Verfahren zum Binden von Gegenständen sowie Bindemaschine zur Ausführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Binden von Gegenständen, die in einer Folge einer Bindemaschine zugeführt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Gegenstand in die Maschine eingeführt wird, an einer Bindestelle der Maschine angehalten wird, darauf gebunden und aus der Maschine nach aussen gefördert wird.
Die Bindemaschine zur Ausführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch Fördervorrichtungen zur Bewegung der Gegenstände durch die Maschine, eine Bindestelle in der Bahn der Fördervorrichtungen, eine Bindevorrichtung, die zum Binden eines Gegenstandes geeignet ist, der sich an der Bindestelle befindet, einen Fühler zum Fühlen der Anwesenheit eines Gegenstandes, welcher der Herbeiführung eines Stillstandes der Fördervorrichtungen dient, wenn sich der Gegenstand an der Bindestelle befindet, sowie durch Organe zum Wiedereinsetzen der Fördervorrichtungen in Betrieb nach der Beendigung des Bindevorganges.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Maschine zum Binden von Gegenständen wie z.B.
Bündeln von gestapelten Zuschnitten aus Karton, wobei die Gegenstände in einer Folge einer Bindestelle, welche einen Teil der Maschine bildet, zugeführt und von dieser entfernt werden.
Bei einer bekannten Form einer Bindemaschine wird eine geschlossene Schlinge einer Schnur um einen Gegenstand gebildet, wobei der Gegenstand in die offene Schlinge der Schnur von Hand eingeführt wird. Darauf erfolgt eine nach unten gerichtete Bewegung einer Nadel, welche die Schnur trägt und zwei Teile der Schnur zueinander bringt. Die Teile werden darauf miteinander durch eine metallische Klammer verbunden, welche in der Bindeeinheit aus einer Rolle eines metallischen Streifens gebildet wird. Eine derartige Bindeeinheit bildet den Gegenstand des britischen Patentes Nr. 947 093.
Die vorliegende Erfindung hat die Schaffung eines Verfahrens zum Binden von Gegenständen zum Ziel, wobei die Gegenstände selbsttätig und in einer Folge einer Bindeeinheit zugeführt und entnommen werden, und die Bindeeinheit von erwähntem Typ sein kann.
Die Erfindung hat auch die Schaffung einer Bindemaschine zum Ziel, welche zu einer kontinuierlichen Fliessbandarbeit geeignet ist und eine Bindeeinheit z.B. des erwähnten Typs enthält.
Bei einer selbsttätigen Förderung von Gegenständen in eine Bindeeinheit und aus dieser heraus entstehen Probleme mit dem Verhalten eines Gegenstandes während des Bindevorganges, der genauen Anordnung eines im Stillstand befindlichen Gegenstandes an einer Bindestelle in der Maschine und mit der Fähigkeit zur Behandlung von Gegenständen, welche in gewissen Grenzen in ihrer Höhe oder Länge verschieden sind.
Vorzugsweise wird beim Verfahren der Gegenstand erfasst und in die Maschine bewegt, wobei der Durchgang eines hinteren Randes des Gegenstandes abgetastet wird, worauf nach dem Feststellen der Anwesenheit des hinteren Randes des Gegenstandes an einer bestimmten Stelle der Maschine der Gegenstand angehalten wird.
Darauf wird der Gegenstand gebunden und aus der Maschine bewegt. Die Bindemaschine, welche vorzugsweise zur Fliessbandarbeit geeignet ist, kann eine obere und eine untere Fördervorrichtung enthalten, die zum festen Erfassen und geradlinigen Bewegen eines Gegenstandes durch die Maschine geeignet ist sowie eine Bindestelle, mit einer Bindeeinheit der erwähnten Art.
Die Erfindung wird anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Bindemaschine,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 in grösserem Massstab, teilweise im Schnitt,
Fig. 3 den Schnitt 3-3 aus der Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführung der Maschine,
Fig. 5 eine Teilansicht aus der Fig. 1 in grösserem Massstab,
Fig. 6 ein Schaltdiagramm eines hydraulischen Steuerkreises der Maschine nach den Fig. 4 und 5 und
Fig. 7 ein Schaltdiagramm eines pneumatischen Kreises der Maschine nach den Fig. 4 und 5.
Die Maschine nach den Fig. 1 bis 3 ist eine Maschine zum Pressen und Binden von Bündeln für kontinuierliche Fliessbandarbeit, welche vorzugsweise zur Aufnahme und zum Binden von Bündeln von Zuschnitten von Karton geeignet ist, die in einer Folge durch die Maschine geführt werden.
Die in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung dargestellte Maschine enthält eine obere Fördervorrichtung 10 und eine untere Fördervorrichtung 12, die beide an einem Rahmen befestigt sind. An einer Stelle in der Bahn der Bewegung der Fördervorrichtungen 10 und 12 befindet sich eine Bindeeinheit, welche eine Nadelanordnung 14 enthält, die sich über der oberen Fördervorrichtung 10 befindet, sowie eine Klemmanordnung 16, die sich unterhalb der unteren Fördervorrichtung 12 befindet. Unterhalb der unteren Fördervorrichtung 12 ist ausserdem noch eine hydraulische Einheit 18 angeordnet, welche der Betätigung der Nadelanordnung 14 und der Klemmanordnung 16 dient, sowie eine elektrische Steuervorrichtung 20, welche der Steuerung der Folge der Tätigkeiten der Maschine dient.
Der Rahmen der Maschine ist an vier Rollen 22 befestigt, welche entlang zweier Schienen 24 aus umgekehrten Winkeleisen laufen und eine seitliche Einstellung der Maschine gegenüber den der Maschine zugeführten Bündeln gestatten.
Die untere Fördervorrichtung 12 enthält zwei im Abstand voneinander angeordnete endlose Förderbänder 26 (Fig. 3), welche über eine Reihe von Walzen 28 laufen.
Die Förderbänder 26 werden von einem Antriebsmotor 30 angetrieben, welcher eine Bremse 32 eingebaut hat.
Die untere Fördervorrichtung 10 enthält zwei endlose Förderbänder 34 (Fig. 3), welche über eine Reihe von Walzen 36 laufen. Die Förderbänder 34 werden von einem Antriebsmotor 38 angetrieben, welcher eine Bremse 40 aufweist. Die obere Fördervorrichtung 10 ist an zwei vertikalen Armen 42, die am Rahmen befestigt sind, vertikal beweglich. An den vertikalen Armen 42 sind mittels Rollen 44 zwei horizontale Arme 46 geführt, welche die obere Fördervorrichtung 10 tragen. Die Rollen 44 sind dabei entlang vertikaler Führungen 45 beweglich, die an den vertikalen Armen 42 befestigt sind.
Eine Bewegung der oberen Fördervorrichtung 10 nach oben und nach unten wird durch zwei Hubanordnungen gesteuert, deren Teile im folgenden beschrieben werden. Über jedem von zwei horizontalen Armen 48 (Fig. 3), die an den vertikalen Armen 42 starr befestigt sind, ist ein Hebelmechanismus angeordnet, welcher miteinander verbundene Hebel 50, 52 und eine Stange 54 enthält. Die Stange 54 ist mit einem Gewinde versehen und in einer Bohrung im horizontalen Arm 48 gleitend geführt. Dem Hebelmechanismus ist ein pneumatischer Hubzylinder 56 sowie ein Handrad 58 mit einer Feder 60 zugeordnet. Das Handrad 58 ist an einer Büchse 59 befestigt, welche auf dem Gewinde der Stange 54 aufgeschraubt ist. Der Hubzylinder 56 ist ein doppeltwirkender Zylinder.
Die Zufuhr der Druckluft zur unteren Seite seines Kolbens erfolgt über eine Leitung 62, während die Zufuhr der Druckluft zur oberen Seite des Kolbens durch eine Leitung 64 erfolgt, welche ein Manometer 65 mit einem einstellbaren Druckregelventil 66 enthält. Der Kolben des pneumatischen Hubzylinders 56 ist mittels einer Kolbenstange und einer Bolzenverbindung mit dem Hebel 52 des Hebelmechanismus verbunden.
Durch eine Zufuhr von Luft durch die Leitung 62 in jede der Hubanordnungen wird die obere Fördervorrichtung 10 über die maximale Höhe der Bündel gehoben, welche der Maschine zugeführt werden sollen. Durch eine Zufuhr von Luft durch die Leitung 64 wird die obere Fördervorrichtung 10 nach unten bewegt, um einen im voraus bestimmten Druck auf die Bündel auszuüben, welche durch die Maschine geführt werden. Der Druck ist durch. eine geeignete Einstellung des Druckregelventils 66 und des Handrades 58 beeinflussbar.
Durch eine Betätigung des Handrades 58 wird die Höhe der oberen Fördervorrichtung 10 über der unteren Fördervorrichtung 12 eingestellt, um die Durchführung von Bündeln einer bestimmten Höhe durch die Maschine zuzulassen.
Eine nach oben geneigte Eingangs-Fördervorrichtung 68 dient der Aufnahme der Bündel, die der Maschine zugeführt werden. Die Fördervorrichtung 68 enthält drei in Abstand voneinander angeordnete Förderbänder 70, die je über vier Walzen geführt sind. Die Förderbänder der Fördervorrichtung 68 sind mit einer etwas höheren Geschwindigkeit angetrieben als die Förderbänder 34 der oberen Fördervorrichtung 10 und die Förderbänder 26 der unteren Fördervorrichtung 12. Das wird dadurch erreicht, dass der Antrieb der Förderbänder 70 der Fördervorrichtung 68 von einem abgestuften Teil einer Endwalze 37 der oberen Fördervorrichtung 10 erfolgt, wobei der abgestufte Teil einen Durchmesser hat, welcher grösser ist als der Durchmesser der Teile, über welche die Bänder 34 geführt werden.
Auf diese Weise wird einer Tendenz der Fördervorrichtung entgegengewirkt, obere Zuschnitte eines Bündels zurückzuhalten.
Die geneigte Eingangs-Fördervorrichtung 68 ist um die Achse der Endwalze 37 schwenkbar, und zwar durch den Einfluss einer Feder 72. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass bei einer Bewegung der Fördervorrichtung 68 nach oben die Feder 72 zusammengedrückt wird.
Die Nadelanordnung 14 und die Klemmanordnung
16 bilden Teile einer auf dem Markt befindlichen Bindeeinheit, die den Gegenstand des erwähnten briti schen Patentes Nr. 947 093 bildet. Die Nadelanordnung
14 enthält eine mit einem Auge versehene Nadel 80, welche eine Schnur 82 trägt, die der Nadel aus einer Spule 84 zugeführt wird. Die Nadel ist durch hydraulische Organe in angenähert vertikaler Richtung beweglich. Bei einer anderen Ausführungsform der Bindeeinheit ist die Nadel pneumatisch betätigt.
Von einer Spule 86 des Materialstreifens für Klammern wird ein metallischer Streifen 88 der Klemmanordnung 16 zugeführt. Die Klemmanordnung 16 enthält einen hydraulisch betätigten Klemmstempel 90 und einen Amboss 92, welche miteinander zusammenwirken, um eine metallische Klammer um zwei benachbarte Enden einer Schnur innerhalb der Klemmanordnung zu befestigen. Die Klammer wird dabei aus dem metallischen Streifen 88 gebildet. Die Klemmanordnung enthält auch Organe zur Anordnung der Schnur in einer Stellung, die sich im Bereich der zu bildenden metallischen Klammer befindet. Die Betätigung des Stempels 90 erfolgt über einen hydraulischen Zylinder 91 und einen schwenkbaren Hebel 93.
Während des Betriebes der Maschine wird ein Bündel 94 in den Zwischenraum zwischen die Fördervorrichtung 68 und die untere Fördervorrichtung 12 eingeführt. Das Bündel gelangt dadurch zwischen die Fördervorrichtungen 10 und 12 und wird von diesen bewegt. Wenn das Bündel in den Bereich der Nadelanordnung 14 gelangt, so stösst die vordere Fläche des Bündels gegen eine Länge der Schnur, welche sich von der Nadel zur Klemmanordnung erstreckt und trägt diese Schnur nach vorne mit sich, bis die unteren und oberen Seiten des Bündels wie auch seine vordere Fläche in einer Schlinge 83 der Schnur angeschlossen sind. Die Schnur ist dabei von der Spule 86 durch das Auge der Nadel 80 geführt.
Das untere Ende der Schlinge 83 ist dabei in der Klemmanordnung 16 befestigt.
Das Bündel gelangt nun zu einer Bindestelle, sobald ein hinterer Rand 96 des Bündels um einen bestimmten Abstand über die Linie 98 der Bewegung der Nadel gelangt ist (Fig. 2). Unter dem Einfluss von noch zu beschreibenden Steuerorganen werden die beiden Antriebsmotoren 30 und 38 abgebremst, wodurch die Fördervorrichtungen
10, 12 und 68 zum Stillstand gebracht werden, sobald sich ein Bündel an der Bindestelle befindet.
In dieser Stellung wird die Nadel 80 nach unten bewegt, um die Schnur um die hintere Fläche des Bündels zu legen und zwei benachbarte Teile der Schnur durch die Klemmanordnung 16 zu führen. In der Klemmanordnung wird um die beiden Teile eine metallische Klammer gebildet und befestigt, wobei das Metall zur Bildung der Klammer vorher von Streifen 88 abgetrennt wird. Nach diesem Arbeitsgang wird die Schnur unterhalb der Klammer abgetrennt.
Die Nadel wird darauf in ihre obere Stellung nach der Fig. 1 gebracht, die beiden Antriebsmotoren 30 und 38 werden in Bewegung gesetzt und das gebundene Bündel wird entlang der restlichen Länge der Fördervorrichtungen geführt und verlässt die Maschine.
Die hydraulische Einheit 18, welche das hydraulische Druckmittel für die Bewegung der Nadel 80 und für die Klemmanordnung liefert, enthält einen elektrischen Motor 100, welcher eine hydraulische Pumpe 102 antreibt.
Die Zufuhr von hydraulischer Flüssigkeit zur Pumpe erfolgt aus einem Behälter 104. Die hydraulische Einheit 18 enthält auch ein Manometer 106.
Die Folge der Tätigkeiten der einzelnen Teile der Maschine wird durch Grenzschalter, Relais und photoelektrische Zellen gesteuert, welche einen Teil der elektrischen Schaltung der Maschine bilden.
An der Bahn der unteren Fördervorrichtung 12 ist eine Lichtquelle 108 (Fig. 2) angeordnet, wobei eine photoelektrische Zelle 110 über der oberen Fördervorrichtung und vertikal über der Lichtquelle 118 angeordnet ist. Die Lichtquelle ist so angeordnet, dass sie einen Lichtstrahl gegen die photoelektrische Zelle 110 richtet.
Der Lichtstrahl wird durch den Durchgang eines Bündels durch die Maschine unterbrochen, bevor dieses die Bündelstelle erreicht. Die photoelektrische Zelle wird als ein Fühler, welcher die Anwesenheit eines Bündels oder eines Teiles des Bündels fühlt, welches unter ihr durchgeführt wird.
Drei Grenzschalter 112, 114 und 116 (Fig. 2) sind so angeordnet, dass sich ihre Betätigungsarme ein geringes Mass unterhalb der oberen Fördervorrichtung 10 erstrekken, so dass sie durch den Durchgang eines Bündels betätigt werden. Ein weiterer Grenzschalter 118 ist mit einem Betätigungsarm etwas über der unteren Fördervorrichtung 12 angeordnet. Schliesslich ist ein Grenzschalter 120 (Fig. 1) der Nadelanordnung 14 zugeordnet und wird durch die Nadel bei ihrer Bewegung nach unten betätigt.
Innerhalb der Klemmanordnung 16 wird durch eine Bewegung des Stempels 90 nach vorne ein Grenzschalter 122 betätigt. Bei einer Bewegung des Stempels zurück wird ein weiterer Grenzschalter 124 betätigt.
Ein Grenzschalter 126 (Fig. 3) ist in der Bahn der Schnur 82 angeordnet und wird betätigt, wenn die Schnur reisst oder wenn der Vorrat der Spule 84 verbraucht ist.
Innerhalb der Steuervorrichtung 20 ist ein Zeitorgan angeordnet, wobei eine Skala 128, die an der vorderen Wand der Steuervorrichtung 20 angeordnet ist, eine Einstellung der durch das Zeitorgan verursachten Verzögerung ermöglicht.
Die photoelektrische Zelle 110 hat die Aufgabe, dem Zeitorgan ein Signal zu übermitteln, wenn sich die hintere Kante 96 (Fig. 2) eines bewegten Bündels 94 durch den Lichtstrahl bewegt. Nach einer bestimmten Verzögerung, die an der Skala 128 eingestellt ist, werden die beiden Antriebsmotoren 30 und 38 abgebremst und das Bündel wird an der Bindestelle zum Stillstand gebracht
Um von der Bindeeinheit optimale Resultate zu erhalten, empfiehlt es sich, die hintere Fläche des Bündels so nahe wie möglich an der Linie 98 der Bewegung der Nadel 80 zum Stillstand zu bringen. Je grösser nämlich der Abstand dieser beiden voneinander ist, um so weniger straff wird das Bündel gebunden.
Andererseits darf jedoch das Bündel nicht früher zum Stillstand gebracht werden, bevor seine hintere Fläche hinter die Linie der Bewegung der Nadel bewegt wurde, da sonst die Nadel zumindest einen Teil des Bündels beschädigen würde.
Bei einem Probelauf des Bündels durch die Maschine wird das Zeitorgan auf einen Wert eingestellt, welcher einen befriedigenden Abstand der hinteren Fläche jedes der Bündel von der Linie der Bewegung der Nadel gewährleistet. In einigen Fällen kann die Maschine ein Bündel erhalten, welches nicht sorgfältig gestapelt ist, so dass z.B. einige der Zuschnitte im Bündel über den Rest der Zuschnitte an der hinteren Fläche des Bündels hervorstehen. Dieser Zustand ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Da das Signal von der photoelektrischen Zelle 110 durch den hinteren Rand des Bündels ausgelöst wird, d.h. den Teil, welcher sich am weitesten von der hinteren Fläche des Bündels erstreckt, so ist daraus klar, dass die Massnahme der Abtastung durch eine photoelektrische Zelle fähig ist, Unregelmässigkeiten der Stapelung auf einer beliebigen Höhe der einzelnen Bündel festzustellen.
Um eine gewünschte straffe Bindung der Bündel zu erhalten, ist es erforderlich, dass diese beim Binden zusammengepresst werden. Es werden auch während des Bindevorganges wesentliche Kräfte auf ein Bündel ausge übt, so dass jedes Bündel fest zwischen den Fördervorrichtungen an der Bindestelle gehalten werden muss. Das Zusammenpressen und das Festhalten wird durch die Tätigkeit der beiden pneumatischen Hubzylinder 56 erzielt, welche über die obere Fördervorrichtung 10 eine nach unten gerichtete Kraft auf die Bündel ausüben, wenn diese durch die Maschine geführt werden. Die vertikale Bewegung der oberen Fördervorrichtung 10 gestattet auch mit der Maschine Bündel zu behandeln, welche verschiedene Abweichungen bezüglich der Höhe aufweisen.
Die geneigte Eingangs-Fördervorrichtung 68, welche an der oberen Fördervorrichtung 10 schwenkbar befestigt ist gestattet eine Veränderung des Winkels zwischen den Fördervorrichtungen 68 und 10. Es ist jedoch ein Grenz schalter 130 (Fig. 1) vorgesehen, welcher durch eine übermässige Bewegung der Fördervorrichtung 68 nach oben betätigt wird und als eine Sicherheitsvorrichtung wirkt, durch welche die Antriebsmotoren 30 und 38 abgebremst werden, wenn versucht wird, einen allzu grossen Gegenstand in die Maschine einzuführen.
Im folgenden wird nun die Folge der einzelnen Arbeitsvorgänge der Maschine beschrieben, zusammen mit der Folge der Betätigung der Grenzschalter.
Zuerst wird ein Bündel 94 in die Maschine eingeführt, und der zur Photozelle 110 führende Lichtstrahl wird unterbrochen. Dadurch wird ein in der Steuervorrichtung 20 befindliches Relais betätigt, welches dem Kreis der photoelektrischen Zelle zugeordnet ist.
Der Grenzschalter 112 wird durch die vordere Kante des Bündels betätigt und bereitet die photoelektrische Zelle auf die Steuerung der Antriebsmotoren 30, 38 vor.
Die hintere Kante des Bündels gibt den Lichtstrahl frei und die photoelektrische Zelle löst eine zeitliche Folge aus, deren Dauer durch die Einstellung der Skala 128 des Zeitorgans bestimmt ist.
Die Grenzschalter 114 und 118 werden durch das Bündel betätigt und verhindern, dass die Nadel 80 nach unten bewegt wird, während sich das Bündel in der Bahn der Nadel befindet.
Der Grenzschalter 116 wird durch die vordere Kante des Bündels betätigt. Dieser Grenzschalter befindet sich im gleichen Schaltkreis wie der Grenzschalter 112, welcher in diesem Augenblick durch den Durchgang der hinteren Kante des Bündels geschlossen wurde.
Der am Zeitorgan eingestellte Zeitraum endet, und die Antriebsmotoren 30 und 38 werden abgebremst, um das Bündel an der Bindestelle zum Stillstand zu bringen.
Die Grenzschalter 114 und 118 werden durch die hintere Kante des Bündels freigegeben, ein nicht dargestelltes elektromagnetisches Ventil wird betätigt, und es beginnt die hydraulische Betätigung der Nadel. Die Nadel beginnt sich nach unten zu bewegen.
Wenn die Nadel das untere Ende ihres Hubes erreicht, wird der Grenzschalter 120 betätigt, um ein weiteres nicht dargestelltes elektromagnetisches Ventil zu betätigen, welches die Bewegung des Stempels 90 der Mlemmanordnung 16 auslöst. Am Ende des Hubes des Stempels 90 wird der Grenzschalter 122 betätigt und beendet die Bewegung des Stempels nach vorne, um gleichzeitig eine Bewegung des Stempels zurück zu beginnen. In der gleichen Zeit wird durch Betätigung des Grenzschalters 122 ein Stahl von Druckluft gegen den Klemmechanismus gerichtet, um von diesem das lose Ende der Schnur zu entfernen.
Am Ende des Rückwärtshubes des Stempels 90 wird der Grenzschalter 124 betätigt und die beiden erwähnten elektromagnetischen Ventile werden entregt. Die Nadel wird nach oben bewegt, und der Luftstrahl wird abgeschaltet.
Der Schalter 120 wird bei der Bewegung der Nadel nach oben freigegeben, wodurch die Antriebsmotoren 30 und 38 von neuem eingeschaltet werden.
Das Bündel wird aus der Maschine bewegt, wobei die hintere Kante den Grenzschalter 116 freigibt, welcher die Relais im Steuerkreis betätigt und für eine weitere Arbeitsfolge im Zusammenhang mit einem neuen Bündel vorbereitet.
Bei der beschriebenen Maschine bezieht sich diese Folge von Tätigkeiten auf Bündel, deren Länge kleiner ist als ein bestimmter Grenzwert. Wenn die Maschine längere Bündel verarbeiten soll, so ändert sich die Folge der Tätigkeiten der photoelektrischen Zelle und der Grenzschalter 112 und 116. Das erzielte Resultat der Maschine bleibt jedoch gleich.
Die in den Fig. 4 bis 7 der Zeichnung dargestellte Maschine ist eine freistehende Einheit, die zur Bewegung mit Rollen 200 versehen ist. Sie ist mit Anschlussleitungen mit Bajonettverschlüssen der üblichen Konstruktion versehen, die der Zufuhr der benötigten Druckluft und des elektrischen Stromes dienen. Falls erwünscht, kann ein Luftkompressor in der Maschine eingebaut sein, so dass nur ein elektrischer Anschluss erforderlich ist.
Die Maschine hat eine starr ausgebildete Basis, die einen Öltank mit einem Fassungsraum von z.B. 140 Liter aufweist. Die Basis ist auf den Rollen 20 abgestützt, welche mit Wälzlagern versehen sind und eine vertikale Einstellung der Maschine z.B. im Bereich von 75 mm gestatten.
Vier rechteckige Profile 202, die miteinander verbunden und auf Stützen 203 der Basis abgestützt sind, tragen eine untere Fördervorrichtung 204. Die Fördervorrichtung 204 hat zwei nebeneinander angeordnete Förderbänder 205, die über Walzen 206 und/oder andere bekannte Führungen, wie z.B. flache Platten geführt sind. Die Fördervorrichtung 204 ist von einem nicht dargestellten hydraulischen Motor bekannter Konstruktion angetrieben, der in hydraulischer Verbindung mit dem Behälter 201 steht.
Zufolge der vertikalen Einstellbarkeit der Rollen 200 ist die maximale horizontale Höhe der Fördervorrichtung 204 um 75 mm höher als ihre minimale horizontale Höhe.
So ist es auch möglich, durch eine ungleiche Einstellung der Rollen 200 die Fördervorrichtung 204 zu neigen, um dadurch verschiedene Eingangshöhen zu erhalten.
An der Basis ist eine im wesentlichen vertikale Säule 207 befestigt, welche einen auskragenden Arm 208 trägt.
Am Arm 208 ist eine obere Fördervorrichtung 209 befestigt. Im Arm ist ein pneumatischer Zylinder 210, ein Hebelmechanismus 211 und eine Führung 212 für die obere Fördervorrichtung untergebracht. Die obere Fördervorrichtung 209 ist ähnlich ausgebildet wie die untere Fördervorrichtung 204, d.h. sie enthält zwei nebeneinander angeordnete endlose Förderbänder 213, die über Walzen 214 oder andere geeignete Führungen (nicht dargestellt), z.B. flache Platten geführt sind. Die obere Fördervorrichtung 209 ist durch einen hydraulischen Motor 215 angetrieben, der in einem Schaltkreis mit dem Behälter 201 geschaltet ist.
Die obere Fördervorrichtung 209 ist entlang der Säule 207 vertikal gegenüber dem auskragenden Arm 208 verstellbar und ist in der Fig. 5 in ihrer höchsten Stellung dargestellt. Die Fördervorrichtung 209 ist während ihrer vertikalen Bewegung in geeigneter Weise geführt und abgestützt. Wenn der Kolben des Zylinders 210 eingezogen ist, so schwenkt er den Hebelmechanismus 211 um eine Achse 216, was zur Folge hat, dass die Führung 212 in ihrem vertikalen Schlitz 216 nach unten gleitet. Durch diese Bewegung wird gleichzeitig ein Hebelmechanismus 218 um eine Achse 219 geschwenkt. Auf diese Weise kann die obere Fördervorrichtung 209 einfach vertikal eingestellt werden. Der Zylinder 210 ist an eine nicht dargestellte Quelle von Druckluft angeschlossen.
Der Hebelmechanismus 218 ist über ein mit einem Gewinde versehenes federbelastetes Element 220, welches in einem festen Teil des Armes 208 eingeschraubt ist, mit einem Handrad 221 verbunden. Durch eine Drehung des Handrades 221 und des Elementes 220 wird die obere Höhe der Fördervorrichtung 209 eingestellt, um verschiedene Höhen von Bündeln zu berücksichtigen. Eine Skala 222 gestattet eine genaue Einstellung der oberen Endlage der Fördervorrichtung 209 mittels des Handrades 221.
Die Bindeeinheit ist vom bekannten, bereits erwähnten Typ und die pneumatisch betätigte Nadel 223 ist an der Seite des auskragenden Armes 208 angeordnet, und zwar in einer Linie mit einer Klemmanordnung 224, welche sich unterhalb der unteren Fördervorrichtung 204 befindet.
Die obere Fördervorrichtung 209 ist mit einem geneigten Eingangsabschnitt 225 mit ähnlichem Aufbau wie die Fördervorrichtung 209 versehen. Der Abschnitt 225 wird jedoch mit einer etwas höheren Geschwindigkeit angetrieben als die Fördervorrichtung 209, so dass ein der Maschine zugeführtes rechtwinkliges Bündel rechtwinklig bleibt.
Die Steuertafel der Maschine ist mit 226 bezeichnet, und die erforderlichen elektromagnetisch betätigten hydraulischen und pneumatischen Ventile (nicht dargestellt) sind zugänglich im unteren Ende der Säule 207 oder in ihrer Nähe angeordnet.
Eine motorisch angetriebene hydraulische Pumpe 227 ist am Behälter 201 befestigt. Die vertikale Säule 207 ist hohl und dient der Aufnahme von drei vertikal übereinander angeordneten Spulen T mit der Schnur. Eine Spule mit aufgewickeltem Metallband C befindet sich in einer Vorratsanordnung 228, die sich unterhalb der unteren Fördervorrichtung 204 befindet.
Die dargestellte Maschine ist mit hydraulischen pneumatischen und elektrischen Anschlüssen versehen. Die Folge der Arbeitstätigkeiten kann an der Steuertafel eingestellt und gewählt werden.
Aus der Fig. 4 ist die Anordnung verschiedener Grenzschalter und einer photoelektrischen Zelle ersichtlich. Die Fig. 6 und 7 zeigen den hydraulischen und den pneumatischen Steuerkreis der Maschine.
Die Funktion der Maschine wird nun zuerst allgemein und dann nach der Folge der einzelnen Arbeitsgänge beschrieben.
Durch eine Drehung des Handrades 221 wird die Höhe der oberen Fördervorrichtung 290 entsprechend der Skala 222 eingestellt und auf die Höhe der zu bindenden Bündel B angepasst. Wenn die Zubringeleitung für die Bündel eingestellt ist, so wird die Maschine so angeordnet, dass die Stelle, an welcher die Schnur um das Bündel herumgelegt wird, in die Mitte des Bündels B fällt. Das sind die einzigen Einstellungen, die zum Anpassen an Bündel B verschiedener Grössen erforderlich sind. Wenn die Schnur T und das Metallband C eingelegt sind, und die Steuerung in Arbeitsstellung gebracht wird, wird ein aufgeschichtetes Bündel B der Maschine zugeführt. Der geneigte Abschnitt 225 der oberen Fördervorrichtung 209 drückt fortschreitend das Bündel B zusammen, bis eine ausreichende Druckkraft entsteht, um eine Mitnahme des Bündels zu gewährleisten.
Die vordere Kante des Bündels B stösst gegen die Schnur T, welche von der Nadel 223 geführt und in der Klemmanordnung 224 gehalten ist. Durch eine Bewegung des Bündels B nach vorne wird die Schnur T um den Boden, die vordere Seite und die obere Seite des Bündels B herumgeführt. Kurz vor dem Erreichen der Bindestelle betätigt die hintere Kante des Bündels B einen Grenzschalter, durch welchen die hydraulischen Motoren 215 der Fördervorrichtungen auf eine niedrige Geschwindigkeit umgeschaltet werden. Das Bündel B wird darauf mit verminderter Geschwindigkeit bewegt, bis es die Bindestelle erreicht. In diesem Augenblick gibt eine photoelektrische Zelle ein Signal, durch welches die Antriebsmotoren 215 zum Stillstand gebracht werden.
Gleichzeitig mit dem Abbremsen der Motoren 215 wird die obere Fördervorrichtung 209 durch den Zylinder 210 pneumatisch belastet, wobei die Hebelmechanismen 211 und 218 auf die Führung 212 einwirken, um das Bündel B noch mehr zusammenzupressen. Dabei bewegt sich die Nadel 223 nach unten. Am Ende der Bewegung gelangt die Nadel 223 in die Klemmanordnung 224, und es wird ein Arbeitsvorgang ausgelöst, bei welchem eine Klammer gebildet wird, durch welche beide Enden der Schnur miteinander verbunden werden, welche das Bündel umschliesst. Die Schnur T wird darauf unterhalb der Klammer durchgetrennt. Während die Bindeeinheit in ihren Ausgangszustand bewegt wird, bewegt sich auch die Nadel 223 nach oben, wobei das Ende der Schnur T für den nächsten Arbeitsvorgang in der Klemmanordnung 224 festgehalten bleibt.
Während die Nadel 223 ihre Bewegung nach oben ausführt, werden die pneumatische Belastung der oberen Fördervorrichtung 209 gelöst und die Antriebsmotoren 215 auf die höhere Geschwindigkeit umgeschaltet. Das gebundene Bündel B wird aus der Maschine bewegt und ein neues Bündel in die Maschine eingeführt, welches eine Wiederholung des Arbeitszyklus zur Folge hat.
Die genaue Folge der einzelnen Arbeitsvorgänge ist wie folgt:
Der Antrieb der Maschine wird eingeschaltet, die Pumpe 227 in Betrieb gesetzt und die Steuerung für die Nadel und die Klemmanordnung auf automatische Funktion eingestellt. Ein elektromagnetisches Ventil 229 wird betätigt, wodurch der Antrieb der hydraulischen Motoren 215 eingeschaltet wird, und die Fördervorrichtungen 204 und 209 mit hoher Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt werden.
Ein Bündel B wird zwischen die Fördervorrichtungen 204 und 209 eingeführt und betätigt einen Grenzschalter 230 untere Ende ihrer Bewegung erreicht. Ein Elektromagnet 238 wird erregt, um ein Ventil 239 zu betätigen und eine Bewegung nach vorne eines Stempels 240 der Klemmvorrichtung auszulösen.
Am Ende des Hubes des Stempels 240 wird ein Grenzschalter 241 betätigt, um den Elektromagneten 238 zu entregen und den Elektromagneten 242 des Luftventils zu erregen. Der Stempel 240 beginnt seinen Hub zurück, und eine Betätigung eines Luftventils 242V hat die Entstehung eines Luftstrahles zur Folge, welcher gegen die Klemmanordnung gerichtet ist. Der Luftstrahl ist in der Fig. 7 mit 243 bezeichnet.
Am Ende der Rückbewegung des Stempels 240 wird ein Grenzschalter 244 betätigt, welcher die Elektromagneten 242, 236 und 235 von Luftventilen entregt. Die Nadel 223 bewegt sich nach oben, der durch den Zylinder 210 auf die obere Fördervorrichtung 209 ausgeübte zusätzliche Druck wird gelöst und der Luftstrahl 243 wird unterbrochen.
Der Grenzschalter 237 wird bei der Hubbewegung der Nadel 223 gelöst. Der Elektromagnet 229 wird erregt, was zur Folge hat, dass die Fördervorrichtungen 204 und 209 mit hoher Geschwindigkeit in Betrieb gesetzt werden.
Das Bündel B wird aus der Maschine nach aussen bewegt und seine hintere Kante löst den Grenzschalter 233, wodurch die Steuerung in den Ausgangszustand versetzt wird.
Die Maschine ist nun für die Aufnahme eines nächsten Bündels B bereit.
Ein Grenzschalter 245 ist an der Verbindungsstelle der Fördervorrichtungen 209 und 225 angeordnet, und wird durch eine unerwünschte Bewegung der Fördervorrichtung 225 nach oben betätigt. Dadurch werden die Elektromagneten 229 und 232 entregt. Sie wirken auf diese Weise als eine Sicherheitsvorrichtung, durch welche die Antriebsmotoren 215 abgebremst und die Fördervorrichtungen 204 und 209 zum Stillstand gebracht werden wenn ein zu grosser Gegenstand in die Maschine eingeführt wird.
Der pneumatische Schaltkreis ist mit einem Anschluss 246 für die Verbindung mit einer Quelle von Druckluft versehen, einem Filter 247 und mit einer von Hand betätigbaren Luftdüse 248, die an die Leitung mittels eines Schlauches angeschlossen ist.
Die hydraulische Schaltung enthält einen Saugkorb 249 im Behälter 201 und einen Filter 250.
Bei der Ausführung der Maschine, welche für einen raschen Durchgang der Gegenstände bestimmt ist, ist ein zweistufiger Antrieb der Fördervorrichtungen vorgesehen. Die Arbeitsweise des Antriebes ist dabei derart, dass ein Gegenstand rasch bis zu einer Stelle vor der Bindestelle gebracht wird. Darauf wird der Gegenstand durch einen Antrieb mit niedriger Geschwindigkeit in seine genaue Lage an der Bindestelle gebracht. Wenn diese Ausführung bei der Maschine nach den Fig. 1 bis 3 angewandt werden soll, so wird die Photozelle 110 an der Bindestelle angebracht, und die Grenzschalter 114 und 118 werden weggelassen.
Die Erfindung ist nicht auf den Vorgang eines Zusammenbindens von gestapelten Kartonzuschnitten begrenzt. Die beschriebene Maschine ist z.B. fähig, andere Gegenstände oder Bündel zu binden, welche leicht abweichende Höhen und verschiedene Formen der vorderen Flächen haben.
Insbesondere wegen ihrer geraden durchgehenden Ausbildung gestattet die beschriebene Maschine die Erzielung einer höheren Leistung, ausgedrückt in pro Zeiteinheit gebundenen Gegenständen, als es bei den bisher bekannten Ausführungen der Bindemaschinen möglich war, bei denen z.B. die Gegenstände von Hand in eine bestimmte Eingangsbahn eingelegt werden und wieder von Hand aus der Maschine entlang einer Ausgangsbahn entfernt werden, die unter rechtem Winkel zur Eingangsbahn steht.
Method for binding objects and binding machine for carrying out the method
The invention relates to a method for binding objects which are fed in a sequence to a binding machine.
The method according to the invention is characterized in that in each case an object is introduced into the machine, stopped at a binding point on the machine, bound thereon and conveyed out of the machine.
The binding machine for carrying out the method is characterized by conveyor devices for moving the objects through the machine, a binding point in the path of the conveying devices, a binding device suitable for binding an object which is located at the binding point, a sensor for sensing the presence an object which is used to bring about a standstill of the conveying devices when the object is at the binding point, as well as organs for putting the conveying devices back into operation after the binding process has ended.
The invention relates to a method and a machine for binding objects such as e.g.
Bundling of stacked cardboard blanks, the objects being fed in a sequence to a binding point which forms part of the machine and removed therefrom.
In one known form of binding machine, a closed loop of string is formed around an object, the object being inserted into the open loop of the string by hand. This is followed by a downward movement of a needle which carries the cord and brings two parts of the cord together. The parts are then connected to one another by a metallic clip which is formed in the binding unit from a roll of metallic strip. Such a binding unit is the subject of British Patent No. 947 093.
The present invention aims to provide a method for binding objects, wherein the objects are fed and removed automatically and in sequence to a binding unit, and the binding unit can be of the type mentioned.
Another object of the invention is to provide a binding machine which is suitable for continuous assembly line work and which has a binding unit e.g. of the type mentioned.
When objects are automatically conveyed into and out of a binding unit, problems arise with the behavior of an object during the binding process, the exact arrangement of an object at a standstill at a binding point in the machine and with the ability to handle objects which are in certain Boundaries are different in height or length.
Preferably, during the process, the object is detected and moved into the machine, the passage of a rear edge of the object being scanned, whereupon the object is stopped after the presence of the rear edge of the object has been determined at a certain point on the machine.
The item is then bound and moved out of the machine. The binding machine, which is preferably suitable for assembly line work, can contain an upper and a lower conveyor device, which is suitable for firmly grasping and moving an object in a straight line through the machine, as well as a binding point with a binding unit of the type mentioned.
The invention is explained using two exemplary embodiments shown schematically in the drawing.
Show it:
1 shows a side view of a binding machine according to the invention,
FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale, partly in section,
3 shows the section 3-3 from FIG. 1,
Fig. 4 is a side view of another embodiment of the machine,
5 shows a partial view from FIG. 1 on a larger scale,
6 is a circuit diagram of a hydraulic control circuit of the machine according to FIGS. 4 and 5 and
7 is a circuit diagram of a pneumatic circuit of the machine according to FIGS. 4 and 5.
The machine according to FIGS. 1 to 3 is a machine for pressing and tying bundles for continuous assembly line work, which is preferably suitable for receiving and tying bundles of blanks of cardboard which are fed in a sequence through the machine.
The machine shown in Figures 1 to 3 of the drawings includes an upper conveyor 10 and a lower conveyor 12, both of which are attached to a frame. At one point in the path of movement of the conveyors 10 and 12 is a binding unit which includes a needle assembly 14 located above the upper conveyor 10 and a clamping assembly 16 located below the lower conveyor 12. A hydraulic unit 18, which is used to actuate the needle arrangement 14 and the clamping arrangement 16, and an electrical control device 20, which is used to control the sequence of activities of the machine, is also arranged below the lower conveyor device 12.
The frame of the machine is attached to four rollers 22 which run along two rails 24 made of inverted angle iron and allow the machine to be adjusted laterally relative to the bundles being fed into the machine.
The lower conveyor device 12 contains two endless conveyor belts 26 (FIG. 3) which are arranged at a distance from one another and which run over a series of rollers 28.
The conveyor belts 26 are driven by a drive motor 30 which has a brake 32 installed.
The lower conveyor device 10 contains two endless conveyor belts 34 (FIG. 3) which run over a series of rollers 36. The conveyor belts 34 are driven by a drive motor 38 which has a brake 40. The upper conveyor device 10 is vertically movable on two vertical arms 42 which are attached to the frame. Two horizontal arms 46 are guided on the vertical arms 42 by means of rollers 44 and carry the upper conveyor device 10. The rollers 44 can move along vertical guides 45 which are attached to the vertical arms 42.
Movement of the upper conveyor 10 up and down is controlled by two lift assemblies, the parts of which are described below. Above each of two horizontal arms 48 (FIG. 3) which are rigidly attached to the vertical arms 42, a lever mechanism is arranged which includes levers 50, 52 and a rod 54 connected to one another. The rod 54 is threaded and slidably guided in a bore in the horizontal arm 48. A pneumatic lifting cylinder 56 and a hand wheel 58 with a spring 60 are assigned to the lever mechanism. The hand wheel 58 is attached to a sleeve 59 which is screwed onto the thread of the rod 54. The lift cylinder 56 is a double-acting cylinder.
The compressed air is supplied to the lower side of its piston via a line 62, while the compressed air is supplied to the upper side of the piston via a line 64 which contains a manometer 65 with an adjustable pressure control valve 66. The piston of the pneumatic lifting cylinder 56 is connected to the lever 52 of the lever mechanism by means of a piston rod and a bolt connection.
By supplying air through line 62 into each of the lift assemblies, the upper conveyor 10 is lifted above the maximum height of the bundles which are to be fed to the machine. By supplying air through line 64, the upper conveyor 10 is moved downward to apply a predetermined pressure to the bundles which are being fed through the machine. The pressure is through. a suitable setting of the pressure control valve 66 and the handwheel 58 can be influenced.
By operating the hand wheel 58, the height of the upper conveyor device 10 is adjusted above the lower conveyor device 12 in order to allow bundles of a certain height to be passed through the machine.
An upwardly inclined input conveyor 68 is used to receive the bundles that are fed to the machine. The conveyor device 68 contains three conveyor belts 70 which are arranged at a distance from one another and which are each guided over four rollers. The conveyor belts of the conveyor device 68 are driven at a slightly higher speed than the conveyor belts 34 of the upper conveyor device 10 and the conveyor belts 26 of the lower conveyor device 12. This is achieved in that the drive of the conveyor belts 70 of the conveyor device 68 from a stepped part of an end roller 37 of the upper conveyor 10, the stepped part having a diameter which is larger than the diameter of the parts over which the belts 34 are guided.
In this way a tendency of the conveyor device to hold back upper blanks of a bundle is counteracted.
The inclined input conveyor 68 is pivotable about the axis of the end roller 37, namely by the influence of a spring 72. The arrangement is such that when the conveyor 68 moves upward, the spring 72 is compressed.
The needle assembly 14 and the clamp assembly
16 form parts of a binding unit on the market which is the subject of the aforementioned British patent no. 947 093. The needle assembly
14 includes an eyed needle 80 carrying cord 82 which is fed to the needle from a spool 84. The needle can be moved in an approximately vertical direction by hydraulic elements. In another embodiment of the binding unit, the needle is pneumatically operated.
A metallic strip 88 is fed to the clamping assembly 16 from a spool 86 of the strip of material for clips. The clamping assembly 16 includes a hydraulically actuated clamping ram 90 and an anvil 92 which cooperate to secure a metallic clip around two adjacent ends of a cord within the clamping assembly. The clamp is formed from the metallic strip 88. The clamping arrangement also contains means for arranging the cord in a position which is in the region of the metallic clamp to be formed. The ram 90 is actuated via a hydraulic cylinder 91 and a pivotable lever 93.
During operation of the machine, a bundle 94 is fed into the space between the conveyor 68 and the lower conveyor 12. The bundle thereby passes between the conveying devices 10 and 12 and is moved by them. When the bundle enters the area of the needle assembly 14, the front surface of the bundle abuts a length of cord extending from the needle to the clamp assembly and carries that cord forward until the lower and upper sides of the bundle as also its front surface are connected in a loop 83 of the cord. The cord is guided from the spool 86 through the eye of the needle 80.
The lower end of the loop 83 is fastened in the clamping arrangement 16.
The bundle now arrives at a binding point as soon as a rear edge 96 of the bundle has passed a certain distance over the line 98 of the movement of the needle (FIG. 2). Under the influence of control organs to be described, the two drive motors 30 and 38 are braked, whereby the conveyor devices
10, 12 and 68 are brought to a standstill as soon as a bundle is at the binding point.
In this position, the needle 80 is moved downward to wrap the cord around the rear surface of the bundle and guide two adjacent portions of the cord through the clamping assembly 16. In the clamp assembly, a metallic bracket is formed around the two parts and secured, the metal being previously severed from strips 88 to form the bracket. After this operation, the cord is cut under the clamp.
The needle is then brought into its upper position according to FIG. 1, the two drive motors 30 and 38 are set in motion and the bound bundle is guided along the remaining length of the conveyor devices and leaves the machine.
The hydraulic unit 18, which supplies the hydraulic pressure medium for moving the needle 80 and for the clamping arrangement, contains an electric motor 100 which drives a hydraulic pump 102.
Hydraulic fluid is supplied to the pump from a container 104. The hydraulic unit 18 also contains a pressure gauge 106.
The sequence of activities of the individual parts of the machine is controlled by limit switches, relays and photoelectric cells, which form part of the electrical circuit of the machine.
A light source 108 (FIG. 2) is arranged on the path of the lower conveyor device 12, with a photoelectric cell 110 being arranged above the upper conveyor device and vertically above the light source 118. The light source is arranged to direct a beam of light against the photoelectric cell 110.
The light beam is interrupted by the passage of a bundle through the machine before it reaches the bundling point. The photoelectric cell is used as a sensor which senses the presence of a bundle or a part of the bundle which is passed under it.
Three limit switches 112, 114 and 116 (FIG. 2) are arranged so that their actuating arms extend a little below the upper conveyor device 10 so that they are actuated by the passage of a bundle. Another limit switch 118 is arranged with an actuating arm slightly above the lower conveyor device 12. Finally, a limit switch 120 (FIG. 1) is associated with the needle assembly 14 and is actuated by the needle as it moves downward.
A limit switch 122 is actuated within the clamping arrangement 16 by a forward movement of the plunger 90. When the punch moves back, a further limit switch 124 is actuated.
A limit switch 126 (FIG. 3) is located in the path of the cord 82 and is actuated when the cord breaks or when the supply of the spool 84 is exhausted.
A time element is arranged within the control device 20, a scale 128, which is arranged on the front wall of the control device 20, enabling the delay caused by the time element to be set.
The photoelectric cell 110 has the task of transmitting a signal to the timing element when the rear edge 96 (FIG. 2) of a moving beam 94 moves through the light beam. After a certain delay, which is set on the scale 128, the two drive motors 30 and 38 are braked and the bundle is brought to a standstill at the binding point
For best results from the binding assembly, it is recommended that the rear surface of the bundle be stopped as close as possible to the line 98 of needle 80 movement. The greater the distance between these two, the less tightly the bundle is tied.
On the other hand, however, the bundle must not be brought to a standstill earlier before its rear surface has been moved past the line of movement of the needle, otherwise the needle would damage at least part of the bundle.
During a test run of the bundle through the machine, the timing element is set to a value which ensures a satisfactory distance of the rear surface of each of the bundles from the line of movement of the needle. In some cases the machine may receive a bundle which is not carefully stacked, e.g. some of the blanks in the bundle protrude above the remainder of the blanks on the rear face of the bundle. This state is shown in FIGS. 1 and 2. Since the signal from the photoelectric cell 110 is triggered by the rear edge of the beam, i. the part which extends farthest from the rear surface of the bundle, it is clear from this that the measure of scanning by a photoelectric cell is able to detect irregularities in the stacking at any height of the individual bundles.
In order to obtain a desired tight binding of the bundles, it is necessary for them to be pressed together during binding. Significant forces are also exerted on a bundle during the binding process, so that each bundle must be held firmly between the conveyor devices at the binding point. The compression and retention is achieved by the action of the two pneumatic lifting cylinders 56 which, via the upper conveyor 10, exert a downward force on the bundles as they are passed through the machine. The vertical movement of the upper conveyor 10 also allows the machine to handle bundles which have various deviations in height.
The inclined input conveyor 68, which is pivotally attached to the upper conveyor 10, allows the angle between the conveyors 68 and 10 to be changed. However, a limit switch 130 (FIG. 1) is provided which, by excessive movement of the conveyor 68 is actuated upwards and acts as a safety device by which the drive motors 30 and 38 are braked if an attempt is made to insert an overly large object into the machine.
In the following, the sequence of the individual operations of the machine will now be described, together with the sequence of actuation of the limit switches.
First a bundle 94 is inserted into the machine and the light beam leading to the photocell 110 is interrupted. As a result, a relay located in the control device 20 is actuated, which relay is assigned to the circuit of the photoelectric cell.
Limit switch 112 is actuated by the leading edge of the bundle and prepares the photoelectric cell for control of drive motors 30,38.
The rear edge of the bundle releases the light beam and the photoelectric cell triggers a time sequence, the duration of which is determined by the setting of the scale 128 of the timer.
Limit switches 114 and 118 are actuated by the bundle and prevent needle 80 from moving downward while the bundle is in the path of the needle.
The limit switch 116 is actuated by the leading edge of the bundle. This limit switch is in the same circuit as the limit switch 112 which was closed at that moment by the passage of the rear edge of the bundle.
The time period set on the timer ends and the drive motors 30 and 38 are braked in order to bring the bundle to a standstill at the binding point.
Limit switches 114 and 118 are released by the rear edge of the bundle, an electromagnetic valve (not shown) is actuated, and hydraulic actuation of the needle begins. The needle begins to move down.
When the needle reaches the lower end of its stroke, the limit switch 120 is actuated in order to actuate a further electromagnetic valve, not shown, which triggers the movement of the plunger 90 of the mandrel assembly 16. At the end of the stroke of the punch 90, the limit switch 122 is actuated and terminates the movement of the punch forwards, in order to simultaneously start a movement of the punch backwards. At the same time, actuation of the limit switch 122 directs a steel of compressed air against the clamping mechanism to remove the loose end of the cord therefrom.
At the end of the backward stroke of the ram 90, the limit switch 124 is actuated and the two mentioned electromagnetic valves are de-energized. The needle is moved up and the air jet is switched off.
The switch 120 is released when the needle is moved upwards, whereby the drive motors 30 and 38 are switched on again.
The bundle is moved out of the machine, with the rear edge releasing the limit switch 116, which actuates the relays in the control circuit and prepares them for a further sequence of operations in connection with a new bundle.
In the case of the machine described, this sequence of activities relates to bundles whose length is less than a certain limit value. If the machine is to process longer bundles, the sequence of operations of the photoelectric cell and the limit switches 112 and 116 changes. The result achieved by the machine, however, remains the same.
The machine shown in Figures 4 to 7 of the drawings is a free-standing unit fitted with rollers 200 for movement. It is provided with connection lines with bayonet locks of the usual construction, which are used to supply the required compressed air and electrical current. If desired, an air compressor can be built into the machine so that only one electrical connection is required.
The machine has a rigid base which contains an oil tank with a capacity of e.g. 140 liters. The base is supported on rollers 20, which are provided with roller bearings and enable vertical adjustment of the machine e.g. in the range of 75 mm.
Four rectangular profiles 202, interconnected and supported on supports 203 of the base, carry a lower conveyor 204. Conveyor 204 has two conveyor belts 205 arranged side by side, which run over rollers 206 and / or other known guides, e.g. flat plates are guided. The conveying device 204 is driven by a hydraulic motor of known construction, not shown, which is in hydraulic connection with the container 201.
As a result of the vertical adjustability of the rollers 200, the maximum horizontal height of the conveyor device 204 is 75 mm higher than its minimum horizontal height.
It is thus also possible to incline the conveyor device 204 through an unequal setting of the rollers 200 in order to obtain different entrance heights.
Attached to the base is a substantially vertical column 207 which supports a cantilever arm 208.
An upper conveyor 209 is attached to the arm 208. The arm houses a pneumatic cylinder 210, a lever mechanism 211 and a guide 212 for the upper conveyor. The upper conveyor device 209 is constructed similarly to the lower conveyor device 204, i. it comprises two juxtaposed endless conveyor belts 213 which are driven over rollers 214 or other suitable guides (not shown), e.g. flat plates are guided. The upper conveyor 209 is driven by a hydraulic motor 215 which is connected in circuit with the container 201.
The upper conveyor device 209 is vertically adjustable along the column 207 with respect to the cantilevered arm 208 and is shown in FIG. 5 in its highest position. The conveyor device 209 is guided and supported in a suitable manner during its vertical movement. When the piston of the cylinder 210 is retracted, it pivots the lever mechanism 211 about an axis 216, with the result that the guide 212 slides downwards in its vertical slot 216. As a result of this movement, a lever mechanism 218 is pivoted about an axis 219 at the same time. In this way, the upper conveyor 209 can be easily adjusted vertically. The cylinder 210 is connected to a source of compressed air, not shown.
The lever mechanism 218 is connected to a hand wheel 221 via a spring-loaded element 220 provided with a thread which is screwed into a fixed part of the arm 208. By rotating the handwheel 221 and the element 220, the upper height of the conveyor device 209 is adjusted to allow for different heights of bundles. A scale 222 allows the upper end position of the conveying device 209 to be set precisely by means of the hand wheel 221.
The binding unit is of the known type previously mentioned and the pneumatically operated needle 223 is positioned on the side of the cantilever arm 208, in line with a clamp assembly 224 located below the lower conveyor 204.
The upper conveyor 209 is provided with an inclined entrance portion 225 of similar structure to the conveyor 209. However, the section 225 is driven at a slightly higher speed than the conveyor 209, so that a rectangular bundle fed to the machine remains rectangular.
The control panel of the machine is indicated at 226 and the required solenoid-operated hydraulic and pneumatic valves (not shown) are accessible in the lower end of the column 207 or near it.
A motor-driven hydraulic pump 227 is attached to the container 201. The vertical column 207 is hollow and is used to accommodate three vertically stacked spools T with the cord. A reel of wound metal tape C is located in a storage arrangement 228 which is located below the lower conveyor device 204.
The machine shown is provided with hydraulic, pneumatic and electrical connections. The sequence of work activities can be set and selected on the control panel.
The arrangement of various limit switches and a photoelectric cell can be seen from FIG. Figures 6 and 7 show the hydraulic and pneumatic control circuits of the machine.
The function of the machine will now be described first in general and then according to the sequence of the individual operations.
By turning the handwheel 221, the height of the upper conveyor device 290 is set according to the scale 222 and adjusted to the height of the bundle B to be tied. When the feed line for the bundle is set, the machine is arranged so that the point where the cord is wrapped around the bundle falls in the middle of the bundle B. These are the only adjustments required to fit bundles B of different sizes. When the cord T and the metal band C are inserted and the control is brought into working position, a stacked bundle B is fed to the machine. The inclined section 225 of the upper conveyor device 209 progressively compresses the bundle B until a sufficient compressive force is created to ensure that the bundle is carried along.
The front edge of the bundle B abuts against the cord T, which is guided by the needle 223 and held in the clamping arrangement 224. By moving the bundle B forward, the cord T is wrapped around the bottom, the front side and the top of the bundle B. Shortly before reaching the binding point, the rear edge of the bundle B actuates a limit switch, by means of which the hydraulic motors 215 of the conveyors are switched to a low speed. The bundle B is then moved at reduced speed until it reaches the binding point. At this moment, a photoelectric cell gives a signal by which the drive motors 215 are brought to a standstill.
Simultaneously with the braking of the motors 215, the upper conveyor device 209 is pneumatically loaded by the cylinder 210, the lever mechanisms 211 and 218 acting on the guide 212 in order to compress the bundle B even more. The needle 223 moves downwards. At the end of the movement, the needle 223 arrives in the clamping arrangement 224, and an operation is triggered in which a clamp is formed, by means of which both ends of the cord which surrounds the bundle are connected to one another. The cord T is then cut below the clip. While the binding unit is being moved to its original position, the needle 223 also moves upwards, with the end of the cord T being held in place in the clamping arrangement 224 for the next operation.
While the needle 223 executes its upward movement, the pneumatic load on the upper conveyor device 209 is released and the drive motors 215 switched to the higher speed. The bound bundle B is moved out of the machine and a new bundle is introduced into the machine, which results in a repetition of the work cycle.
The exact sequence of the individual work processes is as follows:
The drive of the machine is switched on, the pump 227 is put into operation and the control for the needle and the clamping arrangement are set to automatic function. An electromagnetic valve 229 is operated, thereby turning on the drive of the hydraulic motors 215, and the conveyors 204 and 209 are set in motion at high speed.
A bundle B is inserted between the conveyors 204 and 209 and actuates a limit switch 230 when it reaches the bottom of its travel. A solenoid 238 is energized to actuate a valve 239 and initiate forward movement of a plunger 240 of the clamp.
At the end of the stroke of the ram 240, a limit switch 241 is actuated to de-energize the solenoid 238 and energize the solenoid 242 of the air valve. The plunger 240 begins its stroke back, and actuation of an air valve 242V results in the creation of an air jet which is directed against the clamping arrangement. The air jet is designated by 243 in FIG. 7.
At the end of the return movement of the plunger 240, a limit switch 244 is actuated, which de-energizes the electromagnets 242, 236 and 235 of air valves. The needle 223 moves upward, the additional pressure exerted by the cylinder 210 on the upper conveyor 209 is released and the air jet 243 is interrupted.
The limit switch 237 is released when the needle 223 is lifted. The solenoid 229 is energized, causing the conveyors 204 and 209 to operate at high speed.
The bundle B is moved out of the machine and its rear edge triggers the limit switch 233, whereby the control is set in the initial state.
The machine is now ready to pick up the next bundle B.
A limit switch 245 is located at the junction of the conveyors 209 and 225, and is actuated by undesired movement of the conveyor 225 upward. This de-energizes the electromagnets 229 and 232. In this way, they act as a safety device by which the drive motors 215 are braked and the conveying devices 204 and 209 are brought to a standstill if an object that is too large is introduced into the machine.
The pneumatic circuit is provided with a connector 246 for connection to a source of pressurized air, a filter 247 and a manually operated air nozzle 248 which is connected to the line by means of a hose.
The hydraulic circuit contains a suction strainer 249 in the container 201 and a filter 250.
In the execution of the machine, which is intended for a quick passage of the objects, a two-stage drive of the conveyor devices is provided. The operation of the drive is such that an object is quickly brought to a point in front of the binding point. The object is then brought into its exact position at the binding point by a drive at low speed. If this embodiment is to be used with the machine of Figures 1 to 3, the photocell 110 is attached to the binding site and the limit switches 114 and 118 are omitted.
The invention is not limited to the process of tying together stacked cardboard blanks. The machine described is e.g. able to tie other objects or bundles which have slightly different heights and different shapes of the front surfaces.
In particular because of its straight, continuous design, the machine described enables a higher performance to be achieved, expressed in terms of objects bound per unit of time, than was possible with the previously known designs of binding machines, in which e.g. the objects are placed by hand in a specific input path and removed again by hand from the machine along an output path that is at right angles to the input path.