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Verfahren und Vorrichtung zum fortlaufenden Fördern von flachliegenden
Kartonzuschnitten in einer Maschine zum Aufbringen je eines Futterschlauches auf
die Zuschnitte Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum fortlaufenden
Fördern von flachliegenden Kartonzuschnitten in einer Maschine zum Aufbringen je
eines Futterschlauches auf die Zuschnitte.
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Bei den bekannten Maschinen werden zwei Förderbahnen benutzt, die
eine für den aus Karton oder ähnlichem Material bestehenden flachliegenden Mantel
für die äußere Verpackung und die andere für das Futter. Die äußere Verpackung ist
schon vor dem Einführen in die Maschine zugeschnitten und gebogen, gegebenenfalls
bereits bedruckt. Am Beginn der ersten Bahn sind die Zuschnitte gestapelt aufgestellt.
Das Futter wird aus einem weichen, leicht formbaren Material gebildet, z. B. aus
Wachspapier, metallisiertem Papier, Metallfolie, Kunststoff u. dgl.
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Das Futtermaterial ist auf einer Vorratsrolle als Streifen aufgerollt.
Von der Vorratsrolle wird das Futtermaterial über eine Falt- und Klebevorrichtung
geführt, in der es gefaltet und in Schlauchform gebracht wird. Falls ein Futtexmaterial
aus Kunststoff oder einem anderen schweißbaren Stoff besteht, findet statt der Klebung
eine Kunststoffschweißung statt. In diesem schlauchförmigen Zustand wird das Futter
zu einer Rolle geführt, welche zwei Funktionen zu erfüllen hat, nämlich das Futter
in mit dem Karton gleicher Lage in Berührung mit diesem, gleichzeitig weitergeführten
Kartontell zu bringen, welcher die äußere Verpackung bilden soll, sowie den Futterschlauch
zum Karton zu befestigen, und diesen dann nach im voraus angeordneten Biegungslinien
zusammenzubiegen und in seiner endgültigen Form zusammenzukleben.
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Bei dieser Herstellungsart kommt es darauf an, den vorhandenen Maschinenbestand
so gut wie möglich auszunutzen, und es soll vor allem die Leistungskapazität der
Maschine auf das Maximum erhöht werden. Für eine Maschine der beschriebenen Art,
eine sogenannte FLM-Maschine (»folding an lining maschine«), wird die Leistungskapazität
durch zwei Umstände bestimmt, nämlich wie schnell die beweglichen Teile der Maschine
arbeiten können und in wie dichter Folge die Kartonteile einander folgen können.
Die Geschwindigkeit der beweglichen Teile der Maschine kann nicht weiter als bis
zu einem bestimmten Grenzwert gesteigert werden, da die auftretenden Fliehkräfte
danach so stark wirksam werden, daß die den rotierenden Teilen folgenden Teile der
zukünftigen Verpackung, z. B. das zugeschnittene Futter, aus ihren richtigen Lagen
gerissen werden können. Es ist deshalb äußerst wichtig zur Erreichung einer hohen
Leistungskapazatät in einer FLM-
Maschine, daß die Verpackungen mit dem geringstmöglichen
Abstand weitergefördert werden.
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In der Regel soll für einen guten Verschluß das Futter etwas länger
als die äußere Verpackung sein.
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Hierdurch wird die maximale Aufeinanderfolge bestimmt, mit welcher
die Verpackungen in derselben Bahn innerhalb der Maschine weitergefördert werden
können, nämlich so, daß die zugeschnittenen Futterabschnitte sich dicht aneinanderliegend
folgen.
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Als Beispiel kann erwähnt werden, daß eine Verpackung für t/2 kg
gemahlenen Kaffee nach dem geltenden Standard eine Länge des Futters von 220 mm
bei einer Länge der äußeren Verpackung einschließlich dessen Verschlußklappen von
197 mm hat. Das Futter ist somit um 23 mm länger als der Karton, was bedeutet, daß
die Futtermündung, falls die Teile richtig im Verhältnis zueinander orientiert sind,
11,5 mm über den oberen Rand der Verschlußklappen des Kartonzuschnittes herausragt.
Weiter bedeuten die angegebenen Maße, daß, falls die Kartonzuschnitte so dicht wie
oben angegeben weitergeführt werden sollen, der Abstand zwischen dem Hinterende
eines Kartonzuschnittes und dem Vorderende des nachfolgenden Kartonzuschnittes nur
23 mm wird. Dieser Abstand wird im wesentlichen zur Aufnahme der Mittel benötigt
und ausgenutzt, die für die Weiterführung der Kartonzuschnitte erforderlich sind.
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Es bereitet sehr große Schwierigkeiten, die Kartonzuschnitte mit
dieser großer Genauigkeit weiterzuführen
unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung
der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine mit dem durch die Fliehkraft und ähnliche
Umstände bestimmten Maximalwert. Bisher war man der Auffassung, daß es erforderlich
sei, die Kartonzuschnitte unter der maximalen Geschwindigkeit liegend weiterzuführen,
d. h. mit größeren Abständen als die oben angegebenen. Dies hat indessen dazu geführt,
daß ein weiterer Arbeitsgang beim Weiterschalten des Futters oder der fertigen Verpackung
eingeschaltet werden mußte. Entweder mußte man nämlich eine Synchronisierungsmaßnahme
für das Futter im Anschluß an die weitergeführten Kartonzuschnitte einführen, so
daß ein Futter nach dem anderen in die richtige Lage im Verhältnis zu dem weitergeführten
Kartonzuschnitt vorgeführt wird, oder man mußte das Futter über sein gerinstes Maß
ein Stückchen hinausragen lassen, das durch die Verzögerung in der Weiterführung
der Kartonzuschnitte bestimmt wird. Das hatte zur Folge, daß später eine besondere
Schneidvorrichtung für die Futtermündungen mit daraus sich ergebendem Verlust an
Material angeordnet werden mußte.
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Durch das Verfahren nach der Erfindung sollen die erwähnten Nachteile
behoben und gleichzeitig ermöglicht werden, daß das Futtermaterial in abgeschnittenen
Stücken kontinuierlich vorgeführt wird und daß die Kartonzuschnitte jeden einzelnen
Futterschlauchabschnitt in richtig ausgerichteter Lage treffen.
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Die Kartonzuschnitte müssen, ehe sie mit dem Futter in einer FLM-Maschine
zusammengeführt werden, verschiedenen vorbereitenden Maßnahmen unterworfen werden.
Im allgemeinen werden die Kartonzuschnitte aus einem Vorratsstapel entnommen, wobei
sie aus praktischen Gründen durch Reibungsmittel erfaßt werden. Hier entsteht eine
erste Möglichkeit zur Verschiebung und zum Schlupf der Kartonzuschnitte. Weiter
müssen die fertigen Verpackungen aus der Maschine in flach zusammengefaltetem Zustand
ausgeworfen werden. Damit sie aber später leicht geöffnet werden können, ist es
erforderlich, daß dtie Biegungslinien, die später die Kanten der Verpackung bilden,
einer sogenannten Doppelfaltung (eine Umbiegung der Biegungslinie um 1800) unterworfen
werde Auch diese Doppeifaltung und die danach folgende Wiederherstellung des Kartonzuschnittes
in flachem Zustand muß ohne Be schädigung erfolgen, da sonst ein Betriebsstillstand
eintritt. Um dies zu verhindern, hat man sich genötigt gesehen, Fördenni'ttei für
den Kartonzuschnitt durch die Zone der Doppeltaltung zu benutzen, die ein Gleiten
und daraus entstehenden Schlupf zuließen.
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In der Praxis können die verschiedenen Schlupfbeträge der Kartonzuschnitte
nicht genau gleich werden. Um die Kartonzuschnitte zu den abgeschnittenen Futterschlauchstücken
in richtig ausgerichteter Lage zuführen zu können, mußte für eine Ausrichtung der
Kartonteile unmittelbar vor dem Zusammenführen mit dem Futterschlauchstück gesorgt
werden, so daß sie in genau richtigen Abständen einkommen, wonach sie von der Stelle
der Ausrichtung bis zur Schlanchübertragungsstation durch feste Mitnehmer geführt
werden müssen, die die Beibehaltung der einmal erreichten Ordnung gewährleisten.
Auf diese Einzelheit bei der FLM-Maschine bezieht sich die Erfindung.
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Das Verfahren nach der Erfindung zum fortlaufenden Fördern von flachliegenden
Kartonzuschnitten in einer Maschine zum Aufbringen je eines Futter-
schlauches auf
diese Zuschnitte mittels eines mit Nasen versehenen, eine Leimauftragvorrichtung
passierenden und die Kartonzuschnitte einer Schlauchübertragungsstation zuführenden
Kettenpaares ist dadurch gekennzeichnet, daß den Zuschnitten beim Anlegen auf die
Ketten eine Beschleunigung erteilt wird, damit sie mit Sicherheit in den eng gewählten
Zwischenraum zwischen den Kettennasen eingeführt werden, worauf ihnen zwecks Anlegen
an die hintere Kettennase vor Passieren der Leimauftragvorrichtung eine Verzögerung
erteilt wird. Die Beschleunigung kann vorzugsweise mit zwei sich überschnell drehenden
Walzen bewirkt werden, die ein Gleiten des Kartonzuschnittes ermöglichen, wenn ein
Widerstand vorgesehen ist, die aber ohne den Widerstand mit einer Übergeschwindigkeit
weitergeführt werden, die der Umfangsgeschwindigkeit entspricht. Die eine Rolle
kann beispielsweise glatt und metallisch sein, während die andere Rolle aus Gummi
besteht oder mit Gummi umhüllt ist. Die Rollen sollen federnd gegeneinander anliegen.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
ist in den Zeichnungen als beispielsweise Ausführungsform schematisch dargestellt.
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Es zeigt Fig. 1 das Schema einer FLM-Maschine, Fig. 2 den Beschleuniger
in vergrößertem Maßstab, ohne hindurchgeführten Kartonzuschnitt, Fig. 3 bis 6 vier
verschiedene Zeitpunkte bei der Arbeitsweise des Beschleunigers.
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Gemäß Fig. 1 werden die Kartonzuschnitte von rechts nach links in
der Richtung des Pfeiles 10 weitergeführt. Sie sind zwischen Bändern 11, 13 und
16, 17 eingeklemmt. Von diesen Bändern ist in Fig. 2 nur das untere, 11, dargestellt.
Das endlose Band läuft um eine Rolle 12. Das obere Band läuft um eine Rolle 15 (s.
Fig. 1 und 3 bis 6). Beide Rollen 12 und 15 sind maschinenangetrieben in gegenseitigem
Synchronismus. In der Praxis liegen die Rollen 12 und 15 verschoben, die eine vor
der anderen. Nach den Rollen 12 und 15 bzw. den Bändern 11, 13 und 16, 17 folgen
in der Förderrichtung des Kartonzuschnittes, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, Schienen
18, 19 für die Ausrichtung der Kartonzuschnitte, so daß letztere sich in der gewünschten
Förderebene bewegen. Diese Schienen haben ebenfalls den Zweck, durch Reibung mit
dem Kartonzuschnitt die obenerwähnte Verzöge rung zu bewirken, ein wichtiger Umstand,
auf welchen noch zurückgekommen wird. Die Kartonzuschnitte werden zwischen den Schienen
18, 19 mit einer Kette, einem Band 24 od. dgl. geführt, welche mit Nasen versehen
sind, deren Lage in Fig. 3 bis 6 gezeigt ist, wo sie mit 20, 21, 22 und 23 bezeichnet
sind. Die Kette 24 läuft über eine Umienkrolle 25 sowie über Spannrollen 26, 27
an der Seite, wo die Kartonzuschnitte ankommen, sowie über eine Umlenkrolle 28 am
abgebenden Ende.
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Unmittelbar nach den Schienen 18, 19 ist eine Leimauftragvorrichtung
angeordnet, um die Kartonzuschnitte zur Befestigung des Futterschlauches mit Klebstoff
zu versehen. Sie besteht aus einem Vorratsbehälter 31, einem Zulauftrichter 32 mit
Auslauf auf eine Walze 33, einem Abstreicher 34 sowie aus zwei federbelasteten Andrückrollen
35, 36, welche die Kartonzuschnitte gegen die Walze 33 drücken. Es ist eine bestimmte
Zeit erforderlich, damit der Klebstoff gut in die Kartonzuschnitte eindringen kann.
Deshalb werden die Kartonzuschnitte, nachdem sie mit Klebstoff
versehen
sind, zwischen Steuerschienen 37, 38 bis zur Schlauchübertragungsstation geführt.
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Das Material für das Futter wird einer Vorratsrolle 39 entnommen.
Es passiert in an sich bekannter Weise eine Abziehrolle 42 mit Gegenrolle 43, ein
Faltwerk 44, in welchem es aus der flachen Bandform in Schlauchform umgefaltet wird,
sowie ein Schweiß- oder Leimwerk 45, in dem der Schlauch an seiner Längsnaht verklebt
wird. Über eine Umlenkrolle46 wird der Futterschlauch zu einer Walze 47 geführt.
Die Walze 47 hat Öffnungen an der Oberfläche, welche an eine Vakuumleitung angeschlossen
sind, so daß das Futter fest an der Oberfläche der Walze 47 angesaugt wird. In dieser
Lage wird der Futterschlauch in Abschnitte geschnitten, die nach den Kartonzuschnitten
abgepaßt sind, wie in der Einleitung erläutert. Die Schneidvorrichtung besteht aus
einem Messer 48 mit magnetischer Betätigungsvorrichtung 49. Eine Schiene 52 ist
zur Führung der Futterabschnitte an die richtige Stelle im Verhältnis zu den einkommenden
Kartonzuschnitten angeordnet, mit denen die Futterschlauchabschnitte bei 53 verbunden
werden sollen, wo die gefütterten Kartonzuschnitte, die noch nicht zusammengefaltet
sind, die Walze 47 verlassen. Eine Andrückrolle 54 hält die Teile in der richtigen
Lage.
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Die folgenden Teile der Maschine sind nicht Gegenstand der Erfindung
und ihre Arbeitsweise sei deshalb nur kurz angedeutet. Von dem Walzenrollenpaar
47, 54 wird der Kartonzuschnitt zusammen mit dem angeklebten Futterschlauch zu einem
Faltwerk geführt, wo der Kartonzuschnitt an zwei Stellen umgefaltet wird, entsprechend
zwei Eckenbiegungen, die in der zukünftigen Verpackung diagonal zueinander gelegen
sind. und die beiden einander begegnenden Kanten werden zusammengeklebt. Hiernach
ist die Verpackung zur Lieferung an den Verbraucher fertig.
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Es wurde oben erwähnt, daß der Futterschlauch im voraus in dem Faltwerk
44 und in dem Schweißwerk 45 hergestellt und auf der Oberfläche der Walze 47 mit
Hilfe des Messers 48 in abgepaßte Stücke abgeschnitten wird. Die Folge hiervon ist,
daß, falls die Walze 47 sich kontinuierlich dreht, was mit Rücksicht auf hohe Erzeugungsgeschwindigkeit
erwünscht ist auch der Futterschlauch der Schlauchübertragungsstation 53 kontinuierlich
zugeführt wird, auch wenn der Futterschlauch in abgepaßte Stücke aufgeteilt ist.
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Es ist daher auch erforderlich, daß die Kartonzuschnitte der Schlauchübertragungsstation
53 in äußerst genau ausgerichteten Lagen in der Längsrichtung der Maschine zugeführt
werden, wie schon oben ausgeführt wurde.
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Es bereitet keine Schwierigkeiten, die Lage der Transportkette 24
im Verhältnis zur Umdrehung der Walze 47 mit genügender Genauigkeit zu bestimmen
und hierdurch auch im Verhältnis zu den Futterschlauchabschnitten, und ebenso macht
es keine Schwierigkeiten, die Nasen 20 bis 23 an der richtigen Stelle im Verhältnis
zur Kette 24 anzuordnen. Die Schwierigkeit bestand darin, sicherzustellen, daß die
Kartonzuschnitte eine genaue richtige Lage einnehmen gegen eine nachfolgende Nase
gestützt, und daß bei keiner Gelegenheit ein so großer Schlupf der Kartonzuschnitte
entsteht, daß die hintere Kante des Kartonzuschnittes später einkommt als die vordere
Kante des Mitnehmers.
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Es sei nochmals auf das Zahlenbeispiel hingewiesen, worin die Länge
des Kartonzuschnittes einschließlich
der Verschlußklappen mit 197 mm und die Länge
des Futterschlauches mit 220 mm angegeben war, so daß ein Unterschied von nur 23
mm besteht. Von diesem Unterschied wird die in der Transportrichtung gemessene Länge
der Nasen abgezogen, welche, um genügend stabil zu sein, eine Länge von 13 bis 15
mm haben sollten. Der freie Spielraum, in dem die Lage des Kartonzuschnittes sich
verändern darf, wenn er zu den Nasen 20 bis 23 an der Kette 24 geführt wird, wird
hierdurch nur auf 8 bis 10 mm verringert.
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Diese Länge ist aber unzureichend. Wenn nämlich die Teile der Maschine,
die vor der Kette 24 liegen, mit solcher Genauigkeit ausgeführt würden, daß der
Abstand mit Sicherheit eingehalten wird, würden unausgerichtete Kartonzuschnitte
statt dessen innerhalb der vorhergehenden Doppelfaltzone Schwierigkeiten verursachen.
Sie würden unrichtig verschoben werden und vielleicht die Maschine zum Stillstand
bringen.
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Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, sind zwei Rollen 60 und 61
im Anschluß an die Umlenkrolle 25 der Kette 24 eingesetzt. Bei der praktischen Ausführungsform
befinden sich die Rollen 25, 60 und 61 in derselben Querebene der Maschine, aber
zur Vereinfachung der Darstellung sind diese Rollen in Fig. 3 bis 6 etwas verschoben
gezeigt.
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Die Rollen 60 und 61 drehen sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit,
welche wesentlich größer ist als die der Kette 24. Sie bewirken deshalb die oben
erwähnte Beschleunigung der Kartonzuschnitte, so daß diese mit ihren vorderen Kanten
gegen die Rückseite der davor liegenden Nase stoßen, wie mit Bezug auf den Kartonzuschnitt
62 in Fig. 3 gezeigt ist. Inzwischen wird ein zweiter Kartonzuschnitt 63 von den
durch die Rollen 12 und 15 angetriebenen Bändern 11 und 16 in einem unkontrollierbaren
Abstand x zu der vor ihm befindlichen Nase 21 vorgeführt. In Fig. 3 ist der Abstand
x größer gezeigt als der Spielraum zwischen dem vorhergehenden Kartonzuschnitt 4
und seinem Abstand zu der hinteren Kante der Nase.
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Die Folge ist, daß, falls der Kartonzuschnitt 63 nicht nach vorn mit
einer höheren Geschwindigkeit als der gewöhnlichen Transportgeschwindigkeit verschoben
wird, seine hintere Kante nicht durch die nachfolgende Nase 22 aufgefangen wird,
sondern sich über diese Nase legt. Dann findet eine falsche Verbindung des Futterschlauchabschnittes
auf dem Kartonzuschnitt statt. Der erwähne Spielraum ist in Fig. 3 mit y bezeichnet.
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In Fig. 4 ist der Kartonzuschnitt 62 unter den Einfluß der Schienen
18, 19 (s. Fig. 2) gekommen, woi durch er gebremst wird, so daß seine hintere Kante
in Berührung mit der vorderen Seite der Nase 21 kommt, gleichzeitig verliert seine
vordere Kante den Kontakt mit der Rückseite der Nase 20. Der Kartonzuschnitt 63
nähert sich jetzt dem Beschleuniger 60, 61 und befindet sich immer im Abstand x
von der Rückseite der Nase 21. Der Abstand ist größer als der Spielraum y.
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Der Kartonzuschnitt 62 wird jetzt in einer genau ausgerichteten Lage
weitergeführt, während der Kartonzuschnitt 63 nach vorn durch den Beschleuniger
geworfen wird, wie in Fig. 5 gezeigt. Gleichzeitig nähert sich ein weiterer Kartonzuschnitt
64, durch die Bänder 11 und 16 angetrieben. Dieser Kartonzuschnitt soll durch die
Nase 23 aufgefangen werden.
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Fig. 6 zeigt schließlich, wie der Kartonzuschnitt 63 durch die Schienen
18, 19 gebremst worden ist, so
daß seine rückwärtige Kante gegen
die Nase 22 stößt, während der Kartonzuschnitt 64 soeben unter den Einfluß des Beschleunigers
60, 61 gekommen ist, jedoch nicht Zeit genug gehabt hat, um bis zur Berührung mit
der Rückseite der Nase 22 vorwärts geworfen zu werden.
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Mit der Erfindung gelingt es, die Kartonteile durch die eintretende
Beschleunigung zuverlässig in richtig ausgerichtete Lagen einzuführen, bis ihre
vorderen Kanten in Berührung mit der Rückseite der davor befindlichen Nase kommen
und durch die danach folgende Verzögerung mit ihrer rückwärtigen Kante in Berührung
mit der vorderen Seite der nachfolgenden Nase kommen. Infolgedessen werden die Futterschlauchabschnitte
immer in richtiger Weise auf den Kartonzuschnitten angebracht, obgleich diese mit
größtmöglicher Dichte nacheinander weitergeführt werden, nämlich in fortlaufender
Folge, die nur durch den Schnitt des Messers48 unterbrochen ist. Hierdurch ist einer
der beiden Umstände, die die maximale Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine bestimmen,
auf ihr Optimum gebracht worden, und die Arbeitskapazität der Maschine ist ausschließlich
nur noch von der höchsten Umdrehungsgeschwindigkeit begrenzet, die für die verschiedenen
Rollen zulässig ist.