DE4035967C2 - Vorrichtung zum Umschlingen und Spannen eines Bandes um einen Gegenstand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umschlingen und Spannen eines Bandes mit angeformtem Bandschloß um einen Gegenstand, mit einem Werkzeugkörper, der ein Band-Vorschuborgan aufweist, mit einer um den Gegenstand schließbaren Umschlingungsführung für das Band, die mindestens eine bewegliche Klappe umfaßt, einer Halterung für das Bandschloß, mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dieser Halterung und dem in der Umschlingungsführung liegenden Bandende zum Einführen desselben in das Bandschloß, mit einer Spanneinrichtung zum Spannen des Bandes, gegebenenfalls mit einer Abschneideinrichtung und gegebenenfalls mit einer Einrichtung zum Zuführen von Bändern zum Band-Vorschuborgan sowie mit Antriebseinrichtungen für die genannten beweglichen Elemente.

Vorrichtungen dieser Art sollen möglichst leicht, schlank und störungsfrei sein. Dies ist eine Forderung, die sich schwer mit der Notwendigkeit vereinbaren läßt, für sehr verschiedene bewegliche Elemente mit unterschiedlicher Bewegungscharakteristik Antriebseinrichtungen zur Verfügung zu stellen. Ge­ danklich und konstruktiv am einfachsten sind Einzelantriebe oder einzelne Schaltkupplungen, die die bewegten Elemente im erforderlichen Zeitpunkt des Arbeitsspiels mit einem Zentral­ antrieb verbinden. Jedoch sind Einzelantriebe und Schaltkupplungen aufwendig. Einzelantriebe sind auch platzrau­ bend und Einzelkupplungen störungsanfällig.

Aus US-A 3 976 108 ist beispielsweise eine verhältnismäßig kompliziert aufgebaute Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Zum Zuführen des Bandes aus einer separaten Magazin­ station in das Werkzeug ist hier eine Kolbenzylinderanordnung (Bezugsziffer 83 in Fig. 31) vorgesehen. Eine bewegliche Klappe der Umschlingungsführung wird über eine Kurvenscheibe (188 in Fig. 4) betätigt. Das Spannen des Bandes um den Gegenstand erfolgt mittels einer angetriebenen Zahnrolle (199 in Fig. 4). Diese bekannte Vorrichtung erfordert auch bei der Handhabung einen hohen Aufwand, da stets die separate Magazinstation mitgeführt werden muß, die mit dem eigentlichen Werkzeug über einen flexiblen Schlauch verbunden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für mehrere bewegliche Elemente der eingangs genannten Vorrichtung trotz unterschiedlicher Bewegungscharakteristik einen gemeinsamen Antrieb ohne die Notwendigkeit von Schaltkupplungen zu schaf­ fen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß mehrere der Antriebseinrichtungen über gleichbewegte Kurvenscheiben angetrieben sind, die je Arbeitsspiel einen Umlauf durchfüh­ ren, wobei wenigstens die Antriebseinrichtung für die Ein­ richtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Schloßhalterung und dem Bandende eine außerhalb des Arbeit­ schubs durch eine Kurvenscheibe langsam zu spannende und zur Durchführung des Arbeitshubs rasch auslösbare Feder umfaßt.

Die Erfindung beruht auf folgenden Gedankengängen. Erstens geht sie davon aus, daß die Steuerung mehrerer während eines Arbeitsspiels vorgesehener Bewegungsvorgänge am einfachsten ist, wenn fest miteinander verbundene Kurvenscheiben vorgese­ hen werden, die jeweils eine Umdrehung je Arbeitsspiel durch­ führen und von denen die Antriebsbewegungen der beweglichen Elemente abgeleitet sind. Zweitens ist festzustellen, daß es Bewegungen gibt, deren Arbeitshub leicht mit Kurvenscheiben steuerbar ist, während anderen Bewegungen dafür wenig geeignet sind. Zu der ersten Gruppe gehören solche Bewegungen, die langsam ablaufen und daher flache Steuerkurven ermöglichen und/oder wenig Kraft benötigen und daher selbst bei steilem Kurvenverlauf keine zu hohe Belastung der reibbeanspruchten Kurvenscheiben und Nockenfolger verursachen, und/oder nur geringe Hublänge haben. Dies trifft beispielsweise auf die Steuerung der die Umschlingungsführung bildenden Klappen zu. Auch das Abschneiden des Bandes läßt sich aktiv mittels Kurvenscheiben steuern. Zu der anderen Gruppe gehören Bewe­ gungen, die rasch und/oder mit beträchtlichem Kraftaufwand und/oder über große Bewegungsstrecke ablaufen und deshalb mit Kurvenscheiben, die sich relativ langsam (nämlich nur einmal je Arbeitsspiel) drehen, schwer zu bewältigen sind. Drittens hat die Erfindung erkannt, daß der Bewegungsantrieb, auch wenn er hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Taktgenauig­ keit erfüllen muß, nicht unbedingt positiv von der Kurven­ scheibe angetrieben zu sein braucht, sondern daß die Möglich­ keit besteht, den Arbeitshub mittels eines Kraftspeichers durchführen zu lassen, der während längerer Zeit außerhalb des Arbeitshubs gespannt werden kann.

Der Federantrieb ist insbesondere vorteilhaft für den Vor­ schub, der dem vorlaufenden Abschnitt des Bandendes erteilt wird, um dies in das Bandschloß und die Spanneinrichtung einzuschieben. Das dafür verwendete Vorschuborgan ist zweck­ mäßigerweise mit seiner Feder in einer an der Bildung der Umschlingungsführung beteiligten, beweglichen Klappe angeord­ net, die bis zum Einführen des vorlaufenden Bandendes in das Schloß und die Spanneinrichtung diejenige Stellung innehat, in der die Umschlingungsführung geschlossen ist, während sie beim Spannen einer Ausweichsteuerung unterliegt, die unmittelbar von der Kurvenscheibe abgeleitet sein kann. Das Vorschuborgan und die darin enthaltene Klappe sind somit mit unterschied­ lichen Antriebseinrichtungen versehen, die aber von demselben Kurvenscheibenpaket angetrieben sind. Damit die Kraftübertra­ gung auf das Vorschuborgan bzw. die Feder nicht durch die Bewegung der Klappe erschwert wird, ist dafür zweckmäßiger­ weise ein Seiltrieb vorgesehen.

Ein anderes Beispiel für die Steuerung des Arbeitshubs eines rasch und über weite Strecke bewegten Teils ist der Vorschub eines Bands aus dem Vorschubweg des Werkzeugkörpers in die Umschlingungsführung. Als Vorschuborgan kann ein flexibler, stangenförmiger Schieber verwendet werden, der über eine Antriebsrolle läuft, die ihrerseits zur Durchführung eines raschen und kräftigen Vorschubs über lange Strecke eine Feder enthält, die außerhalb des Arbeitshubs von einer Kurvenscheibe her gespannt wird. Anstelle einer Kurvenscheibe kann auch eine Seilrolle treten, die beispielsweise ein die genannte An­ triebsrolle zurückdrehendes Seil aufwickelt oder antreibt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kabelbinder

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch den vorderen Bereich der Vorrichtung in einer ersten Funktionsstellung,

Fig. 3 einen Teilschnitt im Bereich III der Fig. 2 und

Fig. 4 und 5 Längsschnittdarstellungen entsprechend Fig. 2 in anderen Funktionsstadien.

Das einem Gegenstand 1, beispielsweise einem Kabelbaum, umzulegenden Kabelband 2 besteht aus einer Bandzunge 3 und einem mit dem hinteren Ende der Bandzunge 3 einstückig ver­ bundenen Schloß 4, das eine Klinke 5 enthält, die selbstra­ stend mit der Zahnung 6 des Bandes zusammenwirkt, wenn dies durch die Öffnung 7 des Schlosses 4 gesteckt wird. Das soweit bekannte Band weist nahe seinem vorderen Ende 8 einen mittigen Ausschnitt 9 auf, der - wie weiter unten erläutert - dem Eingriff eines Vorschuborgans 30 dient.

Das Werkzeug zum Umschlingen des Bandes 2 um einen Gegenstand 1 und zum Spannen und Abschneiden des Bandes besitzt einen Werkzeugkörper, der in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist. Er enthält einen Vorschubkanal 10, in welchem das Band aus einem Magazin heraus mit der Zunge voran vorgeschoben werden kann, um aus der Austrittsöffnung 11 dieses Kanals an der Vorderseite des Werkzeugkörpers auszutreten.

An der Vorderseite des Werkzeugkörpers ist die Umschlingungs­ führung angeordnet, die aus drei Klappen 12, 13, 14 gebildet ist, die im geschlossenen Zustand (Fig. 2 und 4) eine durch­ laufende Führungsnut 15 enthalten, die in einem Anfangsab­ schnitt 16 fluchtend an den Kanal 10 bzw. die Austrittsöffnung 11 anschließt und nach Wendung um 270° in einem Endabschnitt 17 in die Nähe der Austrittsöffnung 11 zurückkehrt. Am Beginn des Anfangsabschnitts 16 ist eine Schloßhalterung 20 für das Schloß 4 vorgesehen. Der Endabschnitt 17 der Führungsnut führt auf diese Schloßhalterung 20 zu, und zwar in solcher Weise, daß das vorlaufende Ende 8 des Bandes 2 auf die Öffnung 7 des Schlosses 4 zielt.

Die Klappen 12, 13, 14 der Umschlingungsführung können auch eine geöffnete Stellung einnehmen, die in Fig. 5 dargestellt ist, um den zu bindenden Gegenstand 1 eintreten bzw. den gebundenen Gegenstand austreten zu lassen. Die Klappen 13, 14 sind zu diesem Zweck mit Antriebsmittel verbunden, die jeweils aus einer Steuerstange 22, 23, einem Nockenhebel 24 bzw. 25 und einer Kurvenscheibe 26 bzw. 27 bestehen, und durch geeig­ nete Federn (wie 28 in Fig. 5) ergänzt sein können. Der besseren Übersicht halber sind diese Antriebsmittel (wie auch die unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen) jeweils geson­ dert in einer der Figuren dargestellt, obgleich sie neben­ einanderliegen und die zugehörigen Nockenscheiben 26, 27 fest auf gemeinsamer Welle sitzen, die je Arbeitsspiel eine Umdre­ hung vollführt.

Im geschlossenen Zustand hat die Umschlingungsführung 12, 13, 14 eine bestimmte, unveränderliche Umfangslänge, die etwa der Länge des Bands 2 entspricht. Wie in Fig. 2 dargestellt, liegt das vorlaufende Ende 8 des Bandes vor dem Schloß 4. Es ist daher eine zusätzliche Relativbewegung erforderlich, durch die das Bandende 8 in das Schloß 4 eingeführt wird. Diesem Zweck dient das Vorschuborgan 30, der in der Stellung gemäß Fig. 2 an derjenigen Stelle in die Führungsnut 15 hineinragt, an der sich im Band die Öffnung 9 befindet. Da das Vorschuborgan 30 ein wenig in Bewegungsrichtung des Bands geneigt ist, gleitet der vorlaufende Abschnitt 8 des Bands beim Einführen in die Führungsnut 15 über ihn hinweg, bis die Öffnung 9 kommt, in die das Vorschuborgan 30 eintritt, so daß das Band sich unter seiner elastischen Kraft auch in der Nachbarschaft des Vorschuborgans 30 an die Umfangsfläche der Führungsnut 15 anlegt.

Das Vorschuborgan 30 sitzt an einem Gleitkörper 31, der in einer zum Endabschnitt 17 der Führungsnut 15 parallelen Gleitbohrung 32 enthalten ist und sich zumindest zwischen den in Fig. 2 einerseits und Fig. 5 andererseits gezeigten End­ stellungen bewegen kann, wobei das Vorschuborgan 30 sich in einem Schlitz 33 bewegt, der sich zwischen der Gleitbohrung 32 und der Führungsnut 15 erstreckt (Fig. 3).

Der Gleitkörper 31 ist von einer Feder 35 beaufschlagt, die ihn aus der Anfangsstellung gemäß Fig. 2 in die Endstellung gemäß Fig. 4 und 5 zu überführen trachtet. Daran wird sie in der Stellung gemäß Fig. 2 durch ein Seil 36 gehindert, das einerseits an dem Gleitkörper 31 und andererseits an einem Nockenhebel 37 (Fig. 4) verankert ist, dessen Stellung durch eine in Pfeilrichtung umlaufende Nockenscheibe 38 bestimmt wird, die fest auf derselben Welle wie die Nockenscheiben 26 und 27 sitzt. Wenn der Nockenfolger 40 des Nockenhebels 37 auf dem Nocken 39 sitzt, ergibt sich die in Fig. 2 darge­ stellte Stellung des Gleitkörpers 31.

Erreicht der Nockenfolger 40 das Ende des Nockens 39, das stufig steil ausgeführt ist, so schnappt der Gleitkörper 31 unter der Wirkung der Feder 35 aus der Stellung gemäß Fig. 2 in diejenige gemäß Fig. 4, wobei der Vorschubfinger 30 das Ende 8 des Bands 2 mitnimmt und in die Öffnung 7 des Schlosses 4 sowie in den Spalt zwischen zwei Vorschubrollen 41 einführt (Fig. 4).

Die Vorschubrollen 41 spannen nun das Band 2 (Fig. 5). Dabei bewegt sich zumindest die Klappe 14 in Fig. 5 nach rechts und weicht dadurch dem Gegenstand 1 aus, der durch den Bandzug in eine Stellung über der Schloßhalterung 20 gedrängt wird. Die Klappe 14 wird deshalb als Ausweichklappe bezeichnet. Ihre gesamte Bewegung kann zwangsgesteuert sein. Jedoch ist es auch möglich, nur ihre erste Stellung beim Umschlingungsvorgang zwangsweise festzuhalten, während sie beim Spannen des Bandes lediglich gelöst ist, um dem Druck des sich verlagernden Gegenstands 1 frei oder gegen Federkraft nachgeben zu können.

Ferner öffnen sich während des Spannvorgangs die Klappen 12, 13 der Umschlingungsführung, um den umschnürten Gegenstand 1 nach der Beendigung des Spannvorgangs freizugeben.

Am Ende dieses Spannvorgangs schneidet eine Klinge 44, wie in Fig. 5 angedeutet, das überstehende Bandende ab, und der gebundene Gegenstand 1 kann dem Werkzeug entnommen werden.

Anschließend wird die Feder 35 für das nächstfolgende Ar­ beitsspiel wieder gespannt, indem der Nockenfolger 40 mit der langsam ansteigenden Rampe 45 des Nockens 39 in Eingriff kommt. Von der üblichen Praxis abweichend, wird somit der Arbeitshub des Gleitkörpers 31 nicht durch die positive Steuerung der Kurvenscheibe 38, sondern durch die Feder 35 veranlaßt, während der Kurvenscheibe lediglich die Spannung der Feder längs der verhältnismäßig langsam ansteigenden Rampe 45 zugeordnet ist. Es würde beträchtliche Schwierigkeiten bereiten, den raschen, kräftigen und langen Arbeitsschub von der Kurvenscheibe 38 abzuleiten und im allgemeinen zu einer gänzlich anderen Konstruktion zwingen, bei der die Kurven­ scheibe nicht gleichmäßig während des gesamten Arbeitsspiels umläuft, sondern unter Verwendung einer aufwendigen Schalt­ kupplung lediglich während des Vorschubvorgangs eingeschaltet und rasch angetrieben ist. Demgegenüber gestattet es die Erfindung, den Vorschub von einer der gleichlaufend mit den Kurvenscheiben 26, 27 angetriebenen Kurvenscheibe abzuleiten.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Umschlingen und Spannen eines Bandes (2) mit angeformtem Bandschloß (4) um einen Gegenstand (1), mit einem Werkzeugkörper, der ein Band-Vorschuborgan aufweist, mit einer um den Gegenstand schließbaren Umschlingungsführung (12, 13, 14) für das Band (2), die mindestens eine bewegliche Klappe (12, 13) umfaßt, einer Halterung (20) für das Bandschloß (4), mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dieser Halterung (20) und dem in der Umschlingungsführung gehaltenen Bandende (8) zum Einführen desselben in das Bandschloß (4), mit einer Spanneinrichtung zum Spannen des Bandes, gegebenenfalls mit einer Abschneideinrichtung (44) und gegebenenfalls mit einer Einrichtung zum Zuführen von Bändern (2) zum Band-Vorschuborgan sowie mit Antriebseinrichtungen für die genannten beweglichen Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dieser Antriebseinrichtungen über gleichbewegte Kurven­ scheiben (26, 27, 38) angetrieben sind, die je Arbeits­ spiel einen Umlauf durchführen, wobei wenigstens die Antriebseinrichtung für die Einrichtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Schloßhalterung (20) und dem Bandende (8) eine außerhalb des Arbeitshubs durch eine Kurvenscheibe (38) langsam zu spannende und zur Durchfüh­ rung des Arbeitshubs rasch auslösbare Feder (35) umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schloßhalterung (20), wie an sich bekannt ist, feststehend ist und ein in den Endabschnitt (17) der Umschlingungsführung (12, 13, 14) eingreifendes und mit dem Bandende (8) zusammenwirkendes Vorschuborgan (30) mit der Antriebseinrichtung verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschuborgan (30) mit der Feder (35) in einer an der Bildung der Umschlingungsführung beteiligten, beweglichen Klappe (14) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zurück­ ziehen des Vorschuborgans (30) und zum Spannen der Feder (35) ein Seiltrieb (36) vorgesehen ist.