DE102018005986A1

DE102018005986A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beziehen biegesteifer Teile mit biegeschlaffen Nutzen

Info

Publication number: DE102018005986A1
Application number: DE102018005986.4A
Authority: DE
Inventors: Nils Brokate; Dominik Windhorst; Leonid Ugorets
Original assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Current assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Priority date: 2018-07-28
Filing date: 2018-07-28
Publication date: 2020-01-30

Abstract

Pappenzuschnitte oder aus Pappenzuschnitten erzeugte Körper, insbesondere Schachteln werden mit biegeschlaffen Nutzen maschinell bezogen, wobei die Vorrichtung eine Schneideinrichtung zum Zuschneiden der Nutzenzuschnitte aus Nutzenrohlingen vorsieht, die zwischen der Fügeeinrichtung zum Fügen der Pappenzuschnitte bzw. Körper mit den Nutzen und der Produktausfuhr angeordnet ist, so dass die Nutzenzuschnitte jeweils erst nach dem Fügen mit dem zugehörigen Pappenzuschnitt bzw. Körper aus dem Pappenrohling erzeugt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 zum Beziehen von jeweils wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt und/oder wenigstens einem aus wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt erzeugten Körper.
In der Weiterverarbeitung von Pappenzuschnitten, wie bspw. der Herstellung von Buchdecken oder hochwertiger Schachteln, werden diese Pappenzuschnitte oder auch aus Pappenzuschnitten erzeugte und bereits aufgerichtete Schachteln auf ihrer Außenseite mit einem biegeschlaffen Nutzen bezogen. Dieser Nutzen weist meist Überstände auf, welche um Kanten des Pappenzuschnitts bzw. der Schachtel eingeschlagen werden.
Für die Herstellung von Buchdecken ist aus der Schrift DE102010024232A1 eine entsprechende Vorrichtung bekannt. In dieser Buchdeckenmaschine mit horizontalem Verarbeitungsprinzip werden Pappenzuschnitte als Deckelpappen und als Rückeneinlage mit den mit Klebstoff versehenen Bezugsnutzen in einer Anrolleinrichtung gefügt. Die überstehenden Kanten der Buchdecke werden anschließend in hintereinander liegenden Arbeitsstationen entweder im fließenden Durchlauf oder jeweils im Stillstand eingeschlagen.
Ein jeweiliger Nutzen wird aus einem Nutzenmagazin vereinzelt und von einem Klemmriemenförderer einer Nutzenzuführung zugeführt. Deren Nutzenzylinder übernimmt den Nutzenzuschnitt mit Greifern und führt ihn an einer Auftragswalze des Leimwerks vorbei und rollt ihn anschließend im Fügepunkt an die beiden synchron zugeführten Deckelpappen und einer Rückeneinlage an.
Entlang der Nutzenzuführung und dem Leimwerk vorgelagert können linke und rechte Eckenabstoßvorrichtungen vorgesehen sein. Diese trennen im Durchlauf des jeweiligen rechteckigen Nutzenbogens Eckenabschnitte an der vor- und nachlaufende Kante des Nutzenbogens ab. Die rotativen Werkzeuge der Eckenabstoßvorrichtungen sind von einem Servomotor angetrieben, der eine elektronische Verstellung der Abstoßbreite entsprechend der jeweiligen Höhe und aufgeschlagenen Breite der Buchdecken ermöglicht.
Nachteilig solcher Deckenmaschinen ist, dass sehr kleine Formate aufgrund der schlechten Handhabbarkeit insbesondere der biegeschlaffen Nutzen und der aufgrund der wirkenden Kräfte erforderlichen Werkzeugdimensionen sowie der zahlreichen Übergabestellen im Transport nur mit hohem Aufwand und unterhalb bestimmter Formatgrenzen überhaupt nicht verarbeitet werden können. Außerdem können nicht-rechteckige Pappen und entsprechende Nutzenzuschnitte nur sehr eingeschränkt und mit erheblichem zusätzlichen Aufwand verarbeitet werden.
Für die Herstellung bezogener Schachteln schlägt die Schrift WO2015/107389A1 eine Vorrichtung vor, welche vorgefertigte Schachtelkörper mit einem Nutzenzuschnitt bezieht. Als zentrale Fördereinrichtung ist ein Rundtisch vorgesehen, an welchem die einzelnen Bearbeitungseinrichtungen in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind. Der Rundtisch weist in den die Nutzen aufnehmenden Bereichen Saugplatten vor. Der dort anliegende Unterdruck fixiert den jeweiligen Nutzen auf dem Rundtisch.
Ein Bogenanleger vereinzelt die rechteckigen Nutzenbogen. Die einzelnen Bogen durchlaufen ein Walzenleimwerk und werden dem Rundtisch zugeführt. Dieser schwenkt den mit dem Klebstofffilm versehenen Bogen in eine Schneideinrichtung. Die Schneideinrichtung weist als Schneidwerkzeug einen Laser auf, welcher berührungslos selbst komplizierte Konturen aus dem Bogen schneidet. Der jetzt vorliegende Nutzenzuschnitt wird durch weitere Drehung des Rundtisches in die nachfolgende Aufsetzeinrichtung überführt, in welcher der dem Rundtisch radial zugeführte Schachtelkörper aufgesetzt wird. In den in Umfangsrichtung folgenden Stationen werden der Schachtelkörper an den Nutzen angedrückt, die Nutzenüberstände um die Schachtelwände und die offenen Kanten eingeschlagen und die fertige Schachtel radial zu dem Rundtisch abtransportiert.
Das berührungslose Zuschneiden des bereits vollflächig mit Klebstoff versehenen Nutzenbogens bietet den Vorteil eines deutlich vereinfachten Klebstoffauftrags. Der Einsatz eines Lasers ermöglicht zudem ohne Werkzeugwechsel die Herstellung unterschiedlichster Konturen und auf einfache Weise Korrekturen der Schnittkontur. Jedoch entstehen beim Überführen des Nutzenzuschnitts in die Fügeposition und dem Aufsetzen des Schachtelkörpers Positionierungs- sowie Winkelfehler. Diese Fehler werden durch das nachgängige Einschlagen insbesondere an den Schachtelecken und den Klebelaschen sichtbar und mindern die Produktqualität deutlich.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet und die gesteigerten Anforderungen an die zu erzielende Produktqualität befriedigt.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Zur Herstellung von Buchdecken, Schachteldecken und Spielbrettern oder auch von hochwertigen Schachteln werden Pappenzuschnitte oder aus Pappenzuschnitten aufgerichtete Körper mit einem biegeschlaffen Materialbogen, dem Nutzen bezogen. Die sich anschließenden Ausführungen erläutern die Erfindung für das Beziehen jeweils eines Pappenzuschnitts bzw. jeweils eines aus einem Pappenzuschnitt erzeugten Körpers mit jeweils einem Nutzen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Fälle beschränkt. Vielmehr ist sie in gleicher Weise auch auf das gemeinsame Beziehen mehrerer Pappenzuschnitte und/oder aus Pappenzuschnitten erzeugten Körpern und das Beziehen mit jeweils aus mehreren Teilen auch unterschiedlicher Materialien gebildeten Nutzen anwendbar, wie es bspw. von der Herstellung von Buchdecken bekannt ist.
Der Nutzen und der Pappenzuschnitt bzw. der Körper werden jeweils einer Fügeeinrichtung zugeführt und in eine Fügeposition verbracht. Auf zumindest einen der Kleblinge wird vor dem Fügen im Bereich der Fügefläche Klebstoff aufgebracht. Dazu sieht die Erfindung eine Klebstoffauftragevorrichtung bekannter Art vor. Diese Klebstoffauftragevorrichtung umfasst ein Reservoir zum Bevorraten einer Menge Klebstoff, eine Dosiereinrichtung und eine Abgabeeinrichtung. Dabei ist es unerheblich, ob der Klebstoffübertrag durch Kontakt der Abgabeeinrichtung mit dem Klebling erfolgt, wie bspw. bei Walzenleimwerken, oder kontaktlos durch Auftragsdüsen. In der Fügeeinrichtung werden die Fügeflächen des Nutzens und des Pappenzuschnitts bzw. des Körpers miteinander in Kontakt gebracht.
Erfindungsgemäß erfolgt das Zuschneiden des Nutzens erst nach dem Fügen wenigstens einer Teilfläche des Nutzens mit einer Teilfläche des Pappenzuschnitts bzw. Pappenkörpers. Dazu ist die Schneideinrichtung in Produktlaufrichtung zwischen der Fügeeinrichtung einerseits und der Ausführeinrichtung andererseits angeordnet.
Somit werden geometrisch einfache Nutzen zunächst durch das Fügen mit Pappe stabilisiert, bevor die Kontur des einzelnen Nutzens erzeugt wird. Die so verstärkten, geometrisch einfache Nutzen können aber wesentlich einfacher und damit prozesssicherer und mit höherer Qualität bzw. Leistung verarbeitet werden als geometrisch komplizierte Zuschnitte, wie sie bei der Herstellung von hochwertigen Schachteln oder bei kurvigen Pappenkonturen eingesetzt werden. Insbesondere das unerwünschte Einfädeln von Versprüngen der Nutzenkontur in Störkonturen der Vorrichtung wird so vermieden. Vor allem das Vereinzeln des Nutzens aus einem Vorratsstapel wird so deutlich vereinfacht. Darüber hinaus kann der durch das Fügen stabilisierte Nutzen auch nach dem Zuschneiden wesentlich einfacher und damit sicherer gehandhabt werden. Das steigert wiederum die Prozesssicherheit und die Qualität der Produkte bzw. die Leistung der Vorrichtung.
Das Verkleben weiterer Flächen des Nutzens, wie das Einschlagen von Überständen, erfolgt nach dem Zuschneiden in einer oder mehreren zwischen der Schneideeinrichtung und der Ausführeinrichtung angeordneten Einschlageinrichtungen.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Schneiden des Nutzens durch thermisches Trennen nach dem Prinzip des heißen Drahtes. Auf diese Weise können mit einem einfachen Werkzeug komplizierte Formen durch Abfahren der gewünschten Kontur erzeugt werden. Insbesondere können beliebige unterschiedliche Konturen mit demselben Werkzeug hergestellt werden. Damit vereinfacht sich das Rüsten erheblich. Dazu weist die Schneideinrichtung ein temperierbares Werkzeug auf. Dieses temperierbare Werkzeug weist einen elektrisch beheizten Draht oder eine elektrisch beheizte Klinge auf.
In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung wird als Schneidmittel ein Energiestrahl eingesetzt. Dazu weist die Schneideinrichtung eine Laserquelle oder eine Plasmaquelle auf. Um das gewünschte Schnittbild zu erzeugen wird die Strahlquelle relativ zu dem zu schneidenden Nutzen entsprechend der gewünschten Kontur bewegt. Ein optischer Strahl, wie der Laser können alternativ oder auch ergänzend durch geeignetes Bewegen eines im Strahlengang angeordneten Spiegels entsprechend der Kontur gelenkt werden. Dies erlaubt eine kompakte Bauweise. Außerdem ist eine gute Zugänglichkeit des Materials in der Schneideinrichtung zum Fehlermanagement, bspw. zur Störungsbeseitigung gegeben. Der Schneidstrahl erlaubt auch abgesetzte Schnitte wie Perforationen oder auch Ausschnitte innerhalb der Kontur. Ebenso wie bei dem beschriebenen thermischen Schneiden können ohne Werkzeugwechsel beliebige Konturen erzeugt werden.
In einer dritten vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Schneiden durch mechanisch wirkende Schneidmittel. In besonders einfacher Weise weist dieses Schneidmittel eine einzelne Klinge auf. Alternativ ist dieses Schneidmittel ein gerichteter Stoffstrahl. Dieser Stoffstrahl ist bspw. ein Wasserstrahl ggf. mit abrasiven Zusätzen. Der Stoffstrahl bzw. die Klinge fährt wie auch der beschriebene Energiestrahl die gewünschte Kontur ab und kann abgesetzte Schnitte erzeugen.
Unabhängig von dem Schneidmittel ist es unerheblich, ob bei unbewegtem Nutzen das Schneidmittel die gewünschte Kontur abfährt oder der Nutzen entsprechend der Kontur zu dem Schneidmittel bewegt wird. In jedem Fall wird wenigstens eine gesteuerte Relativbewegung des Schneidmittels zum Nutzen in einer zu dem Nutzen parallelen Ebene erzeugt.
In einer ersten weiteren Ausgestaltung wird der jeweilige Nutzen als einzelner Bogen bereitgestellt. Vorzugsweise ist der Nutzen ein rechteckiger Bogen, welcher in einem Bogenmagazin der Vorrichtung bevorratet ist. Die Vorrichtung weist einen Nutzenanleger bekannter Art auf, welcher jeweils einen Bogen aus dem Magazin vereinzelt und der Zufuhreinrichtung verfügbar macht.
Alternativ wird der Nutzen als Materialrolle bereitgestellt. Aufgrund des großen Fassungsvermögens von Rollen ist dies insbesondere für die Herstellung zahlreicher gleicher Produkte vorteilhaft. Dazu weist die Vorrichtung eine Rollenabwicklung auf, welche die Nutzenbahn abrollt und weiteren Einrichtungen der Vorrichtung zuführt. Für die Erfindung ist es unerheblich, ob vor dem Fügen von der Bahn zunächst Nutzenbogen abgetrennt werden.
Besonders vorteilhaft jedoch ist das Fügen des Pappenzuschnitts bzw. des Körpers mit der Nutzenbahn. Auf diese Weise ist eine einfache Konstruktion der Nutzenzufuhr möglich, und auf eine zusätzliche Schneideinrichtung zum Abtrennen einzelner Bogen kann verzichtet werden. Der einzelne Nutzen wird dabei durch das Zuschneiden der gewünschten Kontur nach dem Fügen aus der Bahn getrennt.
In vorteilhafter Weise ist die Breite der Bahn derart größer als die gewünschte Kontur des Nutzens und wird diese Kontur derart auf der Bahn angeordnet, dass beide Bahnkanten beim Zuschneiden des Nutzens unbeschädigt bleiben. Stückige Abfälle werden vermieden und der Abtransport erfolgt als Restbahn. Vorteilhaft wird diese zu einer Abfallrolle aufgewickelt, was die Handhabung der Abfälle deutlich vereinfacht.
Um ein präzises Zuschneiden zu gewährleisten, ist die genaue Kenntnis über die Position und Ausrichtung des Nutzens bzw. des mit dem Nutzen verklebten Pappenzuschnitts oder Körpers erforderlich. In vorteilhafter Ausgestaltung wird diese Position durch eine Sensorik erfasst. Die Vorrichtung weist eine geeignete Sensorik auf, welche über Datenleitungen mit der Maschinensteuerung verbunden ist und dieser die erforderlichen Informationen zu Position und Winkellage der gefügten Einheit übermittelt. Die Maschinensteuerung nutzt diese Informationen zur Festlegung der Schneidkontur relativ zu einem ortsfesten Koordinatensystem oder zu der zugeführten Einheit.
Vorzugsweise werden für diese Positions- und Lageerfassung optische Sensoren eingesetzt. Diese arbeiten berührungslos und können ohne mechanische Anpassung unterschiedliche Formate und Formen erfassen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Kameras, da diese ein zweidimensionales oder in Kombination mehrerer Kameras auch ein dreidimensionales Abbild erzeugen. Besonders geeignet ist das Erfassen des gefügten Pappenzuschnitts bzw. des gefügten Körpers. Dieser bestimmt die Form des Produkts. Und der Zuschnitt erfolgt auf diese Weise präzise bezüglich dieses formgebenden Elements. Mögliche Positionierungsfehler des Nutzens zu dem formgebenden Element führen damit nicht zu auffälligen Fehlern am Produkt wie schiefe oder ungleichmäßige Klebelaschen. Außerdem variiert die Farbgebung, Reflexion und Helligkeit des gefügten Körpers aus Pappe der Fertigungsaufträge untereinander kaum. Damit ist eine Anpassung der Sensorik an unterschiedliche Lichtverhältnisse nicht erforderlich.
Anschließend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren zeigen:

1 ein erstes Ablaufschema für das Beziehen;
2 ein alternatives zweites Ablaufschema für das Beziehen;
3 alternative Schneidvorrichtungen für das Schneiden teilweise verklebter Nutzen;
4 alternative Ausführungen des ersten Ablaufschemas für das Beziehen, den Nutzen betreffend;
5 alternative Ausführungen des ersten Ablaufschemas für das Beziehen, den Schachtelkörper/Pappenzuschnitt betreffend;
6 eine Vorrichtung zum Beziehen von Schachtelkörpern mit Nutzen.

In 1 ist ein erstes beispielhaftes Verfahren zur Herstellung bezogener Schachteln auszugweise dargestellt. Gemäß des links dargestellten Zweigs wird der Nutzen durch die Nutzenzuführung 20 einer Klebstoffauftrageeinrichtung 30 zugeführt 76. Nach dem Auftragen 87 des Klebstoffs 6 auf den Nutzen, wird dieser für den anschließenden Verfahrensschritt positioniert und ausgerichtet 79. Im rechtsseitigen Zweig ist dargestellt, dass der Schachtelkörper 2 durch eine Schachtelzuführung 10 zugeführt wird 81. Darauf folgend wird der Schachtelkörper 2 ebenfalls positioniert und ausgerichtet 82.
Daran schließt der gemeinsame Fügeprozess 88, wobei der bereitgestellte Nutzen mit dem bereitgestellten Schachtelkörper 2 durch eine Fügeeinrichtung 40 klebeweise zu einem Materialverbund 8 verbunden wird. Das Verkleben 88 erfolgt hierbei an einer Basis, dem Boden der Schachtel. Einzelne Bereiche, etwa die Seitenflächen des Schachtelkörpers 2 und des Nutzens sowie Klebelaschen des Nutzens werden nicht in diesem Fügeschritt 88 verklebt. Nach dem Zwischentransport 89 und erneutem Positionieren und Ausrichten 90 in der Schneideinrichtung 50 wird durch diese der bereits gefügte Nutzen entsprechend einer gewünschten Kontur 53 zugeschnitten 91. Weitere sich an das Zuschneiden 91 des gefügten Nutzens anschließende Prozesse sind in 1 nicht dargestellt.
Das dazu in 2 gezeigte alternative Verfahren sieht vor, den Nutzen ohne Klebstoffauftrag für das Fügen 88 zu positionieren und auszurichten 79. Stattdessen erfolgt der Klebstoffauftrag 87 im Bereich der Schachtelzuführung 10 auf den Schachtelkörper 2. Die übrigen Verfahrensschritte sind mit den in 1 gezeigten identisch.
Die Nutzenzuführung 76 erfolgt in einem weiteren Beispiel wie in 4(a) dargestellt, indem der Nutzen als Bogen zur Verfügung gestellt wird. Um den Aufwand für das Beschicken zu reduzieren, wird der Vorrichtung ein Vorrat mehrerer Nutzen zugeführt. Ein Bogenanleger vereinzelt 75 aus diesem Vorrat jeweils einen Nutzenbogen 7, welcher gemäß der ersten beiden Figuren weiterverarbeitet wird. Nach dem Fügen 88 wird demnach der Nutzenzuschnitt 3 durch Ausschneiden 91 aus dem gefügten Nutzenbogen 7 erzeugt.
Alternativ kann der Nutzen wie in 4(b) gezeigt als Rollenware verfügbar gemacht sein. Das Abwickeln 77 der Nutzenrolle 5 erfolgt dabei durch eine Rollenabwicklung 24 bekannter Art. Der Klebstoffauftrag 87 erfolgt auf die von der Rollenabwicklung 24 bereitgestellte Nutzenbahn 4. Die Separation des Nutzenzuschnitts 3 aus der kontinuierlichen Bahn 4 erfolgt erst nach dem Fügen 88 mit einem weiteren Klebling durch das Ausschneiden 91 in der bereits beschriebenen Schneideinrichtung 50. Die erforderliche Bereitstellung des weiteren Kleblings, bspw. des Schachtelkörpers 2 gemäß 1 und 2, ist in 4 nicht dargestellt.
Die in 4 gezeigten Prozesse werden durch die in 5 dargestellten Prozesse zu beispielhaften Herstellungsverfahren bezogener Schachteln ergänzt. Dabei können die Teilbilder 4(a) und 4(b) beliebig mit den Teilbildern 5(a) und 5(b) kombiniert werden.
Gemäß der Darstellung in 5(a) liegen der Weiterverarbeitung wie bereits in den 1 und 2 gezeigt Schachtelkörper 2 zugrunde. Jeder dieser Schachtelkörper 2 ist bereits fertig geformt. Aus einem bereitgestellten Vorrat gleicher Schachtelkörper 2 wird jeweils einer der Schachtelkörper 2 vereinzelt 80. Der einzelne Schachtelkörper 2 wird durch eine Schachtelzuführung 10 der weiteren Verarbeitung zugeführt 81 und zu ihrer Bereitstellung entsprechend positioniert und ausgerichtet 82. Das anschließende Fügen 88 mit dem in beschriebener Weise bereitgestellten Nutzen an der Basis erfolgt durch eine Fügeeinrichtung 40. Der so erzeugte Materialverbund 8 aus Nutzen und Schachtelkörper 2 wird aus der Fügeeinrichtung 40 in eine Schneideeinrichtung 50 überführt 89. Nach erfolgter Positionierung und Ausrichtung 90 wird der Nutzenzuschnitt 3 durch die Schneideeinrichtung 50 aus dem Nutzenbogen 7 oder der Nutzenbahn 4 gewonnen. Jetzt wird der Materialverbund 8 weiteren Einrichtungen zum Einschlagen 94 der vorhandenen Überstände des Nutzenzuschnitts 3 überführt 92 sowie positioniert und ausgerichtet 93. Durch das Einschlagen 94 der Nutzenüberstände wird die Schachtel 1 fertiggestellt. Eine Ausfuhrreinrichtung 60 führt abschließend die fertige, bezogene Schachtel 1 aus 95 und stellt sie so bereit.
Aalternativ werden gemäß 5(b) anstelle fertig geformter Schachtelkörper 2 Pappenzuschnitte als Ausgangsmaterial zugeführt. Wie zu 4(a) anhand der Nutzenbogen 7 erläutert, werden die flach liegenden Pappenzuschnitte analog in einem Magazin der Vorrichtung bevorratet. Der nicht gezeigte Pappenanleger bekannter Art vereinzelt 83 aus diesem Magazin jeweils einen Pappenzuschnitt. Der einzelne Pappenzuschnitt wird daraufhin der Fügeeinrichtung 40 zugeführt 84, positioniert und ausgerichtet 85. Das Fügen 88 der Basis erfolgt in einfacher Weise durch aufsetzen bzw. anrollen. Der Pappenzuschnitt des noch immer flachliegende Materialverbundes wird in einer Aufrichteinheit zu einer Schachtel aufgerichtet. Anschließend wird der Nutzen in einer nachfolgenden Schneideinrichtung 50 zugeschnitten 91 und seine Überstände analog 5(a) eingeschlagen 94. Die fertige Schachtel 1 wird in bekannter Weise ausgeführt 95.
In einem weiteren Beispiel erfolgt das Zuschneiden 91 des Nutzens nach dem Herstellen des Materialverbunds 8 durch Verkleben des Pappenzuschnittes mit dem Nutzen aber vor dem Aufrichten 86 des an seiner Außenseite vollständig mit dem Nutzen bezogenen Pappenzuschnitts. Die Überstände des gemeinsam mit dem Pappenzuschnitt aufgerichteten Nutzenzuschnitts 3 werden anschließend eingeschlagen. Die so fertiggestellte Schachtel 1 wird wiederum durch eine Ausführeinrichtung 60 ausgeführt 95 und bereitgestellt.
6 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von bezogenen Schachteln 1, wobei bereits aufgerichtete Schachtelkörper 2 sowie eine Nutzenrolle 5 als Ausgangsmaterialien dienen. Das hier genutzte Verfahren wird in seinen Grundzügen durch die Kombination von 4(b) mit 5(a) beschrieben.
Die beispielhafte Vorrichtung umfasst eine Nutzenzuführung 20, welche die Nutzen weiteren Einrichtungen 30, 40 in einer ersten Förderrichtung 22 zuführt. Die Nutzenzuführung 20 ist im Wesentlichen aus einer Rollenabwicklung 24 und einer Transportstrecke 21 gebildet. Die Rollenabwicklung 24 wickelt die als Nutzenrolle 5 bereitgestellten Nutzen zu einer kontinuierlichen Nutzenbahn 4 ab. Die sich anschließende erste Transportstrecke 21 umfasst mehrere Bahnführungen 25. Die Bahnführungen 25 dienen dazu, die gewünschte Bahnspannung aufrecht und die Nutzenbahn 4 in der erforderlichen Spur zu halten.
Die Nutzenbahn 4 durchläuft in der ersten Förderrichtung 22 ein Leimwerk 30. Für den Klebstoffauftrag 87 ist ein Reservoir vorgesehen, welches die auf der Nutzenbahn 4 abrollende Leimwalze 31 mit Klebstoff 6 versorgt. Eine zu der Leimwalze 31 angestellte und mit dieser einen Dosierspalt bildende Dosierwalze 32 sorgt für einen gleichmäßigen Klebstofffilm in erwünschter Dicke. Sowohl die Leimwalze 31 als auch die Dosierwalze 32 sind in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit der Nutzenbahn 4 angetrieben. Der vollflächig auf die Nutzenbahn 4 aufgebrachte Klebstoff 6 ist in 6 dunkel dargestellt. Die Nutzenbahn 4 durchläuft in ihrer Förderrichtung 22 zunächst eine Fügeeinrichtung 40, welche die Nutzen in ihrer Bereitstellungsposition 23 mit Schachtelkörpern 2 verklebt.
Die vorbereiteten Schachtelkörper 2 werden durch eine Schachtelzuführung 10 bereitgestellt. Die Schachtelzuführung 10 besteht aus einem eine zweite Transportstrecke 11 bildenden endlos umlaufenden Transportband 13. Die Förderrichtung 12 der Schachtelzuführung 10 ist quer zu der Nutzenbahn 4. Die Transportstrecke 11 endet in einer Bereitstellungsposition der Schachtelkörper 2.
Die Fügeeinrichtung 40 umfasst einen Greifer 41. Dieser Greifer 41 nimmt jeweils einen Schachtelkörper 2 in dessen Bereitstellungsposition 14 auf und setzt ihn in dessen Fügeposition 47 auf den Klebstofffilm 6 der Nutzenbahn 4 ab, um diese zu einem Materialverbund 8 zu verkleben. Dazu ist der Greifer 41 an einer Zustelleinrichtung angebracht, welche über zwei zueinander rechtwinklig verlaufende Positioniereinrichtungen 42, 44 verfügt. Eine erste Positioniereinrichtung 42 ist quer zu der Nutzenbahn angeordnet und ermöglicht durch ihren Stellantrieb 43 ein Positionieren des Greifers 41 in Breitenrichtung der Nutzenbahn. Die zweite Positioniereinrichtung 44 ist in Bahnrichtung 22 angeordnet und erlaubt durch ihren Stellantrieb 45 ein Positionieren des Greifers 41 in dieser Richtung. Dazu sind beide Stellantriebe 43, 45 über Datenleitungen 72 mit der Maschinensteuerung 70 verbunden.
Um unregelmäßig auf dem Transportband 13 zugeführte Schachtelkörper 2 sicher zu greifen und präzise auf der Nutzenbahn 4 anzubringen, ist ein Kontrollsystem 16 vorgesehen. Dieses Kontrollsystem 16 erfasst die tatsächliche Position und Ausrichtung des Schachtelkörpers 2 in dessen der Bereitstellungsposition 14. Diese Erfassung erfolgt optisch über Kameras 17, welche eine Bildverarbeitung 71 speisen.
Die Nutzenbahn 4 durchläuft nach der Fügeeinrichtung 40 die Schneideinrichtung 50, welche den Nutzen in die gewünschte Kontur 53 zuschneidet 91. Als Schneidwerkzeug ist ein Laser 52 vorgesehen. Die Schnittkontur 53 wird dabei von der Laserquelle 51 abgefahren. Die dazu erforderliche Zustelleinrichtung ist analog der des Greifers 41 aufgebaut und wird nicht näher beschrieben. Alternativ kann die Schneideinrichtung 50 einen in dem Strahlengang des Lasers 52 angeordneten Spiegel aufweisen, welcher durch Schwenken um Drehachsen die Schnittkontur 53 erzeugt. Anstelle des Lasers kann wie in 3 gezeigt auch ein thermisch schneidendes Messer 54 oder eine Wasserstrahldüse 55 eingesetzt werden. Erst durch das Zuschneiden 91 des Nutzens wird der Materialverbund 8 aus dem mit dem Schachtelkörper 2 verklebten Nutzenzuschnitt 3 aus der Nutzenbahn 4 getrennt.
Um die Schnittkontur 53 der tatsächlichen Position des Schachtelkörpers 2 auf der Nutzenbahn 4 anpassen zu können, ist ein zweites Erfassungssystem 56 mit Kameras 57 vorgesehen. Die Kameras 57 erzeugen ein elektronisches Abbild des Schachtelkörpers 2 auf der Nutzenbahn 4. Dieses Abbild wird von einer Bildverarbeitung 71 ausgewertet und die so gemessene tatsächliche Position und Winkellage des gefügten Schachtelkörpers 2 der Maschinensteuerung 70 übermittelt, welche die Schnittkontur 53 steuert. In dem in 6 gezeigten Beispiel ist diese Positionserfassung 56 in dem Bereich der Fügeeinrichtung 40 angeordnet. Damit kann sie als Istwertaufnehmer eines Regelkreises für die Fügeposition 47 des Schachtelkörpers 2 genutzt werden. Alternativ kann die Positionserfassung 56 im Bereich der Schneideinrichtung 50 angeordnet sein.
Der Schneideeinrichtung 50 nachgeordnet wird die verbleibende Bahn nach unten gelenkt und zu einer Abfallrolle aufgewickelt. Der Nutzenzuschnitt 3 wird mit dem an seiner Bodenfläche aufgeklebten Schachtelkörper 2 als Materialverbund 8 in Richtung der Bahnzufuhr 22 in eine nicht näher dargestellte Einschlageinrichtung 65 gefördert. Diese klebt die noch nicht gefügten Seitenflächen des Nutzenzuschnitts 3 an die Schachtelseiten und schlägt die Nutzenüberstände ein. Eine Ausfuhreinrichtung 60 umfasst eine weitere Transportstrecke 61, deren Transportband 63 die fertiggestellte Schachtel 1 in einer Ausfuhrrichtung 62 quer zu der Nutzenbahn 4 aus der Vorrichtung fördert.
Der Einsatzbereich einer Vorrichtung nach 6 beschränkt sich nicht auf das Beziehen von Schachtelkörpern 2. Vielmehr können in der beschriebenen Weise auch Pappenzuschnitte (teilweise) bezogen werden, welche anschließend zu Schachteln 1 oder anderen Körpern aufgerichtet werden, oder aber andere aus Pappenzuschnitten erzeugte Produkte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010024232 A1 [0003]
WO 2015/107389 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Beziehen von jeweils wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt und/oder wenigstens einem aus wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt erzeugten Körper, insbesondere wenigstens einer aus wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt erzeugten Schachtel (2), mit wenigstens einem biegeschlaffen Nutzen (3), wenigstens aufweisend die Schritte • Zuschneiden (91) des wenigstens einen biegeschlaffen Nutzens (3), • Zuführen (76, 78) des wenigstens einen biegeschlaffen Nutzens (3, 4) in eine erste Fügeposition (46) des Nutzens (3, 4), • Zuführen (81, 84) des wenigstens einen Pappenzuschnitts und/oder Körpers in eine zweite Fügeposition (47) des Pappenzuschnitts und/oder Körpers, • Auftragen (87) von Klebstoff (6) auf eine Fügeseite des wenigstens einen biegeschlaffen Nutzens (3, 4) und/oder auf eine Fügefläche des wenigstens einen Pappenzuschnitts oder aus einem Pappenzuschnitt erzeugten Körpers sowie • Fügen (88) durch klebeweises Verbinden wenigstens eines Bereiches der Fügeseite des wenigstens einen biegeschlaffen Nutzens (3, 4) mit der wenigstens einen Fügefläche des biegesteifen Pappenzuschnitts und/oder des wenigstens einen aus einem Pappenzuschnitt erzeugten Körpers, dadurch gekennzeichnet, • dass das Zuschneiden (91) des wenigstens einen Nutzens (3) nach dem wenigstens bereichsweisen Fügen (88) des wenigstens einen zugeführten Nutzens (3, 4) mit dem wenigstens einen biegesteifen Pappenzuschnittes und/oder aus einem Pappenzuschnitt erzeugten Körpers, insbesondere einer aus einem Pappenzuschnitt erzeugten Schachtel (2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuschneiden (91) des Nutzens (3, 4) durch thermisches Trennen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuschneiden (91) des Nutzens (2, 3) mittels wenigstens eines Energiestrahls, insbesondere eines Lasers (52) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuschneiden (91) des Nutzens (3, 4) mittels eines Stoffstrahls, insbesondere eines Wasserstrahls (58) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittkontur (53) des Nutzens (3, 4) im Wesentlichen durch das gesteuerte Führen des Werkzeugs (51, 54, 55) und/oder des Schneidstrahls (52, 58) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine biegeschlaffe Nutzen (3) jeweils als einzelner Materialbogen zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch das dem Fügen (88) vorgelagerte Vereinzeln (75) des wenigstens einen biegeschlaffen Nutzens (3) aus einem Vorrat einer Vielzahl gleicher und/oder unterschiedlicher Nutzen (3).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Zuführen (78) wenigstens einer kontinuierlichen Materialbahn (4), aus welcher durch Abtrennen und/oder Ausschneiden (91) der wenigstens eine biegeschlaffe Nutzen (3) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontur (53) des jeweils zugeschnittenen Nutzens (3) nur über einen Teil der Breite der zugeführten Materialbahn (4) erstreckt, so dass die Bahnkanten unbeschädigt bleiben.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während des Zuschneidens (91) des wenigstens einen Nutzens (3, 4) die Position und/oder Orientierung des wenigstens einen mit diesem wenigstens einen Nutzen (3, 4) verklebten Pappenzuschnittes und/oder Pappenkörpers (2) bzgl. der Schneideinrichtung (50) durch wenigstens einen Sensor (56) erfasst wird und dass das Zuschneiden (91) anhand dieser erfassten Position und/oder Orientierung gesteuert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zuschneiden des Nutzens wenigstens ein weiterer Bereich dieses Nutzens mit dem Pappenzuschnitt und/oder dem aus einem Pappenzuschnitt erzeugten Körper klebeweise verbunden wird.
Vorrichtung zum Beziehen von wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt und/oder wenigstens einem aus wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt erzeugten Körper, insbesondere wenigstens einer aus wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt erzeugten Schachtel (2), mit wenigstens einem biegeschlaffen Nutzen (3, 4), wenigstens umfassend • eine erste Zuführeinrichtung (20) zum Zuführen (76, 78) des wenigstens einen biegeschlaffen Nutzens (3, 4) in einer ersten Förderrichtung (22), wenigstens mit einer ersten Transportstrecke (21), einer den wenigstens einen Nutzen (3, 4) förderwirksam erfassenden und die erste Transportstrecke (21) bildenden erste Transporteinrichtung und mit wenigstens einer sich an die erste Transportstrecke (21) anschließenden erste Bereitstellungsposition (23) für den wenigstens einen Nutzen (3, 4), • eine zweite Zuführeinrichtung (10) zum Zuführen (81) des wenigstens einen biegesteifen Pappenzuschnitt und/oder des wenigstens einen aus wenigstens einem biegesteifen Pappenzuschnitt erzeugten Körper, insbesondere einer Schachtel (2), in einer zweiten Förderrichtung (12) wenigstens einer wenigstens ein den wenigstens einen Pappenzuschnitt und/oder Körper förderwirksam erfassenden Transportelement (13) aufweisenden zweiten Transportstrecke (11), und mit wenigstens einer sich an die zweite Transportstrecke (11) anschließenden zweiten Bereitstellungsposition 814) für den wenigstens einen Pappenzuschnitt und/oder Körper, • eine Klebstoffauftrageeinrichtung (30) wenigstens mit einem Klebstoffvorrat, eine Dosiereinrichtung (32) und eine Abgabeeinrichtung (31), • eine Fügeeinrichtung (40) wenigstens mit einem den wenigstens einen Nutzen (3, 4) erfassenden ersten Transportelement (25) und einem den wenigstens einen biegesteifen Pappenzuschnitt und/oder den wenigstens einen Körper erfassenden zweiten Transportelement (41), • eine Ausführeinrichtung (60) mit wenigstens einer den wenigstens einen mit wenigstens einem Nutzen (3) bezogenen Pappenzuschnitt und/oder Körper erfassenden dritten Transporteinrichtung (61), gekennzeichnet durch wenigstens eine zwischen der wenigstens einen Klebstoffauftrageeinrichtung (30) einerseits und der wenigstens einen Ausführeinrichtung (60) andererseits angeordnete Nutzenschneideinrichtung (50) mit wenigstens einem Schneidmittel (52, 54, 58).
Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch wenigstens ein stoffliches, mechanisch wirkendes Schneidmittel (58) der wenigstens einen Nutzenschneideinrichtung (50).
Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch wenigstens ein temperierbares, thermisch wirkendes Schneidmittel (52, 54) der wenigstens einen Nutzenschneideinrichtung (50).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch wenigstens eine Erfassungseinrichtung (56) zur optischen Erfassung der Position und/oder Ausrichtung des wenigstens einen zumindest bereichsweise mit dem wenigstens einen Nutzen (3, 4) klebeweise verbundenen Pappenzuschnitts und/oder aus einem Pappenzuschnitt erzeugten Körpers und wenigstens eine Zustelleinrichtung des wenigstens einen Schneidmittels (52, 54, 58) mit zumindest einer zu dem wenigstens einen in der Schneideinrichtung (50) befindlichen Nutzens (3, 4) parallelen Zustellrichtung (96, 97), wobei sowohl die wenigstens eine Erfassungseinrichtung (56) als auch die wenigstens eine Zustelleinrichtung jeweils durch wenigstens eine Datenleitung (72) mit einer Steuerung (70) der Vorrichtung verbunden sind.