DE2948747C3 - Heftmaschine zum Heften von Folienmaterial, insbesondere für die Herstellung von Schachteln - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heftmaschi­ ne zum Heften von Folienmaterial, insbesondere für die Her­ stellung von Schachteln, umfassend eine Heftvorrichtung mit einem Heftkopf und einer Gegenumschlagplatte und eine eine Drahtführung aufweisende Drahtzuführungseinrichtung für den Heftkopf, wobei der Heftkopf und die Gegenumschlag­ platte mit einer periodischen Schwingung annähernd parallel zur Förderrichtung des Folienmaterials beaufschlagt sind, so daß die mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit dem Heftkopf zugeführten Folien bei der genannten Vorschub­ geschwindigkeit geheftet werden.

Aus der DE-OS 20 11 668 ist eine Heftmaschine bekanntge­ worden, bei welcher das Zusammendrücken einer Heftklammer in etwa ¹/₈ Sekunde ausgeführt wird, so daß in einer Minute ca. 480 Heftklammern zusammengedrückt werden.

Die GB-PS 22 06 05 zeigt eine Heftmaschine, bei der der Heftkopf in horizontalen, zum Transportweg des zu heftenden Materials parallelen Führungsschienen verschiebbar ist und über einen Exzenterantrieb hin- und herbewegt wird. Eine Drahtzuführungseinrichtung ist mit dem Heftkopf fest verbunden und wird mit diesem mitbewegt, wobei eine im wesentlichen starr ausgebildete Drahtführung mit ihrem einen Ende an der Drahtzuführungseinrichtung und mit ihrem anderen entgegengesetzten Ende an dem Heftkopf befestigt ist. Bei einer derartigen Heftmaschine besteht eine besondere konstruktive Schwierigkeit, die mit dem Heftkopf mitbewegte Drahtzuführungseinrichtung mit einem in der Maschine ortsfesten Antrieb zu koppeln. Im Falle der GB-PS 220 605 erfolgt dieser Antrieb über eine sogenannte Pitman-Koppel, die sich zwischen dem festen Maschinengestell und dem hin- und herbewegten Heftkopf erstreckt und die unter Ausnutzung dieser Hin- und Herbewegung ein mit der Drahtzuführungseinrichtung verbundenes Klinkengesperre intermittierend antreibt. Abgesehen davon, daß eine derartige Pitman-Koppel ein sehr aufwendiges Konstruktionselement darstellt, ist ein derartiger intermittierender Antrieb wegen der Trägheit der beteiligten Massen nur für eine beschränkte Arbeitsgeschwindigkeit geeignet.

Es hat sich erwiesen, daß bei höheren Arbeitsgeschwindigkei­ ten insbesondere Probleme in der Arbeitspräzision der Draht­ zuführungseinrichtung entstehen, mit welcher der Draht zur Bildung von Heftklammern dem Heftkopf zugeführt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Heftmaschine mit periodisch schwingendem Heftkopf zu schaffen, wel­ che bei einem bedeutend höheren Arbeitsrhythmus als bisher die hierbei anfallenden technischen Probleme bei der Drahtzuführung löst.

Diese Aufgabe wird durch eine Heft­ maschine der eingangs erwähnten Art gelöst, welche durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Heftmaschine werden die Kartonzu­ schnitte von einem Band zugeführt, das im Bereich der Heft­ vorrichtung die Zuschnitte nicht zum Stillstand bringt, um die Heftklammern einzusetzen, sondern vielmehr mit einer genau vorbestimmten und in Abhängigkeit vom Abstand zwischen benachbarten Heftungen gewählten Arbeitsgeschwindigkeit wei­ terläuft. Die Heftvorrichtung wird sodann auf einen konstan­ ten und möglichst hohen, mit den Möglichkeiten der Maschine verträglichen Arbeitsrhythmus eingestellt. Der Abstand zwi­ schen zwei aufeinanderfolgenden Heftungen auf dem Zuschnitt wird auf diese Weise direkt proportional zur genannten Laufgeschwindigkeit des Bandes oder zur Arbeitsgeschwindig­ keit. Um die Arbeit der Heftvorrichtung auf immer in Be­ wegung befindlichen Zuschnitten, wie sie durch das mit der Arbeitsgeschwindigkeit laufende Band vorgegeben ist, zu ermöglichen, wird die Heftvorrichtung mit einer Schwing­ bewegung beaufschlagt, um jedesmal dann, wenn eine Heftung durchgeführt wird, die Bewegung der Zuschnitte periodisch zu begleiten.

Die Tangentialgeschwindigkeit der Heftvorrichtung neben den Zuschnitten wird derart variiert, daß sie praktisch identisch zu der der Zuschnitte ist. Dies ist auch dann möglich, wenn man, wie bestimmt, den Arbeitsrhythmus und somit die Schwingperiode der Heftvorrichtung konstant auf der größt­ möglichen Höhe hält. Dies kann man beispielsweise erreichen, wenn man die Amplitude der Schwingungen ändert und ihre Periode konstant hält, wobei die genannte Tangentialge­ schwindigkeit entsprechend variiert.

Mit der erfindungsgemäßen Heftmaschine ist es möglich, für die Heftvorrichtung eine Periode von 1000 Schwingungen je Minute festzulegen, was bedeutet, daß in einer Minute 1000 Heftklammern zusammengedrückt werden. Die bei derart hohen Geschwindigkeiten entstehende Gefahr einer mangelhaf­ ten Einspeisung des Drahtes in die Heftvorrichtung wird durch die erfindungsgemäße Heftmaschine vermieden.

Die erfindungsgemäße Heftmaschine wird im folgenden an­ hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, unter Hinweis auf Zeichnungen, in welchen zeigt

Fig. 1 den Teil der Heftmaschine, an dem die Zuführungs­ einrichtung für den Heftdraht angebracht ist;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie X-X der Fig. 1;

Fig. 3 im Detail einen Teil der Zuführungseinrichtung des Drahtes, teilweise in Draufsicht und teil­ weise im Schnitt; und

Fig. 4 in ihrer Gesamtheit sowohl den Teil der in Fig. 3 gezeigten Einrichtung als auch die Drahtführung, in welcher der Draht läuft.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 101 der Heftkopf be­ zeichnet, der von einem Rahmenteil 102 der Heftmaschine getragen ist und dessen Schwingungen durch Steuerungsorgane 103 gesteuert werden. Diese Steuerungsorgane 103 bewirken, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, die Schwingungen der Gegen­ platte 104, die am Teil 102 der Heftmaschine mit einem schwingenden Gelenkviereck 105 gehalten wird, das von einer direkt am Heftkopf 101 angelenkten Stange 106 in Bewegung versetzt wird.

Die Steuerungsorgane 103 für den Schwingkopf 101 und die Gegenplatte 104 sowie für das Gelenkviereck 105 und die Stange 106 weisen eine Hauptwelle 107 auf, die von einem Motor angetrieben wird und sich mit einer konstanten Winkel­ geschwindigkeit nur in einer Richtung dreht und mit welcher eine Exzentergruppe 108 in Eingriff steht, die drehbar auf einem Bolzen 109 montiert ist, der an der Hauptwelle 107 befestigt, jedoch in bezug auf die Achse derselben versetzt ist. Mit der Exzentergruppe 108 steht eine Gruppe von Pleuelstangen 110, 111 und 112 im Eingriff. Die Pleuelstange 110 und die Pleuelstange 111 betätigen einen ersten Hebel 113 bzw. einen zweiten Hebel 114, die über Gelenke 115 und 116 die Stangen 117 und 118 vertikal verschieben, die ihrer­ seits den Durchschnitt des Heftdrahtes im Heftkopf und die Bildung und das Einsetzen der Klammern steuern. Die Pleuel­ stange 112 hingegen betätigt unter Zwischenschaltung einer Heftpleuelstange 119 eine Kurbel 121, die direkt mit dem Heftkopf 101 verbunden ist. Die verstellbare Exzentrizität der Kurbel 120 ermöglicht es, bei Konstanthaltung der Schwingperiode die Schwinggeschwindigkeit des Heftkopfes 101 zu variieren. In Fig. 1 sind auch die Bewegungsbahnen der Drehpunkte der bisher beschriebenen Teile summarisch angegeben.

Der Heftkopf 101 schwingt mit konstanter Frequenz und mit der Geschwindigkeit, die durch die Eingriffsstellung der Pleuelstange 121 mit der Kurbel 120 und die Achse eines Bolzens 122 bestimmt wird, wie den Fig. 2 und 3 zu ent­ nehmen ist. Der Heftkopf 101 weist einen geformten Körper 123a neben der Grundplatte 104 auf und erstreckt sich in vertikaler Richtung, wobei sein oberes Ende 123b beispiels­ weise mittels Schrauben fest mit dem Bolzen 122 verbunden ist.

Der Bolzen 122 ist drehbar mittels Lagern 124 auf dem Teil 102 der Heftmaschine montiert. Weiter ist der Bolzen 122, wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, beispielsweise mittels eines Keiles 125 fest mit einem Schwingkörper 126 verbunden, der das Außengehäuse eines allgemein mit 127 bezeichneten Zuführungskörpers bildet.

Durch das Zuführungsorgan 127, das fest mit dem Heftkopf 101 verbunden ist, wird der den Heftkopf speisende Heftdraht zugeführt. In den Fig. 1, 2 und 3 ist der Heftdraht schematisch mit einer strichpunktierten Linie gezeigt, und mit der Bezugsziffer 128 bezeichnet. Der Draht tritt in den Heftkopf 101 im Bereich des Arbeits­ endes 123a desselben ein.

Das Zuführungsorgan 127 weist außer dem mit dem Bolzen 122 und folglich mit dem geformten Körper 123a des Heftkopfes 101 fest verbundenen Schwingkörper 126 ein angetriebenes Zahnrad 129 auf, das drehbar mittels Lagern am Schwingkörper 126 gelagert und über eine Welle 130 mit einem Antriebsrad 131 verbunden ist, welche direkt mit dem Draht in Berührung steht.

Das angetriebene Zahnrad 129 kämmt mit einem Antriebszahn­ rad 132, mit welchem es ein Kegelpaar bildet und das dreh­ bar auf dem Bolzen 122 montiert ist. Dieses Antriebszahn­ rad wird durch eine Riemenscheibe 133 in Drehung versetzt, die mit ihm fest verbunden ist und zu ihm koaxial verläuft.

Wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, ist die Riemen­ scheibe 133 einem Riemen 134 zugeordnet, der um eine An­ triebsriemenscheibe 135 läuft, die an der Hauptwelle 107 befestigt ist, von welcher alle Bewegungen der in Fig. 1 gezeigten Betätigungsorgane abgenommen werden. Die Befesti­ gung der Antriebsriemenscheibe 135 auf der Hauptwelle 107 erfolgt mittels eines Keiles und die Übersetzung von der Antriebsriemenscheibe 135 über den Riemen 134 zur Riemen­ scheibe 133 und folglich zum Antriebszahnrad 132 und zum angetriebenen Zahnrad 129 ist derart bemessen, daß allmäh­ lich die Drehzahl der Hauptwelle 107 reduziert wird.

Das Antriebsrad 131 wirkt auf den Heftdraht 128 entgegen der Wirkung eines im einzelnen in den Fig. 3 und 4 ge­ zeigten Hilfsrades 136. Um ein Rutschen und gegenseitiges Glei­ ten der Räder 131 und 136 zu vermeiden, sind neben dem An­ triebsrad 131 und dem Hilfsrad 136 miteinander kämmende Zahnräder 137 und 138 vorgesehen.

Die Fig. 4 zeigt, daß der Schwingkörper 126 in zwei Teilen ausgebildet ist, und zwar einem ersten Basisteil 139, der am Bolzen 122 befestigt ist und drehbar mit der Welle 130, dem angetriebenen Zahnrad 129, dem Antriebsrad 131 und dem Zahnrad 137 in Eingriff steht, und einem Deckelteil 140, der um einen Zapfen 141 schwenkbar ist, welcher vom Basisteil 139 parallel zur Welle 130 wegsteht. Der Deckel­ teil 140 stützt insbesondere das Hilfsrad 136 mit dem be­ treffenden Zahnrad 138 ab und wird von einer Druckfeder 142 in seiner Lage gehalten, die einerseits gegen den Deckelteil 140 drückt und sich andererseits auf einem Fort­ satz 143 des Basisteiles 139 des Schwingkörpers abstützt.

Weiter sind noch am Ende des Schwingkörpers 126 lose Rollen 144, 145 und 146 vorgesehen, die dreieckförmig zueinander angeordnet sind und mit einer Regelschraube 147 eingestellt werden können, mit welcher eine Halterung der Rollen 146 verschoben werden kann.

Vom Schwingkörper 126 führt eine im wesentlichen starre Führung 148 weg, welche den dem Heftkopf 101 zugeführten Draht enthält. Diese Führung 148 wird durch eine im wesent­ lichen flache Leiste 149, die sich über den ganzen Abschnitt erstreckt, der vom Schwingkörper 126 zum Arbeitsende 123a des Heftkopfes 101 führt, und durch eine Vielzahl von Pro­ filleisten 150 gebildet, die gegenüber der Leiste 149 und untereinander der Reihe nach angeordnet sind, so daß sie die Leiste 149 im wesentlichen über ihre ganze Länge ab­ decken. Die Profilleisten haben einen stegförmigen Quer­ schnitt, um zusammen mit der Leiste 149 einen Laufkanal 151 für den Draht 128 zu bilden. Die Profilleisten 150 sind im wesentlichen starr und mit der Leiste 149 mittels Schrau­ ben 152 verbunden, die an der Seite des Kanals 151 für den Draht 128 angeordnet sind.

Die Funktionsweise der Teile, welche für die Zuführung des Drahtes 128 sorgen und im einzelnen im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben wurden, ist folgende:

Die Drehung bei konstanter Geschwindigkeit der Hauptwelle 107 hat folgende vier gleichzeitige Wirkungen: die Schwin­ gung des Heftkopfes 101 und der Gegenplatte 104, die Arbeitsbewegungen, die im Inneren des Heftkopfes 101 die Bildung und die Aufbringung der Metallklammern zur Folge haben, die Zuführung des Drahtes 128 und die Schwingung des Zuführungsorganes 127 für den Draht zusammen mit dem Heft­ kopf 101.

Die letzterwähnte Wirkung wird insbesondere deswegen erzielt, weil der Körper 126 des Zuführungsorgans, der die Einrich­ tungen hält, die eigentlich für den Vorschub des Drahtes sorgen, am Bolzen 122 befestigt ist, dessen Achse das Schwingzentrum des Heftkopfes 101 bildet und von dem ein Ende mit dem Heftkopf fest verbunden ist. Im Inneren dieses Schwingkörpers 126 wird die Zuführung des Drahtes mit Trie­ ben und Zahnrädern erreicht, die einem Antriebszahnrad 132 vorgeschaltet sind, das koaxial zum Bolzen 122 verläuft und relativ zu diesem drehbar ist. Das Antriebszahnrad 132 ist mit der Hauptwelle 107 über eine Riemenscheibe 133, die mit dem Antriebszahn selbst fest verbunden ist, einen Riemen 134 und eine auf der Hauptwelle 107 befestigte Antriebs­ riemenscheibe 135 verbunden.

Der mit dem Heftkopf starr verbundene Schwingkörper 126 kann mit dem Arbeitsende 123a des Heftkopfes über eine im wesent­ lichen starre Führung 148 verbunden sein, deren Enden immer streng im genauen Abstand verbleiben.

Im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 wurde eine Zuführung beschrieben, bei welcher eine mangelhafte Einspeisung des Drahtes in den Heftkopf vollkommen vermieden wird, da die Führung 148 weder einem Zug noch einer Biegung ausgesetzt ist, welche in irgendeiner Weise zu einer Ungenauigkeit oder zu teilweisem Behindern des Drahtvorschubes Anlaß geben könnte.

Weiter wird durch ein zusammen mit einem Heftkopf und einer Führung schwingendes Zuführungsorgan, welche somit keiner Anpassung an Lageänderungen zwischen dem Heftkopf und dem Zuführungsorgan, wie dies bisher der Fall war, unterzogen werden muß, der weitere Vorteil erzielt, daß die Führung 148 ausschließlich im Hinblick auf die Gleitfähigkeit des Drahtes 128 ausgelegt werden kann. Es können daher auch dicke und steife Profilleisten für die Begrenzung eines Kanals 151 von äußerst präzisen Abmessun­ gen sowie auch mit behandelten Oberflächen und besonders sorgfältig gewählten Krümmungsradien verwendet werden.

Claims (3)

1. Heftmaschine zum Heften von Folienmaterial, insbesondere für die Herstellung von Schachteln, umfassend eine Heft­ vorrichtung mit einem Heftkopf und einer Gegenumschlag­ platte und eine eine Drahtführung aufweisende Drahtzuführungseinrichtung für den Heftkopf, wobei der Heftkopf und die Gegenumschlagplatte mit einer periodischen Schwin­ gung annähernd parallel zur Förderrichtung des Folienma­ terials beaufschlagt sind, so daß die mit einer vorbe­ stimmten Vorschubgeschwindigkeit dem Heftkopf zugeführ­ ten Folien bei der genannten Vorschubgeschwindigkeit ge­ heftet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtzuführungseinrichtung (127) an einem mit dem Heftkopf (101) fest verbundenen Schwingkörper (126) an­ geordnet ist, daß die mit einem Ende an der Draht­ zuführungseinrichtung (127) befestigte, im wesentlichen starr ausgebildete Drahtführung (148) mit ihrem anderen entgegengesetzten Ende an dem Heftkopf (101) befestigt ist, daß der Schwingkörper (126) an einem an einem Tragrahmen (102) der Heftmaschine dreh­ bar gelagerten Bolzen (122) befestigt ist, an welchem das obere Ende (123b) des Heftkopfes (101) befestigt ist, wobei der drehbare Bolzen (122) die Schwingachse be­ stimmt, um welche sowohl der Heftkopf (101) als auch der Schwingkörper (126) schwingen, und daß unabhängig von dem Schwing­ körper (126) um den Bolzen (122) drehbar ein Antriebs­ zahnrad (132) gelagert ist, welches die Drahtzuführungs­ einrichtung (127) betätigt und von Antriebsmitteln (107) der Heftmaschine aus angetrieben ist.

2. Heftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl die Schwingungen des Heftkopfes (101), des Schwingkörpers (126) und der Draht­ zuführungseinrichtung (127) mit der dazu gehörenden Drahtführung (148) als auch die Drehbewegung der Getrie­ be (129, 131, 136) der Drahtzuführungseinrichtung (127) über Übertragungsgetriebe (132, 133, 134) von der Haupt­ antriebswelle (107) der Heftmaschine aus bewirkt werden.

3. Heftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drahtführung (148) aus einer im wesentlichen flachen, sich über die ganze Länge der Drahtführung (148) erstreckenden Leiste (149) und einer Vielzahl von Profilleisten (150) besteht, welche hintereinander auf der Leiste (149), mit der sie in lösbarem Eingriff stehen, angeordnet sind, eine im Querschnitt im wesentlichen stegartige Form besitzen und in Zusam­ menwirkung mit der flachen Leiste (149) einen Laufka­ nal (151) für den Draht (128) bilden.