DE102013100944A1 - Method for manufacturing shaping shoulder, involves forming groove with variable groove width and variable groove depth in surface of shoulder portion along three-dimensional shaping edge of form shoulder - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Formschulter und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to a forming shoulder and a method for its production.
Aus
Zur Herstellung von Formschultern, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Schlauchbeuteln verwendet werden, sind verschiedene Verfahren bekannt. Derartige Formschultern umfassen üblicherweise ein Schulterteil und ein Prismateil, die entlang einer Umformkante miteinander verbunden sind. Eine Möglichkeit zur Herstellung solcher Formschultern besteht darin, jede Formschulter einzeln in Handarbeit herzustellen, indem zunächst die benötigten Einzelteile angefertigt und anschließend montiert werden. Nach der Montage der Einzelteile werden die Maßhaltigkeit der Formschulter und ihr Verhalten im Einsatz geprüft und im Allgemeinen in mehreren Schritten eine Feinbearbeitung durchgeführt, um Abweichungen von den Sollmaßen zu beseitigen und eine knitterfreie Umformung zu erreichen. Diese Vorgehensweise ist sehr arbeits- und zeitaufwändig und gute Ergebnisse sind schwer reproduzierbar.For the production of forming shoulders, as used for example in the manufacture of tubular bags, various methods are known. Such forming shoulders usually comprise a shoulder part and a prism part, which are connected to one another along a forming edge. One way to make such forming shoulders is to make each forming shoulder individually by hand by first making the required parts and then assembling. After assembly of the individual parts, the dimensional accuracy of the form shoulder and its behavior are tested in use and generally carried out in several steps a fine machining to eliminate deviations from the nominal dimensions and to achieve a wrinkle-free deformation. This procedure is very laborious and time consuming and good results are difficult to reproduce.
Neuere Herstellungsverfahren stützen sich auf moderne Berechnungsmethoden zur Ermittlung der benötigten Umformfläche des Schulterteils und des Prismateils sowie der Form der Umformkante, computergestützte Konstruktion und möglichst präzise Herstellung der Formschulter als Ganzes oder der dafür benötigten Einzelteile und anschließende Montage der Formschulter aus den Einzelteilen. Die Herstellung der Formschulter als Ganzes kann beispielsweise durch Fräsen erfolgen. Hierdurch kann das vorher theoretisch ermittelte Modell sehr genau realisiert werden, allerdings ist dieses Verfahren sehr aufwändig an Material und Technik. Es wird daher nur für relativ kleine Formschultern (bis zu einer Schlauchbeutelbreite von 50 mm) angewendet.Newer manufacturing methods are based on modern calculation methods for determining the required forming surface of the shoulder part and the prism part and the shape of the forming edge, computer-aided design and precise production of the forming shoulder as a whole or the required individual parts and subsequent assembly of the forming shoulder from the individual parts. The production of the forming shoulder as a whole can be done for example by milling. As a result, the previously theoretically determined model can be realized very accurately, but this process is very complex in terms of material and technology. It is therefore used only for relatively small form shoulders (up to a tubular bag width of 50 mm).
Häufiger kommt ein Verfahren zur Anwendung, bei dem die theoretisch ermittelten Einzelteile maschinell hergestellt und anschließend manuell zusammengefügt werden. Beispielsweise werden bei einer aus Blechzuschnitten hergestellten Formschulter zunächst die ebenen Abwicklungen der Einzelteile von Schulterteil und Prismateil sowie gegebenenfalls eines Flanschs und Stützelementen durch Laserschneiden oder Fräsen präzise zugeschnitten. Prismateil und Schulterteil werden anschließend weitgehend manuell gerundet und manuell zueinander positioniert und durch Schweißen oder Löten fixiert. Die Rundungsgenauigkeit des Prismateils ist durch Rundungsmaschinen recht genau herstellbar und messbar.More often, a method is used in which the theoretically determined items are machined and then assembled manually. For example, in a formed from sheet metal blanks shoulder first the flat unwinding of the items of shoulder and prism part and optionally a flange and support elements by laser cutting or milling are tailored precisely. Prism part and shoulder part are then largely rounded manually and manually positioned to each other and fixed by welding or soldering. The rounding accuracy of the prismatic part can be quite accurately produced and measured by rounding machines.
Prismateile für runde Schlauchquerschnitte werden in der Praxis auch aus Rohrmaterial gefertigt, wobei die Umformkante auf einer CNC-Fräsmaschine sehr präzise herausgefräst wird. Dieses Verfahren ist jedoch aufwändig. Zunächst müssen die Rohre für die verschiedensten Zylinderdurchmesser vorrätig gehalten werden, wobei pro Format immer nur ein sehr kurzes Stück benötigt wird. Die spanende Bearbeitung bei der Herstellung der Umformkante sowie gegebenenfalls beim Ausdrehen des Rohrs ist teure Maschinenarbeit.Prism parts for round tube cross sections are also made of tube material in practice, whereby the forming edge is milled very precisely on a CNC milling machine. However, this process is expensive. First, the tubes must be kept in stock for a variety of cylinder diameters, with only one very short piece per format required. Machining during the production of the forming edge and, if necessary, when removing the pipe is expensive machine work.
Um die Biegeform des Schulterteils aus einem Blechzuschnitt herzustellen, sind verschiedene Methoden bekannt.In order to produce the bending shape of the shoulder part from a sheet metal blank, various methods are known.
Zum einen kann die endgültige Form durch schrittweise manuelles Biegen des Blechzuschnitts bei stetiger Kontrolle des Biegeergebnisses mit Hilfe von extra angefertigten Biegelehren hergestellt werden. Es ist relativ einfach und schnell, die Form der Schulterblechs vorzubiegen, also zunächst relativ ungenau herzustellen, beispielsweise mit einer Abweichung von +/–10 mm von der vorgegebenen Form. Erforderlich ist jedoch eine Genauigkeit von mindestens +/–0,2 mm. Deshalb erfordert diese Methode eine große Erfahrung des Arbeiters und viel Zeit.On the one hand, the final shape can be produced by step-by-step manual bending of the sheet metal blank with constant checking of the bending result with the help of specially prepared bending jaws. It is relatively easy and fast to pre-bend the shape of the shoulder plate, so initially relatively imprecise manufacture, for example, with a deviation of +/- 10 mm from the specified shape. However, an accuracy of at least +/- 0.2 mm is required. Therefore, this method requires a great experience of the worker and a lot of time.
Zum anderen kann die Formung des Schulterteils gleichzeitig mit der Montage des Schulterteils an das vorbereitete Prismateil erfolgen. Dies geht schneller, ist jedoch ungenauer. Stimmt die räumliche Form des Schulterteils nicht mit der theoretisch bestimmten Form überein, dann wird auch die an sich exakte Kontur der Umformkante am Prismateil entwertet. Es können beispielsweise Falten bei der Schlauchformung entstehen. On the other hand, the shaping of the shoulder part can take place simultaneously with the assembly of the shoulder part to the prepared prism part. This is faster but less accurate. If the spatial shape of the shoulder part does not agree with the theoretically determined shape, then the intrinsically exact contour of the forming edge on the prism part is also invalidated. For example, wrinkles can occur during tube forming.
Bei Prismateilen, die aus Rohrmaterial hergestellt werden, kann beispielsweise an der Außenseite des Prismateils ein Absatz oder eine Nut eingefräst werden, um die Positionierung des Schulterteils relativ zur Umformkante zu erleichtern. Bei der Montage der Formschulter wird das Schulterteil mit seiner der Umformkante des Prismateils zugewandten Innenkante auf diesen Absatz oder in diese Nut gedrückt und fixiert. Neben der genaueren Positionierung des Schulterteils wird hierdurch auch eine genauere Feinbiegung eines vorgebogenen Schulterteils möglich. Die Herstellung des Absatzes ist hingegen sehr aufwändig und erfordert die Verwendung einer mehrachsigen CNC-Fräsmaschine. For prism parts made of tubing, for example, a ledge or groove may be milled on the outside of the prism part to facilitate positioning of the shoulder part relative to the forming edge. During assembly of the forming shoulder, the shoulder part is pressed and fixed with its the forming edge of the prism portion facing inner edge of this paragraph or in this groove. In addition to the more accurate positioning of the shoulder part thereby a more accurate fine bending of a pre-bent shoulder part is possible. The manufacture of the paragraph, however, is very complex and requires the use of a multi-axis CNC milling machine.
Aus
Solche komplexen Querschnitte treten beispielsweise bei Formschultern für Standbodenbeutel mit Stabilisierungsnähten (z.B. Stabilopack, Quadroseal) auf. Solche komplexen Querschnitte sind nur durch Umformen ebener Blechzuschnitte wirtschaftlich herstellbar. Die Verwendung einer Formlehre zur Positionierung des Schulterteils am Prismateil bringt in diesen Fällen aus den oben genannten Gründen nur sehr eingeschränkte Erleichterung bei der Verbindung von Schulterteil und Prismateil.Such complex cross-sections occur, for example, in forming shoulders for stand-up pouches with stabilizing seams (e.g., Stabilopack, Quadroseal). Such complex cross sections can be produced economically only by forming flat sheet metal blanks. The use of a form of teaching the positioning of the shoulder part on the prismatic part brings in these cases for the reasons mentioned above, only very limited relief in the connection of the shoulder part and prism part.
Aus
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Formschulter sowie ein Herstellungsverfahren dafür anzugeben, das die obigen Schwierigkeiten überwindet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Formschulter anzugeben, die mit einfachen, preiswerten und arbeitssparenden Mitteln hergestellt werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a forming shoulder and a manufacturing method therefor which overcomes the above difficulties. Another object is to provide a forming shoulder that can be manufactured with simple, inexpensive and labor-saving means.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Formschulter mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.These objects are achieved by a method having the features of
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Formschulter, bei dem ein Schulterteil mit einer vorbestimmten dreidimensionalen Form hergestellt wird, wird vorgeschlagen, das Schulterteil als flachen Blechzuschnitt vorzufertigen, das Schulterteil in die vorbestimmte dreidimensionale Form zu bringen, so dass eine Schulterteilkante eine dreidimensionale Umformkante der Formschulter bildet, und in der Oberfläche des Schulterteils eine entlang der Umformkante verlaufende Hohlkehle gebildet wird.In the method of manufacturing a forming shoulder in which a shoulder member having a predetermined three-dimensional shape is produced, it is proposed to prefabricate the shoulder member as a flat sheet blank to bring the shoulder member into the predetermined three-dimensional shape so that a shoulder edge forms a three-dimensional forming edge of the forming shoulder , And in the surface of the shoulder portion along the forming edge extending groove is formed.
Hierdurch können sowohl der Materialeinsatz als auch der Arbeitsaufwand der Herstellung einer Formschulter reduziert werden. Dies liegt in erster Linie daran, dass das Prismateil und das Schulterteil im Bereich der Umformkante nicht mehr aneinander angepasst und miteinander verbunden werden müssen. Auf das Prismateil kann sogar verzichtet werden. Vorteilhaft ist außerdem, dass aufgrund des reduzierten Materialeinsatzes die Reinigung der Formschulter wesentlich erleichtert werden kann.As a result, both the use of materials and the labor of producing a forming shoulder can be reduced. This is primarily due to the fact that the prism part and the shoulder part in the region of the Umformkante no longer have to be adapted to each other and connected to each other. On the prism part can even be dispensed with. It is also advantageous that due to the reduced use of material, the cleaning of the forming shoulder can be substantially facilitated.
Zum Verbinden der Formschulter mit einer Schlauchbeutelmaschine kann jedoch weiterhin beispielsweise ein Kalibrierring vorgesehen sein, welcher geeignet ist, die Position der Formschulter zur Schlauchbeutelmaschine einstellen zu können und dessen Innenkontur die Querschnittskontur des herzustellenden Sachlauchbeutels definiert, d.h. den Schlauchbeutel kalibriert. For connecting the forming shoulder with a tubular bag machine, however, can still be provided, for example, a calibration ring, which is adapted to adjust the position of the forming shoulder for flow wrapper and whose inner contour defines the cross-sectional contour of the bag to be fabricated, i. calibrated the tube bag.
Dazu wird in einer Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, dass ein Kalibrierring und eine Formlehre hergestellt werden, am Kalibrierring eine Formlehre angebracht wird, das Schulterteil entsprechend der von der Formlehre vorgegebenen Form so an der Formlehre angebracht wird und dass die Umformkante mit einem Abstand zum Kalibrierring angeordnet und auf den Kalibrierring projizierbar ist.For this purpose, it is proposed in one embodiment of the method that a calibration ring and a form gauge are produced, a form gauge is attached to the calibrating ring, the shoulder portion is attached to the form gauge according to the shape prescribed by the form gauge, and the forming edge is arranged at a distance from the calibrating ring and is projectable onto the calibration ring.
Die Hohlkehle kann beispielsweise direkt durch plastische Verformung des Schulterteils im Bereich der Umformkante aus der Oberfläche des Schulterteils gebildet werden, wobei diese plastische Verformung beispielsweise sukzessive, entlang der Umformkante voranschreitend, von Hand vorgenommen werden kann. Entlang der Umformkante an der Einlassöffnung der Formschulter kann somit sehr flexibel eine Hohlkehle ausgebildet und gegebenenfalls auch nachträglich korrigiert werden. Die Hohlkehle kann aber beispielsweise auch durch spanende Bearbeitung des Schulterteils, beispielsweise durch Fräsen oder Schleifen einer Hohlkehle in die Oberfläche des Schulterteils, gebildet werden.The groove can, for example, directly by plastic deformation of the shoulder part in Be formed region of the Umformkante from the surface of the shoulder part, said plastic deformation, for example, successively, progressing along the Umformkante, by hand can be made. Along the forming edge at the inlet opening of the forming shoulder can thus be very flexible formed a groove and possibly also subsequently corrected. However, the groove can also be formed, for example, by machining the shoulder part, for example by milling or grinding a groove in the surface of the shoulder part.
Um unterschiedlichen Einlaufwinkeln einer Folienbahn über die Umformkante in die Einlassöffnung gerecht zu werden, d.h. den Einlauf dahingehend zu optimieren, dass sich die Folienbahn möglichst faltenfrei an der Umformkante anlegt und bei der Formgebung zum Schlauch keine so großen Spannungen in der Folienbahn entstehen, die evtl. zum Reißen der Folienbahn führen könnten, ist es zweckmäßig die Hohlkehle entlang der Umformkante mit variabler Hohlkehlenbreite und/ oder variabler Hohlkehlentiefe auszubilden.In order to meet different inlet angles of a film web over the Umformkante in the inlet opening, i. To optimize the inlet to the effect that the film web creates as wrinkle-free as possible on the forming edge and the shaping of the tube so great stresses in the film web, which could possibly lead to tearing of the film web, it is useful with the groove along the Umformkante form variable fillet width and / or variable groove depth.
Da die plastische Verformung des Schulterteils zur Ausbildung der Hohlkehle mit geeigneten Werkzeugen vorgenommen wird, kann vorgesehen sein, dass die Umformkante im Anschluss an die Ausbildung der Hohlkehle mechanisch nachbearbeitet wird. Während der plastischen Verformung entstandene Grate im Bereich der Umformkante können hierdurch entfernt werden, so dass die Folienbahn nicht verletzt werden kann.Since the plastic deformation of the shoulder part to form the groove is made with suitable tools, it can be provided that the forming edge is mechanically reworked after the formation of the groove. During the plastic deformation resulting burrs in the region of the forming edge can be removed thereby, so that the film web can not be injured.
Die vorgeschlagene Formschulter zur Herstellung von Schlauchbeuteln umfasst ein Schulterteil mit vorgegebener dreidimensionaler Form. Hierbei ist das Schulterteil durch Umformung aus einem flachen Blechzuschnitt hergestellt, wobei eine Schulterteilkante eine dreidimensionale Umformkante der Formschulter bildet und wobei in der Oberfläche des Schulterteils eine entlang der Umformkante verlaufende Hohlkehle ausgebildet ist.The proposed forming shoulder for the production of tubular bags comprises a shoulder part with a predetermined three-dimensional shape. Here, the shoulder part is made by forming from a flat sheet metal blank, wherein a shoulder edge portion forms a three-dimensional forming edge of the forming shoulder and wherein in the surface of the shoulder portion along the forming edge extending groove is formed.
In einer Ausgestaltung der Formschulter, umfasst die Formschulter einen Kalibrierring und eine Formlehre, wobei die Formlehre am Kalibrierring angeordnet ist und das Schulterteil entsprechend der von der Formlehre vorgegeben Form so an der Formlehre angeordnet ist, dass die Umformkante mit einem Abstand zum Kalibrierring angeordnet und auf den Kalibrierring projizierbar ist.In one embodiment of the forming shoulder, the forming shoulder comprises a calibrating ring and a forming jig, wherein the forming jig is arranged on the calibrating ring and the shoulder portion is arranged on the forming jig in accordance with the shape prescribed by the forming jig so that the forming edge is arranged at a distance from the calibrating ring the calibration ring is projected.
Zweckmäßig ist es, dass die Hohlkehle entlang der Umformkante mit variabler Hohlkehlenbreite und/ oder variabler Hohlkehlentiefe ausgebildet ist.It is expedient that the groove along the Umformkante with variable groove width and / or variable groove depth is formed.
Nachfolgend werden ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Formschulter und das Verfahren zu ihrer Herstellung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigenHereinafter, an embodiment of the described form shoulder and the method for their preparation will be explained in more detail with reference to drawings. Show
Während des Fügens vom Schulterteil
In Abhängigkeit des Einlaufwinkels einer nicht dargestellten Folienbahn über die Hohlkehle
Vorteilhafterweise können die Hohlkehlenbreiten L1, L2, die Hohlkehlentiefen T1, T2 und die entsprechenden Umformkantenwinkel A1, A2 an der fertigen, d.h. zusammengebauten, Formschulter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- L1L1
- erste Hohlkehlenbreite first fillet width
- T1T1
- erste Hohlkehlentiefe first groove depth
- A1A1
- erster Umformkantenwinkel first forming edge angle
- L2L2
- zweite Hohlkehlenbreite second fillet width
- T2T2
- zweite Hohlkehlentiefe second groove depth
- A2A2
- zweiter Umformkantenwinkel second forming edge angle
- 11
- Formschulter forming shoulder
- 22
- Schulterteil shoulder part
- 33
- Kalibrierring calibrating
- 44
- Formlehre morphology
- 55
- Umformkante forming edge
- 66
- Hohlkehle fillet
- 77
- Einlassöffnung inlet port
- AA
- Schnittlinie intersection
- BB
- Schnittlinie intersection
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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