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Verfahren und Vorrichtung zum
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Herstellen einer Kartonverpackung Die Erfindung betrifft ein Verfahren
sowie eine Vorrichtung zum Herstellen einer Kartonverpackung aus einem flachliegenden
Zuschnitt mit einer Rückwand, einem Boden, einer Vorderwand und zwei Seitenwänden.
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Es sind zwar in der Praxis zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen
zum Herstellen derartiger Kartonverpackungen bekannt, alle arbeiten jedoch verhältnismässig
langsam und damit unwirtschaftlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, mit denen das Herstellen der genannten Kartönverpackung auf äusserst
wirtschaftliche Weise möglich rist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Zuschnitt
in einer ersten Station der Aufrichtvorrichtung einem Stempel zugeführt wird, welcher
ihn im Bereich der Rückwand ansaugt und zu einer zweiten Station transportiert,
wobei der Stempel zwischen zwei Blechen durchgeführt wird, welche die Seitenwände
bis zur Anlage am Stempel um 9o° umfalten, während beim Transport zur
nächsten
Station der Boden um ebenfalls 900 bis zu seiner Anlage am Stempel umgefaltet wird,
wobei gleichzeitig wenigstens am Boden angelenkte Staubklappen zwischen die Seitenwände
und den Stempel gefaltet werden, worauf die Verpackung einer ersten Siegelstation
zugeführt wird, in welcher die Staubklappen mit den Seitenwänden versiegelt werden,
während der Stempel auf seinem Weg zur nächsten Station um 90° gedreht wird, worauf
die Vorderwand an den Stempel und an zuvor auf diesen gefaltete Siegellaschen der
Seitenwände angelegt und anschließend zu einer weiteren Station befördert wird,
in welcher die Vorderwand mit den Siegllaschen versiegelt wird, worauf die Verpackung
in einer weiteren Station vom Stempel abgenommen wird.
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Mit diesem Verfahren wird auf sehr rationelle Weise die Verpackung
der genannten Art auf einem einzigen Innenwerkzeug hergestellt.-Die dabei mögliche
Ablaufgeschwindigkeit ist wesentlich höher als bei den bisher bekannten Verfahren.
Darüber hinaus i'st durch einfaches Auswechseln des Innenwerkzeuges ein sehr schnelles
Anpassen an unterschiedliche Verpackungsgrößen gegeben.
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Sehr vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung auch, wenn die aufgerichtete
Verpackung in der letzten Station der Aufrichteinrichtung vom Stempel abgenommen
und einer Füll- und Verschließeinrichtung zugeführt wird, in welcher die aufgerichtete
Verpackung mit ihrer Deckelseite nach oben in eine Transportkette eingeschoben und
von dieser zuerst unter eine Füllstation bewegt und dann einer Verschließstrecke
zugeführt wird.
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Hierdurch ist auch das Füllen und Verschließen der Verpackung in den
rationellen Ablauf der Herstellung der Verpackung mit eingeschlossen.
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Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß zwei Verfahrensabläufe
zum Herstellen einer Kartonverpackung parallel geschaltet sind und diess eine gemeinsame
Übergabestation nachgeschaltet ist, von der die fertigen Verpackungen einer gemeinsamen
Füll- und Verschließeinrichtung
zugeführt werden.
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Dadurch ist es möglich, den gesamten Herstell- und Füllprozess äusserst
wirtschaftlich zu gestalten und in ihrer Geschwindigkeit auf die verhältnismässig
schnell arbeitende Fülleinrichtung abzustellen.
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Auch beim zeitweisen Ausfall eines der Aufrichtezweige kann noch eine
zufriedenstellende Produktion aufrechterhalten werden.
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Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens
liegt auch darin, dass der ersten Aufrichtstation der Verpackung eine Vorbrechstation
vorgeschaltet ist, in welcher Faltlinien des Zuschnittes vorfalt- und zurückbiegbar
sind.
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Hierdurch können insbesondere schwierig faltbare Abschnitte um mehr
als das später erforderliche Mass umgefaltet werden, wodurch ein späteres Aufgehen
der Faltung verhindert wird.
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Eine sehr vorteilhafte Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleiche Stempel auf einem Drehtisch
gelagert und jeweils einer Bearbeitungsstation für den Zuschnitt zugeordnet sind,
wobei der Stempel mit Öffnungen zum Ansaugen des Zuschnittes wenigstens in der ersten
Bearbeitungsstation versehen ist.
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Eine derartige Drehtischanordnung hat sich als sehr vorteilhaft für
ein wirtschaftliches Herstellen der Verpackung erwiesen, wobei gleichzeitig die
Bedingungen zum Herstellen einer qualitativ hochwertigen Verpackung erfüllbar sind,
wobei durch das Ansaugen der Zuschnitt beim Bearbeiten exakt gehalten wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung
liegt darin, dass zwischen der ersten und der zweiten Station Faltbleche angeordnet
sind, zwischen denen der Stempel mit dem Zuschnitt hindurchführbar ist und die die
Seitenwände der Verpackung um jeweils 900 umfalten.
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Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäss zwischen
zwei Bearbeitungsstationen zwei Führungsschienen angeordnet sind, zwischen denen
der-Packungsboden durchgeführt wird, wobei die an ihm angelenkten Staubklappen um
9o° nach innen umgefaltet werden.
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Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen
Vorrichtung liegt darin, dass in einer weiteren Station federnd gelagerte Rollen
angeordnet sind, welche beim Einlaufen des Stempels in diese Station den Packungsboden'gegen
den Stempel hin umfalten.
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Da vorher die Staubklappen bereits eingefaltet wurden, werden diese
beim Umfalten des Packungsbodens hinter die Seitenwände geschoben.
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Erfindungsgemäss ist die Vorrichtung vorteilhafterweise so ausgestaltet,
dass in der nächsten Station ober- und unterhalb des Stempels je eine Siegeleinrichtung
vorgesehen ist, welche die Staubklappen mit den Seitenwänden der Verpackung versiegelt.
Dadurch hat die Verpackung bereits einen ersten Halt erfahren.
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Vorteilhafterweise ist' als Siegeleinrichtung ober- und unterhalb
des Stempels je eine vertikal verfahrbare Ultraschall-Sonotrode angeordnet.
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Damit ist es möglich, die Versiegelung unter weitgehender Schonung
des Kartonmaterials durchzuführen.
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Sehr vorteilhaft es es auch, wenn erfindungsgemäss der Stempel drehbar
gelagert ist und zwischen zwei weiteren Stationen um 900 geschwenkt wird.
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Hierdurch ist es möglich, dass die Werkzeuge für die lVeiterb5 arbeitung
besonders vorteilhaft angeordnet werden.
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Gemäss einer sehr günstigen Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung
sind in einer der Stationen zwei schwenkbar gelagerte Hebel vorgesehen, welche zum
Einfalten von an den Seitenwänden der Verpackung angelenkten Siegellaschen dienen.
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In der gleichen oder einer weiteren Station ist eine längsverschiebbar
angeordnete, drehbar gelagerte Stelle vorgesehen! welche beim Längsverschieben auf
der Oberseite des Stempels abrollt und dabei die Vorderwand der Verpackung an den
Stempel anlegt.
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Damit ist die Verpackung bis auf die Verschlussöffnung an der Oberseite
gebildet. Für den Weitertransport der Verpackung zur Siegelstation,in welcher die
Vorderwand mit den Seitenwänden versiegelt wird, ist erfindungsgemäss vorgesehen,
dass zwischen der Station,in welcher die Verpackung ihre endgültige Gestalt erhält
und der nächsten Station wenigstens ein Führungsblech vorgesehen ist, unter welchem
die auf dem Stempel sitzende Verpackung hindurchgeführt wird.
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Hierdurch wird erreicht, dass die Verpackung bis zur anschliessenden
Siegelstation nicht wieder aufgeht.
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Erfindungsgemäss ist es jedoch auch möglich, dass im Anschluss an
die Station mit den Hebeln zum Einfalten der Siegellaschen ein Faltblech vorgesehen
ist, unter dem die Verpackung hindurchgeführt wird und das zum Umfalten der
Vorderwand
der Verpackung dient.
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Hierdurch wird eine erhebliche Verkürzung der Standzeit der Verpackung
in der Station zum Einfalten der Siegellaschen und damit eine wesentliche Erhöhung
der Produktionsgeschwindigkeit erreicht.
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Erfindungsgemäss ist dann in der nächsten Station eine Siegeleinrichtung
vorgesehen, welche die Vorderwand mit den Siegellaschen der Seitenwände versiegelt.
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Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäss diese Siegeleinrichtung vertikal
nach unten gegen die oben liegende Vorderwand der Verpackung verfahrbar angeordnet
und als Ultraschall-Sonotrode ausgebildet.
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Sehr vorteilhaft ist es dabei, wenn auf der von der Siegeleirichtungabgekehrten
Seite des Stempels eine Unterstützungsplatte vorgesehen ist, die zum Kompensieren
des Siegeldruckes gegen den Stempel fahrbar ist.
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Der beim Siegeln notwendige erhebliche Druck wird dadurch vom Drehlager
des.Stempels ferngehalten.
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Erfindungsgemäss sind in einer weiteren Station antreibbare Rollen
zum Abstreifen der Verpackunqivom Stempel vorgesehen.
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Erfindungsgemäss können anstelle dieser Rollen aber auch bewegliche
Finger zum Abstreifen der Verpackung vom Stempel vorgesehen sein.
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Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass im Stempel Bohrungen
vorgesehen sind, durch welche zum Abstreifen der Verpackung vom Stempel Druckluft
eingeblasen wird.
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Hinter der J'frichteinrichtung ist erfinduflj"Sger vorgesehen, dass
im Bereich der Füll- und der Verschliessstation eine Transportkette für die Verpackungen
vorgesehen ist, an der Mitnehmer angeordnet sind, zwischen welche die Verpackungen
eingeschoben werden.
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Sehr vorteilhaft ist es gemäss der Erfindung auch, wenn die Transpcrtkette
im Bereich der Füll- und der Versckliessstation mit senkrecht nach oben stehenden
Mitnehmern, sowie mit einem Umlenkrad versehen ist, in dessen Bereich eine weitere
Transporteinrichtung mündet, welche seitlich an den Verpackungen angreift und diese
von der Aufrichtvorrichtung zur Transportkette bewegt.
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Gemäß der Erfindung ist es auch vorteilhaft, wenn zwei mit Drehtischen
versehene Aufrichtvorrichtungen vorgesehen sind, die parallel zueinander angeordnet
sind und auf eine gemeinsame Übergabestation arbeiten.
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Damit ist es möglich, die Ausstoßgeschwindigkeit der gesamten Anlage
zu verdoppeln. Darüber hinaus ist damit gewährleistet, daß auch bei Ausfall einer
Aufrichtvorrichtung die Gesamtanlage weiterarbeiten kann, wenn auch mit verminderter
Endgeschwindigkeit.
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Sehr vorteilhaft ist es dabei auch, wenn die beiden Aufricht vorrichtungen
spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
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Dadurch ist es möglich, die Aufrichtvorrichtungen sehr nahe beieinander
anzuordnen, womit ohne weiteres die Bedienung durch eine einzige Person gegeben
ist.
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Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
liegt auch darin, daß die Drehachse des Drchtisches der Aufrichtvorrichtung horizontal
verläuft. Hierdurch wird eine besonders günstige räumliche Anordnung
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insbesondere wenn zwei Vorrichtungen parallel geschaltet werden - ermöglicht.
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In der Zeichnung ist die'Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zum Aufrichten einer Kartonverpackung mit einem Drehtisch und mehreren Bearbeitungsstationen,
einer Übergabeeinrichtung, sowie einer Füll- und einer Verschliesseinrichtung, Fig.
2 eine schematische Darstellung von zwei parallel zueinander angeordneten Aufrichtvorri
chtung, die auf eine gemeinsame Fülleinrichtung arbeiten, Fig. 3 eine Draufsicht
auf den Drehtisch einer Aufrichtvorrichtung mit acht einzelnen Bearbeitungsstationen,
denen jeweils ein Stempel zugeordnet ist, Fig. 4 eine Ansicht der ersten Station
der Aufrichtvorrichtung mit einem Stempel, dem- eine Zufuhreinrichtung für- die
Kartonzuschnitte zugeordnet und zwei Faltbleche nachgeschaltet sind, Fig. 5 eine
Ansicht einer Bearbeitungsstation, in welcher die Seitenwände der Verpackung mit
am Boden angelenkten Staubklappen versiegelt werden, Fig. 6 eine Ansicht einer Bearbeitungsstation,
in welcher beweglich gelagerte Hebel zum Einfalten von an den Seitenwänden angelenkten
Siegellaschen und eine verfahrbare Rolle zum Einfalten der Vorderwand vorgesehen
ist,
Fig. 7 eine Ansicht einer Siegelstation, in welcher die Vorderwand
der Verpackung mit den Siegellaschen der Seitenwände verbunden wird, Fig. 8 eine
Ansicht einer Station, in welcher Ketten zum Abschieben der Verpackung vom Stempel
vorgesehen sind und Fig. 9 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zum Verschließen
der Verpackung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 zum Aufrichten der Verpackung
hat einen Drehtisch 2, auf dem acht gleiche Stempel 3 angeordnet sind. Jedem dieser
Stempel ist eine Bearbeitungsstation I bis VIII zugeordnet, in denen die Verpackung
schrittweise aufgerichtet wird.
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Der ersten Bearbeitungsstation I ist ein Magazin 4 vorgeschaltet,
aus dem flachliegende Kartonzuschnitte entnommen und einer Vorbrechstation 5 zugeführt
werden, die nicht näher dargestellt ist.
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Der Bearbeitungsstation VII ist eine Übergabestation 6 nachgeschaltet,
von der die fertig aufgerichteten Verpackungen einer Füllstation 7 und anschli end
einer'Verschließstation 8 zugeführt werden.
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zwei spiegelbildlich
angeordnete Vorrichtungen 1, 11 vorgesehen sind, die auf eine gemeinsame Übergabestation
12 arbeiten. Beiden Vorrichtungen 1 und 11 ist je eine Vorbrechstation 5 sowie je
ein Magazin 4 vorgeschaltet.
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Beim in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung
zum Aufrichten der Verpackung vorgesehen, auf deren Drehtisch 2 acht Stempel 3 angeordnet
sind.
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Diese Stempel 3 sind drehbar gelagert und mit einem Antrieb 15 versehen,
über den der Stempel geschwenkt werden kann.
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Jedem der Stempel 3 ist eine Bearbeitungsstation I bis VIII zugeordnet,
in denen die Verpackung schrittweise aufgerichtet wird.
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In der Station I ist eine Zuführeinrichtung 16 angeordnet, welche
einen Kartonzuschnitt 17 von einem Stapel bzw. einer Vorbrecheinrichtung absaugt,
zum Stempel befördert und vor diesem fallen läßt. Der Stempel ist mit nicht dargestellten
Saugöffnungen versehen, die an eine Unterdruckanlage angeschlossen sind. Durch die
Saugöffnungen wird der Zuschnitt fest an den Stempel angesaugt, so daß er sich beim
Transport des Stempels nicht verschieben kann.
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Zwischen der Station I und Station III sind zwei übereinanderliegende
Faltbleche 18 angeordnet, zwischen denen der Stempel 3 mit dem Zuschnitt 17 hindurchgeführt
wird. Dabei werden die Seitenwände 19 der Verpackung umgefaltet und an den Stempel
3 angelegt.
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In der Station II beginnen darüber hinaus zwei Faltfinger 20, welche
an am Boden 21 angelenkten Staubklappen 22 angreifen und diese bei der Bewegung
des Stempels ebenfalls um 900 einfalten.
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Unmittelbar hinter dieser Station II ist ein weiteres Faltblech 23
angeordnet, welches beim Weitertransport des Stempels zur nächsten Bearbeitungsstation
III den Boden 21 um 900 umfaltet und dabei die Staubklappen 22 zwischen den Stempel
3 und die Seitenwände 19 einschiebt.
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Die Faltbleche 18 sind zweckmäßigerweise über die Station II hinaus
bis zur Station III verlängert, um ein Zurückgehen der Seitenwände 19 zu verhindern.
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In der Station III ist eine Siegeleinrichtung 24 angeordnet, welche
aus zwei gegen den Stempel 3 verfahrbaren Ultraschall-Sonotroden besteht, die im
Bereich der eingeschobenen Staubklappen 22 an den Seitenwänden 19 angreifen und
beide miteinander versiegeln.
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Zwischen dieser Station III und der nächsten Station IV wird der Stempel
3 über den Antrieb 15 um 9oC gedreht, so dass die Vorderwand 25 nach oben steht.
In der Station IV sind zwei Hebel 26 und 27 angeordnet, welche beim Einschwenken
je eine an einer Seitenwand 19 angelenkte Siegellasche 28 um 900 nach innen einfalten.
Darüber hinaus ist eine längsverfahrbare Rolle 29 vorgesehen, welche auf dem Stempel
3 abrollt und dabei die Vorderwand 25 auf die Siegellaschen 28 auf faltet.
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Zwischen der Station IV und der nächsten Station V ist ein Blech 3c
angeordnet, unter dem der Stempel 3 hindurchgeführt wird. Dabei bewirkt das Blech
3c, dass sowohl die Siegellaschen 28 als auch die Vorderwand 25 in ihrer eingefalteten
Position verbleiben.
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Im Anschluss an dieses Blech 3c ist in der Station V eine Siegeleinrichtung
31 vorgesehen, welche die Vorderwand 25 mit den Siegellaschen 28 versiegelt.
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Station VI hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel keine Funktion.
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Die nächste Station VII ist mit angetriebenen Kettenrädern 32 versehen,
welche die fertige Verpackung vom Stempel 3 abschieben. Zwischen dieser Bearbeitungsstation
VII und der Station V wurde der Stempel wieder in seine Ausgangsposition zurückgedreht.
Anstelle der in Station IV angeordneren schwenkbaren Hebel 26 und 27 ist es auch
möglich, ein Faltblech vorzusehen, das beim Weitertransport die Siegel-
laschen
28 umhaltet. Dieses Faltblech kann dann auch noch so ausgebildet sein, daß auch
die Vorderwand 25 der Verpackung durch dieses auf die Siegellaschen aufgefaltet
wird.
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In Fig. 4 ist die Station I der Aufrichtvorrichtung von der Stirnseite
der Vorrichtung her gezeigt. Dabei hat die Zuführeinrichtung 16 einen Zus-chnitt
17 von einem Vorratsstapel abgenommen und hält ihn über einen Stempel 3, dem bereits
ein weiterer Zuschnitt zugeführt ist. Oberhalb des Stempels 3 sind zwei Führungsblech&-33
und 34 angeordnet, zwischen denen der Zuschnitt zum Stempel durchfällt, sobald er
von der Zuführeinrichtung 16 freigegeben wird. Unterhalb des Stempels 3 ist ein
Anschlag 35 angeordnet, bis zu dem der Zuschnitt durchfällt. Anschliessend wird
der Zuschnitt an den Stempel angesaugt und dann von diesem zwischen die beiden Faltbleche
18 geführt, welche die beiden Seitenwände 19 des Zuschnitts gegen den Stempel 3
falten.
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In Fig.5 ist eine Seitenansicht der Station III dargestellt, in welcher
die Siegeleinrichtung 24 zum Verbinden der Seitenwände 19 mit den Staubklappen 22
vorgesehen ist. Die Siegeleinrichtung 24 hat zwei Ultraschall-Sonotroden 36 bzw.
37, die ober- bzw; unterhalb des Stempels 3 angeordnet und gegen diesen hin verfahrbar
sind. Durch diese Anordnung wird die Lagerung des Stempels beim Versiegeln nicht
mit einer zusätzlichen Belastüng beaufschlagt, da der Siegeldruck von der jeweils
gegenüberliegenden Sonotrode aufgenommen wird.
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In der in Fig. 6 gezeigten Station IV befindet sich der Stempel 3
in einer um 900 gedrehten Position. Die beiden Hebel 26 und 27 haben die beiden
Siegellaschen 28 bereits auf den Stempel auf gefaltet, während die Rolle 29 noch
in ihrer Ausgangsposition steht. An dieser Rolle 29 greift ein
Kolben
38 an, der sie über den Stempel 3 rollen läßt.
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Dabei wird die Vorderwand 25 auf den Stempel und damit auf die Siegellaschen
28 aufgefaltet.
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Die in der Station V angeordnete Siegeleinrichtung 31 hat, wie insbesondere
aus Fig. 7 ersichtlich, eine Ultraschall-Sonotrode 39, welche von oben gegen den
Stempel 3 vcrfahrbar ist. Mit dieser Sonotrode 39 wird die Vorderwand 25 der Verpackung
mit den beiden Siegellaschen 28 versiegelt. Unterhalb des Stempels 3 ist in dieser
Station V eine Gegendruckplatte 40 angeordnet, die nach oben gegen den Stempel 3
verfahrbar ist und den Siegeldruck der Sonotrode 39 aufnimmt.
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Die in der Station VIII anyeordneten Kcttenräder 32 sind mit Transportketten
50 versehen, an denen jeweils ein Schiebestift 51 angeordnet ist. Diese Schiebestifte
grcifen an den Seitenwänden 19 der Verpackung an und schieben die fertig aufgerichtete
Verpackung vorn Stempel 3 ab.
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Zusätzlich ist in dieser Station VI noch ein Sauger 41 vorgesehen,
der am Boden 21 der Verpackung angreift und diese endgültig vom Stempel 3 abnimmt
und weitertransportiert.
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In der Fig. 9 ist ein Ausfiijhrungsbeispiel einer Verschließeinrichtung
8 dargestellt, die mit einem Vakuumrad 42 sowie einem iavfesserrad 43 ausgerüstet
ist. Klebeband wird von einer Vorratsspule 44 über mehrere Urnlenkrollen 45, 46,
47 dem Vakuumrad und dem Messerrad zugeführt. Vom Messerrad werden Streifen 48 des
Klebebandes abgetrennt, die vom Vakuumrad angesaugt und auf die bereits eingefalteten
Verschlußklappen der Verpackung aufgebracht werden. Dabei stehen die klebebandstreifen
48 seitlich über die Verpackung vor. Diese vorstehenden Abschnitte werden dann mit
Elilfc eines nachgeschalteten Klebehandfalters 49 an die Seitenwände 19 angelegt.
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