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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
für das Walken bzw. Falzen bzw. Vorfalten eines flachen
Vorformlings zur Erzeugung einer steifen Verpackung. Die vorliegende
Erfindung findet eine vorteilhafte Anwendung in einer Verpackungsmaschine
für die Herstellung von steifen Zigarettenschachteln mit
Klappdeckel, welche die folgende Abhandlung ausdrücklich
betrifft, ohne dadurch an Allgemeingültigkeit zu verlieren.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Eine
steife Zigarettenschachtel mit Klappdeckel umfasst einen Boden oder
beckenförmigen Behälter sowie einen oberen Deckel,
die miteinander durch ein Scharniergelenk verbunden sind; wenn sich
der Deckel in einer geschlossenen Position für den beckenförmigen
Behälter befindet, weist die Schachtel eine Quaderform
auf, die seitlich durch zwei größere Seitenwände
(beziehungsweise vordere und hintere) begrenzt wird, die zueinander
parallel verlaufen und sich gegenüber stehen, sowie durch zwei
kleinere Seitenwände, die zueinander parallel verlaufen
und sich gegenüber stehen. Zwischen den größeren
Seitenwänden und den kleineren Seitenwänden sind
vier Längskanten bestimmt, wobei es sich um gerade Kanten,
abgeschrägte Kanten oder abgerundete Kanten handeln kann
(zum Beispiel wie in Patentschrift
EP0205766A1 beschrieben).
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Um
eine Zigarettenschachtel mit Klappdeckel wie zuvor beschrieben auszuführen,
wird normalerweise ein flacher Vorformling verwendet, der eine hauptsächlich
rechteckige Form besitzt und von einer Vielzahl an längs
und quer verlaufenden Falzlinien durchzogen ist, die zuvor abgeschwächt
wurden und entlang derer der Vorformling selbst erneut gefaltet wird,
um die Schachtel auszuführen.
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In
einigen Fällen wurde bei den fertigen steifen Schachteln
beobachtet, dass die Form der Längskanten nicht völlig
der erwünschten Form entsprach und dass die Seitenwände
(insbesondere die größeren Seitenwände)
aufgrund des elastischen Rückstellvermögens des
Vorformlings, welcher nach der Falzung entlang einer Falzlinie dazu
neigt, in seine ursprüngliche flache Gestalt zurückzukehren, nicht
so flach wie gewünscht sind; diese Mängel zeigen
sich in deutlicherer Weise, wenn die Längskanten nicht
gerade, das heißt, wenn sie abgeschrägt oder abgerundet
sind. Um dieses elastische Rückverformen zu verringern,
wurde vorgeschlagen, die Verpackungsmaschinen mit Vorfalteinheiten
auszurüsten, welche eine Vorfalzung der Vorformlinge ausführen,
um die Vorformlinge selbst entlang der besagten Falzlinien vorzufalten.
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Ein
erstes Beispiel einer Vorfalteinheit wurde in Patentschrift
EP0391118B1 gegeben,
welche eine Verpackungsmaschine beschreibt, die ein Förderband,
das die Vorformlinge zu einem Falzrad befördert, sowie
steife Vorfaltführungen aufweist, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Förderbandes angeordnet sind und dazu dienen,
die Ränder jedes Vorformlings zu falten, um den Vorformling
selbst vorzufalten; am Ende der steifen Führungen kehrt
jeder Vorformling wieder in die hauptsächlich flache Form zum
Rückverformen zurück und wird dann der Falzrolle
zugeführt. Dennoch sind die steifen Vorfaltführungen
relativ sperrig, sie können die eventuellen Wartungseingriffe
beim Förderband relativ schwierig gestalten, sie bestimmen
die wenig präzise Formgebung von Vorfaltungen und können
vor allem die Vorformlinge durch Abrieb beschädigen.
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Ein
weiteres Beispiel einer Vorfalteinheit wird in Patentschrift
US4708704A1 in
Hinsicht auf eine Verpackungsmaschine geliefert, bei der ein Vorformling
einer Vorfaltstation zugeführt wird, welche vor einer Verpackungslinie
liegt und mit beweglichen Falzelementen ausgestattet ist, die dazu
dienen, eine Falzung der Ränder des Vorformlings entlang
der entsprechenden längs verlaufenden Falzlinien und gegen
die entsprechenden Formdorne auszuführen; nachfolgend kann
der Vorformling zum Rückverformen frei in seine flache
Ausgestaltung zurückkehren und wird dann der Verpackungslinie
zugeführt. Die zuvor beschriebene Vorfaltstation erscheint
relativ kompliziert und sperrig, hat aber vor allem den Nachteil,
dass der Vorformling für einen bestimmten Zeitraum in derselben
Position bleiben muss und ohne nennenswerte Konstruktionskomplikationen
nicht in einer kontinuierlich arbeitenden Verpackungsmaschine verwendet
werden kann.
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Als
Alternative zum Vorfalten eines Vorformlings wurde zum Beispiel
wie in Patentschrift
EP0205894B1 beschrieben
vorgeschlagen, eine Formgebung des Vorformlings auszuführen,
die das Negativ der erwünschten Form der fertigen Schachtel
darstellt; im einzelnen wird der Vorformling in Ausrichtung mit
dem Stempel zugeführt und an die Innenwände des
Stempels mittels eines Profilgegenstempels angelegt. Dennoch haben
Probeläufe ergeben, dass die mittels des Vorfaltens des
Vorformlings erhaltenen Schachteln verglichen mit den Schachteln eine
höhere Qualität aufweisen, die mittels der Formung
der Vorformlinge mit Stempel-Gegenstempel erhalten wurden.
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Die
Patentanmeldungen
EP1522401
A1 und
WO2005110853A1 beschreiben
zwei Systeme zum Vorfalten eines flachen Vorformlings mit zuvor
abgeschwächten Falzlinien. Der flache Vorformling wird von
einem Förderbandsitz entlang einer Transportstrecke sowie
einer Vorfaltstation zugeführt, bei welcher ein steifer
Falzkörper auf dem Sitz gewalzt wird, um den Vorformling
gegen ein Falt- bzw. Falzdornpaar vom Sitz und um eine zuvor abgeschwächte Falzlinie
zu falten; nach der Vorfaltstation kann der Vorformling zum Rückverformen
erneut frei seine flache Form annehmen. Dennoch sind jene Vorfaltsysteme
ziemlich kompliziert herzustellen und einzustellen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung
für das Falzen bzw. Vorfalten bzw. Walken eines flachen
Vorformlings zum Ausführen einer steifen Verpackung bereitzustellen,
wobei das Verfahren und die Elemente nicht die zuvor beschriebenen
Nachteile besitzen und gleichzeitig leicht und preiswert auszuführen sind.
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Erfindungsgemäß werden
ein Verfahren und eine Einrichtung für das Vorfalten eines
flachen Vorformlings zum Ausführen einer steifen Verpackung bereitgestellt,
wie in den beigefügten Patentansprüchen beansprucht.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, die einige nicht einschränkende
Beispiele für ihre Anwendung zeigen, wobei:
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1 in
perspektivischer und schematischer Ansicht eine steife Zigarettenschachtel
zeigt;
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2 einen
Vorformling für die Ausführung einer Zigarettenschachtel
von 2 zeigt;
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3 eine
schematische Frontansicht mit einigen zur Verdeutlichung entfernten
Teilen von einem Teil einer Verpackungsmaschine für Zigaretten
ist, die mit einer Vorfalteinrichtung für die Vorformlinge ausgestattet
ist, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgeführt
wurde;
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4, 5 und 6 in
vergrößertem Maßstab ein Vorfaltelement
für Vorformlinge von 3 in einer
Abfolge von Arbeitsphasen zeigen; und
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7 bzw. 8 einen
Griffkopf einer Zufuhrvorrichtung für Vorformlinge von 3 in
zwei verschiedenen Ausgestaltungen zeigen.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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In 2 ist
mit Bezugszahl 1 in ihrer Gesamtheit ein flacher Vorformling
bzw. Zuschnitt bzw. Rohling gezeigt, der aus Pappe oder ähnlichem
Material besteht, um eine steife Zigarettenschachtel (gezeigt in 1)
mit Klappdeckel auszuführen. Gemäß der
Darstellung von 1 umfasst die Schachtel 2 einen
beckenförmigen Behälter 3, dessen eines
oberes Ende geöffnet ist (nicht gezeigt), sowie einen beckenförmigen
Deckel 4, der an dem Behälter 2 entlang
einem Scharniergelenk (nicht gezeigt) klappbar befestigt ist, um
in Bezug auf den Behälter 2 selbst zwischen einer Öffnungsposition
und einer geschlossenen Position (gezeigt in 1) des geöffneten oberen
Endes zu drehen.
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Der
Deckel 4 verleiht in seiner geschlossenen Position der
Schachtel 2 eine Quaderform, die eine Seitenfläche
sowie zwei Bodenwände 5 (wovon nur eine in 1 gezeigt
ist) aufweist, welche flach sind und die die Seitenfläche
begrenzen und zueinander identisch, zugewandt und parallel sind;
im einzelnen bestimmt eine Bodenwand 5 eine obere Wand der
Schachtel 2, während die andere Bodenwand 5 eine
untere Wand der Schachtel 2 bestimmt. Die Seitenfläche
umfasst ein Paar von größeren, flachen Seitenwänden 6 (wovon
nur eine in 1 gezeigt ist), die zueinander
parallel und einander zugewandt sind, sowie ein Paar von kleineren, flachen
Seitenwänden 7 (wovon nur eine in 1 gezeigt
wird), die zueinander parallel und einander zugewandt sind; im einzelnen
bestimmt eine größere Seitenwand 6 eine Vorderwand
der Schachtel 2, während die andere größere
Seitenwand 6 eine Hinterwand der Schachtel 2 bestimmt.
Die Schachtel 2 weist vier Längskanten 8 auf,
von denen jede eine größere Seitenwand 6 mit
einer kleineren Seitenwand 7 verbindet, und weist acht
quer verlaufende Kanten 9 auf, von denen jede eine Bodenwand 5 mit
einer Seitenwand 6 oder 7 verbindet. Im einzelnen
handelt es sich bei den Längskanten 8 um abgerundete
Kanten, die einen leicht höheren Krümmungsradius
als den Radius einer Zigarette haben, während die quer
verlaufenden Kanten 9 scharf und gerade sind.
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Gemäß 2 zeigt
der flache Vorformling 1 eine hauptsächlich rechteckige
verlängerte Form, wobei eine Achse von der Mittellinie
längs verläuft; die Teile des Vorformlings werden
mit Bezugsnummern angezeigt, die genauso wie die Bezugsnummern hervorgehoben
werden, die die entsprechenden Teile der Schachtel 2 kennzeichnen.
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Der
Vorformling 1 zeigt zwei Gruppen von längs verlaufenden
zuvor abgeschwächten Falzlinien 8', wobei entlang
einer jeden der Vorformling 1 gefaltet wird, um die abgerundeten
Längskanten 8 zu bestimmen, sowie eine Vielzahl
an Linien mit zuvor abgeschwächten, quer verlaufenden Linien 9',
wobei entlang einer jeden der Vorformling 1 zur Bestimmung
der quer verlaufenden Kanten 9 gefaltet wird. Die quer
verlaufenden Falzlinien 9' bestimmen zwischen den beiden
Gruppen der längs verlaufenden Falzlinien eine Serie von
Platten 5' und 6', die entsprechend die Bodenwände 5 sowie
die größeren Seitenwände 6 der
Schachtel 2 bilden; jede Platte 6' zeigt zwei
entsprechende Seitenflügel 7', welche einander
auf gegenüberliegenden Seiten der Platte 6' angeordnet
sind, wobei sie durch die entsprechende Platte 6' selbst
von den beiden Gruppen von längs verlaufenden Falzlinien 8' getrennt
sind und die kleineren Seitenwände 7 der Schachtel 2 bilden.
In 3 ist mit der Nummer 10 in ihrer Gesamtheit
eine kontinuierlich arbeitende Verpackungsmaschine gezeigt, die
ein motorisiertes Verpackungsrad 11 umfasst, das dazu dient,
sich mit kontinuierlicher Bewegung (gegen den Uhrzeigersinn in der 3)
um eine mittlere Rotationsachse (nicht gezeigt) und senkrecht zur
Ebene von 3 zu drehen, wobei sie eine
Vielzahl von gleichmäßig verteilten Saugköpfen 12 aufweist,
welche zur Aufnahme in Abfolge der entsprechenden Vorformlinge 1 geeignet
sind. Die Verpackungsmaschine 1 umfasst außerdem
ein Magazin 13 für einen Stapel 14 an
Vorformlingen 1 und eine Zufuhrvorrichtung 15,
die sich zwischen einem offenen Ende 16 des Magazins 13 und
dem Verpackungsrad 11 befindet, um die Vorformlinge 1 aus dem
offenen Ende 16 herauszunehmen und die Vorformlinge selbst
in Abfolge den entsprechenden Sitzen 12 des Verpackungsrades 11 zuzuführen.
Darum zeigt das offene Ende 16 des Magazins 13 eine
mittlere Öffnung, die oben durch einen oberen Zahn 17 begrenzt
und unten von einem unteren Zahn 18 begrenzt wird, dessen
Länge geringer ist als die entsprechende Länge
des oberen Zahns 17.
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Die
Zufuhrvorrichtung
15 umfasst ein motorisiertes Zufuhrrad
19,
das in kontinuierlicher Bewegung und im Uhrzeigersinn in
3 um
eine eigene mittlere Rotationsachse
20 drehbar ist, die
parallel zur Rotationsachse (nicht gezeigt) der Verpackungsachse
11 und
senkrecht zur Längsachse
21 des Magazins
13 verläuft.
Das Zufuhrrad
19 trägt eine Vielzahl von Saugköpfen
22,
die um die Rotationsachse
21 verteilt und mit dem Zufuhrrad
19 über
die Zwischenstellung der entsprechenden Arme
23 verbunden
sind, von denen jeder an dem entsprechenden Saugkopf
22 drehbar
befestigt ist, um sich in Bezug auf den Saugkopf
22 selbst
um eine Rotationsachse
24 zu drehen, die parallel zur Rotationsachse
20 des Zufuhrrades
19 verläuft
und am Zufuhrrad
19 drehbar befestigt ist, um sich in Bezug
auf das Zufuhrrad
19 selbst um eine Rotationsachse
25 zu
drehen, die parallel zur Rotationsachse
20 des Zufuhrrades
19 verläuft.
Die Drehung jedes Arms um die entsprechende Rotationsachse
24 sowie
um die entsprechende Rotationsachse
25 wird durch ein Nockenantriebssystem
(nicht gezeigt) gesteuert, zum Beispiel von der in Patentschrift
IT1299840 beschriebenen
Art, auf die in diesem Dokument verwiesen wird.
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Die
Drehung des Zufuhrrads 19 um eine Rotationsachse 20 befördert
jeden Saugkopf 22 entlang einer Zufuhrstrecke P, die hauptsächlich
kreisförmig verläuft, so dass der Saugkopf 22 das
offene Ende 16 des Magazins 13 dafür
verwendet, einen Vorformling 1 zu entnehmen und dann den
Vorformling 1 zum Verpackungsrad 11 zu befördern,
wobei in Übereinstimmung damit der Vorformling 1 selbst
an einen Saugkopf 12 des Verpackungsrades 11 abgegeben wird.
Jeder Vorformling 1 wird von einem Saugkopf 22 des
Zufuhrrads 19 derart befördert, dass die eigenen
längs verlaufenden Falzlinien 8' senkrecht zur Zufuhrstrecke
P und die eigenen quer verlaufenden Falzlinien 9' parallel
zur Zufuhrstrecke P angeordnet sind.
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Wie
genauer in 7 gezeigt, umfasst jeder Saugkopf 22 ein
Saugnapf 26, der dazu dient, einen mittleren Abschnitt
(im einzelnen die Platten 5' und 6') eines Vorformlings 1 mittels
Ansaugen einzusetzen, so dass der Vorformling 1 selbst
in einer bestimmten Position während der Beförderung
des Saugkopfs 22 entlang der Zufuhrstrecke P gehalten wird.
Außerdem ist jeder Saugkopf 22 mit zwei Falt- bzw.
Falzdornen bzw. Falzrädern 27 ausgestattet, welche
auf gegenüberliegenden Seiten des Saugnapfs 26 angeordnet
sind und von jeweiligen „U"-förmigen Stützelementen 28 getragen
werden. Jeder Falt- bzw. Falzdorn 27 ist entsprechend der
Form und den Maßen der Längskante 8 gestaltet,
die durch die Endfalzung des Vorformlings 1 erhalten werden
sollen. In der in den beigefügten Darstellungen gezeigten
Ausführungsform weist jeder Falt- bzw. Falzdorn 27 einen
abgerundeten, quer verlaufenden Abschnitt auf, um abgerundete Längskanten 8 von
der Art, wie in der 1 gezeigt, zu erhalten; als
Alternative könnte jeder Falt- bzw. Falzdorn 27 einen
rechteckigen, quer verlaufenden Abschnitt aufweisen, um abgeschrägte
oder gerade Längskanten 8 zu erhalten (nicht gezeigt).
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Jedes
Stützelement 28 besitzt eine „U"-Form und
weist ein äußeres Ende auf, welches den entsprechenden
Falt- bzw. Falzdorn 27 trägt, sowie ein inneres
Ende, das dem äußeren Ende gegenüberliegt
und an dem Saugkopf 22 drehbar befestigt ist, um sich in
Bezug auf den Saugkopf 22 selbst um eine Rotationsachse 29 zu
drehen, die parallel zur Rotationsachse 20 des Zufuhrrades 9 verläuft.
Die Drehung der beiden Stützelemente 28 des Saugkopfs 22 um
die entsprechenden Rotationsachsen 29 wird von einem Nockenantriebssystem
(nicht gezeigt) derart gesteuert, dass die beiden Stützelemente 28 zwischen
einer Falzposition bzw. Vorfaltposition (in der 7 gezeigt),
in welcher die zwei Falt- bzw. Falzdorne 27 in Übereinstimmung
mit den längs verlaufenden Falzlinien 8' des Vorformlings 1 sowie
einer Zuführposition (in der 8 gezeigt)
verschoben werden, in welcher die beiden Falt- bzw. Falzdorne 27 in Übereinstimmung
mit den Seitenflügeln 7' des Vorformlings 1 angeordnet
sind.
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Die
Zufuhrvorrichtung 15 ist an eine Falz- bzw. Vorfaltstation 30 angekoppelt,
welche mit einem Falz- bzw. Vorfaltelement 31 der Vorformlinge 1 ausgestattet
ist und entlang der Zufuhrstrecke P der Saugköpfe 22 zwischen
dem Magazin 13 der Vorformlinge 1 und dem Verpackungsrad 11 entsprechend
der Rotationsrichtung des Zufuhrrads 19 angeordnet ist.
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Das
Falz bzw. Vorfaltelement 31 ist geeignet, jeden Vorformling 1 derart
einzusetzen, dass der Vorformling 1 selbst gegen die zwei
Falt- bzw. Falzdorne 27 des entsprechenden Saugkopfs 22 und
um die längs verlaufenden Falzlinien 8' gefaltet
wird. Gemäß der in der 3 gezeigten
Ausführungsform umfasst das Vorfaltelement 31 einen
Stützkörper 32, der ein Backenpaar 33 trägt,
das dazu dient, sich zangenartig gegeneinander zu verschließen,
um die Falt- bzw. Falzdorne 27 des entsprechenden Saugkopfes 22 zu umgreifen.
Jede Backe 33 weist einen Sitz 34 auf, welcher
in negativer Ausführung die Form des Falt- bzw. Falzdorns 27 wiedergibt,
so dass er einen Falt- bzw. Falzdorn 27 selbst umgreifen
kann; zum Beispiel weist in der gezeigten Ausführungsform
jeder Falt- bzw. Falzdorn 27 einen kreisförmigen
Abschnitt auf, wobei auch jeder Sitz 34 einen kreisförmigen
Abschnitt aufweist, der einen inneren Durchmesser besitzt, der etwas
größer ist als der äußere Durchmesser
des Falt- bzw. Falzdorns 27.
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Jede
Backe 33 ist drehbar am Stützkörper 32 befestigt,
um sich in Bezug auf den Stützkörper 32 um
eine Rotationsachse 35 selbst zu drehen, die parallel zur
Rotationsachse 20 des Zufuhrrades 9 verläuft.
Die Drehung der zwei Backen 33 um die jeweiligen Rotationsachsen 35 wird
von einem Nockenantriebssystem (nicht gezeigt) derart gesteuert,
dass die zwei Backen 33 zwischen einer Öffnungsposition (gezeigt
in der 4), bei welcher die zwei Backen 33 in
einer gegenseitigen Entfernung, die größer ist als
die zwischen den zwei Falt- bzw. Falzdornen 27 eines Saugkopfs 22,
sowie in einer geschlossenen Position (gezeigt in der 6)
verschoben werden, bei welcher die Backen 33 die zwei Falt-
bzw. Falzdorne 27 eines Saugkopfs 22 umgreifen.
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Der
Stützkörper 32 des Vorfaltelements 31 ist
drehbar an einem Gestell der Verpackungsmaschine 10 befestigt,
um sich um eine Rotationsachse 36 zu drehen, die parallel
zur Rotationsachse 20 des Zufuhrrads 9 verläuft.
Die Drehung des Stützkörpers 32 um die
Rotationsachse 36 wird von einem Nockenantriebssystem (nicht
gezeigt) derart gesteuert, dass der Stützkörper 32 zwischen
einer Warteposition (in der 4 gezeigt),
bei der die zwei Backen 33 durch den Saugkopf 22,
der sich in der Vorfaltstation 30 befindet, voneinander
beabstandet sind, um den Vorschub des Saugkopfs 22 entlang
der Zufuhrstrecke P zu ermöglichen, sowie einer Arbeitsposition
(in der 6 gezeigt) verschoben wird,
bei der die Backen 33 direkt bei den Falt- bzw. Falzdornen 27 des
Saugkopfs 22 liegen, der sich in der Vorfaltstation 30 befindet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst das Stützelement 32 des
Vorfaltorgans 31 auch eine Gegenfläche bzw. Anschlag 37,
die sich an den Saugnapf 26 des Saugkopfs 22 stützt,
der sich in der Vorfaltstation 30 befindet, wenn der Stützkörper 32 in
der Arbeitsposition liegt (in der 6 gezeigt). Die
Aufgabe der Gegenfläche 37 ist es, den mittleren Abschnitt
(im Einzelnen die Platten 5' und 6') des Vorformlings 1 während
der Falzung des Vorformlings 1 selbst gegen die zwei Falt-
bzw. Falzdorne 27 und um die längs verlaufenden
Falzlinien 8' zu drücken, um zu vermeiden, dass
der mittlere Abschnitt des Vorformlings 1 sich aufgrund
der Spannungswirkungen durch die Falzung krümmt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst jeder Saugkopf 22 ein
festes Gegenelement bzw. Anschlag 38, welches ein Anschlagpaar
darstellt, auf dem die beiden Stützelemente 28 (oder
genauer die beiden Falt- bzw. Falzdorne 27, die von den Stützelementen 28 getragen
werden) in der Vorfaltposition aufliegen (in der 7 gezeigt);
aufgrund des Vorhandenseins des festen Gegenelements 38 ist
die Position der Falt- bzw. Falzdorne 27 sicher und auch über
längere Zeiträume sehr genau (das heißt während
der unvermeidlichen Zunahme der mechanischen Abnutzung).
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Die
Funktionsweise der Zufuhrvorrichtung 15 und des Vorfaltelementes 31 wird
nun unter Bezugnahme auf 1 in Bezug auf einen einzelnen
Saugkopf 22 und ausgehend von dem Moment beschrieben, in
dem der Saugkopf 22 selbst einen Vorformling 1 im
Inneren eines entsprechenden Saugkopfes 12 des Verpackungsrades
verlassen hat und sich unter dem Druck des Zufuhrrads 19 und
entlang einer Zufuhrstrecke P zum geöffneten Boden 16 des
Magazins 13 verschiebt, um einen neuen Vorformling 1 zu entnehmen.
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Wenn
der Saugkopf 22 in die Nähe des geöffneten
Bodens 16 des Magazins 13 gelangt, dreht sich
sein eigener Arm 23 gegen den Uhrzeigersinn (das heißt
entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Zufuhrrads 19 um
die Rotationsachse 20) in Bezug auf das Zufuhrrad 19 und
um die Rotationsachse 25, damit der Saugkopf 22 selbst
in der dem Boden 16 des Magazins 13 zugewandten
Position verharrt und damit der Saugkopf 22 radial nach
außen gedrückt wird, bis er an den Vorformling 1 angepasst
ist, der sich in Kontakt mit dem Boden 8 befindet. Gleichzeitig
dreht sich der Saugkopf 22 im Uhrzeigersinn in Bezug auf
den eigenen Arm 23 und um die Rotationsachse 24,
um hauptsächlich parallel zum Boden 16 des Magazins 13 zu
bleiben.
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Nachdem
der Vorformling 1, der in Kontakt mit dem Boden 8 angeordnet
ist, pneumatisch aufgenommen wurde, kehrt der Arm 23 seine
Rotationsrichtung in Bezug auf das Zufuhrrad 19 und um
die Rotationsachse 25 um (das heißt, von entgegen
dem Uhrzeigersinn in den Uhrzeigersinn), damit der Saugkopf 22 entfernt
wird, der den Vorformling 1 vom Boden 16 des Magazins 13 weg
bringt.
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Die
Drehung des Arms 23 im Uhrzeigersinn dauert an, bis der
Saugkopf 22 und der Vorformling 1 eine Position
direkt bei der Vorfaltstation 30 erreichen, indem sie sich
entlang der Zufuhrstrecke P verschieben. In der Vorfaltstation 30 dreht
sich der Arm 23 in Bezug auf das Zufuhrrad 19 und
um die Rotationsachse 25 entgegen dem Uhrzeigersinn (das heißt,
entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Zufuhrrads 19 um
die Rotationsachse 20), damit der Saugkopf 22 selbst
in der dem Vorfaltelement 31 zugewandten Position verharrt;
gleichzeitig dreht sich der Saugkopf 22 im Uhrzeigersinn
in Bezug auf den eigenen Arm 23 und um die Rotationsachse 24,
um hauptsächlich parallel zum Vorfaltelement 31 zu
bleiben, und der Stützkörper 32 des Vorfaltelements 31 dreht
sich gegen den Uhrzeigersinn um die Rotationsachse 36,
um sich von der Warteposition (in 4 gezeigt)
in die Arbeitsposition zu verschieben (in 6 gezeigt).
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Wie
in 5 gezeigt, drehen sich direkt in der Arbeitsposition
die zwei Backen 33 des Vorfaltorgans 31 um die
Rotationsachsen 35 in entgegengesetzte Richtungen, um sich
von der Öffnungsposition (in 4 gezeigt)
in die geschlossene Position (in 6 gezeigt)
derart zu verschieben, dass der Vorformling 1 allmählich
gegen die Falt- bzw. Falzdorne 24 und um die längs
verlaufenden Falzlinien 8' gefaltet wird. Nachdem die Arbeitsposition
(6) erreicht wurde, stützt sich die Gegenfläche 37 des
Vorfaltelements 31 gegen den Saugnapf 26 des Saugkopfs 22,
und die Sitze 34 der Backen 33 umgreifen vollständig
die Falt- bzw. Falzdorne 24, wobei sie eine vollständige
Falzung (von etwas weniger als 180°) des Vorformlings 1 um
die Falt- bzw. Falzdorne 24 selbst erzeugen.
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Daraufhin
drehen sich die zwei Backen 33 des Vorfaltorgans 31 in
entgegengesetzten Richtungen um die Rotationsachsen 35,
um sich von der geschlossenen Position (in 6 gezeigt)
in die Öffnungsposition (in 4 gezeigt)
zu verschieben, wobei der Stützkörper 32 des
Vorfaltelements 31 sich im Uhrzeigersinn um die Rotationsachse 36 dreht,
damit er sich von der Arbeitsposition (in der 6 gezeigt) in
die Warteposition (in der 4 gezeigt)
verschiebt.
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Nachdem
der Stützkörper 32 in die Warteposition
(in 4 gezeigt) zurückgekehrt ist, kehrt der Arm 23 seine
Rotationsrichtung in Bezug auf das Zufuhrrad 19 und um
die Rotationsachse 25 um (das heißt, von entgegen
dem Uhrzeigersinn in den Uhrzeigersinn), damit der Saugkopf 22 entfernt
wird, der den Vorformling 1 von der Vorfaltstation 30 weg bringt.
Nachdem die Vorfaltstation 30 zurück gelassen
wurde, kann der Vorformling 1 seine anfängliche flache
Form zum elastischen Rückverformen erneut frei annehmen;
um den Vorformling 1 zu unterstützen, seine anfängliche
flache Form erneut anzunehmen (die unerlässlich ist, um
den Vorformling 1 selbst dem entsprechenden Saugkopf 12 des
Verpackungsrades 11 zuzuführen), drehen sich die
zwei Stützelemente 28, die nach der Vorfaltstation 30 angeordnet sind,
in entgegengesetzter Richtung um die Rotationsachsen 29,
um sich aus der Vorfaltposition (in 7 gezeigt),
in welcher die zwei Falt- bzw. Falzdorne 27 in Übereinstimmung
mit den längs verlaufenden Falzlinien 8' des Vorformlings 1 angeordnet sind,
in die Zufuhrposition (in 8 gezeigt)
zu verschieben, in der die zwei Falt- bzw. Falzdorne 27 in Übereinstimmung
mit den Seitenflügeln 7' des Vorformlings 1 angeordnet
sind. Mit anderen Worten falten die zwei Stützelemente 28 durch
die Verschiebung von der Vorfaltposition (in 7 gezeigt)
in die Zufuhrposition (in 8 gezeigt)
die Seitenflügel 7' des Vorformlings 1 um
die längs verlaufenden Falzlinien 8', um die Seitenflügel 7' zu
den Platten 5' und 6' erneut auszurichten, woraufhin
der Vorformling 1 seine anfängliche flache Form
erneut aufnehmen kann.
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Daraufhin
stützt sich direkt beim Verpackungsrad 11 der
Vorformling 1, der zum Saugkopf 22 gebracht wurde,
fortlaufend auf feste Profile 39, die den Vorformling 1 bei
der Beförderung zum Saugkopf 12 des Verpackungsrads 11 führen.
Die festen Profile 39 bestehen aus dünnen Folien,
die derart voneinander abstehen, dass sie eine kammförmige Gestalt
annehmen und dass sie durch die entsprechenden Schlitze (nicht gezeigt)
gleiten, die durch den Saugkopf 22 gewonnen werden.
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Die
zwei Stützelemente 28 des Saugkopfs 22 werden
in der Zufuhrposition (in 8 gezeigt)
bis zur Vollendung der Beförderung des Vorformlings 1 des
Saugkopfs 22 bis zum Saugkopf 12 des Verpackungsrads 11 derart
gehalten, dass der Vorformling 1 in seiner anfänglichen
flachen Form verbleibt; nachfolgend werden zwei Stützelemente 28 des Saugkopfs 22 in
die Vorfaltposition zurückgebracht (in 7 gezeigt),
um einen neuen Vorformling 1 zu erhalten und den oben beschriebenen
Zyklus zu wiederholen.
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Es
ist wichtig hervorzuheben, dass die Stützelemente 28 (das
heißt die Falt- bzw. Falzdorne 27) die wesentliche
Aufgabe haben, die Seitenflügel 7' der Vorformlinge 1 zu
falten, damit der Vorformling 1 seine anfängliche
flache Form wieder annimmt, da der Vorformling 1 dem Saugkopf 12 des
Verpackungsrads 11 nur zugeführt werden kann,
wenn er sich in seiner anfänglichen flachen Form befindet. Tatsächlich
reicht die spontane elastische Rückkehr des Vorformlings 1 am
Ende des Vorfaltvorgangs, das in der Vorfaltstation 30 ausgeführt
wurde, nicht aus, um zu garantieren (oder zumindest reicht sie nicht
immer aus, um zu garantieren), dass der Vorformling 1 spontan
in seine anfängliche flache Form zurückkehrt.
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Gemäß einer
anderen nicht gezeigten Ausführungsform (die wieder Patentanmeldung
EP1522401A1 aufnimmt,
auf die in diesem Dokument verwiesen wird) umfasst das Vorfaltelement
28 eine
Trommel, welche sich mit kontinuierlicher Bewegung und mit konstanter
Geschwindigkeit um eine eigene Mittelachse dreht, die parallel zur
Rotationsachse
20 des Zufuhrrades
19 verläuft;
wobei am Außenrand der Trommel ein steifer Falzkörper
befestigt ist, der eine „U"-Form besitzt, eine Profilfläche
aufweist und durch die Bewegung der Trommel entlang einer geschlossenen
ringförmigen Strecke befördert wird. Wenn ein
Saugkopf
22 zusammen mit einem entsprechenden Vorformling
1 die
Vorfaltstation
27 durchquert, verursacht die Drehung der
Trommel ein Rollen des Falzkörpers auf dem Saugkopf
22,
um den Vorformling
1 gegen die Falt- bzw. Falzdorne
24 und
um die längs verlaufenden Falzlinien
8' zu falten.
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Gemäß einer
weiteren nicht gezeigten Ausführungsform arbeitet die Verpackungsmaschine 1 nicht
kontinuierlich, sondern intermittierend oder schrittweise; in diesem
Fall erweist sich die Mechanik des Zufuhrrads 19 als bemerkenswert
vereinfacht, da die Saugköpfe fest am Zufuhrrad 19 befestigt
sind.
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Gemäß einer
nicht gezeigten alternativen Ausführungsform wird das Zufuhrrad 19 durch
eine gleichwertige Fördervorrichtung mit ringförmigem Verschluss
ersetzt.
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Die
beigefügten Figuren beziehen sich auf die Ausführung
einer Zigarettenschachtel
2 mit abgerundeten Längskanten
8;
dennoch wird deutlich, dass die Lehren der vorliegenden Erfindung
für die Ausführung einer beliebigen Schachtel
2 mit
geraden, abgeschrägten Kanten oder mit „Seifenform" angewandt
werden können (im Handel als „Pillow"-Schachtel
bezeichnet und von der in den Patentanmeldungen
EP0941943A1 ,
WO0043289A1 , oder
WO03026984A1 beschriebenen
Art); es wird deutlich, dass die Form der Falt- bzw. Falzdorne
24 der Form
der zu bildenden Längskanten
8 angepasst werden
muss.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform könnten die Falt- bzw.
Falzdorne 24 und/oder die Backen 33 elektrisch
derart erwärmt werden, dass eine Temperaturerhöhung
der längs verlaufenden Falzlinien 8' eines Vorformlings 1 während
der Falzung der längs verlaufenden Falzlinien 8' selbst
erreicht wird; Zweck jener Erwärmung ist es, die Falzung
des Vorformlings 1 um die längs verlaufenden Falzlinien 8' zu vereinfachen,
indem lokal der mechanische Widerstand des Vorformlings 1 selbst
verringert wird.
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Es
wird deutlich, dass die oben beschriebene Vorfalteinheit eine vorteilhafte
Anwendung in allen Fällen finden kann, in denen es notwendig
wird, das Vorfalten des flachen Vorformlings auszuführen,
bevor der Vorformling selbst gefaltet wird, um eine entsprechende
steife Verpackung auszuführen; zum Beispiel kann die oben
beschriebene Vorfalteinheit in einer Verpackungsmaschine für
die Ausführung von steifen Verpackungen für Süßwaren
(Bonbons, Pralinen oder Kaugummis), für Lebensmittel, Modeschmuck,
Spielwaren oder Schreibartikel verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0205766
A1 [0002]
- - EP 0391118 B1 [0005]
- - US 4708704 A1 [0006]
- - EP 0205894 B1 [0007]
- - EP 1522401 A1 [0008, 0041]
- - WO 2005110853 A1 [0008]
- - IT 1299840 [0021]
- - EP 0941943 A1 [0044]
- - WO 0043289 A1 [0044]
- - WO 03026984 A1 [0044]