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Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an einem
Verfahren und einer Vorrichtung für Befestigung und
Klemmung eines vorhergehenden Teils eines Bandes, z.B. eines
Stahlbandes, das um einen zusammenzubindenden Artikel
gewickelt und dann festgezogen wird, bevor seine Enden
miteinander verbunden werden.
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Bisher ist der vorhergehende Teil des Bandes zwischen einem
Paar Klemmbacken gespannt worden, wie nachfolgend im
einzelnen mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben wird. Die Klemmbacken können das Band an einem
Punkt spannen oder zur Verbesserung der Klemmung zwischen
ihnen und dem Band mindestens eine gezahnte Klemmbacke
enthalten. In beiden Fällen neigt die Oberfläche des Bandes
dazu, von den Klemmbacken gekerbt zu werden, was zu
Schwächung und Reißen der Paketierung führen kann.
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Nach einem ersten Aspekt dieser Erfindung besteht ein
Verfahren zur Klemmung eines Bandes bei gleichzeitiger
Verbindung seiner Enden aus folgenden Schritten: Wicklung eines
Bindebandes um zusammenzubindende Artikel, Klemmung zur
Befestigung und Festhaltung eines vorhergehenden Teils des
Bandes, und Verbindung der überlappenden Bandteile des
vorhergehenden Teils mit dem nachfolgenden Teil bei
gleichzeitiger Anlegung Spannung an diese; dadurch gekennzeichnet,
daß der vorhergehende Teil des Bandes von einer aus einer
Klemmbacke und feststehendem Cutter bestehenden
Klemmvorrichtung gespannt wird, die ineinandergreifende
Vorsprünge enthält, die den vorhergehenden Teil des Bandes zu
einer Schlangenform mit mehreren konkaven und konvexen
Teilen formen.
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Nach einem zweiten Aspekt dieser Erfindung umfaßt eine
Bandverbindungsmaschine einen Verbindungskopf, der eine
Klemmvorrichtung zur Festhaltung eines vorhergehenden
Bandteils enthält, eine Spannvorrichtung zur Anlegung von
Spannung an einen nachfolgenden Bandteil, nachdem er um einen
zusammenzubindenden Artikel gewickelt worden ist, eine
Verbindungsvorrichtung zur Verbindung des vorhergehenden mit
dem nachfolgenden Bandteil, und einen Cutter zur Abtrennung
des nachfolgenden Teils des Bandes, nachdem dieses
verbunden ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmvorrichtung durch eine Klemmbacke und einen
feststehenden Teil des Cutters gebildet wird, und in welcher
diese ineinandergreifende Vorsprünge enthält, die das Band
in eine Schlangenform mit mehreren konkaven und konvexen
Teilen formen.
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Ein explizites Beispiel eines Verfahrens und einer
Vorrichtung nach dieser Erfindung wird jetzt mit Verweis auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben und mit dem Stand der
Technik verglichen. In diesem Zeichnungen sind:
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Figur 1 eine Seitenansicht eines verbundenen Bandes;
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Figur 2 eine Draufsicht auf das verbundene Band;
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Figur 3 eine Seitenansicht in größerem Maßstab der Klemme
und des Cutters des Verbindungskopfes;
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Figur 4 eine Draufsicht auf das Band mit Darstellung der in
das Band geformten Klemmeindrücke;
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Figur 5 eine schematische Darstellung der
Bandverbindungsmaschine;
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Figur 6 (a) eine Seitenansicht eines ersten konventionellen
Bandverbindungskopfes im Teilquerschnitt;
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Figur 6 (b) eine Seitenansicht eines zweiten
konventionellen Bandverbindungskopfes im Teilguerschnitt;
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Figur 7 (a) eine Draufsicht auf die vom ersten
konventionellen Bandverbindungskopf eingeformten Einkerbungen; und
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Figur 7 (b) eine Draufsicht auf mehrere vom zweiten
konventionellen Verbindungskopf eingeformte Einkerbungen.
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Mit Verweis auf die Figuren 5 bis 7 wird ein konventionelles
Bandverbindungsverfahren beschrieben: Eine
Verbindungsvorrichtung besitzt einen später zu erörternden
multifunktionalen Verbindungskopf 1, der mit Bezug auf seinen Rahmen
vertikal verschiebbar ist. Zusammenzubindende Artikel 2 werden
einer festgelegten Stellung unter dem Verbindungskopf 1 im
Rahmen zugeführt. Ein Verbindungsband 3, z.B. ein stahlband,
wird durch Vorwärtsdrehung von Umkehrrollen 4 des
Verbindungskopfes 1 aus einem Ausgabegerät zugeführt. Das
Band 1 wird um zusammenzubindende Artikel 2 durch eine
Rutsche mit Klappe (nicht gezeigt) geführt. Nach einer Umrundung
der zusammenzubindenden Artikel wird der vorhergehende Teil
3a des Bandes 3 zum Verbindungskopf 1 zurückgeführt.
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Wenn der vorhergehende Teil 3a des Bandes 3 wie in Figur 6
(a) dargestellt unter den nachfolgenden Teil 3b des Bandes
3 zu liegen kommt, werden ein feststehender Cutter 5 und
eine Klemmbacke 6 zur Klemmung eines Teilstücks des
vorhergehenden Teils 3a so geschlossen, daß das geklemmte
Teilstück des vorgehenden Teils 3a fest gehalten wird.
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Wenn der vorhergehende Teil des Bandes geklemmt ist, drehen
die Antriebsrollen 4 in umgekehrter Richtung, und nehmen
damit den nachfolgenden Teil 3b auf. Dies bewirkt, daß das
Umwicklungsband 3 von Rutsche und Klappe freigegeben wird,
so daß die zusammenzubindenden Artikel 2 mit dem Band 3
fest umwickelt werden. Gleichzeitig wird der
Verbindungskopf 1 nach Darstellung mit einem Pfeil d auf die
zusammenzubindenden Artikel abgesenkt.
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Während auf des Umwicklungsband 3 durch die starke
Umkehrdrehung der Antriebsrollen 4 eine hohe Spannung angelegt
wird, wird auf die überlappenden Bandteilstücke des
vorhergehenden Teils 3a und des nachfolgenden Teils 3b zum
Beispiel eine Schließpassung mit C-Profil aufgedrückt, und die
Schließpassung wird an ihren Seitenkanten gedreht und
umgefalzt. Die Seitenkanten werden von der Klemmbacke 6 und
abgesenkten Kerbwerkzeugen 9 teilweise gekerbt. Damit
werden Kerben 10 geformt, die in gegenüberliegende Richtungen
gedreht werden, um sie zur Verbindung der überlappenden
Teile zusammenzuklemmen. Gleichzeitig wird der verbundene
Bandteil von und zwischen dem festehenden Cutter 5 und
einem beweglichen Cutter 11, der abgesenkt wird,
geschnitten und von dem hinten anschließenden-Bandteil 3c getrennt.
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Wenn die als Unterlage dienende Klemmbacke 6 seitlich
herausgezogen wird, wird das verbundene Band durch die vom
Rückzug der Klemmbacke 6 erzeugte Lockerung elastisch
zurückgeführt. Dennoch bleibt das Verbindungsband zur
Gewährleistung einer guten Verbindungswirkung immer noch
hinreichend stark gespannt.
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Im Vorstehenden ist das üblichste Bandverbindungsverfahren
beschrieben worden. Es können jedoch mehrere
unterschiedliche Verbindungsvorrichtungen verwendet werden. So können
die überlappenden Bandteile zum Beispiel durch
Punktschweißung miteinander verbunden werden. Außerdem können
die Klemmvorrichtungen vielfältig geformt sein. Neben der
in Figur 6a gezeigten Vorrichtung mit einer Klemme ist auch
die in Figur 6b gezeigte Vorrichtung mit mehreren Klemmen
bekannt. In dieser wird das Band von und zwischen eine(r)
in den feststehenden Cutter 5 eingeformten
Sägezahn-Haltefläche 5S und der flachen Fläche der Klemmbacke 6 geklemmt.
Unabhängig von den verwendeten Typen der Klemmvorrichtung
und der Verbindungsvorrichtung werden folgende
Schrittreihen ausgeführt: Wicklung des Bandes 3; Klemmung des
vorhergehenden Teils 3a; Aufnahme und Wicklung des
nachfolgenden Teils 3b; Festziehen und Spannen des Bandes; Verbindung
des vorhergehenden Teils 3a mit dem nachfolgenden Teil 3b
unter Spannung; Schneiden und Trennen des verbundenen
Bandes von dem anschließenden Teil 3c, und Entfernung der
Unterlage.
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Um der starken, von den Antriebsrollen 4 an den
nachfolgenden Bandteil 3 b angelegten Spannung standzuhalten, muß der
vorhergehende Teil 3a des Bandes von und zwischen dem
feststehenden Cutter und der Klemmbacke 6 so fest wie möglich
geklemmt und gehalten werden. Selbst nachdem der
nachfolgende Bandteil 3b von dem anschließenden Bandteil 3c
getrennt worden ist, besteht immer noch eine starke
Spannung zwischen dem geklemmten Teil und der Schließpassung
über der Verbindung. Normalerweise wird ein Stahlband mit
einer Festigkeit verwendet, das diesen Spannungen
hinreichend standhalten kann. So kann zum Beispiel ein 3/4
Zoll bis 1 1/4 Zoll (19 bis 32 mm) breites und 1 mm oder
weniger dickes Stahlband mit einer Zugfestigkeit von ca. 75
- 100 kg/mm² verwendet werden.
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Diese obenerwähnte starke Klemmung erzeugt jedoch auf den
geklemmten Teilstücken des vorhergehenden Bandteils 3a
Kerben oder Klemmeindrücke als Klemmspuren. Außerdem werden
diese geklemmten Teilstücke normalerweise etwas gebogen. In
Figur 7 (a) ist ein von der in Figur 6 (a) gezeigten
Einzelklemmenvorrichtung verursachter Klemmeindruck 12s, und
in Figur 7 (b) sind von der in Figur 6 (b) gezeigten
mehrteiligen Klemmenvorrichtung verursachte Klemmeindrücke
dargestellt. Wenn die Klemmkraft geringer ist als die an das
Band angelegte Festziehspannung, kann das Band an den
geklemmten Teilstücken reißen oder rutschen, wobei die
verbindende Restspannung erheblich reduziert wird.
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Probleme, die sich bei der Einzelklemmung hauptsächlich
stellen, sind nachstehend därgelegt:
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(I) Die Eindruck 12S durch Einzelklemmung ist relativ
groß und tief. Demzufolge kann das Band am gekerbten
Teil brechen, wenn die an das Wickelband zur Erhöhung
der Verbindungskraft angelegte Spannung zu stark ist.
(II) Das gekerbte Teilstück des Bandes kann Schlupf
bewirken, wobei die Spannung, die verbleibt, nachdem die
beiden Endteile miteinander verbunden worden sind,
abnimmt.
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(III) Weil die Kerbe des Klemmeindrucks groß ist, besteht
die Möglichkeit, daß das Band bricht, wenn eine
Verbindungs- oder externe Kraft an das Verbindungsband
während des Transports der zusammengebundenen Artikel
in Schubrichtung angelegt wird.
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Probleme, die sich bei mehreren Klemmvorrichtungen stellen,
sind nachstehend dargelegt:
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(I) Die geklemmten Teilstücke werden in Längsrichtung des
Bandes gedehnt. Demzufolge wird der Abstand zwischen
den geklemmten Teilstücken des Bandes und dem mit der
Schließpassung oder dergleichen verbundenen Bandende
erhöht. Damit wird die nach der Bandverbindung
erzeugte Lockerung erhöht, so daß die Restspannung
noch stärker abfällt. Somit ist die Mehrfachklemmung
für die Verbindung von Coil-artigen oder klein
bemessenen Artikeln nicht geeignet, weil der Einfluß eines
solchen Spannungsabfalls erheblich ist.
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(II) Damit die Klemmung mit mehreren Vorrichtungen wirksam
ist, müssen mehrere Klemmpunkte abstandsgetreu von
der Klemmbacke angeordnet, und die Klemmbedingungen
entlang der Länge ausgeglichen werden. Demzufolge
bleibt kein freier Raum in Dickenrichtung des
Bindebandes. Dies erfordert eine Feineinstellung, damit
der Bandteil wirksam festgehalten wird.
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(III) Die Verbindungselemente des Verbindungskopfes sind
größer, weshalb auch der Kopf groß sein muß.
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Nach der vorliegenden Erfindung umfaßt die Klemmvorrichtung
eine Klemmbacke und einen feststehenden Gutter des
Verbindungskopfes, in die ineinandergreifende Vorsprünge so
eingeformt sind, daß das Band in Schlangenform mit mehreren
konkaven und konvexen Teilen geformt wird.
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Die Figuren 1 und 3 veranschaulichen die vorliegende
Erfindung. Der vorhergehende Teil 3a des Wickelbandes 3 wird
zwischen und von der unteren Klemmbacke 6A und einem oberen
feststehenden Cutter 5A geklemmt und gehalten, während das
Band 3 in Schlangenform durch Vorschub desselben zu ersten
Stellungen in einer von Pfeilen U angegebenen Richtung, und
dann durch Druck nach unten in zweite Stellungen in einer von
Pfeilen V angegebenen Richtung geformt wird. Die ersten
Stellungen alternieren mit den zweiten Stellungen. Wenn
zwischen den geklemmten Teilen und dem von den Antriebsrollen
festgezogenen Teilstück Spannung an das Band gelegt wird,
wird eine Schließpassung 7 über die überlappenden
Bandteilstücke des vorhergehenden Teils 3a und des
nachfolgenden Teils 3b positioniert. Zur Verbindung der
überlappenden Bandteilstücke werden dann Kerben eingeformt. Der
so verbundene Teil des Bandes wird vom anschließenden
Bandteil an einem Schnittende 3e mit einem beweglichen Cutter 11A
abgeschnitten und getrennt. Wie aus der Draufsicht in Figur 2
ersichtlich, werden Klemmeindrücke in das Band an seinem Teil
nahe der Mitte so eingeformt, daß auf den sichtbaren und
rückseitigen Flächen des Bandes nebeneinander mehrere konvexe
Eindrücke 12U bzw. konkave Eindrücke 12V entstehen.
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Im Verfahren der vorliegenden Erfindung sind folgende
Operationen und Wirkungen vorgesehen:
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(I) Der vorhergehende Teil des Bandes wird an Stellen
seiner sichtbaren rückseitigen Flächen geklemmt.
Diese sichtbaren und rückseitigen Stellen wechseln
sich in Längsrichtung des Bandes ab. Damit entfällt
eine Feineinstellung der ineinandergreifenden Spitzen
mit Bezug auf die Dicke des Bandes.
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(II) Die doppelwellige Klemmung verhindert in
wesentlichen, daß die geklemmten Teile wegen der an das
Band angelegten Spannung schlupfen.
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(III) Die wellenförmige Klemmung bewirkt Konkavität und
Konvexität der Klemmeindrücke, und verhindert so die
Entstehung von Tiefkerben, die eine Schneid- oder
Kerbschnittwirkung erzeugen. Demzufolge wird die
Oberfläche des Bandes kaum beschädigt.
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(IV) Das Band muß nicht an so vielen wie beim
konventionellen Verfahren erforderlichen Punkten geklemmt
werden. Demzufolge ist eine Spannweite der geklemmten
Teile klein und entspricht der bei Einzelklemmung
nach dem konventionellen Verfahren, weshalb groß
bemessene Klemmvorrichtungen nicht erforderlich sind.
Demzufolge wird der Abfall der Restspannung im Band
reduziert.
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(V) Die wellenförmige Klemmung erhöht den Klemmwiderstand
gegen die Bandspannung. Deshalb ist es möglich, der
Bandspannung standzuhalten, indem nur der mittlere
Bandbereich des Bandes geklemmt wird. Demzufolge
bleiben beide Seitenkanten des Bandes unversehrt.
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(VI) Die Klemmeindrücke sind wellenförmig. Demzufolge wird
das Bindeband auch dann kaum eingekerbt, wenn es
während des Transports mit externen Kräften beaufschlagt
wird.
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In der folgenden Beschreibung wird ein Beispiel der
vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Figuren 3 und 4
ausführlicherer erörtert.
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Das Klemmverfahren nach der vorliegenden Erfindung umfaßt
die gleichen Schritte wie die im konventionellen Verfahren,
nämlich: Wicklung eines Bindebandes um einen
zusammenzubindenden Artikel mit einem Verbindungskopf; und Klemmung der
geklemmten Teilstücke des zum Verbindungskopf
zurückgeführten vorhergehenden Teils des Bandes, während diese
gleichzeitig fest gehalten werden.
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Figur 3 ist ein senkrechter Querschnitt in Seitenansicht
eines Beispiels der Klemmvorrichtungen, die im
Klemmverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Figur 3
zeigt die relativen Stellungen des feststehenden Cutters 5A
und der Klemmbacke 6A in einer geschlossenen Position.
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Die Klemmbacke 6A ist an der ineinandergreifenden
Backenfläche mit mehreren konvexen Teilen 6A' und konkaven Teilen
6A" versehen. Der feststehende Cutter 5A besitzt an der
ineinandergreifenden Backenfläche einen konkaven Teil 5A"
und konvexe Teile 5A'. Die konvexen Teile 6A' liegen dem
konkaven Teil 5A", und die konkaven Teile 6A" den konvexen
Teilen 5A' gegenüber.
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Figur 4 zeigt in Draufsicht die auf den vorhergehenden
Teilen 3a des Bandes von der Klemmvorrichtung nach dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung eingeformten Klemmeindrücke.
Die Klemmeindrücke enthalten konvexe Eindrücke 12U und
konkave Eindrücke 12V, die im Mittelbereich des Bandes
alternierend in dessen Längsrichtung eingeformt werden.
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Figur 3 zeigt auch einen beweglichen Cutter 11A und das
geschnittene Ende 3e, an dem der nachfolgende Teil 3b des
Bandes geschnitten und von dem Verbindungsteil der
Bandrolle getrennt wird.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird der vorhergehende Teil
des Bandes beim Verbinden der Endteile eines Bandes um
zusammenzubindende Artikel zwecks Widerstand gegen die an
das Band angelegte Spannung zu dem Zeitpunkt, wenn das Band
festgezogen wird und wenn die Endteile des Bandes
nacheinander miteinander verbunden werden, sicher geklemmt.
Konvexe und konkave Klemmeindrücke werden nebeneinander
eingeformt. Damit wird der Abfall der Bandspannung, die
verbleibt, nachdem die Bandendenteile miteinander verbunden
worden sind, reduziert. Demzufolge wird das Bindeband bei
Gewährleistung einer guten Verbindung kaum rillig.