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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Druckelement, insbesondere für eine Umreifungsmaschine, dessen zwei Enden linear und parallel verschiebbar geführt sind, wobei ein Antrieb mit dem Druckelement gekoppelt ist, welcher die Verschiebebewegung bewirkt.
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STAND DER TECHNIK
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Umreifungsmaschinen sind seit Jahrzehnten bewährte Vorrichtungen zum Anbringen gespannter Schlaufen, meist aus Kunststoffband, um Gegenstände, wie Pakete, Stapel von Zeitschriften, befüllte Transportkisten etc. Die Gegenstände werden üblicherweise auf einem Förderer in einen Bandführungsrahmen transportiert. Ein flaches Umreifungsband wird dem Bandführungskanal in dem Bandführungsrahmen mittels eines Bandantriebs zugeführt. Anschließend wird die so gebildete Bandschlaufe aus dem Bandführungskanal herausgezogen und um den zu umreifenden Gegenstand gespannt. In diesem Zustand wird die gebildete Bandschlaufe von dem Bandvorrad abgetrennt, und die zwei Enden der Bandschlaufe werden gegeneinander gepresst und miteinander verbunden. Die Verbindung der Schlaufenenden erfolgt meist durch Verschweißen. Hierzu werden Ver-Schluss-aggregate verwendet, die das Bandmaterial durch ein Heizelement (Heizplatte oder Heizkeil) oder durch Ultraschallsonotrode erhitzen und geschmolzene Bandabschnitte gegeneinander drückt. Die
WO 2008/019991 der Anmelderin beschreibt eine derartige Umreifungsmaschine.
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Die Umreifungsstation befindet sich im Bereich des Bandführungsrahmens, so dass die von dem Bandführungsrahmen gebildete Schlaufe an einer bestimmten Position in einer bestimmten Lage um den Gegenstand in der Umreifungsposition befestigt wird.
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In der Praxis werden Umreifungsmaschinen mit Umreifungshilfsmitteln versehen, welche den Umreifungsvorgang unterstützen. Für die Umreifung von Gegenständen wie Zeitungsstapel kann ein Niederhalter verwendet werden. Ein Niederhalter ist ein Druckelement, das von oben auf den zu umeifenden Gegenstand gedruckt wird. Der Niederhalter sorgt dafür, dass die Gegenstände beim Umreifen unmittelbar aufeinander liegen. Bei komprimierbaren Gegenständen kann auch als alternatives Druckelement eine Packpresse verwendet werden, welche Luft aus den zu umreifenden Gegenständen herausdrückt oder diese Gegenstände entgegen einer elastischen Rückstellkraft komprimiert.
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Für die Druckelemente sind unterschiedliche Antriebe bekannt. Bei der aktuellen Ausführungsform der Anmelderin wird ein Ende des Druckelements mittels einer Gewindespindel oder Kugelumlaufspindel vertikal verschoben. Das andere Ende des Druckelements wird an einer Führungsstange geführt und bewegt sich folglich mit.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein angetriebenes Druckelement derart weiterzubilden, dass es schnell und präzise bewegt werden kann. Das neuartige Druckelement soll vorzugsweise gut in die Struktur einer Umreifungsmaschine einfügen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jedes der Enden des Druckelements an einem Trum eines um zwei Umlenkrollen gespannten Antriebsriemens befestigt ist und dass ein Kopplungsmechanismus die Bewegung der zwei Antriebsriemen miteinander koppelt.
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In der Praxis kann ein Kopplungsriemen als Kopplungsmechanismus verwendet werden. Der Kopplungsriemen kann sich zwischen den zwei Antriebsriemen erstrecken. Die Antriebsriemen erstrecken sich in der Praxis in der Verschiebrichtung des Druckelements. Das Druckelement ist vorzugsweise ein Niederhalter oder Druckbalken einer Packpresse. Das Druckelement erstreckt sich in der Regel waagerecht und wird in senkrechter Richtung verschoben. Der Kopplungsriemen kann sich parallel zum Druckelement also im Wesentlichen auch waagerecht erstrecken. In der Praxis kann der Kopplungsriemen um zwei Kopplungsrollen gespannt sein, wobei jede Kopplungsrolle mit einer Umlenkrolle für einen Antriebsriemen auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und drehfest verbunden ist. Auf diese Weise wird die Bewegung des Kopplungsriemens auf den Antriebsriemen übertragen. Es sind aber auch anderer Kopplungsmechanismen zum Koppeln der Bewegung der Antriebsriemen denkbar.
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In der Praxis kann das Druckelement an einem Bandführungsrahmen einer Umreifungsmaschine angebracht sein, der zwei seitliche Holme und einen oberen, querverlaufenden Verbindungsholm aufweist. Jeder der Antriebsriemen kann im Bereich eines der seitlichen Holme angeordnet sein, wobei der Kopplungsriemen im Bereich des oberen Verbindungsholms angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich der hier beschriebene Antrieb für das Druckelement hervorragend in die Struktur einer Umreifungsmaschine einfügen.
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In der Praxis kann ein erstes Ende des Druckelements an einem nahe der Mitte des Führungsrahmens liegenden Trum des ersten Antriebsriemens befestigt sein und das zweite Ende des Druckelements an einem entfernt von der Mitte des Führungsrahmens liegenden Trum des zweiten Antriebsriemens befestigt sein. Wenn der Kopplungsriemen um Kopplungsrollen gespannt ist, die jeweils gleichzeitig die Umlenkrollen für die oberen Enden des Antriebsriemens bilden, bewegen sich die inneren Trume der Riemen gegenläufig. Wenn der innere Trum des ersten Riemens nach unten bewegt wird, wird der innere Trum des zweiten Riemens um die gleiche Distanz nach oben bewegt. Durch den Vorschlag, das erste Ende des Druckelements mit einem inneren Riementrum und das zweite Ende des Druckelements mit einem äußeren Riementrum zu verbinden ist gewährleistet, dass beide Enden des Druckelements synchron um die gleiche Strecke in die gleiche Richtung bewegt werden. Auch hier sind andere Kopplungs- und Umlenkmechanismen denkbar. Beispielsweise kann die Drehrichtung der Kopplungsrollen gegenläufig sein. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass Kopplungsriemen in Form einer 8 um die zwei Kopplungsrollen gespannt wird. Im Bereich einer Kopplungsrolle kann auch ein Umlenkgetriebe, beispielsweise ein Zahnradgetriebe, die Drehrichtung der damit gekoppelten Umlenkrolle ändern.
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Die Anordnung zur verschiebbaren Führung des Druckelements kann ferner zwei Linearführungen aufweisen, die jeweils nahe einem der Antriebsriemen und hier zu parallel angeordnet sind, wobei an jeder Linearführung ein Schlitten verschiebbar geführt ist, an dem ein Riementrum des benachbarten Antriebsriemen und ein Ende des Druckelements befestigt ist. Die Linearführungen können einfache Führungsstangen sein, welche jeweils eine in einem der Schlitten angebrachte Bohrung durchragen.
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Mit anderen Worten werden durch die Antriebsriemen zwei Schlitten zueinander parallel und synchronisiert mittels der Antriebsriemen und des Kopplungsmechanismus verschoben. Zwischen den beiden Schlitten ist das Druckelement, meist ein Niederhalter, befestigt. Durch den synchronen Antrieb der zwei Schlitten wird der waagerechte Niederhalter mittels der Antriebsriemen nach oben und unten bewegt. Der Riemenantrieb ermöglicht eine schnelle Bewegung des Niederhalters. Der Riemenantrieb ist wie erwähnt derart aufgebaut und ausgerichtet, dass er ohne weiteres in Holme des Bandführungsrahmens integriert werden kann.
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Der Antrieb kann in der Praxis ein Antriebszylinder sein, der ein verschiebbares Element aufweist, welches mit einem Riementrum verbunden ist. Das verschiebbare Element kann einen beliebigen Trum eines Antriebsriemens oder Kopplungsriemens erfassen. In der Praxis ist es aber vorzugsweise im Bereich des Kopplungsriemens angeordnet und befindet sich im oberen Verbindungsholm des Bandführungsrahmens. Auch hier sind andere Antriebe denkbar. Beispielsweise können die Umlenkrollen oder Kopplungsrollen durch ein Elektromotor drehangetrieben werden.
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Wenn der Antrieb ein Antriebszylinder ist, kann er in der Praxis pneumatisch betätigt werden.
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Die vorliegende Entwicklung betrifft selbstverständlich auch einen Bandführungsrahmen für eine Umreifungsmaschine mit dem oben Beschriebenen Druckelement sowie eine Umreifungsmaschine selbst, die das oben beschriebene Druckelement oder den genannten Bandführungsrahmen aufweist.
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Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt eine schematische geschnittene Vorderansicht einer Umreifungsmaschine mit einem Niederhalter gemäß dem Stand der Technik.
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2 zeigt einen Bendführungsrahmen mit Niederhaltung der Umreifungsmaschine aus 1, wobei der Antriebsmechanismus freigelegt ist.
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3 zeigt eine schaubildliche Explosionszeichnung des Niederhalters mit dem neu entwickelten Antrieb.
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4 zeigt eine Rückansicht und 5 zeigt eine Draufsichtung auf den Niederhalter aus 3.
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Die in der
1 dargestellte Umreifungsmaschine
1 dient dem Umreifen von Gegenständen
7 mit einem Band
2, das von einer Einziehvorrichtung
4 von einer Vorratsrolle (nicht dargestellt) abgezogen und einem Bandmagazin
5 zugeführt wird. Von dort wird das Band
2 mittels einer Bandfördervorrichtung
6 durch eine Spannvorrichtung
8 hindurch einem Bandführungskanal in einem Bandführungsrahmen
9 zugeführt, so dass das Band
2 eine Schlaufe bildet. Das Band
2 wird anschließend durch den Antrieb der Bandfördervorrichtung
6 zurückgezogen, so dass die Bandschlaufe eng an dem Gegenstand
7 anliegt. Nun wird die Spannvorrichtung
8 aktiviert, so dass die Bandschlaufe mit einer vorgegebenen hohen Spannkraft um den Gegenstand
7 herumgezogen wird. Anschließend wird der Schlaufenanfang mit dem Schlaufenende mittels eines Verschlußaggregats
10 verbunden. Das Verschlußaggregat
10 besteht in der Praxis aus einer Schweißvorrichtung, z.B. aus einer Ultraschall-Schweißvorrichtung, welche die beiden Enden der gebildeten Packbandschlaufe miteinander verschweißt. Ein derartiges Verschlußaggregat ist z.B. in der Druckschrift
EP 1 479 611 A2 beschrieben. Das Verschlußaggregat
10 verschweißt das folienartige Kunststoffmaterial, aus dem das Umreifungsband
2 besteht.
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Die Fördervorrichtung für den Gegenstand 7 ist in 1 nicht dargestellt. Eine Steuerungseinheit 11 für die Umreifungsmaschine 1 ist in 1 an der rechten Seite der Umreifungsmaschine 1 dargestellt. Die Steuerungseinheit 11 weist eine Platine 3 mit einem Mikrocontroller auf, der die Funktionen sämtlicher Funktionselemente der Umreifungsmaschine 1 steuert oder regelt. An der Steuereinheit 11 ist ein Teil 12 einer Steckverbindung angeordnet, welches im vorliegenden Fall als Buchsenteil 12 der Steckverbindung ausgebildet ist.
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Die Steuerungseinheit 11 steuert auch die Antriebe für Zusatzaggregate der Umreifungsmaschine 1. In 1 ist als erstes Zusatzaggregat ein Niederhalter 13 zu erkennen, der ein Druckelement bildet, das von oben auf den zu umreifenden Gegenstand 7 drückt. Ferner sind ein linker Anschlag 14 und ein rechter Anschlag 15 zu erkennen, die den zu umreifenden Gegenstand 7 vor dem Umreifungsvorgang ausrichten. Die zwei Anschläge 13, 14 sind an dem Bandführungsrahmen 9 befestigt und gegensynchron angetrieben, dass heißt, sie weisen zu jedem Zeitpunkt den gleichen Abstand zur Mitte der Umreifungsmaschine 1 auf.
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2 zeigt schematisch einen Antrieb für den Niederhalter 13, wie er aktuell bei den Umreifungsmaschinen der Anmelderin zum Einsatz kommt. Der Antrieb umfasst einen Elektromotor 16, der mit einer Gewindespindel 17 gekoppelt ist. Die Gewindespindel 17 hebt und senkt das in 2 rechte Ende des Niederhalters 13. Das in 2 links liegende Ende des Niederhalters ist mittels einer Führungsstange 18 vertikal verschiebbar geführt.
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Der Niederhalter 13 wird vor dem Umreifungsvorgang aus der oberen Position P0 in die untere Position P1 bewegt, in der er auf dem zu umreifenden Gegenstand aufliegt und diesen leicht zusammendrückt. P0 ist die obere Anschlagsposition des Niederhalters 22. Aufgrund der Konstruktion dieses Antriebs liegt der Elektromotor 16 unterhalb des Bandführungsrahmens 9 innerhalb des Maschinengehäuses.
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Die 3 bis 5 zeigen einen Antrieb für den Niederhalter 13 gemäß der hier beschriebenen Entwicklung. In den 3 bis 5 sind die dem Niederhalter und seinem Antrieb zugeordneten Bauelemente dargestellt. Ein Abdeckblech 19, welches einen quer verlaufenden Kopplungsriemen 20 und den Antrieb hierfür abdeckt, ist teilweise weggeschnitten, damit die Funktion des Antriebs erkennbar ist. Das Abdeckblech 19 wird in der Praxis am querverlaufenden, oberen Verbindungsholm des Bandführungsrahmens 9 befestigt.
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Das Druckelement, welches im vorliegenden Fall einen Niederhalter 13' bildet, besteht aus zwei Teilen 21, 22. Die Enden der zwei Teile 21, 22 des Niederhalters 13' sind an zwei Schlitten 23, 24 festgeschraubt. Die Schlitten 23, 24 sind in vertikaler Richtung verschiebbar auf Führungsstangen 25, 26 angeordnet. Der erste Schlitten 23 ist mit einem ersten Antriebsriemen 27 verbunden, der sich parallel zur Führungsstange 25 vertikal erstreckt. Der erste Antriebsriemen 27 ist zwischen einer oberen Umlenkrolle 29 und einer unteren Umlenkrolle 30 gespannt. Der zweite Antriebsriemen 28 ist zwischen einer oberen Umlenkrolle 31 und einer unteren Umlenkrolle 32 gespannt. Die obere Umlenkrolle 29 ist gemeinsam mit einer Kopplungsrolle 33 auf einer Achse angeordnet und drehfest mit der Kopplungsrolle 33 verbunden. Das hießt, dass sich beide Rollen 29, 33 zusammen um ihre gemeinsame Achse drehen. Gleiches gilt für die zweite obere Umlenkrolle 31, welche gemeinsam mit der zweiten Kopplungsrolle 34 auf einer Achse angeordnet ist. Der Kopplungsriemen 20 ist um die zwei Kopplungsrollen 33 und 34 gespannt die Antriebsriemen 27 und 28 sowie der Kopplungsriemen 20 können als Zahnriemen ausgebildet sein, um Schlupf zu vermeiden.
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Es ist zu erkennen, dass sich aufgrund der gleichen Durchmesser der oberen Umlenkrollen 29, 31 und der Kopplungsrollen 33, 34 bei einem horizontalen Verschieben der Trume des Kopplungsriemens 20 die Trume der Antriebsriemen 27, 28 um die gleiche Strecke verschieben. Die beiden innenliegenden Trume der Antriebsriemen 27, 28 verschieben sich dabei gegenläufig. Aus diesem Grund ist einer der Schlitten 24, 25 mit einem inneren, nahe zur Mitte des Abdeckblechs 19 liegenden Trum der zweite Schlitten mit außen liegenden Trum eines Antriebsriemen zu verbinden. Es ist zu erkennen, dass sich bei dieser Anordnung die zwei Schlitten 23 und 24 synchron nach oben und unten bewegen.
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Der Antrieb für den Niederhalter 13' ist, wie bereits erwähnt, unterhalb des Abdeckbleches 19 angeordnet. Hierzu ist an einer Seite des Abdeckbleches 19 ein Pneumatikzylinder 35 befestigt. Die Kolbestange des Pneumatikzylinders 35 verschiebt einen Antriebsschlitten 36. Antriebsschlitten 36 bildet das verschiebbare Element des Antriebs und ist an dem oberen Trum des Kopplungsriemens 20 befestigt. Es ist zu erkennen, dass das verschiebbare Element 36 des Pneumatikzylinders 35 alternativ an einem der Trume der Antriebsriemen angreifen könnte. Die Anordnung im oberen querverlaufenden Bereich ist aber aufgrund der Platzverhältnisse am Bandführungsrahmen günstiger.
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Unterhalb der Abdeckung 19 sind ferner zwei Führungsstangen 37, 38 angeordnet, welche die Bewegung des Antriebsschlittens 36 führen.
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Es ist zu erkennen, dass der Antrieb für den Niederhalter 13' mittels der zwei Antriebsriemen 27, 28 und des Kopplungsriemens 20 sich hervorragend innerhalb der zwei seitlichen Holme des oberen, querverlaufenden Verbindungsholms des Bandführungsrahmens 9 einer Umreifungsmaschine einfügen lässt. Die Riemen 20, 27, 28 sorgen für eine zuverlässige Kopplung der zwei Schlitten 23, 24, an denen der Niederhalter 13' befestigt ist.
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Der Pneumatikzylinder 35 ist ein sehr zuverlässiger Antrieb für die hier beschriebene Vorrichtung. Durch den Pneumatikzylinder 35 lässt sich mittels der Kopplung der Riemen eine vollständig synchrone Bewegung der Schlitten 23, 24 erzeugen, so dass der Niederhalter 13' zuverlässig und mit hoher Geschwindigkeit auf und ab bewegt werden kann.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Umreifungsmaschine
- 2
- Band
- 3
- Platine
- 4
- Einziehvorrichtung
- 5
- Bandmagazin
- 6
- Bandfördervorrichtung
- 7
- Gegenstand
- 8
- Spannvorrichtung
- 9
- Bandführungsrahmen
- 10
- Verschlussaggregat
- 11
- Steuerungseinheit
- 12
- Buchsenteil
- 13, 13'
- Druckelement, Niederhalter
- 14
- linker Anschlag
- 15
- rechter Anschlag
- 16
- Elektromotor
- 17
- Gewindespindel
- 18
- Führungsstange
- 19
- Abdeckblech
- 20
- Kopplungsriemen
- 21
- erstes Teil des Niederhalters
- 22
- zweites Teil des Niederhalters
- 23
- erster Schlitten
- 24
- zweiter Schlitten
- 25
- Führungsstange
- 26
- Führungsstange
- 27
- erster Antriebsriemen
- 28
- zweiter Antriebsriemen
- 29
- obere Umlenkrolle
- 30
- untere Umlenkrolle
- 31
- obere Umlenkrolle
- 32
- untere Umlenkrolle
- 33
- Kopplungsrolle
- 34
- Kopplungsrolle
- 35
- Pneumatikzylinder, Antriebszylinder
- 36
- Antriebsschlitten, verschiebbares Element
- 37
- Führungsstange
- 38
- Führungsstange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/019991 [0002]
- EP 1479611 A2 [0021]
