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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kartonaufrichter mit mindestens
drei motorisch in der Höhe
(z-Richtung) verfahrbaren Faltecken und mit einem den Faltecken
gegenüber
angeordneten Faltschacht als Gegenwerkzeug, in den die Faltecken
hinein und hinaus bewegbar sind zum Auffalten einer vorgefalzten,
flachen Kartonlage zwischen den Faltecken und dem Faltschacht.
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Derartige
Kartonaufrichter sind seit längerem bekannt.
Sie dienen dazu, flache Kartonzuschnitte mit Vorfalzungen aufzurichten.
Die bekannten Kartonaufrichter weisen hierzu einen Aufrichtstempel auf,
der als waagerechte Platte mit vier an seinen Ecken aufragenden
Flacheisen ausgebildet ist. Diese Konstruktion bildet somit die
vier Faltecken, die in den Faltschacht einfahren können. Wenn
Kartons mit einer anderen Geometrie aufgerichtet werden sollen, wird
der Aufrichtstempel aus seiner Halterung genommen und ein nun passender
anderer Aufrichtstempel verwendet.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen flexibleren Kartonaufrichter
zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kartonaufrichter dadurch
gelöst,
dass die Lage zumindest einer Faltecke in der x-/y-Ebene und/oder
unabhängig
von anderen Faltecken in z-Richtung einstellbar ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt
sich insbesondere der Vorteil, dass innerhalb kürzester Zeit eine Anpassung
der Faltecken an verschiedene Kartonzuschnitte ermöglicht wird.
Es muss kein aufwändiger
Wechsel eines Aufrichtstempels vorgenommen werden. Stattdessen werden
lediglich die Faltecken auf den neuen Kartonzuschnitt durch entsprechende
Verstellung angepasst. Auf diese Weise kann ein wesentlich höherer Durch satz
bei der Kartonbereitstellung erreicht werden. Insbesondere für Betriebe
mit vielen verschieden großen
und unterschiedlich geformten Kartonverpackungen kann auf diese
Weise schnell und kostengünstig
umgeschaltet werden.
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Besonders
bevorzugt erfolgt die Verstellung der Faltecken in x-, y- und/oder
z-Richtung durch Servomotoren, die durch entsprechende Befehle seitens
eines Bedieners oder aufgrund von anderweitig veranlasster Befehle
(beispielsweise Sensoren) ansteuerbar sind.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Faltecken jeweils
individuell in x- und/oder y-Richtung, d. h. in der x-/y-Ebene,
verstellbar. Diese Ausführung
erlaubt eine sehr große
Flexibilität.
Bei vier Faltecken, d. h. einem Karton mit rechteckiger Grundfläche, ist
somit eine Anpassung an verschiedene Kartongrößen schnell und flexibel realisierbar.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Variante sind benachbarte Faltecken zumindest
jeweils paarweise in der x-/y-Ebene verstellbar. Es kann hierbei, vorzugsweise
durch eine einzige Linearbewegung, die Verstellung zweier Faltecken
gleichzeitig erfolgen. Dies vereinfacht die Konstruktion, ohne dass
die Funktionalität
der Erfindung wesentlich eingeschränkt würde.
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Gemäß einer
konstruktiv besonders bevorzugten Ausführungsform sind gegenüberliegende Faltecken
gleichzeitig aufeinander zu und voneinander weg in der x-/y-Ebene
verstellbar. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden,
dass diese sich gegenüberliegenden
Faltecken auf einer gemeinsamen Spindel verfahrbar angeordnet sind.
Diese Spindel weist einen Bereich mit einem Linksgewinde und einen
Bereich mit einem Rechtsgewinde auf, wobei die eine Faltecke auf
dem einen Bereich und die andere Faltecke auf dem anderen Bereich bei
Rotation der Spindel verfahrbar ist. Die beiden Faltecken bewegen
sich also je nach Spindeldrehung aufeinander zu oder voneinander
weg. Sind zudem noch zwei oder mehrere benachbarte (d. h. sich nicht gegenüberliegende)
Faltecken miteinander gekoppelt, lassen sich auf diese Weise auch
zwei Gruppen von Faltecken aufeinander zu und voneinander weg bewegen.
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Gemäß einer
dementsprechenden Ausführungsform
sind mehrere, vorzugsweise benachbarte und vorzugsweise je zwei,
Faltecken mit jeweils einer den Rahmen überspannenden Stange verbunden. Im
Falle von vier Faltecken sind demnach vier Stangen vorgesehen, die
ein Rechteck aufspannen. Jede der vier Faltecken ist hierbei im
Kreuzungsbereich zweier senkrecht zueinander angeordneter Stangen mit
diesen beiden Stangen verbunden und verschieblich entlang dieser
beiden Stangen gelagert. Hierzu sind vorzugsweise entsprechende
Gleitlager vorgesehen, die eine Bohrung in x-Richtung zum Durchführen der einen Stange und eine
Bohrung in y-Richtung zum Durchführen
einer zu der vorgenannten Stange senkrechten Stange aufweisen. Sind demnach
zwei Stangen in x-Richtung und zwei Stangen in y-Richtung ausgerichtet, können sowohl
die beiden entsprechenden Stangen in x-Richtung als auch die beiden
anderen Stangen in y-Richtung verschoben werden. Da eine Verschiebung
einer Stange auch die beiden an ihr gekoppelten Faltecken verschiebt,
werden die vier Faltecken hierdurch an die gewünschten Orte in der x-/y-Ebene
verfahren. Wird diese Ausführung
mit den vorgenannten Spindeln kombiniert, bewegen sich die gegenüberliegenden Stangen
symmetrisch aufeinander zu oder voneinander weg.
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Bevorzugt
weist jede der Stangen endseitig ein Koppelstück mit einem Innengewinde auf,
dass auf einer Spindel verfahrbar ist, vorzugsweise einer Spindel
der vorgenannten Art mit einem Links- und einem Rechtsgewinde.
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Die
besagten Spindeln sind bevorzugt in einen Rahmen aufspannenden Rohren
angeordnet, so dass die endseitig an den Stangen angeordnete Koppelstücke entlang
des Rahmens laufen und die Stangen somit in der x-/y-Ebene bewegen. Der
Rahmen umschließt – in Aufsicht
auf den Karto naufrichter gesehen – die Faltecken und bildet
hierbei die Lagerpunkte für
die vorgenannten Stangen.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind zumindest einige
der Faltecken individuell in ihrer Höhe, d. h. heißt in z-Richtung,
verstellbar. Es bietet sich hierzu an, jeweils einen Servomotor vorzusehen,
der beispielsweise in eine vertikale Zahnstange treibt, an deren
unterem Ende jeweils eine Faltecke vorgesehen ist. Hierdurch ergibt
sich z. B. der Vorteil, dass eine der Faltecken etwas früher nach
unten gefahren werden kann, um somit ein anfangs ungleichmäßiges Eindrücken des
Kartons zu bewirken. Dies kann den Effekt haben, dass sich der Karton
leichter aufrichten lässt.
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Alternativ
zu den jeweilig individuell angesteuerten Faltecken kann der Rahmen,
der die Faltecken letztendlich trägt bzw. lagert, mit einem zentralen
Antrieb in seiner Höhe
(z-Richtung) verstellbar ausgebildet sein. Hierbei sind die Faltecken
vorzugsweise ortsfest mit dem Rahmen verbunden. Die Auf- und Niederbewegung
der Faltecken wird somit vom Rahmen übernommen.
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Gemäß einer
weiteren Alternative ist der Rahmen ortsfest, während die Faltecken mit einem
in der Höhe
verfahrbaren Hubwerkzeug verbunden sind, welches die in Lagern gelagerten
Faltecken beim Verfahren mitverstellt. Das Hubwerkzeug kann sich
beispielsweise in Form eines brückenartigen Trägers über den
Faltecken erstrecken. An diesem Träger, der an seinen beiden Seiten
in vertikalen Linearführungen
gelagert sein kann, greifen beispielsweise im Bereich der Führungen
vorgesehene Treibriemen an, die von einem zentralen Antrieb angetrieben
werden. Da die Faltecken hierbei an der Unterseite des Trägers angeordnet
sind, werden diese beim Verfahren des Trägers ebenfalls in z-Richtung mitverfahren.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kartonaufrichters
mit Einzelantrieben an den vier Faltecken;
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2 eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kartonaufrichters
mit zentralem Antrieb für
die Faltecken;
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3 eine
Aufsicht auf einen schematischen Kartonaufrichter;
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4 eine
Aufsicht auf den Kartonaufrichter gemäß der 3 mit im
Vergleich dazu in y-Richtung verfahrenen Faltecken, und
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5 eine
Aufsicht auf den Kartonaufrichter gemäß der 3 und 4 mit
zusätzlich
in x-Richtung verfahrenen Faltecken.
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In
der 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kartonaufrichters
in perspektivischer Ansicht dargestellt. Ein rechteckiger Rahmen
wird aufgespannt durch ortsfeste Rohre 15, 16,
die sich paarweise gegenüber
liegen. Innerhalb des Rahmens (von oben gesehen) spannen vier Stangen 5, 6 ein
kleineres, allerdings in seiner Fläche veränderbares Rechteck auf, wobei
die beiden Stangen 5 parallel zu den Rohren 15 und
die beiden Stangen 6 parallel zu den Rohren 16 verlaufen.
Die Enden der Stangen 5 bzw. 6 sind mittels Koppelstücken 19 bzw. 20 (s. 3)
an den Rohren 15, 16 des Rahmens verbunden.
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Auf
den Stangen 5, 6 sind Doppelgleitlager 7 vorgesehen,
die jeweils eine Bohrung in x-Richtung und eine höhenversetzt
zu dieser Bohrung verlaufende Bohrung in y-Richtung aufweisen. Derart
ist es möglich,
dass jedes Doppelgleitlager sowohl eine Stange 5 als auch
eine Stange 6 lagert, und zwar jeweils im Kreuzungsbereich
zweier solcher Stangen 5, 6.
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Ins
Innere des Rahmens weisend ist an jedem der Doppelgleitlager 7 eine
Lagerung 4 für
jeweils eine vertikal laufende Zahnstange 2 vorgesehen,
an deren jeweiligem unterem Ende eine Faltecke 1 befestigt
ist. Jede Zahnstange 2 wird von jeweils einem Servomotor 3 auf
und ab gefahren. Der unterhalb der Faltecken 1 vorgesehene
Faltschacht sowie der zwischen Faltecken 1 und Faltschacht
anzuordnende Kartonzuschnitt sind nicht dargestellt, da sie aus
dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind.
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Mittels
der vier Einzelmotoren 3 lassen sich die jeweiligen Faltecken 1 individuell
in z-Richtung auf und ab bewegen. Bei bestimmten Faltkonstellationen
ist dies von Vorteil.
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Die
vier Faltecken 1 lassen sich entsprechend der Erfindung
auch in x- und y- Richtung verstellen. Hierzu sind zwei Servomotoren 11, 13 vorgesehen,
die jeweils mit einem Getriebe 12 bzw. 14 verbunden
sind, welche Spindeln 17 bzw. 18 antreiben (s. 3).
Jeweils eine Spindel 17 ist hierbei in jeweils einem Rohr 15 drehbar
gelagert, während
jeweils eine Spindel 18 in jeweils einem Rohr 16 drehbar
gelagert ist. Vorliegend weisen alle vier Spindeln 17, 18 jeweils
hälftig
sowohl ein Rechts- als auch ein Linksgewinde auf, s. in 3 die
exemplarischen Spindelabschnitte 17a, 17b sowie 18a, 18b.
Mit jedem dieser Spindelabschnitte 17a, 17b, 18a, 18b ist einer
der genannten Koppelstücke 19 bzw. 20 verbunden,
die jeweils durch ein oder zwei Schlitze in den Rohren 15, 16 in
die Spindelgewinde 17a, 17b, 18a, 18b eingreifen
und mitsamt den Stangen 5 bzw. 6 bei Rotation
der Spindeln 17 bzw. 18 in x- bzw. y-Richtung
verfahren werden.
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Die
zweigeteilte Ausführung
jeder der Spindeln 17, 18 bedingt, dass sich beispielsweise
bei Ansteuerung des Motors 13 die beiden Stangen 5 aufeinander
zu bzw. voneinander weg bewegen. Mit anderen Worten bewegen sich
die Stangen 5 bei Betätigung
des Motors 13 durch Verfahren der Koppelstücke 20 symmetrisch
zur x-Achse, während
sich die Stangen 6 bei Betätigung des Motors 11 durch
Verfahren der Koppelstücke 19 symmetrisch
zur y-Achse bewegen,
wenn sich diese beiden Achsen in der Rahmenmitte schneiden (s. punktierte
Linien in den 3–5).
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In
den 4 und 5 ist eine solche Bewegungsfolge
zum Einstellen sowohl des x- als auch des y-Abstandes der vier Faltecken 1 gezeigt.
Gemäß der 4 werden
die beiden Stangen 5 durch Betätigung des Motors 13 (hier
der Einfachheit halber nicht gezeigt, s. aber 1)
aufeinander zu verfahren, um den Abstand der Faltecken 1 in
y-Richtung einzustellen. Wie in 5 dargestellt,
werden mittels des Motors 11 (hier der Einfachheit halber
nicht gezeigt, s. aber 1) die beiden Stangen 6 aufeinander
zu verfahren, um den Abstand der Faltecken in x-Richtung einzustellen.
Das in 5 durch die Stangen 5, 6 gebildete
Rechteck entspricht im Wesentlichen der Grundfläche eines aufzurichtenden Kartons einer
neuen Charge.
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In
den 4 und 5 ist der Einfachheit halber
lediglich jeweils ein Motor 3 für die Verstellung einer Faltecke 1 in
z-Richtung dargestellt. In der 3 sind alle
vier Einzelmotoren 3 zwecks besserer Übersicht jeweils gestrichelt
dargestellt.
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Alle
Motoren 3, 11, 13 lassen sich vorzugsweise
separat über
ein Bedienpanel ansteuern. Die Steuerung weist einen entsprechend
programmierten Mikrocontroller auf. Es ist auch möglich, alle
vier Einzelmotoren 3 zusammen anzusteuern, wenn diese die
gleichen Bewegungsabläufe
ausführen
sollen.
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In
der 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
wobei die Darstellungen gemäß der 3–5 bis
auf die Motoren 3 auch auf diese Ausführungsform zutreffen. Gemäß der 2 ist
statt der Einzelmotoren 3 ein zentraler Antriebsmotor 30 vorgesehen.
Dieser treibt in ein Getriebe 31, das eine über dem
aus den Rohren 15, 16 gebildeten Rahmen angeordnete
Antriebswelle 32 in Drehbewegung versetzt. Endseitig an
der Antriebswelle 32 sind jeweils Zahnräder 33a vorgesehen
(nur auf der rechten Bildhälfte
dargestellt), die jeweils einen vertikal verlaufenden Zahnriemen 34 antreiben, der
an seinem anderen Ende durch ein mitlaufendes Zahnrad 33b umgelenkt
wird. An den Zahnriemen sind Mitnehmer 37 mit Vertikalbohrungen
angeordnet, die in vertikalen Streben 35 gelagert sind.
Die beiden beidseitig des Rahmens angeordneten Mitnehmer 37 tragen
einen brückenartigen
Träger 36, der
mit Hilfe des Motors 30 auf und ab bewegbar ist.
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An
der Unterseite des Trägers 36 sind
vier Halterungen 38 zur Aufnahme von jeweils einem oberen
Ende von länglichen
Vertikalführungen 22 vorgesehen.
Am entgegengesetzten Ende der Vertikalführungen 22 sind jeweils
die Faltecken 1 befestigt. Die vier Halterungen 38 sind
kreuzförmig
angeordnet und schwenkbar am Träger 36 befestigt.
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Sollen
nun die Stangen 5 und/oder 6 zur Verstellung der
Faltecken 1 in y- und/oder
x-Richtung mit Hilfe der Motoren 13, 11 verstellt
werden, verschenken die Halterungen 38 in der x-/y-Ebene
entsprechend, wobei die Vertikalführungen 22 und somit auch
die Faltecken 1 ebenfalls in y- bzw. x-Richtung verstellt
werden.
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Zum
Kartonaufrichten wird der Träger 36 abwärts gefahren,
wobei die Vertikalführungen 22 in entsprechenden
Lagern 4 laufen und die Faltecken 1 somit präzise in
z-Richtung verfahren werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Abwandlungen
und Kombinationen innerhalb der Patentansprüche sind ohne weiteres möglich. So
kann insbesondere vorgesehen sein, statt vier Faltecken beispielsweise
drei oder sechs oder acht Faltecken einzusetzen, um somit auch kompliziertere
Kartonfaltungen zu ermöglichen.
Im Falle von beispielsweise sechs Faltecken ist es vorteilhaft,
zu den in zwei unterschiedlichen Höhen angeordneten Stangen 5, 6 eine
weitere Ebene mit zwei weiteren Stangen anzuordnen, denen zwei weitere
Faltecken zugeordnet sind. Die Stangen können hierbei von oben gesehen
ein Sechseck bilden.