wissen des Fachmannes.
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Die Kette 28 steht nur längs des unteren Schenkels 30 der Führungsbahn
im Eingriff mit den Umlaufkörpern; dieser Schenkel 30 ist fest am Zentralrahmen
abgestützt. Kette 28 und Sprossenräder 24, 26 sind mittels eines Gehäuses 32 (Fig.
1) geschützt. Die Führungsbahn weist im Bereich des Antriebs einen Durchbruch 33
auf, an dessen einem Ende die Kette 28 einlEu£t und an dessen anderem Ende sie wieder
austritt. im übrigen ist die ührungsbhn allseitig geschlossen mit Ausnahme eines
Schlitzes 34, durch den der bzw. die Zapfen 76 der Umlaufkörper 29, welche eine
Rolle tragen, quer zur Umlaufrichtung herausragen. Die Stollen 25 der Antriebskette
greifen in üblicher Weise zwischen die Rollen 74.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur einer der Umlaufkörper
eine Rolle 40 trägt, auf die als Vorratsrolle das streifenförmige Verpackungsmaterlal
42 aufgespult ist. Die übrigen Umlaufkörper schieben diesen einen, die Rolle tragenden
Umlaufkörper im Uhrzeigersinn längs der Führungsbahn, so daß der Streifen 42 von
der Rolle 40 abgezogen und auf den Gegenstand 44 aufgewickelt wird, der dabei in
Pfeilrichtung weitergefördert wird. Insoweit unterscheidet sich die Wirkungsweise
nicht von der herkömmlicher Maschinen dieser Gattung. Es entfällt
aber
die starke Dehnung und Entlastung, die bei Maschinen mit Wickelring auftritt, weil
die Kontur der Führungsbahn dem Querschnitt des Gegenstandes 44 angepaßt ist.
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Neben dem unteren Schenkel 30 umfaßt die Führungsbahn hier zwei weitere
Schenkel SO, 50', die etwa L-förmige Umrißform besitzen und an den Enden des Schenkels
30 mittels Scharnieren 52, 52' angelenkt sind. In der Arbeitsstellung (Fig. 2) setzen
die Schenkel 50, 50' den Schenkel 30 beidseitig kontinuierlich fort. Da sie symmetrisch
zueinander ausgebildet und angeordnet sind, stoßen ihre freien Enden genau aufeinander
und schließen die Führungsbahn 20. An den Schenkeln 50, 50' greifen jedoch Schwenkantriebseinrichtungen
54, 54' an (Fig. 1), die hier als Hydraulikzylinder ausgebildet sind. Andere Antriebsmittel
sind selbstverständlich ebenso brauchbar; ihre Auswahl liegt im Ermessen des Fachmannes.
Bei Betätigung der Bydraulikzylinder werden die Schenkel 50, 50' seitlich aufgeschwenkt,
so daß die Führungsbahn 20 sich öffnet (in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutet).
In dieser Stellung können ringförmige Gegenstände durch die sich ergebende öffnung
von oben eingesetzt werden und, nachdem ihr Querschnitt umwickelt worden ist, wieder
herausgehoben werden. Die für das öffnen und Schließen der Führungsbahn notwendigen
Steuereinrichtungen sind für den Fachmann ohne Schwierigkeiten zu verwirklichen
und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Eine Besonderheit ergibt sich,
wenn die Umlaufkörper untereinander zu einer Kette gekoppelt sind.
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Im allgemeinen ist dies bevorzugt, um zu verhindern, daß ein oder
mehrere Umlaufkörper bei dem geschilderten Offnungs- oder Schließvorgang aus der
Führungsbahn herausfallen. Die Kette muß aber dann an einer Stelle unterbrochen
sein, und der Antrieb der Umlaufkörper muß gerade dann zum öffnen der Bahn stillgesetzt
werden, wenn sich die Trennstelle der Umlaufkörperkette an der Stoßstelle 56 der
Bahnschenkel 50, 50' befindet. Dies läßt sich leicht durch Endschalter verwirklichen,
die z.B. durch die Endglieder
der Umlaufkörperkette betätigbar
sind und nahe der Stoßstelle 56 angeordnet werden, und die das Seuersignal für das
öffnungssignal im unbetätigten Zustand sperrens Ferner kann ein weiterer Endlagenschalter
vorgesehen sein, der die erneute Inbetriebnahme des Antriebs für die Umlaufkörper
sperrt D solange die Führungsbahn 20 geöffnet ist0 Alles dies sind aber dem Fachmann
geläufige Maßnahmen.
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Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung. Führungsbahn,
Zentralrahmen, Antrieb und Steuerung bleiben unverändert gegenüber der vorbeschriebenen
Ausführungs= form, doch sind hier mehrere Umlaufkörper mit Führungsrollen 0 versehen,
die sich konstruktiv von den Vorratsrollen im wesentlichen darin unterscheiden,
daß die seitlichen Flansche 62 einen etwas geringeren Durchmesser aufweisen0 Das
streifenförmige Ver packungsmaterial 64 ist auf einer (nicht dargestellten) Vorratebobine
gespeichert, die ortsfest, jedoch drehbar neben dem Zentralrahmen angeordnet ist.
Der Wickelvorgang erfolgt hier so, daß das von der Vorratsbobine abgezogene Verpackungsmaterial
über die Führungsrollen geführt ist und erst von der Rolle 60 aus auf den Gegenstand
gewickelt wird. Diese Bauart ist an sich bekannt. Gerade bei ihr aber kommen die
Vorteile des Gegenstandes der Erfindung besonders zur Geltung, weil hier ja mehrere
Lagen des Verpackungsmaterials aufeinander gleiten und relative Unterschiede in
der Bahngeschwindigkeit deshalb möglichst klein gehalten werden sollen. Verpackungsmaterial,
das eine erhöhte Elastizität in Längsrichtung aufweist - wie etwa Kreppapier - hat
oft auch eine verhältnismäßig rauhe Oberfläche, was den Gleitvorgang wegen der vergrößerten
Reibung behindert und zur Störung des Umwickelns führen kann. Wie oben erläutert,
wird dieser Nachteil durch die Möglichkeit gemildert, die Form der Führungsbahn
20 an die Querschnittsform des zu umwickelnden Gegenstandes anzupassen. Es versteht
sich, daß die Umrüstung der Maschine von der Bauart nach Fig. 1-3 auf die Bauart
nach Fig. 4 einfach dadurch
erfolgen kann, daß bei aufgeklappter
Bahn (Fig. 3? die Umlaufkörper ohne Rollen gegen solche mit Führungsrollen ausgetauscht
werden bzw. die ganze Umlaufkörperkette ausgetauscht wird.
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Es ist bevorzugt, die Führungsbahn 20 aus einzelnen vorgefertigten
Teilstücken zusammensetzen zu können. Zu diesem Zweck können die Teilstücke, wie
in Fig. 5 angedeutet, nach Art von Schienen für Spielzeugeisenbahnen zusammensteckbar
ausgebildet sein, wobei einheitliche Paßstücke 70 an den Stoßstellen eingefügt und
mittels Verriegelungen gesichert werden.
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Am Zentralrahmen sind außerdem Halterungen für die einzelnen Teilstücke
angebracht, deren Ausbildung ohne weiteres im Ermessen des Fachmannes liegt.
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Fig. 7 zeigt als Beispiel, wie man aus einzelnen Abschnitten 80 und
82 die verschiedensten Formen der Umlaufbahn 20 zusammensetzen kann, wobei zwei
unterschiedliche Typen von Abschnitten Verwendung finden, nämlich gerade Stücke
80 und Kurvenstücke 82.
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(Patentansprüche)