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Vorrichtung zum Aufrichten von Schachteln aus Zuschnitten von Karton,
Pappe od. dgl. Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Aufrichten von
Schachteln aus Zuschnitten von Karton, Pappe od. dgl., welche durch einen Stempel
in eine Formmatrize hineingedrückt werden, und ist eine weitere Ausbildung des Gegenstandes
des Hauptpatentes, bei dem eine Fördervorrichtung des dem Formschacht zuzuführenden
Zuschnittes mit Beheizungsrnitteln für dessen thermoplastischen Klebstoffauftrag
versehen ist.
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Nach dem Hauptpatent steht die Fördervorrichtung, die den Zuschnitt
dem Magazin entnimmt und ihn oben auf dem Formschacht ablegt, mit Beheizungsmitteln
in Verbindung, die mit den Greifern der Fördervorrichtung zusammen beweglich und
so angeordnet sind, daß sie den thermoplastischen Klebstoff in den Überlappungsbereichen
des Zuschnittes erwärmen, sobald der Zuschnitt von der Fördervorrichtung erfaßt
ist, und die Beheizung des Zuschnittes wenigstens so lange fortsetzen, bis der Zuschnitt
von der Fördervorrichtung wieder freigegeben ist. Außerdem sind nach dem Vorschlag
des Hauptpatentes weitere Beheizungsmittel an dem Formschacht vorgesehen, um die
Vorerwärmung der Heißklebestellen während des Aufrichtens des Zuschnittes aufrechtzuerhalten.
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Die Mittel des Hauptpatentes ermöglichen es, die Verklebung der sich
überlappenden Teile des in dem Formschacht aufgerichteten Zuschnittes kurzzeitig
durchzuführen, weil der entsprechende Teil des Zuschnittes bereits vorgewärmt ist
und sich somit die notwendige Zeit für die Erwärmung verringert, während welcher
der Zuschnitt in dem Formschacht aufgerichtet wird.
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Dieser Erfindungsgedanke wird in dem Zusatzpatent dahingehend angewendet,
daß mehrere beheizte Formmatrizen Teile einer Fördervorrichtung sind und zusammen
mit den ihnen zugeordneten Stempeln gleichabständig an einem kontinuierlich umlaufenden
Träger angeordnet und zwei gegenüberliegenden beheizten Matrizenwänden druckausübende
Stempelmittel zugeordnet sind sowie die Hitze- und Druckeinwirkung für ein vorbestimmtes
Zeitintervall während eines Förderwegabschnittes zur Entladestation auf die innerhalb
der Formmatrize befindliche aufgerichtete Schachtel ausübbar ist.
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Schachtelaufrichtmaschinen mit einem Drehtisch, bei dessen Umlauf
das Aufrichten einer Schachtel erfolgt, sind an sich bekannt, jedoch erfolgt bei
diesen das Aufrichten durch einen Formstempel, der jeweils einer Tischöffnung zugeordnet
ist, und durch in verschiedenen Höhenlagen angeordnete Backenpaare, welche die Seitenklappen
des Zuschnittes erfassen und aufrichten, und zwar paaweise nacheinander. Die hierbei
verwendeten U-förmigen Kettenglieder einer darunterliegenden Transportkette dienen
zur Aufnahme der aufgerichteten Schachteln und zu deren Weiterförderung, beispielsweise
zu einer Füllmaschine. Diese U-förmigen Kettenglieder sind keine Formmatrizen und
an dem Aufrichtvorgang als solchem nicht beteiligt. Durch das stufenweise Aufrichten
erhält man keine vollkommen gleichmäßig aufgerichteten und verklebten Schachteln
und ist außerdem an die Verwendung von Naßleim gebunden.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform. der Erfindung besteht darin, daß
jeder Formmatrize ein Stempelträger, ein mit diesem in bekannter Weise bewegliches
Stempelelement, welches relativ zu dem Stempelträger in dessen Bewegungsrichtung
gegenüber der Matrize auf diese zu und von dieser weg bewegbar ist, und mit dem
Stempelelement bewegbare und gegen beide gegenüberliegende Seitenwände der Matrize
anstellbare und zurückbewegbare Druckstücke sowie Mittel zur Bewegung derselben
zugeordnet sind, wobei vorteilhaft die Druckstücke durch einen mittig zwischen beiden
angeordneten Keil betätigbar sind, der unter der Last einer Druckfeder steht und
in dem Stempelträger zusammen mit diesem bewegbar geführt ist.
Die
Erfindung gibt weiter die Möglichkeit, die in der Formmatrize befindlichen aufgerichteten
Schachteln nur während eines Teils des Umlaufes zu erwärmen, um sie anschließend
für den restlichen Teil des Umlaufes sich abkühlen zu lassen. Zu diesem Zweck enthalten
die Heizmittel elektrische Heizwiderstände, welche elektrisch mit mit den Matrizen
beweglichen Bürsten verbunden sind, welche mit stationären Schleifringen zusammenarbeiten,
und weisen nockengesteuerte Schalter auf, welche zusammen mit den Matrizen beweglich
sind und den Heizstrom für einen vorbestimmten Zeitintervall, während die Druckstücke
seitlichen Druck auf die in der Matrize aufgerichteten Schachtelwände ausüben, einschalten.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schachtelzuschnitt, der in der erfindungsgemäßen
Maschine aufgerichtet werden kann, Fig. 2 den Schachtelzuschnitt nach Fig. 1 in
aufgerichteter Stellung, Fig. 3 ein Schema der erfindungsgemäßen Maschine in Aufsicht,
Fig. 4 die Schachtel-Aufrichtmaschine mit Zuführung der Zuschnitte, von der Seite
gesehen, Fig. 5 eine Seitenansicht zur Fig. 4, Fig. 6 einen Aufriß der Schachtel-Aufrichtmaschine
im teilweisen Schnitt, Fig.7 eine der Matrizen mit Stempel und Auswerfer in vergrößertem
Maßstab und Fig. 8 ein Schema des elektrischen Stromlaufes der Heizvorrichtungen
der Maschine.
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Der in Fig. 1 dargestellte und gemäß Fig.2 zu einer Schachtel aufgerichtete
Zuschnitt hat einen rechteckigen vierseitigen Boden 1, an dessen Seiten eine Vorderwand
2, eine Rückwand 3 und zwei Seitenwände 4 und 5 hängen. In der aufgerichteten Stellung
des Schachtelkörpers (Fig.2) werden seine Wände 2, 3, 4 und 5 durch
eingefaltete Eckenklappen 6 gehalten, die jeweils um eine Rille 7 od. dgl. gefaltet
sind, so daß ihre Randteile 8 die Seitenwände des Schachtelkörpers überlappen und
durch Heißklebung mit diesen verbunden sind, wozu ein heißklebendes Material 9 (Fig.
1), das zwischen ihnen liegt und durch Druck und Hitze erweicht, verwendet wird.
An der Rückwand kann ein Deckel 10
hängen, der Seitenanschnitte 11 und 12
und einen vorderen Anschnitt 13 zur Verbindung mit der Frontwand 2 und den Seitenwänden
4, 5 des Schachtelkörpers bei geschlossenem Deckel aufweist.
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Bei einer Ausführungsform ist die innere Fläche des Zuschnittes mit
einem thermoplastischen Kleber wie Polyäthylen überzogen. Bei einer anderen Ausführungsform
tragen die gegenüberliegenden Seiten des Zuschnittes einen Wachsüberzug von Paraffinwachs
niederer Viskosität. Hierbei ist der Zuschnitt an den überlappungszonen unter dem
Wachsüberzug mit einem Überzug einer thermoplastischen Klebstoffzusammensetzung
9 versehen, die durch den Wachsüberzug zunächst isoliert ist und bei normalen Temperaturen
nichtklebend ist, sondern erst bei höheren Temperaturen, die über der Schmelztemperatur
des Wachses liegen, erweicht, wobei dieser Temperaturunterschied beispielsweise
etwa bei 20° C liegen kann. Eine geeignete Zusammensetzung eines solchen thermoplastischen
Klebstoffes kann aus einem Polyvinylacetatkunstharz mit darin befindlichen Weichmachern
bestehen, welche ihn hitzesiegelbar aber bei normalen Temperaturen nichtklebend
machen.
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In den Fig.3 bis 7 ist die erfindungsgemäße Maschine zum Aufrichten
von Schachteln dargestellt. Die Zuschnitte befinden sich flach in einem Magazin
14 (Fig: 4 und 5), dem sie einzeln durch Transportmittel, die Saugelemente 15 aufweisen,
in bekannter Weise mittels Unterdruck entnommen werden. Die Saugelemente 15 befinden
sich an einem Tragarm 16, der um die Achse 17 mittels eines Hebels 18, einer Verbindungsstange
19 und eines Betätigungsarmes 20
schwenkbar ist, der bei 21 am Maschinenrahmen
angelenkt ist und durch einen Nocken 22 betätigbar ist, der auf einer Welle 23 befestigt
ist, die über Kegelräder 24, 25 (Fig. 4) von einem Untersetzungsgetriebe 26 des
Elektromotors 27 angetrieben wird.
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Wenn die Saugelemente 15 aus der in Fig. 5 gezeichneten strichpunktierten
Stellung in die mit vollen Linien gezeichnete Stellung schwenken, entnehmen sie
dem Magazin 14 einen Zuschnitt und legen ihn auf der Zwischenablage 28 ab, die eine
Wartestation für den Zuschnitt ist und wo dieser so lange verbleibt, bis eine Matrize,
wie unten beschrieben wird, in Stellung bewegt wird, um einen Zuschnitt aufzunehmen.
Der Zuschnitt wird durch übertragungsmittel von der Zwischenablage 28 fortgenommen,
und zwar durch Finger 29, die an einem U-förmigen Wagen 30 sitzen, der mit Rollen
31, welche auf Führungsschienen 32 laufen, versehen ist. Der Wagen 30 wird durch
einen Lenker 33, einen Hebel 34, der um die Achse 35 schwenkbar ist, und eine Kurbel
36, die mittels der Kegelräder 37, 38, von denen das Kegelrad 37 auf der Welle 23
befestigt ist, angetrieben wird, entlang der Schienen 32 hin- und herbewegt.
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Mehrere Matrizen D sind gleichabständig angeordnet und bewegen sich
gleichzeitig in einer Richtung, wie es der Pfeil 39 in Fig. 3 anzeigt. Nach dem
Ausführungsbeispiel sind es vier Matrizen, die auf einem kontinuierlich drehangetriebenen
Träger 40 (Fig. 6) angeordnet sind, dessen vertikale Säule mit
41 bezeichnet ist und dessen Drehmantelrohr auf der Säule lagert und mit
einem Zahnrad 42 verbunden ist, das durch den Räderkasten 26 Drehantrieb hat.
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Jede der Matrizen hat vier Wände, die jede mit dem Träger 40 verbunden
sind, und zwei von den Wänden, nämlich die gegenüberliegenden Seitenwände
44 und 45 (Fig. 6 und 7), enthalten Heizeinrichtungen 46, die in den Zonen
der Matrize angeordnet sind, in denen die Stellen 8 zu liegen kommen, die mit den
Seitenwänden 4, 5 der Schachtel verbunden werden sollen. Die Heizeinrichtung besteht
aus niedervoltigen Widerstandsheizelementen, die in elektrisch isolierten Körpern
47 liegen und mit zu den Bürsten 49 führenden Drähten 48 verbunden sind, wobei die
Bürsten mit stationären Einlaßelementen, die als mit der Säule 41 verbundene
Schleifringe 50 dargestellt sind, zusammenwirken. Die Schleifringe sind gemäß
Fig.8 mit einer Transformatorwicklung als Spannungsquelle verbunden, und die Heizkreise
enthalten Kontaktvorrichtungen, wie Relais 52, die durch Schalter 53 betätigbar
sind. Die Schalter laufen mit den Matrizen um und werden durch eine stationäre Steuerkurve
betätigt. Durch diese Einrichtung werden die Heizelemente gesteuert ein- und ausgeschaltet,
wie dies noch beschrieben wird.
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Sobald ein Zuschnitt über eine Matrize durch die Vorschubfinger 29
in Stellung gebracht ist, wird er durch die Vorsprünge 55 (Fig. 4) an der Matrize
beaufschlagt,
so daß der Zuschnitt bei der Bewegung der Matrize
mitgenommen wird. Jede Matrize ist mit einem Stempelelement 56 (Fig. 4 und 7) versehen,
durch welches der Zuschnitt in die Matrize zum Aufrichten hineingedrückt wird. Das
Stempelelement 56 sitzt an einem Stempelträger 57, der an Führungen 58 axial gleitbar
ist und dessen Aufundabbewegungen von einer stationären Steuerkurve 59, die an der
Säule 41 befestigt ist, gesteuert werden. Die Steuerkurve 59 hat eine Führungsbahn
60, in welcher eine an dem Stempelträger gelagerte Rolle 61 läuft. Die Führungen
58 sind senkrecht an dem umlaufenden Träger 40 zur Bewegung mit ihm befestigt.
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Das Stempelelement 56 ist gemäß Fig. 7 mit dem Stempelträger durch
Bolzen 62 verbunden, wobei es auf diesen Bolzen entgegen der Wirkung von Federn
63 axial verschieblich ist, so daß sich das Stempelelement relativ zu dem Stempelträger
in Richtung der Bewegung desselben vor und zurück zur Matrize bewegen kann. Mit
dem Stempelelement, dem Formschuh 56, sind Druckstücke 64 beweglich, die durch Schlitze
65 in demselben hindurchgreifen und unter der Wirkung von nicht dargestellten Federn
stehen. Die Betätigungsmittel dieser Druckstücke folgen der Bewegung des Zuschnittes
in die Matrize hinein bis zu dessen voller Aufrichtung und führen eines relativ
zum anderen eine Bewegung vor und zurück gegen die sich gegenüberstehenden Seitenwände
44, 45 der Matrize aus, wodurch sie die überlappenden Teile 8 an die Seitenwände
4 und 5 des in der Matrize durch das Stempelelement 56 aufgerichteten Kartons pressen.
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Die Betätigungsmittel der Druckstücke weisen je Matrize einen durch
eine Feder 67 belasteten Keil 66 auf, der von dem Stempelträger 57 getragen wird
und sich mit ihm in Drehrichtung und längs zu ihm bewegt. Bei der Längsbewegung
des Keils werden die Druckstücke nach beiden Seiten gegen die Matrizenwände 44,
45 bewegt, wobei sie Druck auf die Kartonteile 4, 5 und 8 ausüben.
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Um einen aufgerichteten Karton, auf dessen Kartonteile 4, 5 und 8
für einen vorbestimmten Zeitintervall Hitze- und Druckeinwirkung stattgefunden hat,
aus der Matrize zu entfernen, ist ein Auswerfer vorgesehen, der eine Auswerferplatte
68 an einem Schaft 69 aufweist, der in dem am Träger 40 befestigten Gehäuse 70 axial
geführt ist. Die Auswerferplatte wird durch die Feder 71 gegen das Stempelelement
56 gedrückt, so daß sie der Bewegung derselben folgt, wenn das Stempelelement in
die zurückgezogene Stellung angehoben wird, wodurch die aufgerichtete Schachtel
aus der Matrize ausgestoßen wird. Sobald der Schachtelboden die Matrize verläßt,
werden die oberen Ränder des Kartonkörpers durch ein Abstreifelement 72 (Fig. 6)
beaufschlagt, welches oberhalb der Matrize und mit dieser beweglich angeordnet ist.
Die aufgerichtete Schachtel wird zurückgehalten und bei der weiteren Aufwärtsbewegung
des Stempels in die Ausgangsstellung von ihm abgestreift.
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Die schematische Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt, daß eine ortsfeste
Leitvorrichtung 73 in die Bahn der aufgerichteten und ausgeworfenen und von dem
Stempel bereits abgestreiften Schachtel hineinragt, so daß sie die Schachtel in
die Rinne 74 leitet, in welcher sie durch Stößel oder Mitnehmer 75 aus der Bewegungsbahn
der Matrizen herausbewegt wird. Hierzu sind vorzugsweise Mitnehmer 75 an einem nicht
dargestellten Förderer angebracht, der oberhalb der Rinne arbeitet, wobei die Leitvorrichtung
73 mit nicht dargestellten Öffnungen versehen sein kann, die den an den Matrizen
vorhandenen Anschlägen 55 für die Zuschnitte freien Durchlaß geben.
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Die Aufeinanderfolge der Betätigungen der Maschine ist in Fig. 3 dargestellt,
aus der ersichtlich ist, daß ein Zuschnitt, der über eine Matrize in Stellung gebracht
ist, durch die Anschläge 55 in Stellung 76 beaufschlagt wird. Während des Teiles
77 der Bewegung der Matrize wird der Zuschnitt in die Matrize gedrückt und durch
den Abwärtsgang des Stempels 56 aufgerichtet und Druck auf die Schachtelteile 4,
5 und 8 durch die Druckstücke ausgeübt. Die Schalter 53 sind in Stellung 76 geschlossen,
und die Heizelemente 46 sind während des Teiles 78 der Matrizenbewegung voll wirksam.
Am Ende des Wegteiles 78 werden die Schalter 53 wieder geöffnet, so daß während
des anschließenden Wegteiles 79 die Schachtel abkühlt. Das Auswerfen und Abstreifen
der Schachtel wird während des Wegteiles 80 bewirkt. Man ersieht also, daß die volle
Erhitzung des thermoplastischen Klebers 9 für das Versiegeln der Schachtelteile
4, 5 und 8 nur bewirkt wird, nachdem diese Teile aneinandergepreßt worden sind,
und daß eine Periode des Abkühlens vorgesehen ist, bevor die Schachtel aus der Matrize
ausgeworfen wird. Der Anpreßdruck, der auf die Schachtelteile 4, 5 und 8 wirkt,
bleibt auch während des Abkühlens aufrechterhalten, bis der Stempel seinen Rückhub
in die Ausgangsstellung beginnt. Bei einigen Schachtelzuschnittformen kann es vorteilhaft
sein, Hitze auf die Innenseite der aufgerichteten Schachtel auszuüben. In diesem
Falle können die Heizelemente an dem Stempelelement angeordnet sein, während die
Druckstücke dann in den Seitenwänden 44, 45 der Matrize sitzen.
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Mit der erfindungsgemäßen Maschine läßt sich eine hohe Ausbringung
an aufgerichteten Schachteln erzielen dank der Anordnung mehrerer Matrizen, welche
es erlaubt, daß jede aufgerichtete Schachtel genügend lange in einer Matrize verbleibt,
um eine einwandfreie Verklebung der Seiten 4, 5 mit den eingefalteten Eckenklappen
7, 8 zu gewährleisten, ohne daß es notwendig ist, die Zubringergeschwindigkeit der
Zuschnitte aus dem Magazin herabzusetzen. Es ist bei der hier beschriebenen Maschine
möglich, daß die aufgerichtete Schachtel für etwa eine halbe Umdrehung- des Matrizenträgers
in einer Matrize verbleibt.