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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nuten von Pappenzuschnitten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Nuten von Pappenzuschnitten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Buchdecken als auch Schachteln für hochwertige Verkaufs- und Geschenkverpackungen bestehen im Kern aus Pappen, die mit Bezugsmaterialien kaschiert sind. Zur Vorbereitung von Biegestellen oder scharfkantigen Abkantungen werden die Pappenzuschnitte an den entsprechenden Stellen genutet. Der Nutquerschnitt kann ein dreieckiges bis rechteckiges Profil aufweisen, das als Span mit dementsprechend zueinander stehenden Messerklingen oder Rundmessern und ggf. eines dazwischen angeordneten Aushebers oder mit einteiligen, nach dem jeweiligen Querschnitt geformten Spezialmessern aus den Pappen herausgeschnitten wird.
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Aus der
EP 2684683 A1 ist eine gattungsgemäße Pappennutmaschine bekannt, welche nach dem Trommelprinzip arbeitet und eine angetriebene, liegend gelagerte Transporttrommel und mehrere, endlos um Rollen umlaufende und zueinander beabstandete, die Transporttrommel unter Ausbildung eines Einlaufs und eines Auslaufs teilweise umschlingende und die Pappenzuschnitte förderwirksam auf den Trommelmantel drückende Riemen aufweist. Zwischen den Riemen sind in einem definierten Abstand von dem Trommelmantel Nutenschneidwerkzeuge angeordnet. Um während des Betriebs die geschnittenen Nuten von oben einsehen zu können, ohne die genuteten Pappenzuschnitte zu entnehmen und zu wenden, ist vorgesehen, dass sich der Auslauf im Bereich des oberen Scheitelpunktes der Transporttrommel befindet. Mit der Ausgabe der genuteten Pappenzuschnitte am oberen Scheitelpunkt der Transporttrommel ergibt sich zudem eine ergonomisch günstige Abnahmehöhe, insbesondere wenn die Pappen im Anschluss an den Auslauf auf einen tiefer liegenden Auslagetisch abgeworfen werden.
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Das Schneiden nach dem Trommelprinzip an stehenden Messern ermöglicht hohe Leistungen aufgrund der konstanten Fördergeschwindigkeit und des Verzichts auf einen Rückhub des Schneidgutes oder des Schneidwerkzeuges.
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Zur Herstellung von kreuzweise genuteten Pappenzuschnitten als Vorprodukt quaderförmiger Schachteln sind zwei, auf der Transporttrommel nebeneinander liegende und jeweils wenigstens ein Nutenschneidwerkzeug aufweisende Förderbereiche vorgesehen, wodurch in der Nutvorrichtung eine erste und eine zweite Bearbeitungsstrecke ausgebildet sind mit separaten ersten und zweiten Einläufen und Ausläufen. Damit können insbesondere doppelkreuzweise zu nutende Pappenzuschnitte in unmittelbar aufeinander folgenden Arbeitsgängen an der einen Nutvorrichtung genutet werden, denn die am ersten Auslauf auslaufenden Pappenzuschnitte können ohne zwischenzeitliches Absetzen direkt an den zweiten Einlauf der Nutvorrichtung wieder angelegt werden. Das doppelkreuzweise Nuten kann weiter automatisiert werden, wenn die aus dem ersten Auslauf auslaufenden Pappenzuschnitte von Transport- und/oder Leitmitteln automatisch zum zweiten Einlauf überführt und dabei noch gedreht und/oder gewendet werden.
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Als Material für die zu nutenden Zuschnitte wird oftmals ein- oder beidseitig mit Folie oder Papier kaschierte Pappe eingesetzt, um auf ein nachträgliches und aufwendiges Beziehen der aufgerichteten Schachtel verzichten zu können und trotzdem ein hochwertiges Produkt mit ansprechender Oberfläche zu erhalten. Aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften der gemeinsam in einem Zuschnitt eingesetzten Pappen, Klebstoffe und Bezugsmaterialien sowie der dazwischen liegenden Grenzflächen, wird häufig insbesondere das Bezugsmaterial beim Austritt des Nutenschneidwerkzeuges aus dem Schneidgut nicht geschnitten, sondern es kommt vielmehr zu einem unkontrollierten Reißen. Dabei entstehen Ausrisse, oder es verbleiben von dem Zuschnitt abstehende Fransen, welche entweder vor dem Aufrichten der Schachteln manuell entfernt oder nach dem Aufrichten manuell angerieben werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nuten von Pappenzuschnitten der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche die Bildung von Fransen sowie Ausrissen am Auslauf der Nuten vermeidet.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
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Der Pappenzuschnitt wird in einer Transportrichtung an ersten Nutenschneidwerkzeugen der Vorrichtung derart entlang bewegt, dass jedes dieser Nutenschneidwerkzeugung durch Heraustrennen von Material jeweils eine Nut in den Pappenzuschnitt einbringt und die so von mehreren Nutenschneidwerkzeugen erzeugten Nuten zueinander und zu der Transportrichtung parallel angeordnet sind. Dabei ist die Schneidrichtung dieser ersten Nutenschneidwerkzeuge bezogen auf den bewegten Pappenzuschnitt dessen Transportrichtung entgegengesetzt.
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Zusätzlich umfasst die Vorrichtung zweite Nutenschneidwerkzeuge, die in einer den Zuschnitt in dessen Transportbewegung einholenden Bewegung, an der nachlaufenden Stirnfläche des Pappenzuschnitts beginnend, derart in den Zuschnitt einschneiden, dass dieser dem Querschnitt der einzubringenden Nut entsprechende Einschnitt erfolgt, bevor das erste Nutenschneidwerkzeug in bekannter Weise aus demselben Pappenzuschnitt austritt. Dazu ist jeder zu erzeugenden Nut ein solches zweites Nutenschneidwerkzeug zugeordnet, welches in Transportrichtung vor dem jeweilig zugeordneten ersten Nutenschneidwerkzeug angeordnet ist. Die Vorrichtung weist eine Führung auf, welche den zweiten Nutenschneidwerkzeugen diese den Pappenzuschnitt einholende Bewegung aufprägt. Indem die zweiten Nutenschneidwerkzeuge in Transportrichtung der Pappenzuschnitte in deren nachlaufende Stirnfläche einschneiden, ist dort das Material bereits getrennt, bevor die ersten Nutenschneidwerkzeuge an derselben Stelle aus dem Material austreten, so dass hier weder Ausrisse noch Fransen auftreten.
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Vorzugsweise umfasst die Bewegung der zweiten Nutenschneidwerkzeuge neben dem den Pappenzuschnitt einholenden Bewegungsanteil einen zweiten, im wesentlichen senkrecht zu der zu nutenden Fläche verlaufenden Bewegungsanteil, so dass sich eine zweidimensionale Bewegungsbahn der zweiten Nutenschneidwerkzeuge ergibt. Dieser zweite, normal zu dem Pappenzuschnitt verlaufende Bewegungsanteil erlaubt das sichere Passieren der zweiten Nutenschneidwerkzeuge durch den Pappenzuschnitt ohne Schneiden, bevor die zweiten Nutenschneidwerkzeuge zugestellt und aufgrund des ersten Bewegungsanteiles in Transportrichtung der Pappe in deren nachlaufende Stirnfläche schneiden. Dabei kann die Gesamtbewegung der zweiten Nutenschneidwerkzeuge hin und her oder auch umlaufend erfolgen.
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Vorteilhaft ist für jeden der beiden vorgenannten Bewegungsanteile der zweiten Nutenschneidwerkzeuge ein separater Antrieb vorgesehen, so dass die Gesamtbewegung auf einfache Weise auf das zu bearbeitende Format und die Produktionsleistung hin optimiert werden kann.
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In einer ersten vorzugsweisen Ausgestaltung ist die Führung als um eine Drehachse schwenkbarer Ausleger gestaltet, an welchem die zweiten Nutenschneidwerkzeuge angeordnet sind. Dabei ist die Drehachse derart angeordnet, dass die hervorgerufene Bewegung der zweiten Nutenschneidwerkzeuge während des Schneidens annähernd tangential zu der Bewegungsbahn des Pappenzuschnittes verläuft.
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In einer zweiten vorzugsweisen Ausgestaltung ist die Führung als Viergelenk gestaltet, wodurch bei einfacher und robuster Konstruktion die zweidimensionale Bewegungsbahn erzeugt werden kann.
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In einer dritten vorzugsweisen Ausgestaltung ist eine Kulissenführung der Vorrichtung vorgesehen, wodurch die Bewegungsbahn sehr frei gestaltet werden kann.
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Die Pappenzuschnitte bewegende Transporteinrichtung ist vorteilhaft als um eine horizontale Achse drehbar angeordnete Transporttrommel gestaltet, welche im Bereich der Schneidwerkzeuge von Riemen umspannt ist, welche die Pappenzuschnitte förderwirksam an die Mantelfläche der Transporttrommel pressen. Eine derartige Transporteinrichtung erlaubt eine hohe Leistung bei sehr guter Genauigkeit.
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In weiterer Ausgestaltung ist der zweite Bewegungsanteil der zweiten Nutenschneidwerkzeuge bezüglich der Transporttrommel radial orientiert. In besonders einfacher Weise wird dieser zweite Bewegungsanteil durch einen linear wirkenden, radial zur Transporttrommel angeordneten Aktuator wie bspw. einem Pneumatikzylinder erzeugt.
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Eine besonders hohe Leistung kann die Vorrichtung erreichen, wenn der Schnitt der zweiten Nutenschneidwerkzeuge in den Pappenzuschnitt sehr kurz ist, und sich damit der Zeitbedarf für diesen Vorschnitt entsprechend reduziert. Zur Vermeidung von Fransen und Ausrissen ist eine Schnittlänge von wenigen Millimetern ausreichend. Materialabhängig kann dieser Vorschnitt sogar auf das Durchtrennen des Bezugmaterials an der nachlaufenden Stirnfläche reduziert sein.
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Beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung des Schneidbereiches einer Trommelnutmaschine mit Kulissenführung;
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2 eine schematische Darstellung des Schneidbereiches einer Trommelnutmaschine mit einem Viergelenk als Führung;
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3 eine teilweise gebrochene, perspektivische Ansicht einer Trommelnutmaschine;
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4 eine perspektivische Darstellung des Schneidbereiches einer Trommelnutmaschine.
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Die in 3 schematisch dargestellte Nutvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Transporteinrichtung 2 mit einer um eine horizontale Achse 120 drehbar angetriebenen, liegend in einem Maschinengestell 6 gelagerten Transporttrommel 20 und mehreren, endlos um an Trägern 23 angeordneten Rollen 24 umlaufenden und zueinander beabstandeten, die Transporttrommel 20 unter Ausbildung eines Einlaufs 8 und eines Auslaufs 9 teilweise umschlingenden Riemen 21, sowie zwischen den Riemen 21 in einem definierten Abstand von dem Trommelmantel angeordneten Nutenschneidwerkzeugen 3. Von einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung dem Einlauf 8 zugeführte Pappenzuschnitte 1 werden von den Riemen 21 förderwirksam auf den Trommelmantel gedrückt und in Transportrichtung 100 in einer etwa 180° Drehung der Transporttrommel 20 vom in etwa im unteren Scheitelpunkt der Transporttrommel 20 liegenden Einlauf 8 zum in etwa im oberen Scheitelpunkt liegenden Auslauf 9 gefördert und dabei an den Nutenschneidwerkzeugen 3 vorbeigeführt, welche jeweils mit entsprechend gestalteten Nutmessern 30 ein beispielsweise V-förmiger Span aus den Pappenzuschnitten 1 herausschneiden.
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Durch die Anordnung der Rollen 24 in einem Abstand vor dem Einlauf 8 weisen die Riemen 21 einen tangential zur Transporttrommel 20 zulaufenden Abschnitt auf. Das Walken und Biegen der zugeführten Pappenzuschnitte 1 im Einlauf 8 ist dadurch deutlich reduziert. Weiter unterstützt dieser Riemenabschnitt die Ausrichtung der Pappenzuschnitte 1 an den etwas schneller laufenden Pappenschiebern der Zuführeinrichtung.
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Durch die Anordnung der Rollen 24 in einem Abstand vor dem Auslauf 9 weisen die Riemen 21 einen tangential von der Transporttrommel 20 ablaufenden Abschnitt auf. Das Walken und Biegen im Auslauf 9 ist dadurch deutlich reduziert und die genuteten Pappenzuschnitte werden nahezu planliegend ausgegeben.
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Die Einfuhr 8 und die Ausfuhr 9 liegen auf derselben Seite der Transporttrommel 20, der sogenannten Bedienseite, während sich die Nutenschneidwerkzeuge 3 frei zugänglich auf der gegenüberliegenden Werkzeugseite befinden.
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Die Nutenschneidwerkzeuge 3 sind auf parallel zur Transporttrommel 20 liegenden Tragbalken 22 montiert. Es können mehrere Nutenschneidwerkzeuge 3 nebeneinander montiert sein. Durch die Anordnung auf zwei in Transportrichtung 100 hintereinander liegenden Tragbalken 22 können sehr dicht beieinander liegende Nuten eingebracht werden.
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Die Pappennutmaschine weist zusätzliche Nutenschneidwerkzeuge 4 auf, welche an einer zur Transporttrommel 20 beabstandeten und parallelen, sich über die Trommelbreite erstreckende Traverse 42 derart angeordnet sind, dass ihre Messer 47 in Transportrichtung 100 jeweils in einer Flucht mit den Messern 30 eines der auf dem Tragbalken 22 befestigten Nutenschneidwerkzeuge 3 liegen und mit diesem gemeinsam eine einzelne Nut in den Pappenzuschnitt 1 einbringen.
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Die Traverse 42 ist in Transportrichtung 100 vor einem Tagbalken 22 beiderseits der Transporttrommel 20 angeordnet, durch jeweils einen Ausleger 41 um die Drehachse 120 der Transporttrommel 20 schwenkbar gelagert. Als Antrieb 5 weisen die Ausleger 41 eine zur Transporttrommel 20 konzentrische, bogenförmige Zahnstange 44 auf, welche von einem nicht dargestellten Zahnrad auf bekannte Weise betätigt wird.
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Die Ausleger 41 sind wie in 4 gezeigt zugelastisch gestaltet, und die Traverse 42 stützt sich durch Rollen 43 auf der Mantelfläche der Transporttrommel 20 gegen die Kraft der Federn 48 ab, wodurch ein voreingestellter Abstand der auf der schwenkbaren Traverse 42 befestigten Nutenschneidwerkzeuge 4 zur förderwirksamen Mantelfläche der Transporttrommel 20 sehr präzise eingehalten wird, was insbesondere bei einem geringen Restquerschnitt des Pappenzuschnitts 1 unterhalb der eingebrachten Nut von Bedeutung ist, um ein ungewolltes Schneiden durch die gesamte Dicke des Pappenzuschnittes zu vermeiden.
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Um unerwünschte Kollisionen der Messer 47 insbesondere mit den vorlaufenden Stirnflächen der Pappen zu vermeiden, umfassen die um die Trommeldrehachse 120 schwenkenden Nutenschneidwerkzeuge 4 jeweils eine Zustelleinrichtung, welche eine im wesentlichen radial zur Transporttrommel 20 gerichtete Zustellbewegung 105 der Messer 47 im Betrieb ermöglichen. Als Antrieb der Zustellbewegung 105 sind kurzhubige Pneumatikzylinder 45 vorgesehen.
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Zunächst wird der Pappenzuschnitt 1 von der Transporteinrichtung 2 an den zur Transporttrommel 20 beabstandeten schwenkbaren Messern 47 durch konstante Drehung 100 der Transporttrommel 20 um ihre Achse 120 vorbeibewegt. Nachdem dessen nachlaufende Stirnfläche 11, die Messer 47 passiert hat, wird deren Zustellung 105 in radialer Richtung durch Betätigen des Zylinders 45 durchgeführt, bis sich die Messer 47 in ihrer größten Annäherung zur Transporttrommel 20 befinden. Um dann an der nachlaufenden Stirnfläche 11 beginnend in den Pappenzuschnitt 1 zu schneiden, werden die Ausleger 41 aus ihrer Startlage heraus in einer den Pappenzuschnitt 1 einholenden Bewegung 104 mittels des beschriebenen Antriebs 5 geschwenkt, bis die gewünschte Einschnitttiefe erreicht ist. Anschließend werden die Messer 47 durch Umkehr ihrer bisherigen Bewegungen in ihre Ausgangsstellung verbracht. Um den Zeitbedarf für den gesamten Bewegungsablauf zu reduzieren und damit die Leistung der Pappennutmaschine zu steigern, können sich die hier als sukzessive Abfolge beschriebenen Einzelbewegungen zeitlich überschneiden.
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Alternativ zu der in den 3 und 4 gezeigten Führung 40 der die Pappen 1 in deren Transportbewegung 100 einholenden Nutenschneidwerkzeuge 4 mittels der durch die Traverse 42 verbundenen Ausleger 41, ist in 1 schematisch eine Kulissenführung 39 dargestellt, welche dem Messer 47 eine zu der Transportbewegung 100 in etwa tangentiale, bogenförmige Bewegung 102 aufprägt. Als Antrieb 45 dient ein Pneumatikzylinder, der in seiner Handhabung sehr einfach ist.
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Das in 2 schematisch gezeigte Viergelenk 38 stellt eine weitere alternative Führung 40 dar. Das Viergelenk 38 und besonders die Kulissenführung 39 ermöglichen auf einfache Weise eine ebene, unstetige Bewegungsbahn der Nutmesser 47 mit nur einem Antrieb zu erzeugen, welche einerseits einen den Pappenzuschnitt 1 im wesentlichen in seiner Transportbewegung 100 einholenden Schneidrichtung 102 und einen dazu orthogonalen zweiten das Messer 47 zustellenden Bewegungsanteil 105 aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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