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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
EP1522401A1 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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Figurenliste
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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:
- - 1 in perspektivischer und schematischer Ansicht eine steife Zigarettenschachtel zeigt;
- - 2 einen Vorformling für die Ausführung einer Zigarettenschachtel von 2 zeigt;
- - 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;
- - 4, 5 und 6 in vergrößertem Maßstab ein Vorfaltelement für Vorformlinge von 3 in einer Abfolge von Arbeitsphasen zeigen; und
- - 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.
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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. 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 ,
W00043289A1 , 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.