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Maschine zur Herstellung von Behältern durch Falten von
Faltlinien besitzenden Zuschnitten
Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung von Behältern durch Falten von Faltlinien besitzenden Zuschnitten quadratischer oder rechteckiger Grundfläche, wobei zwei von gegenüberliegenden Seiten der Grundfläche ausgehende zusammenlaufende Mantelflächen miteinander durch in sich einspringende gefaltete Seitenteile des Zuschnittes verbunden sind, deren Ränder durch Versiegelung aneinandergefügt werden, wobei zum Auflegen des Zuschnittes eine Auflageplatte mit Öffnung sowie ein durch diese beweglicher Stempel vorgesehen sind, dessen Grundfläche jener des Behälters entspricht und der eine Anfangsfaltung des Zuschnittes zu einem etwa U-förmigen Gebilde mit noch offenen Seiten bewirkt.
Das Material des Zuschnitts besteht zweckmässig aus homogenem oder zusammengesetztem Karton od. dgl., der mit einem warmsiegelbaren Überzug versehen ist, soferne es sich nicht überhaupt um ein warmsiegelbares Material handelt.
Es ist eine Maschine der eingangs angeführten Art vorgeschlagen worden, in der der Zuschnitt aufeinanderfolgenden Biegevorgängen unterworfen wird, wozu er durch die Maschine hindurchbewegt wird. Dabei unterliegt der Zuschnitt aber Reibungs- und Zugbeanspruchungen, was für manche Packmaterialien nachteilig ist und ausserdem einen komplizierten Aufbau der Maschine bedingt. Der Zuschnitt wird zudem in bloss vorgebogenem Zustand in eine Schliessvorrichtung eingebracht und erst in dieser endgültig gebogen, was aber die Gefahr der Erzeugung ungewollter Biegestellen beinhaltet.
Aufgabe der Erfindung ist es insbesonders, eine Maschine dieser Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau eine schnelle und wirtschaftliche Herstellung von Verpackungen der eingangs genannten Art zulässt, wobei die Aufgabe auf eine Weise gelöst werden soll, dass sich ein verlässlicher Betrieb bei leichter Anpassbarkeit an verschiedene zu verarbeitende Packmaterialien und somit eine geringe Ausschussbildung ergibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung bei einer Maschine der eingangs angeführten Art dadurch, dass ein Anschlag für den am Ende seines Hubes angelangten Stempel und die vor ihm liegende Grundfläche des Behälters. sowie zwei DreiecksstUcke mit je aufwärts weisender Spitze nahe jenen Seiten des Anschlages vorgesehen sind, welche den noch offenen Seiten des U-förmigen Gebildes zugehören, und mit Vorrichtungen zum Bewegen dieser Dreiecksstücke entlang dem Ende des gesenkten Stempels, zwecks Bildung der einspringenden Falten sowie mit zwei Schalen,
von denen jede eine Höhlung entsprechend einer zwischen den Versiegelungsrändern liegenden Seitenwand und jede Schale U-förmigen Querschnitt mit bis in die Nähe des Anschlages sich auf Null vermindernder Schenkellänge besitzt und die Schalen im Abstand von dem in der tiefsten Stellung befindlichen Stempel verlaufen und mit ersten Einrichtungen um die Schalen zwecks Faltens der Behälterseitenwände einander zu nähern, und mit zweiten Einrichtungen zum weiteren gegenseitigen so weit gehenden Nähern der Schalen, dass sie die Versiegelungsränder des nun fertig gefalteten Zuschnitts zwischen sich klemmen und schliesslich mit Versiegelungsbehelfen, die auf die Versiegelungsränder des Behälters beweglich sind.
Eine gemäss der Erfindung beschaffene Maschine ist einfacher aufzubauen als die vorhin angeführte vorgeschlagene Maschine und führt die Arbeitsgänge verlässlich und exakt aus, weil der Zuschnitt keine Ortsveränderungen in der Maschine durchführen muss und wobei auch die Verklebung der Seitenteile in ein und derselben Arbeitsstation erfolgt. Es können sogar Einrichtungen vorgesehen werden, die den end-
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gültigen Zuschnitt des Behälters an diesem vornehmen, solange er sich noch in dieser Arbeitsstation in der Maschine befindet.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemässen Ausbildung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausuhrungsform eines Behälters, welcher mit der Maschine gemäss der Erfindung hergestellt werden kann, Fig. 2 einen Zuschnitt, aus dem ein solcher Behälter herstellbar ist, Fig. 3 eine Teilansicht einer andern Ausführungsform eines solchen Zuschnittes, die Fig. 4 und 5 zwei schematische Seitenansichten einer Maschine gemäss der Erfindung in zwei zueinander senkrechten Ebenen, Fig. 6 einen Schnitt durch die Organe zum Ausführen der seitlichen Versiegelungen und Fig. 7 und 8 diese Organe in zwei andern Betriebsstellungen.
Gemäss Fig. 1 besteht der Behälter aus einer quadratischen Grundfläche 1, die auch rechteckig sein könnte. Der Behälterkörper verjüngt sich fortlaufend von dieser Grundfläche aus. Der Behälter kann in der Weise erhalten werden, dass von einem Zuschnitt 2 (Fig. 2) ausgehend entlang der Faltlinien a, b, c,. d, e, f, g, h und i gefaltet wird, wobei die an die Linie c und d angrenzenden Dreiecke die an den Seiten b der Grundfläche zurückspringenden Falten bilden. Sobald der Zuschnitt in sich selbst gefaltet worden ist, werden die durch die Linien e, j und f, j begrenzten Seitenzonen warm versiegelt, wobei die Ränder des Zuschnitts zwischen den Linien e und f offen gelassen werden und so dieFüllöffnung des Behälters gebildet wird.
Die Ränder dieser Öffnung können nach dem Füllen des Behälters schliesslich flach gegeneinander durch eine Querversiegelungsnaht verschlossen werden. Die schraffierten Teile fizz die sich ausserhalb der Linie j befinden, können zu irgendeinem Zeitpunkt des Verfahrens abgeschnitten werden. Die Faltlinien i können gegebenenfalls verlängert werden, um sich am äusseren Ende der Linien e und f mit diesen zu treffen.
Der Behälterkörper weist folglich zwei Seitenwände 3 auf, welche durch die durch die Linien e, h, a, h, f bzw. e, g, a, g, f begrenzten Teile des Zuschnitts gebildet sind. Diese zwei Seitenwände sind unter sich durch die seitlichen Versiegelungen 4 verbunden, welche durch die Linien e, j und f, j begrenzt sind.
Ebenso ist es, wenn ein Zuschnitt 2 gemäss Fig. 3 verwendet wird, bei welchem die an die Linien c und d angrenzenden Dreiecke immer eine zurückspringende Falte bilden, die sich bis an die äusseren Enden der Linien e und f erstreckt. Die zwischen den Linien e, j bzw. f, j befindlichen Teile werden dann in vier Abschnitte mit praktisch der gleichen Länge gefaltet, um die seitlichen Versiegelungen 4 zu bilden, welche vier Materiallagen über ihre ganze Länge aufweisen. Wenn die zwei Zwischenabsehnitte unter sich nicht versiegelt sind, kann sich der Behälter nach dem Herstellen seitlich entfalten, in der Weise, dass er vier Versiegelungen mit zwei Materiallagen aufweist und dadurch sein Volumen praktisch verdoppelt sein würde.
Bei Verwendung eines Zuschnittes gemäss Fig. 2 werden die durch die Linien e, j und f, j begrenzten Teile in Abschnitte mit ungleicher Länge gefaltet und die Versiegelungen 4 weisen eine vierfache Materiallage von der Grundfläche aus bis in Höhe der Linien g, h und eine doppelte Materiallage über die restliche Länge auf.
Gemäss den Fig. 4 und 5 ist an der Maschine eine Auflageplatte 5 vorgesehen, auf welche ein Zuschnitt 6 aufgelegt wird. Die Auflageplatte 5 weist eine Öffnung 7 auf, über welcher ein Stempel S mit im wesentlichen prismatischer Form angeordnet ist, an dem zwei Dreiecke 9 über zwei entgegengesetzte Seiten seiner Grundfläche hervorragen. Die Dreiecke 9 sind von der Grundfläche ausgehend nach aussen geneigt. Der Stempel 8 kann hohl und mit einem Kühlflüssigkeitsumlauf versehen sein. Der Stempel 8 wird durch einen Arm 10 gehalten und kann durch Steuerung von einem Nocken 11 aus auf und ab bewegt werden. Der Nocken 11 ist auf einer Welle 12 angebracht und durch eine Zugfeder 13 wird der Stempel 8 in Abwärtsrichtung gezogen.
Während dieser Abwärtsbewegung trifft der Stempel 8 auf den Zuschnitt 6 quer zur Öffnung 7 auf und faltet denselben teilweise bis zu seinem Auftreffen auf dem Anschlag 14, so dass die Grundfläche 1 des Behälters zwischen dem Anschlag 14 und der Grundfläche des Stempels 8 eingespannt ist.
Zwei Schalen 15, deren Form praktisch den Seitenwänden 3 des Behälters entspricht, sind beiderseits des Anschlages 14 angeordnet und erstrecken sich oberhalb desselben nach aufwärts. Jede Schale 15 ist an einem äusseren Ende an einem Zapfen 16 aufgehängt, der durch eine Stange 17 gehalten ist, die zum Hin- und Hergleiten in einer geeigneten Führung angeordnet ist und unter der Wirkung einer im Sinne des Pfeiles 18 einwirkenden Zugfeder steht, so dass die Stange 17 normalerweise in einer durch einen Anschlag vorherbestimmten Stellung gehalten wird. An ihrem andern äusseren Ende trägt die Schale 15 einen beispielsweise hakenförmigen Vorsprung 19, der unter der Wirkung einer Feder 21 gegen einen Haken 20 gehalten wird.
Der Haken 20 ist an einem Zapfen 22 gelenkig angebracht, der am Anschlag 14 abge- stützt ist.
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Zwei Dreiecksstücke 23, deren Spitzen aufwärts gerichtet ist, sind auf einer Platte 24 befestigt. Jedes Dreiecksstück 23 weist eine Innenfläche auf, die eine Neigung entsprechend derjenigen des entsprechenden Dreiecks 9 hat. Die Dreiecksstücke 23 sind nach oben zugespitzt. Die Platte 24 wird durch eine Druckfeder 25 abgestützt, die ihrerseits auf einem BUgel 26 in U-Form Auflage hat, dessen Schenkel sich nach oben erstrecken. Ein Hebel 27, der bei 28 angelenkt ist, sttitzt denbtigel 26 ab und legt sich normalerweise gegen einen Anschlag 29 an.
Der Hebel 27 kann durch Steuerung von einem Nocken 30 aus auf-und abbewegt werden. Die Form der verschiedenen Nocken und ihre relative Winkelstellung auf der Welle 12 sind in der Weise vorherbestimmt, dass in einer gewollten chronologischen Folge die verschiedenen Bewegungen der Vorrichtungsteile bewirkt werden und diesen Bewegungen die gewünschte Grösse erteilt wird.
Die Welle 12 kann durch einen Motor 31 mit einem Vorgelege 32 angetrieben werden, gegebenenfalls unter Steuerung mit einem Fusshebel. 33. Es ist offensichtlich, dass andere geeignete Antriebsmittel zum
Bewegen der verschiedenen Vorrichtungsteile angewendet werden könnten.
Wenn der Stempel 8 die Grundfläche 1 auf den Anschlag 14 aufgebracht hat, geht die Platte 24 unter der Wirkung des Nockens 30, des Hebels 27, des Bügels 26 und der Feder 25 aufwärts, derart, dass die Dreiecksstücke 23 die zurückspringenden Falten bilden entsprechend der-den Linien c, d der Fig. 2 oder 3 benachbarten Dreiecke. Dann wirken die Schenkel des Bügels 26 auf die Haken 20 ein und bringen die Schalen 15 gegenseitig näher, die sich um die Zapfen 16 drehen, wodurch die Falten der Seitenwände 3 hervorgehoben werden. Der Stempel 8 wird dann über die Auflageplatte 5 zurückgezogen. Die weitge- hende Einwirkung des Bügels 26 auf die Haken 20 lässt die Schalen 15 weiterschwenken bis das innere Ende der Seitenwände 3 in die genaue Stellung gebracht ist.
Darauf müssen die oberen Ränder des Behälters durch Anziehen des oberen Endes der Schalen 15 bis zum gegenseitigenAnschlag unter Zwischenlage der Ränder des Behälters zusammengezogen werden. Weiterhin müssen die. seitlichen Versiegelungen zwischen den Linien e, j und f, j des Zuschnittes hergestellt werden. Diese kombinierten Vorgänge können mit Hilfe von in üblicher Weise beheizten Versiegelungsbacken 34 bewerkstelligt werden, die paarweise an Stützen 35 angebracht sind. Jede Stütze 35 ist durch einen Arm 36 getragen, der durch einen Hebel 37 gesteuert ist, der bei 38 gelenkig angebracht und durch eine Nocke 39 betätigt wird. Die Nocken 39 sind auf'der Welle 12 befestigt und die Hebel 37 sind durch eine Zugfeder 40 verbunden.
Die Annäherung der Versiegelungsbacken 34 und der Stützen 35 sichert gleichzeitig das AndrUcken der Schalen 15, da die Stützen 35 die Stangen 17 mitnehmen, die auf den Stützen 35 Auflage haben. Auf diese Weise werden die oberen und seitlichen Ränder des Behälters zwischen den Rändern der Schalen 15 und den Versiegelungsbacken 34 geklemmt, welch letztere die Versiegelung der seitlichen Ränder 4 des Behälters ausführen.
Nach der Versiegelung lassen die verschiedenen Nocken die Rückkehr der verschiedenen Teile in ihre Ausgangsstellung unter der Wirkung der Rückstellfedern und der Übertragungsorgane zu.
Das Abschneiden der überflüssige Zonen k, wenn es vorher noch nicht bewirkt worden ist, kann zum Zeitpunkt der Versiegelung oder nach dieser mittels irgendwelcher geeigneter Mittel erfolgen.
Die Fig. 6 - 8 zeigen drei Stellungen einer Vorrichtung, die das Herstellen einer rationellen Versiegelung und gleichzeitig das Abschneiden der tiberfltissigen Zonen k entlang der Linien j zulässt. Diese Vorrichtung besteht aus den Warmversiegelungsbacken 34, an denen Messer 41 befestigt sind, die das Abschneiden der Zonen k gewährleisten, während sich die Versiegelungsbacken 34 schliessen, wobei sie aus der Stellung gemäss Fig. 6 in diejenige gemäss Fig. 7 übergehen. Wenn sich die Versiegelungsbacken 34 wieder öffnen, haben die in dem gebildeten Behälter vorhandenen Spannungen die Neigung, die noch weichen oder flüssigen Versiegelungen zu öffnen, was Fehler in der Dichtheit hervorrufen kann.
Um eine solche Unzulänglichkeit zu vermeiden, sind unmittelbar neben den Versiegelungsbacken 34 und nach dem Inneren des Behälters zu Kühlbacken 42 vorgesehen, die zur gleichen Zeit oder vorzugsweise ein wenig später als die Versiegelungsbacken 34 geschlossen und die vorzugsweise erst ein wenig nach der Wieder-
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gelungsbacken durch RUckstauung der verflüssigten plastischen Masse an der Innenseite des Behälters bilden konnten. Der Schliessverlauf der Warmversiegelungsbacken 34 und der KUhlbacken 42 wird vorzugsweise in mikrometischer Weise geregelt, derart, dass ein genauer Teildruck entsprechend der Gesamtdicke der zu verschweissenden Lagen erzeugt wird.
Gemäss der Erfindung kann auch eine ähnliche Wirkung wie die mit den. Kühlbacken 42 erreichte ohne da- ! Vorhandensein derselben erreicht werden. Zu diesem Zweck werden die Schalen 15, die direkt neben den Warmversiegelungsbacken 34 einwirken, erst nach der Öffnung der Warmversiegelungsbacken 34 wieder geöffnet, derart, dass der Behälter noch eine gewisse Zeit zwischen den Schalen 15 eingeklemmt
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bleibt, die beispielsweise durch Luft oder Wasserumlauf gekühlt werden. Weiterhin können Düsen mit Kaltluft über die ganze Höhe der Versiegelungsnähte des Behälters gerichtet werden, während dieser zwischen den Schalen 15 eingespannt bleibt.
Um zu vermeiden, dass sich die Messer 41 erwärmen, was das Abschneiden des plastischen oder plastifizierten Materials behindern könnte, ist es zweckmässig, sie gegen Wärmeeinwirkung gegenüber den Versiegelungsbacken 34 zu isolieren und sie gegebenenfalls mit einem Kühlsystem zu versehen. Weiterhin kann eine Wärmeisolierung zwischen den Warmversiegelungsbacken 34 und den Kühlbacken 42 vorgesehen werden.
Es ist offensichtlich, dass verschiedene Abänderungen an dem Aufbau und der Anordnung der verschiedenen Teile der Maschine angebracht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Die Maschine kann fortlaufend in Gang sein und durch einen automatischen Zuführer versorgt werden, während ein Ausstosser den fertigen Behälter auf ein Transportband übergibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zur Herstellung von Behältern durch Falten von Faltlinien besitzenden Zuschnitten quadratischer oder rechteckiger Grundfläche, wobei zwei von gegenüberliegenden Seiten der Grundfläche ausgehende zusammenlaufende Mantelflächen miteinander durch in sich einspringende gefaltete Seitenteile des Zuschnittes verbunden sind, deren Ränder durch Versiegelung aneinandergefügt werden, wobei zum Auflegen des Zuschnittes eine Auflageplatte mit Öffnung sowie ein durch diese beweglicher Stempel vorgesehen sind, dessen Grundfläche jener des Behälters entspricht und der eine Anfangsfaltung des Zuschnittes zu einem etwa U-förmigen Gebilde mit noch offenen Seiten bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (14) für den am Ende seines Hubes angelangten Stempel (8)
und die vor ihm liegende Grundfläche des Behälters sowie zwei Dreiecksstücke (23) mit je aufwärts weisender Spitze nahe jenen Seiten des Anschlages (14) vorgesehen sind, welche den noch offenen Seiten des U-förmigen Gebildes zugehören, und mit Vorrichtungen (25, 26,27, 30) zum Bewegen dieser Dreiecksstücke (23) entlang dem Ende des gesenkten Stempels, zwecks Bildung der einspringenden Falten sowie mit zwei Schalen (15), von denen jede eine Höhlung entsprechend einer zwischen den Versiegelungsrändern (4) liegenden Seitenwand und jede Schale (15) U-förmigen Querschnitt mit bis in die Nähe des Anschlages (14) sich auf Null vermindernder Schenkellänge besitzt und die Schalen im Abstand von dem in der tiefsten Stellung befindlichen Stempel (8) verlaufen und mit ersten Einrichtungen (20,26) um die Schalen (15)
zwecks Faltens der Behälterseitenwände einander zu nähern, und mit zweiten Einrichtungen (36, 37, 39) zum weiteren gegenseitigen so weit gehenden Nähern der Schalen (15), dass sie die Versiegelungsränder (4) des nun fertig gefalteten Zuschnittes zwischen sich klemmen und schliesslich mit Versiegelungsbehelfen (34), die auf die Versiegelungsränder (4) des Behälters beweglich sind.