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Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Faltbehältern Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Faltbehältern
aus einer fortlaufend zugeführten Materialbahn, z. B. aus Papier, Pappe od. dgl.,
auf einen umlaufenden Rundtisch mit an dessen Umfang angeordneten Faltkammern und
zugehörigen, mitumlaufenden Faltklötzen sowie mit Einrichtungen zum Schneiden, Falten
und Verkleben der Behälter.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind insbesondere die Schneidwerkzeuge
od. dgl. feststehend angeordnet. Es ist also jeweils nur ein Schneidwerkzeug od.
dgl. vorhanden, das bei kontinuierlichem Betrieb derart bewegt werden muß, daß es
einem Teil der Bewegung der Bahn folgt. Diese Werkzeuge müssen dann einen sehr komplizierten
Mechanismus aufweisen und sind infolgedessen anfällig; abgesehen davon können sie
auch nur sehr langsam arbeiten.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
für jede Faltkammer Schneid-, Falt- und Klebe- bzw. Schweißwerkzeuge am Rundti6ch
selbst vorgesehen sind und infolgedessen mit diesem umlaufen, so daß eine Rückbewegung
der einzelnen Werkzeuge, die stets sehr viel Zeit in Anspruch nimmt, nicht mehr
erforderlich ist.
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Nach einem weiteren Merkmal ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die Faltklötze um eine vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Senkrechten
geneigte Achse um 180° aus ihrer Arbeitsstellung in eine Abstreifstellung schwenkbar
sind. Auf diese Weise stören die Faltklötze die einlaufende Bahn nicht, und es kann
der volle Umfang des Rundtisches zur Herstellung der Faltbehälter ausgenutzt werden,
was bedeutet, daß der Rundtisch mit dem geringstmöglichen Durchmesser ausgeführt
werden kann.
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Es ist an sich bekannt, bei Vorrichtungen dieser Art die Materialbahn
zunächst nur teilweise in die Faltkammern einzuführen und sodann die erforderlichen
Zuschnittlängen abzuschneiden. Wenn die Materialbahn jedoch erst in der eigentlichen
Schneidstation teilweise in die Faltkammer eingeführt wird, so besteht die Gefahr,
daß sich das Material beim Schneiden verschiebt, was natürlich vermieden werden
sollte, da insbesondere bei der Herstellung von wasserdampf- und aromadichten Faltbehältern
ein genaues Einfalten erforderlich ist. Vorteilhafterweise können nun die Faltklötze
und Schneidwerkzeuge der Vorrichtung von Kurvenbahnen so gesteuert sein, daß das
zum Abschneiden der jeweiligen Zuschnittlänge dienende Messer erst in Tätigkeit
tritt, nachdem bereits mindestens zwei Faltklötze die Materialbahn teilweise in
die zugehörigen Faltkammern hineingezogen haben. Die Materialbahn wird dann derart
festgehalten, daß ein Verschieben nicht mehr möglich ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
können die Faltkammern am Umfang des Rundtisches versenkt angebracht und zwischen
je zwei benachbarten Faltkammern ein Schneidmesser angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise sitzen weiterhin die Formkörper an senkrecht im
Lagerrad drehbaren Haltern, die durch Kurvenkörper gesteuert werden. Auch für die
Schwenkbewegung wie für die Ein- bzw. Ausfahrbewegung der Fox'mkörper ist vorteilhafterweise
je eine Steuerung vorgesehen, die die entsprechenden Bewegungen sämtlicher Formkörper
steuert. Diese Steuerung kann als mechanische, elektrische, hydraulische oder auch
als kombinierte Steuerung ausgeführt sein.
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Erfindungsgemäß wird die Steuerung als mechanische, und zwar als Kurvensteuerung
ausgebildet. Zu diesem Zweck sind drei Kurvenkörper vorgesehen, die vorteilhaft
konzentrisch zueinander liegen und von denen der eine zum Steuern der Schwenkbewegung
der Formkörper, der andere zum Steuern ihrer Ein- und Ausfahrbewegung und der dritte
zum Steuern der Schneidmesserbewegung dient. Alle Kurvenkörper sind von dem Lagerrad
abgedeckt, das vorteilhaft gehäuse- oderhaubenförmigausgebildet ist.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind der Rundtisch rund das Lagenrad
fest miteinander verbunden und um eine gemeinsame feststehende Drehsäule drehbar.
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Mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung kann eine
Leistung von 160 Schachteln je Minute erreicht werden, ohne daß Störungen im
Betrieb
zu verzeichnen sind. Die Einrichtung arbeitet völlig selbsttätig und bedarf nur
einer geringen Wartung.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
des in der Zeichnung schematisch: dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt Fig.
1 den oberen Teil der Maschine, der den Rundtisch und das Lagerrad enthält, teilweise
in der Ansicht, teilweise im Längsschnitt, Fig.2 einen Grundriß des Rundtisches
und des Lagerrades in schematischer Wiedergabe, Fig.3 in schaubildlicher Darstellung
schematisch einen Teil des Rundtisches nebst zugeführter Papierbahn sowie mehrere
fertige, durch ein Tiansportband zu befördernde Schachteln, Fig. 4 bis 7 schematisch
die verschiedenen Arbeitsgänge beim Verschweißen und Umlegen der Ränder des Faltbehälters
und Fig. 8 einen Grundriß eines Teiles des Rundtisches nebst Vorrichtung zum Begrenzen
der Zuschnittlänge. Die in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Einrichtung
besteht aus einem nicht gezeichneten Grundgestell und einer feststehenden Drehsäule
1, auf der ein Lagerrad 2 drehbar angeordnet ist, das in bekannter, nicht dargestellter
Weise angetrieben wird und fest mit einem darübersitzenden Rundtisch 3 verbunden
ist. Dieser Rundtisch 3 besitzt am Umfang, gleichmäßig verteilt, mehrere Faltkammern
4. Im Ausführungsbeispiel sind sechzehn derartiger Faltkammern 4 vorgesehen.
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Diesen Faltkammern sind die gleiche Anzahl Formkörper 5 zugeordnet,
welche in noch näher zu beschreibender Weise in die Faltkammern bei der Faltbehälterbildung
eingefahren und nach erfolgter Faltbehälterbildung wieder aus ihnen ausgefahren
werden. Dabei ist die Anordnung derart, daß jeweils ein und derselbe Formkörper
5 mit ein und derselben Faltkammer 4 zusammenarbeitet. Es kann daher für beide Teile
durch Einstellglieder die notwendige Genauigkeit ihrer Zusammenarbeit sichergestellt
werden.
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jeder Formkörper 5 sitzt an einem Halter 6, der in einem im Querschnitt
kreisrunden Zapfen 7 nach unten endet. Dieser Zapfen 7 ist im Lagerrad 2 drehbar
gelagert. jeder dieser Zapfen 7 ist unter 45° zur senkrechten Drehachse 1 geneigt
angeordnet. Im Innern jedes Drehzapfens 7 ist eine Schubstange 8 angeordnet, die
in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Axialbewegung der Schubstange 8 überträgt
sich auf den Halter 6 und damit den Formkörper 5, der dadurch bei der Aufwärtsbewegung
derSchubstange8 in die zugehörige Faltkammer 4 eingeschoben wird. Die genannte Bewegung
der Schubstange 8 erfolgt durch einen Kurvenkörper 9, der konzentrisch zur Drehsäule
1 liegt. Die Übertragung der axialen Verschiebung der Schubstange 8 auf den Halter
6 bzw. den Formkörper 5 findet unter Zwischenschaltung von nicht dargestellten Winkelhebeln
statt.
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Diese Übertragung kann aber auch durch Zahnräder oder auf hydraulischem
Wege erfolgen.
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Am unteren Ende des Drehzapfens 7 befindet sich ein Kegelrad 10, das
mit einem Zahnsegment 11 im Eingriff ist, welches über eine Drehachse 12 mit einem
Hebel 13 in Verbindung steht, der eine Rolle 14 trägt, welche sich auf dem Umfang
eines konzentrisch zur Drehsäule 1 und zum Kurvenkörper 9 liegenden Kurvenkörpers
15 abrollt. Bei dieser Bewegung wird der Drehzapfen 7 Tiber das Zahnsegment 11 und
das Kegelrad 10 in seinem Lager um seine Längsachse gedreht, wodurch der Formkörper
5, nachdem er aus der Faltkammer 4 ausgefahren ist, in die in Fig. 1 angedeutete
Stellung A gelangt. Der Formkörper 5 hat somit eine Schwenkung um 180° erfahren.
Dieser Schwenkweg ist in Fig. 1 durch die gestrichelten Pfeillinien 16, 17, 18 angedeutet.
Durch diese Schwenkung kommt der Formkörper 5 unter die kontinuierlich zugeführte
Papierbahn 19 zu liegen. Diese kann also an der Stelle, an der die Formkärper 5
abgeschwenkt sind, so in die Maschine eingeführt werden, wie es Fig. 2 und 3 .erkennen
lassen.
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Die beschriebene Schwenkbewegung kann naturgemäß auch in anderer Weise
als mittels Kurvenkörpern und Zahnrädern erfolgen. Wesentlich ist, daß die Formkörper
5 um eine um . etwa 45° zur Senkrechten geneigten Achse abgeschwenkt werden, und
zwar vorzugsweise um 180° gegenüber ihrer Arbeitslage, um auf diese Weise aus dem
Weg der einzuführenden Papierbahn 19 und mit der Schachtel aus dem Bereich der Maschine
selbst herauszukommen.
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Im Lagerrad 2 ist ferner eine Anzahl von Schneidmessern 20 senkrecht
verschiebbar gelagert. Ihre Anzahl ist so bemessen, daß jeweils ein Schneidmesser
zwischen zwei benachbarten Faltkammern 4 liegt. Jedes Schneidmesser 20 sitzt an
einer Stange 21. Die betreffende Stange ist senkrecht verschiebbar im Lagerrad 2
geführt und steht mit einem doppelarmigen Hebel 22 in Verbindung, der im Lagerrad
drehbar gelagert ist und an seinem einen Ende eine Rolle 23 aufweist, mit der er
auf einem Kurvenkörper 24 abrollt, welcher konzentrisch zur Drehsäule 1 und den
beiden Kurvenkörpern 9, 15 liegt. Durch diese Anordnung werden also die einzelnen
Messer 20 bei der Drehung des Lagerrades 2 auf und ab bewegt, je nachdem, welchem
Teil des Kurvenkörpers 2 sie entlangrollen, und schneiden dabei eine entsprechende
Länge von der Papierbahn 19 ab. Die Messerbetätigung und -anordnung kann naturgemäß
auch in anderer Weise als dargestellt und beschrieben erfolgen.
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Den einzelnen Faltkammern 4 des Rundtisches sind Falt- und Schweißbacken
zugeordnet, und zwar ist für jede Faltkammer 4 ein über dem Lagerrad 3 und ein unter
ihm liegendes Backenpaar 25 bzw. 26 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel Fig.1 sind
von jedem Backenpaar einer Faltkammer nur der eine obere Backen und der eine untere
Backen sichtbar. Diese Backenpaare 25 bzw. 26 werden durch Arme 27, 28 gesteuert.
Die Arme 28 sind den unter dem Rundtisch 3 befindlichen Backenpaaren 26 und die
Arme 27 den darüberliegenden Backenpaaren 25 zugeordnet. Dabei sind so viel Arme
27,28 vorgesehen, wie Backenpaare 25, 26 vorhanden sind. Die Arme 27, 28 liegen
mittels Rollen 29, 30 gegen den Umfang je einer Kurvenscheibe 31, 32. Beide Kurvenscheiben
sitzen fest auf der stillstehenden Drehsäule 1. Über diesen Kurvenscheiben liegt
eine dritte Kurvenscheibe 33, die zum Steuern der Druckbewegung des einen oberen
Backens jedes Backenpaares 25 in Richtung gegen das Lagerrad 3 dient. Zu diesem
Zweck ist jedem oberen Backenpaar 25 ein drehbarer Hebel 34 zugeordnet, der an seinem
einen Ende mit einer Rolle 35 auf der Kurvenscheibe 33 abrollt. Dieser Hebel 34
ist durch eine Feder 36 gegenüber dem Arm 27 abgefedert und drehbar mit diesem verbunden.
Er drückt auf das Ende 37 des Armes 27 und damit entsprechend der Steuerung durch
die Kurvenscheibe 33 den einen oberen Backen des zugehörigen Backenpaares 25 in
Richtung gegen den Rundtisch 3.
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Die Herstellung der Faltbehälter geschieht mit der beschriebenen Einrichtung
folgendermaßen:
Die annähernd tangential zum Rundtisch ankommende
Papierbahn 19 wird, wie es Fig. 2 und 3 erkennen lassen, zuerst in einem gewissen
Abstand von ihrem Ende durch einen Formkörper 5 auf eine geringe Tiefe in die zugehörige
Faltkammer 4 hineingeschoben. Um eine Übereinstimmung zwischen der abzuschneidenden
und der durch das Druckbild auf der Papierbahn bestimmten Länge zu erzielen, ist
die Tiefe, um die zuerst das Hineinschieben des Papiers in die Faltkammer 4 erfolgt,
durch einen Stößel 38 begrenzt, der außerdem als Schachtelausstoßer dient. Jeder
Faltkammer 4 ist ein derartiger Stößel 38 zugeordnet, der abgefedert, 38a, im Rundtisch
3 geführt und dessen Axialbewegung durch einen Anschlag 39 verstellbar ist, welcher
in einer Führung 40 verschiebbar ist. Die Lage dieses Anschlages 39 kann durch einen
drehbaren Exzenter 41 geregelt werden.
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Die Papiereinschubtiefe in die Faltkammern wird also zuerst durch
den Stößel 38 begrenzt. Diese Einschubtiefe wird dabei entsprechend der effektiven
Papierlänge, die zwischen den einzelnen Messerschnitten liegt, und der Papierlänge,
die sich aus dem Druckbild ergibt, durch geeignete Verstellung des Stößelanschlages
39 geregelt, wodurch der Stößel 38 mehr oder weniger weit in die Faltkammer zu stehen
kommt. Durch die Verwendung bekannter photoelektrischer Steuerungen kann dieses
Verstellen selbsttätig erfolgen, so daß die jeweilige Zuschnittlänge gleich der
durch den Druck gegebenen Papierlänge wird.
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Nachdem der Zuschnitt um die gewünschte Tiefe durch den Formkörper
5 in die Faltkammer 4 eingeschoben ist, wird es durch das der Kammer nachgeordnete
Messer 20 von der Papierbahn 19 abgeschnitten, so daß sich nun die gewünschte Papierlänge
zwischen den zu beiden Seiten der betreffenden Faltkammer 4 liegenden Messern befindet.
Die Messerbewegung wird dabei durch den Kurvenkörper 24 über den Hebel 22 gesteuert.
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Anschließend wird der Zuschnitt durch den Formkörper 5 ganz in die
Faltkammer 4 hineingeschoben, worauf der Vorgang des Faltens über den Formkörper
5 und des Schweißens sowie anschließend das Umlegen der Schweißlappen an die Schachtel
erfolgt.
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Dieses Falten, Schweißen und Umlegen geht gemäß Fig. 4 bis 7 folgendermaßen
vor sich: In Fig. 4 ist die Ausgangsstellung zweier über dem Rundtisch 3 liegender
Falt- und Schweißbacken 25 dargestellt. Wie die Figur erkennen. 1äßt, liegen die
beiden Backen 25 auf der Außenseite der nach oben über den Rundtisch 3 hervorstehenden
Teile 42 des durch den Formkörper 5 U-förmig gefalteten Zuschnitte;. Die Faltbacken
25 bewegen sich nun gegeneinander und pressen dadurch die Teile 42 -zusammen, wie
es Fig. 5 zeigt. Da diese Teile auf ihrer einander zugekehrten Seite mit einem Klebemittel
versehen und die Backen 25 beheizt sind, erfolgt dabei gleichzeitig ein Zusammenkleben
oder -schweißen der Teile 42.
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Dann werden beide Backen 25 nach links in die Stellung Fig.6 verschoben,
wodurch der gebildete Steg oder Faltlappen nach links umgelegt und durch Druck auf
den rechten Backen gegen die Schachtel gepreßt wird.
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Jetzt wird der rechte Faltbacken 25 wieder nach rechts in die Stellung
Fig. 5 bewegt. Damit ist dann die Faltschachtel, da die unter dem Rundtisch 3 liegenden
beiden Backen 26, die in den Fig. 4 bis 7 nicht dargestellt sind, die gleichen Bewegungen
ausführen, gebildet worden. Die Steuerung dieser Bewegungen erfolgt durch die Kurvenscheiben
31, 32 und 33.
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Anschließend wird der Formkörper 1 aus der Faltkammer 4 herausgezogen,
wobei der Ausstoßer 38, der durch die ihn umgebende Feder nach vorn gedrückt wird,
den Faltbehälter mit dem Formkörper 5 mitschiebt, so daß er nicht in der Faltkammer
zurückbleiben kann. Hierauf wird der Formkörper 5 um 180° in die Stellung A (Fig.
1) verschwenkt, und die Schachtel wird durch die Ahstrei.fer 43, 44 von dem Kern
abgestreift. Dieser Vorgang ist durch die Stellungen B, C (Fig. 1) wiedergegeben.
Damit die Abstreifer 43, 44 wirksam werden können, ist auf dem Lager des Drehzapfens
7 ein Kurvenring 45 angeordnet, der mit einem im Halter 6 des Formkörpers 5 axial
verschiebbar gelagerten Abhebestift 46 zusammenarbeitet. Dieser wirkt über ein drehbares
Druckstück 47 auf einen Abhebestift 48, der je nach seiner Lage den Abstreifer 43
von dem Formkörper 5 abhebt.
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Das Druckstück 47 sitzt fest auf einer Drehachse 49 und ist fest mit
dem Abstreifer 44 verbunden, der also ebenfalls durch den Abhebestift 46 abgehoben
wird.
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Beim Verschwenken des Drehzapfens 7 und damit des Formkörpers 5 aus
der Arbeitsstellung um 180° aus dem Bereich der Papierbahn 19 und der Maschine heraus
gleitet der Abhebestift 46 auf dem Kurvenring 45, wodurch die Betätigung der Abstreifer
erfolgt. Nach Vollendung der Schwenkung, d. h. in der Stellung A (Fi.g. 1), befindet
sich der fertige Faltbehälter auf dem Formkörper 5 und liegen dieAbstreifer43,44
gegen den Faltbehälter. Durch dieselbe Bewegung, durch die die Formkörper 5 in die
Faltkammern 4 gestoßen werden, wird jetzt der Formkörper 5 in die Stellung B (Fig.
1) gefahren, so daß die Abstreifer hinter den Behälterrand zu liegen kommen und
seitlich an dem Formkörper anliegen. Anschließend wird der Formkörper 5 wieder nach
oben bewegt, wie es Stellung C (Fig. 1) andeutet, und dabei der Faltbehälter von
ihm abgestreift. Der beschriebene Vorgang (Stellung .4, B, C) geht seitlich immer
an ein und derselben Stelle vor sich. Die einzelnen Stellungen sind nun nebeneinander
wiedergegeben, um die Arbeitsweise zu verdeutlichen.
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Die abgestreiften Faltbehälter gelangen auf ein Transportband (Fig.
3) und werden von diesem zum Bestimmungsort mitgenommen.
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Das beschriebene Arbeitsspiel wiederholt sich laufend für jede Faltkammer
und jeden Formkörper. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene
Ausführungsform beschränkt. Die Mittel zum Ausführen der einzelnen Arbeitsgänge
können nach jeder Richtung Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch der Grundgedanke
der Erfindung verlassen wird.