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Stw.: Hinged-Lid-IOagenuschnitt-Messerwalze - A 1232 Vorrichtung zum
Fertigen von Einsatzteilen für Zigarettenpackungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Fertigen von Einsatzteilen für Packungen für Zigaretten oder andere stabförmige
Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, deren Hüllen jeweils mindestens einen
Inneneinschlag aus dünnem, faltbarem Material und einen Äußeneinschlag aus steifem
Material aufweisen, wobei an der Innenseite des Außeneinschla-.
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ges das Einsatzteil befestigt ist, welches mit mindestens zwei Kanten
zum Führen eines schwenkbar an der Rückseite der Packungshülle angelenkten Deckels
während dessen Schwenkbewegung und zum kraftschlüssigen Halten des Deckels in seiner
Schließstellung versehen ist, mit einer Schneideinrichtung, bestehend aus einer
umlaufenden Messerwalze und einer zugeordneten Schneidwalze zum Abschneiden von
Einsatzteilen von einem endlosen Einsatzmaterialstreifen, und mit einem nachgeordneten
Abförderer, der die Einsatzteile in eine Abgabeposition fördernd ausgebildet ist,
aus der die Einsatzteile mit zumindest teilweise fertig gefalteten Inneneinschlägen
zusammenführbar sind.
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Die einleitend genannten Packungen, mit einem Fremdwort auch 11Hinged-Lid-Packungen"
genannt, werden auf Maschinen hergestellt, die in folgender Weise arbeiten: Zunächst
wird ein Zigarettenblock mit dem meist zweiteiligen Inneneinschlag, überwiegend
aus Stanniol, umhüllt. Hierauf wird das Einsatzteil aus stärkerem, kartonartigem
Material, der sogenannte Kragen, auf den umhüllten Zigarettenblock aufgelegt. Der
ebenfalls aus stärkerem, kartonartigem Material bestehende Zuschnitt für den Äußefleinschlag
wird zunächst in einer an einem Kettenförderer befestigten Aufnahme U-förmig vorgefaltet,
so daß der mit dem Inneneinschlag und dem Einsatzteil
Sw.: Hinged-Lid-Kragenzuschnitt-Messerwalze
- A 1232 umhüllte Zigarettenblock eingelegt werden kann. Während der weiteren Förderung
auf dem Kettenförderer wird die Paltung des Außeneinschlages fortgesetzt sowie der
Boden geschlossen und der Deckel gefertigt. Nach einem neueren Vorschlag können
derartige Packungen auch auf einem mit Hohldornen versehenen Revolver hergestellt
werden. Hierzu wird ein Zigarettenblock in einen Hohldorn eingeschoben, worauf um
den Hohldorn herum der Inneneinschlag gewickelt wird. Auf den Inneneinschlag wird
der Kragen gelegt und dann um beide herum der Außeneinachlag gefaltet. Nach dem
Abschieben vom Hohldorn wird dann in einem zweiten Revolver der Deckel der Packung
gefertigt.
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Dem oben genannten Einsatzteil (Kragen) einer derartigen"Pakkung kommt
eine besondere Bedeutung zu. Bei geschlossener Packung verbindet es den Packungsbehälter
mit dem Deckel und sorgt so für die Formatabilität der Packung. Beim Schließen des
Deckels dient es als Führung für den Deckel und bei geschlossenem Deckel halten
durch spezielle Einschnitte hergestellte Laschen des Einsatzteiles den Deckel fest.
Hieraus ist zu erkennen, daß der exakte Schnitt und das Einhalten einer vorgegebenen
Position des Einsatsteiles zu den anderen Packungsteilen bei der Herstellung der
Packung von großer Wichtigkeit sind. Durch eine geschickte Formgebung dieser Einsatzteile
ist es möglich, diese durch fortlaufendes Abschneiden von einem endlosen kartonartigen
Streifen, der von einer Bobine abgezogen wird, herzustellen.
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Die hierzu verwendete Schneideinrichtung besteht üblicherweise aus
einer umlaufenden Messerwalze und einer zugeordneten Schneidwalze. Hierbei sind
über den Umfang der Messerwalze verteilt eine Vielzahl von Messern für Einsatzteile
angeordnet, wobei ein Messer für ein Einsatzteil aus mehreren Teilmessern besteht.
Das genaue Ausrichten der Messer bei der Montage, die für ein sauberes und störungsfreies
Schneiden derart montiert werden sollten, daß alle
Stw.: Hinged-Lid-Kragenzuschnitt-Messerwalze
- A 1232 Schneidkanten entlang einer gedachten zylindrishen Schneidfläche verlaufen,
macht erhebliche Schwierigkeiten. Hinzu kommt, daß aufgrund der komplizierten Form
einiger Teilmesser die theoretisch festgelegte Krümmung der Schneidkanten entsprechend
der zylindrischen Schneidfläche bei der Fertigung der Messer nur annähernd realisiert
werden kann. Um derartige Ungenauigkeiten zu kompensieren, verwendet man eine Schneidwalze
(Gegenwalze) mit relativ weicher Oberfläche und drückt die Messerwalze fest gegen
die Schneidwalze. Hierdurch wird zwar die Funktion der Schneideinrichtung gewährleistet,
aber der Verschleiß ist relativ groß, da die Messer der Messerwalze sich in die
Oberfläche der Schneidwalze eingraben und hisr immer tiefere Rillen erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneideinrichtung
zum Abschneiden von Einsatzteilen der eingangs genannten Art derart auszugestalten,
daß die Schneidkanten der Messerwalze möglichst exakt der theoretischen Form sntsprechen,
so daß im Idealfall Messerwalse und Schneidwalse zum Schneiden von kartonartigem
Material sich nicht nicht eS l zu berühren brauchten und hierdurch der Verschleiß
erheblich reduziert wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung besteht darin, daß bei
der Messerwalse, die an ihrem Umfang eine Vielzahl von Schneidkanten aufweist, die
derart angeordnet sind, daß bei einer Umdrehung der Messerwalze n Einsatzteile von
dem Einsatzmaterialstreifen abgeschnitten werden, alle Schneidkanten von Stegen
eines entsprechend ausgearbeiteten einteiligen, zylindrischen Nesserkörpers gebildet
werden.
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Bei einer derartigen Messerwalze ist das Abschneiden der Einsatzstücke
von dem kartonartigen Streifen auch dann' gewährleistet, wenn die Schneidkanten
der Messerwalse-die
Stw.: Hinged-Lid-Kragenzuschnitt-Messerwalze
- A 1232 Schneidwalze nicht berühren, sondern einen geringen Abstand (etwa ein Hundertstel
bis zwei Hundertstel Millimeter) zueinander aufweisen. Hierbei ist es allerdings
möglioh, daß die Einsatzatücke huber einige wenige Papierfasern noch miteinander
in Verbindung bleiben. Deswegen ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
daß dem Abförderer ein geschnittene Einsatzteile erfalsendes Beschleunigungsmittel
zum räumlichen Trennen der Einsatzteile voneinander vorgeordnet ist. In zweckmäßiger
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Beschleunigungsmittel ein Walsenpaar,
welches mit höherer Umfangage schwind igke it antreibbar ist als die Messerwalze.
Dieses Bescbleunigungsmittel ist jedoch nicht nur bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
der Messerwalse erforderlich, sondern es muß in jedem Fall vorgesehen sein, um die
Einsatzstücke für ihre Weiterverarbeitung zu vereinzeln. Um noch aneinanderhaftende
Elusatzteile mit dem Beschleunigungsmittel voneinander zu trennen, ist nach einem
weiteren Kennzeichen der Erfindung dem Beschleunigungsmittel ein Einsatzteile erfassendes
Walzenpaar vorgeordnet, welches mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit antreibbar ist
wie die Nesserwalze. Dieses Walzenpaar hält ein Einsatzteil fest, während ein voreilendes
Einsatzteil beschleunigt abgefördert wird. Wie schon eingangs gesagt, ist das Einhalten
einer vorgegebenen Position der Einsatzteile im Verhältnis zu den anderen Packungsteilen
bei der Herstellung der Packung sehr wichtig. Aus diesem Grund weist nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung der Abförderer Aufnahmen mit zugeordneten Haltemitteln
für die Einsatzteile zum positionierten Fördern der Einaatzteile in die Abgabeposition
auf. Zusätzlich ist in einer Weiterbildung der Erfindung dem Abförderer im Bereioh
der Abgabeposition ein ortsfester Anschlag zugeordnet, gegen den die Binsatzteile
förderbar sind. Zur Verringerung des Verschleißes der Messerwalze trägt nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung ein der Schneideinrichtung vorgeordnetes Walzenpaar
zum
Stw.: Hinged-Lid-Kragenzuschnitt-Messerwalze - A 1232 Abziehen
des endlosen Einsatzmaterialstreifens von einem Vorrat bei, welches mit gleicher
Umfangsgeschwindigkeit antreibbar ist wie die Messerwalze. Die Messerwalze und somit
die Schneidkanten werden also ausschließlich durch den Schneidvorgang belastet.
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Ein bevörzugtes Verfahren zum Eeratellen des Messerkörpere besteht
in einer Weiterbildung der Erfindung in folgenden Fertigungsschritten: Herstellen
eines Modells der gewünschten Schneidkanten für ein Einsatzteil, Herstellen eines
zylindrischen Messerkörpers aus härtbarem Stahl mit einem Umfang entsprechend der
n-faohen Länge eines Einsatzteiles, n-faohes Ausfräsen der'Mantelfläche nach dem
Modell der Schneidkanten im Kopierverfahren derart, daß die Schneidkanten als erhabene
Flächen stehenbleiben, wobei die Messerform der Schneidkanten durch Anphasen dieser
Flächen vorgefräst wird, Härten des derart vorgefrästen MesserkörperS und anschließendea
Schärfen der Schneidkanten.
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Stw.: Hinged-Lid-Kragenzusohnitt-Messerwalze - A 1232 Die Erfindung
wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine Vorrichtung zum Schneiden und ver@inzelten Abfördern von
Einsatzteilen, Figur 2 eine Messerwalze der Vorrichtung der Figur 1 in vergrößertem
Naßstsb', Figur 5 einen Ausschnitt einer Abwicklung der Schnittkanten der Messerwalsen
der Figur 2 in vergrössertem Maßstab, Figur 4 ein von der Nesserwalse der Figuren
2 und 3 geschnittenes Einsatzteil in atttlioher Größe, Figur 5 einen Schnitt eines
Abförderers der Figur 1 nach Linie V-V in vergrößertem Maßtab, Figur 6 eine Stirnansioht
des Abförderers gesäß Pfeil VI in Figur 5, Figur 7 eine ein Einsatzteil gemäß Figur
4 aufweisende Zigarettenpackung, Pigur 8 schematisch die Fertigungsschritte zin
Herstellen der Meserwalse der Figuren 2 und 3.
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Stw.: Hinged-Lid-Eragensuschnitt-Messerwalse - A 1232.
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Die Vorrichtung der Figur 1 besteht in Richtung'des Materialflusses
betrachtet aus einem Walsenpaar 1 mit Walzen 2 und 3 zum Abziehen eines endlosen
kartonartigen EinaZzmaterialstreifens 4 von einem Vorrat in Form einer Bobine 6,
einer Schneideinrichtung 7 mit einer Messerwalze 8 und einer Schneidwalze 9 zum
Abschneiden von Einsatzteilen 11 von dem Einsatzmaterialstreifen 4, einem Walzenpaar
12 mit Walzen 13 und 14, einem Beschleunigungsmit;tel 16 in Form eines Walzenpaares
17 mit Walzen 18 und 19, einem Zwischenförderer 21 und einem Abförderer 22 mit einem
zugeordneten tbergabemittel 23 zum Überführen der Einsatzteile 11 von dem Abförderer
22 an mit Inneneinsohlagzuschnitten 24 umwickelte Hohldorne 26 eines Einschlagrevolvers
27. Die Walzenpaare 1, 12 und 17 sowie die Schneideinrichtung 7, der Zwischenförderer
21 und der Abförderer 22 sind schri-ttweise antreibbar, wobei die Walzenpaare 1
und 12 und die Messerwalse 8 sowie die Schneidwalze 9 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit
und das Walzenpaar 17, der Zwischenförderer 21 und der Abförderer 22 ebenfalls mit
gleicher, aber höherer Umfangsgeschwindigkeit als die vorgenannte Gruppe angetrieben
werden.
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Zwischen dem Walzenpaar 1 und der Schneideinrichtung 7 sowie zwischen
dieser und dem Walzenpaar 12 und wiederum zwischen letzterem und dem Walzenpaar
17 sind ortsfeste Führungen 28 bzw. 29 bzw. 31 für den Einsatzinaterialstreifen
4 bzw. für die Einsatzteile 11 angeordnet. Das tbergabemittel 23 besteht aus einem
über eine Stange 32 während der Stillstandszeit des Abförderers 22 in Richtung von
Doppelpfeil 33 verschwenkbaren Hebel 34, der einen U-förmigen Falter 36 trägt, zwischen
dessen Schenkeln auf Druckfedern 37, 38 eine Platte 39 gelagert ist.
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Bin ortsfester Anschlag 40 dient zum exakten Positionieren der auf
dem Abförderer 22 herangeförderten Einsatzteile 11 vor dem Übergabemittel 23.
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Stw.: Hinged-Lid-Kragenzuschnitt-Nesserwalze - A 1232 Einzelheiten
der Meseerwalse 8 sind in den Figuren 2 und 3 gezeigt. Die Messerwalze 8 besteht
aus einem einteiligen zylindrischen Messerkörper 41, dessen Mantelfläche 42 derart
ausgefräst worden ist, daß lediglich von angephasten Stegen 43 gebildete Schneidkanten
44 entsprechend der Form der zu schneidenden Einsatzteile (siehe Figur 4) noch Teile
der ursprünglichen Mantelfläche 42 bilden. Natürlich muß die Messerwalze 8 nicht
unbedingt aus einem Teil gefertigt sein, sondern es kann auch ein einteiliger zylindrischer
Messerkörper in Form einer Buchse hergestellt und auf einer Trägerwelle befestigt
werden.
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Pigur 4 zeigt ein Einsatzteil 11 in natürlicher Größe. Das Einsatzteil
11 wird U-förmig um den Inneneinschlag einer Packung herumgefaltet, wozu die Faltlinien
mittels Perforationen 46 von der Messerwalze 8 vorbestimmt worden sind.
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Auch sind Laschen 47, die beim Umbiegen der die Schenkel des U bildenden
Seitenteile 11a und 11b stehenbleiben, von der Messerwalze eingeschnitten. Diese
Laschen 47 dienen in der fertigen Packung zum kraftschlüssigen Halten des Deckels
der Packung in seiner Schließstellung.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen Einzelheiten einer Aufnahme des Abförderers
22 mit zugeordneten Haltemitteln für die Einsatzteile. Die Aufnahme wird von zwei
scheibenförmigen Stegen 51, 52 einer Trommel 53 gebildet, denen Jeweils als Haltemittel
ausgebildete Zangen 54 bzw. 56 zugeordnet sind.
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Die Zangen 54 und 56 sind auf einer gemeinsamen Welle 57 befestigt,
die in der Trommel 53 gelagert ist. An der Welle 57 ist ein Klemmstück 58 befestigt,
welches sich huber eine Druckfeder 59 an einer gemeinsam mit der Trommel 53 auf
einer Welle 61 befestigten Scheibe 62 abstützt. Ein weiteres Klemmstück 63 mit einer
Rolle 64 ist ebenfalls an der Welle 57 befestigt. Die Rolle 64, die hier in angehobener
Position dargestellt ist, rollt auf einer ortsfesten Kurve
Stw.:
Hinged-Lid-Kragenzuschnitt-Messerwalze - Ä 1232 66 ab und-steuert beim Umlaufen
der Trommel 53 die Zangen 54 und 56 in öffnendem bzw. schließendem Sinn. Die Kurve
66 ist auf einer Flanschbuchse 67 festgeklemmt, die an einer Maschinenwand 68 befestigt
ist,und in der auch die Welle 61 mit der Trommel 53 gelagert ist. Ein Zahnrad 69
auf der Welle 61 dient zum Übertragen einer Antriebsbewegung.
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Der in Figur 1 gezeigte Zwischenförderer 21 ist genauso ausgebildet
wie der anhand der Figur 5 beschriebene Abförderer 22 und daher nicht noch einmal
im einzelnen dargestellt.
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Figur 7 zeigt eine Zigarettenpackung, bestehend aus dem Inneneinschlagzuschnitt
24, dem Einsatzteil 11 und einem aus steifem, kartonartigem Material gebildeten
Außeneinschlag 71 mit geöffnetem Deckel 71a.
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Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 6: Von dem Walzenpvaar
1 wird schrittweise der Einsatzmaterialstreifen 4 von der Bobine 6 abgezogen und
durch die Führung 28 hindurch der Schneideinrichtung 7 zugeführt. Von der. Messerwalze
8 wird im Zusammenwirken mit der Schneidwalze 9 ein Einsatzteil 11 nach dem anderen
von dem Einsatzmaterialstreifen 4 abgeschnitten und durch die Führung 29 hindurch
zu dem Walzenpaar 12 gefördert. Von diesem werden die Einsatzteile 11 durch die
Führung 31 hindurch zu dem 3eschleunigungsmittel 16, dem mit höherer Umfangsgeschwindigkeit
laufenden Walzenpaar 17 gefördert, von dem die Einsatzteile 11 vereinzelt bzw.,
falls sie noch mit einem nachfolgenden Einsitzteil 11usammenhängen, von diesem getrennt
werden.
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Die derart vereinzelten Einsatzteile 11 werden von dem Zwischenförderer
21 übernommen und zu dem Abförderer 22 gebracht. Im Übergabebereich zwischen Zwischenförderer
21 und Abgabeförderer 22 sind die Zangen 54 und 56 der betreffenden Aufnahme des
Abförderers von der Kurve 66 über die Rolle 64 geöffnet worden, so daß das betreffende
Einsatz-
Stw.: Hinged-Lid-Kragenzuscbnitt-Messerwalze - A 1232
teil auf die Stege 51 und 52 zu liegen kommt. Bei der Weiterbewegung des Abförderers
22 werden durch das Abfallen der Kurve 66 in diesem Bereich unter Wirkung der Druckfeder
59 die Zangen 54 und 56 geschlossen, so daß das betreffende Einsatzteil 11 während
seiner Weiterförderung positioniert auf dem Abförderer 22 gehalten wird. Am Ende
des nächsten Förderschrittes wird das Einsatzteil 11 gegen den ortsfesten Anschlag
40 gefahren, so daß es eine definierte Abgabepo-Bit ion einnimmt. Während des letzten
Teils dieses Förderschrittes werden die Zangen 54 und 56 wieder geöffnet, so daß
nun während des folgenden Nachobenschwenkens des Hebels 34 das Einsatzteil 11 von
dem Falter 36 gegen den um den Hohldorn 26 herumgewickelten Inneneinschlag 24 bewegt
werden kann. Hierbei wird das Einsatzteil 11 U-förmig von dem Falter 36 um den Hohldorn
26 gefaltet. Nicht gezeigte, dem Einschlagrevolver 27 zugeordnete Haltemittel halten
das Einsatzteil 11 anschließend am Hohldorn 26 fest.
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Figur 8 zeigt schematisch in einem bevorzugten Beispiel die Arbeitsstationen
zum Herstellen des Messerkörpers der Figur 2.
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Auf einer Fräsmaschine 76 wird von einer vergrößerten Zeichnung mitteils
fotoelektronischer Abtastung ein Negativ der Form der Stege, die die Schneidkanten
bilden sollen, für ein Einsatzteil angefertigt. In einer Kunststoffgießerei 77 wird
von dem Negativ ein Positiv abgegossen, welches als Modell in eine Kopierfräsmaschine
78 eingesetzt wird. Der Nesserkörper selbst wird auf einer Drehbank 79 und anschließend
auf einer Rundschleifmaschine 81 vorbereitet, wonach auf einer Kopierfräsinaschine
78 durch Abtasten des Mo-Modells die Umfangsfläche des Messerkörpers derart ausgefräst
wird daß Stege entsprechend der Form des Modells als Erhebungen am Umfang der Messerwalze
entstehen. Auch wird die Messerform der gewünschten Schneidkanten durch Anphasen
der Stege vorgearbeitet. Anschließend wird der Messerkörper
Stw.:
Hinged-Lid-Eragenzuschnitt-Me3serwalse - Ä 1232 in einer Härterei 82 gehärtet. Z.B.
wird ein Stahl mit der DIN-Bezeichnung X 165 Cr Mo V12 auf 58 + 2 HRO gehärtet.
Nach dem Härten kommt der Meeeerkörper zurück auf die Kopierfräsmaschine 78, wo
nach Ausrichten des Messerkörpers anhand des Modells die Schneidkanten mit einem
Spezialfräser scharf gefräst werden. Scharfkantige Ecken der Schneidkanten müssen
anschließend von Hand nachgearbeitet werden.
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Eine Schneideinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Messerwalze hat
den Vorteil, sehr verschleißarm zu arbeiten. Der exakte Formverlauf der Schneidkanten
entlang der ursprünglichen zylindrischen Mantelfläche der Messerwalze ermöglicht
eine sehr exakte Einstellung der Messerwalze zur Schneidwalze, so daß ein sauberer
Schnitt auch dann gewährleistet ist, wenn die Schneidkanten der Messerwalse die
umfangsfläche der Schneidwalze überhaupt nicht berühren, sondern einen geringen
Abstand zu dieser aufweisen.
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- Patentansprüche -