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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Aufbringen von Bändern
oder Banderolen um zu banderolierende Gegenstände und insbesondere ein Verfahren
und eine Vorrichtung, durch die Bänder von einem kontinuierlichen
Schlauch entlang vorgegebenen perforierten Abreißlinien abgerissen werden,
wobei die einzelnen Bänder
entlang eines losen Dorns beschleunigt und vom losen Dorn abgestoßen werden,
der auf den zu banderolierenden Gegenstand hin ausgerichtet ist.
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Das
Banderolieren unter Verwendung eines schrumpfbaren Kunststofffilms
zum Versiegeln von Gegenständen,
z. B. Flaschen, Krügen,
Behältern, Dosen,
Fässern
und ähnlichen,
um zu versuchen, den Gegenstand gegen heimliche Eingriffe zu sichern
oder wenigstens Eingriffe offensichtlich zu machen, ist bekannt.
Solche Gegenstände
können
mit Arzneimitteln, Lebensmitteln, Getränken, Toilletenartikeln und ähnlichen
Produkten gefüllt
sein. Kunststoffbänder
können
auch zum Etikettieren sowie für Verpackungszwecke
verwendet werden, um z. B. zwei oder mehr Gegenstände aneinander
zu befestigen oder Kupons bzw. Gutscheine, Informationskarten, Druckschriften
oder ähnliche
an einer Außenfläche eines
Gegenstands in Position zu halten, so daß ein Käufer sie anschließend bequem
entfernen und verwenden kann.
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Bei
einem Verpackungsvorgang ist es für eine effiziente Produkthandhabung
vorteilhaft, daß das
Banderolieren von Gegenständen
ausreichend schnell ausgeführt
wird, um mit der Geschwindigkeit Schritt zu halten, mit der die
Gegenstände
entlang einer Fertigungsstraße
transportiert werden. Außerdem
wird durch technische Weiterentwicklungen von Produktionseinrichtungen
und computergestützten Steuerungen
ermöglicht,
daß Fertigungsstraßen mit Geschwindigkeiten
betrieben werden können,
die höher
sind als die in den vergangenen Jahren erreichbaren Geschwindigkeiten.
Aufgrund dieser höheren Effizienz-
und Geschwindigkeitsanforderungen ist es vorteilhaft, wenn Banderoliermaschinen
bereitgestellt werden, die in der Lage sind, einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb
unter Verwendung dünner
Kunststoffschläuche
auszuführen
und auf eine schnelle, exakte und zuverlässige Weise Bänder vom
Schlauch abzutrennen und die erhaltenen Bänder auf die zu banderolierende
Gegenstände
aufzubringen.
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Im
US-Patent Nr. 4497156 von Scheidegger, erteilt am 5. Februar 1985,
ist eine Maschine dargestellt, in der ein flaches, schlauchförmiges Hüll- oder Umhüllungsmaterial
durch ein Paar sich gegenläufig drehende
Zuführwalzen
intermittierend von einer Rolle abgezogen und in Stücke vorgegebener
Länge geschnitten
wird. Bevor die Stücke
in der von Scheidegger beschriebenen Maschine vom intermittierend abgezogenen
Hüll- oder
Umhüllungsmaterial
abgeschnitten werden, wird das Hüll-
oder Umhüllungsmaterial,
das ursprünglich
flach gewesen ist, wobei ursprüngliche
Falten in einer ersten Längsebene
angeordnet waren, in einer bezüglich
der ersten Ebene senkrechten, anderen Längsebene Po erneut
abgeflacht und umgefaltet, um ein Hüll- oder Umhüllungsmaterial
mit zwei im wesentlichen flachen Seiten herzustellen, die Spuren
des ursprünglichen
Faltenpaars aufweisen, während
es durch das zweite Faltenpaar begrenzt ist. Jedes Paar von beabstandeten, parallelen
Führungselementen
weist eine V-förmige Nut
auf, die der V-förmigen
Nut im gegenüberliegenden
Führungselement
zugewandt ist. Das zweite Faltenpaar in den abge schnittenen Stücken, das
durch erneutes Umfalten des Hüll- oder Umhüllungsmaterials
erhalten wird, ist in der Ebene Po angeordnet
und wird entlang diesen V-Nuten bewegt. Diese V-Nuten sind so geformt, daß das zweite
Faltenpaar zueinander hin konvergent ausgerichtet wird, um jedes
abgeschnittene Stück
derart zunehmend zu verformen, daß seine Seiten, die die ursprünglichen
Falten aufweisen, unter dem Druck voneinander getrennt werden, der
durch die konvergierenden V-Nuten ausgeübt wird, die gegen das zweite
Faltenpaar wirken. Die ursprünglichen
Falten oder Falzlinien beginnen wieder zu erscheinen und divergieren,
während
das zweite Faltenpaar gleichzeitig konvergiert. Zusammengefaßt kann
gesagt werden: die erneut umgefaltete Wand jedes abgeschnittenen
Stücks
ist in der Ebene Po im wesentlichen flach,
wenn sie anfangs mit den mit einer V-Nut ausgebildeten Führungselementen
in Eingriff kommt. Dann wird das abgeschnittene Stück durch
die V-Nuten zunehmend
so verformt, daß es
ein im wesentlichen quadratisches vorderes Ende und ein im wesentlichen
rhomboidisches hinteres Ende aufweist.
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Für diese
Anordnung mit konvergierender V-Nut muß die erneut umgefaltete Wand
der abgeschnittenen Stücke
relativ dick und steif und nachgiebig sein, um die Spuren des ursprünglichen
Faltenpaars beizubehalten und ein Knittern oder Zusammenfallen der
abgeschnittenen Stücke
zu verhindern, während
ihre beiden Seiten sich unter dem Druck, der durch die konvergierenden
V-Nuten ausgeübt
wird, auseinander bewegen, und um ein Knittern oder Zusammenfallen
aufgrund der Antriebskraft zu verhindern, die durch zwei Riemenelemente
ausgeübt
wird, die beide auf der gleichen Seite der Ebene Po angeordnet
sind und daher beide mit einem hinteren Rand der gleichen Hälfte eines
rhomboidischen hinteren Endes eines abgeschnittenen Stücks in Kontakt
stehen, wodurch ein unaus geglichener oder asymmetrischer Druckkontakt
auf das rhomboidische hintere Ende des abgeschnittenen Stücks ausgeübt wird.
Um die erforderliche Dicke, Steifigkeit und Nachgiebigkeit für solche
abgeschnittenen Stücke
bereitzustellen, ist es in einer z. B. im Patent von Scheidegger
dargestellten Maschine mit konvergierender V-Nut üblich gewesen,
ein Hüll- oder Umhüllungsmaterial
aus Kunststoff zu verwenden, dessen Wanddicke mindestens etwa 0,102
mm (etwa 0,004 Zoll) beträgt.
Für solche
relativ dickwandigen Hüll- oder
Umhüllungsmaterialien
wird eine wesentliche Menge an schrumpfbarem Kunststoff benötigt, womit hohe
Kosten verbunden sind.
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Einer
der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
darin, daß ein
zuverlässiger
Hochgeschwindigkeits-Banderoliervorgang bereitgestellt wird, bei dem
Bänder
oder Banderolen von einem Kunststoffschlauch entlang vorgegebenen
Abrißlinien
abgerissen werden, die durch beabstandete Reihen von Perforierungen
in der Schlauchwand definiert sind, wobei die Schlauchwand eine
filmähnliche
Dicke aufweisen kann, die beispielsweise nur etwa 0,051 mm (etwa
0,002 Zoll) beträgt,
wodurch im Vergleich zum herkömmlichen
Hüll- oder
Umhüllungsmaterial,
das eine Wanddicke von etwa 0,102 mm (0,004 Zoll) aufweist, Kunststoffmaterial
und Kosten eingespart werden, und wobei die erhaltenen abgerissenen
filmähnlichen
Bänder
beschleunigt und entlang eines losen Dorn mit einer hohen Geschwindigkeit
vorwärtsgetrieben
und vom Dorn abgestoßen
werden, der zu den zu banderolierenden Gegenständen hin ausgerichtet ist.
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Außerdem können die
abgestoßenen
Bänder
aufgrund dieser großen
Beschleunigung um die Außenseite
länglicher
Körper
relativ weit nach unten vorwärtsgetrieben
werden, ohne daß eine
lange Verweilzeit für
jeden Gegenstand an einer Banderolierstation erforderlich ist. Außerdem können Etiketten bänder mit
relativ großen
Schlauchlängen
derart beschleunigt werden, daß ihre
kinetische Energie ausreichend ist, um die Bänder zu Positionen in der Nähe des Bodens
der Gegenstände
vorwärtszutreiben,
ohne daß eine
große
Verweilzeit für
jeden Gegenstand an der Banderolierstation erforderlich ist.
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Erfindungsgemäß werden,
wie beispielsweise durch eine Maschine, in der zu banderolierende Gegenstände durch
eine Banderolierstation transportiert werden, die einzelnen Bänder bereitgestellt, indem
sie nacheinander vom Ende eines länglichen Kunststoffschlauchs
abgerissen werden, der in Querrichtung perforierte Abreißlinien
aufweist, die in vorgegebenen gleichmäßigen Abständen L entlang des Schlauchs
angeordnet sind. Der perforierte Schlauch ist flach und wird um
einen losen Dorn nach unten zugeführt, der den perforierten Schlauch öffnet und
offen hält.
Zuführungs-
oder Zuführwalzen
bewegen den perforierten Schlauch um den Dorn nach unten. Sich kontinuierlich
drehende Abreißwalzen
sind in einem vorgegebenen Abstand stromabwärts von den Zuführwalzen
angeordnet. Dieser vorgegebene Abstand ist kleiner als 2L. Diese
sich kontinuierlich drehenden Abreißwalzen ziehen das untere Ende
des perforierten Kunststoffschlauchs nach unten und reißen dadurch
aufeinanderfolgend Bänder
ab, die sich entlang des Dorns stromabwärts bewegen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Zufuhr des perforierten Schlauchs kontinuierlich,
und die Abreißbewegung
ist schneller als die Zuführbewegung,
wodurch eine Beschleunigung erzeugt wird, um aufeinanderfolgend
Längen
L des Schlauchs an in Querrichtung perforierten Abreißlinien
abzureißen
und aufeinanderfolgend Bänder
herzustellen, die sich entlang des Dorns mit einer hohen Geschwindigkeit
stromabwärts
bewegen. In diesem Beispiel der Erfindung sind vier kontinuierlich
umlaufende Endlosriemen um den Dorn herum im wesentlichen symmetrisch
beabstandet angeordnet.
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Diese
Riemen weisen längliche,
hervorstehende Druckelemente an gleichmäßig beabstandeten Positionen
entlang der Riemen auf. Im Betrieb werden vier dieser Druckelemente
gleichzeitig so angeordnet, daß sie
vier Bereiche eines oberen Randes jedes Bandes nach unten drücken, wenn
die Druckelemente gleichzeitig in vier im Dorn ausgebildete, sich
in Längsrichtung
erstreckende Kanäle
eintreten und sich entlang den Kanälen stromabwärts bewegen.
Daher treiben diese Druckelemente jedes Band mit einer hohen Geschwindigkeit
entlang des Dorns nach unten. Die vier Kanäle sind um den Umfang eines
kreiszylinderförmigen
unteren Abschnitts des Dorns im wesentlichen symmetrisch beanstandet. Diese
Druckelemente kommen vorteilhaft mit vier im wesentlichen gleichmäßig beabstandeten
Bereichen, d. h. Bereichen in vier verschiedenen Quadranten, eines
oberen Randes jedes kreisförmigen
Bandes in Kontakt, um die Belastung um den Umfang des oberen Randes
jedes Bandes im wesentlichen gleichmäßig zu verteilen und die Störung oder
Verformung eines filmähnlichen
Bandes zu minimieren, während
es mit einer hohen Geschwindigkeit entlang des Dorns nach unten
gedrückt
wird. Die Druckelemente stoßen jedes
Band von einem unteren Ende des Dorns ab, das auf jeden zu banderolierenden
Gegenstand hin ausgerichtet ist. Während des Abstoßens jedes
Bandes vom Dorn laufen die äußeren Enden
der vier länglichen
Druckelemente nun um eine Achse, so daß sie sich effektiv schneller
bewegen als das Band, um in einem zweiten Beschleunigungsvorgang
einen Endstoß auf
das abgestoßene
Band auszuüben
und die kinetische Energie des auf den zu banderolierenden Gegenstand
ausgerichteten Bandes zu erhöhen oder
aufrechtzuerhalten.
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In
der als eine Ausführungsform
der Erfindung dargestellten Banderoliermaschine wird der flache
Kunststoffschlauch kontinuierlich zugeführt und ist in der Nähe eines
stromaufwärtsseitigen
Endes eines losen Dorns perforiert. Diese Maschine kann auch vorperforierte
Kunststoffschläuche
handhaben.
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In
anderen dargestellten Ausführungsformen der
Erfindung wird der perforierte Kunststoffschlauch mit einer intermittierenden
Bewegung zugeführt.
Abreißwalzen
drehen sich kontinuierlich. Stromabwärts von den sich kontinuierlich
drehenden Abreißwalzen sind
sich kontinierlich drehende Beschleunigungs- und Abstoßelemente
angeordnet, die in einer Ausführungsform
als Rollen oder Walzen und in einer anderen Ausführungsform als Riemen dargestellt
sind. Diese sich kontinuierlich drehenden Beschleunigungs- und Abstoßelemente
haben eine erste Umfangsgeschwindigkeit, die mit der Umfangsgeschwindigkeit
der sich kontinuierlich drehenden Abreißwalzen übereinstimmt, und eine zweite,
höhere
Umfangsgeschwindigkeit, die mehr als zwei- oder dreimal so groß ist wie
die Umfangsgeschwindigkeit der Abreißwalzen. Die höhere Umfangsgeschwindigkeit wird
bereitgestellt, nachdem die Bänder
die Abreißwalzen
verlassen haben, und die Bänder
werden durch die höhere
Umfangsgeschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit entlang des
Dorns beschleunigt und vom auf den zu banderolierenden Gegenstand
ausgericheten Ende des Dorns abgestoßen. Dadurch wird die Verweilzeit
von Gegenständen
an einer Banderolierstation minimiert, oder die Gegenstände können relativ
schnell kontinuierlich durch die Banderolierstation transportiert
werden, wodurch eine hohe Produktionsrate erreicht wird. Außerdem werden
mit hoher Geschwindigkeit abgestoßene Bänder aufgrund ihrer kinetischen
Energie im wesentlichen über
die volle Länge
großer
Gegenstände nach
unten vorgetrieben, so daß Bänder als
die Gegenstände
umschließende
Hülsenetiketten
aufgebracht werden können.
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Der
Ausdruck "Gegenstand" oder "Artikel" bezeichnet in der
vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen einen oder mehrere Gegenstände, die
entweder separat oder zusammen banderoliert werden sollen, und bezeichnet
außerdem jeglichen
geeigneten Behälter,
z. B. eine Flasche, einen Krug, eine Dose, usw. der/die versiegelt,
banderoliert oder etikettiert werden soll.
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Der
hierin verwendete Ausdruck "Dorn" bezeichnet eine
Vorrichtung, die in das Innere eines Kunststoffschlauch einpaßbar ist
und dazu dient, den Schlauch zu öffnen
und offen zu halten, und den Kunststoffschlauch innen zu stützen, wodurch
veranlaßt
wird, daß der
Kunststoffschlauch sich allgemein der Form des Dorns anpaßt. Der
Dorns ist vorzugsweise etwas kleiner als die Innenseite des Schlauchs,
und der Dorn hat eine glatte Oberfläche, über die der Schlauch leicht
gleiten kann. Der Dorn weist außerdem
Oberflächen
und innen angeordnete Rollen oder Walzen auf, auf die die Schlauchzuführeinrichtung,
die Abreißeinrichtung
und die Bandbeschleunigungseinrichtung einen Druck ausüben, um ihre
jeweiligen Funktionen auszuführen.
Außerdem stützt der
Dorn relativ dünne
filmähnliche
Bänder,
um zu verhindern, daß sie
knittern oder zusammenfallen, wenn sie beschleunigt und mit einer
hohen Geschwindigkeit entlang des Dorns vorwärtsgetrieben werden, der sie
zu den jeweiligen zu banderolierenden Gegenständen hin abstößt.
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Die
hierin verwendeten Ausdrücke "oben", "nach oben", "unten", "nach unten", "vertikal" und "horizontal" und ähnliche
werden zur Vereinfachung der Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen verwendet
und sollen nicht im einschränkenden
Sinn verstanden werden, weil Betriebs- oder Funktionskomponenten
der Maschine auf einem Rahmen oder Gestell angeordnet sind, dessen
Position wie in 1 dargestellt
einstellbar ist, so daß die
unter Bezug auf diese geeigneten Ausdrücke beschriebenen Komponenten
in wahren vertikalen oder horizontalen Richtungen ausgerichtet oder
bewegt werden können
oder nicht, wobei die wahre vertikale Richtung senk recht zu einer
horizontalen Ebene auf der Erde ausgerichtet ist.
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Die
Erfindung wird zusammen mit anderen Aufgaben, Merkmalen, Vorteilen
und Aspekten der Erfindung anhand der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beibefügten Zeichnungen, die die Prinzipien
der Erfindung zeigen, näher
erläutert.
In den verschiedenen Figuren bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche
Elemente oder Komponenten.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die in die Beschreibung Bezug aufgenommen und Teil
der Beschreibung sind, zeigen gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung und dienen in Kombination mit der vorstehenden allgemeinen
Beschreibung und der nachstehenden ausführlichen Beschreibung zur Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer
in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendeten Maschine;
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2 eine Vorderansicht der
Maschine von 1 betrachtet
in Abwärtsrichtung
zum Einlaßende hin;
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3 eine vergrößerte Ansicht
zum Erläutern
des erfindungsgemäßen Banderolierverfahrens und
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
von 2;
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4 eine vergrößerte Ansicht
eines in 1 dargestellten
Getriebegehäuses
und von Komponenten des Getriebes, wobei eine Abdeckung entfernt
ist. 4 zeigt eine Ansicht
betrachtet von der Ebene 4-4 in 1;
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5 eine vergrößerte Vorderansicht
des losen Dorns entsprechend seiner Darstellung in den 2 und 3, wobei der Kunststoffschlauch des Banderoliermaterials
und die abgerissenen Bänder
zur Verdeutlichung weggelassen sind. 5 zeigt
kombinierte Aufhängungs-
oder Hängerollen
und sich kontinuierlich drehende Zuführwalzen, sich mit höherer Geschwindigkeit
kontinuierlich drehende Abreißwalzen
und kontinuierlich umlaufende Bandvortriebs- oder -beschleunigungs-
und -abstoßriemen;
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5A, 5B und 5C Querschnittansichten durch
den Dorn entlang den Ebenen 5A, 5B und 5C in 5, betrachtet von diesen Ebenen in Abwärtsrichtung;
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6 eine Seitenansicht des
losen Dorns betrachtet von rechts in 5 zum
Darstellen der gleichen Seite des Dorns wie in 1;
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6A eine Unteransicht des
losen Dorns in der Ausrichtung von 6;
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7 eine weitere vergrößerte Querschnittansicht
des Dorns im allgemeinen entlang der Ebene 5B-5B in 5 betrachtet in Aufwärtsrichtung, wobei die Dornausrichtung
der Ausrichtung von 6 entspricht. 7 zeigt die sich mit höherer Geschwindigkeit
kontinuierlich drehenden Abreißwalzen
und die kontinuierlich umlaufenden Bandvortriebs- oder -beschleunigungs-
und -abstoßriemen;
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8 ein Verfahren und eine
Vorrichtung, in der drei Reihen von Walzen oder Rollen zum Bereitstellen
einer Sequenz von drei verschiedenen zyklischen Geschwindigkeitsmodi
zum Realisieren eines Hochgeschwindigkeits-Etikettenbanderoliervorgangs
bereitgestellt werden: (1) intermittierende Zufuhr, (2) kontinuierliche
Abreißgeschwindigkeit,
die der Zufuhrgeschwindigkeit gleicht, und (3) Beschleunigungs-
und Abstoßgeschwindigkeiten,
die anfangs der kontinuierlichen Abreißgeschwindigkeit gleichen und
dann auf mehr als die doppelte kontinuierliche Abreißgeschwindigkeit
erhöht
werden. Ein Arbeitszyklus ist durch 0° bis 360° definiert, wobei 360° beim Beginn
des nächsten
Zyklus 0° entspricht;
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8A-1, 8A-2 und 8A-3 Drehzahldiagramme
der drei Walzenreihen in 8 für einen
Arbeitszyklus von 0° bis
360°. Obere
Walzen sind intermittierend betriebene Zuführ walzen; mittlere Walzen sind sich
kontinuierlich drehende Abreißwalzen;
und untere Walzen sind Beschleunigungs- und Abstoßwalzen.
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Um
die erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren
zu verdeutlichen, wird nachstehend auf die Zeichnungen Bezug genommen.
Die 1 und 2 zeigen eine allgemein durch
das Bezugszeichen 10 bezeichnete Maschine, in der ein flacher
Kunststoffschlauch 2 von einer durch einen Pfeil 1 dargestellten
geeigneten Vorratsquelle, z. B. von einer Spule oder Rolle, zugeführt wird.
Der Schlauch durchläuft
Führungswalzen 3 und 4 und
angetriebene Zuführwalzen 5 mit
einer gegenüberliegenden
Gegenwalze 6, die durch einen Arm 7 gehalten wird,
der an einer vorderen Platte 8 schwenkbar gehalten wird, die einen
Teil eines später zu
beschreibenden einstellbaren Rahmens oder Gestells 9 (1) bildet. Dieser Rahmen
bzw. dieses Gestell ist um Drehzapfen 11 (1 und 2)
im Winkel einstellbar.
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Um
eine Trennung zwischen der Schlauchvorratsquelle 1 und
der auf der Platte 8 angeordneten Banderoliervorrichtung 20 zu
erhalten, ist der flache Schlauch 2 durch eine auf der
vorderen Platte 8 angeordnete Pufferstation 12 gefädelt dargestellt.
Der Schlauch wird durch diese Pufferstation auf- und abgehend geführt, indem er über eine
in Position fixierte obere Walze 14 (3) und unter zwei unteren Walzen 15 entlanggeführt wird,
die durch einen Schlitten 16 gehalten werden, der entlang
festen vertikalen Führungsstangen 17 frei
auf- und abbweglich ist. Dieser Schlitten ist zwischen einer durch
durchgezogene Linien dargestellten oberen Position und einer durch strichpunktierte
Linien durch Bezugszeichen 2', 15' und 16' (3) bezeichneten unteren
Position beweglich.
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Hinter
der Pufferstation 12 durchläuft der flache Schlauch 2 in 3 Führungswalzen 18 und 19 und.
tritt in eine in der Banderoliervorrichtung 20 angeordnete
Perforiervorrichtung bzw. in einen Perforator 30 ein. Der
Schlauch läuft
von der Walze 19 nach oben und halb um eine Amboßwalze 22 mit
einer glatten Oberfläche,
die aus einem geeigneten harten, haltbaren Material, z. B. aus Werkzeugstahl,
hergestellt ist. Der flache Schlauch 2 läuft dann
zwischen dieser Amboßwalze 22 und
einem angetriebenen Perforatorrotor 24 nach unten. Dieser
Rotor 24 trägt mehrere
in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete
Perforatorschneiden 26 (im vorliegenden Fall sechs), die
sich parallel zur Achse 28 des Rotors 24 erstrecken.
Jede Schneide 26 weist zahlreiche kleine scharfe Zähne auf,
wobei zwischen den Zähnen
kleine Abstände
vorhanden sind. Diese Schneiden 26 versehen die Schlauchwand
mit zahlreichen kleinen Perforierungen, die in Querrichtung verlaufende
Abreißlinien 27 (3) definieren, die sich
senkrecht zur Schlauchlänge
erstrecken und entlang der Schlauchlänge gleichmäßig beabstandet sind. Der Abstand
zwischen aufeinanderfolgenden Abreißlinien 27 (3) entlang der Schlauchlänge und
damit die axiale Länge
L (3) der erhaltenen
Bänder 29 ist
vom Durchmesser des Rotors 24 und der Anzahl seiner Schneiden 26 abhängig. Der
Rotor 24 kann durch einen Rotor mit größerem oder kleinerem Durchmesser
und mit weniger oder mehr Schneiden 26 ersetzt werden,
um den Abstand zwischen den Abreißlinien 27 und damit
die erhaltene Bandlänge
L zu ändern.
Vorzugsweise wird die Amboßwalze 22 drehbar.
angetrieben, wie später
erläutert
wird. Der Perforatorrotor 24 wird, wie später erläutert wird,
so angetrieben, daß die
Umfangsgeschwindigkeit der Spitzen seiner Perforatorschneiden 26 etwa
der durch die stromabwärts
vom der Perforator angeordneten, sich kontinuierlich drehenden Schlauchzuführwalzen
bereitgestellten Transportgeschwindigkeit des Schlauchs 2 gleicht,
jedoch geringfügig
kleiner ist, wie später
beschrieben wird.
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Es
ist eine Amboßwalzenpositionseinstelleinrichtung 32 zum
exakten Positionieren der Zylinderfläche der Amboßwalze 24 bezüglich den
scharfen Spitzen der Zähne
auf den Schneiden 26 dargestellt, so daß diese Zahnspitzen beide Dicken
der flachen Wand des Schlauchs 2 vollständig durchlöchern oder perforieren und
die glatte, harte Oberfläche
der Amboßwalze
nur geringfügig
berühren.
Beispielsweise weist die Positionseinstellungseinrichtung 32 einen
einstellbaren Träger 34 auf,
der die Amboßwalze 22 hält und mehrere
Einstellschrauben 36 aufweist, die jeweils in einen Perforatorrahmen 38 eingeschraubt
sind und durch geeignete Sicherungsmuttern 37 in ihren
exakt eingestellten Positionen gehalten werden, wobei Sicherungsscheiben
am Perforatorrahmen anliegen. Der einstellbare Träger 34 weist
ein Paar Seiten 33 (von denen in 3 nur eine sichtbar ist) auf, die jeweils
ein Paar parallele Randgrate oder -stege 35 aufweisen,
die entlang Nuten in Wandelementen 39 des Perforatorrahmens 38 verschiebbar
sind. (In 3 ist nur
ein Wandelement 39 dargestellt).
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Der
Perforator 30 ist entlang der Rahmenplatte 8 durch
Einstellschrauben 40, die in Schlitzen im Wandelement 39 aufgenommen
sind, in der vertikalen Position einstellbar, um zu ermöglichen,
daß lose
Dorne mit verschiedenen Längen
in der Banderoliervorrichtung installierbar sind. Ein anderes Wandelement 41 (1) des Perforatorrahmens 38 wird durch
mehrere abstehende Bolzen 42 (3) parallel zum Wandelement 39 gehalten.
Ein versehentlicher Zugriff auf den Perforatorrotor 24 wird
durch ein entfernbares Schutzelement 44 verhindert, das
sich in der Nähe
der Bolzen 42 um den Perforator erstreckt.
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Wie
in 1 verdeutlicht ist,
können
die axialen Längen
der Amboßwalze 22 und
des Perforatorrotors 24 wesentlich größer sein als die Breite des
flachen Schlauchs 2, um eine Handhabung eines flachen Schlauchs
zu ermöglichen,
der eine wesentlich größere Breite
hat als dargestellt, um gegebenenfalls Bänder mit größerem Durchmesser bereitzustellen.
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Unmittelbar
nachdem der flache Schlauch perforiert wurde, wird er von der Oberfläche der
Amboßwalze 22 tangential
abgezogen und bewegt sich in einer Ebene P zwischen einem Paar dicht
beabstandeten, gegenüberliegenden,
frei drehenden Führungswalzen 45, 46 (3), die auf dem Perforatorrahmen 38 angeordnet
sind, nach unten.
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Die
Achsen dieser Führungswalzen
sind parallel zur Ebene P des sich nach unten bewegenden flachen
Schlauchs und außerdem
parallel zu einem Steg 47 (5, 6 und 7) ausgerichtet, der sich quer über die
Oberseite eines keilförmigen
oberen Endes 51 eines losen Dorns 50 erstreckt.
Die axiale Länge dieser
beiden Führungswalzen 45, 46 ist
größer als die
Breite des perforierten flachen Schlauchs 2' (3),
der sich dem Steg 47 annähert, um gegebenenfalls einen
flachen Schlauch mit wesentlich größerer Breite handhaben zu können, wie
unter Bezug auf die Breite des Perforators beschrieben wurde. Diese
Führungswalzen
ermöglichen
es, daß beide Seiten
des perforierten flachen Schlauchs glatt und in der Nähe der Ebene
P (2, 3 und 5)
angeordnet sind, mit der der Steg 47 ausgerichtet ist.
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Wie
in den 5, 6 und 7 dargestellt ist, ist der lose Dorn 50 mit
einem geeigneten glatten Metall oder Kunststoff, z. B. Teflon-Polytetrafluorethylen (PTFE)
oder einem ähnlichen
Material, beschichtet oder daraus hergestellt, auf dem der filmähnliche
perforierte Kunststoffschlauch 2' (3)
leicht gleiten kann. Der Steg 47' und dreieckige Keile 48 (in 6 ist nur einer sichtbar)
eines kegelförmigen
oberen Übergangsendes 51 des
Dorns öffnen
den perforierten Schlauch 2' glatt
mit einer relativ großen
Geschwindigkeit, während
er um den Dorn nach unten gleitet. Der Steg 47 und die
Keile 48 sind so geformt, daß ein glatter Übergang
des perforierten Schlauchs 2' von
einer flachen zu einer kreiszylinderförmigen Konfiguration ermöglicht wird.
Daher ist das kegelförmige
obere Ende 51 des Dorns 50 vorzugsweise so geformt,
daß an
jeder von aufeinanderfolgenden Positionen entlang des Keils 48 nach
unten ein konstanter Abstand um seinen Umfang bereitgestellt wird. Dieser
konstante Umfangsabstand entspricht vorzugsweise etwa dem (er ist
jedoch ausreichend kleiner als der) Umfangsabstand um die Innenwandfläche des
perforierten Schlauchs 2',
um den Schlauch zu stützen,
während
ermöglicht
wird, daß der Schlauch
um den Dorn frei nach unten gleiten kann.
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Die
sich in Längsrichtung
entlang der Dornmittellinie 51 (in den 5 und 5C deutlich
dargestellt) erstreckende Ebene P ist die Ebene des sich vom Perforator 30 nach
unten bewegenden, perforierten flachen Schlauchs 2' (3). Wie vorstehend erläutert wurde,
liegt der Steg 47 in der Ebene P. 6 zeigt nur eine im allgemeinen dreieckige
Keilfläche 48 von
zwei dreieckigen Flächen.
Diese Keilfläche 48 hat
die Konfiguration eines im wesentlichen gleichschenkligen Dreiecks
mit zwei leicht konvexen Rändern 49,
die an einem Scheitel- oder Eckpunkt 55 aufeinandertreffen,
wie in 6 dargestellt
ist, die eine Ansicht betrachtet in einer Richtung senkrecht zur
Ebene P zeigt. Wie in 5 dargestellt
ist, die eine Ansicht in einer Richtung entlang der Ebene P zeigt,
divergieren die beiden dreieckigen Flächen 48 symmetrisch
von der Ebene P stromabwärts
mit einem eingeschlossenen Winkel α von etwa 35° bis etwa 40°.
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Wie
in 1 dargestellt ist,
wird der geöffnete
perforierte Schlauch zwischen einem Satz sich frei drehender Dornpositionier-
und -stabilisierwalzen 52, die durch eine Klammer 53 an
gegenüberliegenden Seiten
des Dorns montiert sind, um den Dorn nach unten geführt. In
den 2 und 3 ist nur eine dieser Dornpositionier-
und -stabilisierwalzen 52 dargestellt. Jede dieser Walzen
weist eine gegenüberliegende, sich
frei drehende Gegenwalze auf, die im Inneren des Dorns angeordnet
ist, um einen ausgerichteten Rollkontakt mit den Innen- und Außenwandflächen des
perforierten Schlauchs 2' bereitzustellen.
Diese Walzen 52 sind auf der Ebene P zentriert und in der Darstellung
an Rollkontaktpositionen 54 in einer vertikalen Höhe auf dem
Dorn angeordnet, die im wesentlichen mit der vertikalen Höhe von Scheitel- oder Eckpunkten 55 der
gleichschenkligen dreieckigen Keilflächen ausgerichtet ist. Daher
sind diese Rollkontaktpositionen 54 in der Nähe einer
Höhe der Scheitel-
oder Eckpunkte 55 an stromabwärtsseitigen Enden der dreieckigen
Keilflächen 48 und
an einem stromaufwärtsseitigen
Ende einer kreiszylinderförmigen
Form 90 (5A, 5B, 5C, 6A und 7) des Dorns angeordnet.
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Unter
den Dornpositionierungs- und -stabilisierwalzen 52 wird
der perforierte Schlauch 2' durch ein
Paar sich kontinuierlich drehende Zuführwalzen 56, die an
gegenüberliegenden
Seiten der Ebene P angeordnet sind, unten um den Dorn 50 geführt. Diese
Zuführwalzen 56 weisen
Stege 57 aus einem Material mit einem geeignet hohen Reibungskoeffizient auf,
das mit dem perforierten Schlauch 2' in Reibungseingriff steht, z.
B. aus Polyurethan oder einem ähnlichen
Material, oder die gesamte Zuführwalze kann
aus einem derartigen Material hergestellt sein. Die Zuführwalzen 56 drücken die
perforierte Schlauchwand leicht nach innen, wie in 5 verdeutlicht ist, in Rollkontakt mit
jeweiligen Sätzen
von sich frei drehenden oberen und unteren Hänge- oder Aufhängungsrollen 58, 59,
die im Inneren des Dorns 50 und über und unter der sich in Querrichtung
erstreckenden Ebene 5A-5A (5)
in gleichmäßigen Abständen angeordnet
sind, wobei die Achsen 60 der Zuführwalzen 56 in dieser
sich in Querrichtung erstreckenden Ebene liegen, um den losen Dorn
zu lagern oder aufzuhängen.
D. h., die beiden Zuführwalzen 56 dienen
in Zusammenwirkung mit ihren jeweiligen Sätzen von Aufhängungsrollen 58, 59 zwei Zwecken:
zum Lagern oder Aufhängen
des Dorns und zum kontinuierlichen Zuführen des perforierten Schlauchs 2' nach unten
um den Dorn.
-
In 3 werden die Drehwellen
der Zuführwalzen 56 durch
Halteplatten 61 gehalten, die durch Maschinenschrauben 67,
die mit horizontalen Schlitzen in Eingriff stehen, auf einer zweiten
einstellbaren Halteplatte 65 gehalten werden, so daß der laterale Abstand
zwischen den Zuführwalzen 56 einstellbar ist,
um lose Dorne mit verschiedenen Durchmessern aufzunehmen und Schläuche und
Bänder
mit verschiedenen Durchmessern zu handhaben. Die zweite Halteplatte 65 ist
in ihrer vertikalen Position auf der vorderen Platte 8 durch
Maschinenschrauben 69 einstellbar, die mit vertikalen Schlitzen
in Eingriff stehen, so daß der
vertikale Abstand zwischen den Zuführwalzen 56 und den
nachstehend beschriebenen Abreißwalzen 62 eingestellt
werden kann, um Bänder 29 mit
verschiedenen Längen
L zu handhaben. Die Aufhängungsrollen 58, 59 im
Dorn sind vertikal so angeordnet, daß sie gemäß 5 in einer geeigneten kooperativen Beziehung
bezüglich
der vertikalen Position der Zuführwalzen 56 angeordnet
sind. Ein Verfahren zum Bereitstellen einer geeigneten kooperativen
Beziehung gemäß 5 zwischen den Aufhängungsrollen 58, 59 und
vertikal neu positionierten Zuführwalzen 56 besteht
darin, im Dorn 50 eine Einrichtung zum Einstellen der vertikalen
Position dieser Aufhängungsrollen
bezüglich
des Dorns selbst bereitzustellen. Ein anderes Verfahren zum Bereitstellen
einer geeigneten kooperativen Beziehung gemäß 5 zwischen den Aufhängungsrollen 58, 59 und vertikal
neu positionierten Zuführwalzen 56 besteht darin,
den Dorn zu entfernen und durch einen anderen Dorn zu ersetzen,
in dem die Aufhängungsrollen 58, 59 bezüglich den
Zuführwalzen
vertikal geeignet positioniert sind.
-
Unter
den sich kontinuierlich drehenden Zuführwalzen 56 kommt
der perforierte Schlauch 2' mit einem
Paar sich kontinuierlich drehenden Abreißwalzen 62 in Kontakt,
die auf gegenüberliegenden
Seiten der Ebene P angeordnet sind, wobei ihre Achsen 64 in
der sich in Querrichtung erstreckenden Ebene B-B angeordnet sind.
Diese Abreißwalzen
weisen Stege 63 (5)
aus einem Material mit einem geeignet hohen Reibungskoeffizienten
auf, das dem Material der Stege 57 der sich kontinuierlich
drehenden Zuführwalzen ähnlich ist.
Die Umfangsgeschwindigkeit der dargestellten Abreißwalzen 62 ist
mehr als dreimal so groß wie
die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführwalzen 56, wodurch
die erhaltenen abgerissenen Bänder
auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die mehr als dreimal
so groß ist
wie die kontinuierliche Zuführgeschwindigkeit
des perforierten Schlauchs 2'.
Jede der Abreißwalzen
weist eine gegenüberliegende,
sich frei drehende Gegenwalze 66 auf, die im Inneren des
Dorns angeordnet ist und deren Achsen 68 in der sich in
der Querrichtung erstreckenden Ebene B-B angeordnet sind, um einen
ausgerichteten Rollkontakt mit den Innen- und Außenflächen des perforierten Schlauchs 2' bereitzustellen.
-
Wie
in 7 dargestellt ist,
sind die sich kontinuierlich drehenden Abreißwalzen 62 durch eine Keilverzahnung
auf einem Paar Antriebswellen 70 montiert, die jeweilige
Achsen 64 aufweisen. Diese Wellen 70 werden durch
Halteplatten 71 (3)
gehalten, die auf der vorderen Platte 8 des Maschinenrahmens 9 (1) durch Maschinenschrauben 72 horizontal
einstellbar sind, die mit Schlitzen in Eingriff stehen, die lose
Dorne mit verschiedenen Durchmessern zum Handhaben von Schläuchen und
Bändern mit
verschiedenen Durchmessern aufnehmen.
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Zwei
mit Flansch versehene Riemenantriebzahnriemenscheiben 74 sind
durch eine Keilverzahnung auf jeder der Wellen 70 montiert,
und dazwischen ist jeweils eine Abreißwalze 62 angeordnet. Ein
Endlos-Zahnriemen 76 (3 und 7) wird durch jede Zahnriemenscheibe 74 zwangsweise
angetrieben und läuft
in einem länglichen
ovalen Weg um seine Antriebsriemenscheibe 74 und um eine
untere Freilaufrolle 78, die durch eine Klammer 80 (3) für eine Drehbewegung um eine
Achse 79 montiert ist. Jede der Klammern 80 erstreckt
sich von der Halterungsplatte 71 nach unten, so daß die Freilaufrollen 78 an
gegenüberliegenden
Seiten der Ebene P und in der Nähe
eines unteren Endes 82 des Dorns 50 angeordnet
sind.
-
Wie
in 7 dargestellt ist,
werden vier Riemen 76 bereitgestellt, und jeder Riemen
weist mehrere nach außen
hervorstehende längliche
Druckelemente 84 auf, die entlang des Riemens in gleichmäßigen Abständen am
Riemen befestigt sind. Beispielsweise ist es, wie in 3 dargestellt ist, bevorzugt,
mindestens drei Druckelemente 84 auf jedem Riemen bereitzustellen,
so daß sich
mindestens eines der Druckelemente jedes Riemens immer entlang eines
länglichen
Kanals im Dorn bewegt, wie nachstehend erläutert wird. Diese länglichen
Druckelemente stehen von der Außenfläche des
Riemens um ein wesentliches Maß hervor.
Beispielsweise stehen sie um ein Maß D (7) vom Riemen hervor, das mindestens
70% des Krümmungsradius
R seiner Antriebsriemenscheibe 74 beträgt.
-
Jeder
umlaufende Riemen 76 bewegt sich in einem geraden, nach
unten gerichteten Abschnitt seines ovalen Weges parallel zu und
in der Nähe
eines unteren Abschnitts des Dorns nach unten. Es sind vier Druckelementaufnahmekanäle 86 vorgesehen,
die sich im unteren Abschnitt des Dorns in Längsrichtung erstrecken. Diese
Kanäle
erstrecken sich pa rallel zu den vier sich jeweils nach unten bewegenden
Riemen.
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Die
strichpunktierten ovalen Linien 88 (3 und 5)
zeigen ovale Wege, entlang denen sich die Außenenden der länglichen
Druckelemente 84 während
ihres Umlaufs mit ihren entsprechenden Riemen 76 bewegen.
Weil diese länglichen
Druckelemente um ihre Antriebsriemenscheiben schwingen, treten ihre
Außenenden
in obere Endabschnitte der jeweiligen Aufnahmekanäle 86 ein.
Dadurch treiben vier Druckelemente gleichzeitig ein abgerissenes Band 29 mit
einer hohen Geschwindigkeit entlang der kreiszylinderförmigen Fläche 90 (5C und 7) des Dorns 50 nach unten.
Die Dornoberfläche
stützt
vorteilhaft das sich schnell bewegende Band vor einem Zusammenfallen
oder einer wesentlichen Störung oder
Verformung. Außerdem
sind diese vier Kanäle 86 um
die kreiszylinderförmige
Oberfläche 90 des
unteren Dornabschnitts im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander
angeordnet, wie in 5C verdeutlicht
ist. Dadurch kommen die vier länglichen Druckelemente 84,
wie in 7 verdeutlicht
ist, während
sie in die Kanäle 86 eintreten
und sich entlang den Kanälen
bewegen, mit vier im wesentlichen gleichmäßig beabstandeten Bereichen,
d. h. Bereichen in vier verschiedenen Quadranten, eines oberen Rands
jedes kreisförmigen
Bandes 29 (3)
in Kontakt und drücken
nach unten dagegen, wodurch Belastungen um den Umfang des oberen
Randes im wesentlichen gleichmäßig verteilt
werden und Störungen
oder Verformungen des filmähnlichen
Kunststoffmaterials der Bänder
minimiert werden, die mit einer hohen Geschwindigkeit entlang des
Dorns zu seinem unteren Ende 82 hin nach unten gedrückt werden.
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Wenn
die länglichen
Druckelemente 84 aus den unteren Enden 87 (5) der Kanäle 86 austreten,
schwingen sie (laufen sie um) die Achsen 79 der Freilaufrollen 78,
wie durch gekrümmte
Pfeile 89 dargestellt ist. Dadurch bewegen sich die Außenenden dieser
schwingenden Druckelemente schneller als ihre Riemen und üben durch
eine Endbeschleunigung des abzustoßenden Bandes einen Endstoß darauf
aus, um die kinetische Endergie des Bandes 29 zu erhöhen oder
aufrechtzuerhalten, das zum zu banderolierenden Gegenstand hin abgestoßen und ausgerichtet
wird.
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Jede
der vier Freilaufrollen 78 (5)
hat einen Radius, der größer ist
als der Radius R jeder Bandantriebsriemenscheibe 74 (7), um einen Radius der
Schwingbewegung der Enden der länglichen
Druckelemente 84 bei ihrer Umlaufbewegung um die Führungsrollen
bezüglich
eines Schwingradius dieser Enden bei einer Umlaufbewegung um die Bandantriebsriemenscheiben
zu vergrößern. Durch diesen
größeren Radius
der Druckelementschwingbewegung wird verhindert, daß durch
den letzten Schwingstoß der
länglichen
Druckelemente gegen den oberen Rand jedes abgestoßenen Bandes
eine übermäßige Komponente
einer Schwingbewegung von der Ebene P weg gerichtet nach außen ausgeübt wird,
während
ermöglicht
wird, daß eine
wesentliche und effektive Abwärtskomponente
der Stoßbewegung
parallel zur Ebene P in der gewünschten
Vortriebsrichtung nach unten erzeugt wird.
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3 zeigt ein kreisförmiges Band 29 in
der Nähe
des unteren Endes 82 des Dorns, wobei das Band durch die
Druckelemente 84 mit hoher Geschwindigkeit nach unten vorgetrieben
wird. 3 zeigt auch ein
anderes Band, das durch die Abreißwalzen 62 gerade
vom unteren Ende des perforierten Schlauchs 2' abgerissen
worden ist und durch diese Abreißwalzen nach unten auf eine
Geschwindigkeit beschleunigt wird, die mindestens dreimal so groß ist wie
die Geschwindigkeit, die dem perforierten Schlauch 2' durch die sich
kontinuierlich drehenden Zuführwalzen 56 mitgeteilt
wird. 3 zeigt die um die
Achsen 64 schwingenden Druckelemente 84, die bereit
sind, in die Druckelementaufnahmekanäle 86 über dem
oberen Rand des gerade abgerissenen Bandes 29 einzutreten.
Die Druckelemente 84 sind entlang jedes Riemens 76 ausreichend
beabstandet, so daß nur
ein Druckelement auf jedem Riemen mit jedem abgerissenen Band 29 in
Kontakt kommt.
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Um
die Zuführwalzen 56,
die sich mit höherer Geschwindigkeit
drehenden Abreißwalzen 62 und die
Bandantriebsriemenscheiben 74 anzutreiben, ist eine Antriebs-
und Getriebeeinrichtung 100 auf einem einstellbaren Rahmen
oder Gestell 9 angeordnet, wie in den 1 und 4 dargestellt
ist. Die Antriebs- und Getriebeeinrichtung 100 weist auf:
einen Elektromotor 102 zum Drehen einer Zahnriemenantriebsriemenscheibe 104 zum
Bewegen eines doppelseitigen Zahnriemens 105 um eine Führungsrolle 106 und
Antriebsriemenscheiben 107, 108, 109 und 110.
Die Antriebsriemenscheibe 110 ist über eine Antriebswelle 111 (1) mit einer Perforatorrotorantriebswelle 112 (1) auf der Achse 28 eines
Perforatorrotors 24 verbunden.
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Zum
drehbaren Antreiben der Amboßwalze 22 (3) ist eine Antriebsscheibe 115 (1) mit der Perforatorrotorantriebswelle 112 keilverzahnt. Die
Antriebsscheibe 115 weist einen Rand aus einem Material
mit hohem Reibungskoeffizienten auf, der mit einem ähnlichen
Rand einer angetriebenen Scheibe (nicht dargestellt), die mit der
Welle der Amboßwalze 22 keilverzahnt
ist, um sie mit einer geeigneten Oberflächengeschwindigkeit zu drehen,
in einer Reibungsantriebsbeziehung steht.
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Antriebsriemenscheiben 108 und 109,
die einen identischen Durchmesser haben und sich in gegenläufige Richtungen
drehen, sind über
identische Antriebswellen 113 (in 1 ist nur eine dargestellt) mit jeweiligen
Zuführwalzen 56 (3) verbunden, um sie mit
identischen Umfangsgeschwindigkeiten in gegenläufige Richtungen um ihre jeweiligen
Ach sen 60 zu drehen, wie in 3 durch
gekrümmte
Pfeile dargestellt ist.
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Es
ist aus nachstehend erläuterten
Gründen vorteilhaft,
wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführwalzen 56 etwas
größer ist
als die Umfangsgeschwindigkeit der Spitzen der Perforatorschneiden 26.
Um diesen geringfügigen
Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten zu erhalten, wird der Durchmesser
der Zuführwalzenantriebsriemenscheiben 108, 109 bezüglich eines
größeren Durchmessers der
Perforratorrotorantriebsriemenscheibe 110 hinsichtlich
einer Umfangsstrecke geeignet ausgewählt, die die Spitzen der Perforatorschneiden 26 während eines
Umlaufs zurücklegen,
und hinsichtlich einer kleineren Umfangsstrecke, die die Stege 57 der
Zuführwalzen 56 während eines
Umlaufs zurücklegen, so
daß die
Umfangsgeschwindigkeit der Zuführstege 57 geringfügig, d.
h. um eine Geschwindigkeitsdifferenz im Bereich von etwa 0,03% bis
etwa 0,5%, größer ist
als die Umfangsgeschwindigkeit der Perforatorschneidenspitzen. Dieser
geringfügige
Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten dient dazu, den perforierten
Schlauch 2' für eine glatte
Fließbewegung
vom Perforator 30 zu den Zuführwalzen 56 leicht
unter Spannung zu halten, so daß er
im wesentlichen keine Falten bildet. Der erhaltene geringfügige Unterschied
der Umfangsgeschwindigkeiten kann durch einen unperforierten Schlauch 2 ausgeglichen
werden, der auf der glatten Oberfläche der Amboßwalze 22 leicht
vorwärts
gleitet, und kann durch die Reibungsantriebsscheibe 115 (1) der Amboßwalze aufgenommen
werden.
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Die
Antriebsriemenscheibe 107 dreht ein mit der Riemenscheibe 107 koaxial
angeordnetes Zahnrad 114 mit einem relativ großen Durchmesser.
Dieses größere Zahnrad 114 steht
antriebsmäßig mit
einem kleineren Zahnrad 116 zum Antreiben eines mit dem
Zahnrad 116 koaxial angeordneten anderen Zahnrads 118 in
Eingriff. Das Zahnrad 118 kämmt mit einem Gegen rad 120 mit
dem gleichen Durchmesser, um identische gegenläufige Geschwindigkeiten der
Zahnräder 118 und 120 bereitzustellen.
Die Zahnräder 118 und 120 sind über Antriebswellen 122 (von
denen in 1 nur eine
dargestellt ist) mit jeweiligen Riemenscheibenantriebswellen 70 (7) zum Drehen der Wellen 70 mit
gleicher Geschwindigkeit in gegenläufige Richtungen verbunden.
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Zum
Ermöglichen
der vertikalen Einstellung der Position des Perforators 30,
so daß Dorne
mit verschiedenen Längen
aufgenommen werden können,
und der horizontalen Einstellung der Achsen 60, 64 und 79,
so daß Dorne
mit verschiedenen Durchmessern aufgenommen werden können, weisen
die Antriebswelle 111 und die Paare von Antriebswellen 113 und 122 (1) Universalgelenke an jedem Ende
der jeweiligen Antriebswellen auf, wobei jede Antriebswelle einen
teleskopartig längenverstellbaren
Zwischenabschnitt aufweist.
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Vorzugsweise
ist die Umfangsgeschwindigkeit der Stege 63 der Abreißwalzen 62 mindestens etwa
dreimal so groß wie
die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführwalzen 56 zum Beabstanden
der Bänder 29 entlang
des Dorns über
Zwischenräume,
die größer sind
als die Bandlänge
L. Beispielsweise kann der Durchmesser der Riemenscheibe 107,
wie in 4 dargestellt
ist, demjenigen der Riemenscheiben 108, 109 gleichen.
Dann kann das Zahnrad 114 einen Durchmesser aufweisen,
der 3,4-mal so groß ist wie
derjenige des Zahnrades 116 zum Drehen der Abreißwalzen 62 mit
einer Drehzahl, die 3,4-mal so groß ist wie diejenige der Zuführwalzen 56.
Weil der Durchmesser der Abreißwalzenstege 63 im
wesentlichen demjenigen der Zuführwalzenstege 57 gleicht, ist
die Umfangsgeschwindigkeit der Abreißwalzenstege etwa 3,4-mal schneller.
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Zum
Antreiben der Zuführwalze 5 (1, 2 und 3)
kann ihre Welle über
eine elektromagnetisch betätigte
Kupplung 124 (1)
und über
eine Gelenkkettenverbindung 126 mit der Perforatorrotorwelle 112 (3) verbunden sein. Vorzugsweise
ist die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführwalze 5 etwas größer als
die Umfangsgeschwindigkeit der Perforatorschneidenspitzen, so daß am Perforator 30 immer ein
geeigneter Vorrat des ankommenden Schlauchs 2 vorhanden
ist. Um diese schnellere Umfangsgeschwindigkeit zu erhalten, kann
der Durchmesser der Zuführwalze 5,
wie in 3 dargestellt,
etwas größer sein
als der Schneidenspitzen-Schneidenspitzen-Durchmesser des Perforatorrotors.
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Während die
elektromagnetische Kupplung 124 eingerückt ist, wird durch die durch
die Walze 5 erzeugte, bezüglich der nötigen Schlauchzuführgeschwindigkeit
höhere
Schlauchzuführgeschwindigkeit
veranlaßt,
daß der
Schlauch in der Pufferstation 12 akkumuliert wird. Während dieser
Akkumulierung bewegt sich. der Schlitten 16 zu seiner unteren
Position 16' hin
nach unten, wo er einen unteren Positionssensor 128 in
einer Steuerschaltung triggert, um die Kupplung 124 auszurücken. Während die
Kupplung 124 ausgerückt
ist, wird durch Abziehen des Schlauchs von der Pufferstation 12 veranlaßt, daß der Schlitten 16 sich
zu seiner oberen Position nach oben bewegt, wo er einen oberen Sensor 130 einer Steuerschaltung
triggert, um die Kupplung 124 einzurücken. Dadurch wirken die Zuführwalze 5 und
die Pufferstation 12 zusammen, um dem Perforator den Schlauch 2 geeignet
zuzuführen.
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Wie
in 2 dargestellt ist,
weist ein Rahmen 132 der Maschine 10 ein Paar
beabstandete parallele Gestelle 134 mit Füßen auf,
um zu ermöglichen,
daß die
Gestelle an gegenüberliegenden
Seiten eines Produkttransportmechanismusrahmens 135 stehen
können.
Der einstellbare Schlitten 9 (1) wird durch diese Gestelle 134 durch
ein Paar Gelenkbolzen 11, die an den beiden Gestellen montiert
sind, über
dem Produkttransportmechanismusrahmen 135 gehalten. Die
Neigung des Schlittens 9 wird unter Verwendung eines bogenförmigen Schlitzes 136 auf
jeder Seite des Rahmens eingestellt, der mit entsprechenden Positionsblockiereinrichtungen 138 (2) auf den Gestellen zusammenwirkt,
die mit den bogenförmigen
Schlitzen in Eingriff stehen.
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Zu
banderolierende Gegenstände 140 werden
auf einem Transportband 142 (1 und 2) transportiert. Eine Banderolierstation 144 befindet sich
an einer Position auf des Transportbandes 142, zu der das
untere Ende 82 des Dorns hin ausgerichtet ist. Um die Position
jedes Gegenstands bezüglich der
Banderolierstation 144 zu steuern, wirkt eine Steuerschraube 146 mit
einer gegenüberliegenden Führungsschiene 148 zusammen.
Das Transportband 142 bewegt sich etwas schneller als die
effektive Artikelvorschubgeschwindigkeit der Steuerschraube 146.
Dadurch werden banderolierte Gegenstände 140', die von der Steuerschraube freigegeben
wurden, nachdem sie die Banderolierstation 144 durchlaufen
haben, wie in 1 dargestellt nacheinander
gleichmäßig voneinander
getrennt.
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Um
einen Produkthandhabungsantrieb (nicht dargestellt) zum Drehen der
Steuerschraube 146 zu steuern, ist auf der gleichen Achse 154 wie
diejenige der Antriebsriemenscheibe 110 des Perforatorrotors eine
Synchronisationsscheibe 150 (4)
lösbar montiert.
Diese rotierende Synchronisationsscheibe 150 kann durch
andere, ähnliche
Scheiben ersetzt werden, die jeweils mehrere gleichmäßig beabstandete
Erfassungspunkte 152 (in diesem Fall sechs) aufweisen,
wobei ihre Anzahl der Anzahl der Perforatorschneiden 26 auf
dem verwendeten Perforatorrotor gleicht. Ein ortsfester Sensor 156 erzeugt
einen Synchronisationsimpuls pro Durchgang jedes Erfassungspunktes,
und diese Synchronisationsimpulse werden zum Steuern der Drehbewegung
der Steuerschraube 146 zum Positionieren jedes Gegenstands in
der Banderolierstation 144 verwendet, die mit der Zielposition
jedes Bandes 29 ausge richtet ist, das vom unteren Ende 82 des
Dorns abgestoßen
wird.
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Das
Einstellen der Neigung des Rahmens 9 um die Drehzapfen 11 dient
zum Einstellen der Höhe des
unteren Endes 82 des Dorns über dem Niveau eines Transportbandes 142,
um das System für Chargen
von Gegenständen 140 mit
vorgegebenen verschiedenen Höhen
anzupassen und die Zielausrichtungs- und Abstandsbeziehung zwischen
dem unteren Dornende 82 und den Oberseiten der Gegenstände zu optimieren.
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Wenn
ein vorperforierter Schlauch verwendet wird, um Bänder 29 herzustellen
und auf Gegenständen 140 aufzubringen,
wird der Perforatorrotor 24 von seiner Antriebswelle 112 gelöst und vom
Perforator 30 entfernt. Eine Infrarotquelle und ein optischer
Sensor 158 (3)
können
als Fotosensor zum Erfassen des Durchgangs jedes abgetrennten Bandes 29 verwendet
werden, um Synchronisationsimpulse zum Steuern der Drehbewegung
der Steuerschraube 146 bereitzustellen.
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8 zeigt eine Sequenz von
acht Seitenansichten zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung, wobei wiederholte Arbeitszyklen von 0° bis 360° dargestellt
sind. Die Position 360° beim
Abschluß eines
Zyklus entspricht der Position 0° am
Beginn des nächsten
Zyklus. Beispielsweise kann, wie in 8A dargestellt
ist, ein vollständiger Zyklus
für Etiketten
zum Banderolieren von Gegenständen 140 mit
einer Rate von 500 banderolierten Gegenständen 140' pro Minute
in 0,12 s ausgeführt werden.
Durch ein sich kontinuierlich bewegendes Transportband 142 werden
Gegenstände
zu einer Banderolierstation 144 transportiert, das außerdem banderolierte
Gegenstände 140' von der Banderolierstation
wegtransportiert. Die ankommenden Gegenstände werden durch eine Steuerschraube
(nicht dargestellt), z. B. die Steuerschraube 146 in den 1–3,
gesteuert. Die Freigabe jedes Gegenstands 140 von der Steuerschraube,
so daß der
Gegenstand durch das Transportband 142 weitertransportiert
werden kann, ist mit der Zufuhr jedes abgerissenen Bandes 29 nach
unten entlang des Dorns 50 korreliert. Beispielsweise kann
diese Korrelation durch Synchronisationsimpulse von einem Fotosensor,
z. B. dem in 3 dargestellten
Sensor 158, bereitgestellt werden. Eine lösbare Klemme
(nicht dargestellt) hält jeden
Gegenstand vorübergehend
mit der Banderolierstation 144 ausgerichtet, wodurch veranlaßt wird, daß der zurückgehaltene
Gegenstand für
eine Zeitdauer 160 (8)
dort verwelt, die einer Zykluszeit von 0° bis 120° entspricht, d. h. einer Verweilzeit
von einem Drittel eines Zyklus, was einer Zeitdauer von 0,04 s entspricht.
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Ein
anderes Verfahren zum Korrelieren der Zufuhr von Bändern 29 mit
der Ankunft von Gegenständen 140 in
der Banderolierstation 144 besteht darin, einen Fotosensor 159 zum
Erfassen jedes Gegenstands 140 bereitzustellen, der sich
der Banderolierstation 144 nähert. Dann können das
Banderolierverfahren und die Arbeitsweise der Vorrichtung 20 derart
zeitlich gesteuert werden, daß sie
mit der Ankunft der Gegenstände
korreliert sind, die durch den Fotosensor 159 erfaßt werden,
wenn sie sich der lösbaren
Rückhalteklammer
in der Banderolierstation nähern.
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Wie
in einem Diagramm 162 in 8A-1 dargestellt
ist, wird durch obere (Zuführ)
Walzen 56 eine intermittierende oder Start-/Stopp-Zufuhr
bereitgestellt. Die dargestellten Walzen haben einen Durchmesser
von 63,5 mm (2,50 Zoll) (d. h. einen Umfang von 199,4 mm oder 7,85
Zoll). Ihre Startfunktion kann durch den Fotosensor 159 mit
der Ankunft jedes transportierten Gegenstands 140 korreliert werden.
Sie drehen sich in der Darstellung während der Zykluszeit von 0° bis 250° mit 437
U/min, wodurch eine Umfangsgeschwindigkeit von 8712 cm/min (3430
Zoll/min) (etwa 87,1 m/min) (etwa 286 Fuß/min) bereitgestellt wird,
so daß der
perforierte Schlauch 2' mit
einer Geschwindigkeit von etwa 87,1 m/min (etwa 286 Fuß/min) nach
unten entlang des Dorns 50 zugeführt wird. Ein Steuerprogramm
und eine elektromagnetisch betätigte
Kupplungsbremse 166 veranlassen, daß die Zuführwalzen 56 von einer Zykluszeit
von 0° bis
zu einer Zykluszeit von 250° laufen
und von 250° bis
360° gestoppt
sind. Ein sich kontinuierlich drehender Gleichstrommotor 164 treibt die
Zuführwalzen 56 durch
die elektromagnetisch betätigte
Kupplungsbremse 166 über
geeignete Antriebswellen 113 an. Der Motor 164 treibt
außerdem mittlere
(Abreiß)
Walzen 62 über
geeignete Antriebswellen 122 an. Es werden ein Paar Antriebswellen 113 und
ein Paar Antriebswellen 122 geeignet angetrieben, um jedes
Paar Antriebswalzen in gegenläufige
Richtungen mit der gleichen Drehzahl anzutreiben, und die Zuführwalzen 56 und
die mittleren Walzen 62 jeweils gegenläufig zu drehen.
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Die
Drehzahl des Gleichstrommotors 164 kann durch eine Bedienungsperson
durch Einstellen eines Potentiometers in einer Gleichstromversorgungsschaltung
für diesen
Motor gesteuert werden. Ein diesem Motor zugeordneter Drehzahlsensor
erzeugt Signale für
eine geeignete Drehzahlanzeige, um einer Bedienungsperson die Drehzahl
anzuzeigen, mit der der Motor 164 läuft.
-
Ein
Diagramm 168 in 8A-2 zeigt
mittlere (Abreiß)
Walzen mit einem Durchmesser von 63,5 mm (2,50 Zoll), die sich mit
einer Drehzahl von 437 U/min kontinuierlich drehen, um eine Umfangsgeschwindigkeit
zu liefern, die mit derjenigen der Zuführwalzen 56 übereinstimmt,
während
die letztgenannten Walzen den Schlauch während der Zykluszeit von 0° bis 250° nach unten
zuführen.
Zwischen den Zykluszeiten 60° und
120°, wie
in 8 dargestellt ist,
d. h. etwa bei einer Zykluszeit von 90°, kommt das untere Ende des
sich nach un ten bewegenden Schlauchs 2' mit den sich kontinuierlich drehenden
Abreißwalzen 62 in
Kontakt (in Eingriff), die beginnen, die Zuführwalzen 56 dabei
zu unterstützen,
den Schlauch während
der Zykluszeit von 90° bis
250° um
den Dorn nach unten zu ziehen. Die Länge L des Etikettenschlauchs
zwischen in Querrichtung verlaufenden Perforierungen 27 ist
ausreichend, so daß das
untere Schlauchende mit Beschleunigungs- und Abstoßwalzen 170 in Kontakt
(in Eingriff) kommen kann, während
der Schlauch noch immer mit den Abreißwalzen 62 in Eingriff
steht. Die dargestellten Beschleunigungs- und Abstoßwalzen
haben ebenfalls einen Durchmesser von 63,5 mm (2,50 Zoll) und drehen
sich während
der Zykluszeit von 120° bis
360° mit
einer Drehzahl von 437 U/min, wie durch ein Diagramm 172 (8A-3) dargestellt ist, so
daß ihre
Umfangsgeschwindigkeit während
dieses Zyklusabschnitts mit derjenigen der mittleren und der oberen
Walzen übereinstimmt.
Dadurch unterstützen
die Beschleunigungs- und Abstoßwalzen 170,
wie in 8 dargestellt,
in Zusammenwirkung mit den oberen und den mittleren Walzen während der
Zykluszeit von 230° bis
250° die
Zufuhr des Schlauchs weiter nach unten um den Dorn, wenn der Abreißvorgang
wie nachstehend erläutert
ausgeführt wird.
Die Beschleunigungs- und Abstoßwalzen 170 werden
durch einen Servomotor 174 über geeignete Antriebswellen 176 (in 8 ist nur eine dargestellt) mit
gleichen Drehzahlen in gegenläufigen
Richtungen geeignet angetrieben.
-
Zum
Steuern des Servomotors 174 derart, daß er sich während der Zykluszeit von 120° bis 360° synchron
mit dem Motor 164 und mit der gleichen Drehzahl dreht wie
dieser, wie durch ein Diagramm 172 (8A) dargestellt ist, ist ein Wellencodierer 178 auf
einer Welle des Motors 164 angeordnet. Der Wellencodierer
steuert die Drehzahl des Servomotors 174 so, daß sie während der
Zykluszeit von 120° bis 360° mit der
Drehzahl des Gleichstrommotors 164 synchronisiert ist.
-
Bei
der Zykluszeit 250° werden
die Zuführwalzen 56 durch
die Kupplung 166 gestoppt, wodurch die Abwärtsbewegung
des Schlauchs 2' gestoppt
wird, um zu ermöglichen,
daß ein
Band 29 vom Schlauch abgerissen werden kann. Die mittleren und
die unteren Walzen drehen sich beide mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit
mit der der Schlauch 2' zuvor
nach unten bewegt worden ist, so daß sie beim Abreißen eines
Bandes 29 vom gerade gestoppten Schlauch zusammenwirken.
Bei der Zykluszeit 270° ist
ein Band 29 gerade vom Schlauch 2' abgerissen worden und wird durch
die zusammenwirkende Vortriebswirkung der mittleren und der unteren
Walzen entlang des Dorns 50 nach unten vorgetrieben. Diese
zusammenwirkende Vortriebswirkung der mittleren und der unteren
Walzen setzt sich über
die Zykluszeit von 300° fort
und weiter bis das hintere Ende des Bandes 27 die mittleren
Walzen passiert hat, was nach der Zykluszeit von 300° und vor
der Zykluszeit von 360° (0°) eintritt.
Daher kommt das sich nach unten bewegende Etikettenband 29 vor
der Zykluszeit 0° nur
mit den Beschleunigungs- und Abstoßwalzen 170 in Eingriff
und kann zwangsweise beschleunigt werden.
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Etwa
bei der Zykluszeit 360° (0°) gibt ein
Fotosensor 158 (8),
der dem Fotosensor 158 (3) ähnlich sein
kann, ein Signal aus, das signalisiert, daß das abgerissene Band 29 nunmehr
weit genug nach unten transportiert worden ist, so daß sein unterer
Rand sich unterhalb eines Kontaktbereichs mit den Abreißwalzen 62 befindet.
Dadurch steht das abgerissene Band nicht mehr mit den Abreißwalzen
in Kontakt und ist bereit, beschleunigt zu werden. Dieses Signal
vom Sensor 158 veranlaßt
ein Steuerprogramm, die Servomotordrehzahl auf eine vorgegebene
höhere
Drehzahl zu erhöhen,
z. B. auf 992 U/min, bei der der Servomotor von der Zykluszeit 0° bis 120° läuft. Durch
diese plötzliche
Erhöhung
der Drehzahl der Walzen 170 von 437 U/min auf 992 U/min
wird eine Umfangsgeschwindigkeit von 19780 cm/min (7790 Zoll/min)
oder von etwa 197,8 m/min (649 Fuß/min) bereitgestellt, d. h.
eine Geschwindigkeit, die etwa 2,27-mal größer ist als die langsamere Geschwindigkeit,
die mit dem Motor 164 synchronisiert war. Diese höhere Bandvortriebsgeschwindigkeit
wird wie vorstehend beschrieben von der Zykluszeit 0° bis 120° beibehalten,
um ein langes Etikettenband 29 zu beschleunigen und entlang
des Dorns mit einer Geschwindigkeit nach unten vorzutreiben, die etwa
2,27-mal so hoch ist wie die Geschwindigkeit, mit der der Schlauch
zugeführt
wird. Durch diese schnelle Bewegung wird das Band vom unteren Ende 82 des
Dorns abgestoßen,
und seine kinetische Energie transportiert es während der Verweilzeit 160 (8) von etwa 0,04 s unter
den Gegenstand 140. Der Servomotor 174 ist so
programmiert, daß er
bei der Zykluszeit 120° erneut
durch den Wellencodierer 178 so gesteuert wird, daß er mit
der Drehzahl des Gleichstrommotors 164 synchron läuft.
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Eine
zusätzliche
Einrichtung (nicht dargestellt) zum Bereitstellen einer nach unten
gerichteten Druckwirkung, z. B. sich schnell gegenläufig drehende
Tuchscheiben oder Bürsten,
die an gegenüberliegenden
Seiten des Transportbandes 142 montiert sind, können in
oder in der Nähe
der Banderolierstation 144 verwendet werden, um nach der
Zykluszeit von 120° eine
leichte nach unten gerichtete Reibungskraft auf gegenüberliegende
Seiten eines Etikettenbandes 29 auszuüben, wenn das Band unten um
den zu banderolierenden Gegenstand 140' angeordnet werden soll, um zu
gewährleisten,
daß das Etikettenband
unten vollständig
angeordnet wird.
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Es
können
zwei oder vier Beschleunigung- und Abstoßwalzen 170 verwendet
werden. Ihnen ist jeweils eine gegenüberliegende, frei drehbare
Gegenwalze zugeordnet, die im Inne ren des Dorns angeordnet ist.
Wenn vier Walzen 170 verwendet werden, sind sie im wesentlichen
symmetrisch um den kreiszylinderförmigen Umfang 90 des
Dorns 50 angeordnet, um Beschleunigungsbelastungen in der
filmähnlichen
Wand jedes Etikettenbandes im wesentlichen gleichmäßig zu verteilen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die lediglich zur Erläuterung dargestellten Beispiele
beschränkt,
sondern für
Fachleute ist ersichtlich, daß innerhalb
des durch die beigefügten
Patentansprüche
definierten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, die spezifischen Betriebsanforderungen
und Betriebsumgebungen angepaßt
sind.