EP2280875B1

EP2280875B1 - Umreifungsvorrichtung mit einer getriebeeinrichtung

Info

Publication number: EP2280875B1
Application number: EP09734179A
Authority: EP
Inventors: Mirco Neeser; Roland Widmer; Flavio Finzo
Original assignee: Orgapack GmbH
Current assignee: Signode Switzerland GmbH
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2029-01-06
Also published as: CN102026872A; KR101675003B1; RU2462403C2; WO2009129633A1; CN201411061Y; EP2280875A1; JP2011518085A; ES2387345T3; KR20100135273A; US9174752B2; RU2010147636A; CN102026872B; PL2280875T3; US20110056389A1

Abstract

Eine mobile Umreifungsvorrichtung zur Umreifung von Packgut mit einem Umreifungsband, weist eine Spanneinrichtung (6) zur Aufbringung einer Bandspannung auf eine Schlaufe eines Umreifungsbandes, sowie eine Reibschweisseinrichtung (10) zur Erzeugung mittels eines Reibschweisselements einer Reibschweissverbindung an zwei übereinander liegenden Bereichen der Schlaufe des Umreifungsbandes, und einen aufladbaren Energiespeicher (15) zur Speicherung von elektrischer Energie, die als Antriebsenergie für motorische. Antriebsbewegungen zumindest für die Reibschweisseinrichtung zur Erzeugung einer Reibschweissverbindung freigebbar ist, auf. Um bei einer solchen Umreifungsvorrichtung trotz der Möglichkeit einer zumindest weitestgehend automatisierten Erzeugung von Bandumreifungen eine hohe Funktionssicherheit und eine gute Handhabungseigenschaften zu ermöglichen wird für die Umreifungsvorrichtung ein Planetengetriebe (35,37,38) zur Übertragung und zur. Drehzahlveränderung einer von einem elektrischen Antrieb der Reibschweißeinrichtung bereitgestellten Antriebsbewegung vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mobile Umreifungsvorrichtung zur Umreifung von Packgut mit einem Umreifungsband, die eine Spanneinrichtung zur Aufbringung einer Bandspannung auf eine Schlaufe eines Umreifungsbandes, sowie eine Reibschweisseinrichtung zur Erzeugung einer Reibschweissverbindung an zwei übereinander liegenden Bereichen der Schlaufe des Umreifungsbandes, und einen aufladbaren Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie, die als Antriebsenergie zumindest für die Reibschweisseinrichtung zur Erzeugung einer Reibschweissverbindung freigebbar ist, aufweist.
Derartige mobile Umreifungsvorrichtung werden zur Umreifung von Packgut mit einem Kunststoffband eingesetzt. Dazu wird um das Packgut eine Schlaufe des jeweiligen Kunststoffbandes gelegt. In der Regel wird das Kunststoffband hierbei von einer Vorratsrolle abgezogen. Nachdem die Schlaufe um das Packgut vollständig gelegt ist, überlappt der Endbereich des Bandes mit einem Abschnitt der Bandschlaufe. An diesen zweilagigen Bereich des Bandes wird nun die Umreifungsvorrichtung angelegt, hierbei das Band in der Umreifungsvorrichtung geklemmt, mittels der Spanneinrichtung auf die Bandschlaufe eine Bandspannung aufgebracht, durch Reibschweissung an der Schlaufe zwischen den beiden Bandlagen ein Verschluss erzeugt. Hierbei wird mit einem sich oszillierend bewegenden Reibschuh im Bereich zweier Enden der Bandschlaufe auf das Band gedrückt. Der Druck und die durch die Bewegung entstehende Wärme schmilzt das in der Regel Kunststoff aufweisende Band lokal für kurze Zeit auf. Hierdurch entsteht zwischen den beiden Bandlagen eine dauerhafte und höchstens mit grosser Kraft wieder zu lösende Verbindung zwischen den beiden Bandlagen. Danach wird die Schlaufe von der Vorratsrolle abgetrennt. Das jeweilige Packgut ist hierdurch umreift.
Gattungsgemäße Umreifungsvorrichtungen sind für den mobilen Einsatz vorgesehen, bei dem die Geräte von einem Benutzer zum jeweiligen Einsatzort mitgeführt und dort nicht auf den Einsatz von extern zugeführter Versorgungsenergie angewiesen sein sollten. Die für den vorgesehenen Einsatz solcher Umreifungsgeräte erforderliche Energie zum Spannen eines Umreifungsbandes um beliebiges Packgut und zur Verschlusserzeugung wird bei vorbekannten Umreifungsgeräten in der Regel durch einen elektrischen Akkumulator oder durch Druckluft zur Verfügung gestellt. Gattungsgemässe mobile Umreifungsvorrichtungen werden in der Industrie zur Verpackung von Gütern oftmals im Dauereinsatz benutzt. Es wird deshalb eine möglichst einfache Bedienung der Umreifungsvorrichtungen angestrebt. Hierdurch soll einerseits eine hohe Funktionssicherheit der Umreifungsvorrichtung und andererseits möglichst geringe Belastungen für die bedienenden Personen sichergestellt werden. Es sind deshalb schon Umreifungsvorrichtungen bekannt geworden, bei denen die Verschlusserzeugung und Erzeugung der Bandspannung weitestgehend automatisiert ablaufen.
So ist aus der EP 1 413 519 A ist eine mobile Umreifungsvorrichtung bekannt, die mit einer Spanneinrichtung zur Aufbringung einer Spannung auf das Umreifungsband sowie mit einer Schweißeinrichtung versehen ist. Die Schweißeinrichtung ist als Reibschweißeinrichtung ausgebildet, bei der eine oszillierende Bewegung eines Schweißschuhs auf dem Umreifungsband letzteres lokal aufschmilzt und die Bandlagen des Umreifungsbandes miteinander verschweißt. Um ein solches Aufschmelzen zu erreichen, sind bestimmte Frequenzen und Geschwindigkeiten der oszillierenden Bewegung des Schweißschuhs erforderlich. Diese wird bei der EP 1 413 519 A mittels eines Elektromotors bereitgestellt, dessen Bewegung auf ein Getriebe übertragen wird, das die motorische Antriebsbewegung in eine oszillierende Bewegung umwandelt.
Die EP 0 997 377 A beschreibt eine mobile Umreifungsvorrichtung, bei der ein Elektromotor Ausgangspunkt für die oszillierende Bewegung eines Schweißschuhs ist. Die rotatorische Antriebsbewegung des Elektromotors wird über einen Exzenter und ein Hebelgetriebe in eine oszillierende Bewegung des Schweißschuhs transformiert. Die EP 0 997 377 beschreibt zudem eine Verwendung eines Planetengetriebes als Getriebe für einen Spannantrieb, bei dem das Spannrad kontinuierlich in eine Drehrichtung angetrieben wird.
Die Automatisierung von Vorgängen bei der Erzeugung der Umreifung hat jedoch den Nachteil, dass die Umreifungsvorrichtungen eine Vielzahl von Komponenten und in der Regel auch mehrere Motoren aufweisen. Dies führt zu schweren und voluminösen Umreifungsgeräten. Zudem neigen Umreifungs-vorrichtungen, die mit einer Vielzahl von Komponenten versehen sind zu einer Kopflastigkeit bezüglich ihrer Gewichtsverteilung. Schliesslich führt die Automatisierung auch zu Nachteilen bezüglich des Wartungsaufwands sowie der Funktionssicherheit solcher Umreifungsgeräte.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein gattungsgemässes mobiles Umreifungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das trotz der Möglichkeit einer zumindest weitestgehend automatisierten Erzeugung von Bandumreifungen eine hohe Funktionssicherheit und eine gute Handhabungseigenschaft aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer mobilen Umreifungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 erfindungsgemäss durch ein Planetengetriebe zur Übertragung und zur Drehzahlveränderung einer von einem elektrischen Antrieb der Reibschweißeinrichtung bereitgestellten Antriebsbewegung gelöst Erfindungsgemäss weist die Umreifungsvorrichtung zumindest ein Planetengetriebe auf, das sich im Antriebsstrang der Reibschweisseinrichtung befindet. Es hat sich gezeigt, dass Planetengetriebe in Kombination mit einem elektrischen Antriebsmotor besondere Vorteile bei Reibschweisseinrichtungen mit sich bringen. So können mit Planetengetrieben trotz hoher Eingangsdrehzahlen und kompakter Bauform hohe Drehmomente abgegeben werden.
Dies kann mit Vorteil insbesondere auch zur besonders funktionssicheren, möglichst automatisierten Überführungsbewegung der Reibschweisseinrichtung aus einer Ruheposition in eine Schweissposition genutzt werden, in der die Reibschweisseinrichtung gegen das zu verschweissende Band anliegt und mittels oszillierender Bewegung einen Reibschweissverschluss erzeugt. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn - wie dies bei besonders vorteilhaften erfindungsgemässen Ausführungen der Fall ist - mit demselben Antrieb sowohl die eigentliche Reibschweissbewegung eines Reibschweisselements als auch die Überführungsbewegung erzeugt wird. Eine solche Ausführungsform mit nur einem Antrieb für diese Funktionen ist trotz eines hohen Automatisierungsgrades besonders kompakt und bei günstiger Gewichtsverteilung trotzdem funktionssicher.
Diese Vorteile lassen sich durch efindungsgemässe Ausführungsformen weiter steigern, bei denen derselbe Antrieb, der zur Erzeugung der oszillierenden Reibschweissbewegung vorgesehen ist, auch die Spannbewegung der Spanneinrichtung erzeugt. Um auch die Spanneinrichtung trotz hohem Drehmoment möglichst kompakt ausbilden zu können, kann auch im Antriebsstrang für die Spanneinrichtung ein Planetengetriebe angeordnet sein.
Gemäss einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auch selbständige Bedeutung hat, ist die Umreifungsvorrichtung mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor versehen. Dieser Motor kann insbesondere als einziger Motor in der Umreifungsvorrichtung vorgesehen sein. Anders als bei auf Bürsten basierten Gleichstrommotoren kann mit einem solchen Motor über einen weiten Drehzahlbereich eine Drehbewegung mit im wesentlichen konstantem und dabei vergleichsweise hohem Drehmoment abgegeben werden. Ein solches hohes Drehmoment ist insbesondere für motorisch angetriebene Überführungsbewegungen der Reibschweisseinrichtung von einer Ruheposition in eine Schweissposition und eventuell zurück von Vorteil. Wenn mit der Umreifungsvorrichtung hohe Drehmomente zur Verfügung gestellt werden können, dann ist es möglich, die Einleitung der Überführungsbewegungen von einer Überwindung hoher Kräfte abhängig zu machen. Dies erhöht die Sicherheit, insbesondere die Funktionssicherheit, da die Reibschweisseinrichtung nicht ungewollt aufgrund von äusseren Einflüssen aus ihrer jeweils vorgesehenen Position bewegt werden kann.
Mit dem Einsatz eines bürstenlosen Gleichstrommotors als Antrieb für die Spanneinrichtung lassen sich weitere Vorteile erzielen. Hierdurch ist es nämlich möglich den Spannvorgang drehzahlabhängig zu steuern. Dies ermöglicht beispielsweise auch bei geringen Drehzahlen ein - im Vergleich zu bisher möglichen Drehmomenten - vergleichsweise hohes Drehmoment der Spanneinrichtung zur Verfügung zu stellen. Damit kann mit solchen mobilen Umreifungsvorrichtungen beispielsweise erstmals ein Band mit geringer Geschwindigkeit aber gegen Ende des Spannvorgangs trotzdem mit einer hohen Spannkraft um Packgut zu legen. Bei bisherigen Spanneinrichtungen musste zur Erzielung einer ausreichenden Bandspannung das Band zu Beginn des Spannvorgangs mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden, damit gegen Ende des Spannvorgangs im Band die gewünschte Bandspannung erreicht werden kann. Das Band wird hierbei richtig gehend gegen das Packgut gepeitscht, was eine hohe Gefahr der Beschädigung des Packgutes in sich birgt. Damit kann auch empfindliches Packgut, mit nun deutlich geringerer Gefahr einer Beschädigung mit einem Band mit hoher Bandspannung umreift werden.
Des weiteren ermöglicht ein drehzahlabhägiger bzw. drehzahlgesteuerter Spannvorgang auch ein schnelles erstes Spannen, d.h. ein Spannen mit einer hohen Bandrückzugsgeschwindigkeit, dem ein zweiter Spannvorgang mit im Vergleich zum ersten Spannvorgang reduzierter Bandrückzugsgeschwindigkeit nachfolgt. Die Bandrückzugsgeschwindigkeiten lassen sich insbesondere bei solchen bürstenlosen Motoren aufgrund der Möglichkeit, die Drehzahl der Motorwelle als auch das Motordrehmoment in gewissen Bereichen unabhängig voneinander einzustellen, den bei beiden Spannvorgängen erforderlichen bzw. gewünschten Gegebenheiten anpassen. Mit der beschriebenen Aufteilung in einen ersten und zumindest einen zweiten Spannvorgang lassen sich besonders hohe Bandspannungen erreichen.
Gemäss einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auch selbständige Bedeutung haben kann, ist die Umreifungsvorrichtung mit Mittel versehen, durch die sich Rotationspositionen der Motorwelle oder von der Motorwelle abhängige Positionen von Komponenten der Umreifungsvorrichtung ermitteln lassen. Die Information über eine oder mehrere Rotationspositionen kann vorzugsweise von einer Steuerung der Umreifungsvorrichtung zur Steuerung von Komponenten der Umreifungsvorrichtung, wie beispielsweise der Reibschweisseinrichtung und/oder der Spanneinrichtung, eingesetzt werden. Wird als Antrieb ein bürstenloser Gleichstrommotor eingesetzt, so kann dies auf besonders einfache Weise vorgenommen werden. Derartige Motoren müssen bereits für deren Kommutierung Informationen über momentane Positionen des rotierenden Bauteils des Motors, der in der Regel als rotierender Anker ausgebildet ist, ermitteln. Hierzu sind am Motor Detektoren bzw. Sensoren, wie beispielsweise Hall-Sensoren vorgesehen, die Rotationspositionen der rotierenden Motorkomponente, beispielsweise der Motorwelle oder von der Position der Motorwelle abhängige Position eines im Antriebsstrangs der Schweisseinrichtung angeordneten Elements, ermitteln und der Motorsteuerung zur Verfügung stellen. Diese Informationen lassen sich mit Vorteil auch insbesondere zur Steuerung der Reibschweisseinrichtung verwenden. Die Mittel bzw. Detektoren zur Bestimmung der Rotationsposition kann zudem Bestandteil einer Schaltung zur Steuerung einer elektronisch erzeugten Kommutierung des elektrischen Antriebs sein. So kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der Umreifungsvorrichtung vorgesehen sein, dass eine Anzahl der Umdrehungen der rotierenden Komponente des Motors bestimmt wird, um bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für die Umdrehungen einen Schaltvorgang vorzunehmen. Bei diesem Schaltvorgang kann es sich insbesondere um ein Ausschalten der Reibschweisseinrichtung zur Beendigung der Erzeugung einer Reibschweissverbindung handeln. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen, dass der Motor bei einer oder bei mehreren bestimmten Rotationspositionen nicht abgestellt oder aber nur bei einer oder mehreren bestimmten Rotationspositionen abgestellt werden kann.
Es hat sich schliesslich als vorteilhaft gezeigt, wenn zur Überführung der Schweisseinrichtung von der Ruheposition in die Schweissposition und zurück eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine Kniehebeleinrichtung aufweist. Die über ein Gelenk miteinander verbundenen Hebel der Kniehebeleinrichtung können durch Überwindung von zwei Totpunktlagen in ihre beiden Endlagen gebracht werden, in denen sie die Schweisseinrichtung in der Ruheposition oder in der Schweissposition halten. Mit Vorteil wird die Kniehebeleinrichtung zumindest in den beiden Endlagen durch jeweils eine Kraft gehalten, vorzugsweise durch eine von einer mechanischen Feder abgegebenen Kraft. Die Kniehebeleinrichtung sollte nur durch Überwindung dieser Kraft von jeweils einer Endlage in die andere gelangen können. Mit der Kniehebeleinrichtung lässt sich der Vorteil erzielen, dass Endpositionen der Schweisseinrichtung nur durch Überwindung von vergleichsweise hohen Drehmomenten verändert werden. Da dies insbesondere für die Schweissposition gilt trägt die Kniehebeleinrichtung zur weiteren Erhöhung der Funktionssicherheit der Umreifungsvorrichtung bei. Des weiteren ergänzt die Kniehebeleinrichtung den in einer Ausführungsform der Efindung neben der Kniehebeleinrichtung auch einen bürstenlosen Gleichstrommotor und ein Planetengetriebe aufweisenden Antriebsstrang der Umreifungsvorrichtung für eine automatisierte Überführung der Schweisseinrichtung in ihre Schweissposition in vorteilhafter Weise, da sämtliche Komponenten in der Lage sind hohe Drehmomente zu erzeugen bzw. nur bei Vorlage von hohen Drehmomenten Bewegungen ausführen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Erfindung wird anhand von in den Figuren rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Umreifungs vorrichtung;
Fig. 2: das Umreifungsgerät aus Fig. 1 ohne Gehäuse;
Fig. 3: eine teilweise geschnittene Darstellung des Motors der Umreifungsvorrichtung aus Fig. 1 zusammen mit auf der Motorwelle angeordneten Komponenten;
Fig. 4: eine stark schematisierte Darstellung des Motors zusammen mit seiner elektronischen Schaltung zur Kommutierung;
Fig. 5: eine perspektivische Teildarstellung des Antriebsstrangs des Umreifungsgeräts aus Fig. 1;
Fig. 6: der Antriebsstrang aus Fig. 5 in einer Darstellung aus einer anderen Blickrichtung;
Fig.7: eine Seitenansicht des Antriebsstrangs aus Fig. 5 mit der Schweißeinrichtung in einer Ruheposition;
Fig. 8: eine Seitenansicht des Antriebsstrangs aus Fig. 5 mit der Schweißeinrichtung in einer Position zwischen zwei Endpositionen;
Fig.9: eine Seitenansicht des Antriebsstrangs aus Fig. 5 mit der Schweißeinrichtung in einer Schweissposition;
Fig. 10: eine Seitenansicht auf die Spanneinrichtung des Umreifungsgerätes ohne Gehäuse, in der sich eine Spannwippe in einer Ruhestellung befindet;
Fig. 11: eine Seitenansicht auf die Spanneinrichtung des Umreifungsgerätes ohne Gehäuse, in der sich eine Spannwippe in einer Spannstellung befindet;
Fig. 12: die teilweise geschnitten dargestellte Spannwippe des Umreifungsgerätes aus Fig. 10 in einer Seitenansicht;
Fig. 13: die Spannwippe aus Fig. 12 in einer Frontansicht;
Fig. 14: ein Detail aus Fig. 12 gemäss der Linie C - C.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte, ausschliesslich handbetätigte erfindungsgemässe Umreifungsgerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das die Mechanik des Umreifungsgeräts umgibt und an dem ein Griff 3 zur Handhabung des Geräts ausgebildet ist. Das Umreifungsgerät ist ferner mit einer Grundplatte 4 versehen, deren Unterseite zur Anordnung auf einem zu verpackenden Gegenstand vorgesehen ist. Auf der Grundplatte 4 und am mit der Grundplatte verbundenen nicht näher dargestellten Träger des Umreifungsgeräts sind sämtliche Funktionseinheiten des Umreifungsgeräts 1 befestigt.
Mit dem Umreifungsgerät 1 kann eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Schlaufe eines Plastikbandes, beispielsweise aus Polypropylen (PP) oder Polyester (PET)), die zuvor um den zu verpackenden Gegenstand gelegt wurde, mittels einer Spanneinrichtung 6 des Umreifungsgeräts gespannt werden. Die Spanneinrichtung weist hierzu ein Spannrad 7 auf, mit der das Band für einen Spannvorgang erfasst werden kann. Das Spannrad 7 wirkt hierbei mit einer Wippe 8 zusammen, die mittels eines Wippenhebels 9 von einer Endposition mit Abstand zum Spannrad in eirte zweite Endposition um eine Wippenschwenkachse 8a geschwenkt werden kann, in der die Wippe 8 gegen das Spannrad 7 gedrückt wird. Auch das sich zwischen dem Spannrad 7 und der Wippe 8 befindende Band wird hierbei gegen das Spannrad 7 gedrückt. Durch Rotation des Spannrades 7 ist es dann möglich, die Bandschlaufe mit einer für den Verpackungszweck ausreichend hohen Bandspannung zu versehen. Der Vorgang des Spannens und die hierzu in vorteilhafter Weise ausgebildete Wippe 8 wird nachfolgend noch näher erläutert.
Anschliessend kann an einer Stelle der Bandschlaufe, an der zwei Lagen des Bandes übereinander liegen, eine Verschweissung der beiden Lagen mittels der Reibschweisseinrichtung 8 des Umreifungsgeräts erfolgen. Die Bandschlaufe kann hierdurch dauerhaft verschlossen werden. Die Reibschweisseinrichtung 10 ist hierfür mit einem Schweissschuh 11 versehen, der durch mechanischen Druck auf das Umreifungsband und einer gleichzeitig erfolgenden oszillierenden Bewegung mit einer vorbestimmten Frequenz die beiden Lagen des Umreifungsbands anschmilzt. Die plastifizierten bzw. aufgeschmolzenen Bereiche fliessen ineinander und nach einer Abkühlung des Bandes entsteht dann eine Verbindung zwischen den beiden Bandlagen. Soweit erforderlich kann dann die Bandschlaufe von einer Vorratsrolle des Bandes mittels einer nicht näher dargestellten Schneideinrichtung des Umreifungsgerätes 1 abgetrennt werden.
Die Betätigung der Spanneinrichtung 6, der Zustellung der Reibschweisseinrichtung 10 mittels einer Überführungseinrichtung 19 (Fig. 6) der Reibschweisseinrichtung 10 als auch der Einsatz der Reibschweisseinrichtung an sich sowie die Betätigung der Schneideinrichtung erfolgen unter Einsatz lediglich eines gemeinsamen elektrischen Motors 14, der für diese Komponenten jeweils eine Antriebsbewegung zur Verfügung stellt. Zu dessen Stromversorgung ist am Umreifungsgerät ein austauschbarer und insbesondere zur Aufladung entnehmbarer Akkumulator 15 angeordnet. Eine Zuführung von anderer äusserer Hilfsenergie, wie beispielsweise Druckluft oder weitere Elektrizität, ist bei dem Umreifungsgerät gemäss den Fig. 1 und 2 nicht vorgesehen.
Vorliegend weist das tragbare mobile Umreifungsgerät 1 ein als Druckschalter ausgebildetes Betätigungselement 16 auf, das zur Inbetriebnahme des Motors vorgesehen ist. Für das Betätigungselement 16 können mittels eines Schalters 17 drei Modi eingestellt werden. Beim ersten Modus werden durch Betätigen des Betätigungselements 16, ohne dass weitere Aktivitäten eines Bedieners erforderlich sind, nacheinander und automatisiert sowohl die Spanneinrichtung 6 als auch die Reibschweisseinrichtung 10 ausgelöst. Zur Einstellung des zweiten Modus wird der Schalter 17 in einen zweiten Schaltmodus umgeschaltet. In dem zweiten möglichen Modus wird dann durch Betätigen des Betätigungselements 16 nur die Spanneinrichtung 6 ausgelöst. Zur separaten Auslösung der Reibschweisseinrichtung 10 muss ein zweites Betätigungselement 18 vom Bediener betätigt werden. In alternativen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass in diesem Modus zur Auslösung der Reibschweisseinrichtung das erste Betätigungselement 16 ein zweites Mal zu betätigen ist. Der dritte Modus ist eine Art Halbautomatik, bei der die Spanntaste 16 solange zu drücken ist, bis die in Stufen voreinstellbare Spannkraft bzw. Zugspannung im Band erreicht ist. Bei diesem Modus ist es möglich, den Spannprozess durch Loslassen der Spanntaste 16 zu unterbrechen, beispielsweise um am Umreifungsgut unter das Umreifungsband Kantenschützer anzubringen. Durch Drücken der Spanntaste kann der Spannprozess dann wieder fortgesetzt werden. Dieser dritte Modus kann sowohl mit einem separat auszulösenden als auch mit sich einem automatisch anschliessenden Reibschweissvorgang kombiniert werden.
Auf einer in Fig. 3 dargestellten Motorwelle 27 des als bürstenloser, genuteter Innenläufer-Gleichstrommotor 14 ausgebildeten Motors ist eine Getriebeeinrichtung 13 angeordnet. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Motor der Fa. Maxon Motor AG, Brünigstrasse 20, 6072 Sachseln, vom Typ ECI40 eingesetzt. Der bürstenlose Gleichstrommotor 14 kann in beiden Drehrichtungen betrieben werden, wobei eine Drehrichtung als Antriebsbewegung der Spanneinrichtung 6 und die andere Drehrichtung als Antriebsbewegung der Schweisseinrichtung 10 benutzt wird. Der in Fig. 4 rein schematisch gezeigte bürstenlose Gleichstrommotor 14 ist mit einem genuteten Innenläufer (Rotor) 20 mit drei Hall-Sensoren HS1, HS2, HS3, ausgebildet. Dieser EC-Motor (elektronisch kommutierter Motor) weist in seinem Rotor 20 einen Permanentmagneten auf und ist mit einer elektronischen Steuerung 22 versehen, die zur elektronischen Kommutierung im Stator 24 vorgesehen ist. Die elektronische Steuerung 22 ermittelt über die Hall-Sensoren HS1, HS2, HS3, die im Ausführungsbeispiel auch die Funktion von Lagesensoren übernehmen, die jeweilige momentane Position des Rotors 20 und schaltet das elektrische Magnetfeld in den Wicklungen des Stators 24. Es können somit die Phasen (Phase 1, Phase 2, Phase 3) in Abhängigkeit von der Lage des Rotors 20 geschaltet werden, um eine Drehbewegung des Rotors in eine bestimmte Drehrichtung, mit einer vorbestimmbaren variablen Drehzahl und Drehmoment zu bewirken. Im vorliegenden Fall wird ein sogenannter "1 Quadrant Motorantriebsverstärker" eingesetzt, welcher dem Motor die Spannung, sowie Spitzen- und Dauerstrom zur Verfügung stellt und diese regelt. Der Stromfluss für nicht näher dargestellte Spulenstränge des Stators 24 wird über eine Brückenschaltung 25 (MOSFET Transistoren) geregelt, d.h. kommutiert. Ferner ist ein nicht weiter dargestellter Temperatursensor am Motor vorgesehen. Es können so Drehrichtung, Drehgeschwindigkeit, Strombegrenzung und die Temperatur überwacht und gesteuert werden. Die Kommutierung ist als eigener Printbauteil aufgebaut und im Umreifungsgerät separat vom Motor untergebracht. Die Stromversorgung wird durch den als Lithium-lonen Akku ausgebildeten Akkumulator 15 sichergestellt. Derartige Akkus basieren auf mehreren eigenständigen Lithium-lonen Zellen, in denen jeweils zumindest im wesentlichen separat voneinander chemische Prozesse zur Erzeugung eines Potentialunterschieds zwischen zwei Pole der jeweiligen Zelle ablaufen. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Lithium-lonen Akku des Herstellers Robert Bosch GmbH, D-70745 Leinfelden-Echterdingen. Der Akku des Ausführungsbeispiels weist acht Zellen auf und hat eine Kapazität von 2,6 Amperestunden.Als aktives Material bzw. als negative Elektrode des Lithium-lonen Akkumulators ist Graphit vorgesehen. Die positive Elektrode des Akkumulators weist oftmals Lithium-Metalloxide auf, insbesondere in Form von Schichtstrukturen. Als Elektrolyt werden üblicherweise wasserfreie Salze, wie Lithium-Hexafluorphosphat oder Polymere verwendet. Die von einem konventionellen Lithium-lonen Akku abgegebene Spannung beträgt üblicherweise 3,6 Volt. Die Energiedichte solcher Akkumulatoren beträgt etwa 100 Wh/kg -120 Wh/kg.
Die Getriebeeinrichtung 13 weist einen auf der motorseitigen Antriebswelle angeordneten Freilauf 36 auf, auf dem ein Sonnenrad 35 einer ersten Planetengetriebestufe angeordnet ist. Der Freilauf 36 gibt nur bei einer der beiden möglichen Drehrichtungen des Antriebs die Drehbewegung an das Sonnenrad 35 weiter. Das Sonnenrad 35 kämmt mit drei Planentenrädern 37, die in an sich bekannter Weise in Eingriff mit einem feststehenden Hohlrad 38 stehen. Jedes der Planetenräder 37 ist wiederum auf einer jeweils ihm zugeordneten Welle 39 angeordnet, die jeweils einstückig mit einem Abtriebsrad 40 verbunden ist. Die Rotation der Planetenräder 37 um die Motorwelle 27 ergibt eine Drehbewegung des Abtriebsrades 40 um die Motorwelle 27 und bestimmt eine Drehgeschwindigkeit dieser Drehbewegung des Abtriebsrades 40. Neben dem Sonnenrad 35 befindet sich auch das Abtriebsrad 40 auf dem Freilauf 36 und ist damit ebenfalls auf der Motorwelle gelagert. Dieser Freilauf 36 führt dazu, daß sich sowohl das Sonnenrad 35 als auch das Abtriebsrad 40 nur bei einer Drehrichtung der Rotationsbewegung der Motorwelle 27 mitdrehen. Der Freilauf 29 kann beispielsweise vom Typ INA HFL0615 sein, wie er vom Unternehmen Schaeffler KG, D-91074 Herzogenaurach angeboten wird.
Die Getriebeeinrichtung 13 weist auf der motorseitigen Ausgangswelle 27 ferner ein zu einer zweiten Planetengetriebestufe gehörendes verzahntes Sonnenrad 28 auf, durch dessen Ausnehmung zwar die Welle 27 durchgeführt ist, hierbei die Welle 27 jedoch nicht mit dem Sonnenrad 28 verbunden ist. Das Sonnenrad ist an einer Scheibe 34 befestigt, die wiederum mit den Planetenrädern 37 verbunden ist. Die Rotationsbewegung der Planetenräder 37 um die motorseitige Ausgangswelle 27 wird somit auf die Scheibe 34 übertragen, die wiederum ihre Rotationsbewegung drehzahlidentisch auf das Sonnenrad 28 überträgt. Das Sonnenrad 28 kämmt mit mehreren Planetenrädern, nämlich drei, jeweils auf einer parallel zur Motorwelle 27 verlaufenden Welle 30 angeordnetem Zahnrädern 31. Die Wellen 30 der drei Zahnräder 31 sind ortsfest angeordnet, d.h. sie rotieren nicht um die Motorwelle 27. Die drei Zahnräder 31 sind wiederum mit einem lnnenverzahnten Zahnkranz in Eingriff, der auf seiner Aussenseite einen Nocken 32 aufweist und nachfolgend als Nockenrad 33 bezeichnet wird. Das Sonnenrad 28, die drei Zahnräder 31 sowie das Nockenrad 33 sind Bestandteile der zweiten Planetengetriebestufe. Die beim Planetengetriebe eingangsseitige Rotationsbewegegung der Welle 27 sowie die Rotationsbewegung des Nockenrads 33 stehen in einem Verhältnis von 60:1, d.h. durch das zweistufige Planetengetriebe findet eine 60-fache Untersetzung statt.
Am Ende der Motorwelle 27 ist zudem auf einem zweiten Freilauf 42 ein Kegelrad 43 angeordnet, das mit einem nicht näher dargestellten zweiten Kegelrad in Eingriff steht. Dieser Freilauf 42 überträgt ebenfalls nur bei einer Drehrichtung der Motorwelle 27 die Drehbewegung. Die Drehrichtung, bei denen der Freilauf 36 des Sonnenrads 35 und der Freilauf 42 die Rotationsbewegung der Motorwelle 27 übertragen sind zueinander entgegensetzt. Dies bedeutet, bei der einen Drehrichtung dreht nur der Freilauf 36 und bei der anderen Drehrichtung nur der Freilauf 42 mit.
Das zweite Kegelrad ist an einem Ende einer nicht näher dargestellten Spannwelle angeordnet, die an ihrem anderen Ende ein weiteres Planetenradgetriebe 46 trägt (Fig. 2). Die Antriebsbewegung des Elektromotors in einer bestimmten Drehrichtung wird somit die beiden Kegelräder 43 an die Spannwelle übertragen. Über ein Sonnenrad 47 sowie drei Planetenrädern 48 wird hierdurch das als innenverzahntes Hohlrad ausgebildete Spannrad 49 der Spanneinrichtung 6 in Rotation versetzt. Das an seiner Aussenfläche mit einer Oberflächenstruktur versehene Spannrad 7 nimmt bei seiner Rotationsbewegung das jeweilige Umreifungsband durch einen Reibschluss mit, wodurch auf die Bandschlaufe die vorgesehene Bandspannung aufgebracht wird.
Das Abtriebsrad 40 ist im Bereich seiner äußeren Umfangsfläche als Zahnrad ausgebildet auf dem ein Zahnriemen 50 eines Hülltriebes angeordnet ist (Fig. 5 und Fig. 6). Der Zahnriemen 50 umschlingt zudem ein gegenüber dem Abtriebsrad 40 im Durchmesser kleineres Ritzel 51, dessen Welle einen Exzenterantrieb 52 für eine oszillierende hin- und her Bewegung des Schweissschuhs 53 antreibt. Anstelle eines Zahnriemenantriebs könnte auch jede andere Form von Hülltrieben vorgesehen sein, beispielsweise ein Keilriemen- oder Kettenantrieb. Der Exzenterantrieb 52 weist eine Exzenterwelle 54 auf, auf der ein Exzenter 55 angeordnet ist, auf dem wiederum ein Schweissschuharm 56 mit einer kreisrunden Ausnehmung sitzt. Die exzentrische Rotationsbewegung des Exzenters 55 um die Rotationsachse 57 der Exzenterwelle 54 führt zu einer translatorischen oszillierenden Hin- und Herbewegung des Schweissschuhs 53. Sowohl der Exzenterantrieb 52 als auch der Schweissschuh 53 selbst können auch in jeder anderen an sich vorbekannten Weise ausgebildet sein.
Die Schweisseinrichtung ist ferner mit einer Kniehebeleinrichtung 60 versehen, mittels der die Schweisseinrichtung von einer Ruheposition (Fig. 7) in eine Schweissposition (Fig. 9) überführt werden kann. Die Kniehebeleinrichtung 60 ist am Schweissschuharm 56 befestigt und hierbei mit einem am Schweissschuharm 56 schwenkbar angelenkten längeren Kniehebel 61 versehen. Die Kniehebeleinrichtung 60 ist ferner mit einem um eine Schwenkachse 62 schwenkbar angelenkten Schwenkelement 63 versehen, das in der Kniehebeleinrichtung 60 als kürzerer Kniehebel fungiert. Die Schwenkachse 62 des Schwenkelements 63 verläuft hierbei parallel zu den Achsen der Motorwelle 27 und der Exzenterwelle 57.
Die Schwenkbewegung wird mittels des Nockens 32 des Nockenrads 33 in Gang gesetzt, der bei der Drehbewegung im Gegenuhrzeigersinn - bezogen auf die Darstellungen der Fig. 7 bis 9 - des Nockenrades 33 unter das Schwenkelement 63 gelangt (Fig. 8). Eine rampenartig ansteigende Fläche 32a des Nockens 32 berührt hierbei ein in das Schwenkelement 63 eingesetztes Kontaktelement 64. Das Schwenkelement 63 wird hierdurch im Uhrzeigersinn um seine Schwenkachse 62 gedreht. Im Bereich einer konkaven Ausnehmung des Schwenkelements 63 ist eine nach dem Prinzip "Kolben-Zylinder" zweiteilige längsveränderliche Kniehebelstange des Kniehebels 61 um eine Schwenkachse 69 schwenkbar angeordnet. Letzterer ist zudem an einer als weitere Schwenkachse 65 ausgebildeten Anlenkstelle 65 des Schweissschuharms 56 in der Nähe zum Schweißschuh 53 und mit Abstand zur Schwenkachse 57 des Schweissschuharms 56 drehbar angelenkt. Zwischen den beiden Enden der längsveränderlichen Kniehebelstange ist auf dieser eine Druckfeder 67 angeordnet, durch die der Kniehebel 61 sowohl gegen den Schweissschuharm 56 als auch gegen das Schwenkelement 63 gedrückt wird. Das Schwenkelement 63 ist somit in Bezug auf seine Schwenkbewegungen mit dem Kniehebel 61 und dem Schweissschuharm 56 wirkverbunden.
Wie in den Darstellungen der Fig. 7 und 9 zu entnehmen ist, befindet sich in der Ruheposition eine durch den Kniehebel 61 verlaufende (imaginäre) Verbindungslinie 68 der beiden Anlenkstellen des Kniehebels 61 zwischen der Schwenkachse 62 des Schwenkelements 63 und dem Nockenrad 33, also auf der einen Seite der Schwenkachse 62. Durch Betätigen des Nockenrads 33 wird das Schwenkelement 63 - in Bezug auf die Darstellungen der Fig. 7 bis 9 - in Uhrzeigerrichtung gedreht. Hierbei wird der Kniehebel 61 vom Schwenkelement 63 mit genommen. In Fig. 8 ist eine Zwischenposition des Kniehebels 61 gezeigt, in der die Verbindungslinie 68 der Anlenkstellen 65, 69 die Schwenkachse 62 des Schwenkelements 63 schneidet. In der in Fig. 9 gezeigten Endposition der Bewegung (Schweissposition) befindet sich der Kniehebel 61 mit seiner Verbindungslinie 68 dann in Bezug auf das Nockenrad 33 und der Ruheposition auf der anderen Seite der Schwenkachse 62 des Schwenkelements 63. Bei dieser Bewegung wird der Schweissschuharm 56 durch den Kniehebel 61 von seiner Ruheposition durch Drehung um die Schwenkachse 57 in die Schweissposition überführt. In letzterer drückt die Druckfeder 67 das Schwenkelement 63 gegen einen nicht näher dargestellten Anschlag und den Schweissschuh 53 auf die beiden miteinander zu verschweissenden Bandlagen. Der Kniehebel 61 und damit auch der Schweissschuharm 56 befindet sich somit in einer stabilen Schweissposition.
Die in der Darstellung von Fig. 6 und 9 im Gegenuhrzeigersinn verlaufende Antriebsbewegung des Elektromotors, wird vom Zahnriemen 50 auf den nun durch die Kniehebeleinrichtung 60 in die Schweissposition überführten Schweissschuh 53 übertragen, der auf die beiden Bandlagen gedrückt und sich in einer oszillierenden Bewegung hin- und her bewegt. Die Schweisszeit zur Erzeugung einer Reibschweissverbiridung wird hierbei dadurch bestimmt, dass die einstellbare Anzahl der Umdrehungen des Nockenrads 33 ab dem Zeitpunkt mitgezählt wird, ab dem der Nocken 32 das Kontaktelement 64 betätigt. Hierzu wird die Anzahl der Umdrehungen der Welle 27 des bürstenlosen Gleichstrommotors 14 mitgezählt, um die Position des Nockenrads 33 zu bestimmen, ab dem der Motor 14 abgestellt und damit der Schweissprozess beendet werden soll. Hierbei soll vermieden werden, dass beim Abstellen des Motors 14 der Nocken 32 unter dem Kontaktelement 64 stehen bleibt. Für das Abstellen des Motors 14 sind deshalb nur Relativpositionen des Nockens 32 gegenüber dem Schwenkelement 63 vorgesehen, bei denen der Nocken 32 sich nicht unterhalb des Schwenkelements befindet. Dies stellt sicher, dass der Schweissschuharm 56 von der Schweissposition wieder zurück in die Ruheposition (Fig. 7) schwenken kann. Hierdurch wird insbesondere eine Position des Nockens 32 vermieden, bei der der Nocken 32 den Kniehebel 61 in einer Totpunktlage anordnen würde, d.h. in einer Position in welcher die Verbindungslinie 68 der beiden Anlenkstellen die Schwenkachse 62 des Schwenkelements 63 - wie in Fig. 8 dargestellt - schneidet. Da eine solche Position vermieden wird, kann nun mittels einer Betätigung des Wippenhebels die Wippe (Fig. 2) vom Spannrad 7 gelöst und hierbei zudem der Kniehebel 61 in Richtung auf das Nockenrad 33 in die in Fig. 7 gezeigte Position geschwenkt werden. Nachdem die Bandschlaufe aus dem Umreifungsgerät entnommen ist, ist letzteres für einen weiteren Umreifungsvorgang bereit.
Die beschriebenen nacheinander ablaufenden Vorgänge "Spannen" und "Verschweissen" können in einem Schaltzustand des Betätigungselements 16 gemeinsam ausgelöst werden. Hierzu ist das Betätigungselement 16 einmal zu betätigen, wodurch der Elektromotor 14 zuerst in der ersten Drehrichtung läuft und hierbei (ausschliesslich) die Spanneinrichtung 6 angetrieben wird. Die auf das jeweilige Band aufzubringende Bandspannung kann am Umreifungsgerät vorzugsweise mittels einer Drucktaste in neun Stufen, die neun unterschiedlichen Bandspannungswerten entsprechen, eingestellt werden. Alternativ hierzu könnte auch eine stufenlose Einstellung der Bandspannung vorgesehen sein. Da der Motorstrom vom Drehmoment des Spannrades 7 und dieses wiederum von der momentanen Bandspannung abhängig ist, kann die aufzubringenden Bandspannung in Form eines Grenzwertes des Motorstroms über Drucktasten in neun Stufen an der Regelelektronik des Umreifungsgeräts eingestellt werden.
Nach Erreichen eines einstellbaren und damit vorbestimmbaren Grenzwertes für den Motorstrom bzw. für die Bandspannung, wird der Motor 14 von seiner Steuerung 22 abgestellt. Unmittelbar darauf wird der Motor von der Steuerung 22 in nun umgekehrter Drehrichtung betrieben. Hierdurch wird in der zuvor beschriebenen Weise der Schweissschuh 53 auf die beiden übereinander liegenden Bandlagen abgesenkt und die oszillierende Bewegung des Schweissschuhs zur Erzeugung der Reibschweissverbindung ausgeführt.
Durch Betätigen des Schalters 17 kann das Betätigungselement 16 nur mit der Funktion der Auslösung der Spanneinrichtung belegt werden. Ist eine solche Einstellung vorgenommen, wird durch Betätigen des Betätigungselements nur die Spanneinrichtung in Betrieb genommen und nach Erreichen der voreingestellten Bandspannung wieder abgestellt. Um den Reibschweissvorgang auszulösen muss das zweite Betätigungselement 18 betätigt werden. Bis auf die separate Auslösung ist die Funktion der Reibschweissseinrichtung jedoch identisch mit dem anderen Modus des ersten Betätigungselements.
Wie bereits zuvor erläutert wurde, kann die Wippe 8 durch Betätigung des in den Fig. 2, 10, 11 dargestellten Wippenhebels 9 Schwenkbewegungen um die Wippenachse 8a ausführen. Die Wippe wird hierzu mittels einer hinter dem Spannrad 7 und deshalb in Fig. 2 nicht erkennbaren, drehbaren Nockenscheibe bewegt. Über den Wippenhebel 9 kann die Nockenscheibe eine Drehbewegung von ca. 30° ausführen und die Wippe 8 bzw. Spannplatte 12 relativ zum Spannrad 7 bewegen, was ein Einlegen des Bandes in das Umreifungsgerät bzw. zwischen das Spannrad 7 und Spannplatte 12 ermöglicht.
Hierdurch kann auch die im Bereich des freien Endes der Wippe an letzterer angeordnete verzahnte Spannplatte 12 von einer in Fig, 10 gezeigten Ruhestellung in eine aus Fig. 11 hervorgehende Spannstellung und wieder zurück geschwenkt werden. In der Ruhestellung weist die Spannplatte 12 einen ausreichend grossen Abstand zum Spannrad 7 auf, damit ein Umreifungsband zwischen das Spannrad und die Spannplatte zweilagig angeordnet werden kann, wie dies für die Bildung eines Verschlusses an einer Bandschlaufe erforderlich ist. In der Spannstellung wird die Spannplatte 12 in an sich bekannter Weise beispielsweise mittels einer auf die Wippe wirkenden Federkraft, gegen das Spannrad 7 gedrückt, wobei anders als in Fig. 11 dargestellt, bei einem Umreifungsvorgang sich das zweilagige Band zwischen der Spannplatte und dem Spannrad befindet und somit zwischen den beiden letztgenannten kein Kontakt stattfinden sollte. Die dem Spannrad 7 zugewandte verzahnte Oberfläche 12a (Spannfläche) ist konkav gekrümmt, wobei der Krümmungsradius dem Radius des Spannrades 7 entspricht, oder geringfügig grösser ist.
Wie insbesondere in den Fig. 10 und 11 sowie in der Detaildarstellungen der Fig. 12 - 14 zu erkennen ist, ist die verzahnte Spannplatte 12 in einer nutenförmigen Ausnehmung 71 der Wippe angeordnet. Die Länge - in Bezug auf die Bandverlaufsrichtung - der Ausnehmung 71 ist grösser als die Länge der Spannplatte 12. Zudem ist die Spannplatte 12 mit einer konvex gekrümmten Kontaktfläche 12b versehen, mit der sie in der Ausnehmung 71 der Wippe 8 auf einer ebenen Auflagefläche 72 gelagert ist. Wie sich insbesondere aus den Fig. 11 und 12 ergibt, verläuft die konvexe Krümmung in eine Richtung parallel zur Bandverlaufsrichtung 70, während die Kontaktfläche 12b quer zu dieser Richtung eben ausgebildet ist (Fig. 13). Aufgrund dieser Ausgestaltung ist die Spannplatte 12 in der Lage in Bandverlaufsrichtung 70 relativ zur Wippe 8 und zum Spannrad 7 Kippbewegungen auszuführen. Des Weiteren ist die Spannplatte 12 mit einer von unten durch die Wippe durchgeführten Schraube 73 an der Wippe 8 befestigt. Die Schraube befindet sich hierzu in einem Langloch 74 der Wippe, deren Längserstreckung parallel zum Bandverlauf 70 in der Umreifungsvorrichtung verläuft. Die Spannplatte 12 ist hierdurch neben der Verkippbarkeit zusätzlich auch noch längsverschieblich an der Wippe 8 angeordnet.
Bei einem Spannvorgang wird zunächst die Spannwippe 8 aus der Ruhestellung (Fig. 10) in die Spannstellung (Fig. 11) überführt. In der Spannstellung drückt die federkraftbelastete Wippe 8 die Spannplatte 12 in Richtung auf das Spannrad und klemmt hierbei beide Bandlagen zwischen dem Spannrad 7 und der Spannplatte 12 ein. Aufgrund unterschiedlicher Banddicken können sich hierbei unterschiedliche Abstände der Spannplatte 12 von der Umfangsfläche 7a des Spannrades 7 ergeben. Dies hat nicht nur unterschiedliche Schwenkpositionen der Wippe 8 zur Folge, sondern auch unterschiedliche Position der Spannplatte 12 in Bezug auf die Umfangsrichtung des Spannrades 7. Um dennoch gleichmässige Anpressverhältnisse zu erzielen richtet sich die Spannplatte 12 beim Anpressvorgang an das Band durch eine Längsbewegung in der Ausnehmung 71 sowie eine Kippbewegung über die Kontaktfläche 12b auf der Auflagefläche 72 selbständig so aus, dass die Spannplatte 12 über ihre gesamte Länge möglichst gleichmässigen Druck auf das Umreifungsband ausübt. Wird nun das Spannrad 7 eingeschaltet, hält die Verzahnung der Spannplatte 12 die untere Bandlage fest, während das Spannrad 7 mit seiner verzahnten Umfangsfläche 7a die obere Bandlage erfasst. Die Rotationsbewegung des Spannrades 7 sowie der geringere Reibungskoeffizient zwischen den beiden Bandlagen führt dann dazu, dass das Spannrad die obere Bandlage zurückzieht und somit die Spannung in der Bandschlaufe bis zum gewünschten Zugspannungswert erhöht.

Bezugszeichenliste

1: Umreifungsgerät 1
2: Gehäuse
3: Griff
4: Grundplatte
6: Spanneinrichtung
7: Spannrad
7a: Umfangsfläche
8: Wippe
8a: Wippenschwenkachse
9: Wippenhebel
10: Reibschweisseinrichtung
11: Schweissschüh
12: Spannplatte
12a: Spannfläche
12b: Kontaktfläche
13: Getriebeeinrichtung
14: elektrischer Gleichstrommotor
15: Akkumulator
16: Betätigungselement
17: Schalter
18: Betätigungselement
19: Überführungseinrichtung
20: Rotor
HS1: Hallsensor
HS2: Hallsensor
HS3: Hallsensor
22: elektronische Steuerung
24: Stator
25: Brückenschaltung
27: motorseitige Ausgangswelle
28: Sonnenrad
30: Welle
31: Zahnrad
32: Nocken
32a: Fläche
33: Nockenrad
35: Sonnenrad
36: Freilauf
37: Planetenrad
38: Hohlrad
39: Welle
40: Abtriebsrad
42: Freilauf
43: Kegelrad
46: Planetenradgetriebe
47: Sonnenrad
48: Planetenrad
49: Spannrad
50: Zahnriemen
51: Ritzel
52: Exzenterantrieb
53: Schweissschuh
54: Exzenterwelle
55: Exzenter
56: Schweissschuharm
57: Rotationsachse Exzenterwelle
60: Kniehebeleinrichtung
61: längerer Kniehebel
62: Schwenkachse
63: Schwenkelement
64: Kontaktelement
65: Schwenkachse
66: Schwenkachse
67: Druckfeder
68: Verbindungslinie
69: Schwenkachse
70: Bandverlaufsrichtung
71: Ausnehmung
72: Auflagefläche
73: Schraube
74: Langloch

Claims

Mobile Umreifungsvorrichtung zur Umreifung von Packgut mit einem Umreifungsband, die
eine Spanneinrichtung (6) zur Aufbringung einer Bandspannung auf eine Schlaufe eines Umreifungsbandes, sowie
eine Reibschweisseinrichtung (10) zur Erzeugung mittels eines Reibschweisselements einer Reibschweissverbindung an zwei übereinander liegenden Bereichen der Schlaufe des Umreifungsbandes, und
einen aufladbaren Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie, die als Antriebsenergie für motorische Antriebsbewegungen zumindest für die Reibschweisseinrichtung (10) zur Erzeugung einer Reibschweissverbindung freigebbar ist, aufweist,
gekennzeichnet,
durch ein Planetengetriebe zur Übertragung und zur Drehzahlveränderung einer von einem elektrischen Antrieb der Reibschweisseinrichtung (10) bereitgestellten Antriebsbewegung.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb als bürstenloser Gleichstrommotor (14) ausgebildet ist.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine automatische Abstellung des elektrischen Antriebs.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dauer eines Schweisszyklusses, während der die Reibschweisseinrichtung (10) im Einsatz ist, einstellbar ist, wobei die Dauer in Abhängigkeit einer Anzahl von Umdrehungen des elektrischen Antriebs vorbestimmbar ist.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Überführung der Reibschweisseinrichtung (10) von einer Ruheposition in eine Schweissposition, wobei die Mittel mit dem gleichen Antrieb antreibbar sind, mit dem auch eine zur Erzeugung einer Reibschweissung genutzte oszillierende Bewegung eines Reibschweisselements erzeugbar ist.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschweisseinrichtung (10) mit einem Kniehebel (61) versehen ist, der zwischen zwei Endpositionen schwenkbar ist, wobei eine Endposition des Kniehebels (61) eine Reibschweissposition und die andere Endposition eine Ruheposition bestimmt, in der die Reibschweisseinrichtung (10) nicht im Einsatz ist.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (61) um zwei Schwenkachsen schwenkbar angelenkt ist, wobei zumindest die Bewegung in einer Richtung zwischen den beiden Endposition als eine durch den elektrischen Antrieb der Umreifungsvorrichtung motorisch angetriebene Bewegung erfolgt.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch das Planetengetriebe, das für eine Bewegung des Kniehebels von seiner Ruheposition in die Reibschweissposition eine Antriebsbewegung des elektrischen Antriebs zur Spanneinrichtung (6) überträgt.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (61) federbelastet ist.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch nur einen gemeinsamen elektrischen Antrieb der Spanneinrichtung (6) und der Reibschweisseinrichtung (10).
Mobile Umreifungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame elektrische Antrieb in einer seiner beiden Drehrichtungen vorzugsweise nur die Spanneinrichtung (6) und in der anderen Drehrichtung vorzugsweise nur die Reibschweisseinrichtung (10) antreibt.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen drehzahfgesteuerten Spannzyklus der Spanneinrichtung (6), während dem der elektrische Antrieb zumindest zeitweise mit unterschiedlichen Drehzahlen bei zumindest im wesentlichen konstantem Drehmoment betrieben wird.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Betätigungsmittel zur Auslösung eines automatisiert ablaufenden Reibschweißvorgangs, bei dem die Reibschweisseinrichtung (10) durch eine motorische Antriebsbewegung in eine Reibschweissposition überführt und mittels dem Reibschweisselement die Reibschweißverbindung erzeugt wird.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine motorseitige Ausgangswelle mit mehreren Funktionskomponenten der Umreifungsvorrichtung wirkverbindbar ist, wobei einer der Funktionskomponenten die Reibschweißeinrichtung (10) ist, der das zumindest eine Planetengetriebe vorgeschaltet ist.
Mobile Umreifungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Planetengetriebe (46) zur Übertragung und zur Drehzahlveränderung einer von einem elektrischen Antrieb der Reibschweißeinrichtung (10) bereitgestellten Antriebsbewegung.