DE3933756A1 - Rueckspann-vorrichtung fuer ein verpackungs-band - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückspann-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind Verpackungs-Stationen bekannt, in denen Gut- Stapel, bei denen es sich bevorzugt um Zeitschriften- Stapel handelt, mit einem Verpackungs-Band umreift werden, d h. das Verpackungs-Band wird einmal um den Gut-Stapel geschlungen. Die Enden des Verpackungs-Ban­ des werden miteinander verbunden. Solche Verpackungs- Stationen werden auch Umreifungs-Stationen genannt, da als Band früher bevorzugt Blechbänder verwendet wur­ den. Da das Verpackungs-Band den Gut-Stapel fest zu­ sammenhalten soll, muß das Band vor dem Verbinden der beiden Enden gespannt werden, wobei dieses Rückspannen um so ausgeprägter sein muß, je weicher, d. h. kompres­ sibler, das den Stapel bildende Gut ist. Insbesondere bei Zeitschriften mit lediglich im mittleren Bereich befindlichen Werbeeinlagen wird beim Rückspannen der Gut-Stapel stark zusammengepreßt, und zwar insbeson­ dere ungleichmäßig.

Es sind bereits Rückspann-Vorrichtungen bekannt, bei denen das Band mittels einer Klemmeinrichtung erfaßt und dann mittels eines Hebels um einen durch den maxi­ malen Hebelweg begrenzten Weg rückgespannt wird. Es sind weiterhin andere Rückspann-Vorrichtungen bekannt, bei denen das Band mittels einer oder mehrerer Rollen gegen eine Rückspann-Scheibe gedrückt werden. Hierbei können keine ausreichenden Rückspann-Kräfte erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rückspann-Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mittels derer das Rückspannen des Ver­ packungs-Bandes um einen beliebigen unbegrenzten Rückspannweg bei Erzeugung beliebig hoher Rückspann- Kräfte möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird es ermöglicht, daß das Band zwischen einer Auflagefläche einer Mit­ nehmer-Scheibe und dieser zugeordneten Klemmelementen eingespannt und mitgenommen wird, wobei diese Klemm­ elemente mit dem Umlauf der Mitnehmer-Scheibe und des von ihr gehaltenen Bandes gelöst bzw. in eine Klemm­ stellung gebracht werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Verpackungsstation mit einer Rückspann- Vorrichtung gemäß der Erfindung in perspek­ tivischer schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Rückspanneinrichtung,

Fig. 3 einen Halbschnitt durch die Rückspann-Vorrich­ tung gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Halbschnitt durch die Rückspann-Vorrich­ tung gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2 bei geöffneter Andrück-Einrichtung und

Fig. 5 einen Halbschnitt durch die Vorrichtung ent­ sprechend der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2 bei geschlossener Andrück-Einrichtung.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, wird in einer Ver­ packungsstation 1 ein Gut-Stapel 2, beispielsweise ein Zeitschriften-Stapel, der in Verpackungsmaterial 3 eingehüllt sein kann, mit einem Verpackungs-Band 4 umhüllt. Dieses wird aus einem Speicher 5 abgezogen und mittels einer sogenannten Einschieß-Vorrichtung 6 in die Verpackungsstation 1 eingeschossen, wobei es den Gut-Stapel 2 lose umhüllt. In der Verpackungssta­ tion 1 wird das freie Ende 7 des Bandes 4 von einer Klemme 8 erfaßt und gehalten. Die Einschieß-Vorrich­ tung 6 besteht aus einem mit hoher Geschwindigkeit antreibbaren Rollenpaar 9 und einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotor. Durch Umkehr der Drehrichtung des Rollenpaares 9 wird das Band 4, des­ sen freies Ende 7 von der Klemme 8 in der Verpackungs­ station 1 gehalten wird, entgegen der Einschießrich­ tung 10 so weit in Rückspannrichtung 11 zurückgezogen, bis es am Gut-Stapel 2 anliegt. Eine solche Ver­ packungsstation 1 mit einer Einschieß-Vorrichtung 6 für ein Verpackungs-Band 4 mit einer Klemme 8 und in der Zeichnung nicht dargestellten Umlenkeinrichtungen für das Band 4, mittels derer das Band 4 um den Gut- Stapel 2 herumgeführt wird, ist in der Praxis allge­ mein bekannt und weit verbreitet.

Um das um den Gut-Stapel 2 geschlungene Band 4 fest um letzteren spannen zu können, ist eine motorische Rück­ spann-Vorrichtung 12 zwischen der Einschieß-Vorrich­ tung 6 und dem Speicher 5 angeordnet. Diese Vorrich­ tung 12 weist eine Mitnehmer-Scheibe 13 auf, die von einem ortsfest angeordneten Elektro-Motor 14 in Rück­ spannrichtung 11 antreibbar ist. Die Scheibe 13 weist eine zylindrische Außenumfangsfläche auf, die als Auf­ lagefläche 15 für das Band 4 dient. Die Scheibe 13 ist auf der dem Motor abgewandten Seite mit einem konzen­ trisch zur Drehachse 16 verlaufenden zylindrischen Vorsprung 17 versehen, auf den stirnseitig eine kreis­ scheibenförmige Abdeckplatte 18 mit Schrauben 19 be­ festigt ist. Zwischen der Scheibe 13, der Abdeckplatte 18 und dem Vorsprung 17 wird eine umlaufende Ringnut 20 gebildet, die nach außen offen ist.

An der Scheibe 13 sind - in der Draufsicht gemäß Fig. 2 - kreisringsektorförmige Klemmelemente 21 an­ geordnet, die über den gesamten Umfang der Scheibe 13 angeordnet sind. Diese Klemmelemente 21 weisen an ihrem radial innenliegenden Ende einen sich über mehr als 180° erstreckenden teilzylindrischen Schwenkzapfen 22 auf, dessen Durchmesser a etwa der Breite b der Ringnut 20 in Richtung der Drehachse 16 entspricht, so daß dieser Schwenkzapfen 22 und damit das jeweilige Klemmelement 21 in Richtung der Drehachse 16 fest, ra­ dial zu dieser aber verschiebbar und um die Achse 23 des Schwenkzapfens 22 verschwenkbar in der Ringnut 20 gehalten ist, wie weiter unten noch anhand der Fig. 3 bis 5 genauer beschrieben wird. An den Schwenkzapfen 22 schließt sich ein Hebel 24 an, der auf der der Scheibe 13 zugewandten Seite tangential aus dem Schwenkzapfen 22 heraus mündet, so daß er in der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Stellung fest gegen die Scheibe anliegt. Die Dicke c des Hebels 24 in Richtung der Drehachse 16 ist kleiner als die Breite b der Ringnut 20, so daß der Schwenkzapfen 22 auf der der Abdeckplatte 18 zugewandten Seite über den Hebel 24 vorsteht.

Radial außen am Hebel 24 ist eine Klemmbacke 25 ausge­ bildet, die in Richtung zur Scheibe 13 hin vorsteht und eine Klemmfläche 26 aufweist. Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Stellung, wenn das Klemm­ element 21 mit seinem Hebel 24 fest gegen die Scheibe 13 anliegt, ist die Klemmfläche 26 radial außerhalb und über der Auflagefläche 15 der Scheibe 13 angeord­ net und verläuft parallel zu dieser. Sie ist also auch teilringzylindrisch ausgebildet, wobei ihre Krümmung angenähert identisch zu der der Auflagefläche 15 ist, d.h. ihr Krümmungsradius ist angenähert identisch dem Radius r der Auflagefläche 15.

Im Hebel 24 ist ein sich radial zur Drehachse 16 er­ streckendes Langloch 27 ausgebildet, das von einem Mitnehmerstift 28 durchsetzt wird, der in eine Gewin­ debohrung 29 in der Scheibe 13 geschraubt ist. Auf diesem Mitnehmerstift 28 kann das Klemmelement 21 ra­ dial zur Drehachse 16 verschoben und um die Achse 23 des Schwenkzapfens 22 verschwenkt werden, und zwar zwischen der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Stel­ lung, bei der der Hebel 24 gegen die Scheibe 13 an­ liegt und der in Fig. 3 dargestellten Stellung, in der der Hebel 24 gegen eine schräge Anschlagfläche 30 an der Abdeckplatte 18 anliegt. In diese Stellung wird das Klemmelement 21 durch eine auf dem Mitnehmerstift 28 zwischen der Scheibe 13 und dem Hebel 24 angeord­ nete vorgespannte Schrauben-Druckfeder 31 gedrückt. Außerdem ist am Grund der Ringnut 20 eine vorgespannte Druckfeder 32 angeordnet, die sich einerseits gegen den Vorsprung 17 und andererseits den Schwenkzapfen 22 abstützt und hierdurch das Klemmelement 21 in die in den Fig. 3 und 4 dargestellte radial herausgeschobene Stellung zu drücken sucht. Bei dieser Druckfeder 32 kann es sich um eine Gummifeder, eine Metallfeder od.dgl. handeln. In Drehrichtung der Scheibe 13 wird jedes Klemmelement 21 von dem zugehörigen Mitnehmer­ stift 28 gehalten und mitgenommen. Im übrigen liegen benachbarte Klemmelemente 21 mit ihren Seitenflächen dicht beieinander.

Zur Führung des Klemmelementes 21 zwischen den drei in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Stellungen ist ein 2-dimensional wirkendes Führungselement 33 vorhanden. Dieses weist ein sich über etwa 180° Umfang er­ streckendes Kurvenelement 34 auf, das eine Führungs­ fläche 35 aufweist, die in Richtung der Drehachse 16 gebogen ist. An dieser Führungsfläche 35 wird das Klemmelement 21 mit einem Führungsrad 36 geführt, bei dem es sich um ein Rollenlager, insbesondere ein Kugellager, handeln kann, dessen Achse 37 in der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Stellung exakt radial zur Drehachse 16 verläuft. Auf der der Führungsfläche 35 diametral gegenüberliegenden Seite des Führungs­ rades 36 ist eine Gegenführungsfläche 38 vorgesehen, die sicherstellt, daß auch bei Nichtvorhandensein der Schrauben-Druckfeder 31 das Führungsrad 36 immer an der Führungsfläche 35 anliegt.

Oberhalb der Klemmfläche 26 ist an der Klemmbacke 25 ein weiteres Führungsrad 39 um eine zur Achse 37 senk­ rechte Achse 40 drehbar gelagert, die in der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Stellung des Klemmelements 21 parallel zur Drehachse 16 verläuft. Auch bei diesem Führungsrad 39 kann es sich um ein Rollenlager und insbesondere ein Kugellager handeln. Dieses Führungs­ rad 39 liegt gegen eine Führungsfläche 41 eines Kur­ venelements 42 an, das einstückig mit dem Kurvenele­ ment 34 ausgebildet ist.

Das gesamte Führungselement 33 ist mittels Führungs­ stangen 43 in einem Führungslager 44 radial zur Dreh­ achse 16 verschiebber und ansonsten fest gelagert. Es ist in Richtung der Führungsstangen 43, also radial zur Drehachse 16, mittels eines Linearantriebs 45 ver­ schiebbar, bei dem es sich um einen pneumatisch beauf­ schlagbaren Kolben-Zylinder-Antrieb handelt. Der fest mit dem plattenartigen Führungslager 44 verbundene Zy­ linder 46 ist in nicht im einzelnen dargestellter Art fest mit einem Maschinengestell verbunden, während die Kolbenstange 47 an dem Führungselement 33 angreift. Mittels dieser Andrück-Einrichtung 48 ist das Kurven­ element 42 in Richtung auf die Auflagefläche 15 der Mitnehmer-Scheibe 13 drückbar, wodurch das Klemmele­ ment 21 aus der in Fig. 4 dargestellten Stellung in die in Fig. 5 dargestellte Stellung verschoben wird, wodurch wiederum das Band 4 zwischen der Auflagefläche 15 der Mitnehmer-Scheibe 13 und der Klemmfläche 26 der Klemmbacke 25 eingeklemmt wird. Auf der dem Motor 14 zugewandten Seite ist eine nur in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Anschlag-Scheibe 49 vorgesehen, mittels derer verhindert wird, daß das Band 4 in Richtung zum Motor 14 hin von der Auflagefläche 15 abläuft. Der Ab­ stand dieser Scheibe 49 von der Auflagefläche 15 ist sehr gering.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Beim Einschießen eines Bandes 4 in die in Fig. 1 dar­ gestellte Stellung steht der Motor 14 still. Außerdem befindet sich die Kolbenstange 47 in ihrer in den Zy­ linder 46 zurückgezogenen Stellung. Im gesamten Be­ reich außerhalb des Führungselementes 33 befinden sich die Klemmelemente 21 in einer Fig. 3 entsprechenden Stellung, wobei dort allerdings dann kein Führungs­ element 33 vorhanden ist. Im Einlaufbereich 50 und im Auslaufbereich 51 des Führungselementes 33 befinden sich die Führungsräder 36 und 39 bereits in der Anlage an den Führungsflächen 35 bzw. 41; das Klemmelement 21 befindet sich aber noch in einer radial nach außen herausgeschobenen und aus seiner Klemmstellung heraus­ geschwenkten Stellung, wie es Fig. 3 zeigt. In einem Schließbereich 52 des Führungselementes 33 verlaufen die Führungsflächen 35 bzw. 41 derart, daß das jewei­ lige Klemmelement 21 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung verschwenkt ist, wobei sich die Klemmfläche 26 der Klemmbacke 25 noch in einem Abstand d von der Auflagefläche 15 der Scheibe 13 befindet, der größer ist als die Dicke e des Bandes 4. Der Abstand d be­ trägt also üblicherweise zwischen 1 und 2 mm. Der Schließbereich 52 des Führungselementes 33 und übli­ cherweise auch die Umfangserstreckung des Führungs­ elementes 33 insgesamt, sind kleiner ale der Umschlin­ gungswinkel f des Bandes 4 auf der Scheibe 13.

Wenn ein Band 4 in die Station 1 eingeschossen ist und sein freies Ende 7 in der Klemme 8 gehalten wird, also der Gut-Stapel 2 von dem Band 4 umreift ist, dann wird das Rollenpaar 9 in Rückspannrichtung 11 angetrieben, wodurch - wie oben bereits geschildert - das Band 4 an den Gut-Stapel 2 angelegt wird. Gleichzeitig wird der Motor 14 eingeschaltet, so daß er die Mitnehmer-Schei­ be 13 in Rückspannrichtung 11 antreibt. Der Zylinder 46 wird mit Druckluft beaufschlagt, so daß das Füh­ rungselement 33 in der bereits geschilderten Weise in radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 16 zur Auflagefläche 15 hin bewegt wird. Da die Mitnehmer- Scheibe 13 umläuft, werden hierbei alle Klemmelemente 21 im gesamten Schließbereich 52 des Führungselements 33 einerseits über die Auflagefläche 15 geschwenkt und gleichzeitig auf diese gedrückt, wodurch das Band 4 in Rückspannrichtung 11 mitgenommen wird. Hierdurch er­ folgt mit sehr hoher Geschwindigkeit ein Rückspannen des Bandes 4 um den Gut-Stapel 2, wodurch es zu einer festen Anlage des Bandes 4 am Gut-Stapel 2 kommt. Ins­ besondere, wenn der Gut-Stapel aus stark kompressiblem Material besteht, wie bei Zeitschriften mit Werbeein­ lagen, erfolgt ein starkes Zusammenschnüren bzw. Zu­ sammendrücken bzw. Komprimieren des Gut-Stapels 2. Der Linearantrieb 45 wird gelöst, d. h. das Führungselement 33 wieder radial von der Scheibe 13 weggefahren, wenn das Rückspannen des Bandes 4 abgeschlossen ist. Dies kann automatisch durch eine in Fig. 1 nur angedeutete Band-Spannungs-Meßeinrichtung 53 geschehen, mit der die Spannung des Bandes 4 bzw. die in Rückspannrich­ tung 11 wirkende Spannkraft gemessen wird. Bei Errei­ chen eines vorgegebenen Band-Spannungs-Wertes wird der Motor 14 angehalten. Mit einer kurzen Verzögerung wird dann der Zylinder 46 entlastet, so daß das Führungs­ element 33 wieder in seine radial nach außen verfah­ rene Stellung gelangt. Dieses Verfahren des Führungs­ elementes 33 erfolgt erst, wenn das Band 4 um den Gut-Stapel 2 geschlossen ist, und die Station 1 frei ist für einen neuen Gut-Stapel 2, um den erneut ein Band 4 geschossen werden kann.

Anstelle der Band-Spannungs-Meßeinrichtung 53 kann ein einstellbares Zeit-Schalt-Glied vorgesehen werden, an dem die Zeit eingestellt wird, während derer der Elek­ tro-Motor 14 angetrieben wird. Da dessen Drehzahl und der Radius r der Auflagefläche 15 bekannt sind, kann daraus die Länge bestimmt werden, um die das Band 4 zurückgespannt wird. Das Zeit-Schalt-Glied ist also nach entsprechenden Erfahrungswerten einzustellen.

Schließlich kann auch zwischen Scheibe 13 und Motor 14 eine Rutschkupplung mit einstellbarem Drehmoment ein­ gesetzt werden, die bei Erreichen eines bestimmten Drehmoments, das in einer festen Relation zur Rück­ spannkraft des Bandes 4 steht, den Antrieb der Scheibe 13 einstellt.

Claims (13)

1. Rückspann-Vorrichtung für ein Verpackungs-Band (4), das in einer Verpackungsstation (1) um einen Gut-Sta­ pel (2) geschlungen und dessen freies Ende (7) dort gehalten wird, wobei eine Einrichtung zum klemmenden Halten und zum Transport des Bandes (4) in einer Rück­ spannrichtung (11) vorgesehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine um eine Drehachse (16) motorisch antreibbare Mitnehmer-Scheibe (13) mit einer Auflage­ fläche (15) für das Band (4) vorgesehen ist, daß der Mitnehmer-Scheibe (13) Klemmelemente (21) mit Klemm­ fläche (26) zugeordnet sind und daß mindestens ein Führungselement (33) für die Klemmelemente (21) vorge­ sehen ist, mittels dessen die Klemmelemente (21) in einem Schließbereich (52), der kleiner ist als der Um­ schlingungswinkel (f) des Bandes (4) um die Auflage­ fläche (15), in eine Stellung bringbar sind, in der das Band (4) zwischen ihren Klemmflächen (26) und der Auflagefläche (15) kraftschlüssig gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmelemente (21) mittels des Führungs­ elementes (33) in Richtung der Drehachse (16) von der Auflagefläche (15) weg bzw. zu dieser hin schwenkbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klemmelemente (21) mittels des Füh­ rungselementes (33) radial zur Drehachse (16) zur Auf­ lagefläche (15) der Mitnehmer-Scheibe (13) hin drück­ bar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Führungselement (33) eine Führungsfläche (35) zum Verschwenken des Klemmelementes (21) aus einer geöffneten Stellung in eine Schließstellung auf­ weist, in der sich die Klemmfläche (26) in einem das Band (4) nicht klemmenden Abstand (d) über der Aufla­ gefläche (15) befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Führungselement (33) eine Führungsfläche (41) zur Führung des Klemmelementes (21) mit vorgege­ benem Abstand (d) seiner Klemmfläche (26) von der Auf­ lagefläche (15) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest die Führungsfläche (41) mittels einer Andrück-Einrichtung (48) radial zur Drehachse (16) gegen die Auflagefläche (15) drückbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsflächen (35, 41) mindestens einen Einlaufbereich (50) für die Klemmelemente (21) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsflächen (35, 41) einen Aus­ laufbereich (51) aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Klemmelement (21) mittels minde­ stens je eines Führungsrades (36, 39) an mindestens einer Führungsfläche (35, 41) geführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Klemmelement (21) ge­ genüber der Mitnehmer-Scheibe (13) in Schwenkrichtung und/oder in Richtung radial zur Drehachse (16) über eine Feder (31, 32) abgestützt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Klemmelement (21) mittels eines Mitnehmer-Stiftes (28) mit der Mitneh­ mer-Scheibe (13) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Mitnehmer-Stift (28) in einem sich ra­ dial zur Drehachse (16) erstreckenden Langloch (27) geführt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Klemmelement (21) in einer Ringnut (20) der Mitnehmer-Scheibe (13) in Rich­ tung der Drehachse (16) verschwenkbar und radial zu dieser verschiebbar geführt ist.