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Maschine zur automatischen Herstellung von wahlweise leeren oder
gefüllten Verpackungen und ähnlichen Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Maschine zur automatischen Herstellung von wahlweise leeren oder gefüllten
Verpackungen sowie auch von technischen und Gebrauchsgegenständen aus einem Band
aus thermoplastischem Kunststoff, welches von einer oder mehreren Vorratsrollen
her zunächst eine Heizeinrichtung, dann eine Verformungseinrichtung, gegebenenfalls
eine Füllvorrichtung, eine Schweiß anlage und schließlich eine Schere durchläuft.
Maschinen bekannter Art sind meist nur für einen einzigen Gegenstand zu benutzen,
sind sehr schwer gebaut und auch schlecht zugänglich. Ihr wesentlicher Nachteil
aber besteht darin, daß sie nur mit großen Schwierigkeiten und erheblichem Zeitaufwand
auf die Herstellung eines anderen Gegenstandes umgestellt werden können. Zu diesem
Zweck muß praktisch die gesamte Maschine demontiert werden, und es müssen völlig
neue Vorrichtungen für die einzelnen Arbeitsabschnitte eingebaut werden. Ein weiterer
Nachteil besteht in der benutzten Kontaktheizung, weil einmal das Band am Heizblock
klebt, sobald die Erweichungstemperatur auch nur wenige Grad überschritten wird,
und zum anderen muß für jeden anderen Gegenstand eine besondere neue Heizform geschaffen
werden, die naturgemäß außerordentlich teuer ist. Auch die Absehneidevorrichtung
ist bei den bekannten Maschinen nur für einen einzigen Querschnitt eingerichtet,
da sie nur aus einer einfachen dünnen Metallplatte besteht. Falls hier kompliziertere,
von der Geraden abweichende Formen geschnitten werden sollen, muß ein Nach schneiden
von Hand vorgenommen werden. Außerdem haben die meisten dieser bekannten Maschinen
noch den Nachteil, daß die einzelnen Vorrichtungen fest montiert sind, wobei der
Antrieb durch Ketten erfolgt, wodurch der Lauf dieser Maschinen ein für allemal
im voraus bestimmt ist und eine Teilung in der Fabrikation sich nicht auf eine andere
Teilung umstellen läßt. Alle diese Nachteile lassen sich auch nicht durch andere,
ebenfalls bekannte Maschinen beseitigen, bei denen die verschiedenen Vorrichtungen
in Längsrichtung des Bandes verschiebbar sind.
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Alle diese Nachteile werden jedoch durch die Maschine nach der Erfindung
beseitigt, die es bei geringen Gestehungskosten erlaubt, eine ganze Reihe verschiedenartiger
Gegenstände, und zwar nicht nur Verpackungen, sondern auch technische und Gebrauchsartikel
herzustellen, wobei die Umstellung der Maschine nur kürzeste Zeit benötigt, in der
Praxis weniger als eine halbe Stunde. Außerdem soll die Heizung dieser Maschine
mit einfachen Mitteln der jeweiligenForm des herzustellendenGegenstandes
angepaßt
werden, und die Teilung soll ebenfalls mit einfachsten Mitteln so eingerichtet werden,
daß sie der Größe und Anzahl der herzustellenden Gegenstände entsprechend mit wenigen
Griffen einstellbar ist. Daneben soll die Maschine von allen Seiten, also auch von
unten, leicht zugänglich sein, so daß sie ohne Schwierigkeiten gesäubert werden
kann, und selbstverständlich soll sie vollautomatisch arbeiten.
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Diese Erfindungsaufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß
alle Vorrichtungen auswechselbar zwischen bügelartigen Haltegliedern, die das thermoplastische
Band übergreifen und längsverschiebbar und feststellbar auf Stangen gleiten, und
von das thermoplastische Band untergreifenden, vorzugsweise ovalringförmig gestalteten
Platten getragen werden, welch letztere durch Antriebe, z. B. Druckluftzylinder,
quer zum durchlaufenden Band bewegt werden, wobei das Band durch ein absatzweise
arbeitendes Triebwerk durch die Maschine gezogen wird.
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Die Aufheizung der Bänder auf Erweichungstemperatur erfolgt nach
der Erfindung durch Infrarotstrahler, deren Strahlenquerschnitt durch verschiebbare
Filter oder Abdeckplatten auf beliebige Formen begrenzt werden kann, wobei die vorzugsweise
gekühlten Platten die gewünschte Form der beheizten Fläche in der Längsrichtung
des Bandes bestimmen, während die anderen Platten die Begrenzung in Querrichtung
bestimmen und mindestens einen Randstreifen abschirmen, an welchen am Ende der Maschine
die Bewegungseinrichtung angreift. Die Bewegung der einzelnen Vorrichtungen und
Werkzeuge erfolgt zweckmäßig durch Druckluft, während die Verformung der Folie zu
den gewünschten Gegenständen in an sich bekannter Weise durch Saugluft erfolgt.
Zur Herstellung symmetrischer Hohlkörper, z. 3. Flaschen, Kugeln, Zylinder usw.,
ist beim Durchgang von zwei gleichen Bändern durch die Formungseinrichtung in deren
Haltebügel und in der senkrecht zu diesem bewegbaren Platte je eine der anderen
spiegelgleiche Saugform angeordnet. Bei Verwendung eines Bandes mit Aufdruck wird
der Transport dieses Bandes in an sich bekannter Weise mittels eines fotoelektrischen
Elementes so gesteuert, daß bei der Verschweißung beider Folien der Aufdruck stets
an derselben Stelle auf dem aus dem anderen Band hergestellten Teil liegt. Die Bewegungseinrichtung
für das Band besteht aus einem auf den Stangen verschiebbaren und einstellbaren
Gestell, welches ein Schrittschaltwerk trägt, das seinerseits eine Kiemmvorrichtung
steuert, welch letztere auf dem einen Hub das durch sie hindurchgeführte Band einklemmt
und mitnimmt und um einen Schritt weiterzieht, während sie auf dem anderen Hub das
Band freigibt und lose zurückläuft.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt eine schaubildliche Anordnung der einzelnen Vorrichtungen
der Maschine mit den erforderlichen Werkzeugen; Fig. 2 zeigt schematisch eine Ansicht
mit dem Schema nach Fig. 1; Fig. 3 bis 5 zeigen in Seitenansicht, teilweise geschnitten,
die Vorrichtungen zum Formen, Schweißen und Ausschneiden; Fig. 6 und 7 zeigen schematisch
in einem senkrecht ten Schnitt bzw. im Grundriß die Heizvorrichtung der Maschine;
Fig. 8 und 9 zeigen zwei verschieden behandelte Bänder nach Durchlaufen durch die
Maschine; Fig. 10 zeigt schematisch eine Schachtel mit angearbeitetem Griff, die
mit einer Maschine nach der Erfindung hergestellt ist; Fig. 11 bis 14 zeigen weitere
mit der Maschine nach der Erfindung herstellbare Artikel; Fig. 15 zeigt schematisch
die Herstellung einer Ausweistasche; Fig. 16 zeigt eine Maschine nach der Erfindung
in perspektivischer Ansicht; Fig. 17 zeigt die Bewegungseinrichtung für das thermoplastische
Band in vergrößertem Maßstab, und Fig. 18 zeigt schematisch die Ansicht einer abgewandelten
Ausführung gegenüber der Ausführung nach Fig. 1, 2 und 16.
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Gemäß dem Schaubild nach Fig. 1 wird von einer Vorratsrolle 3 ein
Band 1 aus thermoplastischem Kunststoff von der Bewegungsvorrichtung Ti durch die
Maschine hindurchgezogen. Auf dem Abschnitt A
wird das Band 1 durch die Heizvorrichtung
CH auf Erweichungstemperatur erwärmt. Auf dem Abschnitt B gelangt das Band in die
Verformungseinrichtung PF, wo es durch Saugluft, die durch die Kanäle 6 eindringt,
in die Form 5 hineingesaugt wird und deren Konturen annimmt. Das geformte Band la
mit der Teilungd läuft nunmehr über den Abschnitt C, an dessen Ende ihm über die
Vorratsrolle 4 der Streifen 2 zugeführt wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann innerhalb
des AbschnittesC die Füllung der eingeformten Vertiefungen erfolgen. Über den Abschnitt
D erfolgt durch die Schweißeinrichtung PS das Aufschweißen des Deckels aus dem zweiten
Band auf den aus dem ersten Band geformten Behälter 1 a. Das Band gelangt nunmehr
im Abschnitt E in die Ausschneide- und Auswurfvorrichtung PD. Hier fällt der fertige
Gegenstand F aus der Maschine aus. Im letzten Abschnitt F befindet sich die Bewegungsvorrichtung
Ti, die hier aus einem Druckluftzylinder 26 besteht, der im Arbeitstakt der Maschine
gesteuert wird. Auf dem Hub nach rechts klemmt die Greifervorrichtung, weil das
Ende des Hebelarms 7 durch die Bewegung der Kolbenstange nach unten drückt und somit
das Band einklemmt. Auf dem Hub der Kolbenstange nach links hebt sich das freie
Ende des Hebels 27 mit seinen Greiferteilen von dem Band ab, so daß sich die Greifereinrichtung
frei nach links über das Band hinwegschiebt.
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Fig. 2 zeigt schematisch die konstruktive Durchbildung der schaubildlichen
Anordnung nach Fig. 1.
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Der wesentliche Unterschied gegenüber allen bekannten Ausführungen
besteht darin, daß in der Maschine neben dem Band auf beiden Seiten Führungsstangen
9 angeordnet sind, auf der sämtliche Arbeitsvorrichtungen längsverschiebbar und
einstellbar angeordnet sind. Die Verformungseinrichtung PF, die Schweißvorrichtung
PS und die Abschneide- und Auswurfvorrichtung PD bestehen aus Bügeln 13, die das
Band 1 überfassen, und aus Platten 14, die die Form eines ovalen Ringes aufweisen
und unter dem Band 1 durchgreifen. An Säulen 15 sind die Platten 14 mittels Druckluftzylinder
16 auf und nieder beweglich. Aus der Ausschneidevorrichtung PD führt eine Rutsche
24 nach unten, durch die die fertigen Gegenstände7 herausgeworfen werden. Auf die
Bewegungseinrichtung Ti soll hier nicht näher eingegangen werden, da sie an Hand
der Fig. 17 eingehend erläutert werden wird. Es sei hier nur darauf hingewiesen,
daß sie den Streifenl an den Randstreifen 8 mitnimmt, daß sie ebenfalls auf den
Gleitstangen 9 verschieblich ist und genau eingestellt werden kann und daß sie das
Band 1 in Richtung des Pfeiles f absatzweise im Arbeitstakt der Maschine nach rechts
zieht. Dies kann sowohl durch die Bewegungsvorrichtung Ti selbst erfolgen als auch
durch Zug an dem äußeren Ende des Bandes, z. B. durch ein angehängtes Gewicht, wobei
dann die Vorrichtung Ti das Band während des Arbeitsvorganges nur festhält.
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Fig. 3 zeigt schematisch die VerformungseinrichtungPF. Die ovalringförmige
Plattel4 gleitet, von den Druckluftzylindem 16 bewegt, im Arbeitstakt der Maschine
auf den Säulen 15 nach oben und unten.
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Sie trägt dabei die Form 5, in die Sauglauft über die Zuleitung 18
in die Saugkanäle 6 geleitet wird. Die Form 5 preßt beim Aufwärtshub die Folie 1
an ihren Rändern gegen das vom Bügell3 getragene Werkzeug 17. Beim Einsetzen der
Saugluft wird die ebene
Folie, die ja auf Erweichungstemperatur
gebracht worden ist, in die Form heruntergezogen und paßt sich den Konturen der
Form 5 an.
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Fig. 4 zeigt schematisch die Ausbildung der Schweißvortichtung PS.
Hier trägt der Bügell3 die eine Elektrode 21, während die Platte 15 die andere Elektrode20
trägt. Beim Andrücken des Ringes 14 an den Bügell3 legen sich die Ränder der Elektroden
20 und 21 fest aufeinander, und der Schweißstrom wird eingeschaltet. Hierbei werden
die Ränder der Bänder 1 und 2 in der Form der Elektroden miteinander verschweißt.
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Fig. 5 zeigt die Ausschneidevorrichtung PD. Hier ist auf der ringförmigen
Platte 14 eine Stanzform 22 angeordnet, und die gefüllte Packung mit dem verschweißten
Deckel 2 wird durch die Stanze 23 ausgeschnitten und fällt durch die Rutsche 24
nach außen. Die gefüllte und verpackte Schachtel wird demnach an allen vier Seiten
gleichzeitig geschnitten.
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Alls den letzten drei Figuren ist ohne weiteres ersichtlich, daß
zur Erzeugung eines anderen Gegenstandes lediglich die Auswechslung der Werkzeuge
5, 17 bis 20, 21 und 22, 23 erforderlich ist.
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In den Fig. 6 und 7 ist schematisch in senkrechtem Schnitt und im
Grundriß die Heizvorrichtung veranschaulicht. Die Einrichtung besteht aus zwei Infrarotstrahlern
10 und zwei längsverschiebbaren Plattenanordnungen 11 und 12. Die Platten 11 sind
vorzugsweise wassergekühlt und überdecken das Band 1 in Querrichtung, so daß sie
die Länge der bestrahlten Fläche auf dem Band 1 in Durchlaufrichtung bestimmen.
Die Platten 12 bestimmen die Länge der bestrahlten Fläche in der Richtung quer zum
Lauf des Bandes und dienen vor allen Dingen dazu, einen Randstreifen auf dem Band
zu erzeugen, der nicht erweicht. Dies ist im wesentlichen der Randstreifen8, der
aus Fig. 2 ersichtlich ist und auf die ganze Länge des Bandes 1 seitlich an den
ausgestanzten Löchern 26 vorbeiführt und es ermöglicht, das Band durch die Maschine
hindurchzuziehen. Die Platten 11 und 12, die sowohl undurchsichtig als auch als
Filter hergestellt sein können, sind in Längsrichtung des Bandes verstellbar und
können selbstverständlich leicht gegen andere Platten ausgewechselt werden, die
dem Strahlenquerschnitt des Infrarotstrahlers 10 jede beliebige Form geben können.
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Fig. 8 bis 14 zeigen eine Auswahl von Gegenständen, die mit der Maschine
nach der Erfindung geformt werden können. Nach Fig. 8 sind aus dem Band lb einfache
rechteckige Schachteln geformt. Fig. 9 zeigt ein einfaches Band 1 c mit verschiedenen
Vertiefungen und Erhebungen für Dekorations- und ähnliche Zwecke. Fig. 10 zeigt
einen Behälter 7 a mit Deckel und Griff 34. Fig. 11 zeigt eine Kugel aus zwei symmetrischen
Hälften 7 b, wie sie z. B. für Spielzeuge oder für Schwimmer bei sanitären Anlagen
benutzt wird. Fig. 12 zeigt eine aus zwei symmetrischen Hälften hergestellte Flasche
7 c. Fig. 14 zeigt ein Zierdeckchen 1 e, Fig. 13 zeigt aus einem Band 1 d hergestellte
zylindrische Körper, die als Schwinnnkörper u. ä. verwendet werden können. Fig.
15 zeigt schematisch die Herstellung einer Ausweistasche. Der von der Vorratsrolle3
abrollende Streifen 1 erhält durch die Verformung eine etwa lederartige Struktur
3. Von den Vorratsrollen 4 a und 4b werden zwei Bänder 2a und 2 b abgezogen und
in der vorbeschne en Weise mit dem Bandl verschweißt. Das Ganze sodann ausgeschnitten
und ergibt nach Faltung
einen einer Brieftasche oder Ausweistasche ähnlichen Gegenstand
33.
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Fig. 16 zeigt perspektivisch eine komplette Maschine nach den schaubildlichen
Darstellungen der Fig. 1 und 2 mit den Vorrichtungen nach Fig. 3 bis 7 zur Herstellung
der verschiedenen Gegenstände gemäß Fig. 8 bis 15. Die einzelnen Teile dieser Maschine
sind bereits an Hand der anderen Figuren eingehend beschrieben. Jetzt bleibt lediglich
noch darauf hinzuweisen, daß der Hebel 11 a für die Verstellung der Platten 11 und
12 der Heizvorrichtung CH dient, die Leitungen 37 und 38 die Zu- bzw. Ableitungen
der die Vorrichtungen bewegenden Druckluft sind, daß durch den Trichter 19 die gegebenenfalls
notwendige Füllung erfolgt und daß die Verschiebung bzw. Einstellung der einzelnen
Vorrichtungen PF, PS, PD und Ti nach einem angelegten Lineal 35 erfolgt, derart,
daß die gewünschte Teilung des Bandes 1 und gegebenenfalls zusätzlich des Bandes
2 auf den Millimeter genau erfolgen kann. Die Steuerung des Bandes 2 bei Verwendung
eines Aufdruckes erfolgt in an sich bekannter Weise mittels einer Fotozelle; diese
Einrichtung ist nicht mit dargestellt. Die vollautomatische Bewegungseinrichtung
Ti, die hier ohne Gewicht oder eine weitere am Band angreifende Kraft erfolgt, wird
nachstehend an Hand der Fig. 17 beschrieben, in der sie in vergrößertem Maßstab
dargestellt ist. Die ge samte Bewegungsvorrichtung nach Fig. 17 ist, wie bereits
vorher erwähnt, auf den Stangen 9 verschiebbar und genau einstellbar. Der Antrieb
erfolgt von einem Druckluftzylinder 26 und dem beweglichen Kolben 26 a. Beim Ausfahren
dieses Kolbens wird der untere, nicht sichtbare Teil der Kette 40 mitgenommen, der
Freilauf 40a ist gesperrt, so daß die Walze 31 sich im Sinne des Mitnehmens der
Folie im Uhrzeigersinn dreht. Diese Walze besteht beispielsweise aus Stahl, während
die gegenwirkende Andruckwalze 31 einen Gummibelag trägt, um Toleranzen und Ungenauigkeiten
auszugleichen. Gleichzeitig hat der Elektromagnet 39 angezogen und die Greiferleiste
29 a fest an die Förderräder 28 a angedrückt. Die Halterung 27 der Greifereinrichtung
bewegt sich nun nach rechts und nimmt das zwischen der Leiste 29 a und den Walzen
28a festgehaltene Band 1 mit, das durch die Walzen 30 und 31 hindurchläuft. Letztere
dienen im wesentlichen dazu, eine Stauung des Bandes hinter der Greifereinrichtung
28 a, 29 a zu verhindern.
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Der Kolben 26a bewegt sich nun nach Beendigung des eingestellten Hubes
wieder nach links, und der Arm 26 b nimmt die Kette 40 in entgegengesetzter Richtung
mit. Hierbei wird der Freilauf 40a eingeschaltet, so daß die Rollen 30, 31 mit dem
zwischen ihnen eingeklemmten Band stillstehen bleiben. Gleichzeitig öffnet der Elektromagnet
39 die Greifereinrichtung28a, 29 a, so daß diese frei über das Bandl nach links
fährt, ohne es mitzunehmen, sodann wiederholt sich das gleiche Spiel.
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Fig. 18 zeigt eine kleine Abwandlung der vorbeschriebenen Maschine
zur Herstellung von spiegelbildlichen Gegenständen, beispielsweise nach Fig. 11,
12 und 13. Hier werden znveiBänder 1 und 2 von den Vorratsrollen3 und 4 durch die
gesamte Maschine hindurchgezogen, also auch bereits durch die Infrarotstrahler 10
der Heizeinrichtung CH. In der VerformungseinrichtungPF sind sowohl in dem oberen
Bügel 13 als auch auf der ovalringförmigen Platte 14 spiegelbildlich gleiche Formen
5 angeordnet, die beide Saugluftkanäle 6 aufweisen. Die beiden erweichten
Folien
1 und 2 werden in diesen Formen in gleicher Weise nach oben und unten gezogen, so
daß sie zwei gleiche, entgegengesetzt gerichtete Formen la und 2 a ergeben, die
dann wie vorbeschrieben verschweißt, ausgeschnitten und ausgeworfen werden.
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Die Vorteile einer Maschine nach der Erfindung bestehen im wesentlichen
darin, daß bei geringstem Platzbedarf mit einem Minimum an Verschnitt Gegenstände
der verschiedensten Art hergestellt werden können, und zwar nicht nur Verpackungen
mit oder ohne Füllung, sondern auch technische und Gebrauchsgegenstände der verschiedensten
Art, wobei die Maschine gleichzeitig so eingerichtet ist, daß sie mit nur wenigen
Handgriffen das Auswechseln der Werkzeuge binnen kurzem gestattet und somit auf
eine andere Serienfabrikation vollautomatisch umstellbar ist.