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Spannvorrichtung für einen Umreifungsautomaten
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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Umreifungsautomaten
- mit einer Zuführung für das von einem Vorrat entnommene Umreifungsband - einer
Vortreibvorrichtung für das Umreifungsband, - einem entgegen der Vortreibrichtung
des Umreifungsbandes anziehenden Spannelement, - einer Haltevorrichtung zum Festhalten
des Bandendes auf der vorhandenen Umreifungsschleife in einem Über lappungsbereich,
- einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden des Bandendes auf der Umreifung, -
wobei das Spannelement aus einer Spannscheibe mit einem pendelnd an dieser angebrachten
Klemmleiste besteht, zwischen denen das Umreifungsband zum Straffen mittels auf
die Spannscheibe aufgebrachten Drehmomentes einklemmbar ist.
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Eine derartige Spannvorrichtung ist bekannt, bei der die Spannscheibe
mittels eines Drehstrom-Motors (DS-Motor) angetrieben wird. Nachteilig ist hierbei,
daß sich das Drehmoment der Spannscheibe nich"verstellen läßt, so daß nur ein maximaler
Zug ausgeübt wird.
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Die Treibräder bei der bekannten Spannvorrichtung sind mit einer aufgerauhten
Oberfläche versehen, um die
entsprechende Zukraft übertragen zu
können. Diese Antriebsräder verschleißen schnell und können die Bänder erheblich
beschädigen.
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Es stellt sich die Aufgabe, eine Spann- und Treibvorrichtung anzugeben,
bei der das zu straffende Band nicht beschädigt wird und bei dem die Zuspannung
besser dosierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spannvorrichtung gemäß der eingangs
genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mittels der Vortreibvorrichtung
nur ein begrenzter Zug auf das Band erzeugbar ist und daß auf die Spannscheibe mittels
eines einstellbaren Hydrauliktriebes ein die Spannung des Umreifungsbandes vergrößernder
Zug aufbringbar ist, wobei das Drehmoment der Spannscheibe durch einen Hydrauliktrieb
verstellbar ist.
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Weitere Merkmale der Unteransprüche sind in der Beschreibung erläutert.
Die Beschreibung erfolgt anhand einer Zeichnung. Die Figuren der Zeichnung zeigen
im einzelnen: Figur 1 eine Seitenansicht der Spann- und Verschlußvorrichtung mit
den einz-elnen, für das Spannen und Verschließen erforderlichen Aggregaten; Figur
2 einen Schnitt gemäß der Linie II ... II der Figur 1; Figur 3 einen Schnitt gemäß
der Linie III ... III der Figur 1; Figur 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV ...
IV der Figur 1;
Figur 5 einen Schnitt gemäß der Linie V ... V der
Figur 1.
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Figur 1 zeigt in Seitenansicht die Funktionsseite einer Spann- und
Verschlußvorrichtung für einen Umreifungsautomaten. Mittels einer rahmenartigen,
hier nicht dargestellten Führeinrichtung ist ein Umreifungsband 1 um einen Gegenstand,
z. B. ein Coil, einen Ballen oder dergleichen, herumführbar. In der Figur 1 ist
der Verlauf des Umreifungsbandes 1, der neben oder unterhalb der Spann- und Verschlußvorrichtung
verläuft, durch eine gestrichelte Schleife 2 angedeutet. Für die fortlaufenden Umreifungsvorgänge
wird das Umreifungsband einer (nicht dargestellten) Vorratsrolle entnommen. Die
einzelnen Baugruppen der Spann- und Verschlußvorrichtung werden nachfolgend entsprechend
dem Banddurchlauf erläutert.
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Als Umreifungsband wird übliches, für derartige Umreifungsautomaten
verwendbares Stahlband verschiedener Breite verwendet. Es sei aber darauf hingewiesen,
daß bei Verwendung einer entsprechenden Schweißvorrichtung, wie noch zu erläutern
sein wird, auch ein Kunststoffband an sich bekannter Art verwendbar ist.
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Spannscheibe und Klemmleiste (vgl. Figuren 1 und 2) Von der Vorratsrolle
kommend tritt das Umreifungsband 1 in einen Schlitz unterhalb einer Spannscheibe
3 ein, wobei dieser Schlitz von der unteren Peripherie der Spannscheibe 3 und einer
beweglich angeordneten Klemmleiste 6 gebildet wird. Die Spannscheibe 3 ist drehbar
am Maschinengestell 4 befestigt. Hierfür ist ein Lager 5 vorgesehen, das die Welle
3' trägt. Das rückwärtige Ende der Welle 3' ist mit einem Kurbeltrieb 7 versehen,
dessen exzentrischer Kurbelarm 8 mit der Stange 9 einer Kolben-Zylinder-Anordnung
10 verbunden ist. Uber die
Kolben-Zylinder-Anordnung 10 kann die
Spannscheibe 3 verdreht werden. Die Kräfte und die Vorschubgeschwindigkeit der Kolben-Zylinder-Anordnung
10 kann über eine Regelungsvorrichtung, die nicht im einzelnen erläutert zu werden
braucht, bestimmt werden.
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Die Spannscheibe 3, deren Stärke der Bandbreite entspricht, trägt
im Bereich des Bandeintritts eine Klemmschwinge 12, die wiederum die quer zur Bandperipherie
liegende Klemmleiste 6 trägt, wobei die Wirkungsfläche dieser Klemmleiste 6 tangential
zum Klemmscheibenumfang ausgerichtet ist. Die beiden zur Klemmschwinge 12 gehörenden
Schwingenarme 13, 14 verlaufen auf je einer Seite der Spannscheibe 3 und sind bei
15 pendelnd gelagert. Eine Zugfeder 16 zieht die Klemmschwinge 12 in Gegen-Uhrzeigerrichtung
(bei Figur 1). Steht die Spannscheibe 3, wie in Figur 1 dargestellt, in ihrer Wartestellung,
so schlägt die Klemmleiste 6 gegen die Stirnseite einer Bandführungsleiste 17 an.
Die Bandführungsleiste 17 trägt auf ihrer Oberseite das Umreifungsband 1. Es sei
darauf hingewiesen, daß bei Bewegung der Spannscheibe in Uhrzeigerrichtung, wie
durch den Pfeil P angedeutet, die Klemmleiste 6 sich von der Bandführungsleiste
löst und aufgrund der Federkraft das zwischen Klemmleiste 6 und Außenseite der Spannscheibe
3 liegende Umreifungsband 1 fest einklemmt. Diese Klemmung wird um so stärker, je
stärker das Drehmoment in Richtung P wirkt.
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Treiberrollen (vgl. Figur 1 und Figur 3): Durch die Oberseite der
Bandführungsleiste 17 getragen gelangt das Umreifungsband 1 bis in den Kontaktbereich
zweier gegensinnig angetriebener, aufeinander drückender Treibrollen 20, 21. Die
beiden Treibrollen 20, 21 sind auf ihrer Außenseite mit einer reibungserhöhenden
Kunststoff-Beschichtung, vorzugsweise aus Polyurethan, verse-
hen.
Hierdurch wird verhindert, daß das Umreifungsband 1 beschädigt wird. Demgemäß kann
von den Treibrollen 20, 21 auch nur eine begrenzte Vorschubkraft erzeugt werden.
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Die obere Treibrolle 20 wird über eine Welle 22, die bei 23 im Maschinengestell
4 gelagert ist, angetrieben durch einen Hydraulik-Motor 24. Zwischengeschaltet ist
noch eine Kupplung 25. Bei Stillstand der Reibrollen 20 wird von dem Hydraulik-Motor
24 nur ein begrenztes Drehmoment auf die Treibrolle 20 ausgeübt. Die Treibrolle
21 wird gegensinnig durch die Treibrolle 20, vermittelt durch das dazwischenliegende
Band 1, angetrieben. Ein eigener Antrieb für diese Rolle ist nicht vorgesehen. Die
Treibrolle 21 trägt, vermittelt durch ihre Welle 26, eine Stroboskop-Scheibe 27,
die durch eine optische Stillstandsanzeige 28 überwachbar ist.
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Richtwerk (vgl. Figur 1 und Figur 4): Aus dem Bereich der Treibrollen
20, 21 gelangt das Umreifungsband 1 in ein vor das Maschinengestell 4 gesetztes
Richtwerk 31. Das Richtwerk dient dazu, das Umreifungsband vor der weiteren Verarbeitung
zu richten, so daß auch Umreifungsbänder minderer Qualität verarbeitet werden Können.
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Das Richtwerk 31 weist fünf gegeneinander versetzte Richtrollen 32,
33 auf. Die unteren drei Richtrollen 33 sind am Maschinengestell gelagert. Die mittlere,
33', ist mit einem Antrieb 34 gekoppelt. Die oberen Richtrollen 32 können mittels
einer Stellschraube 35 parallel angestellt werden. Hierdurch kann die Ausrichtung
des Umreifungsbandes genau eingestellt werden.
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Das Richtwerk 31 ist im Zuführungskanal 30, der sich in einem Abführungskanal
36 fortsetzt, sowie zwischen den oberen und unteren Richtrollen geteilt und kann
mittels eines Schnellverschlusses, der aus Hebel 37 mit Andruck-
feder
38, besteht, geöffnet werden.
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Halte- und Schweißstation (vgl. Figur 1 und Figur 5): Das Umreifungsband
1 gelangt aus dem Abführungskanal 36 aus dem Richtwerk 31 in eine Halte- und Schweißstation
40. Die Halte- und Schweißstation 40 wird durch zwei seitliche Pylonen 41 und 42
begrenzt, die auf das Maschinengestell 4 aufgeschraubt sind und die eine Verschlußplatte
43 tragen. Diese Verschlußplatte 43 ist in Figur 1 teilweise weggebrochen worden,
um die unter der Verschlußplatte liegenden Teile darstellen zu können.
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Hinter der Verschlußplatte 43 sind vier nebeneinander säulenförmig
angeordnete Stempelelemente 44, 45, 46 und 47 angeordnet, die jeweils vertikal beweglich
sind.
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Das erste Stempelelement 44 ist der erste Haltestempel, der in seinem
Fußbereich mit einem Zuführungskanal 48 für das lose zu führende Umreifungsband
1 versehen ist.
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Der erste Haltestempel setzt sich nach oben hin fort bis zu einem
Stößel 44', der unterhalb eines von einer Nocke 50 überfahrenen Bereiches endet.
Um zu verhindern, daß die Stempelkraft ungefedert auf die Unterlage aufgebracht
wird, ist das Stempelelement 44, wie auch die im folgenden beschriebenen Stempelelemente
45 bis 47, mit einer Tellerfederung versehen.
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Gleitend neben dem ersten Stempelelement 44 ist das zweite Stempelelement
45 angeordnet, das mit einem Elektrodenkopf 54 versehen ist. Der Elektrodenkopf
ist in an sich bekannter Weise mit entsprechenden Isolationsvorrichtungen, Stromzuführungen
und dergleichen versehen.
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Weiterhin umfaßt das Stempelelement 45 noch ein Schermesser 55, das
seitlich-oberhalb des Elektrodenkopfes 54 angebracht ist und an der Seite des ersten
Stempelelementes 44 gleitet, so daß das aus dem Zuführkanal 48 kommende Stahlband
1 in dessen Bereich abgeschert bzw.
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geschnitten werden kann. Auf das Stempelelement 45 folgt ein weiteres
Stempelelement 46, das ebenfalls mit Elektrodenkopf ausgestattet ist. Beide Stempelelemente
45 und 46 enden in Stößeln 45', bzw. 46' unterhalb weiterer Nocken 51, 52. Die Nocken
51 und 52 sind so angeordnet, daß die Elektrodenköpfe gleichzeitig und gleichtief
nach unten gleiten.
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Das letzte Stempelelement 47 ist ein weiterer Haltestempel. Über einen
Haltefuß 56 wird das Bandende auf die bereits gebildete Bandschleife aufgedrückt
und kann dort gehalten werden. Auch dieses Stempelelement 47 wird durch Stößel 47'
über einen Nocken 53 betätigt.
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Aus der Schnittzeichnung gemäß Figur 5 geht der Aufbau hervor. Oberhalb
der Stempelelemente 44 - 47 ist ein translatorisch bewegbarer, unterhalb mit den
Nocken 50 -53 versehener Schieber 60 vorgesehen, der als seitlich geführte Platte
ausgebildet ist. Oberhalb des Schiebers 60 ist ein Haltegelenk 61 fest aufgesetzt,
das mit der Kolbenstange 62 eines Kolben-Zylinder-Systems 63 verbunden ist. Der
Zylinder dieses Systems 63 ist wiederum bei 64 fest mit dem Maschinengestell 4 verbunden.
Beim Ein-und Ausfahren des Stange 62 aus dem System 63 bewegt sich demnach der Schieber
60 mit den Nocken 50 bis 53 horizontal hin-und her. Dabei werden, wie in der Funktionsbeschreibung
noch erläutert, die Stempelelemente 44 bis 47 bei Erreichen der Nocken nach unten
gedrückt.
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An seiner Rückseite ist der Schieber 60 mit einer Anschlagrolle 66
versehen, die gegen einen bei 67 pendelnd aufgehangenen Hebel 68 drückt. Der Hebel
68 ist als einarmiger Hebel ausgestattet und endet an seinem unteren Ende 69 in
einem Schuh 70. Der Schuh 70 wiederum ist über eine Stange 71 mit einer gleitenden
Kurzschlußplatte 72 verbunden, die, ebenfalls horizontal gleitend, aus ihrer Position
unterhalb der beiden Elektrodenköpfe 54
herausgezogen werden kann.
Die Kurzschlußplatte 72 ist aus einem leitenden Material, z. B. Kupfer, im Auflagebereich
hergestellt. Gegen das übrige Maschinengestell und die Stange 71 ist sie selbstverständlich
isoliert.
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Die Stempelelemente 44 bis 47 können entgegen der Bewegungsrichtung,
die durch die Nocken 50 bis 53 ausgelöst wird, durch vier, jeweils einem Stempelelement
zugeordneten Zugfedern 74, 75 wieder in ihre obere Position zurückgezogen werden,
sobald die Nocken wieder aus der Stößel-Kontaktposition herausgezogen worden sind.
Ähnliches gilt für die Zurückziehung der Kurzschlußplatte 72.
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Auch diese wird nach Zurückfahren des Schiebers von einer Feder 76
wieder in Verschlußposition zurückgeholt.
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Insgesamt ist die Halte- und Schweißstation mit den unmittelbar nebeneinander
angeordneten Stempel elementen dazu in der Lage, auf einer kurzen Strecke und auf
kleinstem Raume das Klemmen, Schneiden und Verschweißen auf einem relativ kurzen
Bandstück zu gewährleisten.
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Die eingangs genannte Bandschleife 2, die aus der Halte-und Schweißstation
40 herauskommt und das Packstück umrundet, wird wieder eingeführt durch einen Führungskanal
77, der mit einem Schalter 78 versehen ist, der durch das Bandende zu betätigen
ist. Mit Hilfe dieses Schalters wird die Vortriebsgeschwindigkeit des Bandes 1 verringert.
Ferner ist am Ende der Halte- und Schweine station noch ein Endschalter 79 angebracht,
der bei einlaufender Bandspitze betätigt wird und dem Vortrieb des Bandes abschaltet.
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Funktionsbeschrelbung Zum "Einfädeln" des Umreifungsbandes 1 wird
dieses zwischen Spannscheibe 3 und Klemmleiste 6, die einen ausreichenden Abstand
aufweisen, eingeführt und bis in den
Kontaktbereich der Treibrollen
20, 21 vorgestoßen. Nach Anstellen der Treibrollen 20, 21 wird das Band durch den
Zuführungskanal 30, das Richtwerk 31 und den Abführungskanal 36 hindurchgeführt.
Zu diesem Zeitpunkt sind alle Stempelelemente 44 bis 47 nach oben gefahren; der
Schieber 60 ist soweit vor die Stirnseite des Maschinengestells 4 gefahren, daß
der Hebel 68 freigegeben ist, so daß die Kontaktplatte 72 in die in Figur 5 gestrichelte
Position eingefahren ist und den Kanal der Halte- und Schweißstation 40 schließt.
Das Band kann nun frei durch diesen Kanal hindurchgestoßen werden.
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Durch entsprechende, bekannte Führungen wird es um das Packstück herumgelegt
bzw. geführt und gelangt schließlich wieder in den unteren Führungskanal 77. Dabei
wird der Schalter 78 betätigt, der über eine entsprechende Steuerungsleitung mit
dem Hydraulikmotor 24 verbunden ist, dessen Drehzahl verlangsamt wird, so daß auch
die Treibrollen 20, 21 sich langsamer drehen. Die Spitze des Umreifungsbandes wird
nunmehr durch den Kanal 77 mit verminderter Geschwindigkeit in die Halte- und Schweißstation
eingeführt und kommt unterhalb des bereits eingeführten, zur Bandschleife gehörenden
Bandes zu liegen.
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Nach Unterlaufen der einzelnen Stempel wird durch den Endschalter
79 zunächst der weitere Bandvortrieb gestoppt und anschließend ein der Kolben-Zylinder-Anordnung
63 zugeordnetes Magnetventil geöffnet, so daß der Nockenschieber 60 um ein kurzes
Stück nach vorne (Figur 5 nach rechts) fährt. Hierdurch gelangt der erste Nocken
50 mit dem Stößel 44' in Kontakt, so daß der erste Haltestempel (Stempelelement
44) nach unten fährt und das eingefahrene Bandende auf der Kurzschlußplatte festklemmt.
Das daürberliegende Band liegt jedoch immer noch lose, da es in dem Haltestempel
im Zuführungskanal 48 nur lose geführt ist.
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Über den Schalter 49 wird ein weiterer (nicht darge-
stellter)
Schalter angesprochen, der über eine Steuerungsleitung den Hydraulik-Motor 24 nunmehr
in entgegengesetzter Richtung laufen läßt. Die Treibrollen 20, 21 drehen sich jetzt
also in eine der ursprünglichen Richtung entgegensetzten Richtung, so daß das Umreifungsband
1 durch die Richtstrecke zurückgezogen wird und sich um das Packstück straff anlegt.
Dabei wird das Drehmoment der Treibrollen 20, 21 bis zu einem Punkt aufgebaut, der
durch entsprechende Voreinstellung am Hydraulikmotor festgelegt sein kann. Damit
erhält das Band eine gewisse Vorspannung. Die Treibrollen bleiben stehen. Über den
Stillstandsüberwacher 28 wird das Stillstehen einer Schalteinheit signalisiert,
die ein weiteres Hydraulikventil anspricht, welches die Kolben-Zylinder-Anordnung
10 derart betätigt, daß sich die Spannscheibe 3 in Pfeilrichtung P dreht. Damit
wird die Klemmschwinge 12 mit der Klemmleiste 6 vom Anschlag gelöst und von der
Feder 16 angezogen, so daß das Umreifungsband 1 festgeklemmt wird. Nunmehr erfolgt
das Festzurren des Bandes mit einer weiteren, über die Kraft der Kolben-Zylinder-Anordnung
10 einstellbaren Zugkraft, wobei sich die Treibräder 20, 21 noch ein wenig mitdrehen.
Sobald die an der Regelung 11 voreinstellbare Zugkraft erreicht wird, wird über
die entsprechende Steuerungsschaltung wiederum das Steuerventil für die Kolben-Zylinder-Anordnung
63 betätigt, die nunmehr den Schieber 60 ein weiteres Stück (in Figur 5) nach rechts
vorfahren läßt.
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Damit wird der weitere Haltestempel 47 auf das nunmehr gestrafft Umreifungsband
1 und das darunterliegende Bandende gedrückt. Diese beiden Teile werden ebenfalls
festgehalten. Bei weiterem Vorfahren des Schiebers 60 fahren die beiden Stempelelemente
45 und 46 nach unten.
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Zunächst wird durch das Messer 55 das Band abgeschnitten, so daß eine
vom übrigen Bandvorrat gelöste Umreifungsschleife gegeben ist. Sodann drücken die
beiden Elektrodenköpfe 54, 54' fest auf den Überlappungsbereich der Bandschleife.
Der Schweißstrom wird eingeschaltet.
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Über die Kurzschlußplatte bildet sich eine hohe Stromstärke aus, die
zu zwei Schweißpunkten im Elektrodenkopfbereich führt. Der Strom wird wiederum ausgeschaltet
und der Schieber 60 zurückgefahren. Aufgrund der Federkraft lösen sich Elektroden
von der Bandschleife und die beiden Haltestempel 44 und 47 von dem Überlappungsbereich.
Der Schieber 60 fährt soweit zurück, bis er den Hebel 68 berührt und damit die Kurzschlußplatte
aus dem Elektrodenbereich zurückzieht. Damit kann die Bandschleife nach unten fallen.
Aufgrund der aufgebauten Zugspannung in der Bandschleife wird die Bandschleife darüber
hinaus aus dem Führungskanal 77, der mit nach unten klappenden, falltürartigen Verschlußbleche
versehen ist, freigegeben. Das Packstück kann mit einem vollautomatisch angebrachten
Umreifungsband angenommen werden.
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Die Vorrichtung hebt vom Packstück ab. Der Schieber 60 fährt in die
Grundstellung zurück, so daß auch die Kurzschlußplatte 72 wiederum in ihre ursprüngliche
Position zurückfahren kann. Außerdem fährt die Spannscheibe zurück und gibt damit
wiederum die Klemmleiste frei. Die Treiberrollen fahren wieder an und lassen einen
neuen Umreifungsvorgang beginnen.
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Bei entsprechender Modifikation der Schweißstationen ist diese gegebenenfalls
auch für das Verschweißen von Kunststoffbändern geeignet.
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