DE102004022209A1

DE102004022209A1 - Sammel- und Presseinrichtung einer Faltschachtelklebemaschine

Info

Publication number: DE102004022209A1
Application number: DE102004022209A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Diehr; Klaus Naber; Karl Saro; Klaus Torka
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Masterwork Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2004-05-04
Publication date: 2005-12-01
Also published as: EP1593483A2; CN1727177B; JP2005319802A; ES2616541T3; CN1727177A; EP1593483B1; EP1593483A3; US20050250634A1; US7258655B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sammel- und Presseinrichtung (7) einer Faltschachtelklebemaschine mit zwei maschinenbreiten, umlaufenden Förderbändern (8, 9), die mit einem Antrieb verbunden sind und deren fördernde Trums horizontal und parallel zueinander verlaufend übereinander angeordnet sind, wobei der obere, fördernde Trum des unteren Förderbandes (8) gegenüber dem unteren, fördernden Trum des oberen Förderbandes (9) zum Pressen der gefalteten Zuschnitte vertikal bewegbar gelagert ist, wobei sowohl das untere Förderband (8) als auch das obere Förderband (9) einen eigenen Antrieb (12, 13) aufweisen, der aus einem direkt an die jeweilige Antriebswalze (10, 11) angeschlossenen Servomotor mit Resolver besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sammel- und Presseinrichtung einer Faltschachtelklebemaschine mit zwei maschinenbreiten, umlaufenden Förderbändern, die mit einem Antrieb verbunden sind und deren fördernde Trums horizontal und parallel zueinander verlaufend übereinander angeordnet sind, wobei der obere, fördernde Trum des unteren Förderbandes gegenüber dem unteren, fördernden Trum des oberen Förderbandes zum Pressen der gefalteten Zuschnitte vertikal bewegbar gelagert ist.
Faltschachtelklebemaschinen zur Herstellung von Faltschachteln aus Zuschnitten weisen bekannter Weise zumindest die folgenden Bearbeitungsstationen auf:

– Einen Einleger, der die zu verarbeitenden Zuschnitte mit hoher Geschwindigkeit aus einem Stapel nacheinander abzieht und einzeln der nachfolgenden Bearbeitungsstation zuführt,
– eine Faltstation, in der die mit einem Klebestreifen versehenen Zuschnittteile zur Herstellung einer Klebeverbindung gefaltet werden,
– eine Überleitstation, von der die gefalteten Zuschnitte exakt ausgerichtet der nachfolgenden Sammel- und Presseinrichtung zugeführt werden, und
– eine Sammel- und Preßeinrichtung, in der zunächst ein Schuppenstrom aus gefalteten Zuschnitten gebildet wird, der anschließend zwischen als Preßbänder ausgestalteten Förderbändern unter Druck gehalten weitergefördert wird, damit die Klebenähte abbinden.

Die bekannten Sammel- und Preßeinrichtungen weisen einen gemeinsamen Antrieb für die oberen und unteren Förderbänder auf, von dem jeweils eine von dem jeweiligen Förderband umlaufene Antriebswalze über eine Kette angetrieben wird. Der untere, fördernde Trum des oberen Förderbandes und der obere, fördernde Trum des unteren Förderbandes sind jeweils an ihrer Rückseite von Stützrollen abgestützt, damit zwischen diesen beiden Trums die gefalteten Zuschnitte unter Druck halten gefördert werden. Die Stützrollen des unteren Förderbandes sind gegen eine Federkraft nach unten bewegbar gelagert, damit unterschiedlich dicke Schachtelströme bei einem einstellbaren Preßdruck durchgefördert werden können.
Bei den bekannten Sammel- und Presseinrichtungen hat sich gezeigt, dass in Abhängigkeit vom herzustellenden Schachteltyp die Verarbeitungsgeschwindigkeit begrenzt und/oder die Qualität der hergestellten Schachteln beeinträchtigt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sammel- und Presseinrichtung einer Faltschachtelklebemaschine der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass auch komplizierte Schachteltypen mit erhöhter Produktionsgeschwindigkeit und hoher Qualität hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird zum einen dadurch gelöst, dass sowohl das untere als auch das obere Förderband einen eigenen Antrieb aufweisen, der aus einem direkt an die jeweilige Antriebswalze angeschlossenen Servomotor mit Resolver besteht.
Diese Lösung mit hochdynamischen Antrieben ermöglicht eine höhere Produktionsgeschwindigkeit bei hoher Produktqualität, da die Antriebe schneller abgebremst und beschleunigt werden können und zudem mit einer Geschwindigkeitsdifferenz betrieben werden können. Sehr kurze Abbremszeiten und Beschleunigungszeiten sind erforderlich, falls durch Auswurfsysteme einzelne Zuschnitte vorher aus der Maschine entfernt wurden, beispielsweise weil sie fehlerhaft sind. Um für einen konstanten Schuppenstrom, den ein nachfolgender Abpackautomat erfordert, die beim Auswerfen eines Zuschnitts entstandene Lücke zu schließen, müssen die Förderbänder kurzzeitig abgebremst und anschließend wieder beschleunigt werden. Dies führt bei dem bekannten Antrieb zu erheblichen Belastungen der mechanischen Elemente, so dass die Produktionsgeschwindigkeit begrenzt ist.
Durch das Fehlen der Verbindungskette entfällt beim Abbremsen und Beschleunigen die druckweise Verschiebung des oberen Förderbandes zum unteren Förderband, zudem wird der Verschleiß erheblich verringert. Dies ermöglicht es, die Maximalgeschwindigkeit der Förderbänder um ca. 50% auf ca. 60 m/min. zu erhöhen.
Weiterhin hat sich gezeigt, dass bei den bekannten, antriebsmäßig starr gekoppelten Förderbändern Qualitätsbeeinträchtigungen bei den Fertigprodukten auftreten können. Das untere, nachgiebig gelagerte Förderband weicht unter dem anliegenden Druck nach unten aus. Durch das Ausweichen muß das untere Förderband zum Teil eine längere Strecke zurücklegen als das obere Förderband. Da aufgrund der starren Kopplung die Fördergeschwindigkeiten gleich sind, baut sich eine Spannung auf, die dazu führt, dass exakt übereinanderliegend zugeförderten Schachtelteile gegeneinander verschoben werden. Bevorzugt sind nach der Erfindung die Antriebe der beiden Förderbänder über eine gemeinsame Steuereinrichtung relativ zueinander regelbar. Es kann somit eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem oberen Förderband und dem unteren Förderband eingestellt werden, um ein Verschieben von Schachtelteilen gegeneinander zu vermeiden.
Nach einer weiteren Lösung wird der fördernde Trum des unteren Förderbandes durch einer Reihe von querverlaufenden Stützrollen abgestützt, die so gelagert sind, dass ihre Enden einer einer Seite unabhängig von den Enden an der anderen Seite mittels Druck nach oben bewegbar sind.
Dies ermöglicht es, Zuschnittstypen, die im beleimten Bereich über eine unterschiedliche Lagenanzahl verfügen und unsymmetrisch gestaltet sind, gleichmäßig mit Druck zu beaufschlagen. Bei unsymmetrischen, über die Breite der Förderbänder ungleichmäßig dicken Zuschnitten können die Stützrollen etwas schräg gestellt werden. Dies verhindert, dass der Druck nur an den verdickten Stellen der Zuschnitte aufgebracht wird.
Nach einer weiteren Lösung beginnt das untere Förderband an der Einlaufseite vor dem oberen Förderband und oberhalb des freiliegenden Bereichs des unteren Förderbandes sind zumindest zwei kurze Riemenförderer angeordnet, die jeweils mit dem unteren Förderband einen zulaufenden Einlaufspalt für die Zuschnitte bilden, wobei der einlaufseitige Teil jedes Riemenförderers zur Änderung des Einlaufspalts nach oben und unten schwenkbar ist. Jeder Riemenförderer weist einen eigenen Schwenkantrieb auf, der eine motorische Verstellung von außen ermöglicht.
Die einzelne Verstellbarkeit jedes Einlaufspalts ermöglicht es, die mit hohem Impuls ankommenden Zuschnitte ohne Verdrehung abzubremsen. Dazu wird jeder Einlaufspalt vom Zuschnittstyp abhängig eingestellt. Da sich beim Verändern der Maschinengeschwindigkeit die Impulskraft ebenfalls ändert, müssen die Einlaufspalte beim laufenden Produktionsprozeß korrigiert werden, damit die Zuschnitte unverdreht abgebremst werden. Die motorische Einstellung von außen ist zum einen für die Bedienperson komfortabler, zum anderen wird die Unfallgefahr drastisch verringert, da nicht mehr in eine laufende Maschine eingegriffen werden muß.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Sammel- und Preßeinrichtung, damit einzeln oder in Kombination die vorstehend beschriebenen Vorteile erreicht werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einzelne Stationen einer Faltschachtelklebemaschine,
2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Teil der Sammel- und Presseinrichtung,
3 zeigt die Lagerung der Stützrollen des unteren Förderbandes,
4 und 5 zeigen in perspektivischer Darstellung einen der Riemenförderer, die an der Einlaufseite angeordnet sind.
In Förderrichtung (von links nach rechts) beginnt die Faltschachtelmaschine mit einem Einleger 1, der die zu verarbeitenden Zuschnitte mit hoher Geschwindigkeit aus einem Stapel nacheinander abzieht und einzeln der nachfolgenden Bearbeitungssation zuführt. Auf den Einleger 1 folgen als nächste Bearbeitungsstationen zwei Vorbrecher 2, 3, die Faltelemente enthalten, um Faltlappen vor und zurück zu falten. Durch das Knicken um 180° werden die entsprechenden Linksrilllinien der Zuschnitte weich und geschmeidig gemacht.
Auf den Vorbrecher 3 folgt als nächste Bearbeitungsstation die Faltstation 4, an deren Anfang ein Auftragwerk 5 für Klebstoff, üblicherweise Leim, angeordnet ist. Das Klebstoffauftragwerk 5 enthält Leimdüsen oder Leimscheiben, von denen der Klebstoff streifenförmig auf die Zuschnitte aufgebracht wird. Anschließend werden die Faltlappen der Zuschnitte von Faltelementen gefaltet.
Als nächste Station folgt eine Überleitstation 6, in der die gefalteten, mit noch nicht abgebundenen Klebenähten versehenen Zuschnitte in allen Teilen exakt ausgerichtet einer nachfolgenden Sammel- und Preßeinrichtung 7 zugeführt werden. Im Bereich der Überleitstation 6 können Einrichtungen angeordnet werden, mit denen die Schachteln gezählt, markiert und – falls schadhaft – ausgeschleust werden. In der Sammel- und Preßeinrichtung 7 wird zunächst ein Schuppenstrom aus gefalteten Zuschnitten gebildet, der anschließend zwischen Preßbändern für einige Zeit unter Druck gehalten wird, damit die Klebenähte abbinden. Zum Abschluß ist häufig eine Packeinrichtung angeordnet, in der die flachliegend gefalteten Faltschachteln in Umkartons gepackt werden.
Die in den 2 bis 5 auszugsweise detaillierter dargestellte Sammel- und Presseinrichtung 7 weist zwei maschinenbreite, umlaufende Förderbänder 8, 9 auf, deren innere, fördernde Trums horizontal und parallel mit geringem Abstand zueinander verlaufend übereinander angeordnet sind. Jedes der Förderbänder 8, 9 umläuft eine Antriebswalze 10, 11, die jeweils direkt mit einem Antrieb 12, 13 verbunden ist. Jeder der Antriebe 12, 13 besteht aus einem geschwindigkeitsgeregelten Servomotor mit Resolver, bevorzugt werden Drehstrom-Servomotoren mit Resolverrückführung verwendet, bei denen die Drehwinkel erfaßt und zur Regelung des Motors verwendet werden. Diese Motoren sind sehr genau steuerbar und können sehr schnell beschleunigen und abbremsen. Zudem haben sie bei relativ geringen Geschwindigkeiten relativ hohe Drehmomente.
Die beiden Antriebe 12, 13 sind von einer zentralen Steuereinrichtung getrennt so steuerbar, so dass eine Geschwindigkeitsdifferenz eingestellt werden kann. Sie sind an seitlichen Gestellwänden 14 der Einrichtung befestigt. Bevorzugt sind die zugehörigen Schaltkästen jeweils außen neben den Antrieben 12, 13 angeordnet und decken so deren seitliches äußeres Ende ab. Die Schaltkästen dienen so zugleich als Schutz und verhindern Verletzungen der Bedienpersonen.
Beide fördernden Trums der Förderbänder 8, 9 werden jeweils an ihrer Rückseite von einer Reihe von querverlaufenden Stützrollen 15, 16 abgestützt. Während die Stützrollen 16 des oberen Förderbandes 9 frei drehbar ortsfest im Gestell 14 gelagert sind, ermöglicht die Lagerung der Stützrollen 15 des unteren Förderbandes 8 eine begrenzte Bewegung nach oben und nach unten. Dazu sind die Enden der Stützrollen 15 an jeder Seite des Gestells frei drehbar in einer Lagerplatte 17 gelagert, die an dem Kolben einer Kolben-Zylinder-Einheit 18 befestigt ist. Der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 18 ist an der Gestellwand 14 befestigt. Durch diese Lagerung an beiden Seiten der Vorrichtung können die Enden der Stützrollen 15 an einer Seite unabhängig von den Enden der anderen Seite durch die Kolben-Zylinder-Einheiten 18 nach oben gedrückt werden. Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind jeweils vier Stützrollen 15 gemeinsam an einer Lagerplatte 17 an jeder Seite befestigt und werden so gemeinsam nach oben gedrückt. Die Lagerplatten 17 sind in ihrer Mitte um eine Achse kippbar an den Kolben befestigt, wobei die Kippachse parallel zur Drehachse der Stützrolle 15 verläuft. Jede gemeinsam gelagerte Gruppe von Stützwalzen 15 kann sich so beim Anpressen auf einen einlaufenden Zuschnittsstrom auch hinsichtlich ihres Einlaufwinkels zur Förderebene anpassen.
Die pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheiten 18 enthalten Feindruckregler, die eine sehr feinfühlige Einstellung des nach oben gerichteten Drucks der Stützrollen 15 ermöglichen. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 18 an jeder Seite sind unabhängig voneinander steuerbar, so dass unterschiedliche Drücke an beiden Seiten einstellbar sind. Dies ermöglicht es, die Stützrollen 15 in einer frei wählbaren Schräglage zum Zuschnittsstrom einzustellen, um einen möglichst gleichmäßigen Druck auch auf unsymmetrische, über die Breite der Förderbänder 8, 9 ungleichmäßig dicke Zuschnitte auszuüben.
Wie aus 2 ersichtlich, beginnt das untere Förderband 8 an der Einlaufseite vor dem oberen Förderband 9. Oberhalb des freiliegenden Bereichs des unteren Förderbandes 8 sind zumindest zwei, bevorzugt drei, kurze Riemenförderer 19 angeordnet, die jeweils mit dem unteren Förderband 8 einen zulaufenden Einlaufspalt für die Zuschnitte bilden. Die kurzen Riemenförderer dienen dazu, einen exakt ausgerichteten Zuschnittsstrom zu erzeugen, der anschließend zwischen die pressenden Förderbänder 8, 9 geführt wird.
Die drei Riemenförderer 19 sind mit Abstand nebeneinander angeordnet und können einzeln mit einem Verstellantrieb 21, 22 quer positioniert werden. Die Riemen 20 der Riemenförderer 19 werden gemeinsam von einer quer verlaufenden Antriebswelle angetrieben, die über einen Riementrieb am Antrieb 13 angeschlossen ist (nicht dargestellt).
Der Aufbau eines Riemenförderers 19 ist in den 4 und 5 detaillierter dargestellt:
Jeder Riemenförderer enthält einen umlaufenden Riemen 20, der über Umlenkrollen 23 geführt ist, die in einer quer verschiebbaren Lagerplatte 24 gelagert sind. Der untere, fördernde Trum 25 verläuft in seinem hinteren Teil (in 4 links) horizontal und somit parallel zum unteren Förderband 8. Die drei einlaufseitigen Umlenkrollen 26 sind an einer Zusatzplatte 27 gelagert, die um eine Achse 28 schwenkbar an der Lagerplatte 24 befestigt ist. Der einlaufseitige Teil jedes Riemenförderers kann so zur Änderung des Einlaufspalts nach oben und unten verschwenkt werden.
Jeder Riemenförderer 19 weist einen eigenen Schwenkantrieb auf, der eine motorische Verstellung des Einlaufspalts von außen ermöglicht. Wie in 5 dargestellt, ist an der Rückseite der Lagerplatte 24 ein Getriebemotor 29 befestigt, der über eine Rutschkupplung 30 eine Schnecke 31 antreibt. Die Schnecke 31 treibt eine Schwenkwelle 32 an, die durch die Lagerplatte 24 führt und die an ihrem anderen Ende mit der Zusatzplatte 27 verbunden ist. So läßt sich für jeden Riemenförderer 19 der Einlaufspalt von außen getrennt einstellen und während des Betriebes korrigieren, falls sich die Maschinengeschwindigkeit ändert. Es ist nicht mehr erforderlich, dass eine Bedienperson zur Korrektur des Einlaufspalts in die laufende Vorrichtung eingreift.

1: Einleger
2: Vorbrecher
3: Vorbrecher
4: Faltstation
5: Klebstoffauftragwerk
6: Überleitstation
7: Presseinrichtung
8: Förderband
9: Förderband
10: Antriebswalze
11: Antriebswalze
12: Antrieb
13: Antrieb
14: Gestellwand
15: Stützwalze
16: Stützwalze
17: Lagerplatte
18: Kolben-Zylinder-Einheiten
19: Riemenförderer
20: Riemen
21: Verstellantrieb
22: Verstellantrieb
23: Umlenkrolle
24: Lagerplatte
25: unteres, förderndes Trum
26: Umlenkrolle
27: Zusatzplatte
28: Achse
29: Getriebemotor
30: Rutschkupplung
31: Schnecke
32: Schwenkwelle

Claims

Sammel- und Presseinrichtung (7) einer Faltschachtelklebemaschine mit zwei maschinenbreiten, umlaufenden Förderbändern (8, 9), die mit einem Antrieb verbunden sind und deren fördernde Trums horizontal und parallel zueinander verlaufend übereinander angeordnet sind, wobei der obere, fördernde Trum des unteren Förderbandes (8) gegenüber dem unteren, fördernden Trum des oberen Förderbandes (9) zum Pressen der gefalteten Zuschnitte vertikal bewegbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das untere Förderband (8) als auch das obere Förderband (9) einen eigenen Antrieb (12, 13) aufweisen, der aus einem direkt an die jeweilige Antriebswalze (10, 11) angeschlossenen Servomotor mit Resolver besteht.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Antriebe (12, 13) geschwindigkeitsgeregelte Drehstrom-Servomotoren mit Resolverrückführung sind.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (12, 13) der beiden Förderbänder (8, 9) über eine gemeinsame Steuereinrichtung relativ zueinander regelbar sind.
Sammel- und Presseinrichtung (7) einer Faltschachtelklebemaschine mit zwei maschinenbreiten, umlaufenden Förderbändern (8, 9), die mit einem Antrieb verbunden sind und deren fördernde Trums horizontal und parallel zueinander verlaufend übereinander angeordnet sind, wobei der obere, fördernde Trum des unteren Förderbandes (8) gegenüber dem unteren, fördernden Trum des oberen Förderbandes (9) zum Pressen der gefalteten Zuschnitte vertikal bewegbar gelagert ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der fördernde Trum des unteren Förderbandes (8) von einer Reihe quer verlaufender Stützrollen (15) abgestützt wird, die so gelagert sind, dass ihre Enden an einer Seite unabhängig von den Enden an der anderen Seite mittels Druck nach oben bewegbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden einer oder mehrerer Stützrollen (15) an jeder Seite in einer Lagerplatte (17) gelagert sind, wobei jede Lagerplatte (17) am Kolben einer am Gestell (14) befestigten Kolben-Zylinder-Einheit (18) befestigt ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerplatte (17) um eine Achse parallel zur Drehachse der Stützrollen (15) kippbar an der Kolben-Zylinder-Einheit (18) befestigt ist.
Sammel- und Presseinrichtung (7) einer Faltschachtelklebemaschine mit zwei maschinen-breiten, umlaufenden Förderbändern (8, 9), die mit einem Antrieb verbunden sind und deren fördernde Trums horizontal und parallel zueinander verlaufend übereinander angeordnet sind, wobei der obere, fördernde Trum des unteren Förderbandes (8) gegenüber dem unteren, fördernden Trum des oberen Förderbandes (9) zum Pressen der gefalteten Zuschnitte vertikal bewegbar gelagert ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Förderband (8) an der Einlaufseite vor dem oberen Förderband (9) beginnt und oberhalb des frei liegenden Bereichs des unteren Förderbandes (8) zumindest zwei, bevorzugt drei, kurze Riemenförderer (19) angeordnet sind, die jeweils mit dem unteren Förderband (8) einen zulaufenden Einlaufspalt für die Zuschnitte bilden, wobei der einlaufseitige Teil jedes Riemenförderers (19) zur Änderung des Einlaufspalts mittels eines eigenen Schwenkantriebs (29, 30, 31) nach oben und unten schwenkbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb aus einem Getriebemotor (29), einer Rutschkupplung (30) und einem Schneckenantrieb (31) besteht, der an einer schwenkbaren Platte (27) angreift, an der die einlaufseitigen Umlenkrollen (26) des Förderriemens (20) gelagert sind.