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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Aufrichten vorwiegend flächiger Materialzuschnitte entlang vorbereiteter Biegekanten.
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Die Offenlegung
CN 2 330 502 Y zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Schachteln aus Stanzzuschnitten. Diese umfasst ein Magazin zur Bevorratung der flächigen Stanzzuschnitte mit einer Vereinzelungseinrichtung, eine Einrichtung für den Klebstoffauftrag mit Auftragsdüsen, eine Formeinrichtung zum Aufrichten des beleimten Stanzzuschnittes zu einer Schachtel und Transporteinrichtungen zum Überführen der Zuschnitte zwischen den genannten Bearbeitungseinrichtungen. Die Formeinrichtung umfasst trichterförmige Leitelemente zum Aufrichten der Schachtel, welche aufzurichtende Bereiche des zunächst ebenen Zuschnittes erfassen und entgegen der Transportrichtung des Zuschnittes gegenüber dessen Grundfläche aufstellen. Darüber hinaus umfasst die vorgestellte Vorrichtung schwenkbare Elemente zum Umklappen derjenigen Bereiche des Zuschnittes wie bspw. Klebelaschen, welche nicht durch die trichterförmigen Leitelemente erfasst werden können.
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Bei dem Überführen der Schachtel aus der Aufrichteinrichtung in die nachfolgend angeordnete Presseinrichtung wird die Schachtel nur innenseitig durch den Stempel mittels eines Saugers gehalten, so dass sich die Verklebungen wieder lösen und die Ausrichtung der Klebeflächen zueinander verloren gehen können, was zu Qualitätseinbußen der fertigen Schachteln führt. Darüber hinaus wird die Schachtel mit den aufgerichteten Flächen an ortsfesten Elementen gleitend bewegt, was aufgrund der in den Biegekanten wirkenden Rückstellkräfte zu Markierungen an den Außenflächen der Schachteln führt.
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Neben diesen die Qualität beeinträchtigenden Nachteilen ist auch die Produktionsleistung der vorgestellten Vorrichtung stark eingeschränkt, da das Aufrichten eines nachfolgenden Zuschnittes erst erfolgen kann, wenn die Verklebung der vorangehende Schachtel so weit ausgehärtet ist, dass die Klebekräfte die Rückstellkräfte sicher übersteigen und sich die Verklebung der Schachtel bei deren Entnahme aus der Presseinrichtung nicht lösen kann. Erst dann kann der Stempel in seine Ausgangslage zurückkehren und bei einem darauf folgenden Arbeitshub den nächsten Materialzuschnitt erfassen.
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Aus der Offenlegung
CN 103 786 368 A ist eine Vorrichtung zum Formen von einseitig offenen Schachteln aus flächigen Materialzuschnitten durch Aufrichten der Seitenbereiche bekannt, welche eine ortsfeste ringförmige Matrize umfasst und einen beweglichen Stempel, welcher den flächigen Materialzuschnitt in die Matrize drückt. Die formgebende innere Kontur der Matrize setzt sich in einem unmittelbar anschließenden aus vier ortsfesten Wänden gebildeten Schacht fort, welcher bereits aufgerichtete Schachteln aufnimmt. Eine erste sich in der Matrize befindliche Schachtel wird von einer zweiten bei deren Formvorgang in den Schacht voran geschoben. Dieser Vorgang wiederholt sich, so dass sich der Schacht mit ein einem Stapel Schachteln füllt. Der Schacht unterteilt sich in zwei Zonen, wobei eine erste an die Matrize anschließende Zone beheizt und eine zweite Zone gekühlt werden kann.
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Aufgrund der durch das Formen in den Materialzuschnitt eingebrachten Spannungen tendieren die Schachteln sich zu öffnen, was im Schacht durch dessen Wände verhindert wird. Indem der Schacht gleichzeitig mehrere Schachteln aufnehmen kann, wird bei gleicher Produktionsleistung die je Schachtel für die Stabilisierung deren erwünschten Form verfügbare Zeit entsprechend des Fassungsvermögens des Schachtes vervielfacht. Durch die gezielte Temperaturführung in Durchlaufrichtung wird die Stabilisierung der Form zusätzlich beschleunigt.
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Innerhalb des Schachtes schieben sich die Schachteln gegenseitig gegen die Reibung an den Schachtwänden weiter. Dies führt dazu dass die Schachteln stellenweise miteinander verkleben und nicht ohne deren Beschädigung voneinander getrennt werden können. Die aufgrund der in den Schachteln wirkenden Spannungen starke Reibung zwischen Schachtel und den Schachtwänden führt insbesondere bei empfindlichen Materialien zu Markierungen und Beschädigungen der Schachteln.
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Dass eine Schachtel so lange in dem ihre Form stabilisierenden Schacht verbleibt, bis sie von den nachfolgenden Schachteln ausgeschoben wird, führt dazu, dass der Schacht immer mit Schachteln gefüllt ist und bspw. vor Rüstvorgängen erst aufwendig manuell durch das Personal geleert werden muss.
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Eine Verbesserung wird durch die in
DE 10 2014 014 939 A1 vorgeschlagene Vorrichtung erreicht. Dabei wird der Halteschacht aus zueinander synchron angetriebene Riemen gebildet, welche jeweils eine der durch das Aufrichten der Seitenbereiche geschlossenen Kanten erfassen und diese geschlossen halten. Ein auf den Bodenbereich des jeweiligen Materialzuschnittes wirkender Stempel fördert diesen Zuschnitt an den aus Rollen gebildeten Aufrichtelementen vorbei in den Halteschacht. Der durch den Stempel bewirkte Vorschub ist dabei derart bemessen, dass der aufgerichtete Hohlkörper sicher von den Riemen des Schachtes erfasst ist, bevor der Rückhub des Stempels beginnt. Damit wird das Produkt zeitweise gleichzeitig sowohl von dem Stempel als auch von den Riemen förderwirksam erfasst. Um Beschädigungen der Produkte zu vermeiden, sind die Geschwindigkeiten des Stempels und der Riemen während der Übergabe identisch.
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Den genannten Vorrichtungen ist der Nachteil gemein, dass abhängig von der Biegesteifigkeit des Materialzuschnittes an dessen Biegekanten, welche möglichst gering sein sollte, der Materialzuschnitt unabhängig von der Bewegung des Stempels ungleichmäßig und unkontrolliert in den Bereich der Aufrichtelemente sackt, wodurch beim Aufrichten der Seitenbereiche die Kanten nicht präzise geschlossen werden. Schwankungen im Format der Materialzuschnitte und der klimatischen Bedingungen verstärken diesen zufälligen Start des Formvorganges zusätzlich.
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Besonders ausgeprägt sind solche Qualitätsschwankungen bei Vorrichtungen der letztgenannten Art. Ein unerwünschtes Durchsacken führt hier dazu, dass nicht alle Kanten gleichzeitig von den Riemen des Halteschachtes förderwirksam erfasst werden. Als Folge wird das Produkt schief in den Halteschacht eingezogen. Diese Schiefstellung bleibt während der gesamten Verweildauer des Produktes im Halteschacht erhalten und führt somit zu nicht ausreichend präzise geschlossenen Kanten.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet und die gesteigerten Anforderungen an die zu erzielende Produktqualität befriedigt.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
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Es ist eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, welche den Bodenbereich des in den Aufrichtbereich der Vorrichtung eingebrachten Materialzuschnittes unterstützt. Ein unerwünschtes Durchsacken wird somit verhindert. Dazu weist diese Einrichtung Auflagen auf, welche zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage bewegbar sind. In der ersten Endlage befindet sich die Kontaktfläche der Auflagen als Ausgangsstellung zwischen dem Stempel und dem Halteschacht und bilden die Auflageebene des bereitgestellten Materialzuschnittes. Vorzugsweise ist die genannte Kontaktfläche in Bewegungsrichtung des Stempels bewegbar. Dieser führt den Materialzuschnitt an den Aufrichtelementen entlang und verbringt sie in den Halteschacht. So halten die Auflagen den Bodenbereich des Materialzuschnittes sicher am Stempel, und ein Durchsacken wird verhindert.
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In besonders einfacher Weise werden die Auflagen durch Federelemente in ihrer ersten Endlage gehalten und von dem Stempel gegen die so aufgebrachte Federkraft ausgelenkt. So wird sichergestellt, dass der Bodenbereich unabhängig von der Materialstärke in erwünschter Weise an dem Stempel anliegt, bis das Produkt gleichmäßig von den Riemen des Halteschachtes erfasst ist.
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In vorteilhafter Weiterbildung befinden sich die Auflagen in ihrer zweiten Endlage außerhalb des Transportbereiches der Materialzuschnitte. Insbesondere befinden sich die Auflagen dabei vollständig außerhalb desjenigen Bereiches, welcher der Bodenbereich des Produktes während des Aufrichtens und im Halteschacht durchläuft. Damit ist das Produkt von den Auflagen freigegeben, so dass eine Störung des Halteprozesses durch die Auflagen in deren zweiter Endlage vermieden wird. Außerdem kann so auf einfache Weise der von Produkten durchlaufene Raum freigegeben werden, was manuelle Eingriffe etwa für Wartungszwecke vereinfacht.
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Vorteilhaft ist eine nicht-lineare Kontur der Kontaktflächen in einer Ebene quer zur Bodenfläche der Materialzuschnitte, wodurch gleichzeitig einzelne Bereiche dieser Kontaktflächen den Materialzuschnitt berühren während andere zu diesem beabstandet sind. So wird der Kontakt zwischen den Auflagen und den Materialzuschnitten während des Aufrichtens des Produktes an die Bewegungsprofile der einzelnen Bereiche des Materialzuschnittes und der Auflagen angepasst. Das Halten des Materialzuschnittes wird damit sichergestellt während Druckstellen vermieden werden.
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In Weiterbildung teilt sich die Kontaktfläche der Auflage in relativ zueinander bewegliche Kontaktbereiche auf. Auf diese Weise wird Gleitreibung während der Berührung zwischen Kontaktfläche und Produkt vermieden und das Produkt geschont. In besonders einfacher Weise wird der bewegliche Kontaktbereich durch Rolle der Auflage gebildet.
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Vorzugsweise sind die Auflagen schwenkbar in der Vorrichtung gelagert. Dabei werden die Endlagen jeweils durch Schwenken um eine zu einer der Biegekanten des Materialzuschnittes parallele Achse erreicht. Die Bewegung der Auflagen und die Konstruktion können auf diese Weise sehr einfach und funktionssicher gestaltet werden.
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Anschließend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Aufrichten von Materialzuschnitten in Grundstellung mit bereitgestelltem Zuschnitt;
- 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung während des Aufrichtens des Materialzuschnittes;
- 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit vollständig aufgerichtetem Produkt.
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Die Figuren zeigen dieselbe Vorrichtung zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Aufrichtens eines Materialzuschnittes 2. Der Materialzuschnitt 2 befindet sich in 1 in seiner Bereitstellungsposition. Dabei ist er vollständig ausgestreckt, so dass der Bodenbereich 3 und die Seitenbereiche 4 in einer gemeinsamen Ebene 100 zu liegen kommen. In dem gezeigten Beispiel ist diese Bereitstellungsebene 100 mit derjenigen Ebene identisch, in welcher der Materialbogen durch die Zufuhreinrichtung 10 in die Vorrichtung verbracht wird. Dazu ist ein in Zufuhrrichtung 101 linear angetriebener Transporteur 13 der Zufuhreinrichtung 10 vorgesehen.
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Von der Zufuhreinrichtung 10 abgesehen ist die Vorrichtung zu einer vertikalen Ebene symmetrisch. Die Bewegungsabläufe der spiegelbildlichen Seiten erfolgt synchron. Daher wird im Folgenden beispielhaft nur eine der Seiten erläutert.
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In der Ausgangslage befinden sich oberhalb des bereitgestellten Materialzuschnittes 2 der Stempel 26 der Transporteinrichtung 25 noch in einem Abstand zu dem Produkt 2, so dass dessen Zuführung nicht behindert wird. Der Stempel 26 ist der vorbereiteten Biegekanten 5 benachbart angeordnet. Diese Biegekanten 5 bilden die Verbindungsstelle zwischen Bodenbereich 3 und jeweils einem Seitenbereich 4 des Materialzuschnittes 2 und ermöglichen dessen kontrolliertes Aufrichten.
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Unterhalb der Bereitstellungsebene 100 ist als Aufrichtelement eine Rolle 16 vorgesehen. Die Drehachse dieser Rolle 16 ist parallel zu der Biegekante 5 angeordnet. Die Mantelfläche der Rolle 16 ist tangential zu der Außenseite des vollständig durch diese Rolle 16 aufgerichteten Seitenbereiches 4 des Produktes 1 positioniert. Dieser Seitenbereich 4 rollt von Beginn des Aufrichtens bis zur vollständigen Übergabe in die nachfolgend angeordnete Halteeinrichtung 20 an der Aufrichtrolle 16 ab. Aus den 2 und 3 ist ersichtlich, dass der Vorschub des Materialzuschnittes 2 während des Aufrichtens bis in die Halteeinrichtung 20 durch die Bewegung 102 des Stempels 26 erzeugt wird.
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Von der Halteeinrichtung
20 ist nur dessen Einlaufbereich gezeigt. In dem dargestellten Beispiel ist die Halteeinrichtung
20 ein Schacht, dessen Wände
21 die Halteelemente bilden. Sie kann auch in der aus
DE 10 2014 014 939 A1 bekannten Art aus angetriebenen Riemen gebildet sein.
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Die Auflage 30 setzt sich aus mehreren Rollen 35, 36 und einem Gleitstück 37 zusammen, welche in einem gemeinsamen Hebel 38 aufgenommen sind. Gemeinsam bilden sie die Kontaktfläche zu dem Produkt 1, 2. Die Kontaktfläche der Auflage unterteilt sich dabei in einen von einer ersten Rolle 35 gebildeten ersten Kontaktbereich 32, einen von den zweiten Rollen 36 gebildeten zweiten Kontaktbereich 33 und einen weiteren von dem zwischen der ersten Rolle 35 und den zweiten Rollen 36 angeordneten Gleitstück 37 gebildeten dritten Kontaktbereich. Die Rollen 35, 36 sind frei drehbar in dem Hebel 38 gelagert.
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Dieser Hebel 38 ist um eine Achse 104 schwenkbar in der Vorrichtung gelagert. Die Schwenkachse 104 ist zwischen der ersten Rolle 35 und der zweiten Rolle 36 der Auflage 30 angeordnet und parallel zu der zugeordneten Biegekante 5 orientiert. Eine an dem Hebel 38 angebrachte Zugfeder 34 hält die Auflage 30 in der in 1 gezeigten horizontalen ersten Endlage 201 gegen einen nicht dargestellten Anschlag. In dieser Grundstellung ist die Vorspannung der Zugfeder 34 ausreichend groß bemessen, dass der auf der Auflage 30 ruhende Pappenzuschnitt 2 alleine keine Auslenkung des Hebels 38 bewirkt.
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In der ersten Endlage 201 ist die erste Rolle 35 der Auflage 30 dem Stempel 26 gegenüberliegend positioniert und unterstützt den Bodenbereich 3 des Materialzuschnittes 2. Der zugeordnete Seitenbereich 4 ruht auf dem Gleitstück 37 und den zweiten Rollen 36.
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Schiebt der Stempel 26 den Pappenzuschnitt 2 wie in 2 gezeigt aus der Bereitstellungsebene 100 in Vorschubrichtung 102 nach unten, arbeitet der Stempel 26 gegen die auf den Anschlag 30 wirkende Federkraft und lenkt diesen aus. Dabei drückt der Anschlag 30 den Bodenbereich 3 des Materialzuschnittes 2 gegen den Stempel 26. Der Materialzuschnitt 2 kann daher nicht unkontrolliert durchsacken.
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Gleichzeitig wird der entsprechende Seitenbereich 4 des Materialzuschnittes durch die ortsfest angeordnete Aufrichtrolle 16 aus der gestreckten Lage aufgerichtet. Die Auflage 30 dreht um ihre Schwenkachse 104 mit ihrer dem Stempel 26 gegenüberliegenden ersten Rolle 35 entsprechend nach unten und mit dem Gleitstück 37 und den zweiten Rollen 36 nach oben. Die Biegekante 5 taucht dabei in eine Lücke zwischen der ersten Rolle 35 und dem Gleitstück 37 der Auflage 30. Die Kontur des Gleitstückes 37 ist derart gewölbt, dass sie das Aufrichten des Seitenbereiches 4 unterstützt.
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Der Bodenbereich 3 durchwandert während des Aufrichtens der Seitenbereiche 4 den in 2 und 3 kreuzweise schraffierten Aufenthaltsbereich 111. In ihrer zweiten Endlage 202 gibt die Auflage 30 den kompletten Aufenthaltsbereich 111 des Bodenbereichs 3 frei. Dabei ist sie wie in 3 gezeigt vertikal ausgerichtet. Die Rollen 35, 36 der Auflage 30 reduzieren beim weiteren Vorschub des Hohlkörpers 1 die Reibung zum aufgerichteten Seitenbereich 4 und beugen Beschädigungen der Produktoberfläche vor.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 2330502 Y [0002]
- CN 103786368 A [0005]
- DE 102014014939 A1 [0009, 0025]
