DE3335964C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen von unterschiedlich hohen Geschwindigkeiten beim Abwickeln und Zuführen von Verpackungsband, die zwischen einer Vorratsrolle und einer Verpackungsmaschine eingebaut ist und aus einem der Breite des Verpackungsbandes angepaßten kreisförmig begrenzten Speicherraum besteht, in dem das Verpackungsband in spiralförmigen Windungen speicherbar ist und der Speicherraum mit einer Zuführung für das Verpackungsband versehen ist, die das Verpackungsband der innersten Windung zuführt, und mit einer an der äußersten Windung liegenden Abführung.

Aus der DE-PS 22 62 148 ist eine Vorrichtung zum Ausgleichen von unterschiedlich hohen Geschwindigkeiten bei Stahlband bekannt. Es werden dort große Längen des Bandes in einer Vielzahl von Windungen gespeichert. Wenn durch unterschiedlich schnelles Zu- und Abführen des Bandes der Wickel als Ausgleich dient, so muß der schwere Wickel gedreht werden. Hierbei dienen angetriebene Rollen als Hilfsan­ triebe. Das in der DE-PS 22 62 148 beschriebene Verfahren und die Vorrichtung sind ungeeignet, wenn das Band für kurze Zeiträume sehr schnell vom Wickel abgezogen werden muß. Es entstehen große Trägheitskräfte, wenn der Auflagetisch ruckweise in Drehung versetzt wird.

Ein solcher ruckweiser Bandverbrauch entsteht bei den heutigen schnellaufenden Verpackungsmaschinen.

Bei einem ruckweisen Verbrauch würden nach dem Prinzip der DE-PS 22 62 148 die inneren Windungen des Bandes sehr fest auf dem begrenzenden Innenanschlag und aufeinander liegen. Das hätte zur Folge, daß das dem Wickel am kleinsten Innen­ radius zugeführte Band die inneren Windungen nicht mehr größer drücken kann. Das zuführende Band käme im Zuführungskanal ins Stocken, es würde dort Wellen schlagen und sich verklemmen. Die Gefahr des Verklemmens ist besonders bei dünnen relativ leicht biegbaren Verpackungsbändern aus Kunststoff sehr groß.

Die gleichen Nachteile entstehen bei dem Prinzip nach der GB-PS 15 32 893, bei der die kleinste innerste Windung durch kreisförmig verteilte Rollen, auf denen sich die innerste Windung bei dem ruckweisen Abziehen durch die Verpackungsmaschine ebenfalls festzurrt, festgelegt ist.

Aus diesem Grunde werden bei Speichern für Verpackungsmaschinen die Verpackungs­ bänder aus Kunststoff in freien mäanderförmig aufeinander liegenden Schleifen, die sich nicht aufeinander festzurren können, gespeichert. Diese haben wiederum den Nachteil, daß an den Umkehrpunkten der Schleifen das Band in einem sehr engen Radius gekrümmt wird. Wenn die Verpackungsmaschine z. B. eine halbe Stunde nicht benutzt wird, so prägen sich die scharfen Krümmungen in das Verpackungsband ein. Das entsprechende Stück des Verpackungsbandes muß dann abgeschnitten und wegge­ worfen werden und der Speicher der Verpackungsmaschine muß für die erneute Benutzung mit neuen mäanderförmigen Schleifen gefüllt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der beschriebenen Speicherungen zu beseitigen und eine Speicherung zu schaffen, die ohne scharfe Krümmungen das Verpackungsband speichert und bei der auch bei einem schnellen stoßweisen Abzug des Verpackungsbandes sich die innersten Windungen nicht fest­ zurren und die weitere Zuführung von Verpackungsband in den Speicher blockieren. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die kreisförmige Begrenzung des Speicher­ raums zum ersten Füllen des Speichers durch einen drehbar gelagerten Außenring gebildet ist, und mindestens ein mit einem Abtaster der Windungen des Wickels versehener Schalter eingebaut ist, der mit dem Antrieb einer das Verpackungsband zum Speicher zuführenden Transportvorrichtung verbunden ist, und der Abtaster so eingestellt ist, daß der Schalter auf Einschaltstellung des Antriebes steht, wenn ein vorgewählter kleiner Durchmesser der innersten Windung erreicht ist und der Schalter auf Ausschaltstellung steht, wenn ein größerer vorbestimmter Durchmesser erreicht ist und die Ein- und Ausschaltpunkte des Schalters für den normalen Betrieb, mit Ausnahme des ersten Füllvorganges, so gewählt sind, daß bei im Betrieb sich laufend veränderndem Durchmesser der Windungen mindestens in einem Teil­ bereich einer jeden Windung ein freier Zwischenraum zur benachbarten Windung verbleibt.

Wenn die Verpackungsmaschine ruckweise Verpackungsband abzieht, so drehen sich nur die wenigen Windungen des Wickels, die insgesamt nach dem Abziehen einen kleineren Durchmesser als vorher haben. In dem Wickel wird nur Verpackungsband für eine bis fünf Umreifungen gespeichert. Während der Abzug des Verpackungs­ bandes aus dem Speicher ruckweise für nur sehr kurze Zeit erfolgt, so erfolgt dagegen die Zuführung wesentlich langsamer und in einer längeren Zeitspanne. Das hat bekanntlich den Vorteil, daß die schwere Vorratsrolle sich nur langsam drehen braucht, was wegen der Unfallgefahr wichtig ist.

Die Windungen des Speichers können sehr schnell zum Speichern oder Abgeben des Verpackungsbandes benutzt werden, weil nur die geringen Massen der Windungen selbst beschleunigt werden müssen und auch fast keine Reibungskräfte auftreten. Zu diesem Zweck sind die Federkraft des Verpackungsbandes und die Anzahl der Windungen und der Radius der Windungen so aufeinander abgestimmt, daß die Windungen auf dem größten Teil ihres Umfanges sich nicht berühren und ein freier Zwischenraum verbleibt.

Zu starke Krümmungen lassen sich, wie schon erwähnt, wegen der bleibenden Verformungen nicht mehr rückgängig machen. Sie werden dadurch vermieden, daß die Zuführung des Verpackungsbandes zum Zwischenspeicher etwas oberhalb des untersten Punktes der Windungen durch eine gerade oder gekrümmte Führungsbahn erfolgt und die Mündung der Führungsbahn annähernd parallel zu einer an den untersten Punkt der Windungen gelegten Tangente verläuft und außerdem die Zuführung entsprechend einer 180° Drehung einer Schraubenlinie gekrümmt ist und der Radius der Schraubenlinie in seiner Größe annähernd gleich dem durch die Einschaltstellung des Schalters bestimmten kleinsten Radius der Windungen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt.

Es zeigt die

Fig. 1 die gesamte Verpackungsmaschine mit Speicher,

Fig. 2 den Speicher,

Fig. 3 den geöffneten Außenring des Speichers und

Fig. 4 einen Schalter mit Abtaster.

Das Verpackungsband 11 wird üblicherweise von einer großen Vorratsrolle 12 mit Hilfe des von einem Motor angetriebenen Rollenpaares 13 abge­ zogen. Hinter dem Rollenpaar 13 wird das Ver­ packungsband 11 durch den geradlinigen Führungs­ kanal 14 und die gekrümmte Führungsbahn 15 in den Speicher 16 geschoben. Wegen der schiebenden Bewegung in dem Führungskanal 14 und der Führungs­ bahn 15 dürfen dort nur sehr geringe Reibungskräfte auftreten. Bei stärkeren Reibungskräften würde das Verpackungsband 11 selbst in dem geradlinigen Führungskanal 14 Wellen bilden und verklemmen.

Der große Radius der Führungsbahn 15 gewährleistet eine nur geringe Reibung. In Speicher 16 wird das Verpackungsband 11 von der innersten Windung 17 in einer Spirale, deren Mittelpunkt verschoben ist, zur äußersten Windung 19 des Wickels 18 transpor­ tiert. Die äußerste Windung 19 liegt nur beim ersten Füllvorgang am Außenring 20 an. Der Außen­ ring 20 ist beim ersten Füllen des Speichers 16 ringförmig geschlossen und auf den Rollen oder Lagern 21 und 22 drehbar gelagert. Für jede ge­ speicherte Windung dreht sich der Außenring 20 einmal. Wenn beim ersten Füllen im Speicher 16 eine genügende Anzahl von Windungen vorhanden ist, so wird der Außenring 20 an seiner untersten Stelle beim Punkt 23 geöffnet, wobei die Enden etwas elastisch auseinandergebogen werden und in der geöffneten Stellung arretiert oder verhakt werden. Durch die entstandene Öffnung beim Punkt 23 wird der Anfang des Verpackungsbandes 11 auf dem Weg 24 und 25 zum angetriebenen Rollenpaar 26 durch die Bedienungsperson geführt. Wenn das Rollenpaar 26 erst einmal den Anfang des Verpackungsbandes 11 erfaßt hat, so wird das weitere Verpackungs­ band 11 bei Bedarf automatisch vom Speicher 16 abgezogen. Das Rollenpaar 26 führt in bekannter Weise das Verpackungsband durch den Umreifungs­ kanal 28 um das zu umreifende Packstück 27 herum bis der Anfang den Verschlußkopf 29 erreicht. Der Antrieb des Rollenpaares 26 wird vom Verschluß­ kopf gesteuert. Das Rollenpaar 26 zieht sehr schnell das für jeweils eine Umreifung benötigte Verpackungsband 11 aus dem Speicher 16 ab. Danach tritt eine Pause bis zur nächsten Umreifung ein. Der Antrieb 13 zieht dagegen mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit das Verpackungsband von der Vorratsrolle 12 ab. Die geringere Geschwindig­ keit gegenüber dem Rollenpaar 26 wird durch ein zeitlich längeres Laufen des Antriebes 13 ausge­ glichen. Es ist von Vorteil, daß der Antrieb 13 nur langsam läuft, weil dieser die große Masse der Vorratsrolle 12 in Bewegung setzen muß. Mit Ausnahme des ersten anfänglichen Füllens wird beim Nachfüllen während des normalen Betriebes ein Luftzwischenraum zwischen dem Außenring 20 und der äußersten Windung 19 des Wickels 18 gelassen, so daß zwischen diesen Teilen keine Reibung entstehen kann. Es ist wichtig, daß das Abziehen von Verpackungsband 11 aus dem Speicher 16 mit relativ geringen Kräften erfolgen kann, weil die Rollen 26 nur mit geringer Kraft gegen des Verpackungsband drücken. Diese Einstellung mit geringer Anpreßkraft der Rollen 26 wird deshalb gewählt, damit die Rollen 26 auf dem Verpackungs­ band 11 rutschend nachlaufen können, wenn die vor­ dere Kante des Verpackungsbandes 11 einen Anschlag im Verschlußkopf erreicht hat und das Verpackungs­ band 11 plötzlich abgebremst wird. Die Rollen 26 und ihr Antrieb lassen sich nicht so plötzlich abbremsen, sie machen noch einige Umdrehungen bis zum Stillstand.

Der Antrieb 13 für den Bandvorschub wird durch den Schalter 30 gesteuert. Der Schalter 30 enthält einen als Hebel ausgebildeten Abtaster 32, der mit leichter Federkraft seitlich gegen die Stirnflächen der Windungen gedrückt ist.

In der Fig. 4 ist der Wickel 18 in der Einschalt­ stellung 38 und der Ausschaltstellung 37 dargestellt. In der Einschaltstellung 38 drückt der Wickel 18 den Abtaster 32, in die gestrichelt gezeichnete Stellung 34, in der der Einschaltkontakt 35 für den Antrieb der Rollen 13 geschlossen wird. Sobald Verpackungsband 11 durch die Rollen 15 in den Speicher 16 transportiert wird, wird der Durchmes­ ser der Windungen des Wickels 18 größer und dieser erreicht die Ausschaltstellung 37. Der Abtaster 32 steht dann in der Stellung 33. Der Abtaster 32 ist mit einer Schräge 36 versehen, damit ein glatter Übergang aus den beiden extremen Stellungen 34 und 38 erreicht wird. Der Einschaltkontakt 35 ist bereits geschlossen, wenn die innerste Windung 17 das erste Drittel der Schräge 36 berührt. Normaler­ weise verringert sich dann trotz eingeschaltetem Antriebes der Rollen 13 der Durchmesser der Win­ dungen weiter, weil das Abziehen von Verpackungs­ band 11 durch die Rollen 26 schneller erfolgt. Es kann der Wickel 18 deshalb die Stellung 38 errei­ chen. In einer Pause, wenn z. B. ein neues Paket in die Umreifungsmaschine eingeführt wird, wirkt nur der Antrieb der Rollen 13, so daß vor dem nächsten Umreifen die Ausschaltstellung 37 des Wickels 18 erreicht wird.

Anstelle des Schalters 30 mit Abtaster 32 sind auch andere Konstruktionen von Schaltern denkbar. So kann z. B. der Abtaster 32 durch einen Licht­ strahl ersetzt werden, der entsprechend der Schräge 36 verläuft und bei dessen Unterbrechung eine lichtelektrische Zelle und ein angeschlosse­ nes Relais den Antrieb zu den Rollen 13 einschal­ ten. Zum Betrieb der Vorrichtung ist noch ein zweiter überwachender Schalter 31 notwendig, der dann abschaltend in Funktion tritt, wenn das vordere Ende des Verpackungsbandes 11 einen An­ schlag verfehlt hat, durch den der Antrieb der Rollen 26 ausgeschaltet wird. Es würden in einem solchen Fall die Rollen 26 soviel Verpackungsband 11 aus dem Speicher 16 ziehen, bis der Durchmesser des Wickels 18 ganz klein geworden ist und alle Windungen fest aufeinander liegen und praktisch verklemmt sind, so daß der Speicher 16 nicht mehr neu gefüllt werden kann. Um einer solchen Betriebs­ störung vorzubeugen, überwacht der Schalter 31, der wie der Schalter 30 gebaut ist, mit seinem fühlenden Abtaster einen kreisförmigen Bereich innerhalb des Wickels 18, dessen Durchmesser noch kleiner als der normalerweise im Betrieb vorkommen­ de Durchmesser der kleinsten Windung ist. Dieser Schalter 31 schaltet den Antrieb zu den Rollen 26 oder den gesamten Verpackungsautomaten ab, wenn sein Abtaster durch eine Windung hochgedrückt wird. Anstelle des Begrenzungsringes 20 kann auch der Anfang des Verpackungsbandes 11 per Hand zu einem Ring gebogen werden, wobei der Anfang z. B. durch Klebeband festgelegt wird. Ein solcher Begrenzungs­ ring wird im Durchmesser zweckmäßig durch mindes­ tens drei um 120° versetzte leichte drehbare Rollen oder Lager begrenzt, wobei die Rollen oder Lager für die Drehbarkeit beim ersten Füllen sorgen.

Die beschriebene Vorrichtung für Verpackungsband aus Kunststoff kann auch vorteilhaft bei Ver­ packungsband aus Stahlband eingesetzt werden. Die Achse des Wickels kann auch in einer anderen Lage als waagerecht z. B. auch senkrecht stehen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Ausgleichen von unterschiedlich hohen Geschwindigkeiten beim Abwickeln und Zuführen von Verpackungsband die zwischen einer Vorratsrolle und einer Verpackungsmaschine eingebaut ist und aus einem der Breite des Verpackungs­ bandes angepaßten, kreisförmig begrenzten Speicherraum besteht, in dem das Verpackungsband in spiralförmigen Windungen speicherbar ist und der Speicherraum mit einer Zuführung für das Verpackungsband versehen ist, die das Verpackungsband der innersten Windung zuführt und mit einer an der äußersten Windung liegenden Abführung, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Begrenzung des Speicher­ raums zum ersten Füllen des Speichers (16) durch einen drehbar gelagerten Außen­ ring (20) gebildet ist, und daß mindestens ein mit einem Abtaster (32) der Windungen des Wickels (16) versehener Schalter (30) eingebaut ist, der mit dem Antrieb einer das Verpackungsband zum Speicher zuführenden Transportvorrichtung (13) verbunden ist, und der Abtaster (32) so eingestellt ist, daß der Schalter (30) auf Einschaltstellung des Antriebes steht, wenn ein vorgewählter kleiner Durchmesser der innersten Windung (17) erreicht ist und der Schalter (30) auf Ausschaltstellung steht, wenn ein größerer vorbestimmter Durchmesser erreicht ist und die Ein- und Ausschaltpunkte des Schalters (30) für den normalen Betrieb, mit Ausnahme des ersten Füllvorganges, so gewählt sind, daß bei im Betrieb sich laufend veränderndem Durchmesser der Windungen mindestens in einem Teilbereich einer jeden Windung ein freier Zwischenraum zur benachbarten Windung verbleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (32) und der Schalter (30) mit der Einschaltstellung so eingestellt sind, daß diese beginnt, wenn die kleinste gespeicherte Windung einen Radius hat, der 70% des Radius beträgt, den die kreisförmige Begrenzung (20) des Speicherraums hat und die Einschalt­ stellung endet, wenn der Radius der kleinsten Windung sich auf 95% dieser Begrenzung (20) vergrößert hat.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher­ raum frei von an die innere Seite der Windungen angreifende Begrenzungen oder Führungen ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (30) während des normalen Betriebes so eingestellt ist, daß die Bandzufuhr (13) zum Speicher (16) ausgeschaltet ist, bevor die äußerste Windung (19) mit ihrem Durch­ messer den Durchmesser des Außenringes (20) erreicht hat, so daß zum Außenring (20) ein Luftraum verbleibt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abführung der äußersten Windung (19) des Verpackungsbandes (11) der Außenring (20) unterbrochen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Außenringes (20) zur Bildung der Unterbrechung aus der ursprünglichen Ringbahn elastisch herausbiegbar und arretierbar gebaut ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Überwachungsabtaster (31) mit Sicherheitsschalter enthält, der in der Abschalt­ stellung steht, wenn eine Windung gebildet worden ist, deren Radius kleiner ist als der Radius der kleinsten für den Betrieb zugelassenen Windung, wobei in der Abschaltstellung die gesamte Vorrichtung oder zumindest die Bandabfuhr aus dem Speicher (16) abgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (32) als außerhalb des Speicherraums angelenkter einarmiger Hebel ausgebildet ist, der mit einer in den Speicherraum hineinragenden Schräge (36) zur Mitte des Speicherraums verläuft, durch eine leichte Federkraft gegen die Seitenkanten der Windungen gedrückt wird und bei kleiner werdendem Radius der kleinsten Windung (17) nach außen von den Windungen (18) weg in eine Abschaltstellung des Schalters (30) gedrückt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Verpackungsbandes (11) zum Speicher (16) bei senkrecht stehendem Speicher etwas oberhalb des untersten Punktes (23) der Windungen (18) durch eine gerade oder gekrümmte Führungsbahn (15) erfolgt und die Mündung der Führungsbahn (15) annähernd parallel zu einer an den untersten Punkt (23) der Windungen (18) gelegten Tangente verläuft und bei waagerecht stehendem Speicher (16) die Führungsbahn (15) in analoger Weise tangential im Bereich des Kreisringes der innersten Windung mündet, dessen größter und kleinster Radius zwischen 95% und 70% des Radius des Außenringes (20) hat.