DE3715498A1 - Verschliesseinrichtung fuer eine maschine zum umreifen von packstuecken - Google Patents
Verschliesseinrichtung fuer eine maschine zum umreifen von packstueckenInfo
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- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B13/00—Bundling articles
- B65B13/18—Details of, or auxiliary devices used in, bundling machines or bundling tools
- B65B13/24—Securing ends of binding material
- B65B13/32—Securing ends of binding material by welding, soldering, or heat-sealing; by applying adhesive
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschließeinrichtung
für eine Maschine zum Umreifen von Packstücken mittels eines
Kunststoffbandes durch Verschweißen einander überlappender
Bandenden, deren vorderes in einer Bandklemme gehalten ist,
mit einem Kopfstück, welches am Ende einer zur Umreifungsebene
senkrechten Welle mit dieser in einem Arbeitszyklus umlaufend
rotierbar angeordnet ist, wobei am Kopfstück ein Bandführungs
kanal, ein Preßorgan, ein Heizelement sowie im Zwickel zwi
schen den Bandenden ein Trennglied angeordnet sind und das
Preßorgan mittels einer Feder gegenüber dem Kopfstück abge
stützt und von der die freie Kreisbahn des Preßorgans schnei
denden Bandanlagefläche gegen Wirkung dieser Feder quer zur
Rotationsachse verschiebbar ist, während das Heizelement takt
gesteuert in den Bandzwickel einschwenkbar und zwischen den
Bandenden wieder aus der Schweißzone schiebbar ist.
Eine solche Verschließeinrichtung ist Gegenstand der
auf die Rechtsvorgängerin der Anmelderin zurückgehenden
DE-PS 30 23 526. Ein wesentlicher Vorteil dieser Verschließ
einrichtung besteht darin, daß das Kopfstück, welches den
Schweißverschluß bewirkt, während eines Arbeitszyklus umlau
fend rotiert, statt wie bei anderen Vorrichtungen oszillierend
angetrieben zu werden. Dies ermöglicht mit Hilfe einfachster
Steuerungsmaßnahmen und geringem technischen Aufwand bei hoher
Funktionssicherheit rasche Taktfolgen.
Die Verarbeitung von schweißbarem Kunststoffband ist
bei Maschinen zum Umreifen von Packstücken - gleich welcher
Bauart - sehr stark abhängig vom verwendeten Bandmaterial.
Diese Abhängigkeit bezieht sich auf die Konsistenz, Ober
flächenbeschaffenheit, Dicke und Breite des Bandes ebenso
wie auf äußere, insbesondere thermische Einflüsse. Bestimmte
Bandsorten, namentlich die preiswerteren, lassen in der Regel
die von der Maschine an sich zu leistende hohe Taktfolge
nicht zu, soll in jedem Falle ein ordnungsgemäßer Verschluß
gewährleistet sein. Dieser ist nicht nur wesentlich für eine
stabile Umreifung des Packstücks, sondern auch, um Störfälle
im Verschlußaggregat zu vermeiden.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine
Verschließeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 näher umrissenen Art entsprechend der DE-PS 30 23 526 mit
Hilfe einfacher Mittel so weiterzubilden, daß sie besser als
bislang auch schwierig zu verarbeitendes Kunststoffband sicher
beherrscht und/oder noch höhere Taktfolgen zuläßt.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung
darin, daß das Kopfstück mit ungleichförmiger Winkelgeschwin
digkeit antreibbar ist, die während des Schweißvorgangs am
geringsten und während der Rückstellphase des Kopfstücks
in die Ausgangslage für eine neue Verschweißung am größten
ist.
Zufolge dieser relativ einfachen Steuerungsmaßnahme
kann erreicht werden, daß das Kopfstück den Winkelweg, in
dessen Verlauf es die Schweißung ausführt, während einer
längeren Zeitspanne als bisher zurücklegt, die Verschweißung
also wesentlich sorgfältiger ausführen kann, während zugleich
die Zeitspanne des Rücklaufs zur Ausgangsposition drastisch
verringert werden kann. Damit wird erreicht, daß einerseits
für die Verschweißung mehr, für den arbeitstechnisch nutz
losen Rücklaufabschnitt jedoch wesentlich weniger Zeit zur
Verfügung gestellt wird. Folglich kann die Verschließein
richtung sogar trotz insgesamt erhöhter Taktzahl den Verschluß
qualitativ hochwertiger ausführen und so auch problematischere
Bandqualitäten sicher verarbeiten.
Zur Erzielung homogener, gleichmäßiger Drehbewegungen
ändert sich die Winkelgeschwindigkeit jederzeit während einer
Umdrehung des Kopfstücks stetig. Hierdurch werden die an
der Bewegung beteiligten Bauteile wenig belastet, und der
Antrieb kann einfach ausgeführt sein, etwa im Unterschied
zur Verwendung eines Schrittmotors od.dgl.
Der Umfangswinkel, innerhalb dessen das Kopfstück mit
einer gegenüber dem Antrieb größeren Winkelgeschwindigkeit
angetrieben ist, soll etwa in der Größenordnung um 250° lie
gen, so daß etwa 2/3 des Kopfstück-Umlaufs sehr schnell ausge
führt werden kann und so der restliche Winkelweg, will man
die Arbeitsgeschwindigkeit nicht steigern, voll für eine
längere Verweildauer im Schweißbereich zur Verfügung steht
oder dieser teilweise und teilweise der gesteigerten Arbeits
geschwindigkeit zugute kommt.
Eine besonders einfache und preiswerte konstruktive
Beherrschung des erfindungsgemäßen Prinzips sieht vor, daß
zur Erzielung der sich stetig ändernden ungleichförmigen
Winkelgeschwindigkeit des Kopfstücks dieses mit der gleich
förmig umlaufenden Antriebsachse über ein Ellipsenräderge
triebe verbunden ist. Dabei ist es wiederum von Vorteil,
wenn die beiden Ellipsenräder des Rädergetriebes identisch
sind. Ein sehr günstiges - sich stetig änderndes - Über
setzungsverhältnis ergibt sich dadurch, daß das Verhältnis der
großen Halbachse a zur Exzentrizität e eines Ellipsenrades
etwa 5:3 beträgt.
Zusammenfassend ist es mit der Erfindung unter Einsatz
baulich simpelster Mittel gelungen, ausgehend von einem gleich
förmigen Umlauf des Antriebs die Verschließeinrichtung un
gleichförmig derart anzutreiben, daß für den wichtigen Schweiß
vorgang mehr Zeit bzw. oder zugleich für den arbeitsneutralen
Rücklauf wesentlicher weniger Zeit als bisher zur Verfügung
steht. Bei geschickter Auswahl der Übersetzung des sich im
Übersetzungsverhältnis stetig ändernden Getriebes läßt sich
damit erstaunlicherweise nicht nur ein verbessertes Verschluß
verhalten, sondern zugleich eine gesteigerte Arbeitsgeschwin
digkeit erreichen. Dies aber wiederum bedeutet, daß die Ver
schließeinrichtung in der Lage ist, auch an sich sehr proble
matisches Bandmaterial sicher zu verarbeiten, ohne an Arbeits
leistung Einbußen zu erleiden. Auf der anderen Seite läßt
sich bei der Verwendung unproblematischen Bandmaterials die
Arbeitsgeschwindigkeit enorm steigern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den
schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 bis 3 eine Verschließeinrichtung mit einem
Ellipsenradgetriebe in drei charakteristischen Stellungen
des Kopfstücks und
Fig. 4 den qualitativen Verlauf der Winkelstellung des
Kopfstücks in Abhängigkeit von der für einen Umlauf benötigten
Zeit.
Ein mit einem Kunststoffband 10 zu umreifendes Packstück
11 liegt auf einer Tischplatte 12 auf.
Das Band 10 wird zunächst mit seinem freien vorderen
Bandende durch eine maschinenfeste Bandführung 13 und einen
Bandführungskanal 14 innerhalb des Kopfstücks 15 hindurch
und in einen ringförmig das Packstück 11 umgebenden, nicht
dargestellten Rahmen eingeschossen. Das Band 10 läuft sodann,
durch den Rahmen geführt, um das Packstück 11 herum und unter
die Tischplatte 12, bis sein vorderes freies Ende von einer
Bandklemme 16 unter der Tischplatte 12 festgehalten wird. Ein
stiftförmiges Heizelement 17 wird nun in den Bandzwickel
18 eingeschwenkt, erhitzt die zueinander weisenden Seiten
der sich überdeckenden Bandenden und weicht diese auf.
Das Kopfstück 25 dreht jetzt im Uhrzeigersinn, bis sein
in ihm rückstellfederbelastet angeordnetes Preßorgan 19 die
Bandenden aufeinanderpreßt und die Schweißzone entlang der
Unterseite des Tisches 12 vortreibt. Sobald das Preßorgan 19
die Bandenden festgeklemmt hat, trennt das Kopfstück 15 das
hintere Bandende mit einem Messer 20 ab, welches mit einem
Gegenmesser 21 der Bandführung 13 zusammenwirkt (Fig. 2).
Der Schweißvorgang ist beendet, sobald das Preßorgan
19 vom anliegenden Bandabschnitt abhebt. Dann ist auch das
Heizelement 17 wieder aus der Schweißzone ausgetreten (Fig. 3).
Der weitere Drehwinkel von der in Fig. 3 dargestellten
Endlage bis zu der in Fig. 1 gezeigten Null- oder Ausgangs
stellung ist ein arbeitsneutraler Leerhub, der lediglich der
Wiederbereitstellung des Kopfstücks 15 für den nächsten
Schweißvorgang dient.
Erfindungsgemäß wird das Kopfstück 15 in der eingezeich
neten Pfeilrichtung nicht gleichförmig umlaufend angetrieben,
sondern mit sich stetig ändernder Winkel- bzw. Umfangsge
schwindigkeit. Hierzu ist ein Ellipsenrädergetriebe 22 mit
zwei identischen Ellipsenrädern 23, 24 vorgesehen. Das
Ellipsenrad 23 ist das antreibende Getrieberad, das Ellipsen
rad 24 das getriebene. Die räumlich unveränderlichen Dreh
achsen sind mit 25 für das Ellipsenrad 23 und mit 26 für das
Ellipsenrad 24 bezeichnet. Auf der Achse 26 lagert zugleich
ein Stirnrad 27, welches über eine Kette 30 mit einem wei
teren, gleichen und zur Drehachse 28 des Kopfstücks 15 gleich
achsigen Stirnrad 29 verbunden ist. Hiervon abweichend könnte
z.B. die Achse 26 mit der Achse 28 identisch sein, so daß auf
die Stirnrad-Transmission verzichtet werden könnte. Diese
ermöglicht jedoch eine besonders günstige räumliche Unter
bringung des Ellipsenrädergetriebes 22 in der Maschine.
Die geometrischen Mittelachsen der Drehachsen 25 und
26 liegen jeweils in einem der beiden Ellipsenbrennpunkte.
Bezüglich des Ellipsenmittelpunktes M weisen die Achsen 25
und 26 folglich eine Exzentrizität e auf. Der große Halbmesser
der Ellipse ist mit a bezeichnet. Das Verhältnis a :e beträgt
beim Ausführungsbeispiel 5 : 3.
Wenn das antreibende Ellipsenrad 23 um seine Drehachse 25 in
Richtung des eingezeichneten Pfeiles entgegen dem Uhrzeiger
sinn bewegt wird, ändert sich das Übersetzungsverhältnis des
Getriebes 22 stetig und periodisch. In der in Fig. 1 dar
gestellten Stellung der Ellipsenräder 23 und 24 in der Null
stellung des Kopfstücks 15 beträgt das Übersetzungsverhältnis
etwa 1 : 1. Wird nun das Ellipsenrad 23 in Richtung des
Pfeiles mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um seine Achse 25
verdreht, ändert sich das Übersetzungsverhältnis dergestalt,
daß sich die Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Ellipsen
rades 24 stetig verringert, und zwar so lange, bis die beiden
großen Ellipsenachsen 31 und 32 zum ersten Mal in Flucht
liegen. Diese, nicht gezeigte Stellung entspricht etwa der
jenigen Stellung des Kopfstückes 15, bei der das Druckstück 19
im wesentlichen lotrecht über der Drehachse 28 liegt. Bei
weiterer Drehung des Kopfstückes 15 im Uhrzeigersinn nimmt
dessen Geschwindigkeit aufgrund des sich gegensinnig ändernden
Übersetzungsverhältnisses des Ellipsenrädergetriebes 22 wieder
zu und erreicht etwa bei Ende der Schweißung mit der Stellung
des Kopfstücks 15 nach Fig. 3 wiederum das neutrale Über
setzungsverhältnis 1 : 1. Ab jetzt nimmt die Winkelgeschwindig
keit des angetriebenen Ellipsenrades 24 und damit auch die
Kopfstücks 15 weiter stetig zu und erreicht das Maximum bei
der anderen möglichen "In-Flucht-Stellung" des Ellipsenachsen
31 und 32. Dies ist etwa dann der Fall, wenn das Druckstück 19
im wesentlichen lotrecht unterhalb der Drehachse 28 des Kopf
stücks 15 liegt. Bei weiterer Drehung des antreibenden
Ellipsenrades 23 nimmt die Geschwindigkeit des Ellipsenrades
24 und somit des Kopfstücks 15 dann wieder ab. Selbstverständ
lich steht die Antriebswelle 25 des antreibenden Ellipsenrades
24 mit einem Antriebsmotor bzw. einem antreibenden Getriebe
motor in drehfester Verbindung.
Fig. 4 veranschaulicht qualitativ das Weg-Zeitverhalten
des Kopfstücks. Hier ist die Zeit, die das Kopfstück für einen
Umlauf benötigt, über den vom Kopfstück zurückgelegten Winkel
weg aufgetragen. Mit A ist die Nullstellung des Kopfstücks
entsprechend Fig. 1 angegeben. Die Marke B entspricht der
Schweiß-Anfangsstellung nach Fig. 2 und C der Stellung des
Kopfstücks 15 nach vollendeter Schweißung entsprechend Fig. 3.
Das Diagramm läßt deutlich erkennen, daß die Zeitspanne
t 1, die das Kopfstück für die Verschweißung (zwischen den
Marken B und C) benötigt, wesentlich größer ist als die Zeit
t 2 + t 3, die das Kopfstück für den Rückweg von der Stellung C
(Fig. 3) in die Ausgangsstellung A (Fig. 1) bzw. zum Schweiß
anfang B (Fig. 2) benötigt. In dieser relativ großen Zeit
spanne t 1 läßt sich also in besonders vorteilhafter Weise ein
sehr homogener und dauerhafter Verschluß erzielen.
Natürlich zeigt das Diagramm im Umkehrschluß auch, daß
die "Totzeit" t 2 + t 3, die das Kopfstück 15 benötigt, um nach
Vollendung eines Schweißvorgangs (Stellung C) wieder in die
Nullage (Stellung A) zu gelangen, außerordentlich kurz ist.
Wenn man folglich Bänder verwendet, die ohnehin unproble
matisch zu verschweißen sind, läßt sich durch entsprechende
Wahl der Antriebsdrehzahl (an Achse 25) die Arbeitsgeschwindig
keit der Verschließeinrichtung wesentlich steigern, ohne einen
qualitativ minderwertigen Verschluß in Kauf nehmen zu müssen.
Claims (6)
1. Verschließeinrichtung für eine Maschine zum Umreifen
von Packstücken mittels eines Kunststoffbandes durch Ver
schweißen einander überlappender Bandenden, deren vorderes in
einer Bandklemme gehalten ist, mit einem Kopfstück, welches am
Ende einer zur Umreifungsebene senkrechten Welle mit dieser in
einem Arbeitszyklus umlaufend rotierbar angeordnet ist, wobei
am Kopfstück ein Bandführungskanal, ein Preßorgan, ein Heiz
element sowie im Zwickel zwischen den Bandenden ein Trennglied
angeordnet sind und das Preßorgan mittels einer Feder gegen
über dem Kopfstück abgestützt und von der die freie Kreisbahn
des Preßorgans schneidenden Bandanlagefläche gegen Wirkung
dieser Feder quer zur Rotationsachse verschiebbar ist, während
das Heizelement taktgesteuert in den Bandzwickel einschwenkbar
und zwischen den Bandenden wieder aus der Schweißzone schieb
bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (15) mit un
gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit antreibbar ist, die
während des Schweißvorgangs (B-C) am geringsten und während
der Rückstellphase (C-A) des Kopfstücks (15) in die Ausgangs
lage (A) für eine neue Verschweißung am größten ist.
2. Verschließeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Winkelgeschwindigkeit zu jeder Zeit
während einer Umdrehung des Kopfstücks (15) stetig ändert.
3. Verschließeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem
der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangswinkel,
innerhalb dessen das Kopfstück (15) mit einer gegenüber dem
Antrieb größeren Winkelgeschwindigkeit angetrieben ist, etwa
in der Größenordnung um 260° liegt.
4. Verschließeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem
der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung
der sich stetig ändernden ungleichförmigen Winkelgeschwindig
keit des Kopfstücks (15) dieses mit der gleichförmig um
laufenden Antriebsachse (25) über ein Ellipsenrädergetriebe
(22) verbunden ist.
5. Verschließeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Ellipsenräder (23, 24) des Ellipsen
rädergetriebes (22) identisch sind.
6. Verschließeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verhältnis der großen Halbachse (a)
zur Exzentrizität (e) eines Ellipsenrades (23 bzw. 24) etwa
5:3 beträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873715498 DE3715498A1 (de) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | Verschliesseinrichtung fuer eine maschine zum umreifen von packstuecken |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873715498 DE3715498A1 (de) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | Verschliesseinrichtung fuer eine maschine zum umreifen von packstuecken |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3715498A1 true DE3715498A1 (de) | 1988-12-01 |
DE3715498C2 DE3715498C2 (de) | 1989-04-13 |
Family
ID=6327169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873715498 Granted DE3715498A1 (de) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | Verschliesseinrichtung fuer eine maschine zum umreifen von packstuecken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3715498A1 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2253521A1 (de) * | 1972-02-16 | 1973-08-30 | Bunn Co B | Buendelverschnuermaschine |
DE3023526C2 (de) * | 1980-06-24 | 1985-03-21 | Berning & Söhne GmbH & Co, 5600 Wuppertal | Verschließeinrichtung für eine Maschine zum Umreifen von Packstücken mittels eines schweißbaren Kunststoffbandes |
-
1987
- 1987-05-09 DE DE19873715498 patent/DE3715498A1/de active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2253521A1 (de) * | 1972-02-16 | 1973-08-30 | Bunn Co B | Buendelverschnuermaschine |
DE3023526C2 (de) * | 1980-06-24 | 1985-03-21 | Berning & Söhne GmbH & Co, 5600 Wuppertal | Verschließeinrichtung für eine Maschine zum Umreifen von Packstücken mittels eines schweißbaren Kunststoffbandes |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Übersicht über Kinematik/Getriebe, Knab 1930, Nürnberg, Selbstverlag, S. 1850 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3715498C2 (de) | 1989-04-13 |
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