DE2906756C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen und Spannen eines Spannbandes in einer Spannband-Bindemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Vorrichtung wird in der nicht vorveröffentlichten GB 15 45 396 sowie in JP-A-64 396/1977 der jetzigen Anmelderin beschrieben. Bei dieser Vorrichtung sind das Zufuhrrad und das Spannrad mit Abstand voneinander angeordnet. Ferner sind Schau­ kelrollen vorgesehen, die selektiv zum Zusammenwirken mit dem Spannrad bzw. dem Zufuhrrad gebracht werden können, so daß das Spannband entweder mit hoher Geschwindigkeit zugeführt oder ge­ spannt werden kann. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung soll im folgenden erläutert werden. Schaukel­ rollen wirken mit dem Zufuhrrad unter Druck zusam­ men, und ein Spannband wird einer bügelförmigen Führungseinrich­ tung zugeführt. Das freie Ende des durch die bügelförmige Führungseinrichtung in Schleifenform laufenden Spannbandes wirkt mit einem Endlagenschalter unter einem Gleittisch zusammen. Dieser Schalter betätigt einen Elektromagneten, wodurch die beiden Schaukelrollen außer Eingriff mit dem Zufuhrrad gebracht werden. Nun ist die Zuführungsoperation beendet. Sodann wird das freie Ende des Spannbandes durch einen Greifer in Zusammen­ wirkung mit dem Gleittisch ergriffen. Der Greifer wird über eine Gruppe von Nocken durch Drehung einer Welle einer Schweißvorrichtung angehoben. Danach wirkt die Rolle mit dem Spannrad unter Druck zusammen, und zwar durch Betätigung eines weiteren Elektromagneten. Nun wird das Spannband zurück­ gezogen. Sobald die Spannkraft einen bestimmten Wert erreicht, setzt der Schlupf der Kupplung ein und die Drehgeschwindigkeit der Welle des Spannrades wird rasch herabgesetzt. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit geringer ist als diejenige eines zugeordneten Kettenzahnrades, wird die Drehbewegung des Kettenzahnrades wirksam auf die Welle übertragen, so daß das Band weiterhin durch das Spannrad über die Welle gespannt wird. Eine Dif­ ferentialgetriebe-Vorrichtung übt dabei über das zweite Kettenzahnrad ein hohes Drehmoment bei niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit auf das erste Kettenzahnrad aus.

Weitere Vorrichtungen des oben beschriebenen Typs, bei denen das Spannrad und das Zufuhrrad mit Abstand voneinander angeordnet sind und bei denen zusätzliche Einrichtungen vorgesehen sind, die beim Zuführen des Bandes mit dem Zufuhrrad zusammenwirken bzw. beim Spannen des Bandes mit dem Spannrad, sind beispielsweise aus folgenden Druckschriften bekannt: DE-AS 16 11 979; DE-AS 22 24 673; DE-AS 19 45 837; GB-PS 5 16 432.

Bei einer Drahtbindemaschine wurde gemäß US-PS 38 84 139 eine Zu­ fuhr- und Spannradeinheit vorgeschlagen, mit der eine für den je­ weiligen Bindevorgang benötigte Drahtlänge gespeichert, zugeführt und gespannt werden kann. Dabei wirkt das Spannrad während des Spannvorgangs mit dem Zufuhrrad zusammen.

Mit den bisher bekannten Vorrichtungen lassen sich die gestell­ ten Anforderungen hinsichtlich einer weiteren Verkürzung der für den Verpackungsvorgang benötigten Zeit nicht erfüllen. Ferner kommt es bei den herkömmlichen Systemen oft vor, daß das Spann­ band von der Führung abläuft oder in der Führung verdreht wird, da die Kraft, die während des Zuführvorgangs von dem Zufuhrrad auf das Band ausgeübt wird, zu groß ist.

Es ist daher Aufgabe, der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung des im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Typs dahingehend zu verbessern, daß bei vereinfachtem Aufbau eine Verkürzung des Verfahrensablaufs von Zuführen und Spannen des Spannbandes erreicht werden und eine hohe Spannkraft auf das Spannband ausge­ übt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, die dadurch gekennzeich­ net ist, daß das Spannrad in an sich bekannter Weise eine Peri­ pheriefläche hoher Reibung aufweist und das Zufuhrrad eine Peri­ pheriefläche geringer Reibung aufweist und daß die Räder derart angeordnet sind, daß das Band zwischen ihnen unter Druck ein­ klemmbar ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Spannband-Bindemaschine;

Fig. 2 eine Draufsicht eines Teilbereichs der Spannband- Bindemaschine gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Frontansicht von Zufuhrrad und Spannrad der Spannband-Bindemaschine der Fig. 1;

Fig. 4 eine Frontansicht der Differentialgetriebevor­ richtung der Spannband-Bindemaschine.

Die Spannband-Bindemaschine gemäß Fig. 1 umfaßt eine Spule 1 mit einem aufgewickelten Kunststoffband, sowie eine Kammer 3 zum zwischenzeitlichen Speichern einer bestimmten Bandlänge, welche in eine bügelförmige Führungseinrichtung 4 eingeführt werden soll. Auf einem Schweißmechanismus ist ein Gleittisch 5 vorgesehen. Zum Antrieb dient ein richtungsumkehrbarer Motor 6, welcher über eine Riemenscheibe 7 und Antriebsriemen 8, 8′ eine Riemenscheibe 9 einer Bandzuführ- und Spanneinrichtung sowie über eine Riemenscheibe 10 eine Differentialgetriebevor­ richtung 20 antreibt.

Die Vorrichtung zum Zuführen und Spannen des Spannbandes umfaßt ein Spannrad 11 mit einer Peripheriefläche hoher Reibung und ein Zufuhrrad 12 mit einer Peripheriefläche relativ geringer Reibung. Das Spannrad 11 ist über eine Freilaufkupplung 13 mit einer Welle 14 verbunden, derart, daß bei Antrieb der Welle 14 in Richtung des Pfeils gemäß Fig. 3 das Spannrad sich in einem frei drehbaren Zustand befindet, während bei Antrieb der Welle in der entgegen­ gesetzten Richtung das Spannrad durch Eingriff mit der Kupplung angetrieben wird. Ein Zahnrad 15, das auf der Welle 14 sitzt, kämmt mit einem nicht gezeigten Zahnrad, das einstückig mit dem Zufuhrrad 12 ausgebildet ist. Hierdurch wird das Drehmoment auf das Zufuhrrad 12 übertragen. Das Zufuhrrad 12 ist an einem Ende eines Schaukelgliedes 17 gelagert, das seinerseits in einem La­ ger 16 gelagert ist. Das Zufuhrrad 12 wird gegen das Spannrad 11 gedrückt, und zwar unter Vorspannung mit einer Feder 18, die am anderen Ende des als abgewinkelter Doppelhebel ausgebildeten Schaukelgliedes 17 angreift. Somit greift das Zufuhrrad 12 un­ ter Druck an dem Spannrad 11 an, und das einstückig mit dem Zu­ fuhrrad 12 ausgebildete Zahnrad kämmt mit dem Zahnrad 15 gemäß Fig. 2. Wenn die Welle in der Zufuhrdrehrichtung gedreht wird, läuft das Spannrad 11 in bezug auf das Zufuhrrad 12 frei und das Band 2 in der Kammer 3 wird der bügelförmigen Führung 4 zuge­ führt, und zwar durch das Spannrad 11, das durch die Drehung des Zufuhrrades 12 angetrieben wird. Wenn die Welle 14 in umgekehr­ ter, d. h. Spannrichtung gedreht wird, werden beide Räder 11, 12 unter Bewirkung eines raschen Zurückziehens des Bandes und eines Spannens des Bandes um das Packstück angetrieben.

Die Riemenscheibe 9 ist über eine Reibungskupplung 19, 19′ mit der Welle 14 verbunden, und die Differentialgetriebevorrichtung 20 mit der Riemenscheibe 10 ist ebenfalls mit der Welle 14 verbun­ den. Die Differentialgetriebevorrichtung 20 umfaßt einen Basis­ körper 21 auf der Welle 14, die Riemenscheibe 10 und eine Scheibe 23 mit einer Verzahnung an der äußeren Peripheriefläche. Die Riemenscheibe 10 und die Scheibe 23 sind frei drehbar über Lager auf dem Basiskörper gelagert. Ferner ist ein exzentrischer Körper 24 vorgesehen, welcher in exzentrischer Weise frei auf der Riemenscheibe 10 gelagert ist.

Eine Vielzahl von Angriffsrollen 25 sind radial am exzentrischen Körper 24 ausgebildet. Sie wirken mit einer Vielzahl von Angriffsrollen 26 zusammen, welche am Basiskörper 21 ausgebildet sind (Fig. 4). Andererseits sind in dem exzentri­ schen Körper 24 vier Öffnungen 27 ausgebildet. In diesen rotie­ ren verschiebbar Rollen 28 der Scheibe 23. Ein Schaukelglied 30 ist vorgesehen, welches einen Stop-Zahn 29 aufweist, der mit der Verzahnung 22 der Scheibe 23 zusammenwirkt. Das Schaukelglied 30 weist eine Basis auf und eine Verbindungsstange 32, welche mit dem Ende eines Elektromagneten 31 verbunden ist.

Zur Zuführung des Bandes wird der Motor 6 gedreht und treibt die Riemenscheiben 9 und 10 über die Treibriemen an, und zwar mit jeweils der gleichen Winkelgeschwindigkeit und die Welle 14 wird ebenfalls über die Reibungsplatte 19 mit der gleichen Winkelge­ schwindigkeit gedreht. Das Drehmoment der Welle 14 wird über das Zahnrad 15 auf das Zufuhrrad 12 übertragen und treibt letzteres in Richtung des Pfeils gemäß Fig. 3. Zu dieser Zeit ist das Spannrad 11 relativ zur Welle 14 aufgrund der Freilauf­ kupplung 13 frei drehbar, so daß es lediglich über das Band 2 gedreht wird, und zwar je nach Drehung der Zufuhrrades 12 in Pfeilrichtung gemäß Fig. 1. Die Differentialgetriebevor­ richtung 20 liegt ebenfalls in einem freien Zustand vor, da die Scheibe 23 nicht mit dem Schaukelglied 30 zusammenwirkt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die Welle 14 wird mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit gedreht, wie die Riemenscheibe 10, wobei die Scheibe 23 und die zugeordneten Bauteile als eine Einheit gedreht werden.

Somit wird das in der Kammer 3 gespeicherte Band 2 zu der bügelförmigen Führung 4 geführt und das vordere Ende des Bandes 2 bewegt sich in Schleifenform durch die Führungsein­ richtung zu einem Endlagenschalter ähnlich dem Endlagenschal­ ter der Vorrichtung des Standes der Technik unter dem Gleittisch. Sobald das vordere Ende des Bandes an der Betätigungseinrichtung des Endlagenschalters angreift und diese um einen geringen Abstand bewegt, kommt es zu einem Schlupf zwischen der Oberfläche der Außenperipherie des Zufuhrrades 12 und dem Band 2, da der Zuführungswiderstand des Bandes rasch ansteigt. Das Zuführen des Bandes wird somit unterbrochen und eine exzessive Einführung des Bandes wird verhindert. Die Bewegung der Betätigungseinrichtung um einen spezifischen Abstand führt zu einem Signal zum Abschalten des Motors.

Bei der herkömmlichen Vorrichtung gelangt bei Auftreffen des Vorderendes des Bandes auf die Betätigungseinrichtung die Schaukelrolle außer Angriff an dem Zufuhrrad 12 (GB-PS 15 45 396; japanische ungeprüfte Patentanmeldung 64 396/1977) oder das Zuführrad 12 wird gestoppt. In jedem Falle ergibt sich jedoch eine geringfügige zeitliche Verzögerung bis die Zuführung des Bandes gestoppt wird. Daher sind Einrich­ tungen erforderlich, um eine bestimmte Länge des Bandes unter­ zubringen, welches während dieser kurzen Zeit zugeführt wird.

Am Ausführungsbeispiel ist ein Spannrad 11 vorgesehen, welches die Funktion einer Schaukelrolle hat, sowie ein Zufuhrrad 12 mit geringer Reibung. Daher wird die Zuführung des Bandes aufgrund des Schlupf-Phänomens automatisch gestoppt, wenn der Zuführungswiderstand rasch ansteigt und es kann ein ekzessives Zuführen des Bandes verhindert werden. Sodann stoppt das Signal des Endlagenschalters den Motor 6 und damit das Zufuhrrad 12.

Das vordere Ende des Bandes 2 wird vom Greifer, der dem rechten Greifer der Vorrichtung des Standes der Technik entspricht, unterhalb des Gleittisches 5 ergriffen. Zum Zurückziehen des Bandes 2 wird der Motor 6 in umgekehrter Richtung gedreht. Dies führt zu einer Drehung der Riemenscheibe 9 und der Riemenscheibe 10 in der umgekehrten Drehrichtung mit der gleichen Winkelge­ schwindigkeit. Das Spannrad 11 und das Zufuhrrad 12 werden über das Zahnrad 15 und die Freilaufkupplung 13 durch Drehung der Welle 14 über die Riemenscheibe 10 in der dem Pfeil entgegengesetzten Richtung gedreht, und zwar mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ohne Schlupf an der Reibungs­ platte 19, bis das aus der bügelförmigen Führung 4 zurückgezo­ gene Band zur Anlage am Packstück kommt. Das Band wird zurück­ gezogen, wobei es einen im wesentlichen halbkreisförmigen Be­ reich der Außenfläche des Spannrades11 mit hoher Reibung berührt, bis das Band an der Außenfläche des Packstücks zur Anlage kommt. Dies geschieht in kurzer Zeit. Der Gesamt­ vorgang wird als rasches Zurückziehen bezeichnet. Bei diesem Vorgang wird die überschüssige Länge des zurückgezogenen Bandes wieder in der Kammer 3 gespeichert.

Nachdem das Zurückziehen des Bandes beendet ist, steigt der Zugwiderstand plötzlich stark an und demzufolge schlüpft die Reibungskupplung 19. Das Drehmoment reicht nämlich nicht aus, den erhöhten Widerstand zu überwinden. Die Welle 14 wird damit gestoppt. Sodann wird die Differentialgetriebe­ vorrichtung 20 betätigt, welche nun einen starken Zug auf das Band ausübt. Die Arbeitsweise dieser Differentialgetriebe­ vorrichtung soll im folgenden erläutert werden.

Die Scheibe 23 befindet sich zunächst im Stop-Zustand und die Bewegbarkeit des exzentrischen Körpers 24 ist durch das Zusam­ menwirken der verschiebbaren Rollen 28 und der Ausnehmungen 27 begrenzt. Der exzentrische Körper 24 gerät aufgrund der Drehbewegung der Riemenscheibe 10 in Vibration. Die Vibration des exzentrischen Körpers 24 wird über die Angriffsrollen 25 und 26 auf den Basiskörper 21 übertragen. Die Angriffsrollen 25 sind einstückig mit dem exzentrischen Körper 24 ausgebildet. Die Rollen 25 werden zwischen den Angriffsrollen 26 des Basis­ körpers 21 verschoben, so daß die Drehung der Riemenscheibe 10 die Drehung des Basiskörpers 21 verlangsamt. Bei dieser Aus­ führungsform sind fünfzehn Angriffsrollen vorgesehen.

Daher kommt es bei einer 15maligen Umdrehung der Riemen­ scheibe 10 zu einer einmaligen Umdrehung des Basiskörpers 21 zusammen mit der Welle 14. Wenn die Belastung der Welle 14 höher ist als die Belastung der Scheibe 23, so wird die Welle 14 gestoppt und die Scheibe 23 wird mit verlangsamter Geschwin­ digkeit gedreht. Wenn die Belastung der Scheibe 23 höher ist als diejenige der Welle, so wird nur die Welle 14 mit verlang­ samter Geschwindigkeit gedreht. Im umgekehrten Fall wird nur die Scheibe 23 mit verlangsamter Geschwindigkeit gedreht. Durch diese Differentialwirkung wird also jeweils nur die Welle 14 oder die Scheibe 23 mit verlangsamter Geschwindigkeit und hohem Drehmoment gedreht, und zwar je nach der Differenz der Belastungen dieser beiden Bauteile. Wenn keine Belastun­ gen und keine Belastungsdifferenzen auftreten, so wird die gesamte Differentialgetriebevorrichtung 20 als Einheit der drei Bauteile gedreht. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel kann man als Differentialgetriebevorrichtung ein Planetenzahnradsystem verwenden. Eine Beschränkung hierauf besteht jedoch nicht.

Zur Einleitung des Spannvorgangs zum straffen Spannen des Bandes wird der Elektromagnet betätigt, und zwar nach dem Ende des raschen Zugvorgangs. Nun wird die Scheibe 23 durch Verrie­ gelung mit dem Zahn 29, welcher an der Außenverzahnung 22 an­ greift, gestoppt. Sodann wird entsprechend der Differenz der Belastungen auf die Welle 14 ein hohes Drehmoment für eine verlangsamte Drehung ausgeübt und die Welle 14 wird kon­ tinuierlich mit geringer Geschwindigkeit gedreht, obgleich die Reibungskupplung 19 zu schlüpfen beginnt. Auf diese Weise wird auf das Spannrad 11 ein hohes Drehmoment ausgeübt. Dieses hohe Drehmoment wird in befriedigender Weise auf das Spannband übertragen, da das Spannrad 11 eine Peripheriefläche hoher Rei­ bung aufweist und da das Spannband 2 an einer halbkreisförmigen Peripheriefläche des Spannrades 11 anliegt. Hierdurch wird das Spannband straff um das Packstück gezogen.

Die Straffziehungskraft kann auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden, indem man die Ausgangsleistung des Motors 6 einstellt und indem man die Dämpfkraft für die Scheibe 23 ein­ stellt.

Wie oben erwähnt, sind die Riemenscheibe 9 mit der Reibungskupp­ lung 19 und die Differentialgetriebevorrichtung 20 sowie die Freilaufkupplung auf der Welle des Spannrades 11 befestigt. Das Zufuhrrad 12 liegt unter Druck an dem Spannrad 11 an und wird somit ebenfalls durch die Welle 14 gedreht. Bei dieser Anordnung kann das Spannband je nach der Drehrichtung der Welle mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden oder zurückgezogen werden. Die Geschwindigkeit wird über die Riemenscheibe 9 übertragen. Sobald das rasche Zurückziehen des Spannbandes beendet ist, wird die Drehbewegung der Welle 14 durch die Differentialgetriebevorrich­ tung verlangsamt und man erhält eine große Spannkraft. Diese An­ ordnung vermeidet die bei dem herkömmlichen System erforderli­ chen Schaukelrollen. Ferner entfallen die umständlichen Vorgänge des Inangriffbringens der Schaukelrollen an dem Zufuhrrad. Der Aufbau, bei dem ausschließlich das Spannrad an dem Zufuhrrad angreift, gewährleistet bei einfachem Aufbau eine zuverlässige Betriebsweise. Die Außenperipherie des Zufuhrrades 12 hat eine geringe Reibung. Dadurch wird verhindert, daß wäh­ rend der kurzen Zeitspanne, die vergeht, bis das Zufuhrrad 12 gestoppt wird, ein weiteres Zuführen des Bandes verhindert wird. Durch den Schlupf zwischen dem Zufuhrrad 12 und dem Band wird die weitere Bandzufuhr unmittelbar gestoppt, nachdem das vordere Ende des Spannbandes eine spezifische Position erreicht hat. Auf diese Weise wird das Sapnnband daran gehindert, von der bügelförmigen Spannbandführung zu gleiten oder sich unter einer übermäßigen Zu­ fuhrkraft zu verbiegen. Durch das Zusammenwirken von Differen­ tialgetriebevorrichtung 20, des Zufuhrrades 12 und der Spannrolle 11 wird ein zuverlässiger Spannbetrieb bei hohem Drehmoment er­ reicht und die Zeitdauer, die zum Spannen oder Straffziehen des Bandes unter hohem Drehmoment erforderlich ist, kann verkürzt werden. Die Außenperipheriefläche des Spannrades 11 hat eine hohe Reibung und die beiden Räder 11, 12 sind derart angeordnet, daß das Spannband während des Spannvorgangs an einem im wesentlichen halbkreisförmigen Bereich des Spannrades 11 angreift. Auf diese Weise kann das bei der geringen Straffungsgeschwindigkeit vorlie­ gende hohe Drehmoment der Differentialgetriebevorrichtung 20 be­ friedigend auf das Spannband übertragen werden.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Zuführen und Spannen eines Spannbandes in einer Spannband-Bindemaschine, umfassend ein Spannrad, das auf einer Welle angeordnet ist, ein Zufuhrrad, einen Motor für den Antrieb der Welle und des Spannrades, eine Freilaufkupplung an dem Spannrad und der Welle, die während der Zuführung des Spann­ bandes das Spannrad in einem frei drehbaren Zustand hält, wenn die Welle durch den Motor in der Zufuhrdrehrichtung angetrieben wird und die das Spannrad antreibt, wenn die Welle von dem Motor in der Spannrichtung gedreht wird, eine Reibungskupplung und eine Differentialgetriebe-Vorrichtung, die über die Reibungskupplung an der Welle des Spannrades befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Spannrad (11) in an sich bekannter Weise eine Peripheriefläche hoher Rei­ bung aufweist und das Zufuhrrad (12) eine Peripheriefläche gerin­ ger Reibung aufweist und daß die Räder (11, 12) derart angeordnet sind, daß das Band zwischen ihnen unter Druck einklemmbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannband in an sich bekannter Weise an einem im wesentlichen halbkreisförmigen Bereich des Spannrades (11) angreift, wenn das Spannband durch das Spannrad (11) und das Zufuhrrad (12) gespannt wird.