DE4401508C2

DE4401508C2 - Trenn- und Schweißvorrichtung als Teil einer Vorrichtung zum Umreifen von Packstücken mit einem verschweißbaren Band

Info

Publication number: DE4401508C2
Application number: DE4401508A
Authority: DE
Inventors: Dieter Zoppa
Original assignee: Pkm Maschinen & Co KG GmbH
Current assignee: ITW Ltd
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2014-01-21
Also published as: DE4401508A1; DE9316921U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Trenn- und Schweißvorrichtung als Teil einer Vorrichtung zum Umreifen von Packstücken mit einem verschweißbaren Band, bei der das Packstück gegen eine gespannte Bandsehne, die aus zwei vorher zu sammengeschweißten Bandzügen besteht, gefahren, durch weitere Bewegung des Packstücks das Band um das Pack stück gelegt und nach Erreichen einer Verschlußposition die Trenn- und Schweißvorrichtung einen Trenn- und Schweißvorgang durchführt, bei dem erstens das Band am Packgut verschweißt wird und zweitens die Bandsehne durch Verschweißen der entstandenen zwei Bandenden neu hergestellt und gespannt wird, wobei die Trenn- und Schweißvorrichtung folgende Teile umfaßt:

- zwei im wesentlichen auf einer Linie aufeinander zu und voneinander weg bewegliche Köpfe, die die Bandzüge in die Verschlußposition bringen und spannen,
- und einen Verriegelungskopf, der zwischen die zu sammengefahrenen Köpfe einfahrbar ist und der Klemmtei le mit Schulterflächen besitzt, die als trapezartige Schrägen gestaltet sind, die in der zusammengefahrenen Position der Köpfe die Enden der Bandzüge an die mit einer Riffelung versehenen Schulterflächen der Klemm elemente von Messerkopf und Verschlußkopf drücken.

Eine Trenn- und Schweißvorrichtung der vorgenannten Art ist aus DE-AS 25 13 668 bekannt. Entsprechend dem vorzi tierten Oberbegriff des Anspruches 1 verfügt die bekann te Vorrichtung über einen Messer- und Verschlußkopf, die in der Verschlußposition mit einem auf den Messerkopf aufgesetzten Verriegelungselement verriegelt werden kön nen. Das Verriegelungselement besitzt einen Halter, der durch einen Querbolzen drehbar auf dem Messerkopf befe stigt ist und in Verschlußposition mit einem Daumen ge halten wird. Der Halter weist auf seinem freien Ende zwei verriegelnde, trapezförmige Klemmteile für das Band auf, die in der Verschlußposition die geriffelten Flä chen der Klemmseiten der Messer- und Verschlußköpfe mit zwischenliegendem Band kontaktieren.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß ein Kompromiß ge funden werden muß, um einerseits das Band zu halten, an dererseits die Haltekraft nicht so hoch werden zu las sen, d. h. das Band nicht über seine Elastizitätsgrenze zu belasten. Die Klemmteile des Halters sind daher mit einer glatten Fläche versehen. Dies wiederum führt zu einer Bandzerrung und -verschiebung in der Spannungspha se, aber auch zu einer ungewollten Zurückziehung des Bandendes nach dem Trennen der Bandzüge.

Ein weiterer Nachteil ist, daß die Bandumbiegeteile (Bandumbieger) der Messer- und Verschlußköpfe über nur kleine Kontaktflächen mit den Bandenden verfügen. Wird das Bandende durch einen Bandumbiegeteil des Messer kopfes umgelenkt, so kann es sich an den Klemmteil nach dem Zurückschieben des Bandumbiegeteils nicht vollstän dig anlegen.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine Trenn- und Schweißvorrichtung zu schaffen, mit der verhindert wird, daß das Band beim Spannen überbelastet wird, obwohl hohe Anzugskräfte aufgebracht werden und daß das Bandende un erwartet abrutscht und damit das Verschweißen der Band enden fehlerhaft wird.

Die Aufgabe wird gelöst bei einer Trenn- und Schweißvor richtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekenn zeichnet ist, daß

- die Schulterflächen der Klemmteile des Verriegelungs kopfes mit einer zu der Riffelung der Schulterflächen zusammenpassenden Riffelung versehen sind,
- daß die Klemmelemente des Messer- und Verschlußkopfes im Endbereich ihrer Schulterflächen, wie an sich be kannt ist, mit wenigstens einer Stützrolle für das Band versehen sind, deren das Band kontaktierende Flä che über die Riffelung der Schulterflächen ragt, so daß die Bandunterseite in der Phase der Bandspannung die Riffelung nicht berührt,
- und daß der Verriegelungskopf mit Heizzungen versehen ist, die parallel gegenüber den Klemmteilen des Verrie gelungskopfes angeordnet sind und in Verschlußposition der Trenn- und Schweißvorrichtung zwischen Umlenkga beln - vorzugsweise mittels einer Kolben-Zylinder-An ordnung - einschiebbar sind.

Vorzugsweise sind die vorgenannten Heizzungen federnd auf eine Kolbenstange aufgesetzt, so daß die Heizzun gen in der Verschweißungsphase der Bandenden durch die aus dem Verschlußkopf ausfahrbaren Druckbacken an die Klemmelemente des Verriegelungskopfes gedrückt sind.

Die vorgenannten Heizzungen sind vorzugsweise mit Thermoelementen versehen, die beispielsweise in Schutz röhrchen gelagert sind.

Vorzugsweise ist der Verschlußkopf mit einem angetrie benen, keilförmigen Führungskolben versehen, an dem aus dem Verschlußkopf ausfahrbare, spiegelbildlich zu einander angeordnete Druckbacken angebracht sind, die sich auf schräggestellten Führungsschienen bewegen. Der keilförmige Führungskolben drängt zur Seite und nach Durchtrennen der Bandzüge gegen die aufeinander liegenden Bandenden drückt.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß sich die Erfin dung auch auf eine Vorrichtung zum Umreifen von Pack stücken mit einem verschweißbaren Band bezieht, die mit einer Trenn- und Schweißvorrichtung mit wenigstens einem der vorgenannten Merkmale bezieht.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen die Figuren:

Fig. 1 einen Messerkopf und einen Verschlußkopf in Ver schlußposition, in horizontalem Längsschnitt,

Fig. 2 einen Teilausschnitt aus der Fig. 1, mit den Bandumbiegern in Ausgangsposition,

Fig. 3 einen Messerkopf im vertikalen Längsschnitt,

Fig. 4 einen Messerkopf gemäß Fig. 3, in Vorderansicht,

Fig. 5 einen Verriegelungskopf im Querschnitt,

Fig. 6a-6g Phasen eines Verschlußprozesses,

Fig. 7 einen Messerkopf in perspektivischer Darstel lung,

Fig. 8 einen Verschlußkopf in perspektivischer Darstel lung,

Fig. 9 eine schematische Anordnung des Messer-, Ver schluß- und Verriegelungskopfes auf einer Traver se einer Umreifungsmaschine und

Fig. 10 ein Klemmelement in der Bandspannungsphase.

Die im folgenden beschriebene Trenn- und Schweißvorrich tung 300 ist Teil einer vom Prinzip her bekannten Vorrichtung zum Umreifen von Packstücken mit einem verschweißbaren Band 1. Zunächst läuft das Packstück P gegen eine gespannte Bandsehne 200, die aus zwei vorher zusammengeschweißten Bandzügen 1, 1′ besteht. Durch Wei terbewegung des Packstückes werden die Bandzüge 1, 1′ um das Packstück P gelegt. Nach Erreichen einer Verschlußpo sition führt die Trenn- und Schweißvorrichtung einen Trenn- und Schweißvorgang durch, bei dem das Band 1 unter Spannung verschweißt wird und gleichzeitig die Bandsehne 200 durch Verschweißen der entstandenen zwei Bandenden 27, 27′ neu hergestellt und gespannt wird.

Fig. 9 zeigt die Basiselemente: Zwei im wesentlichen auf einer Linie aufeinander zu und voneinander weg bewegli che Köpfe, die die Bandzüge 1, 1′ in die Verschlußposi tion bringen und spannen. Der erste Kopf ist ein Messer kopf 3, der eine beheizte Schneide 5 zum Trennen und Klem melemente 14 zum Halten der Bandzüge 1, 1′ sowie Bandum bieger enthält. Der zweite Kopf ist ein Verschlußkopf 15, der lediglich Klemmelemente 16 und Bandumbieger ent hält. Schließlich ist noch ein von oben kommender Verriegelungskopf 25 vorhanden, der zwischen die zusam mengefahrenen Messer- und Verschlußköpfe 3 und 15 ein fahrbar ist. Er besitzt ebenfalls Klemmteile 26, die in der zusammengefahrenen Position die Enden der Bandzüge an kompatible Schulterflächen 18 der Klemmelemente 14, 16 drücken.

Wesentliche Details, auf die sich die vorliegende Anmel dung erstreckt, sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Im Schnitt werden Messer- und Verschlußkopf 3 bzw. 15 der Trenn- und Schweißvorrichtung 300 dargestellt. In dieser Verschlußposition wird ein Trenn- und Schweißvorgang durchgeführt. Gegenseitig sich kontaktierende Elemente, nämlich der Messerkopf 3, der Verschlußkopf 15 und der Verriegelungskopf 25 sind zu erkennen. Die im folgenden beschriebene Ausführungsform der Erfindung läßt das hori zontale Umreifen von Gegenständen zu, in dem zwei hori zontal bewegbare Messer- und Verschlußköpfe 3, 15 die Bandzüge 1, 1′ mitnehmen, spannen und in die Verschluß position bringen. Das dritte Grundelement, nämlich der vertikal verstellbare Verriegelungskopf 20, verriegelt diese zeitweilige Anordnung der Grundelemente.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, bildet die Vorrichtung in Draufsicht eine etwa rechteckige, ge schlossene Messer-, Verschluß- und Verriegelungskopf anordnung, in der die Klemmteile 26 des Verriegelungs kopfes 25 eine trapezförmige Form aufweisen. Diese Form erlaubt eine enge Anpassung der Schulterfläche 18 der Klemmteile 26 an die Schulterflächen 18′, 18′′ der Klemm elemente 14, 16 des Messer- bzw. Verschlußkopfes 3, 15. Die Klemmelemente 14 des Messerkopfes 3 sind gegenseitig symmetrisch angeordnet, ähnlich wie Klemmelemente 16 des Verschlußkopfes 15. Um die eventuellen Bandverschiebun gen während des Schließprozesses unmöglich zu machen, sind alle Schulterflächen 18, 18′, 18′′ der Klemmteile 26 und Klemmelemente 14, 16 mit einer Riffelung 48 verse hen. Die Riffelung 48 in Form gegenseitig kompatibler "Treppen" ist so gestellt, daß das Band 100 sicher ver klemmt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß auch noch an dere kompatible Relieffierungen, beispielsweise Waffeln, "Chevrons" (Winkelrippen) möglich sind.

Ferner ist aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen, daß die Klem melemente 14, 16 des Messer- bzw. Verschlußkopfes 3; 15 mit je zwei quer zur Bandrichtung liegenden Stützrollen 19 für die Bandzüge 1, 1′ versehen sind. Die Stützrollen 19 sind durch Lagerungsplättchen 13 der Klemmelemente 14, 16 gehalten und ragen über den Riffelungsbereich (Re liefbereich) vor. Eine solche Anordnung der Stützrollen 19 zeigt detailliert Fig. 10. Es sei darauf hingewiesen, daß anstelle von Stützrollen auch äußerst reibungsarme, polierte, feste Zylinder oder Zylinderteile verwendet werden können.

Das Band 100 in der Phase der Bandspannung, vor dem Kon takt mit dem Verriegelungskopf 25 erstreckt sich linear zwischen den Stützrollen 19 und ist zu ihnen tangential angeordnet, so daß das Band 100 mit der Riffelung 48 nicht kollidiert und damit vor einer Beschädigung gesi chert ist. Erst bei der Verklemmung wird das Band 100 in die Riffelung 48 eingedrückt und einer begrenzten Zugspannung ausgesetzt.

Die Aufgabe des Messerkopfes 3 ist es, mit seiner beheiz baren Schneide 5 die zwischen den Stützrollen 19 gespann ten Bandzüge 1, 1′ zu durchtrennen. Wie die Schneide 5 in den Messerkopf 3 eingebaut ist, zeigen die Fig. 3 und 4. Die senkrecht gegenüber dem Bandzug 1 (1′) angeordne te Schneide 5 ist auf einen Schenkel 7 eines L-förmigen Stabes 6 aufgesetzt, dessen unterer L-Schenkel 8 mit sei nem Ende an einen Umlenkgabelfuß 12 durch eine Iso lier-Unterlegplatte 17 hängend angeschraubt ist. Das End stück des L-Schenkels 8 ist mit einer Stromzuführung 9 verlängert. Der Schenkel 7 mit der Schneide 5 ist in eine Vertiefung 49 eines Isolierkörpers 10 eingesenkt, welcher mittels Schrauben 50 an ein Verbindungsstück 31 angeschraubt ist. Das Verbindungsstück 31 befindet sich zwischen zwei Umlenkgabeln 11, die am Umlenkgabelfuß 12 angebracht sind. Der sich in der Vertiefung 49 des Iso lierkörpers 10 befindende Schenkel 7 ist von oben durch einen Halter 37 federnd gehalten, der an das Verbin dungsstück 31 angeschraubt ist.

Alle in der Fig. 3 beschriebenen Elemente sind in einem Gehäuse 38 des Messerkopfes 3 enthalten und durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung 30, die unmittelbar den Umlenk gabelfuß 12 bewegt, verschiebbar. Die aus dem Gehäuse 38 hinausragende Schneide 5 ist deutlich in der Fig. 7 ge zeigt. Hier sind auch die Umlenkgabel 11 entsprechend dem Vorschub der Schneide 5 nach vorne verschoben. Der Hub der Schneide 5 sowie der Umlenkgabel 11 ist durch die Anordnung des Messer-, Verschluß- und Verriegelungs kopfes 3, 15, 25 in Verschlußposition begrenzt.

Der in der Fig. 1 dargestellte Verschlußkopf 15 besitzt ein Gehäuse 21, in das ein durch die Kolben-Zylinder-An ordnung 46 bewegbarer, keilförmiger Führungskolben 20 eingelegt ist, auf dessen schräggestellten Führungsschie nen 24 zwei spiegelbildlich angeordnete Druckbacken 33 laufen. Die hin- und herbewegbaren Druckbacken 33 sind an einem Druckbalken 23 befestigt, der wiederum mit einem Anschlagdaumen 40 verlängert ist, dessen Fuß 51 unmittelbar auf die Führungsschiene 24 aufgesetzt ist. Die Aufgabe des Anschlagdaumens 40 ist, die Druckbacken 33 in ihrer Endposition, die der Verschweißungsphase der Bandenden 2, 2′ (vgl. Fig. 6e, 6f) entspricht, zu ver riegeln.

Zwischen den Anschlagdaumen 40 befindet sich eine Druck feder 28, die diese auseinanderdrückt und damit die Druckbacken 33 zur Seite drängt. Die äußere Fläche 29 der Druckbacken 33 ist abgerundet, so daß während ihrer Verschiebung das Bandende 2 (bzw. 2′) sanft umgelenkt wird. Der Verschlußkopf 15 ist beidseitig mit einer Band führung 47 (Fig. 8) in Form zwei spiegelbildlich ange ordneter Führungsstücke versehen, die im Bereich der Bandumlenkung eine schräge Kante 53 aufweisen. Das glei che gilt für den Messerkopf 3, der eine ähnliche Bandfüh rung 47 aufweist (Fig. 7).

Der Verriegelungskopf 25 besitzt ein Gehäuse 51 mit schon erwähnten Klemmteilen 26, zwischen denen die Heiz zungen 4 angeordnet sind, welche an einer Kolbenstange 35 (vgl. Fig. 5) schwenkbar angebracht sind. Die nötigen Verstellungen der Heizzungen 4 in Querrichtung sind durch das Drücken des Druckbalkens 33 zu verwirklichen. In ihrem Oberteil enthalten die Heizzungen 4 jeweils ein Thermoelement 39, das in einem Schutzröhrchen 36 gela gert ist. Die Wärmezufuhr ermöglicht das Erreichen von etwa 350°C, wobei diese Temperatur für das Verschweißen der Bandenden 2, 2′ ausreichend ist.

Die Heizzungen 4 sind durch eine Kolben-Zylinder-Anord nung 34 vertikal verschiebbar. Das Gehäuse 51 des Ver riegelungskopfes 25 ist mit einer Kolben-Zylinder-Anord nung 43 verbunden (Fig. 9), die auf einer Traverse 42 einer Umreifungsmaschine befestigt ist und den vertika len Vorschub des Verriegelungskopfes 25 auf einer Füh rungsleiste 45 gewährleistet. Die Messer- und Verschluß köpfe 3 und 15 sind an Laufkatzen 41 aufgehängt, welche auf den horizontal arbeitenden Führungsleisten 45 lau fen.

Die Funktion der Trenn- und Schweißvorrich tung 300 kann wie folgt erläutert werden (vgl. Fig. 6a-6g):
In einer Grundstellungsphase (Fig. 6a) sind alle Grund elemente (Messerkopf 3, Verschlußkopf 15 und Verriege lungskopf 25) der Vorrichtung in Verschlußposition ge bracht. Die Bandzüge 1, 1′ sind zwischen den Klemmelemen ten 14, 16 und Klemmteilen 26 stark verklemmt und zwi schen den Stützrollen 19 gestrafft. Das Packgut P ist mit dem Band 100 bis zu den Stützrollen 19 umschlungen. Die Schneide 5 mit den Umlenkgabeln 11 des Messerkopfes 3g die Druckbacken 33 des Verschlußkopfes 15 sowie die Heizzungen 4 des Verriegelungskopfes 25 befinden sich in Ausgangsposition. Die Schneide 5 und die Druckbacken 33 befinden sich in den Gehäusen 38, 21. Die Heizzungen 4 dagegen liegen in der oberen Stellung (Fig. 5). Um die Restspannung des Bandes 100 vor dem Trennen der Bandzüge 1, 1′ zu erhöhen, werden die beiden Nachspannzylinder 54, 54′ (Fig. 9) geschlossen.

In der nächsten Phase (Fig. 6b, c) fährt die erwärmte Schneide 5 in Richtung Bandzug 1 und trennt ihn durch, so daß zwei Bandenden 2 entstehen, die weiter durch die sich verschiebenden Umlenkgabeln 11 beiseite geschoben werden. Gleichzeitig trennt die Schneide 5 den nächsten Bandzug 1′ durch, wobei die nächsten Bandenden 2′ ent stehen.

Danach werden die Heizzungen 4 (Fig. 6d) zwischen die Um lenkgabeln 11 des Messerkopfes 3 gesenkt; die Schneide 5 und die Umlenkgabeln 11 kehren in die Ausgangsposition zurück. Gleichzeitig werden die Druckbacken 33 durch den keilförmigen Führungskolben 20 aus dem Gehäuse 21 des Verschlußkopfes 15 herausgestellt (Fig. 6e) und zur Sei te gedrängt. Die Druckbacken 33 lenken durch ihre abge rundeten Flächen 29 (Fig. 2) die beiden Bandenden 2′ sanft um und drücken sie an die Heizzungen 4, deren äuße re Seiten die Bandenden 2 erwärmen und in einen ver schweißbaren Zustand bringen.

Die Heizzungen 4 verlassen den Bereich der erwärmten Bandenden 2, 2′ und fahren in ihre obere Ausgangsposi tion (Fig. 5) zurück. Die Druckbacken 33 pressen die bei den Paare der Bandenden 2, 2′ an die Klemmteile 26 des Verriegelungskopfes 25 (Fig. 6f). Nach einer Abkühlzeit, die jeweils einige Sekunden dauert, kehren die Druckbac ken 33 in den Verschlußkopf 15 zurück (Fig. 6g). Gleich zeitig verlassen Messer- und Verschlußkopf 3, 15 die Ver schlußposition. Es sind zwei Bandsehnen 200 entstanden; die eine erstreckt sich auf der hinteren Seite des Pack stücks P, die zweite ist für das nächste Packstück P be reitgestellt.

Insgesamt ergibt die Trenn- und Schweißvorrichtung der vorgenannten Art ein wesentliches Detail für eine Vor richtung zum Umreifen von Packstücken mit einem ver schweißbaren Band. Höhere Verschlußspannungen sind zu er reichen, ohne daß das Band selbst beschädigt wird.

Claims

1. Trenn- und Schweißvorrichtung (300) als Teil einer Vorrichtung zum Umreifen von Packstücken (P) mit einem verschweißbaren Band (100), bei der das Packstück (P) gegen eine gespannte Bandsehne (200), die aus zwei vorher zusammengeschweißten Bandzügen (1, 1′) besteht, ge fahren, durch weitere Bewegung des Packstücks das Band (100) um das Packstück gelegt und nach Erreichen einer Verschlußposition die Trenn- und Schweißvorrichtung (300) einen Trenn- und Schweißvorgang durchführt, bei dem erstens das Band am Packgut verschweißt wird und zweitens die Bandsehne durch Verschweißen der entstande nen zwei Bandenden neu hergestellt und gespannt wird, wobei die Trenn- und Schweißvorrichtung folgende Teile umfaßt:

- zwei im wesentlichen auf einer Linie aufeinander zu und voneinander weg bewegliche Köpfe, die die Bandzüge (1, 1′) in die Verschlußposition bringen und spannen,
- und einen Verriegelungskopf (25), der zwischen die zu sammengefahrenen Köpfe (3, 15) einfahrbar ist und der Klemmteile (26) mit Schulterflächen (18) besitzt, die als trapezartige Schrägen gestaltet sind, die in der zusammengefahrenen Position der Köpfe (3, 15, 25) die Enden der Bandzüge an die mit einer Riffelung (48) ver sehenen Schulterflächen (18′, 18′′) der Klemmelemente (14, 16) von Messerkopf (3) und Verschlußkopf (15) drücken, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Schulterflächen (18) der Klemmteile (26) des Verriegelungskopfes (25) mit einer zu der Riffelung der Schulterflächen zusammenpassenden Riffelung (48) versehen sind,
- daß die Klemmelemente (14, 16) des Messer- und Ver schlußkopfes (3, 15) im Endbereich ihrer Schulter flächen (18′, 18′′), wie an sich bekannt ist, mit wenig stens einer Stützrolle (19; 19′) für das Band (100) ver sehen sind, deren das Band kontaktierende Fläche über die Riffelung (48) der Schulterflächen (18′, 18′′) ragt, so daß die Bandunterseite in der Phase der Band spannung die Riffelung (48) nicht berührt,
- und daß der Verriegelungskopf (25) mit Heizzungen (4) versehen ist, die parallel gegenüber den Klemmteilen (26) des Verriegelungskopfes (25) angeordnet sind und in Verschlußposition der Trenn- und Schweißvorrichtung zwischen Umlenkgabeln (11) - vorzugsweise mittels einer Kolben-Zylinder-Anordnung - einschiebbar sind.

2. Trenn- und Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizzungen (4) federnd auf einer Kolbenstange (35) aufgesetzt sind,
und daß der Verschlußkopf (15) einen keilförmigen, ange triebenen Führungskolben (20) aufweist, der aus dem Ver schlußkopf ausfahrbare, vorzugsweise spiegelbildlich an geordnete Druckbacken (33) besitzt, die auf schrägge stellten Führungsschienen laufen, zur Seite drängt und nach Durchtrennen der Bandzüge (1, 1′) auf die aufeinan derliegenden Bandenden (27, 27′) drückt, so daß in der Verschweißungsphase die Bandenden durch die aus dem Verschlußkopf (15) ausfahrbaren Druckbacken die Heizzungen (4) an die Klemmteile (26) des Verriege lungskopfes (25) gedrückt sind.

3. Trenn- und Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizzungen (4) mit Thermoelementen (39) versehen sind.