[0001] Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Anlegen eines Bandes um ein Packgut, das
nach dem Umschlingen durch das Band nach dem Spannen des Bandes sowie nach dem Verbinden
der Bandenden zusammengehalten ist, wobei in dem Antrieb der Maschine eine in ihrem
übertragbaren Drehmoment einstellbare Kupplung zur Dossierung der auf das Packgut
auszuübenden Bandspannung angeordnet ist, die zwischen dem Motor des Antriebes und
einer Schiebevorrichtung für das Band liegt.
[0002] Zum Anlegen eines Bandes oder mehrerer Bänder, mit dem bzw. denen ein offenes oder
verpacktes Gut zusammengehalten wird, sind verschiedene Vorrichtungen und Maschinen
bekannt. Solche Vorrichtungen dienen dazu, das um das Gut gelegte Band zu spannen,
an den Bandenden zu verbinden und von der Vorratsrolle zu trennen. Die hierzu verwendeten
Vorrichtungen werden entweder manuell betätigt oder werden mit einem hydraulischen,
pneumatischen oder elektrischen Antrieb ausgerüstet. Das Anlegen des Bandes um das
zu umschlingende Gut und das Einführen des Bandes mit der erforderlichen Ueberlappung
der Bandenden in die Vorrichtung wird hierbei manuell ausgeführt; nur der eigentliche
Verbindungsvorgang mit vorherigem Spannen des Bandes erfolgt durch die Vorrichtung.
[0003] Bei den bekannten Maschinen wird das Band weitgehend selbsttätig um das Packgut gelegt
und gespannt, worauf die Bandenden verbunden und von der Vorratsrolle getrennt werden.
[0004] Damit das Anlegen des Bandes selbsttätig erfolgen kann, sind die bekannten Maschinen
mit einer Bandführung in Form eines Joches oder eines Ringes versehen, in dessen Innenraum
das Packgut gelegt wird. Das Ende des vom Antrieb der Maschine in die Bandführung
transportierten Bandes wird in eine am Fuss der Bandführung angeordnete Verbindungsstation
von Hand oder auch selbsttätig eingeführt. Nun wird durch den in der Maschine angeordneten
Antrieb das Band gespannt, worauf nach Erreichen der gewünschten Bandspannung das
Verbinden der Bandenden und das Abschneiden des Bandes von der Vorratsrolle durchgeführt
wird. Sowohl der Transport des Bandes durch die Bandführung als auch das Spannen des
Bandes nach dem Einführen seines Endes und nach dem Festhalten in der Verbindungsstation
werden durch denselben Antrieb durchgeführt, jedoch muss wegen der Gegenläufigkeit
dieser beiden Bandbewegungen, d.h. des Umschlingens des Packgutes einerseits und Spannen
des Bandes andererseits, der Antrieb reversierbar sein. Die Reversierbarkeit wird
entweder durch Drehrichtungsänderung am Antriebsmotor oder durch einen im Antriebspfad
des Antriebes angeordneten Reversierpfad erreicht.
[0005] Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit Reversierpfad. Damit jeweils die richtige
Bandbewegung erreicht wird, werden Schaltkupplungen, vorzugsweise elektromagnetische
Schaltkupplungen, eingesetzt, die wechselweise geschaltet werden. In der einen Schaltstellung
dieser Kupplungen wird eine das Band bewegende Schiebevorrichtung im Sinne des Umschlingens
des Packgutes und in der andern Schaltstellung das das Packgut bereits umschlingende
Band durch eine entgegengesetzte Bewegung der Bandschiebevorrichtung im Sinne des
Spannens des Bandes bewegt.
[0006] Da zum Spannen von Packgut verschiedene Bänder vewendet werden, ist es erforderlich,
die Bandspannung einerseits auf das Band und andererseits auf das Packgut abzustimmen.
Aus diesem Grunde ist es naheliegend, die beim Spannen des Bandes eingeschaltete Kupplung
gleichzeitig auch als eine das zu übertragende Drehmoment zu begrenzen bestimmte Schaltkupplung
auszubilden. Dies kann bei elektromagnetischen Kupplungen durch Regelung der Erregerspannung
erreicht werden, doch lässt die Genauigkeit der hierbei erreichten Einstellung des
Uebertragungsmomentes vor allem bei kleinen Uebertragungsmomenten sehr zu wünschen
übrig. Dadurch ist die Verwendung ganz dünner Bänder mit niederer zulässiger Bandspannung
oder das Verpacken von zerbrechlichem oder unstabilem Packgut praktisch ausgeschlossen.
[0007] Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrundeliegt, eine Maschine der eingangs
beschriebenen Art so auszugestalten, dass auch sehr kleine Bandspannungen exakt eingehalten
werden können, so dass auch heikles Packgut zuverlässig mit einem Band umspannt werden
kann. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Kupplung eine
steuerbare elektromagnetische Kupplung ist, bei der ein Anker unter der Wirkung einer
das Lösen der Kupplung unterstützende magnetischen Rückstellkraft steht.
[0008] Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt und
nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Maschine zum Anlegen eines Bandes um ein Packgut, teilweise geschnitten,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Antriebes für eine Maschine nach Fig. 1,
Fig. 3 eine-Seitenansicht eines Teils des Antriebs der Maschine aus Richtung III in
Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV in Fig. 3.
Fig. 5 eine schematisch dargestellte Seitenansicht eines Apparates zum Anlagen eines
Bandes um ein Packgut, und
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Antriebes für den Apparate nach Fig. 5.
[0009] Die in Fig. 1 dargestellte Maschine zum Anlegen eines Bandes um ein Packgut weist
einen Sockel 1 und ein darauf aufgesetztes Joch 2 auf. Der Sockel 1 weist in seinem
Innenraum eine vereinfacht dargestellte Bandschiebevorrichtung 3 für das Band 4 auf.
Das Band 4 wird von einer Vorratsrolle 5 abgewickelt, um eine Umlenkrolle 6 geführt
und anschliessend der Bandschiebevorrichtung 3 zugeführt. Die Bandschiebevorrichtung
3 schiebt das Band 4 in Führungen (nicht dargestellt) durch das Joch 2 und bildet
hierbei eine Schlinge, deren Ende in eine Verbindungsstation 7 eingelegt und dort
festgehalten wird. Die Verbindungsstation 7 liegt auf einer, durch den Sockel 1 gebildeten
Arbeitsfläche 8, durch die ein mit dem Band 4 zu umschliessendes Packgut 9 gelegt
wird. Nun wird die Bandschiebevorrichtung 3 in umgekehrter Richtung bewegt, wodurch
das Band 4 aus dem Joch 2 austritt und sich enger und enger um das Packgut 9 legt,
bis es die eingestellte Bandspannung erreicht hat. Die Verbindungsstation 7 übernimmt
hierauf das Verbinden der Bandenden und das Abtrennen des Bandes 4. Die Art des verwendeten
Bandes und die Art der Verbindung sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
nicht wesentlich. Es sollen mit der Maschine nach Fig. 1 jedoch sehr dünne Bänder,
Schnüre oder Drähte verwendet werden könen, für die auch eine geringe Bandspannung
zulässig sein kann. Das Verbinden der Bandenden kann auf verschiedene Art und Weise
erfolgen, z.B. durch eine Verbindungshülse, durch Verformen der Bandenden oder durch
Schweissen der Bandenden bei Kunststoffbändern. Die Form des Bandes 4 kann ebenfalls
stark variieren und kann schmal oder breit sein oder auch die Form einer Schnur oder
eines Drahtes aufweisen.
[0010] Der in Fig. 2 dargestellte Antrieb ist, wie bereits erwähnt wurde, ein Antrieb mit
einem Reversierpfad, der in Fig. 2 mit 10 bezeichnet ist.
[0011] Ein Motor 11, z.B. ein Elektro-, Hydro- oder Pneumatik-Motor, treibt über einen Hülltrieb
12, der aus Rädern 13, 14 und einem Hüllglied 15 besteht und z.B. ein Zahnriementrieb
sein kann, eine Hauptwelle 16 an. Die Hauptwelle 16 ist mittels Wälzlägern 17, 18
in einer Wand 19 eines im Sockel 1 untergebrachten Gehäuses (nicht dargestellt) und
in einem weiteren Gehäuseteil 20 drehbar gelagert.
[0012] Auf der Hauptwelle 16 ist ein Ritzel 21 der Bandschiebevorrichtung 3 lose gelagert
und mittels eines Hüllgliedes 22, vorzugsweise eines Zahnriemens, mit einem Rad 23
gekuppelt. Der aus dem Ritzel 21, dem Hüllglied 22 und dem Rad 23 bestehende Hülltrieb
bildet die Bandschiebevorrichtung 3 für das Band 4, wie dies noch anschaulicher anhand
von Fig. 3 erläutert wird. Das Ritzel 21 kann mit Hilfe einer elektromagnetischen
Kupplung 24 mit der Hauptwelle 16 gekuppelt werden. Die Kupplung 24 besteht aus einer
an der Wand 19 befestigten elektrischen Wicklung 25, einem mit der Hauptwelle 16 verbundenen
Magnetgehäuse 26 und aus einer Ankerscheibe 27, die in nicht dargestellter Weise mit
dem Ritzel 21 verbunden ist, sich jedoch längs der Hauptwelle 16 in Richtung des Magnetgehäuses
26 bewegen kann.
[0013] In Fig. 2 sind die einzelnen Teile des Antriebes zur besseren Uebersicht auseinandergezogen.
Dementsprechend sind auch die Abstände zwischen den Teilen der elektromagnetischen
Kupplung 24 stark vergrössert. Die Schaltung der elektromagnetischen Kupplung 24 erfolgt
durch Erregung der Wicklung 25, wodurch die Ankerscheibe 27 sich fest an das mit der
Hauptwelle 16 rotierende Magnetgehäuse 26 anlegt und dadurch das Ritzel 21 in Drehung
versetzt.
[0014] Auf der der elektromagnetischen Kupplung 24 entgegengesetzten Seite der Wand 19 ist
eine weitere elektromagnetische Kupplung 28 angeordnet, die eine an der Wand 19 befestigte
Wicklung 29, ein mit der Hauptwelle 16 verbundenes Magnetgehäuse 30 und eine Ankerscheibe
31 aufweist. Die Ankerscheibe 31 ist in Abweichung von der Ausführung der Magnetkupplung
24 auf einem mit einer Verzahnung versehenen Mitnehmerrad 32 drehfest, jedoch verschiebbar
gelagert. Das Mitnehmerrad 32 ist zusammen mit einer Mitnehmernabe 33 auf der Hauptwelle
16 frei drehbar gelagert. Wird die elektromagnetische Schaltkupplung 28 geschaltet,
wird die Ankerscheibe 31 am Magnetgehäuse 30 festgehalten und rotiert zusammen mit
diesem. Hierbei dreht auch die mit dem Mitnehmerrad 32 verbundene Mitnehmernabe 33
und dazu ein daran befestigtes Ritzel 34. Das Ritzel 34 bildet zusammen mit einem
Rad 35 und einem Hüllglied 36 einen Hülltrieb für den Antrieb einer in Wälzlagern
44 gelagerten Kontrollwelle 37. Auf der Kontrollwelle 37 ist ein Ritzel 38 und eine
Loch- oder Zahnscheibe 39 befestigt, auf die eine Messeinrichtung, z.B. eine Photozelle
40 gerichtet ist, die bei bestimmten Betriebsbedingungen einen Steuerimpuls erzeugt.
[0015] Das Ritzel 38 kämmt mit einem auf einer Welle 41 befestigten Zahnrad 42, wobei an
dem anderen Ende der Welle 41 das Rad 23 der Bandschiebevorrichtung 3 befestigt ist.
Die Welle 41 ist in Wälzlagern 43 drehbar gelagert.
[0016] In Fig. 3 ist die Bandschiebevorrichtung genauer dargestellt. Die Bezugszahlen in
Fig. 3 und 4, die auch in Fig. 2 verwendet sind, kennzeichnen gleiche Teile und werden
nur, soweit dies erforderlich ist, erläutert. Das Band 4 bewegt sich zum Umschlingen
des Packgutes in Fig. 3 von unten nach oben und umgekehrt beim Spannen des Bandes
4. Das Band 4 läuft auf der Aussenfläche des Hüllgliedes 22 und wird durch eine einstellbare
Exzenterscheibe 43 auf das Hüllglied 22, das hier ein Zahnriemen ist, gepresst. Durch
die Exzenterscheibe 43 wird die Bandlänge für die Mitnahme des Bandes 4 durch den
Hüllkörper 22 zusätzlich verlängert und gleichzeitig das Band 4 auf den Hüllkörper
22 gepresst. Auf diese Weise kann auf das Band 4 eine ausreichende Zugkraft zur Erzeugung
der Bandspannung ausgeübt werden. In Fig. 3 ist weiter der Hülltrieb 34, 35, 36 des
Reversierpfades 10 und das Vorgelege 38, 42 gestrichelt eingezeichent.
[0017] In Fig. 4 sind die wesentlichen Teile des Antriebes der Maschine mit den beiden elektromagnetischen
Kupplungen 24, 28 dargestellt. Die Wand 19 ist in der Weise ausgebildet, dass sowohl
die Welle 41 als auch die Kontrollwelle 37, siehe Fig. 3, darin gelagert sind.
[0018] Die Wicklungen 25, 29 der beiden Elektromagnetkupplungen 24, 28 sind mittels eines
Gehäuses an der Wand 19 befestigt, während die Magnetgehäuse 26, 30 einen Ringkanal
bilden, in dem die Wicklung 25, 29 eintaucht. Die mit der Ankerscheibe 27, 31 zusammenwirkende
Fläche des Magnetgehäuses 26, 30 ist mit einem Reibbelag 45 versehen.
[0019] Die elektromagnetische Kupplung 28 ist nicht nur zur Uebertragung eines Drehmomentes,
sondern auch zur Begrenzung dieses Drehmomentes ausgelegt. Die Grösse des Drehmoments
kann durch Einstellen der Wicklungsspannung erreicht werden. Andererseits ist das
übertragene Drehmoment auch von der Rückstellkraft abhängig, mit der die Anker 31
beim Entkuppeln gegen das Mitnehmerrad gezogen wird. Es wurde nun überraschend festgestellt,
dass eine wesentlich exaktere Einstellung des übertragenen Drehmomentes erreicht wird,
wenn die Rückstellkraft magnetisch aufgebracht wird. Zu diesem Zweck sind in dem Flansch
46 der Mitnehmernabe 33 Permanentmagnete 47 eingesetzt, deren Zahl und Form je nach
Bedarf gewählt werden kann. Zweckmässig werden vier bis acht flache zylinderförmige
Permanentmagnete 47 verwendet.
[0020] Die Verwendung von Permanentmagneten 47 kann nicht nur bei einer Maschine nach Fig.
1 angewandt werden, sondern auch bei einem von Hand bedienten Apparat gemäss Fig.
5 und 6.
[0021] Der in Fig. 5 schematisch dargestellte Apparat ist mit einer Grundplatte 50 versehen,
auf der die beweglichen Teile des Apparates abgestützt sind. Die Grundplatte 50 wird
auf das zu umreissende Packgut 9 gestellt und das Band 4 manuell um das Packgut gezogen
und in den Apparat eingelegt. Als Band 4 ist in Fig. 5 ein Kunststoffband vorgesehen,
das durch eine Schweissbacke 51 verschweisst wird, wenn sie gegen die Grundplatte
50 gedrückt und gemäss Pfeilrichtung hin und her bewegt wird. Die Bewegung der Schweissbacke
51 erfolgt durch einen von einem Exzenter 52 bewegten Gabelhebel 53. Die Schweissbacke
51 wird durch die Kraft einer Feder über einen in einer Achse 55 schwenkbar gelagerten
Hebel 56 gegen die Grundplatte 50 gedrückt, wenn eine Klinke 57 aus der in Fig. 5
dargestellten Lage ausgeschwenkt wird. Durch Anheben eines Hebels 58 kann der Hebel
56 und damit der Gabelhebel 53 mit der Schweissbacke 51 angehoben werden, indem eine
Rolle 59 am Hebel 56 angreift.
[0022] Durch das Anheben des um eine Achse 60 schwenkbaren Hebels wird gleichzeitig eine
um eine Achse 61 schwenkbare Wippe gegen die Kraft einer Feder 63 geschwenkt. Hierdurch
wird ein Spalt zwischen der Wippe 62 und einem Spannrad 64 gebildet, wodurch das Band
4 freigegeben wird. Das Spannrad 64 dient dazu, die für das Band geeignete Spannkraft
einzuhalten, bis die Verschweissung beendet ist. Anstelle der Schweissbacke 51 kann
auch eine andere Verschleisseinrichtung für das Band 4 verwendet werden. Wesentlich
ist der Antrieb des Spannrades 64, der die exakte Einhaltung einer bestimmten Spannkraft
für das Band 4 ermöglicht.
[0023] In Fig. 6 sind Wandteile 65, 66, 67 des Gehäuses des Apparates nach Fig. 5 dargestellt,
die mit Gehäuseteilen 68, 69, 70, 71 Lagerpartien für den Antrieb bilden. An dem Wandteil
65 ist ein Elektromotor 72 abgestützt, der eine Hauptwelle 73 antreibt. Auf der Hauptwelle
73 ist ein Ritzel 74 eines Hülltriebes 75 befestigt, dessen Hüllglied z.B. ein Zahnriemen,
das Ritzel 74 und ein Rad 77 umgibt, das frei drehend auf einer im Wandteil 65 und
im Gehäuseteil 69 gelagerten Welle 48 gelagert ist. An dem Rad 77 ist eine Ankerschiebe
79 drehfest, jedoch verschiebbar gelagert. Die Ankerscheibe 79 ist ein Teil der elektromagnetischen
Schaltkupplung 28, die nicht nur zur Uebertragung eines Drehmomentes, sondern auch
zur Begrenzung dieses Drehmomentes geeignet ist, wie dies in Fig. 2 und 4 für die
Umreifungsmaschine nach Fig. 1 dargestellt ist.
[0024] In Fig. 6 ist eine elektrische Wicklung 80 an dem Gehäuseteil 69 befestigt und von
einem fest mit der Welle 78 verbundenen Magnetgehäuse 81 umgeben. Bei Erregen der
Wicklung 80 wird die Ankerscheibe 21 fest auf das Magnetgehäuse 81 gezogen, wodurch
das Rad 77 des Hülltriebes 75 über das Magnetgehäuse 81 die Welle 78 in Drehung versetzt.
Diese Drehung wird über ein Kegelradgetriebe 82, 83 auf die Spannradwelle 84 übertragen
und dadurch das Spannrad 64 im Sinne eines Spannens des Bandes 4 angetrieben. Durch
die elektrische Kupplung 28 wird die am Spannrad 64 wirkende Umfangskraft auf einen
Wert eingestellt, der unterhalb der Zerreissspannung des Bandes 4 liegt. Die Möglichkeit
einer exakteren Einteilung des übertragenen Drehmomentes wird auch hier durch die
Permanentmagnete 47 wie bei der elektromagnetischen Kupplung 28 in Fig. 4 erreicht,
die ankerscheibenseitig in dem Rad 77 eingesetzt sind. Das Abschalten der Magnetkupplung
28 erfolgt wie bei der Ausführung nach Fig. 2 durch eine Messeinrichtung, z.B. eine
Photozelle 40, die bei Aenderung der Drehzahl des Magnetgehäuses 81 einen Steuerimpuls
zum Abschalten der Kupplung 28 erzeugt.
[0025] Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass die Exzenterwelle 52 zum Bewegen
des Gabelhebels 53 und der Schweissbacke 51 von der Hauptwelle 73 über ein Winkelgetriebe
85, 86 angetrieben wird. Im weitern kann auch der Hülltrieb 75 durch ein Zahnradgetriebe
ersetzt werden.
[0026] Eine weitere Verbesserung der Einstellgenauigkeit des Drehmomentes der elektromagnetischen
Kupplung 28 wird dadurch erreicht, dass die in der Nähe liegenden Teile, d.h. die
Wand 19 und das Mitnehmerrad 33 in Fig. 2 und 4 bzw. der Wandteil 69 und das Rad 77
in Fig. 6, aus paramagnetischem oder elektrisch isolierendem Material ausgeführt werden.
Dadurch werden Remanenzerscheinungen weitgehend vermieden. Beim Abschalten der elektromagnetischen
Kupplung 28 wird das magnetische Feld mit Verzögerung abgebaut. Der Restmagnetismus
ist jedoch wegen der verwendeten Teile aus paramagnetischem oder isolierendem Material
klein und wird problemlos durch die Kraft der Permanentmagnete 47 überwunden, so dass
die Abschaltung der Elektromagnetischen Kupplung 28 reproduzierbar mit dem eingestellten
Drehmoment erfolgt.
[0027] Durch die beschriebenen Mittel wird der Anwendungsbereich der Maschine durch verhältnismässig
einfache Mittel wesentlich erweitert. Wird beim Spannen des Bandes 4 die eingestellte
Bandspannung erreicht, beginnt die Kupplung 28 zu rutschen, wodurch die Loch- oder
Zahnscheibe 39 in Fig. 2 und 4 bzw. das Magnetgehäuse 81 langsamer läuft. Die Photozelle
40 stellt dadurch eine Aenderung der Impulse fest, was ein Signal für das Abschalten
der Kupplung 28 oder für das Ausschalten des Motors 11 in Fig. 2 bzw. 72 in Fig. 6
darstellt.
1. Maschine mit einem Antrieb zum Anlegen eines Bandes (4) um ein Packgut (9), das
nach dem Umschlingen durch das Band und nach dem Spannen des Bandes sowie nach dem
Verbinden der Bandenden zusammengehalten ist, wobei in dem Antrieb der Maschine eine
in ihrem übertragbaren Drehmoment einstellbare Kupplung zur Dosierung der auf das
Packgut auszuübenden Bandspannung angeordnet ist, die zwischen dem Motor des Antriebes
und einer Bandschiebevorrichtung (3) für das Band liegt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplung eine steuerbare elektromagnetische Kupplung (28) ist, bei der ein Anker
(31) unter der Wirkung einer das Lösen der Kupplung unterstützenden, magnetischen
Rückstellkraft steht.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetischen
Kupplung (28) mindestens ein weiterer Magnet für die Erzeugung der magnetischen Rückstellkraft
zugeordnet ist.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetischen
Kupplung (28) ein mit dem Anker (31,79) gekuppelter Flansch (46) bzw. gekuppeltes
Rad (77) zugeordnet ist, der bzw. das zur Aufnahme des weiteren Magneten (47) ausgebildet
ist.
4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Magnet
als ein aus zwei oder mehr Einzel-Permanentmagneten (47) zusammengesetzter Magnet
ausgebildet ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische
Kupplung (28) mit ihren magnetischen Teilen von Teilen aus paramagnetischem oder isolierendem
Material umgeben ist.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Kupplung
(28) mit ihrer Wicklung (29, 80) auf einem stationären Teil (19, 69) des Gehäuses
befestigt ist, der aus einem paramagnetischen oder elektrisch isolierenden Material
besteht.
7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (46) bzw. das
Rad (77) auf der Abtriebs- bzw. Antriebsseite der elektromagnetischen Kupplung (28)
aus paramagnetischem oder isolierendem Material besteht.