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Feld der Erfindung
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Die Offenbarung betrifft ein Bündelwerkzeug zum abfallfreien Bündeln eines Bindeguts mittels eines Endlos-Bandes, mit einer austauschbaren Zangeneinheit zum Führen eines Endabschnitts des Endlos-Bandes um das Bindegut herum, mit einer Verschlusszufuhreinheit zum Bereitstellen eines Verschlusselementes für das Endlosband, einer Schub- und Zugeinheit zum Schieben des Endabschnitts des Endlos-Bandes mittels eines Motors entlang eines Weges durch das bereitgestellte Verschlusselement sowie entlang der Zangeneinheit, bei von der Zangeneinheit umgriffenen Bindegut (d.h. bei bestimmungsgemäßen Gebrauch) somit um das Bindegut herum, und in das bereitgestellte Verschlusselement zurück, sowie zum darauffolgenden Zurückziehen des Endabschnitts des Endlos-Bandes und damit Festzurren des Endlos-Bandes um das Bindegut, mit einer Sensoreinheit zum Detektieren des zurück in das Verschlusselement geschobenen Endabschnitts und mit einer Ablängeinheit zum Trennen des um das Bindegut herum angeordneten Endabschnitts von einem in dem Bündelwerkzeug verbleibenden Restabschnitts des Endlos-Bandes.
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Hintergrund
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In bekannten Ansätzen zum abfallfreien Bündeln von Bindegut wird ein beispielsweise auf einer Rolle aufgerolltes Band mittels eines Motors auf einem Weg durch ein Verschlusselement entlang einer Zangeneinheit um das Bindegut herum zurück nochmals durch das Verschlusselement geschoben, um so eine Schlaufe um das Bindegut zu bilden. Da durch die Länge des verwendeten Bandes kein maximaler Durchmesser für das Bindegut vorgegeben ist, wird solch ein Band auch als Endlos-Band bezeichnet. Durch eine Sensoreinheit wird detektiert, wenn das Band, d.h. ein Ende oder Endabschnitt des Bandes zurück in das Verschlusselement geführt ist. Eine Steuereinheit kehrt dann in Antwort auf ein Signal der Sensoreinheit eine Laufrichtung des Motors um und strafft so das Band um das Bindegut. Schließlich wird der durch das Verschlusselement und um das Bindegut geführte Abschnitt des Bandes, der Endabschnitt, von dem restlichen Band, dem Restabschnitt, getrennt. Das restliche Band verbleibt im jeweiligen Bündelwerkzeug und kann vollständig für das nächste Bündeln oder Abbinden genutzt werden. Da im Gegensatz zur Verwendung von beispielsweise Kabelbindern mit vorgegebener Bandlänge keine losen Bandenden abgeschnitten werden, wird ein derartiges Bündeln beziehungsweise Abbinden von Bindegut als abfallfreies Bündeln oder Abbinden bezeichnet.
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Das Bündeln wird dabei an unterschiedliche Durchmesser des Bindeguts angepasst, indem Zangeneinheiten mit unterschiedlich großen Zangen-Klauen eingesetzt werden. Beispielweise kann ein Bündelwerkzeug mit Zangeneinheiten versehen werden, deren Zangen je auf einen maximalen Durchmesser von 30mm, 50mm, 80mm oder 100mm ausgelegt sind.
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Da das Abbinden oder Bündeln mit größtmöglicher Geschwindigkeit erfolgen soll, trifft das Ende bzw. der Endabschnitt des Bandes mit voller Geschwindigkeit auf die Sensoreinheit. Da die Steuereinheit eine gewisse Zeit zum Umkehren der Laufrichtung des Motors benötigt, wird das Band weiter durch das Verschlusselement geschoben, als eigentlich nötig. Dabei müssen die um das Bindegut geschlossenen Zangen-Klauen und das gesamte System das Band verlässlich auf dem Weg führen um ein seitliches Ausbrechen auszuschließen. Ein seitliches Ausbrechen führt hier regelmäßig, aber selten zu einer Fehlermeldung und dem Abbrechen des Bündelns oder Abbindens.
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Zusammenfassung
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Es ergibt sich die Aufgabe, ein verbessertes Bündelwerkzeug zum abfallfreien Bündeln eines Bindeguts bereitzustellen, insbesondere ein verlässlicheres, schnelleres und einfacher zu bedienendes Bündelwerkzeug.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Ein Aspekt betrifft ein Bündelwerkzeug zum abfallfreien Bündeln eines Bindeguts mittels eines Endlos-Bandes. Das Endlos-Band kann dabei als ein individuell in jedem Bindevorgang abzulängendes Band verstanden werden, welches beispielsweise auf einer Rolle von einer Reservoireinheit an das Bündelwerkzeug bereitgestellt wird. Das Endlos-Band kann dabei an einer bei bestimmungsgemäßem Gebrauch von dem Bindegut fortweisenden Außenseite verzahnt sein.
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Das Bündelwerkzeug weist eine austauschbare Zangeneinheit zum Führen eines Endabschnitts des Endlos-Bandes um das Bindegut herum auf. Die Zangeneinheit kann dabei eine als Modul austauschbare Zangeneinheit, insbesondere werkzeugfrei oder lediglich mit einem einzigen Werkzeug, beispielsweise mit eine Schraubendreher oder einem (Innen-)Sechskantschlüssel, austauschbare Zangeneinheit sein. Unter austauschbar kann insbesondere verstanden werden, dass die Zangeneinheit ausgebildet ist, vom Endnutzer ausgetauscht zu werden. Die Zangeneinheit kann zumindest eine Zangen-Klaue, bevorzugt zwei Zangen-Klauen aufweisen, welche relativ zur restlichen Zangeneinheit und/oder dem restlichen Bündelwerkzeug beweglich angeordnet sind und sich bei bestimmungsgemäßem Gebrauch für das Führen um das Bindegut um das Bindegut schließen. Die Zangeneinheit kann auch aus ein oder zwei Zangen-Klauen bestehen, welche insbesondere einzeln austauschbar sind. Das Bündelwerkzeug weist auch eine Verschlusszufuhreinheit zum Bereitstellen eines von dem Band separaten Verschlusselementes für das Endlos-Band auf. Das Verschlusselement kann dabei zwei Durchgangsöffnungen aufweisen, welche insbesondere jeweils zum Verrasten mit dem Endlos-Band an dessen verzahnter Außenseite ausgebildet sind. Ein derartiges Verschlusselement kann auch als Verschlusskopf bezeichnet werden.
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Das Bündelwerkzeug weist außerdem eine Schub- und Zugeinheit auf, einerseits zum Schieben des Endabschnitts des Endlos-Bandes mittels eines Motors entlang eines Weges durch das von der Verschlusszufuhreinheit bereitgestellte Verschlusselement entlang der Zangeneinheit (bei von der Zangeneinheit umgriffenen Bindegut und damit bei bestimmungsgemäßen Gebrauch somit um das Bindegut herum) in das bereitgestellte Verschlusselement zurück, andererseits zum darauffolgenden Zurückziehen des Endabschnitts des Endlos-Bandes (und damit Festzurren des Bindeguts mit dem Endlos-Band). Zum Detektieren des zurück in das Verschlusselement geschobenen Endabschnitts wiest das Bündelwerkzeug eine Sensoreinheit auf. Die Sensoreinheit kann ein mechanisches Anschlagelement (wie einen Schalthebel) haben, an welches das entlang des Weges geschobene Ende des Endlos-Bandes nach dem zweiten Durchlaufen des Verschlusselements, also beispielsweise nach dem Durchlaufen der zweiten Öffnung des Verschlusselements, anschlägt und somit ein Sensorsignal auslöst. Des Weiteren hat das Bündelwerkzeug eine Ablängeinheit zum Trennen des um das Bindegut herum angeordneten Endabschnitts des Endlos-Bandes von einem in dem Bündelwerkzeug verbleibenden Restabschnitts des Endlos-Bandes. Eine Steuereinheit des Bündelwerkzeugs kann dabei ausgebildet sein, die unterschiedlichen Einheiten des Bündelwerkzeugs so zu steuern, dass zunächst die Zangeneinheit (bei bestimmungsgemäßem Gebrauch um das Bindegut) geschlossen wird, dann das Endlos-Band mittels der Schub- und Zugeinheit vorgeschoben wird bis die Sensoreinheit das Sensorsignal bereitstellt, danach die Laufrichtung des Motors umgekehrt wird und das Endlos-Band festgezogen wird bis beispielsweise eine vorgegebene Anzugskraft erreicht ist. Schließlich kann die Steuereinheit ein Durchtrennen des Endlos-Bandes und damit das Trennen des um das Bindegut herum angeordneten Endabschnitts von dem in dem Bündelwerkzeug verbleibenden Restabschnitts des Endlos-Bandes durch die Ablängeinheit auslösen.
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Die Steuereinheit ist dabei ausgebildet, in einem Normal-Betriebsmodus für einen ersten Wegabschnitt des Weges für die Schub-und Zugeinheit bei dem Schieben eine größere Vorschub-Geschwindigkeit des Endabschnitts vorzugeben oder einzustellen als für einen auf den ersten Wegabschnitt folgenden zweiten Wegabschnitt. Der erste Wegabschnitt hat dabei eine erste Länge, der zweite Wegabschnitt eine zweite Länge. Der zweite Wegabschnitt umfasst den zurück in das Verschlusselement verlaufenden Teil des Weges. Auf dem Teil des Weges, wo der Endabschnitt zurück in das Verschlusselement gefädelt werden muss und von der Sensoreinheit detektiert wird, ist das Endlos-Band somit langsamer als auf einem vorherigen Teil des Weges, wo der Endabschnitt nur initial durch das Verschlusselement und/oder entlang der Zangeneinheit geführt wird. Die erste und/oder zweite Länge kann in der Steuereinheit hinterlegt sein und insbesondere in dem unten noch beschriebenen Kalibrier-Betriebsmodus ermittelt werden. Die Länge der Wegabschnitte kann dabei als räumliche und/oder zeitliche Länge hinterlegt oder vorgegeben sein, wobei durch die jeweilige Vorschub-Geschwindigkeit räumliche und zeitliche Länge in mathematisch eindeutiger Weise ineinander überführbar sind.
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Das hat den Vorteil, dass durch die höhere Geschwindigkeit des Endlos-Bandes im ersten Wegabschnitt eine Dauer des Bündelns/Abbindens gering gehalten wird, wobei zugleich durch die geringere Geschwindigkeit des Endlos-Bandes im zweiten Wegabschnitt die Verlässlichkeit des Bündelns/Abbindens wesentlich erhöht wird. Entsprechend ist der erste Wegabschnitt möglichst groß zu wählen und der zweite Wegabschnitt möglichst klein. Beispielsweise kann das erste Wegabschnitt einen Großteil, also mehr als 50% des gesamten Weges, ausmachen, insbesondere mehr als 65% bevorzugt mehr als 80%. Überdies hat die Steuereinheit durch die geringere Geschwindigkeit im zweiten Wegabschnitt mehr Zeit zum Abbremsen und Umschalten des Motors der Schub- und Zugeinheit, sodass die Wahrscheinlichkeit eines Überschießens des Endlos-Bandes über eine Soll-Position hinaus verringert wird. Also Folge wird wiederum Zeit bei dem Zurückziehen des Endlos-Bandes gespart und die durch das langsamere Schieben im zweiten Wegabschnitt verlängerte Dauer Bündelns wieder verkürzt. Außerdem wird insgesamt ein Verschleiß reduziert, insbesondere der Sensoreinheit.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, in einem Kalibrier-Betriebsmodus zum automatischen Kalibrieren des Bündelwerkzeugs für den ersten Wegabschnitt für die Schub-und Zugeinheit eine geringere Vorschub-Geschwindigkeit des Endabschnitts vorzugeben als im Normal-Betriebsmodus, insbesondere im Kalibrier-Betriebsmodus für den ersten Wegabschnitt für die Schub-und Zugeinheit die Vorschub-Geschwindigkeit des zweiten Wegabschnitts im Normal-Betriebsmodus vorzugeben, sowie in dem Kalibrier-Betriebsmodus ein Wegstreckenäquivalent für den ersten Wegabschnitt und damit die Länge des ersten Wegabschnitts zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Wegstreckenäquivalent und damit die Länge des zweiten Wegstreckenabschnitts ermittelt werden. Als Wegstreckenäquivalent kann hier jede Größe angesehen werden, aus welcher sich aus vorgegebenen konstruktionsbedingten Randbedingungen die Länge des ersten Wegabschnittes bestimmen lässt. Ein Beispiel sind die unten noch beschriebenen Encoder- oder Motor-Schritte des (Schritt-)Motors der Schub-und Zugeinheit, aus welcher sich über die jeweiligen geometrischen Maße in der Schub-und Zugeinheit eine von dem Endabschnitt in dem jeweiligen Wegabschnitt zurückgelegte Strecke berechnen lässt. Beispielsweise kann ein Encoder- oder Motor-Schritt einer Wegstrecke von 3mm entsprechen. Bei geringerer Vorschub-Geschwindigkeit wird die jeweilige Entsprechung dabei mit größerer Genauigkeit eingehalten, weshalb die geringere Vorschub-Geschwindigkeit im Kalibrier-Betriebsmodus vorteilhaft ist. Das Wegstreckenäquivalent kann aber auch die Wegstrecke selbst umfassen oder sein, die zum Beispiel durch ein eigenes Sensorelement erfasst wird, beispielsweise anhand der Verzahnung des Endlos-Bandes.
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Das hat den Vorteil, dass die Länge des ersten und/oder zweiten Wegabschnittes automatisch an eine Größe der Zangeneinheit angepasst wird, sodass beispielsweise anhand einer hinterlegten Tabelle die Größe der Zangeneinheit und die entsprechenden Längen für den ersten und/oder zweiten Wegabschnitt bestimmt werden können. Durch das automatische Anpassen kann ein dynamisches Optimieren in Abbinde-Geschwindigkeit und - Verlässlichkeit in dem jeweiligen Einsatz mit besonders geringem Aufwand erfolgen.
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Dabei kann dem ersten Wegabschnitt ein initialer Wegabschnitt vorangestellt sein, in welchem für den Endabschnitt stets, also in dem Normal-Betriebsmodus und in dem Kalibrier-Betriebsmodus, die oder allgemein eine erhöhte Vorschub-Geschwindigkeit vorgegeben ist. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn für das Bündelwerkzeug werksseitig bekannt und entsprechend steuereinheitsseitig hinterlegt ist, dass eine vorgegeben Mindestgröße, beispielsweise ein Zangendurchmesser von 30mm, durch die für das Bündelwerkzeug verfügbaren Zangeneinheiten nicht unterschritten wird. Die Länge des initialen Wegabschnitts entspricht dann bevorzugt der Länge des ersten Wegabschnittes wie sie für die Zangeneinheit mit der vorgegebenen Mindestgröße hinterlegt ist. Damit wird die Geschwindigkeit des Bündelwerkzeugs im Kalibrier-Betriebsmodus erhöht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, in dem Kalibrier-Betriebsmodus das Wegstreckenäquivalent mit einem Zählen von Motor-Schritten in dem (insbesondere als Schrittmotor ausgeführten) Motor der Schub-und Zugeinheit während Schiebens des Endabschnitts zu ermitteln. Der Motor kann insbesondere auch als Gleichstrommotor, beispielsweise als bürstenloser Gleichstrommotor, ausgeführt sein. Der Motor kann mit einem Getriebe versehen sein. Der Motor kann, ob als Schrittmotor ausgeführt oder lediglich als (bürstenloser) Gleichstrommotor, schrittweise über entsprechende Encoder-Schritte angesteuert werden. Diese Schritte können dann in beiden Fällen ermittelt werden.
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Das hat den Vorteil, dass die Länge des jeweiligen Wegstreckenabschnitts und/oder des Weges ohne zusätzliche Sensorik erfasst werden kann. Es genügt dass die Steuereinheit die Anzahl der Motor-/Encoder-Schritte bis zum Erhalt des Sensorsignals der Sensoreinheit zum Detektieren des zurück in das Verschlusselement geschobenen Endabschnittes zählt, und im Normal-Betriebsmodus dann für eine erste Menge der Motor-Schritte, welche dem ersten Wegabschnitt entspricht und somit typischerweise ein Großteil (Definition zu „Großteil“ siehe oben) der gesamten Motor-Schritte sein wird, die oder eine höhere Vorschub-Geschwindigkeit vorgibt und für eine zweite Menge der Motor-Schritte, welche dem zweiten Wegabschnitt entspricht, die oder eine verringerte Vorschub-Geschwindigkeit. Da weder eine neue Sensorik noch eine höhere Rechenkapazität als bisher erforderlich ist, können die bereits genannten Vorteile des schnelleren und verlässlicheren Bündeln auf besonders einfach Weise erreicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, den Kalibrier-Betriebsmodus automatisch nach einem ein- oder mehrmaligen Ermitteln des Wegstreckenäquivalents zu deaktivieren, insbesondere nach einem zweimaligen Ermitteln des Wegstreckenäquivalents zu deaktivieren. Das hat den Vorteil, dass die Handhabung vereinfacht wird, überdies hat sich gezeigt, dass gerade bei einem zweimaligen Kalibrieren das Wegstreckenäquivalent und damit die Länge der jeweiligen Wegabschnitte mit ausreichender Verlässlichkeit und Genauigkeit ermittelt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, den Kalibrier-Betriebsmodus automatisch nach einem Einschalten des Bündelwerkzeugs zu aktivieren, insbesondere nachdem die Steuereinheit mit Strom versorgt wird. Da sich herausgestellt hat, dass ein Wechsel der Zangeneinheit im Allgemeinen bei ausgeschaltetem Bündelwerkzeug vorgenommen wird, ist so sichergestellt, dass eine Änderung in der Größe der Zangeneinheit durch das Bündelwerkzeug detektiert wird und die oben beschriebenen Vorteile mit hoher Alltagsverlässlichkeit erreicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, in dem Normal-Betriebsmodus ein (insbesondere relatives) Zeitäquivalent zu erfassen, zu welchem durch die Sensoreinheit der zurück in das Verschlusselement geschobenen Endabschnitt detektiert wird und zu überprüfen, ob das erfasste Zeitäquivalent mit einem für das Schieben durch die Schub- und Zugeinheit hinterlegten (insbesondere relativen) Zeitäquivalent übereinstimmt, sowie nur bei einem (hinreichend genauen) Übereinstimmen der beiden Zeitäquivalente in dem vorgegebenen und damit unveränderten Normal-Betriebsmodus fortzufahren. Als relatives Zeitäquivalent kann das Zeitäquivalent beispielsweise relativ zu einer zum Zeitpunkt des Beginnens des Schiebens erfassten Größe vorgegeben sein. Das Zeitäquivalent kann einen oder mehrere interne Zeitstempel und/oder eine Zeitspanne und/oder einen oder mehrere absolute Zeitpunkte umfassen, beispielsweise einen (absoluten oder relativen) Auslösezeitpunkt für das Bündeln durch das Bündelwerkzeug und einen Detektionszeitpunkt für den zurück in das Verschlusselement geschobenen Endabschnitt. Das hinterlegte Zeitäquivalent, beispielsweise eine zeitliche Dauer von Beginn des Schiebens bis zum Detektionszeitpunkt (dem Auslösen des Sensorsignals) kann auch unabhängig von dem beschriebenen Kalibrier-Betriebsmodus bestimmt werden: beispielsweise kann initial ein Standard- oder Default-Wert hinterlegt sein, welcher während des Normal-Betriebsmodus angepasst, insbesondere schrittweise angepasst wird. Das Kalibrieren erfolgt dann während des Normal-Betriebsmodus, der entsprechend als selbstkalibrierender Normal-Betriebsmodus bezeichnet werden kann.
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Die Steuereinheit überprüft somit, ob die Sensoreinheit den zurück in das Verschlusselement geschobenen Endabschnitt zum gemäß der hinterlegten Wegabschnitte, d.h. der hinterlegten Größe der Zangeneinheit und/oder daraus resultierenden Länge von erstem und/oder zweiten Wegabschnitt erwarteten Zeitpunkt detektiert oder nicht. Es wird folglich automatisch überprüft, ob die genutzten Einstellungen für ersten und/oder zweiten Wegabschnitt (noch) die richtigen sind. Entsprechen wird auch hier eine erhöhte Verlässlichkeit des Bündelns erreicht.
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Das Zeitäquivalent kann auch das Wegstreckenäquivalent sein oder umfassen. Beispielsweise können im Normal-Betriebsmodus die Motor-Schritte für das Schieben des Endabschnittes entlang des Weges gezählt und mit einer für die montierte (zum Beispiel im Kalibrier-Betriebsmodus erfasste) Zangeneinheit hinterlegten Zahl von Motor-Schritten verglichen werden und so überprüft werden, ob die aktuell für den Normal-Betriebsmodus vorgegebenen Wegabschnitte bzw. Wegabschnitten-Längen noch korrekt sind und entsprechend weiter zu verwenden sind. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, das Zeitäquivalent mit einem Zählen von Motor-Schritten in dem (insbesondere als Schrittmotor ausgeführten) Motor der Schub-und Zugeinheit während Schiebens des Endabschnitts zu ermitteln. Damit wird die Verlässlichkeit und Abbindesicherheit weiter erhöht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, bei einem (insbesondere hinreichend großen, d.h. eine vorgegebene Toleranzgrenze überschreitenden, und/oder hinreichend oft erfolgenden, beispielsweise zumindest zweimaligen) Abweichen der beiden Zeitäquivalente voneinander den Kalibiermodus zu aktivieren und/oder zu überprüfen, ob das erfasste Zeitäquivalent größer oder kleiner ist als das hinterlegte Zeitäquivalent, und dann bei größerem erfassten Zeitäquivalent den ersten Wegabschnitt mit der größeren Vorschub-Geschwindigkeit des Endabschnitts zu vergrößern, sowie bei kleinerem erfassten Zeitäquivalent den ersten Wegabschnitt mit der größeren Vorschub-Geschwindigkeit des Endabschnitts zu verringern. Das Verringern bzw. Vergrößern des ersten Wegabschnittes kann dabei proportional zu einer Größe der Abweichung der beiden Zeitäquivalente erfolgen. Damit kann die Vorschub-Geschwindigkeit in besonders kurzer Zeit an veränderte Größe der Zangeneinheit angepasst werden.
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Dem liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bei verkleinerter Zangeneinheit die Sensoreinheit den Endabschnitt früher als erwartet detektiert, bei vergrößerter Zangeneinheit später als erwartet. Ein insbesondere schrittweises Vergrößern beziehungsweise verkleinern des ersten Wegabschnitts, beispielsweise von Bündelvorgang zu Bündelvorgang, führt folglich zu einer Anpassung der Vorschub-Geschwindigkeit entlang des Weges, welche zu der beschriebenen Optimierung im Sinne eines schnellstmögliche Bündelns mit möglichst hoher Vorschub-Geschwindigkeit in dem möglichst langen ersten Wegabschnitt und eines sicherstmöglichen Bündelns mit reduzierter Vorschub-Geschwindigkeit in dem zweiten Wegabschnitt möglichst kurz vor dem Ende des vom Endabschnitt durchlaufenen Weges. Entsprechend werden hier die bereits geschilderten Vorteile besonders effektiv und verlässlich erreicht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die austauschbare Zangeneinheit vollmechanische Zangeneinheit ist oder umfasst. Die austauschbare Zangeneinheit hat somit insbesondere keine elektrisch betriebenen Elemente und keiner elektrische und/oder optische Schnittstelle zum restlichen Bündelwerkzeug. Damit wird die Gesamtkomplexizität reduziert, wobei durch die beschriebene Lehre auch hier die beschriebenen Vorteile zuverlässig erreicht werden.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Bündelwerkzeug-System, mit einem Bündelwerkzeug nach einer der beschriebenen Ausführungsformen und zumindest zwei, bevorzugt drei oder vier, unterschiedlichen Zangeneinheiten, bevorzugt unterschiedlich großen Zangeneinheiten. Die Größe der Zangeneinheiten bezeichnet hier die jeweiligen maximalen Bündeldurchmesser für das abzubindende/zu bündelnde Bindegut. Beispielsweise können die Größen der Zangeneinheiten einen Bereich zwischen 25mm und 120mm abdecken, beispielsweise die Größen 30mm und/oder 50mm und/oder 80mm und/oder 100mm sein oder umfassen. Das hat den Vorteil, dass die unterschiedlichen Zangeneinheiten in der Arbeitspraxis schnell und einfach ausgetauscht werden können und dennoch stets eine optimale Geschwindigkeit und Verlässlichkeit bei dem Bündeln erreicht wird. Insbesondere ist es nicht wie üblich erfordlicherlich, eine speziell qualifizierte und autorisierte Bedienperson den Wechsel am Bündelwerkzeug vornehmen zu lassen.
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Noch ein Aspekt betrifft ein Verfahren zum automatischen Kalibrieren eines zum abfallfreien Bündeln eines Bindeguts mittels eines Endlos-Bandes ausgebildeten Bündelwerkzeugs. Ein Verfahrensschritt ist dabei ein Schieben eines Endabschnitts des Endlos-Bandes mittels eines Vorschub-Motors entlang eines Weges durch ein Verschlusselement und entlang einer Zangeneinheit des Bündelwerkzeugs in das Verschlusselement zurück, insbesondere auch zurück durch das Verschlusselement hindurch. Das Schieben des Endabschnitts kann dabei schon um das Bindegut herum, also im bestimmungsgemäßen Gebrauch erfolgen. Bei dem Kalibrieren kann somit bereits das Bindegut gebündelt werden. Es kann aber auch ohne Bindegut, als Test- oder Kalibrierlauf durchgeführt werden, was später Zeit spart. Ein darauf folgender Verfahrensschritt ist ein Detektieren eines Erreichens einer Abläng- oder End-Position des in das Verschlusselement geschobenen Endabschnitts.
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Ein weiterer Verfahrensschritt ist ein Ermitteln, beispielsweise ein Auslesen, einer für das Schieben des Endabschnitts in die End-Position erforderlichen Zahl von Encoder- oder Motor-Schritten für den Vorschub-Motor. Die Zahl der Encoder- oder Motor-Schritte kann beispielsweise nachträglich ausgelesen oder bei dem Schieben gezählt werden. Basierend auf der Zahl der Encoder-Schritte wird dann für ein künftiges Schieben eine erste Vorschub-Geschwindigkeit für Encoder-Schritte, welche einem ersten Wegabschnitt des Weges entsprechen, vorgegeben. Bei einem künftigen Schieben welches dem aktuellen Schieben, für welches die Zahl von Encoder-Schritte ermittelt wurde, folgt, wird somit auf dem ersten Wegabschnitt das Schieben mit der ersten Vorschub-Geschwindigkeit vorgenommen. Desweiteren wird eine im Vergleich zur ersten Vorschub-Geschwindigkeit geringere zweite Vorschub-Geschwindigkeit für auf die Encoder-Schritte des ersten Wegabschnittes bei dem Schieben des Endabschnitts entlang des Weges abfolgende Encoder-Schritte, welche einem zweiten Wegabschnitt des Weges entsprechen, vorgegeben. Bei einem künftigen Schieben welches dem aktuellen Schieben, für welches die Zahl von Encoder-Schritte ermittelt wurde, folgt, wird somit auf dem zweiten Wegabschnitt das Schieben mit der geringeren zweiten Vorschub-Geschwindigkeit vorgenommen.
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Noch ein Aspekt betrifft ein Verfahren zum abfallfreien Bündeln eines Bindeguts mittels eines Endlos-Bandes. Ein Verfahrensschritt ist dabei ein Schieben eines Endabschnitts des Endlos-Bandes entlang eines Weges durch ein Verschlusselement und entlang einer Zangeneinheit des Bündelwerkzeugs um das Bindegut in das Verschlusselement zurück, wobei eine Vorschub-Geschwindigkeit des Endabschnittes in einem ersten Wegabschnitt des Weges größer ist als in einem auf den ersten Wegabschnitt folgenden zweiten Wegabschnitt des Weges. Ein weiterer Verfahrensschritt ist ein Trennen des Endabschnitts von einem in dem Bündelwerkzeug verbleibenden Rest des Endlos-Bandes.
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Vorteile und vorteilhafte oder alternative Ausführungsformen von Kalibierverfahren und/oder Bündelverfahren entsprechen dabei Vorteilen und vorteilhaften oder alternativen Ausführungsformen des Bündelwerkzeugs.
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Die oben beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, auch in der allgemeinen Einleitung, sowie die in der Figurenbeschreibung oder den Figuren allein offenbarten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur allein oder in der beschriebenen Kombination, sondern auch mit anderen Merkmalen oder ohne einige der offenbarten Merkmale verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Folglich sind auch Ausführungsformen Teil der Erfindung, die nicht explizit in den Figuren dargestellt und beschrieben sind, die aber durch separate Kombination der in den Figuren offenbarten Einzelmerkmale erzeugt werden können. Daher sind auch Ausführungsformen und Merkmalskombinationen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs umfassen, als offenbart anzusehen. Ferner sind Ausführungsformen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die von den Merkmalskombinationen abweichen oder über die in den Abhängigkeiten der Ansprüche beschriebenen hinausgehen.
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Ausführliche Beschreibung
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Beispielhafte Ausführungsformen werden im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Bündelwerkzeugs;
- 2 eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Bündelwerkzeugs; und
- 3 ein Detail aus 2; und
- 4 eine schematische Darstellung eines exemplarischen Bündelwerkzeugs mit Beispielen für Zangeneinheiten unterschiedlicher Größe.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein beispielhaftes Bündelwerkzeug schematisch dargestellt. Das Bündelwerkzeug 1 weist vorliegend ein Zentralgehäuse 1a mit einer Griffeinheit 1b auf. An Stelle der Griffeeinheit 1b kann das Zentralgehäuse 1a eine mechanische und/oder elektrische Schnittstelle für das Koppeln mit einem Roboter aufweisen. Das Bündelwerkzeug 1 weist eine austauschbare Zangeneinheit 2 zum Führen eines Endabschnittes 3a eines Endlos-Bandes 3 um ein Bindegut 4 herum auf. Das Endlos-Band 3 weist eine Verzahnung 3b auf, welche vorliegend an einer bei bestimmungsgemäßem Gebrauch dem Bindegut 4 abgewandten Außenseite des Endlos-Bandes 3 angeordnet ist. Das Endlos-Band 3 wird im gezeigten Beispiel aus einer Reservoireinheit 1c zugeführt, in welcher es beispielsweise in Form einer Rolle vorgehalten wird. Die Reservoireinheit 1c kann als von dem Bündelwerkzeug 1 separate Einheit ausgebildet sein.
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Die Zangeneinheit 2 hat eine obere Zangen-Klaue 2a und eine untere Zangen-Klaue 2b welche auf- und zuklappbar ausgeführt sind. Eine Verschlusszufuhreinheit 5 stellt vorliegend aus einem hier nicht dargestellten externen oder internen Reservoir von Verschlusselementen 15 je ein für den aktuellen Bündelvorgang vorgesehenes Verschlusselement 15 bereit.
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Das Bündelwerkzeug 1 weist auch eine Schub- und Zugeinheit 6 auf, welche vorliegend mit einem in die Verzahnung 3b eingreifenden Antrieb 6a zum Schieben des Endabschnittes 3a des Endlos-Bandes 3 mittels eines Motors entlang eines Weges 7 durch das bereitgestellte Verschlusselement 15 sowie entlang der Zangeneinheit 2, bei von der Zangeneinheit 2 umgriffenen Bindegut 4 um das Bindegut 4 herum, in das bereitgestellte Verschlusselement 15 zurück, sowie zum darauffolgenden Zurückziehen des Endabschnitts 3a des Endlos-Bands 3.
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Das Bündelwerkzeug 1 weist auch eine Sensoreinheit 8 zum Detektieren des zurück in das Verschlusselement 15 geschobenen Endabschnitts 3a auf, vorliegend mit einem mechanischen Anschlagelement 8a, an welches ein Ende 3a' des Endabschnitts 3a bei dem Schieben entlang des Weges 7 stößt und so ein Sensorsignal auslöst. Auch eine Ablängeinheit 9 zum Trennen des um das Bindegut 4 herum angeordneten Endabschnitts 3a von einem in dem Bündelwerkzeug 1 verbleibenden Restabschnitt 3c des Endlos-Bandes 3 nach dem Zurückziehen des Endabschnitts 3a und somit nach dem Verzurren des Bindeguts 4 ist Teil des Bündelwerkzeugs 1. Das Trennen erfolgt vorliegend mittels eines Klingenelements 9a, welches hier in positiver y-Richtung bewegt wird um nach dem Zurückziehen den in positiver x-Richtung über das Verschlusselement 15 überstehenden Restabschnitt 3c (der zumindest in Teilen dann bei einem darauffolgenden Bündelvorgang den neuen um das Bindegut 4 zu führenden Endabschnitt bildet) abzuschneiden und damit zu trennen.
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Schließlich weist das Bündelwerkzeug 1 eine Steuereinheit 10 auf, welche ausgebildet ist, in einem Normal-Betriebsmodus für einen ersten Wegabschnitt 7a (2) des Weges 7 für die Schub-und Zugeinheit 6 bei dem Schieben eine größere Vorschub-Geschwindigkeit des Endabschnitts 3a vorzugeben als für einen auf den ersten Wegabschnitt 7a folgenden zweiten Wegabschnitt 7b (2), wobei der zweite Wegabschnitt 7b den zurück in das Verschlusselement 15 verlaufenden Teil des Weges 7 umfasst.
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In 2 ist der Weg 7 genauer gezeigt. Der zweite Wegabschnitt 7b verläuft im dortigen Beispiel von einem Punkt 7y des Weges 7 bis zu einem Endpunkt 7z des Weges 7, bis zu dem der Endabschnitt 3a zurück durch das Verschlusselement 15 geschoben wird. Der erste Wegabschnitt 7a verläuft vorliegend von einem Startpunkt 7x des Weges 7 an der Mündung des Verschlusselements 15, durch welchen der Endabschnitt 3a zu Beginn des jeweiligen Bündelvorgangs geschoben wird.
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Die jeweiligen Wegabschnitte 7a, 7b, genauer deren Längen, die in einem Wegstreckenäquivalent wie einer Anzahl der Zähne der Verzahnung 3b und/oder einer Anzahl von Encoder- oder Motor-Schritten des Antriebs 6a bzw. des zugehörigen Motors gemessen und/oder vorgegeben werden können, können in einem Kalibrier-Betriebsmodus der Steuereinheit 10 für die jeweils genutzte Zangeneinheit 2 ermittelt werden. Damit kann das Verhalten der Schub- und Zugeinheit 6 bei der Verwendung teil- oder vollautomatisch für die jeweilige Größe der Zangeneinheit 2, d.h. die konstruktiv bedingte Länge des Weges 7, ermittelt werden.
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Bevorzugt ist die Steuereinheit 10 dann ausgebildet in dem Kalibrier-Betriebsmodus für den ersten Wegabschnitt 7a für die Schub-und Zugeinheit 6 eine geringere Vorschub-Geschwindigkeit des Endabschnitts 3a vorzugeben als im Normal-Betriebsmodus und in dem Kalibrier-Betriebsmodus das Wegstreckenäquivalent, beispielsweise eines der o.g. Wegstreckenäquivalente, für den ersten Wegabschnitt 7a zu ermitteln. Das kann beispielsweise erfolgen, in dem das Wegstreckenäquivalent für den gesamten Weg 7 ermittelt wird, also beispielsweise eine Gesamtzahl der Encoder-Schritte oder Anzahl der Zähne der Verzahnung 3b ausgehend von einem Beginn des Schiebens des Endabschnitts 3a bis zu einem Auslösen des Sensorsignals bei Erreichen des Endpunktes 7z gezählt werden, und dann eine hinterlegte Zahl der Encoder-Schritte bzw. Zähne, welche dem zweiten Wegabschnitt 7b entsprechen, von der Gesamtzahl abgezogen wird.
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Im Kalibrier-Betriebsmodus kann für den ersten Wegabschnitt 7a und auch für den zweiten Wegabschnitt 7b für die Schub-und Zugeinheit 6 die Vorschub-Geschwindigkeit des zweiten Wegabschnitts 7b im Normal-Betriebsmodus vorgegeben sein. Es kann aber auch für den ersten Wegabschnitt 7a und/oder für den zweiten Wegabschnitt 7b eine andere Vorschub-Geschwindigkeit, beispielsweise eine nochmals geringere Vorschub-Geschwindigkeit als die des zweiten Wegabschnitts im Normal-Betriebsmodus. Grundsätzlich gilt, dass das Wegstreckenäquivalent bei einer geringeren Vorschub-Geschwindigkeit mit besserer Genauigkeit ermittelt werden kann als bei einer höheren Vorschub-Geschwindigkeit. In der Praxis ist hier entsprechend zwischen einer gewünschten höheren Geschwindigkeit des Bündelvorgangs und einer gewünschten höheren Genauigkeit bei dem Ermitteln des Wegstreckenäquivalents abzuwägen.
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Die Länge des zweiten Wegabschnitts 7b ist durch und/oder für die Steuereinheit 10 möglichst kurz vorzugeben, wobei jeweilige Umschalt-Geschwindigkeiten zwischen Schieben den Endlos-Bandes 3 in eine Vorwärtsrichtung F (3) und dem darauffolgenden Zurückziehen des Endlos-Bandes 3 in eine Rückwärtsrichtung R (3) der Steuereinheit 10 und/oder der Schub- und Zugeinheit 6 ein limitierender Faktor sind.
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Der erste Wegabschnitt 7a muss auch nicht an dem Startpunkt 7x anfangen, er kann auch an einem weiteren Punkt 7x' anfangen. Auch im Kalibrier-Betriebsmodus kann entsprechend für einen initialen Wegabschnitt zwischen den Punkten 7x und 7x' eine höhere Vorschub-Geschwindigkeit vorgegeben sein, beispielsweise die größere Vorschub-Geschwindigkeit des Normal-Betriebsmodus'. Die Lände des initialen Wegabschnittes kann dabei beispielsweise die Länge des ersten Wegabschnittes 7a von Startpunkt 7x bis Punkt 7y für eine kleinste für das Bündelwerkzeug 1 genutzte oder verfügbare Zangeneinheit 2 und/oder eine kürzere Länge sein.
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Alternativ oder ergänzend zu dem beschriebenen Kalibrier-Betriebsmodus kann der Normal-Betriebsmodus auch einen kalibrierenden Normal-Betriebsmodus umfassen oder ein solcher kalibrierender Normal-Betriebsmodus sein. Dies wird beispielhaft anhand von 3 erläutert.
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Zu Beginn des Bündelvorgangs befindet sich das Ende 3a' des Endlos-Bandes 3 an der Startposition 7x. Nach einem Bündelvorgangs-Auslösesignal wird das Ende 3a' und der sich an das Ende 3a' anschließende Endabschnitt 3a durch die Schub-und Zugeinheit 6 zunächst in Vorwärtsrichtung F durch das Verschlusselment 15 und entlang des Weges 7 geschoben. Sobald das entsprechende Wegstreckenäquivalent erreicht ist, beispielsweise eine vorgegebene Anzahl von Encoder- oder Motorschritten, wird bei Erreichen von Position 7y die Vorschub-Geschwindigkeit reduziert um die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Abbindens zu verringern. Bei Erreichen der Endposition 7z wird das Sensorsignal ausgelöst und die Schub- und Zugeinheit zieht nun das Endlos-Band 3 in Rückwärtsrichtung R zurück um das Bindegut 4 bestimmungsgemäß zu bündeln.
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In dem kalibrierenden Normal-Betriebsmodus kann dabei ein (insbesondere ein relatives) Zeitäquivalent zwischen dem Bündelvorgangs-Auslösesignal und dem Sensorsignal erfasst und mit einem hinterlegten (insbesondere relativen) Zeitäquivalent verglichen werden. Nur bei einem Übereinstimmen der beiden Zeitäquivalente wird dabei mit dem bisherigen Normal-Betriebsmodus d.h. den bisherigen Längen für das erste und/oder zweite Wegstreckenäquivalent 7a, 7b fortgefahren.
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Wird das Sensorsignal später als gemäß dem hinterlegten Zeitäquivalent erwartet ausgelöst, so deutet dies auf eine genutzte Zangeneinheit 2 hin, deren Größe im Vergleich zu der Zangeneinheit für die das relative Zeitäquivalent hinterlegt ist, vergrößert ist. Wird das Sensorsignal früher als gemäß dem hinterlegten Zeitäquivalent erwartet ausgelöst, so deutet dies auf eine genutzte Zangeneinheit 2 hin, deren Größe im Vergleich zu der Zangeneinheit für die das relative Zeitäquivalent hinterlegt ist, verkleinert ist. Entsprechend kann die Steuereinheit 10 die Länge des ersten Wegabschnitts 7a automatisch an das spätere oder frühere Auslösen des Sensorsignals anpassen, d.h. entsprechend verlängern oder verkürzen, und dann wiederum das hinterlegte Zeitäquivalent an die neue Länge des ersten Wegabschnittes 7a anpassen. Damit kalibriert sich das Bündelwerkzeug 1 während des bestimmungsgemäßen Gebrauches selbst und stellt sich entsprechend optimal auf Zangeneinheiten 2 unterschiedlicher Größe ein.
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4 zeigt beispielhaft Zangeneinheiten 2, 2', 2'', 2''' unterschiedlicher Größe an einem beispielhaften Bündelwerkzeug 1. Die Zangeneinheiten 2, 2', 2'', 2''' können dabei wiederholt zerstörungsfrei ausgetauscht werden, bevorzugt werkzeugfrei oder mit einer begrenzten Werkzeugzahl und/oder Werkzeugkomplexität. Entsprechend der unterschiedlichen Größen der Zangeneinheiten 2, 2', 2'', 2''' sind die jeweiligen Wege 7, 7''' und damit insbesondere auch die ersten Wegabschnitte 7a jeweils unterschiedlich lang. Die zweiten Wegabschnitte 7b können hingegen gleich lang sein, da die geeignete Länge durch weitere Eigenschaften des jeweiligen Bündelwerkzeugs 1 bestimmt ist wie beispielsweise einer Reaktionsgeschwindigkeit der Steuereinheit 10.
