DE69606522T2

DE69606522T2 - Vorrichtung zum Umwickeln von palettierten Güterstapeln mit einer Folie

Info

Publication number: DE69606522T2
Application number: DE69606522T
Authority: DE
Inventors: Mauro Cere'
Original assignee: Aetna Group SpA
Current assignee: Aetna Group SpA
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: EP0811554B1; DE69606522D1; ES2144720T3; DK0811554T3; EP0811554A1; US5768862A; ATE189433T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umwickeln von palettierten Gütern mit einer Kunststoffolie. Es sind viele wohlbekannte Vorrichtungen dieser Art vorhanden, welche allgemein aus einem Gerüst bestehen, normalerweise portalförmig ausgelegt, sowie aus einem Spulenschlitten, getragen von einer Struktur, welche selbst wiederum von dem Gerüst getragen wird. Das Gerüst ist üblicherweise an einem Rollen- oder Bandförderer oder einer ähnlichen Vorrichtung zum Zuführen der zu umwickelnden Güter angeordnet, welche normalerweise bereits auf einer Palette abgelegt sind.
Die Spulenschlitten tragen eine Spule aus dehnbarer Kunststoffolie in Form einer Bahn und üblicherweise noch eine Abwickel- und Vorspanneinheit für das Folienbahnmaterial auf der Spule. Die Vorspanneinheit besteht aus einer oder mehreren Rollen, die sich um ihre Achsen drehen und durch einen von dem Schlitten selbst getragenen Elektromotor angetrieben werden. Das Folienbahnmaterial wird dann abgewickelt und läuft um die angetriebenen Rollen der Vorspanneinheit, bevor es um die Güter gewickelt wird.
Unter Bezugnahme auf die Trägerstruktur gibt es in der Tat zwei unterschiedliche Ausführungen: eine versehen mit einem Arm in Form eines umgekehrten "L" und die andere mit einem Ring. Beide können den Schlitten entlang einer kreisförmigen oder schneckenförmigen Bahn an einer vertikalen Achse bewegen, die im wesentlichen mit der vertikalen Achse der zu umwickelnden und von der Palette getragenen Güter entspricht. Auf diese Weise dreht sich die Spüle rund um die zu umwickelnden Güter und kann, je nach den Anforderungen und dem Arbeitsumfang, entlang der vertikalen Achse der Güter selber angehoben und gesenkt werden, um diese mit mehreren Windungen der Folienbahn zu umwickeln. Normalerweise wird die Folienbahn während des Umwickelns der Güter durch eine Vorspanneinheit "gedehnt" oder wird gezogen, sei es um die Menge der verwendeten Folie zu verringern wie auch deren Spannung zu erhöhen, um ein besseres Anhaften an den Gütern zu erlauben, insbesondere, wenn diese beachtlich hohe Stapel bilden.
Die Trägerstruktur mit dem Arm in Form eines umgekehrten "L" besteht aus einer horizontalen und einer vertikalen Strebe. Die horizontale Strebe wird von dem Gerüst oberhalb des Förderers getragen und dreht sich um eine vertikale Achse, welche im wesentlichen mit der vertikalen Achse der zu umwickelnden Güter übereinstimmt. Die vertikale Strebe andererseits bildet eine Halte- und Führungsstruktur für den Spulenschlitten, welcher an der vertikalen Strebe nach oben und nach unten bewegt werden kann, synchronisiert mit der Umdrehung der horizontalen Strebe. Die horizontale Strebe wird durch einen Elektromotor zum Drehen gebracht, der mit dem Gerüst verbunden ist. Der Spulenschlitten wird durch einen Elektromotor bewegt, welcher mit der vertikalen Strebe verbunden ist und durch Gleitkontaktanschlüsse an dem Drehsupport der horizontalen Strebe gespeist wird. Unter Benutzung der gleichen Gleitkontaktanschlüsse wird die Leistung auf den Elektromotor übertragen, welcher Teil der Vorspanneinheit ist.
Die ringförmige Trägerstruktur verwendet einen Ring, der von dem Gerüst gehalten und an diesem entlang nach oben und nach unten bewegt wird. Der Ring trägt einen Spulenschlitten und wirkt als kreisförmige Führung für diesen. Die Bewegung des Ringes nach oben und nach unten ist von Elektromotoren angetrieben, gespeist durch Elektrokabel, welche auf leichte Weise geschützt sind, da die Bewegung des Ringes nach oben und nach unten geradlinig verläuft. Der Spulenschlitten andererseits ist von einem an diesem selbst montierten Elektromotor angetrieben. Beide, sei es der Elektromotor zum Verschieben des Schlittens wie auch der Elektromotor für den Betrieb der Vorspanneinheit, sind durch Gleitkontaktanschlüsse an dem Halte- und Führungsring gespeist.
Solche Art von Vorrichtungen zum Umwickeln sind in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff aus Anspruch 1 zum Beispiel von der Maschine her bekannt, die von der Firma Signode unter dem Namen "Saturn" hergestellt und vertrieben wird.
Die ringförmige Trägerstruktur bietet Vorteile im Vergleich mit anderen, da sie es erlaubt, mit dem Umwickeln der Güter an fast jedem beliebigen Punkt der Güter selbst zu beginnen. Die Befestigung des Führungsrandes der Folie kann praktisch auf fast jeder Höhe erfolgen, da die Teile zum Schneiden und Halten des Führungsrandes der Folie von dem Ring selbst getragen werden können. Auf der anderen Seite können bei der Trägerstruktur mit dem Arm in Form eines umgekehrten "L" die gleichen Teile nut in einer feststehenden Position arbeiten, oder in einer, deren Höhe nur geringfügig eingestellt werden kann, das heisst normalerweise an der Basis der Güter.
Ein anderer Vorteil der ringförmigen Trägerstruktur wird deutlich, wenn die Güter eine obere Abdeckung haben sollen. Bei der Trägerstruktur mit Arm in Form eines umgekehrten "L" ist es notwendig, den Arm in einer bestimmten Position anzuhalten, um es einer Vorrichtung zu erlauben, sich in den Innenbereich des Gerüstes zu verschieben und diese Abdeckung auszuführen. Bei der ringförmigen Trägerstruktur andererseits genügt es, den Ring zu senken und ihn die Folie um die Basis der Güter wickeln zu lassen, so dass ein freier Zugang zum oberen Teil der Güter erlaubt ist. Es ist daher offensichtlich, dass die ringförmige Trägerstruktur auch während der Phase des Anbringens einer oberen Abdeckung an den zu umwickelnden Gütern weiterarbeiten kann.
Die ringförmige Trägerstruktur weist jedoch verschiedene Nachteile auf, welche ihren Anwendungsbereich einschränken, und die alle auf das Vorhandensein der Gleitkontaktanschlüsse zurückzuführen sind, welche die elektrische Speisung auf die von dem Spulenschlitten getragenen Elektromotoren übertragen.
Tatsächlich verhindert die Verwendung dieser Gleitkontaktanschlüsse die Benutzung von hochwirksamen Schutzvorrichtungen und verhindert somit die Installierung der Vorrichtung in Bereichen, die einen hohen Feuchtigkeitsgrad aufweisen.
Ausserdem unterliegen die Gleitkontaktanschlüsse einem höheren Verschleiss und erlauben keine hohe Betriebsgeschwindigkeit und begrenzen folglich die Produktivität der Vorrichtung selbst.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zum Umwickeln von palettierten Gütern vorzusehen, welche die Vorteile der ringförmigen Trägerstruktur aufweist, jedoch ohne die oben erwähnten Nachteile ist.
Die technischen Eigenschaften der Erfindung, in Übereinstimmung mit den oben erwähnten Zwecken, sind deutlich in den nachstehenden Ansprüchen beschrieben, und ihre Vorteile gehen deutlich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht wurde, welche eine rein als Beispiel gedachte und nicht begrenzende Ausführung zeigen, und von denen
- Abb. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Umwickeln nach der vorliegenden - Erfindung zeigt;
- Abb. 2 ist eine schematische Planansicht einer Vorspanneinheit, welche Teil der Vorrichtung in Abb. 1 ist, versehen mit einem Zahnriemenantrieb statt mit einem Antrieb aus Ritzel und Zahnrad, wie in Abb. 1 gezeigt ist;
- Abb. 3 und 4 zeigen im Querschnitt zwei Details von einer Ausführung einer ringförmigen Trägerstruktur, welche Teil der Vorrichtung in Abb. 1 ist, das heisst die Abschnitte der Trägerstruktur, an denen sich jeweils der Spulenschlitten befindet sowie ein elektrischer Antriebsmotor, der den Drehring antreibt, welcher Teil der Trägerstruktur ist.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ist die gesamte Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum Umwickeln von palettierten Güterstapeln 2 mit einer Folie oder Bahn 6 aus Kunststoff mit 1 bezeichnet und besteht aus einem Gerüst 3 für eine Trägerstruktur 7 eines Schlittens 4 mit einer Spule 5 mit Dehnfolie aus Kunststoff in Form einer Bahn 6.
Unter Bezugnahme auf die Abb. 1 kann festgestellt werden, dass das Gerüst 3 aus einem Paar von vertikalen Ständern 8 besteht, welche am Fussboden des Bereiches befestigt werden können, in dem das Umwickeln der Güter 2 durchgeführt werden soll, zum Beispiel an den sich gegenüberliegenden Seiten eines Förderers 35 für den Transport und das Weiterleiten der palettierten Güter 2 (schematisch als einzelnes Parallelepiped dargestellt), die mit der Folie 6 umwickelt werden sollen. Jeder Ständer 8 bildet eine Halteführung für einen Schlitten 9, der von bekannten Mitteln gehalten wird, beispielsweise von einem Paar von angetriebenen Ketten 36, die im Inneren der Ständer 8 angeordnet sind (s. Abb. 3). In der Abb. 1 hat einer der Ständer 8 einen längsverlaufenden Schlitz 10, entlang welchem sich der Schlitten 9 bewegt.
Die Schlitten 9 tragen die Trägerstruktur 7, welche aus einer auf solche Weise an den Schlitten 9 befestigten Struktur 11 besteht, die es erlaubt, nach oben und nach unten bewegt zu werden, und aus einem Drehring 12, der von der Struktur 11 gehalten wird und im Verhältnis zu dieser beweglich und drehbar ist. Bei der gezeigten Ausführung ist die vertikal bewegliche Struktur 11 ebenfalls ringförmig und weist einen Drehring 12 auf. Der besseren Klarheit wegen wird hier nachstehend die vertikal bewegliche Struktur 11 einfach als äusserer Ring bezeichnet.
Unter Bezugnahme auf die Abb. 3 und 4 hat der äussere Ring 11 einen C-förmig ausgebildeten Querschnitt und der Drehring 12 hat einen ergänzenden Querschnitt, zum Beispiel viereckig hohl ausgebildet. Die Seiten des Drehringes 12, die den entsprechenden Seiten des äusseren Ringes 11 gegenüberliegen, sind mit leerlaufenden Rädchen 13 versehen, welche die Bewegung des Drehringes 12 erleichtern. Der Drehring 12 hat an seiner Aussenseite einen verzahnten Abschnitt 14, mit dem ein leerlaufendes Zahnrad 15, das an dem äusseren Ring 11 montiert ist, ständig im Eingriff gehalten wird. Der äussere Ring 11 trägt ebenfalls, unter Verwendung eines Bügels in Form eines umgekehrten "L", einen Elektromotor 17, auf dessen Welle ein Ritzel 18 aufgezogen ist, welches ständig mit dem leerlaufenden Zahnrad 15 im Eingriff gehalten wird. Daher kann sich der Elektromotor 17 nur nach der Bewegung des äusseren Ringes 11 nach oben und nach unten bewegen und wird durch ein hier nicht gezeigtes Stromkabel gespeist, da dieses von bekannter Art ist. Wie in den Abb. 1 und 4 gezeigt wird, ist der äussere Ring 11 mit einem Schlitz 11a versehen, durch welchen das leerlaufende Zahnrad 15 arbeitet, um die Bewegung von dem Motor 17 auf den Drehring 12 zu übertragen.
Der äussere Ring 11 trägt ebenfalls Greif und Schneidmittel 33 für die Folie 6. Die Greif und Schneidmittel 33, die nicht näher beschrieben werden, sind dazu bestimmt, die Folie 6 abzuschneiden, wenn die Güterstapel 2 umwickelt sind, und das gerade abgeschnittene freie Ende während des Umwickelns des nächsten Güterstapels 2 zu halten.
Der Schlitten 4 ist an dem Drehring 12 verankert oder befestigt. Der Schlitten 4 trägt eine Spule 5 mit einer Folie 6 aus Kunststoffmaterial und eine Vorspanneinheit 19 für die Folie 6. Bei der schematisch in den Abb. 1 und 4 dargestellten Ausführung besteht die Vorspanneinheit 19 aus einem Paar von Rollen 20 und 21, die durch einen von dem Schlitten 4 getragenen und an diesem befestigten Elektromotor 22 angetrieben werden. Die Rollen 20 und 21 werden von dem Elektromotor 22 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zum Drehen gebracht. Unter Bezugnahme auf die Abb. 2 ist die Rolle 21 mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis an den Elektromotor 22 angeschlossen, wobei ein Zahnriemen 23 verwendet wird, während die Rolle 20 über ein Ritzel 24 mit der Rolle 21 verbunden ist, aufgezogen auf die Welle der Rolle 21, sowie ein Zahnrad 25, aufgezogen auf die Rolle 20. Das Ritzel 24 und das Zahnrad 25 sind entweder direkt miteinander verbunden (s. Abb. 1) oder durch einen Zahnriemen 34, der auch um die leerlaufenden Umlenkrollen 26 läuft (s. Abb. 2), und deren Übersetzungsverhältnis ist ein solches, dass sich die Rolle 20 viel langsamer dreht als die Rolle 21. Die Folie 6 wird zunächst um die langsamere Rolle 20 geführt und dann um die schneller laufende Rolle 21, so dass, je grösser der Unterschied zwischen den Rollen 21 und 22 ist, desto grösser ist die Zugkraft zwischen diesen. Die Abb. 2 zeigt ebenfalls eine leerlaufende Rolle 27, auch "Dandyroller" genannt, um welche die Folie 6 gewickelt wird, bevor sie dem zu umwickelnden Güterstapel 2 zugeführt wird.
Der Elektromotor 22, welcher die Vorspanneinheit 19 antreibt, wird durch einen Stromerzeuger 28 gespeist, dessen Welle kontinuierlich an den äusseren Ring 11 angeschlossen ist. Der Stromerzeuger 28 besteht aus einem Alternator 29, auf dessen Welle ein Ritzel 30 aufgezogen ist und mit einer ringförmigen verzahnten Spur 31 im Eingriff gehalten wird, verbunden mit dem äusseren Ring 11, wie in den Abb. 1 und 2 gezeigt ist. Auf diese Weise erzeugt der Alternator 29 während der Umdrehung des Drehringes 12 ausreichende elektrische Energie, um einen reibungslosen Betrieb des Elektromotors 22 der Vorspanneinheit 19 zu erlauben.
Unter Bezugnahme auf die Abb. 1 und 2 ist eine Elektromagnetkupplung 32 zwischen der langsamer laufenden Rolle 20 und dem entsprechenden Zahnrad 25 angeordnet. Diese ist aberregt oder in einen Zustand der Nichtübertragung der Bewegung gebracht, wenn der Drehring 12 anhält. Auf diese Weise ist, wenn der Drehring 12 anläuft, die langsamere Rolle 20 von dem Elektromotor 22 gelöst, während die schnellere Rolle 21 an den gleichen Elektromotor 22 angeschlossen bleibt. Die von der langsameren Rolle 20 abgekoppelte schnellere Rolle 21 kann sich daher frei drehen und den Elektromotor 22 zum Drehen bringen, wenn dieser nicht gespeist ist, wie nachstehend deutlicher beschrieben wird. Um die Bewegung der schnelleren Rolle 21 noch weiter zu begünstigen, kann eine zweite, hier nicht gezeigte Elektromagnetkupplung vorgesehen werden, angeordnet zwischen der Welle der schnelleren Rolle 21 und dem entsprechenden Ritzel 24. Diese zweite Elektromagnetkupplung würde unter dem Gesichtspunkt der kinematischen Verbindungen eine komplette Isolierung sei es des Ritzels 24 wie auch des Zahnrades 25 von den Rollen 20 und 21 erlauben.
Die Vorrichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung bietet daher die oben beschriebenen Vorteile der ringartigen Trägerstruktur und ist dabei ohne die vorher erwähnten Nachteile, da kein elektrischer Gleitkontakt vorhanden ist. Die Vorspanneinheit 19 wird in der Tat durch den Alternator 29 gespeist, welcher während der Umdrehung des Drehringes 12 die notwendige elektrische Energie erzeugt. Der Alternator 29 erfordert nur die Verbindung seines Ritzels 30 mit dem äusseren Ring 11, jedoch ist dieser Typ von Verbindung nicht im geringsten von der Umgebungsfeuchtigkeit beeinflusst, weshalb die Vorrichtung 1 auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit verwendet werden kann.
Während der Übergangsphasen oder während der Anlaufphase des Drehrings 12 und dem Beginn des Betriebszyklus zum Umwickeln eines Güterstapels 2, benötigt der Alternator 29 für seinen Betrieb einen bestimmten Erregerstrom und erhält diesen Strom direkt von dem Elektromotor 22. Das Anlaufen des Drehringes 12, während der Elektromotor 22 nicht läuft und nicht gespeist ist, bewirkt tatsächlich das Abwickeln der Folie 6 von der Spule 5, hervorgerufen durch das freie Ende der Folie 6, das von den Greif und Schneidmitteln 33 festgehalten wird. Die sich abwickelnde Folie 6 bringt die schnellere Rolle 21 zum Drehen und dies setzt den Elektromotor 22 in Bewegung, und zwar in der entgegengesetzten Richtung zur Abwickelrichtung der Spule 5. Der Elektromotor 22, der keinen elektrischen Strom erhält, dessen Welle sich dagegen aber dreht, wirkt nun wie ein Stromerzeuger und liefert elektrische Energie an den Alternator 29. Die Energie, die der Alternator 29 empfängt, erzeugt ein ausreichendes Induktionsfeld, um diesen zu erregen, und zwar in dem Sinne, dass er genau wie ein Stromerzeuger arbeitet. Der Elektromotor 22 bildet daher eine geeignete Quelle für Gleichstrom, welcher das notwendige Induktionsfeld zum Erregen des Alternators 29 erzeugen kann. Der Alternator 29 beginnt also damit, elektrische Energie zu erzeugen und diese an den Elektromotor 22 zu leiten und somit an die Elektromagnetkupplung 32, die dadurch erregt oder in einen Zustand der Bewegungsübertragung gebracht wird. Der Elektromotor 22 beginnt zu arbeiten und die Vorspanneinheit 19 korrekt anzutreiben.
Es ist offensichtlich, dass bei der Vorrichtung 1 eine Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehringes 12 zu einer Erhöhung der von dem Alternator 29 erzeugten elektrischen Energie führt, was vor allem eine vorteilhafte Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit der gesamten Vorrichtung 1 mit sich bringt.
Ausserdem ermöglicht die Verwendung von nur zwei Ständern 8 einen leichteren Zugang zum Arbeitsbereich der Vorrichtung 1, um die obere Abdeckung an den Güterstapeln 2 während deren Umwicklungsphase anzubringen, und zwar ohne jegliche Unterbrechung.
Die so konzipierte Erfindung unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, ohne dabei aus dem Bereich der Erfindung herauszugehen, wie in den nachstehenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Umwickeln von palettierten Güterstapeln (2) mit einer Folie oder Bahn (6) aus Kunststoff, enthaltend ein Gerüst (3) und eine vertikal bewegliche Trägerstruktur (7) für einen beweglichen Schlitten (4), welcher entlang dieser läuft und eine Spule (5) mit einer Folie (6) aus Kunststoffmaterial (6) trägt, sowie eine Vorspanneinheit (19), angetrieben von einem Elektromotor (22), welcher ebenfalls von dem genannten Schlitten (4) getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Trägerstruktur (7) aus einer vertikal beweglichen Struktur (11) besteht, gehalten von dem genannten Gerüst (3) und einen Drehring (12) tragend, welcher sich um seine eigene Achse dreht und von einem Motor (17) angetrieben wird, letzterer verankert an der genannten vertikal beweglichen Struktur (11) und an diesen angeschlossen; wobei der genannte Schlitten (4) an dem Drehring (12) befestigt ist und einen Stromerzeuger (28) trägt, dessen Ausgang elektrisch an den Eingang des Elektromotors (22) der genannten Vorspanneinheit (19) angeschlossen ist, für welche der Stromerzeuger (28) die Energiequelle ist, und der mit seiner eigenen Welle in kontinuierlicher Verbindung mit einer entsprechenden ringförmigen, verzahnten Spur (31) steht, die auf solche Weise an der genannten vertikal beweglichen Struktur (11) befestigt ist, dass die Umdrehung der Welle des genannten Stromerzeugers (28) der Umdrehung des genannten Drehringes (12) entspricht.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Elektromotors (22) an den Erregerkreis des Stromerzeugers (28) angeschlossen ist, um eine geeignete Quelle für das notwendige Induktionsfeld zu bilden.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die genannte Vorspanneinheit (19) eine erste Rolle (20) und eine zweite Rolle (21) enthält, die von dem genannten Elektromotor (22) mit unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der genannten ersten und zweiten Rollen (20 und 21) an den genannten Elektromotor (22) angeschlossen ist, wobei wenigstens eine Elektromagnetkupplung (32) verwendet wird.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kupplung (32) elektrisch an den genannten Stromerzeuger (28) angeschlossen ist und während der normalen Arbeitsumdrehungen des genannten Drehringes (12) eine Konfiguration der Bewegungsübertragung annehmen kann, in welcher sie durch den genannten Stromerzeuger (28) erregt ist und beide Rollen (20 und 21) mit dem genannten Elektromotor (22) verbunden sind, sowie eine Konfiguration der Nichtübertragung der Bewegung während der Anlaufphase des genannten Drehringes (12), in welcher nur die zweite Rolle (21) mit dem genannten Elektromotor (22) verbunden bleibt.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gerüst (3) aus zwei vertikalen Ständern (8) besteht, von denen jeder eine Halteführung für einen Trägerschlitten (9) bildet, welcher die genannte vertikal bewegliche Struktur (11) trägt.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte vertikal bewegliche Struktur (11) ringförmige ausgebildet ist.