DE602004003190T2 - Vorrichtung zum Umhüllen einer Palette mit einem dünnen Band - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Wickelvorrichtung zum Verpacken und im Besonderen zum Umwickeln einer Palettenladung mit einem dünnen Schichtband.
• Eine wichtige Funktion des Verpackens besteht darin, die Gegenstände miteinander zu verknüpfen bzw. zusammenzustellen, welche in der Ladung enthalten sein sollen, insbesondere dann, wenn diese Gegenstände besonders leicht sind.
• Wie bekannt ist, werden Wickelvorrichtungen verwendet, die einen Wickelanschluss für ein Umhüllen – mithilfe eines dünnen, spannungsgewickelten Bandes – der seitlichen Wände einer Palettenladung besitzen, die – während der Umwickelungsschritte – auf einem sich drehenden Träger positioniert ist, welcher durch einen geeigneten Motor fortbewegt wird, und welcher in Kombination mit der Funktion des Wickelanschlusses funktioniert.
• Der Verpackungsvorgang sieht die Ausrichtung der Palettenladung auf einem sich drehenden Träger vor; danach stellt der Motor diesen Träger um und infolgedessen die Palettenladung in deren Rotation. Der Wickelanschluss kann mit einem kartesischen oder anthropomorphen Roboter betätigt werden, oder mit einer äquivalenten Einrichtung, welche in Kombination mit der Rotation des sich drehenden Trägers die Wickelbewegung übertragen lässt, um damit ein schräg verzahntes Umwickeln mit dem dünnen Schichtband um die seitlichen Wände der Palettenladung herum auszuführen. Am Ende des Verpackungsvorgangs wird mit einer Palettenladung abgeschlossen, die mit einem dünnen Schichtband (auch als Beschichtungsfolienband bekannt) und einer gleichmäßigen Spannung umhüllt ist, die sich den Flächen und den Kanten der Palettenladung anpasst.
• Im Falle von relativ leichtgewichtigen Beladungen ist es notwendig, an der oberen Basis der Ladung eine frei drehende Platte einzusetzen, die – mit der Unterseite nach unten – auf die Ladung gedrückt wird.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Verpackungsvorgang vor allem für den Fall zu verbessern, in dem die Palettenladung aus relativ leichten Gegenständen besteht, und zwar mit einer einfachen und rationellen Lösung.
• Tatsache ist bisher, dass bei den allgemein bekannten Wickelvorrichtungen die Spannung, der das dünn beschichtete Band ausgesetzt ist, Abschnürverdrehungen in den Ladungen bewirkt, welches in dem Formprofil der Ladungen selbst mehr oder weniger markante Verwerfungen mit einer nach sich ziehenden Volumenerhöhung verursachen kann, deren vermehrter Raumbedarf beansprucht wird, wenn in einem Lagerhaus oder im Ladeinnenraum von Transportmitteln eine Ladung nach der anderen übereinander gestapelt wird. Dieser Aspekt hat eine besonders negative Auswirkung – vor allem beim Transport von relativ leichten Beladungen –, da hierbei eine maximale Ausnutzung im Ladevolumen der Transportmittel verhindert wird.
• Die Erfindung, wie sie durch die Patentansprüche gekennzeichnet ist, löst das Problem des Verwerfens oder Abschnürens, das durch die Spannung mit dem dünn beschichteten Band beim Verpacken von leichtgewichtigen Palettenladungen verursacht wird, die auf einem sich drehenden Träger aufliegen, und hat den Vorteil, dass sich das Volumen von diesen Palettenladungen reduzieren und infolgedessen eine größere Anzahl dieser Ladungen im Innern des Laderaums oder im Innern eines Lagerhauses einbringen lässt.
• Die kennzeichnenden Merkmale und die konstruktiven Vorteile gemäß der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eindeutig hervor, die mit Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnung erfolgt, welche eine besondere und bevorzugte Ausführungsform darstellt, die aber lediglich als Beispiel und zu keinen einzuschränkenden Zwecken gewählt ist.
• 1 ist eine schematische Seitenansicht der Wickelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
• 2 ist eine vergrößerte Detailansicht aus 1.
• 3 ist eine perspektivische Ansicht der Druckvorrichtung während des Verpackungsbetriebsschrittes.
• Die vorliegende Wickelvorrichtung trägt an der rechten Seite einen von einem Roboter 10 gehaltenen Wickelanschluss 11, zum Umwickeln, mit einem dünnen Schichtband 12, einer Palettenladung 20, die auf einem sich drehenden Träger 30 aufliegt, der von einem elektrischen Motor 32 angetrieben wird, welcher ein Drehen um eine vertikale Rotationsachse 31 ausübt. Die genannte Palettenladung 20 besitzt ein oberes Ende 21, auf dem eine Druckvorrichtung 40 einwirken kann. Die Druckvorrichtung 40 umfasst ein Drehelement 41, das aus einer harten, eingespannten Tragplatte 43 besteht, die sich um eine Rotationsachse 42 dreht, und das eine elastomere Unterlage 44 aufweist, die unterhalb der sich drehenden Tragplatte 43 angeordnet und mit dieser integriert ist, wobei sie so ausgestaltet ist, dass sie auf dem oberen Ende 21 der Palettenladung 20 gut anhaften kann, um mit dieser integrierend ausgerichtet zu sein.
• Die Druckvorrichtung 40 weist außerdem einen Tragarm 50 auf, welcher für die Rotation des Drehelements 41 einen elektrischen Motor 51 trägt, wobei sich dieser mobile Tragarm 50 – aufgrund einer Führung 53 – verschiebbar in Eingriff mit einem Sitz 54 befindet, welcher in einer Tragsäule 52 angeordnet ist, um so zu dem drehenden Träger 30 entsprechend der Höhe der Palettenladung 20 mit seiner Distanz variieren zu können. Darüber hinaus umfasst die Druckvorrichtung 40 eine unterstützende Trägergruppe 80 für das Drehelement 41, die auf dem freien Ende des mobilen Tragarmes 50 getragen wird, wobei sie eine Trägerstruktur 81 aufweist, die an dem Tragarm 50 befestigt und mit der Rotationsachse 42 des Drehelements 41 zentriert ausgerichtet ist, und die mithilfe der Lager 89 und 90 ein hohles Rohr 84 stützt, welches sich um eine Rotationsachse 83 dreht und im wesentlichen mit der Achse des sich drehenden Stützenfußes 30 übereinstimmt. Das Rohr 84 besitzt ein freitragendes Transmissionsrad 82, welches an diesem befestigt ist, und welches – über eine Kraftübertragungskette 96 mit einer Motorradnabe 95 verbunden ist, die von dem elektrischen Motor 51 des Drehelements 41 fortbewegt wird. In den Innenraum der Aushöhlung des Rohres 84 wird eine axial eingekerbte Schubwelle 86 eingeführt, die in Rotation mit dem Rohr 84 selbst in Eingriff gelangt, wohingegen sie sich außerdem in Bezug auf dieses Rohr axial verschieben kann. Die Welle 86 wird von einem mit Druckluft angetriebenen Pneumatikzylinder 70 nach unten gedrückt, der einen Schaft 71 aufweist, an dessen unterem Ende eine Platte 72 integriert befestigt ist, die über die dazwischen eingebrachte Lager 54 auf das obere Ende der Welle 86 eine Schubkraft ausüben kann; diese trägt am unteren Ende integriert aufgesetzt das Drehelement 41, welches somit gegen das obere Ende 21 der Palettenladung 20 gedrückt wird. Eine geeignete Steuereinheit 60 ist ebenfalls vorgesehen, die mindestens einen Inverter 64 und mindestens einen Umsetzer 63 aufweist, die mit dem Elektromotor 51 des Drehelements 41 verbunden sind, sowie mindestens einen Inverter 62 und mindestens einen Umsetzer 61, die mit dem elektrischen Motor 32 des sich drehenden Stützenfußes 30 verbunden sind, sowie eine Steuerkarte 65, die mit diesen Umsetzern 61, 63 und den Invertern 62, 64 verbunden und zudem geeignet ist, um zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Drehelements 41 und der Winkelgeschwindigkeit des sich drehenden Stützenfußes 30 den diesbezüglichen Synchronismus einzuhalten.
• Für das Umwickeln der Palettenladung rotiert diese zusammen mit dem sich drehenden Träger 30, wohingegen der Wickelanschluss 11, der von dem unterstützenden Roboterarm 10 oder von einer äquivalenten Einrichtung betätigt wird, in Kombination mit der Rotation des Trägers 30 zu einer Translation veranlasst wird, um eine wendelförmige Umwickelung des dünnen Schichtbandes um die seitlichen Wände der Palettenladung herum auszuführen. Der sich drehende Träger 30 rotiert, bedingt durch die Steuereinheit 60, mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die sich drehende Tragplatte 43 für das Drehelement 41, welches dabei, bedingt durch die Winde 70, zusammen mit der Palettenladung 20 integriert bereitgestellt wird. Der Zylinder 70 ist in der Lage, gegen die Palettenladung 20 mit einer Schubkraft zu drücken, deren Wert eingestellt werden kann (beispielsweise über ein Druckeinstellventil), um dadurch die Wirkung entsprechend den mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Zusammendrückbarkeit etc.) der Ladung anzupassen.
• Die Rotation des Drehelements 41 erfolgt um die Rotationsachse 31 des sich drehenden Trägers 30 und ist im Wesentlichen zusammen mit der Rotationsachse des Drehelements 41 fluchtend ausgerichtet, welche wiederum im Wesentlichen mit der Rotationsachse 83 des Rohres 84 parallel ausgerichtet wird. Die Wickelvorrichtung, die sich in Kombination mit der Rotation des sich drehenden Trägers 30 und der des Drehelements 41 funktioniert, überträgt die Translation vertikal so, dass das dünne Schichtband 12 die seitlichen Wände der Palettenladung 20 wendelförmig umwickelt. Die Steuereinheit 60 wird eingesetzt, um die Winkelgeschwindigkeit der sich drehenden Tragplatte 43 entsprechend der des Drehelements 41 aufrecht zu erhalten; sie funktioniert insbesondere mit einer elektronischen Steuerung, welche die Winkelgeschwindigkeit des Drehelements 41 mithilfe des Umsetzers 63 erfassen kann, der einen Vergleich mit der Winkelgeschwindigkeit – diese wird vom Umsetzer 63 entnommen – des sich drehenden Stützenfußes 30 ausführt, und schließlich – nach einem entsprechenden Softwareverarbeitungsvorgang – einen passenden und effektiven Spannungswert an den Inverter 64 des elektrischen Motors 51 sendet, um so die Winkelgeschwindigkeit des Drehelements 41 zu korrigieren und zusammen mit der des sich drehenden Stützenfußes 30 einheitlich herzustellen.
• Aufgrund der Tatsache, dass das Drehelement 41 mit dem oberen Ende 21 der Palettenladung 20 (über den Eingriff des Zylinders 70) integriert bereitgestellt wird und sich außerdem mit der gleichen Geschwindigkeit des sich drehenden Trägers 30 dreht, wird die Ladung selbst sehr kompakt, wobei sie einen größeren Widerstand im Hinblick auf eine Verwerfung leistet, die durch die Spannung des Schichtbandes hervorgerufen werden könnte. Die Steuereinheit 60 kann außerdem die vertikale Bewegung des mobilen Tragarmes 50 regulieren, der mit der unterstützenden Trägergruppe 80 verbunden ist.
• Selbstverständlich können zahlreiche, praktikabel anwendbare Modifikationen in die vorliegende Erfindung einbezogen werden, ohne dass dabei der erfindungsgemäße Gedanke der nachstehenden Patentansprüche aufgegeben wird.

Claims (8)

1. Wickelvorrichtung zum Umwickeln einer Palettenladung (20) mit einem dünnen Schichtband (12), mit einem Wickelanschluss (11) zum Ausführen des Umwickelns mit dem Schichtband (12), welches mit Spannung auf den Seitenwänden der Ladung gewickelt wird, und mit einem sich drehenden und von einem Motor (32) angetriebenen Träger (30), auf dem die Palettenladung (20) aufliegt, und der in Kombination mit der Funktion des Wickelanschlusses (11) funktioniert, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Druckvorrichtung (40) aufweist, die mit – einem Drehelement (41), das mit dem oberen Ende (21) der Palettenladung (20) integriert ist, – Mitteln zum Integrieren des Drehelements (41) mit dem oberen Ende (21) der Ladung (20), – Antriebsmitteln zum Drehen des Drehelements (41) um eine Rotationsachse (42), welche mit der Rotationsachse (31) der sich drehenden Trägers (30) im Wesentlichen fluchtet, wobei das Drehen synchron ausgeführt wird, versehen ist.
2. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Mittel einen elektrischen Motor (51) umfassen, der dazu dient, das Drehelement (41) drehend antreibt, und die eine entsprechende Steuereinheit (60) für den elektrischen Motor (51) aufweisen, mittels der zwischen der Rotation des Drehelements (41) und der Rotation des sich drehenden Trägers (30) ein Synchronismus aufrechterhalten wird.
3. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (60) mindestens einen Inverter (64) und mindestens einen Umsetzer (63) aufweist, die mit dem elektrischen Motor (51) des Drehelements (41) verbunden sind, sowie mindestens einen Inverter (62) und mindestens einen Umsetzer (61), die mit dem elektrischen Motor (32) des sich drehenden Trägers (30) verbunden sind, sowie eine Steuerkarte (65), die mit diesen Umsetzern (61, 63) und den Invertern (62, 64) verbunden ist und dazu dient, zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Drehelements (41) und der Winkelgeschwindigkeit der sich drehenden Stützenbasis (30) den diesbezüglichen Synchronismus einzuhalten.
4. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (41) mit dem oberen Ende (21) der Palettenladung (20) integriert bereitgestellt wird, und dass sie Mittel (70) umfasst, die geeignet sind, das Drehelement (41) im direkten Vorgang nach unten – gegen das obere Ende (21) der Palettenladung (20) – zu drücken.
5. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Drücken geeigneten Mittel (70) eine Einheit (60) umfassen, die auf die Ladung (20) mit einer Schubkraft drückt, deren Wert eingestellt werden kann, um dadurch die Funktion entsprechend den mechanischen Eigenschaften der diesbezüglichen Ladung anzupassen.
6. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (41) eine harte Drehplatte (43) und eine elastomere Unterlage (44) aufweist, die unterhalb der Drehplatte (43) angeordnet und mit dieser integriert ist, wobei sie so ausgestaltet ist, dass sie auf dem oberen Ende (21) der Palettenladung (20) gut anhaften kann.
7. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckvorrichtung (40) mindestens einen mobilen Tragarm (50) umfasst, der den elektrischen Motor (51) des Drehelements (41) trägt, wobei sich dessen mobiler Arm (50) auf einer Tragsäule (52) verschiebbar in Eingriff befindet, und die eine unterstützende Trägergruppe (80) für das Drehelement (41) aufweist, welche auf dem freitragenden Ende des mobilen Armes (50) befestigt ist, mit welcher der mobile Arm (50) in der Lage ist, eine vertikale Translation für ein Bewegen des Drehelements (41) näher zum und/oder weiter weg vom oberen Ende (21) der Palettenladung (20) auszuführen.
8. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergruppe (80) ein hohles Rohr (84) umfasst, das sich um die Rotationsachse (42) des Drehelements (41) dreht, und an dem ein freitragendes Transmissionsrad (82) befestigt ist, welches mit dem elektrischen Motor (51) des Drehelements (41) verbunden ist, wobei im Innenraum der Aushöhlung (85) des Rohres (84) eine gleitfähige Schubwelle (86) eingeführt wird, die von einer mit Pressluft angetriebenen Winde (70) gedrückt und gezwungen wird, sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie das sich drehende Rohr (84) zu drehen, wobei die Schubwelle (86) wird dabei mit ihrem unteren Ende auf das Drehelement (41) integriert aufgesetzt wird.