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TECHNISCHES
SACHGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maschinen, die flexible,
schmelzbare Bänder
verschiedener Arten für
Behälter-
und Bündelzwecken verwenden. Übliche Anwendungen
umfassen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt, das Bündeln von Magazinen, Zeitungen,
Kartons, Platten, usw.. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere
auf eine Spanneinheit aus Bandmaterial zum Bündeln von einem oder mehreren
Gegenstand/Gegenständen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
7.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Viele
automatische Verschnürmaschinen
mit hoher Geschwindigkeit sind entwickelt worden, wie solche, die
in den US-Patenten Nr. 3735555; 3884139; 4120239; 4312266; 4196663;
4201127; 3477448; 4387631; und 4473005 offenbart sind. Wie durch
die Vorrichtungen in diesen Patenten offenbart ist, fördert ein
Förderband üblicherweise
ein Bündel mit
hoher Geschwindigkeit zu einer Verschnürstation, wo Bänder automatisch
zugeführt
werden, bevor der Förderriemen
das geschnürte
Bündel
von der Vorrichtung weg bewegt. Aktuelle Maschinen sind in der Lage,
ungefähr
40 bis 50 Bündel
pro Minute zu schnüren.
Jedoch ist es bevorzugt, weiter die Geschwindigkeit solcher Bündelmaschinen
zu erhöhen, um
dadurch einen verbesserten Durchsatz bereitzustellen.
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Übliche Verschnürmaschinen
verwenden ein anfängliches
oder erstes Spanngerät,
das eine anfängliche
Spannung des Bandes um das Bündel
bereitstellt. Ein zweites Spanngerät stellt danach eine erhöhte oder
verbesserte Spannung des Bandes bereit. Anschließend verbindet eine Verbindungseinheit oder
-kopf die Bänder, üblicherweise
durch die Verwendung eines erhitzten Messermechanismus, um den Bündelvorgang
zu beenden.
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Frühere Bündelvorrichtungen
vertrauten ausschließlich
auf mechanische Geräte,
wie z. B. mehrere Nocken und Folgemechanismen, kolbenangetriebene
Koppelelemente etc. zur Steuerung. Solche mechanischen Mechanismen
können
eine sehr schnelle Verschnürung
von verschiedenen Bündeln bereitstellen.
Jedoch, wenn Bündel
von verschiedenen Größen und
aus verschiedenen Arten von Materialien gebündelt werden sollen, können solche
mechanischen Verschnürvorrichtungen
sich besonders auszeichnen im Bündeln
von Objekten einer Bündelgröße, während andere
Bündelgrößen oder
Bündel von
verschiedenen Objekten schlechter verschnürt werden. Solche mechanischen
oder elektromechanischen Maschinen sind nicht in der Lage, automatisch sich
auf verschiedene Bündelgrößen oder
Bündel
mit unterschiedlichen Objekten einzustellen, die schnell zu der
Maschine gebracht werden. Zusätzlich
sind solche mechanischen Vorrichtungen nicht in der Lage, wirkungsvoll
Objekte zu bündeln
mit Geschwindigkeiten von mehr als 60 Bündel pro Minute. Am Wichtigsten
ist, dass sowohl die erste als auch zweite Spannvorrichtung nicht
in der Lage ist, zuverlässig bei
solchen hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten.
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Im
Allgemeinen verwenden die Verschnürmaschinen, die aktuell auf
dem Markt sind, traditionelle elektromechanische Komponenten wie
Kupplungen, Bremsen, Keilriemen etc. zur Leistungsübertragung.
Die weit verbreitete Verwendung von Servosteuerungen in anderen
Industrien jedoch macht ihre Verwendung in Verschnürmaschinen
eine wirtschaftlich und technisch brauchbare Alternative zu diesen traditionellen
elektromechanischen Vorrichtungen.
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Traditionelle
Servoantriebsarchitekturen schließen jedoch üblicherweise die Verwendung
einer PLC(programmierbaren Logiksteuerungs)-Plattform und einer
sogenannten „smart"-Servoantriebskarte ein, um die Servomotoren
anzutreiben. Unglücklicherweise
verursacht diese Architektur beträchtliche Verspätungen in
den Steuerprogrammen, welche nicht akzeptierbar sind bei hohen Geschwindigkeiten.
Die PLC-basierenden Systeme werden im Wesentlichen in einer Master-Slave-Beziehung
mit einer Hauptzentralprozessoreinheit (CPU) betrieben, die ein
Kommando zu der Antriebskarte aussendet und die Antriebskarte das
Kommando ausführt;
keine Echtzeitverbindung zwischen der CPU und der Karte ist bereitgestellt.
Ohne eine Echtzeitverbindung ist das Steuersystem unflexibel und
die CPU hat keine komplette Steuerung über die Bewegungsroutine, die zu
den Servomotoren gesendet werden.
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Eine
Spanneinheit für
Bandmaterial und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und
7, jeweils, sind aus der US-A-4177724 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung verbessert frühere Verschnüreinrichtungen
durch Vorrichtungen durch Schaffen einer Spanneinheit für Bandmaterial
gemäß Anspruch
1 und durch ein Verahren gemäß Anspruch 7.
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Eine
Ausführungsform
erzielt zusätzliche Vorteile,
indem ein Steuersystem oder eine Maschinensteuerung, die die Steuerfunktionen
von einer programmierbaren Steuerung zusätzlich zum Bereitstellen von
Servoantriebssteuerungen durchführt, geschaffen
wird. Durch Verwenden von Variablen in dem Steuersystem kann der
Verschnür-
und Verbindungszyklus sehr einfach variiert werden, um verschiedene
Produktions- und Paketerfordernisse zu erfüllen.
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Die
vorliegende Verschnürmaschine
verwendet Servomotoren zusammen mit dem Verbindungskopf und Zuführ/Spannrollenantrieb.
Servomotoren und Antriebe stellen eine präzise Steuerung der Position,
Geschwindigkeit und Beschleunigung bereit, während sie Wartungsanforderungen,
die mit traditionellen Antriebskomponenten, wie Kupplung, Bremsen,
Keilriemen etc. einhergehen, reduzieren. Um eine Echtzeit-CPU-Steuerung
der Servofunktionen bereitzustellen, verwendet das Steuersystem
einen Prozessor wie z. B. den Intel 80 C 196 NP-Prozessor. Das Steuersystem
umfasst ebenso einen Servomotorkreislauf und I/O-Kreisläufe, um
die Maschinenfunktionen zu steuern.
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Ein
Zuführ/Spannsystem
der vorliegenden Bündelmaschine
verwendet eine Regelsteuerung. Durch Vergleichen von Signalausgängen von
einem Zuführ/Spannenkoder
mit Quetschrollenannäherungssensordaten
kann der relative Schlupf zwischen Quetsch- und Antriebsrollen ermittelt
werden. Diese Daten werden in zwei Modi verwendet: (1) einem Zuführmodus,
um Fehlzuführungen
zu ermitteln, bei denen das Band nicht seinen Weg durch die Bahn findet;
und (2) einem Spannmodus, um zu ermitteln, wann die Hauptspannung
des Bandes um ein Bündel beendet
ist.
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In
dem Zuführmodus
führt der
Zuführ/Spannservomotor
das Band durch eine Bahn für
eine vorbestimmte Anzahl von Enkoderpulsen zu. Während des Zuführvorgangs
werden die Enkoderpulse kontinuierlich mit den Quetschrollenannäherungsrollensensorpulsen
verglichen. Eine beträchtliche
Variation in dieser Positionsführung
zeigt Schlupf zwischen der Antriebs- und Quetschrolle an und indiziert
einen Fehlzuführungszustand.
Wenn ein Fehlzuführungszustand
ermittelt wird, wird das Band zu dem Bandsensorhebelbereich zurückgezogen,
wo eine „Wiederhol"-Sequenz die Enkoder-
und Annäherungssensordaten
zurücksetzt.
Die Zuführsequenz
kann nochmals mehrfach versucht werden, wie dies durch das Steuersystem
bestimmt ist.
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In
dem Hauptspannmodus zieht der Zuführ/Spannservomotor das Band
für entweder
eine vorbestimmte Anzahl von Enkoderpulsen in einem Regelsteuermodus
für eine
vorbestimmte Bündelgröße oder
zu einem Punkt zurück,
an dem Spannantriebsrolle beginnt, an dem Band durchzurutschen. Wenn
hochkompressible Pakete geschnürt
werden, kann das Steuersystem die Verbindungskopfgeschwindigkeit
variieren, um der Antriebsrolle mehr Zeit zu geben, das Band vollständig zu
spannen.
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Die
vorliegende Verschnürmaschine
verwendet ebenso eine geregelte mechanische zweite Spannung, die
durch einen Bündelhöhensensor
oder eine Bedieneingabe eingeleitet wird. Durch Verfolgen der Verbindungskopf-
und Zuführ/spannquetschrollenpositionen
kann die mechanische Sekundärspannsequenz
zu einem geeigneten Zeitpunkt in dem Verschnürzyklus eingeleitet werden.
Das Sekundärspannsystem
ist bevorzugt von einem Nocken angetrieben, der auf einem zweiten
Spannnocken basiert, der koaxial mit den übrigen Nocken des Systems auf
einer gemeinsamen Antriebswelle positioniert ist. Das Steuersystem
kann die Position des Bandes unter anfänglicher Spannung beobachten und
die Drehzahl der gemeinsamen Welle erhöhen oder abbremsen, so dass
die Zweitspannung zu einem geeigneten Zeitpunkt aufgebracht wird.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich
werden für
die auf diesem Gebiet Geschulten, basierend auf der folgenden, detaillierten Beschreibung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Vorderansicht
und teilweise weggeschnittene Ansicht einer Verschnürmaschine, die
die vorliegende Erfindung verkörpert.
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2A ist eine Draufsicht eines
Bandspenders zur Verwendung mit der Verschnürvorrichtung der 1.
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2B ist eine isometrische
Ansicht von vorne und oben eines Bandspenders zur Verwendung mit
der Verschnürvorrichtung
der 1.
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3 ist ein Blockdiagramm
eines Steuersystems zur Verwendung mit der Verschnürvorrichtung
der 1.
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4A ist eine Draufsicht eines
Bandsammlers zur Verwendung durch die Verschnürvorrichtung der 1.
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4B ist eine Vorderansicht
des Bandsammlers aus 4A.
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4C ist eine isometrische
Explosionsdarstellung des Bandsammlers aus 4A.
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5A ist eine Draufsicht auf
eine Zuführ/Spanneinheit
zur Verwendung durch die Verschnürvorrichtung
der 1.
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5B ist eine Vorderansicht
der Zuführ/Spanneinheit
der 5A.
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5C ist eine isometrische
Explosionsdarstellung der Zuführ/Spanneinheit
der 5A.
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6A ist eine Draufsicht einer
zweiten Spanneinheit zur Verwendung durch Verschnürvorrichtungen
der 1.
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6B ist eine Vorderansicht
der zweiten Spanneinheit der 6A.
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6C ist eine isometrische
Explosionsdarstellung der zweiten Spanneinheit der 6A.
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6D ist eine Draufsicht einer
alternativen Ausführungsform
der zweiten Spanneinheit der 6A.
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6E ist eine Vorderansicht
einer alternativen Ausführungsform
der zweiten Spanneinheit aus 6D.
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6F ist eine isometrische
Explosionsdarstellung des alternativen Ausführungsbeispiels der zweiten
Spanneinheit der 6D.
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7A ist eine Vorderansicht
eines Bereichs der Sekundärspanneinheit
der 6A, die eine hohe Spannposition
zeigt.
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7B ist eine Draufsicht eines
Bereichs der Sekundärspanneinheit
der 6A, die eine hohe Spannbehinderungsposition
zeigt.
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7C ist eine Draufsicht eines
Bereichs der zweiten Spanneinheit der 6A,
die in einer Ausgangsposition gezeigt ist.
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7D ist eine Vorderansicht
eines Bereichs des alternativen Ausführungsbeispiels der zweiten
Spanneinheit der 6D,
die die hohe Spannposition zeigt.
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7E ist eine Vorderansicht
eines Bereichs des alternativen Ausführungsbeispiels der Sekundärspanneinheit
der 6D, die die hohe
Spannbehinderungsposition zeigt.
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7F ist eine Vorderansicht
eines Bereichs des alternativen Ausführungsbeispiels der zweiten Spanneinheit
der 6D, die in der Ausgangsposition
dargestellt ist.
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8A ist eine Vorderansicht
und teilweise weggeschnittene Ansicht einer Bahn zur Verwendung
durch die Verschnürvorrichtung
der 1.
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8B ist eine Querschnittsansicht
der Bahn aus 8A entlang
der Linie 8B-8B geschnitten.
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8C ist eine isometrische
Explosionsdarstellung der Bahn aus 8A.
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9A ist eine Draufsicht eines
Verbindungskopfs zur Verwendung durch die Verschnürvorrichtung
aus 1.
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9B ist eine Querschnittsansicht
des Verbindungskopfs aus 9A,
entlang der Linie 9B-9B geschnitten.
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9C ist eine isometrische
Explosionsdarstellung des Verbindungskopfs aus 9A.
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10A ist eine Draufsicht
eines Hauptantriebssystems für
die Verschnürvorrichtung
aus 1.
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10B ist eine Vorderansicht
des Hauptantriebs aus 10A.
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11 ist eine schematische
Nockensteuerungssequenz.
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12A–12B sind
Fließdiagramme,
die zusammen die Schritte einer Basis, exemplarischen Routine zeigen,
die durch das Steuersystem der 3 durchgeführt werden.
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12C ist ein Fließdiagramm,
das die Schritte einergrundlegenden, exemplarischen Laderoutine
zeigt, die durch das Steuersystem der 3 durchgeführt wird.
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12D ist ein Fließdiagramm,
das die Schritte einer grundlegenden, exemplarischen Bandrückzugsroutine
zeigt, die durch das Steuersystem der 3 ausgeführt wird.
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13 ist ein Ausdruck von
Zeit- und Enkoderpulsen über
der Drehzahl pro Minute eines Zuführ- und Spannmotors und der
Quetschrolle der Zuführ/Spanneinheit
aus 5A und dem Verbindungskopf
der 9A.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Maschine zum Handhaben von flexiblem bandförmigem Material und insbesondere
ein Gerät
und ein Verfahren zum Bereitstellen von dem Primär- und Hauptspannen in einer
Verschnürmaschine
sind im Detail hierin beschrieben. In der folgenden Beschreibung
werden verschiedene spezifische Details bezeichnet, wie z. B. spezifische
Bauteile, Anordnungen und Kupplungen solcher Bauteile etc., um ein
gutes Verständnis
der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Ein auf diesem relevanten Gebiet
Geschulter wird jedoch erkennen, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
werden können,
ohne spezifische Details oder mit anderen Bauelementen, Kupplungselementen
etc. In anderen Fällen
sind bestens bekannte Aufbauten nicht im Detail beschrieben, um
ein Unverständnis
der vorliegenden Erfindung zu vermeiden. Ausführungsformen der Erfindung
werden insbesondere unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
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In 1 umfasst das Verschnürsystem
oder die Maschine 10 die folgenden Hauptkomponenten, die
alle an einem Gehäuse
oder einem Rahmen 10' angebracht
sind:
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Eine
Spendereinheit 11, eine Sammeleinheit 12, eine
Zuführ-
und Spanneinheit 13, eine Bahneinheit 14, eine
Sekundärspanneinheit 15,
eine Verbindungskopfeinheit 16 und ein Steuersystem 200.
Das Basisverfahren der Maschine umfasst das Abgeben eines Bandes
von einer Bandspule, die auf dem Spender 11 angebracht
ist und Zuführen
des freien Bandendes durch den Sammler 12, die Zuführ- und Spanneinheit 13,
den Verbindungskopf 16 und die Bahn 14. Nachdem
das Band entlang der Bahn 14 zugeführt wurde und wieder in den
Verbindungskopf 16 gelangt, kann der Verschnürzyklus
beginnen. Der Verschnürzyklus
wird durch eine Serie von Verbindungskopfnocken gesteuert, die die
Bandbereitstellungsfunktionen in einer einzigen Drehung einer gemeinsamen
Welle und Nocken des Verbindungskopfes 16 ausführen, wie
weiter unten im größeren Detail beschrieben
wird.
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Das
Gesamtverfahren des Systems 10 wird zuerst beschrieben
werden und danach werden die individuellen Komponenten im Detail
beschrieben. Der Verschnürzyklus
beginnt mit einem Greifer 148 (9c) auf der rechten Seite, der das freie
Ende des Bandes gegen eine Abdeckführung 153 (9c) greift. Eine Bahnführung 132 wird
mechanisch geöffnet
und das Band wird von der Bahnführung 132 (8b) weggezogen, wenn das
Band um das Paket durch einen Zuführ/Spannmotor 126 (5) in der Primärspannsequenz
gezogen ist.
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Wenn
der Primärspannvorgang
beendet ist, dreht sich der Verbindungskopf 16 weiter und
zusätzliche
Bandspannung wird durch die Sekundärspanneinheit 15 aufgebracht.
Wenn der Sekundärspannvorgang
beendet ist, greift ein Greifer 149 (9c) auf der linken Seite die Zuführseite
des Bandes gegen die Abdeckführung 153.
Die sich überlappenden Bandbereiche
werden zusammengepresst durch eine Pressplatte 152, erhitzt
durch ein Heizmesser 150 und von dem Vorrat getrennt durch
einen Bandschneider 154 (sämtliche in 9c gezeigt). Als nächstes wird die Heizklinge
von dem Bandverbindungsgebiet zurückgezogen. Der Verbindungskopf 16 dreht
sich weiter und ermöglicht
der Pressplatte 152 die sich überlappenden Bandabschnitte
zu pressen und zu verbinden.
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Während des
Verbindungszyklus wird der Bandweg durch den Dichtungskopf 16 wieder
ausgerichtet und die Zuführsequenz
kann beginnen. Der Verbindungskopf 16 dreht sich weiter
und ermöglicht der
Verbindung sich abzukühlen,
während
die Zuführsequenz
fortschreitet. Am Ende des Verschnürzyklus öffnet die Abdeckführung 153,
das verbundene Band wird freigegeben und die Akdeckführung kehrt
in ihre geschlossene Position zurück. Das Band wird weiter zugeführt, bis
das freie Ende den Verbindungskopf 16 wieder er reicht.
Nachdem die Zuführsequenz
beendet ist, ist die Maschine wieder bereit, ein weiteres Band bereitzustellen.
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Zwei
Betriebsmodi sind verfügbar:
(1) Manuell und (2) Automatik. Der manuelle Modus ermöglicht dem
Band von dem Bediener hauptsächlich
für außergewöhnliche
Verschnürvorgänge und
Wartungstests angewendet zu werden. In dem automatischen Modus ist
die Maschine mit davor angeordnetem Zuführgerät verbunden, wie z. B. Förderer und der
Verschnürzyklus
wird durch einen Paketsensor (nicht gezeigt) ausgelöst, der
an der Eingangsseite des Systems 10 angeordnet ist, welcher
ein stromaufwärtiges
Verriegelungssignal bereitstellt, das anzeigt, dass ein Paket an
dem System angeliefert ist, um den Verschnürzyklus auszulösen.
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Bandspendereinheit
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Gemäß 2A und 2B stellt der Spender 11 Anbringeinrichtungen
für die
Spulen des Bandmaterials 20 (in gestrichelten Linien gezeigt)
bereit, die notwendig sind für
den Verschnürvongang.
Das Verschnürsystem 10 verwendet
bevorzugt zwei Spender 11, wobei nur einer von diesen in
den 2a und 2b gezeigt ist. Der Spender
umfasst im Wesentlichen eine Welle 17, mit entfernbaren,
axial angeordneten äußeren Seitenplatten 18,
tangential angeordnetem Bandleenschalter 112, einem kontaktlosen
unteren Bandschalter 113 und einer Führungsrolle 111 und 151,
und einer axial angebrachten Spenderspulenbremse 110. Die
Welle ist drehbar auf dem Verschnürsystem 10 angebracht
in der Nähe
des Sammlers 12 durch Lager 19, während der
Bandleerschalter 112, die Spulenbremse 110 und
der kontaktlose untere Bandschalter 113 elektrisch mit
einem der verschiedenen Eingänge
des Steuersystems 200, wie in 3 gezeigt ist, gekoppelt ist. Basierend
auf Bremslösesignalen,
die von dem Steuersystem bereitgestellt werden an der Spulenbremse 110,
wird die Drehung der in dem Lager 19 angebrachten Spenderwelle 17 durch
die elektrisch betriebene Bremse gesteuert, welche durch das Steuersystem gelöst ist,
wenn ein Band von der Maschine angefordert ist. Die Spenderbremse 110 ist
bevorzugt eine vom konventionellen federbetätigten Typ, die im Eingriff
steht, wenn kein elektrisches Signal anliegt. Das Steuersystem löst die Bremse
zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Sammelmotor 122 (4Aa) mit Strom versorgt
wird, um den entleerten Sammelbereich 12 zu füllen. Wenn
das Steuersystem 200 den Sammelmotor 122 nicht
mehr mit Strom versorgt, ist die Spenderbremse 110 wieder
im Eingriff.
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Das
Bandmaterial 20 wird bereitgestellt auf einer, auf einem
Kern angebrachten Spule (nicht gezeigt), die auf die Welle 17 aufgebracht
wird, durch Entfernen der äußeren Seitenplatte 18,
Anordnen der Spule auf einem Spenderdorn 24 und Wiederanordnen
der Seitenplatte 18. Um das Band 20 zu laden, muss
sich die Maschine 10 in einem Lademodus (weiter unten beschrieben)
befinden, um dem Sammler zu ermöglichen,
zu laufen und das Band zu erhalten. Das lose oder freie Ende der
Bandspule wird von Hand um die Führungsrolle 111,
durch den Bandleerschalter 112, um die zweite Führungsrolle 151 und
in eine obere Führung 117 des
Sammlers, wo es durch die drehenden Sammelrollen 114, 115 (4B) eingezogen wird, eingefädelt.
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Der
kontaktlose untere Bandsensor 113 überwacht den Spulendurchmesser
und stellt ein Steuersystemsignal bereit, wenn sich die Spule ihrem
Leerzustand nähert.
Der kontaktlose untere Bandsensor verwendet einen optischen Wandler,
der tangential entlang eines Wegs in Bezug auf den Spenderdorn 24 angeordnet
ist, um Licht zu empfangen, das von dem Bandmaterial 20 reflektiert
wird. Jedoch, wenn eine ausreichende Menge von Bandmaterial den
Spender 11 verlassen hat, so dass der reduzierte Durchmesser
des Bandmaterials dazu führt,
dass der tangential angeordnete optische Wandler nicht mehr den
Bandspulendurchmesser reflektiert, stellt der untere Bandsensor 113 ein
unteres Bandsignal dem Steuersystem 200 bereit. Wenn dieses
Signal empfangen ist, beleuchtet das Steuersystem eine untere Bandleuchte
(nicht gezeigt), die den Bediener über den unteren Bandzustand
alarmiert.
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Der
Bandleerschalter 112 stellt ein Leersignal dem Steuersystem 200 bereit,
das indiziert, welches der zwei Spender 11 (oberer oder
unterer) sich aktuell in Verwendung befindet und ob oder ob nicht die
Bandspule geleert worden ist. Sobald das Leersignal empfangen ist,
stellt das Steuersystem 200 einen hörbaren Alarm bereit, der den
Bediener alarmiert und zieht das Bandmaterial von der Sammeleinheit 12 zurück. Anschließend bringt
das Steuersystem 200 die Maschine dazu, in eine automatische Ladefertigsequenz
einzutreten.
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Angenommen,
dass der untere Spender 11 sein Band geleert hat und nachdem
die Maschine 10 die obige Bandleersequenz beendet hat,
wird das lose Ende der Bandspule von dem oberen Spender von Hand
durch den gleichen Weg zugeführt,
wie die untere Bandspule, mit Ausnahme, dass das Einfädeln in
den Bandleerschalter 112 nunmehr unterhalb der Führungsrolle 111 vorbeigeführt ist,
wodurch gekennzeichnet ist, dass die obere Spule die aktivierte Spule
ist. Der Zweipositionsschalter stellt ein erstes Signal dem Steuersystem 200 zur
Verfügung,
wenn ein Betätigungshebel
des Schalters sich in einer ersten Position befindet, das angibt,
dass die untere Spule aktiviert ist, und sich einer zweiten Position
befindet, die vom Schwenkweg verlagert von der ersten Position ist,
die angibt, dass die obere Spule aktiviert ist. Durch Einfädeln des
Bands durch eine der zwei Positionen wird der Betätigungshebel
des Bandleerschalters 112 schwenkbar in der ersten oder
zweiten Position angeordnet und stellt ein geeignetes Signal dem
Steuersystem 200 bereit. Solch ein Zweispulensystem ermöglicht dem
Bediener, die leere untere Spule zu ersetzen, während die Maschine weiter betrieben
wird.
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Bandsammeleinheit
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Es
wird nunmehr auf den Sammler 12, der in den 4A–4C gezeigt
ist, Bezug genommen, wobei der Sammler ein Bandreservoir 20 für das Verschnürverfahren
bereitstellt und der Mechanismus ist notwendig zur automatischen
Bandzuführung,
nachdem das Band an einem der zwei Spender 11 leer ist.
Der Sammler 12 umfasst im Wesentlichen die folgenden Elemente:
Eine Federeinheit 65, die eine Quetschrolle 114 vorspannt,
eine motorangetriebene Rolle 115, ein Sammelbehälterfenster 116,
Anführungen 117 und 118,
eine Sammlertür 119 mit
einem integrierten Bandführungsschlitz 30,
einem Bandsensorhebel 120 und einer hinteren Montageplatte 118', an welche
die Elemente befestigt sind. Der Sammler 12 weist drei
Hauptmodi seines Betriebs auf: (1) Einen Lademodus, (2) einen Verschnürmodus und
(3) einen Rückzugsmodus.
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In
dem Lademodus wird ein Band von Hand in die Sammlerquetsch- und
-antriebsrolle 114 und 115 entsprechend von dem
Spender 11 zugeführt. Die
Quetschrolle 114 ist drehbar an einer exzentrischen Welle 174 angebracht,
wobei die exzentrische Welle an einem Ende eines Quetschrollenhebels 175 angebracht
ist. Die Quetschrolle 114 ist in die Antriebsrolle 115 eingeführt und
durch diese durch eine Feder 165 vorgespannt, welche an dem
freien Ende des Quetschrollenhebels fixiert ist. Um die Zuführsequenz
zu starten, drückt
der Bediener den Zuführdrückknopf
(nicht gezeigt), der sich in dem Spenderbereich befindet. Sobald
das Steuersystem 200 in Antwort darauf, die Zuführsequenz
startet, versorgt das Steuersystem einen Sammelmotor 122 mit Strom,
der die motorangetriebene Antriebsrolle 115 dreht, und
das Band 20 dazu bringt, in den Sammler 12 durch
die drehende Quetsch- und Antriebsrolle 114 und 115 gezogen
zu werden. Das Band wird durch obere und untere Bandführung 117 und 118 entsprechend
in einen unteren Bereich des Sammlers 12 geführt und
dann durch eine Führung 30 in
die Sammlertür 119 in
den Zuführ/Spannrollenbereich 13 geführt.
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Während der
Zuführsequenz
stellt das Steuersystem 200 ein Türschließsignal an einem Sammlertürsolenoid 121 bereit,
um einen Hebel 119' mit Hakenende
zurückzuziehen,
der die Sammlertür 119 verschlossen
hält. Durch
Verschlossenhalten der Sammlertür 119 ist
das Band 20 in dem Führungsschlitz 30 in
der Sammlertür 119 umgrenzt
und in die Zuführ/Spannrollen 127 (5B) geführt. Nachdem das Band durch
die Zuführ/Spannrollen 127 und 129 und
in ein Zuführrohr 129 (5A) geführt wurde, ermittelt ein Bandsensor 166 (5B), der mit dem Steuersystem 200 und
einem Bandsensorhebel 168 gekoppelt ist, die Bewegung des
Bandsensorhebels. Der Bandsensorhebel 168, welcher an dem
Zuführrohr 169 angeordnet
ist, stellt ein Bandermittlungssignal dem Steuersystem 200 zur
Verfügung,
wenn das Band an den Zuführ/Spannrollen 127 und 129 vorbeigeführt ist,
und indiziert, dass die Maschine in den Verschnürmodus eintreten kann. Wie
unten erklärt,
bezüglich
der 5A–5C, wird der Bandsensorhebel
bevorzugt um den Bandsensor geschwenkt, so dass das freie Ende des
Hebels schwenkbar durch die Bandbewegung durch das Zuführrohr verlagert
wird. Hierdurch gibt der Bandsensor, bevorzugt ein induktiver Näherungssensor,
ein Bandermittlungssignal an das Steuersystem aus, um zu indizieren,
dass das Band geeignet durch den Sammler 12 und die Zuführ/Spanneinheit 13 geführt wurde.
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In
dem Verschnürmodus
gibt das Steuersystem 200 den Sammlertürsolenoid 121 frei,
welcher der federvorgespannten Sammlertür 119 ermöglicht, sich
zurückzuziehen,
wodurch dem Band ermöglicht wird,
sich aus dem Führungsschlitz 30 in
der Tür
heraus und in eine Hauptsammelkammer 116'' zu
bewegen, die durch das Fenster 116 am linken Bereich der rückwärtigen Montageplatte 118' und Abstandselemente 116', die dazwischen angeordnet
sind, geformt ist. Das Fenster 116 und die Tür 119 sind
transparent, um dem Bediener die Sicht auf das Band 20 (nicht
gezeigt in 4C) innerhalb
der Sammlereinheit 12 zu ermöglichen. Das Steuersystem signalisiert
dem Sammlermotor 123 weiterzulaufen und die Sammlerkammer 116'' mit Band zu füllen, bis ausreichend Band
vorhanden ist, um eine nach unten gerichtete Gewichtskraft bereitzustellen,
die den schwenkbar angeordneten Bandsensorhebel 120 von
einer aufgesetzten zu einer vollen Position runterzudrücken. Nachdem
der Bandsensorhebel 120 vollständig runtergedrückt ist,
ermittelt ein Hallsensor 123, der an der Sammlerrückplatte
angebracht ist, einen Magneten 124, der an einem proximalen
Ende der Wand 120 angebracht ist. Der Hallsensor 123 ist mit
dem Steuersystem 200 gekoppelt und stellt diesem ein bandgefülltes Signal
bereit, das indiziert, dass die Sammelkammer 116'' voll ist. Nachdem die Sammelkammer 116'' gefüllt wurde, stellt das Steuersystem 200 ein
Stromabschaltsignal an dem Sammlermotor 122 bereit und
die Maschine 10 ist dann fertig für die automatische Zuführsequenz,
die unten mit Bezug auf die Zuführ/Spanneinheit
beschrieben wird.
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Der
Rückzugsmodus
wird automatisch gesteuert und verwendet, um die Maschine 10 von
einem Stück
zuvor geleerten Bandes 20 zu befreien, wodurch der Maschine
ermöglicht
wird, einfach beladen zu werden. Nachdem der Bandausschalter 112 an
dem Spender 11 (2)
eine leere Spule ermittelt und ein geeignetes Band-aus-Signal dem
Steuersystem 200 zusendet, bringt das Steuersystem den Sammelmotor 122 zum
stoppen. Das Band wird dann von der Sammlerkammer 116'' zugeführt, bis der Hallsensor 123 den
Magneten 124 nicht mehr ermittelt, wodurch indiziert wird,
dass die Sammlerkammer 116'' nicht voll
ist. Aufgrund des Nicht-gefüllt-Signals von
dem Hallsensor 123 zusammen mit dem Band-aus-Signal von dem
Band-aus-Schalter 112 stellt das Steuersystem 200 ein
Reversiersignal dem Sammlermotor 122 und einem Zuführ- und
Spanneinheitsmotor 126 (unten diskutiert) zur Verfügung, welche
das verbleibende Band in dem Sammler 12 von der Maschine
ausstoßen.
Zu diesem Zeitpunkt kehrt das Steuersystem 200 der Maschine 10 zu
dem Lademodus zurück
und das Band von der zuvor geladenen Spule kann durch den Band-aus-Schalter 112 in
die Sammlerrollen 114, 115 eingefädelt werden,
wodurch eine weitere Zuführsequenz
beginnt.
-
Zuführ- und
Spanneinheit
-
Gemäß 5A–5C stellt
die Zuführ-
und Spanneinheit 13 eine Einrichtung zum Zuführen des Bands
um die Bahn 14 bereit und stellt eine Hauptspannung während der
Spannsequenz bereit. Die Zuführ-
und Spannheit 13 umfasst einen bürstenlosen DC-Servormotor 126,
der eine Antriebsrolle 127 gegen eine von einem Solenoid
vorgespannte Quetschrolle 129 antreibt, welche mit induktiven
Näherungssensoren 130 ausgerüstet ist.
Ein Zuführrohr 129,
das das Band 20 empfängt,
ist mit einem Bandsensor 166, wie oben erwähnt, ausgerüstet. Der
Servomotor 126 ist mit einem Digitalenkoder 129 ausgerüstet, der
Regelungssignale dem Steuersystem 200 zuführt, um
die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Antriebsrolle 127 zu überwachen.
-
Die
Quetschrolle 129 ist wahlweise durch den Solenoid 128 vorgespannt
durch Verwenden eines Quetschhebels 127, der mit dem Solenoid
an einem ersten Ende gekoppelt ist und an einem freien Ende mit
einer exzentrischen Welle 160 gekoppelt ist. Die Quetschrolle
ist drehbar mit einem freien Ende der exzentrischen Welle verbunden,
so dass, wenn das Steuersystem 200 Energiezuführsignale an
dem Solenoid 128 bereitstellt, der Solenoid den Quetschheben 167 schwenkt,
um die Quetschrolle 129 dazu zu bringen, gegen die Antriebsrolle
vorgespannt zu sein. Wie in 3 gezeigt,
ist der Solenoid durch einen Impulsweitenmodulator(PWM)-Kreislauf gesteuert,
der eine variable Kraft an der Quetschrolle 129 bereitstellt
und somit eine variable Quetschkraft an dem Band 20 für verschiedene
Betriebsmodi, die hierin diskutiert sind.
-
Induktive
Näherungssensoren 130 werden verwendet,
um dem Steuersystem 200 Quadraturführungssignale bereitzustellen,
welche die Bandposition überwachen
und bezüglich
der Antriebsrollenrotation antworten. Die Führungssignale stellen eine geregelte
Spannungssteuerung bereit, während
sie dem Steuersystem ermöglichen,
die Signale von dem Zuführ/Spannenkoder 129 mit
dem Näherungssensor 130 – Informationen
zu vergleichen wie unten beschrieben. Die Näherungssensoren 130 und
der Digitalenkoder 179 stellen bevorzugt Quadraturkodierung
bereit, die jeweils ein Paar von Sensoren verwenden, so dass sowohl
Größe als auch
Richtung der Rotation der Antriebs- und Quetschrollen ermittelt
werden können
durch das Steuersystem 200. Während Näherungssensoren 130 induktive
Enkoder sind, die die Veränderung
des magnetischen Flusses ermitteln, der durch die Rotation von mehreren
radial angeordneten Bohrungen verursacht ist, die entlang der Kante
der Quetschrolle 169 angeordnet sind, können andere Kodierverfahren
eingesetzt werden, wie diese durch Fachleute bekannt sind, wie z.
B. optische Kodierer, Bürsten
oder bürstenlose
elektrische Kodierung etc.
-
Die
Zuführ-
und Spanneinheit 13 weist drei Operationsmodi auf: (1)
Lademodus, (2) Hauptspannmodus und (3) Zuführmodus. Während des Lademodus wird das
Band 20 durch die Sammlerrollen 114 und 115 in
die Zuführ/Spannrollen 127 und 129 geführt, wo
das Band ergriffen wird und zu dem Bandsensorhebel 168 bewegt
wird, der in dem Zuführrohr 169 angeordnet
ist. Nachdem das Band den Bandsensorhebel 168 erreicht
hat, wird der Sensorhebel schwenkbar durch das Band verlagert, um
den Bandsensor 66 dazu zu bringen, das Bandermittlungssignal
dem Steuersystem 200 zur Verfügung zu stellen. Hierdurch
unterbricht das Steuersystem 200 die Zuführsequenz
und stoppt die Stromzufuhr zu dem Sammlersolenoid 121,
welcher die Sammlertür 119 freigibt,
wodurch der Sammlerkammer 116'' ermöglicht wird,
sich mit Band zu füllen
(4b). Während der
Ladesequenz richtet das Steuersystem 200 einen Nullpunkt
für den
Zuführ/Spannmotor 126 ein durch
langsames Vorbewegen des Bandes zu dem Hebel 168 und Stoppen
desselben, wenn der Sensor 166 anfänglich aktiviert ist, um das
Bandermittlungssignal zu der Steuereinheit 200 zu senden.
Wenn der Hebel 168 zuerst verlagert und der Bandermittlungssensor 166 zuerst
ein Bandermittlungssignal an dem Steuersystem bereitstellt, richtet
das Steuersystem einen Nullpunkt ein, der verwendet wird, um die
Position des Bandes akkurat zu bestimmen, unabhängig von zukünftigem
Durchrutschen zwischen der Antriebs- und Quetschrolle. Ermitteln
der anfänglichen Betätigung des
Sensors 166 tritt nur während
jedem Wiederholversuch oder während
der Ladesequenz auf.
-
Nachdem
das Band 20 die Sammlerkammer 116'' gefüllt hat
und der Hallsensor 123 ein Band-voll-Signal dem Steuersystem 200 bereitstellt, stellt
das Steuersystem ein Vorwärtsschnell-Signal dem
Zuführ/Spannmotor 126 zur
Verfügung,
das schnell das Band durch das Zuführrohr 169 und dem Verbindungskopf 60 (9C) um die Bahn 14 (8B) und schließlich zurück in den
Verbindungskopf vorbewegt. Während
dieser Zeitdauer stellt das Steuersystem 200 eine leichte
Kraft an dem Quetschrollensolenoid 128 bereit, um eine
leichte Kraft zwischen den Zuführ/Spannrollen 127 und 129 zu
halten, während
das Steuersystem die Rollen überwacht,
um sicherzustellen, dass beide Rollen sich mit der glei chen Oberflächengeschwindigkeit
drehen. Dieses stellt sicher, dass, wenn das Band 20 nicht komplett
zugeführt
ist, das Band nicht beschädigt wird
durch die Zuführ/Spannrollen 127 und 129 bevor die
Zuführsequenz
beendet werden kann. Wenn das Steuersystem 200 einen Geschwindigkeitsunterschied
zwischen dem Digitalenkoder 179 und dem induktiven Näherungssensor 130 erkennt,
wird die Zuführsequenz
sofort beendet und das Steuersystem leitet eine weitere Rückkehrsequenz
ein und richtet einen weiteren Nullpunkt ein. Nachdem die Rückkehrsequenz
beendet worden ist, wird eine weitere Zuführsequenz probiert. Diese Rückkehr-
und Zuführsequenz
kann verschiedene Male wiederholt werden, wie dies durch das Steuersystem
bestimmt wird. Wenn das Steuersystem die Rückkehr- und Zuführsequenzen
eine vorbestimmte Anzahl ohne Erfolg wiederholt hat, dann stellt
das Steuersystem ein Fehlersignal dem Bediener bereit, welcher das
Band manuell zuführen
muss oder ein Problem in der Maschine erkennen und korrigieren muss.
Wenn das Steuersystem 200 erfolgreich eine Zuführsequenz beendet
hat, ist die Maschine fertig für
den normalen Verschnürvorgang.
-
Im
Hauptspannmodus des normalen Verschnürvorgangs können Bänder auf Bündel entweder im normalen oder
automatischen Modus, wie oben beschrieben, angewendet werden. Zwei Spannsequenzen
sind in dem Hauptspannmodus erhaltbar: (1) Schleifengrößensteuermodus,
(2) Spannmodus. Diese Modi können
automatisch gewählt werden
durch Stapelhöhensensoren
(nicht gezeigt), die auf der stromaufwärtigen Seite der Maschine angeordnet
sind und welche Hochsignale dem Steuersystem 200 bereitstellen.
Alternativ werden diese Modi ausgewählt von dem Touchscreen-Steuerpult der
Maschine (nicht gezeigt) durch den Bediener. Die Maschine 10 kann
ebenso eine Kombination dieser beiden Modi einsetzen. Das Steuersystem 200 beginnt
den Hauptspannmodus durch Drehen des Verbindungskopfes 16 (9C), um einen Greifer 148 auf
der rechten Seite, welcher das lose Ende des Bands ergreift, zu
berühren.
Wenn der Verbindungskopf 16 sich weiterdreht, wird die
Bahnführung 132 (8C) geöffnet, das Band wird freigegeben
von einer Bandführung
und die Spannsequenz beginnt. Während
der Spannsequenz wird das Band schnell nach unten um das Bündel gezogen,
wie unten erklärt
wird.
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In
dem Schleifengrößensteuermodus
zieht das Steuersystem 200 das Band 20 nach unten
in einer vorbestimmten Schleifengröße durch Überwachen der Pulssignale von
dem Zuführ/Spannenkoder 179 und/oder
Näherungssensoren 130.
Wenn das Steuersystem eine vorbestimmte Anzahl von Pulsen von dem
Näherungssensor 130 erhalten
hat, verlangsamt das Steuersystem den Zuführ/Spannmotor 126 zu
einem kontrollierten Stopp. Das Steuersystem 200 jedoch
bringt den Verbindungskopf 16 dazu, sich weiter zu drehen
und den Zuführ/Spannmotor 126 dazu,
weiter seine Position zu halten bis ein Greifer 149 auf
der linken Seite in dem Verbindungskopf 16 das Bandende
sichert, das auf der Basis der Position des Greifernockens und Abtasters
(unten diskutiert) gespannt ist.
-
In
dem Spannmodus wird das Band 20 fest um das Bündel oder
den Stapel gezogen, bis die vom Motor angetriebene Antriebsrolle 127 beginnt,
auf der Oberfläche
des Bandes durchzurutschen. Die Quetschrolle 129 hält umgekehrt
jedoch den Kontakt mit dem Band und ist ein Indikator der Bandposition und
Geschwindigkeit. Das Steuersystem 200 ermittelt dieses
Durchrutschen von dem Unterschied in den Signalen zwischen dem Zuführ/Spannenkoder-Signalen
und dem Quetschrollennäherungssensoren-Signal.
Nachdem das Steuersystem einen vorbestimmten Differentialsetzpunkt
zwischen den Signalen ermittelt hat, verlangsamt das Steuersystem den
Zuführ/Spannmotor 126 und
erhöht
die Kraft des Quetschsolenoids 198 durch den PWM-Kreislauf. Hierdurch
fährt der
Zuführ/Spannmotor 126 mit
dem Spannen des Bandes fort bei einer niedrigeren Geschwindigkeit,
um eine vorbestimmte Kraft, bei der der Zuführ/Spannmotor 126 die
Spannung auf dem Band beibehält.
Wenn der Hochspannungsmodus ausgewählt worden ist, wird die Hoch-
oder Sekundärspanneinheit 15 eine
abschließende
Spannung an dem Band aufbringen, wie oben beschrieben, bevor der
Verbindungsvorgang stattfindet. Nachdem das Bandende auf der linken
Seite gesichert worden ist, wird die Bandspannung vor dem Schneid/Verbindungsvorgang
freigegeben, um Bandreißen
während des
Schneidvorgangs zu verhindern. Der Verbindungskopf 16 dreht
sich weiter durch die Spannsequenz und in die Schneid/Verbindungssequenz
wie unten beschrieben ist.
-
Während des
Zuführmodus,
welcher auftritt, nachdem die Bandschneid/Verbindungssequenz beginnt,
startet der Zuführ/Spannmotor 126 die
Zuführsequenz,
welche fortgeführt
wird durch den Verbindungsvorgang. An dem Ende der Verbindungskopfrotation
wird der Verbindungskopfabdeckschieber 153 zurückgezogen,
löst das
Band auf dem Stapel und kehrt zu seiner ursprünglichen geschlossenen Stellung
zurück.
-
Während des
Verbindungszyklus, führt
das Steuersystem 200 weiter das Band um die Bahn 14 zu,
bis dieses in den Verbindungskopf 16 auf dem zweiten Durchgang
eintritt und hält
an unmittelbar nach der Verbindungspressplatte 152 (9C). Das Steuersystem 200 überwacht
die Länge
des Bandes, das in dem Zuführmodus
durch Überwachen
der Signale von dem Enkoder 179. Nachdem eine vorbestimmte
Anzahl von Enkoderpulsen empfangen worden sind durch das Steuersystem,
wird der Zuführ/Spannmotor 126 verlangsamt
und gestoppt an der geeigneten Stelle. Das Beenden der Zuführsequenz
vervollständigt
den Bandbereitstellungszyklus und die Maschine ist nun fertig, ein
weiteres Band bereitzustellen.
-
13 zeigt ein exemplarisches
Zeitdiagramm und Enkoderpulsen über
der Umdrehung pro Minute eines Zuführ- und Spannmotors und Quetschrolle
der Zuführ-
und Spanneinheit aus 5A und dem
Verbindungskopf aus 9A.
Die Verbindungskopfkurve beginnt ihre Rotation und beschleunigt während sich
ihre Umdrehungen pro Minute über
der Zeit erhöhen,
bis der Verbindungskopf die konstante Geschwindigkeit erreicht und
danach verlangsamt. Während
der anfänglichen
Beschleunigung des Dichtungskopfs, werden der Zuführ/Spannmotor 126 und
die Quetschrolle 129 zu einer Spitzengeschwindigkeit von
ungef. 4000 U/min schnell beschleunigt. In ungefähr 210 mm/sec. (ungefähr 48.000
Enkoderpulsen) erfährt
der Zuführ/Spannmotor 126 ein Durchrutschen
bezüglich
des Bandes. Unter der exemplarischen Kurve der 13 ist eine Bahneinheit 14 mit
kleinem Durchmesser eingesetzt, um Bänder um kleine Bündel bereitzustellen.
Hierdurch wird die Maschine 10 hauptsächlich im Schleifengrößensteuermodus
betrieben. Deshalb wird der Zuführ/Spannmotor 126 zu
diesem Zeitpunkt abgebremst. Ungefähr 65 mm/sec. später stoppt
der Zuführ/Spannmotor 126.
Alternativ kann, wenn die Maschine 10 bei einer langsameren
Bandrate mit größerem Bahndurchmesserabmessungen,
mit größeren Bündeln etc.
betrieben würde,
das Steuersystem 200 einen verlangsamten Zuführ/Spannmodus 126 beim
anfänglichen Ermitteln
von Durchrutschen des Bandes (ungefähr 210 mm/sec.) einleiten.
Bei ungefähr
504 mm/sec. führt
das Steuersystem 200 dem Zuführ/Spannmotor 126 und
der Quetschrolle 129 wieder Strom zu, um ein Zuführen des
Bandes durch die Bahneinheit 14 für den nächsten Verschnürvorgang
zu beginnen, während
der Verbindungskopf den aktuellen Verschnürvorgang beendet und verlangsamt.
-
Bahneinheit
-
Bezugnehmend
auf 8A–8C umfasst die Bahn 14 eine
Bahnführung 132,
welche einen Schlitz 132' aufweist,
der das Band 20 formt, um eine große Schleife zu formen, beginnend
mit dem ersten Durchgang durch den Verbindungskopf 16 und
endend wieder in dem Verbindungskopf 16 auf dem zweiten Durchgang.
Die Bahnführung 132 hält das Band
bis der nächste
Verschnürzyklus
eingeleitet ist. Die Bahn umfasst im Wesentlichen: (1) die Bandführung 132, deren
Schlitz 132' bevorzugt
aus einem Material mit geringer Reibung hergestellt ist, (2) Bahntragblöcken 133 mit
integralen Linearlagervorrichtungen 133', (3) einer Bahnöffnungskoppel 134,
(4) einer Bahnabdeckung 135 und (5) vier Bandabstreifungsstiften 136, die
an der Abdeckung befestigt sind.
-
Die
Bahnführung 132 ist
an dem unteren Ende der Bahntragblöcke 133 befestigt,
welche verschiebbar bezüglich
der Abdeckung 135 durch die Lagervorrichtung 133' bewegbar sind.
Die Bahnöffnungskoppel 134 ist
an der Unterseite der Bahntragblöcke 133 befestigt
und mit einem Bahnnocken 131 (9C) wirkverbunden, so dass, wenn sich
der Bahnnocken bewegt, die Koppel, die Bahntragblöcke und
die Bahnführung
seitlich verlagert werden, bezüglich
der Abdeckung 135.
-
Die
vier Abstreifstifte 136 sind an der Bahnabdeckung 135 an
dem Umfang von vier gegenüberliegenden
Punkten von der Bahnführung 132 durch Bahnstifttragvorrichtungen 136' angebracht.
Die Bahnstifttrageinrichtung 136' hält die Bahnstifte 136 in Öffnungen
in der Bahnführung,
wobei in einer ersten Stellung, wenn die Bahnführung gegen die Bahnabdeckung
anliegt, erstrecken sich die Stifte nur teilweise in die Bahnführung (wie
in 8A gezeigt). Jedoch
erstrecken sich in einer zweiten Position, wenn die Bahnführung seitlich
von der Bahnabdeckung verlagert wird, die Stifte in und durch die
Bohrungen in dem Schlitz 132',
um das Band 20 von dem Schlitz wegzudrücken.
-
Während des
Schnürzyklus
betätigt
ein Bahnnocken 131 in dem Verbindungskopf 16 ( 9C) die Bahnöffnungskoppel 134,
um seitlich die Bahnführung 132 bezüglich der
Bahnabdeckung 135 zu verlagern, während gleichzeitig das Band
von der Bahnführung 132 durch
die Abstreifstifte 136, die an der Bahnabdeckung angebracht
sind, abgestreift wird. Die Bahnführung 132 verbleibt
seitlich verlagert von der Bahnabdeckung oder „offen" bis der Dichtungszyklus startet, wenn
dieses wiederum geschlossen ist für eine Bandzuführse quenz.
Die Bahnführung 132 verbleibt
geschlossen über
den Rest des Zyklus, bis ein weiterer Verschnürzyklus beginnt.
-
Eine
Bahnführung 134', die oben an
einer der Bahnblöcke 133 angebracht
ist, stellt einen zulaufenden Schlitz von der Zuführ/Spanneinheit 113 bis
zu einem Eingangspunkt der Bahnführung 132 bereit,
um den Eintritt des freien Endes des Bandes 20 während jeder
Zuführsequenz
zu erleichtern. Eine Bürsteneinheit 135' ist an der
Bahnabdeckung 135 angebracht und umfasst eine längliche
Bürste,
die aus mehreren Borsten besteht, die sich parallel zu einer der
zwei vertikalen Seiten der Bahnführung 132 angrenzend
zu und im Innern der Bahnführung
erstrecken. Wenn die Bahnführung 132 sich öffnet, sitzt das
Band gegen eine Außenkante
der Bürste
vorübergehend
auf, bevor es nach unten gezogen wird um das Objekt. Hierdurch stellen
die Bürste
und die Bürsteneinheit 135' sicher, dass
das Band sich nicht verdreht, wenn es anfänglich um das Objekt gezogen wird.
-
Sekundär(hoch)spanneinheit
-
Bezugnehmend
auf 6A–6C stellt die Sekundärspanneinheit 15 eine
abschließende
Bandspannung bereit, nachdem die Hauptspannsequenz beendet worden
ist. Sekundärspannung
ist nicht erforderlich an allen Bündeln und die Sekundärspanneinheit 15 ist
bereitgestellt mit Einrichtungen für das Steuersystem 200,
um diese still zu setzen. Diese Sekundärspanneinheit 15 umfasst
im Wesentlichen:
- (1) einen Spannnocken 137,
der an einer Verbindungskopfhauptwelle befestigt ist,
- (2) einen nockenangetriebenen Spannarm 138,
- (3) eine federbetätigte
Spannrolle 139,
- (4) einen Bandgreifer 140, und
- (5) einen druckgeregelten Pneumatikzylinder 190, der
eine einstellbare Bandspannung bereitstellt.
-
Wie
unten erklärt,
ist der Spannarm 137 an der Hauptwelle des Verbindungskopfes
( 9C) angebracht und
steuert die Schwenkbewegung des Spannarms 138 durch einen
Abtastrollkörper 134', der an dem
Spannarm befestigt ist. Eine Schwenkvorrichtung 138, die an
dem Gehäuserahmen
der Maschine 10 befestigt ist, hält den Spannarm 138 schwenkbar.
-
Die
Spannrolle 139 ist drehbar durch einen sich nach oben erstreckenden
Rollenschieber 139' aufgenommen,
welcher ein freies Ende aufweist, das ein freies Ende des Spannarms 138 koppelt.
Eine nicht seitlich bewegbare Rolle 139'',
die drehbar an einer Serie von Platten angebracht ist, nimmt unter sich
das Band 20 auf, wo das Band dann über die Rolle 139 geschleift
wird, bevor es einen gerundeten Führungsblock 139''' unter
diesem passiert. Ein hammerförmiger
Hebel 146' ist
schwenkbar an einem ersten Ende angebracht. Das freie Ende oder „Kopf"-Ende des Hebels 146' ist nach unten
federvorgespannt, um gegen eine obere Fläche der Spannrolle 139 aufzusitzen,
um der Führung
eines freien Endes des Bandes 20 durch die Sekundärspanneinheit 15 während anfänglichem
Ladens des Bands zu führen.
Während
Verschnürvorgängen sitzt
der Hebel 146 gegen die obere Fläche des Bandes auf und spannt
eine Schleife des Bandes nach unten mit der Sekundärspanneinheit 15,
um die Bewegung des Bandes in Vertikalrichtung zu begrenzen. Eine
Greifkoppel 140' empfängt schwenkbar
den Bandgreifer 140 an einem Ende, wobei die Greiferkoppel 140' schwenkbar
an ihrem freien Ende an einem L-förmigen Block 195 gekoppelt
ist. Eine Greiferbetätigungskoppel 144 umfasst
einen Betätigungsarm 144', der schwenkbar
an dem ersten Ende an einem Rahmen der Maschine 10 oder
an einem stabilen Bereich der Sammlereinheit 12 gekoppelt
ist. Ein freies Ende des Betätigungsarms 144' ist an der
Greiferkoppel 140 gekoppelt und stellt eine nach oben gerichtete
Betätigungskraft
an der Greiferkoppel, wie unten beschrieben, bereit.
-
In
der Grundposition des Spannarms 138 (7C) ist der Spannarm 138 nach
unten verlagert, welches ein hammerförmiges Zylinderauge 191 nach unten
verlagert, dass an der Zylinderstange 198 des Pneumatikzylinders 190 angebracht
ist. Eine untere Fläche
des Spannarms 139 sitzt gegen eine obere Fläche 191' des Zylinderauges 191 auf.
Eine L-förmige Stütze 194 ist
einstellbar an einer Seite des Zylinderauges 191 gekoppelt
und ein freies Ende der L-förmigen
Stütze
hakt sich über
und sitzt auf einer oberen Fläche
des L-förmigen Blocks 195 auf.
Hierdurch werden, wenn sich der Spannarm nach unten verlagert, das
Zylinderauge 191, der L-förmige Block 195, die
Greiferkoppel 140' und
der Greifer 140 gleichzeitig nach unten verlagert. In der
hohen Spannposition jedoch (7a)
verlagert eine Feder 146 den Spannarm 138 nach
oben, so dass dieser nicht auf der obe ren Fläche 191' des Zylinderauges 191 aufliegt.
Hierdurch werden die Greiferkoppel 140' und der Greifer 140 nach
oben verlagert und rücken
den Greifer 140 nach oben gegen das Band und den Führungsblock 139'''.
Die Unterseite des Führungsblocks 139''' kann
Zähne umfassen
oder andere Oberflächendeformationen,
so dass der Führungsblock 139''' zusätzlich zu
den Zähnen
des Bandgreifers 140 das Band dazwischen sichert.
-
Der
Greifer 140 ist schwenkbar an der Greiferkoppel 140' angebracht,
wodurch den Greiferzähnen
ermöglicht
wird, parallel zu verbleiben und mit den Zähnen an der Unterfläche des
Führungsblocks 139''' zu
kämmen,
wodurch eine gute Greifaktion sichergestellt ist. Eine oder mehrere
Greiferfedern 145, die zwischen der Greiferbetätigungskoppel 144 und einem
stationären
Bereich der Maschine 10 gekoppelt sind, stellen eine aufwärts gerichtete
Federkraft an dem Betätigungsarm 144' und der Greiferkoppel 140' bereit, wobei
die Federkraft den Betrag der Kraft, die auf den Bandgreifer ausgeübt wird,
steuert. Hierdurch wird das Band fest zwischen dem Führungsblock 139''' und
dem Bandgreifer 140 vor dem Hochspannen arretiert.
-
Während des
Betriebs, nachdem die Hauptspannsequenz beendet worden ist, dreht
sich der Verbindungskopf 16 weiter, wenn der Spannnocken 137 den
Spannarm 138 betätig.
Wenn die Sekundärspannung
ausgeschaltet ist, arretiert der Bandgreifer 140 das Band 20 gegen
die Unterseite des Führungsblocks 139''' während der
Bewegung des Spannarms 138, um zu verhindern, dass Bandmaterial
aus dem Sammler 12 gezogen wird. Wenn der Spannarm 138 sich
bewegt während
seines Verfahrwegs von der Ausgangsposition ( 7C) zu der Hochspannungsposition (7A), ist der Pneumatikzylinder 190 freigegeben,
um eine aufwärts
gerichtete Kraft bereitszustellen, die der Rolle 139 ermöglicht,
das Band um die Kraftmöglichkeiten
des Pneumatikzylinders zu spannen. Das Steuersystem 200 kann
einen Betrag der Kraft, die durch den Pneumatikzylinder 190 aufgebracht
wird, steuern. Der Pneumatikzylinder 190 stellt eine höhere Kraftfähigkeit
und eine konstante Kraft im Gegensatz zu einem alternativen Ausführungsbeispiel,
das unten beschrieben wird, welches Federn verwendet, bereit. Der
Pneumatikzylinder 190 umfasst ein elektrisch betriebenes
Steuerventil, das elektrisch mit dem Steuersystem 200 gekoppelt ist.
Das Ventil ist bevorzugt ein Zweiwegeventil, wobei ein erstes Signal
von dem Steuersystem 200 (z. B. ein Leistung-an- oder Stromzufuhr-Signal)
eine Zylinderstange 193 dazu bringt, aus dem Pneumatikzylinder
auszufahren. Aufgrund eines zweiten Hemm-Signals (z. B. ein Lei stungs-aus-
oder Stromzufuhrabschalt-Signal) fährt die Zylinderstange wieder
zurück.
Wenn das Steuersystem 200 das Hemmsignal an dem Pneumatikzylinder 190 bereitstellt, wird
das Steuerventil betätigt
und der Pneumatikzylinder 190 zieht den Arm 144 nach
unten. Der Kraftsetzpunkt des Pneumatikzylinders 190 kann
ebenso eingestellt werden durch den Bediener für das entsprechende zu schnürende Produkt.
Ein Luftdruckregulator zum Steuern der Zylinderaustragskraft (nicht gezeigt)
ist in der Maschine 10 bereitgestellt, wobei der Regulator
manuell einstellbar ist, um eine variable zweite Bandspannung bereitzustellen.
Alternativ ist der Regulator elektrisch gekoppelt mit und gesteuert
durch das Steuersystem 200, so dass das Steuersystem die
Spannkraft einstellt. Im Gesamten wirkt der Pneumatikzylinder 190 als
eine konstante Kraftfeder während
jedes Verschnürzyklus.
Der Pneumatikzylinder ist an dem Basisrahmen der Maschine 10 angelenkt
und schwenkbar mit dem Rollenschieber 139' über das Auge des Zylinderauges 191 verbunden
und ein Kugellager 192 ist an diesem befestigt, welches
zusammen als eine Einheit an der Zylinderstange 193 befestigt
ist.
-
Weil
der Spannarm 138 von dem Nocken 137 betätigt wird,
verfährt
der Arm 138 bei jedem Zyklus seinen gesamten Weg. Wie bei
anderen nockenbetätigten
Elementen in der Maschine 10 schnappt der Spannarm nicht
unter jeglicher unkontrollierten Federaktion zurück. Ein Kontakt mit dem Spannarm 137 ist
beibehalten durch die Spannarmrückzugsfeder 146,
die zwischen dem Spannarm und dem Rahmen der Maschine 10 gekoppelt
ist oder an einer sicheren Position an der Zuführ/Spanneinheit 13 unabhängig von
der aufgebrachten Bandspannung. Wie in dem Nockensteuerungsdiagramm
der 11 gezeigt ist,
verweilt dieser, nachdem der Spannarm 138 seinen gesamten
Hub verfahren hat, für
eine kurze Zeit in der vollständig
ausgefahrenen Position (7A),
wodurch dem Greifer 149 (9C)
auf der linken Seite ermöglicht
wird, das Band 20 zu sichern, bevor die Bandspannung gelöst wird.
Der Verbindungskopf 16 dreht sich weiter und der Spannarm 138 kehrt
zur Grundstellung zurück,
wodurch die Bandspannung vor dem Schneidvorgang, wie unten beschrieben,
gelöst
wird.
-
In
einem alternativen Ausführungsbeispiel bezüglich des
Pneumatikzylinders 190, der in den 6D–6F und 7D–7F gezeigt ist, kann eine
federvorgespannte zweite Spanneinheit und ein elektrisch gesteuertes
Hemmsystem eingesetzt werden. Das alternative Ausführungsbeispiel
ist im Wesentlichen ähnlich
zu dem zuvor beschriebenen Ausführungs beispiel
und nur bedeutende Unterschiede in der Funktion oder Konstruktion
werden im Detail beschrieben. Z. B. ist ein Greiferhalter 140'' schwenkbar an einem Ende der Greiferkoppel 140' aufgenommen,
wo der Greiferhalter den Bandgreifer 140 darin aufnimmt.
In der Grundstellung des Spannarms 138 (7F) wird der Spannarm nach unten verlagert, welcher
in ähnlicher
Weise den Betätigungsarm 140' nach unten
verlagert, welcher schwenkbar an dem freien Ende des Spannarms gekoppelt
ist. In der Hochspannungsstellung werden jedoch (7D) der Spannarm 138, der Betätigungsarm 144', der Greifer 140,
der Greiferhalter 140'' und die Greiferkoppel 140' nach oben verlagert,
um das erste Ende der Greiferwelle dazu zu bringen, gegen eine Unterseite des
Führungsblocks 139''' zu
gleiten und nach unten zu schwenken, um den Bandgreifer 140 dazu
zu bringen, nach oben gegen das Band und die Unterseite des Führungsblocks
zu drücken.
Die Greiferfeder 145 ist zwischen einem stationären Rahmenelement 145' und dem Betätigungsarm 144' gekoppelt.
Der Kraftsetzpunkt einer Feder 142 ist mechanisch einstellbar
durch den Bediener für
das entsprechende zu verschnürende
Produkt. Ein Einstellknopf 172, welcher eine Spannungseinstellkoppel 173 bedient, ist
außen
an der Maschine für
leichten Zugriff bereitgestellt. Eine Schwenkeinrichtung 182 nimmt
ein erstes Ende der Spannfeder 142 auf und ist schwenkbar an
dem freien Ende des Spannarms 138 gehalten. Eine Welle
oder ein Bolzen 183 erstreckt sich durch das freie Ende
der Spannfeder 142 und sowohl die Feder als auch der Bolzen
sind in einem Federrohr 142' angeordnet.
Ein Ende des Bolzens 183 sitzt gegen ein oberes erstes
Ende eines schwenkbar gesicherten Spannjustierarms 180.
Ein erstes Ende eines Stabs 181 ist über einer Koppel 181' mit einem Rollkörper 180' gekoppelt.
Der Rollkörper 180' sitzt auf einer
oberen Kante des Einstellarms 180 gegenüber dem Bolzen 183 und
dem Schwenkpunkt des Einstellarms auf. Ein freies Ende des Stabs 181 ist
wahlweise manuell durch Drehen des Spannknopfs 172 positionierbar,
welcher wiederum eine Gewindekoppel 172' antreibt, die mit dem freien Ende
des Stabs 181 gekoppelt ist. Wenn der Bediener den Knopf 172 dreht,
dreht die Gewindekoppel 162',
von der ein Bereich mit dem Rahmen der Maschine 10 gekoppelt ist,
gleichzeitig, um den Stab 181 zu schwenken und den Rollkörper 180' dazu zu bringen,
von einer Hochkraft oder Spannstellung (in 6F gezeigt), zu einer Niedrigspannstellung,
welche in der Nähe
des Schwenkpunkts liegt, zu bewegen.
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Ein
Verhinderungssolenoid 141 ist durch einen Schwenkkoppelmechanismus 143' mit einem ersten
Ende eines Verhinderungshebels 143 gekoppelt. Ein freies
Ende des Verhinderungshebels 143 sitzt gegen eine obere
Fläche
des Betätigungsarms 144' der Greiferbetätigungskoppel 144 auf.
Hierdurch dehnt sich, wenn das Steuersystem 200 ein Verhinderungssignal
zu dem Solenoid 141 bereitstellt, dieser aus, um den Verhinderungshebel 143 zum Schwenken
zu bringen, um den Arm 144' nach
unten zu verlagern und dabei die Greiferkoppel 140' und den Bandgreifer 140 daran
zu hindern, sich nach oben gegen das Band zu bewegen, unabhängig von der
Bewegung des Spannarms 138.
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Eine
Sekundärspannung
wird oft verhindert, wo die hohe Bandspannung, die durch die Sekundärspanneinheit 15 erzeugt
wird, das zu schnürende
Paket beschädigt.
Dieser Modus wird entweder manuell durch den Bediener-Touch-Screen
oder automatisch durch Pakethöhendetektoren
ausgewählt.
In dem automatischen Modus kann das Steuersystem 200 das Höhensignal
für ein
gegebenes Paket mit einem Schwellwert vergleichen und wenn das Höhensignal sich
unterhalb dem Schwellwert befindet, stellt das Steuersystem das
Verhinderungssignal an dem Pneumatikzylinder 190 oder dem
Solenoid 141 bereit. Wie oben bemerkt, wird die Sekundärspannung durch
das Verhinderungssignal behindert. In dem Behinderungsmodus verfährt der
Spannarm 138 entlang seines normalen Wegs, jedoch ist der
Spanneinheitbandgreifer 140 behindert durch nach unten
Ziehen der Greiferkoppel 140'.
Wie in 7B gezeigt, zieht
der Pneumatikzylinder 140 in dem ersten Ausführungsbeispiel
den Zylinderstab 193 zurück, um das Zylinderauge 191,
die L-förmige
Stütze 194 und den
L-förmigen
Block nach unten zu ziehen und die Greiferkoppel 140' daran zu hindern,
eine nach oben gerichtete Kraft an dem Bandgreifer 140 aufzubringen.
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Das
alternative Ausführungsbeispiel
funktioniert ähnlich.
Wie in 7E gezeigt, betätigt der
Solenoid 141 die Verhinderungshebel 143, wodurch
der Betätigungsarm 144,
der schwenkbar an dem Spannarm 138 montiert ist, darin
gehindert wird, eine nach oben gerichtete Kraft auf den Bandgreifer 140 aufzubringen.
Wenn das Steuersystem 200 das Verhinderungssignal an dem
Solenoid 141 bereitstellt, schwenkt der Solenoid den Verhinderungshebel 143 nach
unten, um dem Arm 144 am nach oben bewegen zu hindern und
dabei den Bandgreifer 140 zu deaktivieren.
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Mit
beiden Ausführungsbeispielen
bewegt sich der Spannarm 138 weiter nach oben unter der Druckkraft
des Pneumatikzylindes 190 oder Feder 142 und die
Spannkraft der Feder 146, wenn der Nocken 147 zu
der Hochspannungsstellung rotiert. Hierdurch bewegt sich der Rollkörperhebel 139' und somit der
Rollkörper 139 weiter
nach oben, wenn der Spannarm 138 gleichzeitig nach oben
schwenkt. Ein kurzer Bereich des Bandes, das durch die Spannrolle 139 aufgenommen
wird, wird aus dem Sammler 12 herausgezogen (im Gegensatz
zu vom um das Paket), wenn die Spannrolle sich nach oben bewegt. Konsequenterweise
hat die Bewegung des Sekundärspannarms 138 keine
Wirkung auf die Bandspannung um das Paket. Wenn der Zuführzyklus
beginnt, wird der kurze Bereich des Bandes, der durch die Sekundärspannrolle 139 gelassen
wurde, einfach herausgezogen und wird Teil des Bands, das entlang
der Bahnführung 132 geführt wird,
für den
nächsten
Verschnürzyklus.
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Verbindungskopfeinheit
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Bezugnehmend
auf 9A–9C führt der Verbindungskopf 16 die
Schneid- und Verbindungsoperation in dem Verschnürzyklus aus. Der Verbindungskopf 16 benutzt
einen bürstenlosen
DC-Servomotor 147, welcher durch einen Hauptantriebsreduzierer 176 und
einen Antriebsriemen 177 eine Verbindungskopfhauptwelle 125 (10) dreht. Die Drehung der
Hauptwelle 125 und somit der verschiedenen Nocken des Verbindungskopfs 16 wird
durch das Steuersystem 200 von einem Hauptantriebsdigitalenkoder,
einem Grundstellungsnäherungsschalter 170, und
einem Näherungsaufnahmeschalter 171 überwacht,
welche sämtlich
elektrisch mit dem Steuersystem gekoppelt sind. Diese Information
des Enkoders 178 und des Näherungsschalters 170 wird
durch das Steuersystem überwacht,
um eine Verbindungskopfsteuerung mit geschlossenem Regelkreis, wie
unten beschrieben, bereitzustellen. Der Verbindungskopf umfasst
im Wesentlichen: (1) an der Hauptwelle angebrachte Nocken, (2) Greifer 148 und 149,
die entsprechend auf der rechten und linken Seite angeordnet sind,
(3) eine Heizklinge 150, (4) die Pressplatten 152 und
(5) den Abdeckschlitten 153.
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Die
Verbindungskopfnocken werden auf der Hauptwelle verkeilt, um sicher
zu stellen, dass die relativen Nockenpositionen beibehalten sind.
Wenn die Hauptwelle oder der Verbindungskopf 16 rotiert,
betätigen
die Nocken und Positionieren verschiedene Mechanis men, die mit der
Bandverbindungsoperation einhergehen. Das Nockensteuerdiagramm der 11 zeigt die Positionen
der verschiedenen Nocken, die unten beschrieben sind und ihre resultierende
Betätigung
der Greifer, Heizklingen und anderer Elemente des Verbindungskopfes 16.
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Die
Greifer 148 und 149 auf der rechten und linken
Seite sind mit einer Serie von Zähnen
(wie 9A gezeigt) ausgerüstet und
werden durch die Greifernocken 157 und 158 entsprechend
auf der rechten und linken Seite betätigt. Die Greifer 148 und 149 auf
der rechten und linken Seite sichern das Band 20 während der
Schneid- und Verbindungsoperation. Zusätzlich wird der Greifer 148 auf
der rechten Seite verwendet, um das freie Ende des Bandes während der
Haupt- und Sekundärspannsequenzen zu
sichern.
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Ein
Heizernocken 156 bedient die Heizerklinge 150,
wo die Klinge verwendet wird, um die Oberfläche der sich überlappenden
Bandbereiche aufzuschmelzen, welche die Verbindung formen werden. Das
Steuersystem 200 steuert die Heizerklingentemperatur durch
einen PWM-Kreis 216 (3)
von niedriger Spannung und hoher Stromstärke, der unter Strom steht,
wenn der Maschinenhauptschalter an ist. Das Steuersystem 200 moduliert
die Temperatur der Heizerklinge durch Einstellen der Frequenz oder
Länge der
Pulse, die dem PWM-Kreislauf 216 zugeführt wird, wie hierin diskutiert
ist.
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Eine
Pressplatte 152 mit ihrem integrierten Bandschneider 154 wird
verwendet, um das freie Ende des Bandes von der Zuführung abzuschneiden und
die Bandenden zu pressen, und durch die Heizerklinge 150 zusammenzuschmelzen,
um die Verbindung zu formen. Der Abdeckschlitten 153 stellt
die Oberfläche
bereit, gegen die die Pressplatte 152 sich abstützt für die Verbindungsoperation.
Zusätzliche Details
im Hinblick der generellen Betriebsweise des Verbindungskopfs können in
dem US-Patent Nr. 4120239 gefunden werden, das durch Bezugnahme hierin
aufgenommen ist.
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Im
Betrieb bringt eine anfängliche
Drehung des Verbindungskopfs den Greifernocken 157 und das
Greiferfolgeelement 161 auf der rechten Seite dazu, dem
Greifer 148 auf der rechten Seite zu ermöglichen,
nach oben zu gleiten, so dass die Greiferzähne des Greifers auf der rechten
Seite das freie Ende des Bandes ergreifen und es sicher gegen die korrespondierenden
Zähne (nicht
gezeigt) auf der Unterseite des Abdeckschlittens 153 zu
halten. Die Verbindungskopfhauptwelle 125 dreht sich weiter und öffnet die
Bandbahnführung 132.
Wenn die Bandführung 132 öffnet, wird
das Band von der Bandführung 132 durch
die Abstreiferstifte 136, die in jeder Bahnecke angeordnet
sind, abgestreift. Während
die Bahn geöffnet
wird, zieht ein Schlittennocken 159 einen inneren Schlitten 155 zurück und bewegt
die Pressplatte 152 und den Greifer 149 auf der linken
Seite weg von der Vorderseite des Verbindungskopfs 16.
Während
des Rückziehens
des inneren Schlittens 155 bringen die Pressplatten- und Greiferschlitten
auf der linken Seite 146 und 158 die Pressplatte 152 und
den Greifer 149 (aufgrund des Greiferfolgeelemente 149' auf der linken
Seite) auf der linken Seite dazu, sich unterhalb des Niveaus sowohl
des oberen als auch unteren Bandbereichs zu bewegen. Wenn das freie
Ende des Bandes weiterhin durch den Greifer 148 auf der
rechten Seite gehalten ist und die Bandschleife nun frei von der
Bahnführung 132 ist,
beginnt die Hauptspannsequenz (wie oben beschrieben). Die Hauptwelle 125 des
Verbindungskopf dreht sich weiter und nachdem die Hauptspannsequenz
beendet wurde, dreht der Spannnocken 137 zu seiner Hochspannungsstellung
und diese Sekundärspannsequenz
beginnt, wie oben beschrieben.
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Nachdem
die Sekundärspannsequenz
fertiggestellt wurde, dreht sich der Dichtungskopf 16 weiter und
der Heizernocken 156 betätigt die Heizerklinge 150,
um die Klinge zwischen dem oberen und unteren Bandbereich einzuführen. Während dieser
Zeit bewegt der Schlittennocken 159 den inneren Schlitten 155 wieder
zur Vorderseite des Verbindungskopfs 16, ordnet die Pressplatte 152 und
den Greifer 149 auf der linken Seite unter den Bandbereichen
zur Vorbereitung der Verbindungssequenz an. Als Nächstes betätigt der
Greifernocken 158 durch das Greiferfolgeelemente 149' auf der linken
Seite den Greifer 149 auf der linken Seite zu seiner angehobenen
Position, um das linke Ende der Bandschleife zu ergreifen. Nachdem
das Band gesichert worden ist durch den linken und rechten Greifer 148 und 149 aktiviert
ein Pressplattennocken 164 die Pressplatte 152 zu
ihrer angehobenen Heizstellung, um die überlappenden Bandbereiche in
die Heizerklinge 150 für den
Heizzyklus zu drücken.
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Während des
Verfahrens in die Heizposition trennt der Schneider 154,
der an der Pressplatte 152 befestigt ist, das Band von
dem Vorrat durch Verwenden eines Schervorgangs zwischen dem Schneider 154 und
der Seite des Greifers auf der rechten Seite. Die Pressplatte 152 fährt weiter
nach oben in die Heizposition und drückt das obere und untere Bandende
in die Heizerklinge 152. Die Bandenden werden in Kontakt
mit der Heizerklinge 150 für eine Zeitdauer gehalten,
die durch den Aufenthalt des Heizernockens und der Drehgeschwindigkeit
des Verbindungskopfs 16 bestimmt ist (siehe 11). Nach dem Aufenthalt
in der Heizposition dreht sich der Verbindungskopf 16 weiter,
die Pressplatte 152 senkt sich leicht von dem Verbindungsbereich
ab, wodurch der Heizerklinge 150 ermöglicht wird, herausgezogen
zu werden, basierend auf der Heizernockenposition. Nachdem die Heizerklinge 150 von
dem Verbindungsbereich herausgezogen worden ist, hebt sich die Pressplatte 152 wieder
an, um die geschmolzenen Bandenden zusammenzudrücken, um das Band zu verbinden.
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Wie
in 11 gezeigt, ist die
Verbindungsposition der Pressplatte 152 ein klein wenig
höher als die
Heizposition, um die Heizerklingendicke zu berücksichtigen. Die Pressplatte 152 behält diese
Position während
des Verbindungszyklus bei, wenn der Verbindungskopf 16 sich
weiterdreht. Während
des Verbindungsvorgangs ist der Bandweg durch den Verbindungskopf 16 derart
ausgerichtet, dass der oben beschriebene Zuführzyklus beginnen kann. Der Verbindungskopf 16 dreht
sich weiter zu dem Ende des Verbindungszyklus, wenn der Greifer 148 und 149 auf
der linken und rechten Seite und die Pressplatte 152 sich
leicht absenken, um die nach oben gerichtete Belastungskraft an
der Unterseite des Abdeckschlittens 153 freizugeben. Als
nächstes
aktiviert der Schlittennocken 159 den Abdeckschlitten 153,
um diesen zu öffnen,
löst das
Band und verschließt
wieder, um den nächsten
Zyklus zu starten. Nachdem der Abdeckschlitten 153 verschlossen
ist, erreicht das gleichzeitig zugeführte Band den Verbindungskopf 16,
um die Zuführung
zu beenden. Wenn das Bandende in den Verbindungskopf 16 eintritt, bringt
das Steuerzuführ/Spannsystem 200 den
Motor 126 dazu, abzubremsen auf einen vorbestimmten und
kontrollierten Stopp direkt hinter der Pressplatte. Der Verschnürzyklus
ist nun beendet und fertig für
einen weiteren Zyklus.
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Steuersystem
und Betriebsroutine
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In 3 ist das Steuersystem 200 im
Detail gezeigt. Wie bekannt ist, sind mechanische Maschinen üblicherweise
konstruiert, um eine bestimmte Kraft über eine bestimmte Zeitdauer
aufzubringen. Ein großer
Vorteil, der durch das Steuersystem 200 erreicht ist, besteht
darin, dass Kräfte
und ihre Einwirkzeit programmierbar sind. Diese Steuerung ermöglicht der
Maschine, an bislang unbekannte Spezifikationen und Erfordernisse
ange passt zu sein und diese auszuführen. Zusätzlich machen die wesentlichen
Kosteneinsparungen, die durch Kombinieren der Funktionen einer programmierbaren
Steuerung mit der Servosteuerung erreicht werden, dieses Maschinenkonzept
durchführbar.
Das Steuersystem 200 umfasst im Wesentlichen: (1) einen
Microprozessor 202, (2) einen nicht flüchtigen Speicher 204,
(3) RAM-Speicher 206, (4) Steuerkreise 208, (5)
digitale Eingänge
und Ausgänge 210 und 212,
(6) analoge Eingänge
und Ausgänge 214 und 216,
und (7) vier Spezialfallmicrocontroller 218, welche die
Servomotoren steuern. Das Steuersystem umfasst ebenso einen Zeitkreislauf 220,
der eine Realzeituhr und zwei Timer, zwei Enkodersignaleingänge 222 und
drei serielle Zweiwege-Anschlüsse 224.
Die verschiedenen Komponenten 204–224 sind mit dem
Microprozessor 202 durch einen Bus 226 verbunden.
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Der
verwendete Microprozessor 202 ist bevorzugt der 80C196NP,
der durch die Intel Corporation hergestellt wird. Der 80C196NP Microprozessor stellt
zur Zeit bereit: (1) 25 MHz-Betrieb,
(2) 1000 bites Register RAM, (3) Register-Register Architektur, (4)
32 I/O-Anschlussstifte,
(6) 16 Vorrangsunterbrechungsquellen, (6) vier externe Unterbrechungsstifte und
nicht maskierbare Unterbrechung („NMI") Stift, (7) zwei flexible 16-bit Timer/Zähler mit
Quadraturzählmöglichkeit,
(8) drei Pulsweiten modulierte (PWM) Ausgänge mit hoher Antriebskapazität, (9) serieller
Voll-Duplex-Anschluss mit zugeordneten Baudratengenerator, (10)
ein peripherer Transaktionsserver (PTS), und (11) ein Eventprozessorfeld (EPA)
mit vier Hochgeschwindigkeitseinfang/Vergleichskanäle. Das
EPA wird verwendet, um separate Pulsweiten modulierte Signale zu
erzeugen, die die Bandquetschkraft und die Heizerklingentemperatur
steuern, wie hierin beschrieben. Das PTS wird verwendet, um ein
Hintergrundzählen
und Steuerungsfunktionen bereitzustellen, um in geeigneter Weise
verschiedene.
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Operationen
während
jedes Verschnürzyklus zu
steuern. Der nicht flüchtige
Speicher 204 kann wieder programmiert sein durch den Prozessor.
Der Speicher wird bevorzugt vorprogrammiert, um eine Routine 300 zu
erhalten, die der Microprozessor ausführt, um verschiedene Operationen
durchzuführen, die
hierin beschrieben sind. Die Routine 300 ist im Detail
unten mit Bezug auf das Fließdiagramm
der 12A–12D beschrieben. Wichtig
ist, dass durch Verwenden eines Speichers die Routine in dem Steuersystem
verändert
werden kann, ohne die Notwendigkeit Bauteile zu verändern.
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Die Überwachungskreise 208 stellen
einen konventionellen Wachhundtimer und einen konventionellen Stromzufuhrversagungsermittlungskreislauf zur
Verfügung.
Der Wachhundtimer unterbricht den Prozessor 202, wenn das
Programm nicht periodisch den Timer nach einer vorgewählten Zeitdauer
wählt und
zurücksetzt.
Wenn der Wachhundtimer ausgezählt
hat, dann wird der Wachhundtimer den Prozessor zurücksetzen, üblicherweise,
wenn ein Programm- oder Prozessorversagen aufgetreten ist. Die zur
Stromzufuhrunterbrechungsermittlung ermöglicht dem Steuersystem einen
Stromausfall zu ermitteln und die Maschine in einer geordneten Weise
abzuschalten (d. h., der Strom für
die Heizerklinge 150 wird abgeschalten).
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Das
Steuersystem 200 verwendet bevorzugt 32 Digitaleingänge, 24
Digitalausgänge,
4 analoge Eingänge,
4 analoge Ausgänge
und 2 Pulsbreiten modulierte Ausgänge. Die digitalen Eingänge und Ausgänge 210 und 212 sind
konditioniert (gefiltert) und optisch isoliert von dem Steuerbord,
durch Verwenden bekannter optoelektrischer Isolationsschaltkreise
(nicht gezeigt). Die optische Isolation begrenzt die Spannungsspitzen
und elektrische Störung,
die oft in industriellen Umgebungen auftritt. Der Band-Ausschalter 112,
unterer Bandsensor 26, Hallsensor 123, Näherungssensor 130,
Bandsensor 166 und Grundstellungsnäherungsschalter 170 sind
mit den digitalen Eingängen 210 gekoppelt.
Die Spulenbremsen 110, der Sammlertürsolenoid 121 und
der Verhinderungssolenoid 141 sind mit den digitalen Ausgängen 212 gekoppelt.
Der Hauptantriebsenkoder 178 und Zuführ-/Spannungsenkoder 179 sind
mit den zwei Eingängen 222 gekoppelt.
Der analoge Eingang 216 ermöglicht dem Steuerpuls die Verwendung
einer breiten Variation von analogen Sensoren, wie z. B. photoelektrische
und Ultraschallmesseinrichtungen für Anwendungen mit speziellen
Erfordernissen.
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Die
bi-direktionalen seriellen Anschlüsse 224 ermöglichen
dem Steuersystem 200 mit externer Ausrüstung zu kommunizieren. Z.
B. stellt einer der Steuereingänge
eine Displayinformation dem Bediener über ein konventionelles Anzeigegerät wie z.
B. einen berührungssensitiven
LCD-Schirm bereit. Ein zweiter Kommunikationsanschluss kann das
Steuersystem 200 mit einer Externdiagnoseausrüstung koppeln.
Der dritte Komminkationsanschluss kann mit einem Modem gekoppelt
sein, so dass Informationen zwischen dem Steuersystem und einem
entfernten Standort über
Telekommunikationsleitungen ausgetauscht werden können. Zusätzlich kann
das Steuersystem 200 rückprogrammiert werden
durch eine der Kommunikationsanschlüsse 224 durch Rückprogrammieren
des Speichers 204. Während
es nicht gezeigt ist, kann das Steuersystem 200 ebenso Verstärker- und
Filterkreisläufe
umfassen, die die Signaleingänge
Zu- und Ausgänge
von dem Steuersystem 200 verstärken oder konditionieren. Z.
B. kann ein Verstärker
eingesetzt werden zwischen den PWM-Ausgängen 216 und der Heizerklinge 150,
um ein Hochstromsignal der Heizerklinge bereitzustellen.
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Die
vier Microcontroller 218 sind bevorzugt LM628 Motioncontrolchips,
die von der National Semiconductor Corporation hergestellt sind,
welche im Wesentlichen zugeordnete Microprozessoren sind. Die Microcontroller 218 antworten
deshalb auf Endstufenkommandos, um die Servormotoren zu steuern.
Das Steuerprogramm oder die Routine 300 (unten beschrieben)
bestimmt die Anzahl der Rotationen, die Beschleunigungsrate und
Geschwindigkeit. Diese Information wird den Microcontrollern 218 zugeführt, welche
ein trapezförmiges
Bewegungsprofil berechnen und ausführen. Wie bekannt ist, bestimmt ein
trapezförmiges
Bewegungsprofil eine anfängliche Erhöhung der
Geschwindigkeit zu einer konstanten Endgeschwindigkeit und anschließend eine
Verringerung der Geschwindigkeit der Servormotoren, die von der
Maschine 10 verwendet werden. Die Microcontroller 218 erhalten
eine Motorpositionsrückmeldung
von den Digitalenkodern 178 und 179, die an dem
Motor befestigt sind. Die Microcontroller 218 signalisieren
dann externe Leistungsstärke
(nicht gezeigt) um die geeignete Spannung und Strom zur Steuerung
des Motorbetriebs aufzubringen. Die Microcontroller 218 vergleichen
die tatsächliche
Motorposition mit der gewünschten
Position und erneuern dann das Antriebssignal mehr als 3000 mal
pro Sekunde.
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Bezugnehmend
auf das Fließdiagramm
der 12a–12b, wir der Gesamtbetrieb
des Steuersystems 200 bezüglich der Maschine 10 nun
beschrieben. Um einen Verschnürzyklus
zu beginnen, muss die Maschine 10 mit dem Bandmaterial 20,
wie zuvor beschrieben, beladen werden. Hierzu bestimmt in Schritt 302 der
Prozessor 202, ob ein Bandmaterial 20 in der Maschine
ist durch Bestimmen, ob der Bandsensor 166 ein Band-Vorhanden-Signal bereitstellt.
Wenn kein Band vorhanden ist, dann führt in Schritt 304 der
Prozessor 202 eine Ladesequenz aus, die bezüglich der 12c unten beschrieben ist.
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Wenn
ein Band in der Maschine 10 ist, dann bestimmt in Schritt 306 der
Prozessor 202, ob die Maschine sich entweder in dem manuellen
oder automatischen Modus befindet. Der Verschnürzyklus wird entweder dadurch
gestartet, dass der Bediener den Startknopf in den manuellen Modus
im Schritt 308 drückt,
oder durch ein Paketeintrittssignal in dem automatischen Modus (bei
Schritt 310) gestartet. In Schritt 310 kann der
Prozessor 202 ebenso Höhensignale
von einem Höhensensor
oder einer Wahl des Bedieners erhalten, um zu bestimmen, ob Haupt- und/oder
Sekundärspannung
aufgebracht werden soll auf ein bestimmtes Paket.
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Als
Antwort auf entweder ein Startsignal, das durch den Bediener ausgelöst ist,
oder ein automatisches Startsignal aufgrund eines in die Bahn 14 eintretenden
Pakets, aktiviert der Microprozessor 202 im Schritt 312 den
Hauptantriebsservomotor 147 an dem Verbindungskopfantrieb.
Der Servormotor 147 beginnt den Verbindungskopf 16 gemäß einer
vorbestimmten Bewegungssequenz zu drehen, die die Beschleunigung
und Endgeschwindigkeit steuert. Im Schritt 312 steuert
der Prozessor 202 und einer der Microcontroller 218 den
Servomotor 147 gemäß eines
vorbestimmten Bewegungsprofils. Ein üblicher Verschnürzyklus
umfasst nicht nur die Schritte unter der Routine 300 der 12A–12D,
welche durch das Steuersystem 200 der 3 durchgeführt wird, sondern ebenso die
verschiedenen Betätigungen
der Greifer auf der linken und rechten Seite, Schlitten- und Plattenbewegung
etc., unter dem Steuerdiagramm von 11, welche durch den
Verbindungskopf 16 ausgeführt werden. Um ein volles Verständnis des Betriebs
der Maschine 10 bereitzustellen, werden die Schritte der
Routine 300 in den 12A–12D unten in Verbindung mit
dem Betätigungen,
die durch den Verbindungskopf 16 in dem Nockensteuerdiagramm der 11 ausgeführt werden,
beschrieben. Deshalb, wenn der Verbindungskopf 16 beginnt
sich zu drehen, ermöglicht
das Greifernockensteuerprofil auf der rechten Seite dem Greiferfolgeelement 161 auf der
rechten Seite, die Greiferfeder 162 zu lösen, wodurch
der Greifer 148 auf der rechten Seite dazu gebracht wird,
sich in eine Position anzuheben, um ein freies Ende des Bands zwischen
dem Greifer 148 auf der rechten Seite und dem Abdeckschlitten 153 zu greifen.
Ebenso zieht während
dieser ersten Sequenz der Schlittennocken 159 den inneren
Schlitten 155 weg von dem Verbindungsbereich, um die Spannsequenz
vorzubereiten.
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Während der
Bewegung des inneren Schlittens 155 wird das zuvor zugeführte Band
von der Pressplatte 152 von den Greiferschlitzen 149 auf
der linken Seite abgezogen durch den mittigen Abstreifer 163.
Wenn die Pressplatte 152 und der Greifer 149 auf
der linken Seite zurückgezogen
sind, bringen ihre zugehörigen
Nocken diese zum Absenken unterhalb des abgezogenen Bandes. Diese
nach unten gerichtete Bewegung ermöglicht der Pressplatte 152 und dem
Greifer 149 auf der linken Seite unterhalb der zwei Bandbereiche
zurückzukehren
und die Verbindungssequenz zu starten.
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Gleichzeitig öffnet der
Bahnnocken 131 die Bahnführung 132 und das
Band wird von der Bandführung 132 durch
die an der Bahnabdeckung 135 angebrachten Abstreifstifte 136 abgestreift.
Nachdem die Bahnführung 132 geöffnet wurde,
aktiviert der Microprozessor 202 unter Schritt 314 den
Zuführ/Spannservormotor 126.
Der Servomotor 126 beginnt das Band gemäß einer vorbestimmten Bewegungssequenz
schnell zurückzuziehen,
die die Beschleunigung und Endgeschwindigkeit steuert. In Schritt 314 überwacht
der Microprozessor 202 ebenso die Spannungsenkoderpulse
von dem Zuführ/Spannungsenkoder 179 und
den Näherungssensorsignal
von dem Näherungssensor 130.
-
In
Schritt 316 bestimmt der Prozessor 202, ob die
Anzahl der Enkoderpulse, die von dem Zuführ/Spannungsenkoder 179 erhalten
sind, gleich einem vorbestimmten Wert sind. Wie oben angemerkt, zieht
unter dem Schleifengrößensteuermodus
der Prozessor 60 das Band 20 nach unten zu einer
vorbestimmten Schlaufengröße durch
Beobachten der Pulssignale von dem Zuführ/Spannungsenkoder 179 und/oder
Näherungssensoren 130.
Wenn der Microprozessor eine vorbestimmte Anzahl von Pulsen erhält, dann
bestimmt in Schritt 318 der Prozessor, ob die Hauptspannung
ausgeschaltet worden ist. Wenn dem so ist, dann bestimmt der Prozessor 202,
ob ein Unterschied zwischen den Signalen von dem Zuführ/Spannungsenkoder 179 und
den Signalen von dem Näherungssensoren 130 einen
vorbestimmten Schwellwert überschreiten.
Wenn das Band das Paket kontaktiert, tritt Durchrutschen zwischen
der Zuführ/Spannantriebrolle 127 und
der durch den Solenoid 128 vorgespannten Quetschrolle 129 auf.
Dieses Durchrutschen oder der Geschwindigkeitsunterschied wird ermittelt
durch den Prozessor 202, wenn dieser den Zuführ/Spannungsenkoder 179 und
die Näherungssensoren 30 an
der Quetschrolle 129 überwacht.
Nachdem ein vorbestimmter Geschwindigkeitsunterschied ermittelt
ist, gibt der Prozessor 202 in Schritt 320 ein
Motorkommando aus, um diesen zu verlangsamen und dessen Position
zu halten. Alternativ kann der Prozessor 202 den Schritt 318 auslassen.
Hierdurch zieht der Servomotor 126 das Band 20 um
einen vorbestimmten Betrag zurück,
wie z. B. unter dem Schlaufengrößensteuermodus,
wie oben beschrieben. Der Schritt 318 kann weggelassen
werden, wenn z. B. die Größe der Bahn 14 klein ist,
um eine kleine Bandschleife während
jedes Verschnürzyklus
bereitzustellen, wenn kleine Bündel verschnürt werden
etc.
-
Während der
Hauptspannungssequenz wurde der Verbindungskopf 16 weitergedreht
und nach einer Weile bestimmt von der Drehgeschwindigkeit des Verbindungskopfs 16 bewegt
der Sekundärspannungsnocken 137 den
Spannarm 138 entlang seines Wegs, wodurch dem Pneumatikzylinder 190 oder
der federvorgespannten Spannrolle 139 ermöglicht wird, eine
abschließende
Spannung auf das Band aufzubringen. In Schritt 322 bestimmt
der Prozessor 202, ob eine Sekundärspannung ausgeschaltet werden müsste, basierend
auf entweder einem Eingang von dem Bündelhöhensensor oder einer Bedienereingabe.
Wenn die Sekundärspannung
ausgeschaltet werden muss, stellt der Prozessor 202 ein
Ausschaltsignal an dem Pneumatikzylinder 190 bereit, um
die Zylinderstange 193 am Ausfahren während der Sekundärspannung
zu hindern. Jedoch, wenn die Sekundärspannung nicht ausgeschaltet
worden ist, dann sichert in Schritt 324, wenn der Spannarm 138 sich nach
oben zu bewegen beginnt, der Bandgreifer 140 das Band,
während
der Greiferarm 144 und der Spannarm 138 sich nach
oben bewegen. Der Bandgreifer 140 berührt das Band und verankert
es während
des Sekundärspannvorgangs,
wodurch sichergestellt ist, dass das Band um das Band gespannt ist im
Gegensatz zum Herausziehen aus dem Sammler 12. Während des
Spannvorgangs dreht sich der Verbindungskopf 16 weiter,
und der Heizernocken 156 führt die Heizerklinge 150 zwischen
dem oberen und unteren Bandbereich in Vorbereitung des Verbindungsvorgangs
ein.
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Wenn
die Sekundärspannungssequenz
fertig ist, dreht sich der Verbindungskopf 16 weiter und kehrt
die Pressplatte 152 und den Greifer 149 auf der linken
Seite zu einer Position vor dem Verbindungskopf 16 zurück unterhalb
dem oberen und unteren Bandbereich. Während der Verbindungskopf 16 sich weiterdreht,
hebt der Greifernocken 158 auf der linken Seite den Greifer 149 auf
der linken Seite in eine Position, um das Band gegen den Abdeckschlitten 153 zu
verankern. Nachdem beide Bandenden gesichert worden sind, löst der Spannungsnocken 137 den
Sekundärspannarm 138,
um sicherzustellen, dass das Band nicht unter Spannung ist.
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Der
Verbindungskopf 16 dreht sich weiter und der Pressplattennocken 164 drückt die
Pressplatte 152 nach oben, um dabei die Bandenden in die Heizerklinge 150 zu
drücken.
Wenn die Pressplatte 152 sich nach oben bewegt, stellt
der an der Pressplatte befestigte Schneider 154 eine Scheraktion
gegen die Seite des Greifers auf der rechten Seite zur Abtrennung
des Bandes bereit. Wenn die Heizerklinge 150 die Bandenden
berührt,
um diese zu verbinden, kann der Prozessor 202 in Schritt 326 den Strom,
der der Heizerklinge 150 zugeführt wird, modulieren, so dass
die Klinge ausreichende Hitze bereitstellt, um positiv die Bandenden
miteinander zu verbinden, ohne diese jedoch zu überhitzen.
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Wenn
der Verbindungskopf 16 sich weiterdreht, beginnt die Pressplatte 152 sich
nach oben zu bewegen, wodurch die zwei Bandbereiche in die Heizerklinge 150 gedrückt werden,
wo sie in Kontakt gehalten werden für eine bestimmte Zeitdauer,
die bestimmt ist durch die Heizernockenanordnung. Während dieser
Anordnung werden die Bandbereiche in Kontakt mit der Heizerklinge 150 an
der Oberfläche aufgeschmolzen.
Nahe dem Ende der Verweildauer bringt der Pressplattennocken 164 die
Pressplatte 152 dazu, sich leicht abzusenken, und dem Heizernocken 156 zu
ermöglichen,
die Heizerklinge 150 von zwischen den zwei Bandbereichen
zurückzuziehen.
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Nachdem
die Heizerklinge 150 von dem Verbindungsbereich weggezogen
ist, hebt sich die Pressplatte 152 wieder an, um die zwei
sich überlappenden
Bandenden zusammen zu pressen und die Verbindung zu formen. Der
Pressplattennocken 164 bringt die Pressplatte 152 dazu
in dieser Position zu verweilen, wodurch der Verbindung ermöglicht wird, sich
abzukühlen.
Während
dieser Verweildauer beginnt eine Zuführsequenz für einen nachfolgenden Bandzyklus
in Schritt 327. Um die Sequenz zu starten gibt der Prozessor 202 in
Schritt 327 ein Vorwärtskommando
dem Zuführ/Spannungsmotor 126 aus,
um den Motor zu einer Endgeschwindigkeit zu beschleunigen und einer
vorbestimmten Menge an Band durch die Bandführung 132 herauszudrücken (der
Quetschsolenoid 128 steht im Eingriff, wann immer der Maschine
10 Strom zugeführt
wird).
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Nachdem
der Verbindungsvorgang fertig ist, senken sich der linke und rechte
Greifer und die Pressplatte 150 leicht ab, wodurch dem
Schlittennocken 159 ermöglicht
ist, den Ab deckschlitten 153 zu öffnen und das Band zu lösen. Die
gehaltene Bandspannung von dem Spannungsvorgang bringt das Band
dazu, nach oben gezogen und weg von dem Verbindungskopf 16 gezogen
zu werden. Der Schlittennocken 159 kehrt dann den Abdeckschlitten 153 zu
seiner geschlossenen/Grundstellung zurück und die Verbindungskopfrotation
stoppt. Während
der Verbindungssequenz wird das Band weiter in dem Schritt 327 zugeführt, wodurch
die Maschine 10 für den
nächsten
Verschnürzyklus
vorbereitet wird. Kurz nachdem der Abdeckschlitten 153 zu
einer geschlossenen/Grundstellung an dem Ende des Verschnürzyklus
erreicht, tritt das freie Ende des Bandes wieder in den Verbindungskopf 16 ein
und stoppt kurz nach der Pressplatte 152.
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In
Schritt 328 bestimmt der Prozessor 202, ob der
Bandsammler 12 leer ist durch Überwachen des Signals von dem
Hallsensor 123. Das Bestimmen, ob der Bandsammler 12 leer
ist, wird kontinuierlich ausgeführt
und unabhängig
von dem oben beschriebenen Verschnürzyklus. Wenn der Prozessor 202 von
dem Signal von dem Hallsensor 123 bestimmt, dass der Sammler
eine unzureichende Menge an Band enthält, dann stellt in Schritt 330 der
Prozessor ein Vorwärtskommando
dem Sammlermotor 122 bereit. Hierdurch spendet der Sammlermotor 122 Band
von dem Haupt- oder Sekundärspender 11 in
den Sammler 12, bis der Prozessor 202 ein Sammlervollsignal
von dem Hallsensor 132 oder ein Band-Aus-Signal von dem
Band-Erschöpft-Schalter 112 erhält. Hierdurch
deaktiviert der Prozessor 202 den Sammlermotor 122.
In Schritt 332 bestimmt der Prozessor 202, ob
das Band 20 geleert wurde durch Überwachen des Band-Erschöpft-Schalters 112 Wenn
der Prozessor 202 ein Band-Erschöpft-Signal in Schritt 332 ermittelt,
dann führt
in Schritt 334 der Prozessor die Bandrückzugssequenz aus, die unten mit
Bezug auf 12D beschrieben
ist.
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Bezugnehmend
auf 12D beginnt eine exemplarische
Beladung/Zuführroutine 340 in
Schritt 341, wo der Prozessor 202 ein Beladungsstartsignal von
dem Bediener erhält,
der einen Ladedrückknopf (nicht
gezeigt) drückt.
In Schritt 342 stellt der Prozessor 202 ein Vorwärtskommando
dem Sammlermotor 122 bereit, so dass die Quetsch- und Antriebsrolle 114 und 115 sich
drehen, um Band in dem Sammler 12 bereitzustellen. In Schritt 344 aktiviert
der Prozessor 202 den Sammlertürsolenoid 121, so
dass das Band durch die Führung 30 in
der Sammlertür 119 in die
Zuführ/Spanneinheit 13 geführt ist.
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In
Schritt 346 ermittelt der Prozessor 202 das Bandfadensignal
von dem Bandsensor 166. Danach deaktiviert in Schritt 348 der
Prozessor 202 den Sammlertürsolenoid 121. In
Schritt 350 drückt
der Sammlermotor 122 weiter Band von dem Spender 11 in
den Sammler 12 bis der Prozessor 202 ein Volt-Signal
von dem Hallsensor 123 erhält. Anschließend deaktiviert
in Schritt 352 der Prozessor 202 den Sammlermotor 122.
In Schritt 354 stellt der Prozessor 202 ein Vorwärts-Kommando
dem Zuführ/Spannmotor 126 bei
einer kleinen Geschwindigkeit bereit, nur bis der Prozessor das
Band-Vorhanden-Signal von dem Bandsensor 166 erhält. Hierdurch
stellt der Prozessor 202 einen Nullpunkt für das Band
her.
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In
Schritt 356 führt
der Prozessor 202 die oben beschriebene Zuführsequenz
zum Zuführen von
Band durch die Bahn 14 aus. Zusammenfassend führt der
Prozessor 202 eine vorbestimmte Menge an Band durch die
Bahn 14 basierend auf einer vorbestimmten Anzahl von Enkoderpulsen
von dem Zuführ/Spannenkoder 179 aus.
Anschließend
kehrt der Prozessor 202 zu der Hauptroutine 300 zurück.
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Bezugnehmend
auf 12D ist eine exemplarische
Bandrückzugsroutine 360 gezeigt.
In Schritt 362 deaktiviert der Prozessor 202 den
Sammlermotor 122, damit das verbleibende Band am Einziehen in
den Sammler gehindert wird. Wenn das verbleibende Band vollständig in
den Sammler gezogen ist, kann es im Wesentlichen nicht automatisch
ausgestoßen
werden. In Schritt 364 bringt der Prozessor 202 die
Maschine 10 dazu, den Verschnürzyklus fortzusetzen, bis de
Hallsensor 123 ein geeignetes Signal dem Prozessor bereitstellt,
dass der Sammler leer ist (d. h. nicht voll). Hierdurch stellt in
Schritt 366 der Prozessor 202 ein Rückwärtskommando
dem Zuführ/Spannmotor 126 und
dem Sammlermotor 122 bereit, welche diese dazu bringen,
jegliches Band von der Bahn 14 und dem Sammler 12 zurückzuziehen.
Der Zuführ/Spannmotor 126 und
Sammlermotor 122 reversieren gleichzeitig, um den Rückzugzyklus zu
beschleunigen. Anschließend
stellt in Schritt 368 der Prozessor 202 ein Reversierkommando
dem Sammlermotor 122 zur Verfügung, wodurch dieser dazu gebracht
wird, den verbleibenden Bereich des Bandes in dem Sammler auszustoßen. In
Schritt 370 startet der Prozessor 202 die Laderoutine 340 der 12C.
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Obwohl
spezielle Ausführung
der und Beispiele für
die vorliegende Erfindung oben zum Zwecke der Illustration beschrieben
worden sind, können verschiedene
Modifikationen ausgeführt
werden, ohne von dem Geist und dem Bereich der Erfindung abzuweichen,
was ersichtlich werden wird für
auf diesem Gebiet Geschulte. Z. B. kann die Maschine 10 zusätzliche
Sensoren und Enkoder bereitstellen, um zusätzliche Signale bereitzustellen,
um die Verschnürung
von Bündeln
verschiedener Größe und Zusammensetzung
zu steuern. Zusätzlich
sind alle US-Patent, die oben zitiert wurden, hierin durch Bezugnahme
in ihrer Gesamtheit aufgenommen. Die Lehre der US-Patente kann modifiziert
werden und durch Aspekte der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden,
basierend auf der detaillierten hierin bereitgestellten Beschreibung,
wie auf diesem Gebiet Geschulte erkennen werden. Die Lehren, die
hierin durch die vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind, können auf
andere Bündelsysteme
angewendet werden, die nicht notwendigerweise limitiert sind auf
das Bündeln
von Objekten, wie Zeitungspapier oder Magazine.
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Des
Weiteren können,
während
die vorliegende Erfindung im Wesentlichen beschrieben wurde als
auf eine Verschnürmaschine
angewendet zu sein, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auf andere
Maschinen zum Handhaben von flexiblem bandförmigen Material angewendet
werden. Diese und andere Veränderungen
können
durchgeführt werden
mit der Erfindung im Hinblick auf die obige detaillierte Beschreibung.
Generell sollten die in den folgenden Ansprüchen verwendeten Begriffe nicht gedacht
sein, die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele, die in dieser
Beschreibung beschrieben sind durch die Ansprüche zu beschränken, jedoch
sollten sie verwendet sein, um jegliche Systeme zum Handhaben von
bandförmigem
Material gemäß der Ansprüche zu umfassen.
Entsprechend ist die Erfindung nicht begrenzt durch die Offenbarung, sondern
stattdessen wird ihr Bereich vollständig von den folgenden Ansprüchen bestimmt.