Kartonverschliessmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf Kartonverschliessmaschinen für das Heissversiegeln von Deckelanschnitten eines mit der Rückwand eines Kartonkörpers klappbar verbundenen Deckels mit den beiden Seitenwänden und der Vorderwand des Kartonkörpers, mit denen die Deckelanschnitte zur Deckung gebracht und mittels eines thermoplastischen Klebers verbunden werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt es, eine Kartonverschliessmaschine zu schaffen, bei welcher die Kartons eine genügend lange Zeit in der Maschine verbleiben, damit eine einwandfreie Verklebung der Deckelanschnitte mit den entsprechenden Wänden des Kartons gewährleistet ist, bei welcher aber die Standfläche der Maschine so klein wie möglich und die Ausbringung der Maschine relativ hoch sein soll.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, dass bei einer Kartonverschliessmaschine der gattungsgemässen Art die Maschine eine Mehrzahl von gleichabständigen Beheizungskammern und mit diesen je in Fortsetzung liegende und gemeinsam mit den Beheizungskammern bewegliche Kühlkammern an einem drehbaren Träger aufweist und ausserdem Mittel vorhanden sind, welche bewirken, dass während jeder Umdrehung des Trägers die aufeinanderfolgend zugeführten Kartons nacheinander in die jeweils ankommende Beheizungskammer eingebracht werden, in der die Verklebung der heruntergeklappten Deckelanschnitte mit den Kartonwänden bewirkt wird, und dass der betreffende Karton aus der Beheizungskammer in die dieser zugeordnete Kühlkammer bewegt und schliesslich aus der Kühlkammer ausgestossen wird.
In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Diese zeigen:
Fig. 1 einen Karton, der durch die erfindungsgemässe Maschine verschlossen werden soll,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht dieser Maschine,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Aufgabeförderers für die offenen Kartons, der als Zuförderer bezeichnet wird,
Fig. 4 eine Aufsicht zur Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt in Richtung V-V der Fig. 4,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil der Kartonverschliessmaschine, wobei einige Teile zur besseren Übersichtlichkeit fortgelassen sind,
Fig. 7 einen Teil der Maschine in Aufsicht,
Fig. 8 perspektivisch eine der Beheizungs- und Kühlkammern mit den Mitteln zum Bewegen der Kartons in die Kammern hinaus und aus den Kammern heraus,
Fig. 9 eine Heiz- und Kühlkammer in Ansicht,
Fig.
10 einen Schnitt in Richtung X-X der Fig. 9,
Fig. 11 einen Schnitt in Richtung XI-XI der Fig. 9,
Fig. 12 einen Schnitt durch einen Teil der Maschine mit Einzelheiten der Beheizungs- und Kühlkammern,
Fig. 1 2A einen Stromlauf für die Beheizung,
Fig. 13 einen Schnitt in Richtung XIII-XIII der Fig. 12,
Fig. 14 zwei benachbarte Kühlkammern im teilweisen Schnitt,
Fig. 15 die Kühlkammer, der Kühlflüssigkeit zufliesst und das aus der Maschine abfliesst,
Fig. 16 einen Schnitt in Richtung XVI-XVI der Fig. 14,
Fig. 17 eine Abänderung zu den Fig. 6 und 8 in Ansicht, wobei einige Teile zur besseren tJbersicht- lichkeit fortgelassen sind und
Fig. 18 die Abänderung nach Fig. 17 in Aufsicht.
In Fig. 1 ist ein Kartonbehälter dargestellt, der aus einem aus Pappe oder Karton bestehenden Zuschnitt hergestellt ist, dessen gegenüberliegende Seiten mit einem wachsähnlichen Überzug aus einem Paraffinwachs niederer Viskosität, der auf den Kartonrohling aufgetragen ist, versehen sind. Der Kartonbehälter besteht aus einem Schachtelteil mit einem rechteckigen vierseitigen Boden 1 und Seitenwänden 2, 3 sowie mit einer Vorderwand 4 und einer Rückwand 5. An der Rückwand 5 hängt ein Deckel 6 mit seitlichen Deckelansätzen oder -klappen 7, 8 und einer vorderen Deckelklappe 9. Die inneren Oberflächen der Klappen 7, 8, 9 tragen einen Überzug aus einem thermoplastischen Kleber, wie er durch das Bezugszeichen 10 angedeutet sein soll, wobei dieser Kleber auf den Klappen unter dem Paraffinüberzug aufgetragen ist.
Der thermoplastische Kleber hat eine solche Zusammensetzung, dass er mit dem Wachs keine klebende Verbindung eingeht und dass er bei normalen Temperaturen nicht klebrig ist und erst bei einer höheren Temperatur als die Schmelztemperatur des Wachsüberzugs weich, d. h. klebend wird. Die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Klebstoffes liegt vorzugsweise merklich oberhalb der Schmelztemperatur des Wachses, wobei die Temperaturdifferenz etwa bis 20"C liegen kann. Eine geeignete Zusammensetzung eines thermoplastischen Klebstoffes kann aus einem Polyvinylacetat-Kunstharz mit darin eingeschlossenen Weichmachern bestehen, welche ihn hitzeklebend, aber bei normalen Temperaturen nicht klebend machen, wenn er auf einem Kartonzuschnitt aufgetragen ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.
Anstelle dass der Kartonzuschnitt mit einem thermoplastischen Kleber und einem Wachsüberzug versehen ist, kann er auch, wenn dies erwünscht ist, mit einem hitzesiegelbaren Material, z. B. einem Polythen, überzogen sein.
Nachdem die Kartons gefüllt sind, werden sie auf den zur Kartonverschliessmaschine führenden Transporteur, dem Zuförderer, aufgegeben, der die Kartons je einen zur Zeit in Aufeinanderfolge der Verschlussmaschine zuführt, wobei die Kartons während dieser Zuförderung bereits zugedeckelt werden. Der Zuförderer weist eine endlose Förderkette 11, die kontinuierlich bewegt wird, Fig. 3, 4 und 5, und Mitnehmer 12 auf, welche die Kartonkörper beaufschlagen und sie auf den Führungen 13, 14 (Fig. 5) entlang bewegen. Während die Kartons zur Verschliessmaschine hin bewegt werden, werden ihre zunächst offenstehenden Deckel nach unten geklappt, so dass sie auf dem Kartonkörper aufliegen und dessen Öffnung abdecken.
Dieser als Zudeckeln bezeichnete Vorgang erfolgt durch eine in der Fig. 2 schematisch dargestellte Vorrichtung 15 mit einer die Deckel beaufschlagenden Leitschiene, die von der senkrechten in die waagrechte Ebene verwunden ist.
Die Mitnehmer 12 bewegen die Kartons längs einer Bahn, welche tangential zu der Bewegungsbahn eines rotierenden Trägers ist, auf welchem zur Drehbewegung mit diesem eine Mehrzahl von gleichabständigen Beheizungskammern montiert sind, von denen jede mit einer an sie anschliessenden Kühlkammern zusammengebaut ist, derart, dass die Kühlkammer über der ihr zugeordneten Beheizungskammer liegt und beide Kammern sich zusammen längs der Kreisbahn bewegen. Der drehangetriebene Träger besitzt eine Lagerbüchse 16 (Fig. 6), an welcher ein Tragring 17 mit einem Aufsatz 18 sitzt. Die Lagerbüchse ist auf einem ortsfesten Säulenschaft 19 drehbar und mit einem Zahnrad 20 verbunden, das einen kontinuierlichen Drehantrieb, der nicht weiter dargestellt ist, hat. Beispielsweise kann der Antrieb durch ein von einem Elektromotor angetriebenes Ritzel erfolgen.
Die Erwärmungs- und Abkühlungskammern sind an dem Aufsatz 18 befestigt, und jede der Erwärmungskammern besteht aus zwei sich gegenüberstehenden Wänden 21, 22 (Fig. 9 bis 11) und einer mit diesen Wänden zusammenhängenden Abschlusswand 23. Die Wände 21, 22 und 23 haben abgerundete Kanten 24, welche den Zweck haben, die Seiten- und Vorderanschnitte 7, 8, 9 eines vom Transporteur an die Verschlussmaschine abgegebenen Kartons, der in die Beheizungskammer. aufwärts bewegt wird, nach unten zu klappen und sie an die zugehörigen Kartonseiten 2, 3, 4 des Kartonkörpers dicht anzulegen. Die vordere Deckelklappe 9 wird gegen die Wand 23 und die seitlichen Deckelklappen 7, 8 gegen die Wände 21, 22 zur Anlage gebracht, wobei zwischen den Deckelklappen (Deckelanschnitten) und den ihnen zugeordneten Wänden eine Pressung ausgeübt wird, wodurch sie fest gegen den Kartonkörper angedrückt werden.
Die Wände 21, 22 und 23 enthalten einen elektrischen Widerstandserhitzer 25, von denen jeder einer Kammer zugehörig und mit Anschlusskammern 26, 27 (Fig. 11) versehen ist, welche die Verbindung der Heizelemente mit elektrischen Bürsten 28, 29 (Fig. 12 und 12A), die mit der Lagerbüchse 16 umlaufen, herstellen. Die Bürsten 28, 29 arbeiten mit ortsfesten Schleifringen 30 und 31 aus Bronze zusammen. An die Schleifringe 30, 31 wird von einer nicht gezeichneten Brennquelle her Spannung angelegt und durch eine Scheibe 32 (Fig. 12) und eine Kohlenbürste 33 (Fig. 12A und 13) und eine Leitung 34 zu einem Schütz C (Fig. 12A).
Die Kontaktscheibe 32 ist mit dem Schleifring 30 durch eine Klemme 35 (Fig. 12) und der Schleifring 31 mit der Kontaktscheibe 32 durch eine Klemme 36 verbunden,
Die Kühlkammer, die der Heizkammer zugehört, befindet sich über und in Verlängerung dieser, und beide Kammern sind durch ein geeignetes wärmeisolierendes Material 37 (Fig. 10) voneinander getrennt.
Jede Kühlkammer besteht aus zwei sich gegenüberstehenden Wänden 38, 39 und einer mit diesen zusammenhängenden Wand 40, vergleiche Fig. 14 und 15, wobei die kartonbeaufschlagenden Flächen dieser Wände in den gleichen Ebenen der kartonbeaufschlagenden Flächen der Wände 21, 22 und 23 der Heizkammer liegen. Die Kühlkammern sind so eingerich tet, dass sie mittels einer Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gekühlt werden können, das durch die Wände 38, 39, 40 hindurchgeleitet wird. Hierzu ist in jeder der Wände der Kühlkammern eine Leitung 41 vorhanden, und die Leitungen benachbarter Kammern sind in Reihe verbunden. Die Reihenverbindung zwischen den Kühlkammern wird durch Deckel 42 bewirkt, die an den Wänden 38, 39 der aneinanderstossenden Kühlkammern mittels Spezialschrauben 43, 44 mit axialen Bohrungen 45, 46 im Schaft und mit zu diesen radialen Bohrungen 47 befestigt sind.
Die axialen Bohrungen 45, 46 verbinden das Auslassende 41 a der Leitung 41 der einen Kühlkammer und das Einlassende 41b der Leitung 41 der nächsten benachbarten Kühlkammer. Die radialen Bohrungen 47, welche mit den axialen Bohrungen in Verbindung stehen, stehen ihrerseits mit einem Kanal 48, der sich im Deckel 42 befindet, in Verbindung, so dass das Kühlwasser von der einen Kühlkammer in die andere und so fort durch die Leitungen 41 dieser Kammern fliessen kann. Eine der Kühlkammern, die in Fig. 15 dargestellt ist, ist mit einer etwas abgeänderten Leitung 4l versehen, die aus zwei Leitungsarmen 41 und 41 a besteht, die in der Rückwand 40 dieser Kühlkammer nicht miteinander verbunden sind. Der eine Leitungsarm hat den Einlassanschluss 49, der andere den Auslassanschluss 50.
Selbstverständlich können Eine und Auslass auch miteinander vertauscht sein, da es auf die Strömungsrichtung der Flüssigkeit ankommt. Der Einflussanschluss 49 steht durch einen flexiblen Schlauch 51, Fig. 12, mit einem Drehkopf 52 bekannter Bauart in Verbindung, und der Auslassanschluss 50 ist durch einen flexiblen Schlauch 53 mit einem Ansatz 54 verbunden, der seinerseits mit dem Drehkopf 52 verbunden ist. Dieser Drehkopf ermöglicht es, dass die Schläuche 51 und 53 der Bewegung der Kühlkammern folgen, mit denen sie verbunden sind, wobei der stationäre Teil des Drehkopfes durch eine ortsfeste Platte 55 gegen Drehbewegung gesichert ist. Der Einlassschlauch 51 und der Auslassschlauch 53 stehen entsprechend mit einem Zuflussrohr 56 und einem Abflussrohr 57, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und durch die stationäre Säule 19 hindurchgehen, in Verbindung.
Die Rohre 56 und 57 stehen entsprechend mit einem Zuleitungsrohr 58 und einem Ableitungsrohr 59 in Verbindung. Die Zuleitung 58 ist an ein Wasserleitungsnetz angeschlossen, so dass, während die Maschine in Betrieb ist, Wasser von der Leitung 58 durch das Rohr 56, den Schlauch 51, den Anschluss 49, dann durch die in Reihe liegenden Kühlleitungen 41, den Auslassanschluss 50, den Schlauch 53, die Leitung 57 und die Auslassleitung 59 fliesst.
Jede der Heiz- und Kühlkammern hat diesen zugehörige Mittel, die während jedes Umlaufes des Trägers wirksam sind und den Karton in die Heizkammer hineinbewegen, damit die dabei heruntergeklappten Deckelanschnitte mit den entsprechenden Wänden des Kartonkörpers in Berührung gebracht werden, und ausserdem den Karton aus der Heizkammer in die Fortsetzung dieser angeordnete Kühlkammer bewegen und ihn schliesslich aus der Kühlkammer auswerfen.
Diese Mittel bestehen einerseits aus den abgerundeten Kanten 24 der Wände 21, 22 und 23, anderseits aus einem die Bewegung des Kartons bewirkenden Schubelement 60, Fig. 6 und 8, das an dem Träger geführt ist und sich mit ihm bewegt und in seiner Führung relativ zu dem Träger axial verschieblich ist. Das Schubelement sitzt an einer Stange 61, die in von Platten 62, 63 getragenen Buchsen gleitbar ist. Die Platten 62, 63 sind ihrerseits an dem Tragring 17 bzw. an dem Zahnrad 20 in entsprechendem Abstand voneinander befestigt. Die axiale Bewegung des Schubelementes 60 wird durch eine Steuerrolle 64, die an der Stange 61 sitzt, gesteuert. Die Steuerrolle läuft auf bzw. in einer als Ring ausgebildeten Steuerkurve 65, die konzentrisch mit der Drehachse des Trägers ist und von dem ortsfesten Maschinengestell getragen wird, Fig. 6.
Jede Heizkammer ist mit einer Positionsvorrichtung in Gestalt eines Fingers 67 versehen. Sobald sich der Finger 67 der Stellung nähert, in welcher sich der von dem Zuförderer 11 zugeführte und abgegebene Karton befindet, greift er hinter den Karton und nimmt ihn mit, so dass der von dem Mitnehmer 12 der Kette 11 fortgenommene Karton die gleiche Bewegung wie der Träger dessen Winkelbewegung entsprechend ausführt.
Angenommen, die Maschine sei in voller Tätigkeit, dann wird jede der Heiz- und Kühlkammern für einen Teil eines Umlaufes des Trägers einen geschlossenen Karton enthalten, und wenn ein neuer Karton durch einen Finger 67 ergriffen wird, befinden sich zwei Kartons übereinander, von denen einer auf dem Schubelement 60 in Stellung steht. Kurz nachdem der ankommende Karton auf dem Schub element in Stellung gebracht ist, wird das Schubelement 60 angehoben (Fig. 6), und zwar unter der Einwirkung der Steuerkurve 65, und hierdurch wird der auf dem Schubelement 60 ruhende Karton in die Heizkammer hineinbewegt und hierbei werden seine Deckelanschnitte nach unten geklappt.
Der entsprechend ausgebildete Anstieg der Steuerkurve bleibt auf einem Teil ihres Umfanges von etwa 1800 auf gleicher Höhe, so dass das Schubelement auf einem Umfangsweg des Trägers von etwa 1801 seine Höhenlage beibehält, damit der Karton solange in der Heizkammer verbleibt. Sodann hat die Steuerkurve einen weiteren Anstieg, der den Schieber 60 höher anhebt, wodurch der Karton durch ihn aus der Heizkammer aufwärts in die Kühlkammer geschoben wird.
Gleichzeitig wird der bereits in der Kühlkammer befindliche Karton durch den nachfolgenden Karton angehoben und kommt in eine Stellung, in der er von der Kühlkammer frei ist und in der er von einer Abstreiferplatte 68 (Fig. 2) beaufschlagbar ist, die ihn in die Bahn des Abtransportförderers leitet, der aus einem endlosen Kettenförderer 69 besteht, der mit Mitnehmern 70 versehen ist, welche die nunmehr verschlossenen Kartons erfassen und sie in Aufeinanderfolge zu irgendeiner geeigneten Abgabestelle fördern. Das Schubelement 60 wird durch die Steuerkurve in seine untere Ausgangsstellung zurückbewegt, in welcher es einen von dem Zuförderer 11 neu zugeführten Karton aufnehmen kann.
Während der Bewegung der geschlossenen Kartons zu dem Abtransportförderer hin werden sie von einer Führungsschiene 71 geleitet. Der Abtransport erfolgt tangential zur Kreisbahn, auf der die Kartons durch den rotierenden Träger bewegt werden.
In den Fig. 17 und 18 ist eine abgeänderte Ausführungsform der in den Fig. 6 und 8 gezeigten Einrichtung, die bezwecken soll, dem Karton, bevor er durch das Schub element 60 in die Heizkammer angehoben wird, eine grössere Kontrolle bezüglich seiner Ausrichtung zu geben, dargestellt. Nach den Fig. 17 und 18 ist ein Anschlag 72 an dem Aufsatz 18 befestigt und so gestellt, dass er die genaue Stellung des Kartons auf dem Schubelement 60 in Vorbereitung auf das Einschieben in die Heizkammer bestimmt.
Die Vorrichtung zum Instellungbringen besteht aus einem Finger 73, der um eine Achse 74 am Aufsatz 18 schwenkbar ist und der an einem Ende mit einer Stange 75 in Verbindung steht, deren anderes Ende an einem Arm eines Winkelhebels 76 angelenkt ist, der an dem Aufsatz um 77 schwenkbar ist. Der Winkelhebel trägt eine Laufrolle 78 für eine ortsfeste Steuerkurve 79 und wird normalerweise durch eine Feder 80 in einer strichpunktiert in der Zeichnung dargestellten Stellung gehalten.
Kurz bevor ein Schubelement 60 in die Stellung kommt, in der es angehoben wird, um einen Karton in die zugehörige Heizkammer einzuschieben, wird der zugeordnete Winkelhebel 76 durch die Steuerkurve 79 im Uhrzeigersinn gemäss Fig. 18 geschwenkt und bewegt den Finger 73 in die in voll ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung, wodurch der Karton auf dem Schubelement 60 gegen den Anschlag 72 bewegt wird und eine Stellung einnimmt, in der er genau zur Heizkammer ausgerichtet ist, in die er durch das Schubelement 60 angehoben wird. Der Finger 73 bleibt in Berührung mit dem Karton, bis dieser in die Heizkammer durch das Schub element 60 eingeschoben wird.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, wird jeder Karton während einer Umdrehung des Trägers auf diesem bewegt und während der nächstfolgenden Umdrehung vom Träger entfernt. Hierdurch bleibt ein Karton lange genug in der Heizkammer, um ein Erweichen des thermoplastischen Klebers und ein gutes Verkleben der Deckelanschnitte mit dem Schachtelkörper zu gewährleisten, und anschliessend in einer Kühlkammer, um die Klebestellen durch Kühlung des Klebstoffes hinreichend zu härten. Die Kartonverschliessmaschine benötigt auch nur einen relativ geringen Raum und ist geeignet, um mit relativ hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten.