DE3446855A1 - Verfahren und werkzeug zum heften von flachmaterialzuschnitten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Werkzeug sowie einen Heftbolzen zum Eintreiben in verhältnismäßig steife Flachmaterialteile, beispielsweise zum Befestigen eines Etiketts an einem Pflanzbehälter.

Keimlinge und Pflanzen in Pflanzbehältern werden üblicherweise mit Hilfe eines Stecketiketts gekennzeichnet, das lediglich in die im Behälter befindliche Erde eingesteckt wird. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß sich das Stecketikett leicht entfernen oder auch umstecken läßt, was in Gärtnereien ständig zu Problemen führt.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren zum Verbinden zweier Flachmaterialteile bzw. eines Etiketts mit einem Pflanzbehälter unter Verwendung eines speziellen Heftbolzens zu schaffen, der mit Hilfe eines besonderen Werkzeugs in die Flachmaterialzuschnitte bzw. das Etikett und die Behälterwand eingetrieben wird.

Das Verfahren soll sich dabei zum Heften zweier vorzugsweise aus Kunststoff oder einem ähnlichen Werkstoff bestehenden Flachmaterialteilen mit einer gewissen Steifigkeit eignen. Insoweit sind Pflanzbehälter besonders geeignet, weil diese üblicherweise aus Kunststoff und die zugehörigen Etiketten ebenfalls aus Kunststoff oder plastizierter Pappe bestehen.

Die Lösung der sich aus Vorstehendem ergebenden Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem die beiden aneinanderliegenden Teile mittels eines Bolzens geheftet werden, der ohne die Notwendigkeit einer vorgegebenen Öffnung in die

Teile eingetrieben wird und die Teile allein aufgrund seines Eintreibens durch Reibungs- und/oder Verformungsschluß zusammenhält. Demgemäß sind nach dem Eintreiben des Heftbolzens keine weiteren Maßnahmen erforderlich, um die beiden Teile zusammenzuhalten.

Im einzelnen werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die beiden verhältnismäßig steifen Flachmaterialteile aufeinandergelegt, wonach ein Heftbolzen mit solcher Kraft gegen die Oberfläche eines der Teile getrieben wird, daß er den Werkstoff beider Teile bis zum Bruch verdrängt und dabei beide Teile durchdringt. Der Heftbolzen besitzt einen mit der Oberfläche des einen Teils in Berührung kommenden vergrößerten Kopf, der als Anschlag wirkt und ein völliges Passieren des Bolzens verhindert, sowie mindestens eine dem Kopf gegenüberliegende Schulter, die ein Herausziehen des Bolzens aus den beiden Teilen verhindert.

Eines der beiden miteinander zu verbindenden Flachmaterialteile kann eine vorgegebene Öffnung aufweisen, durch die hindurch der Heftbolzen beispielsweise in das darunterliegende andere Flachmaterialteil eingetrieben wird.

Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Eintreiben des Heftbolzens besteht aus einem Hauptteil und einer Bolzenführung, einem hin- und hergehenden Antrieb für die Bolzenbewegung sowie einem in der Bewegungsbahn des Bolzens liegenden Amboß zwischen den und die Bolzenführung sich die zu heftenden Flachmaterialzuschnitte bzw. -teile einbringen lassen, und der die potentielle Energie des Bolzens aufnimmt und in das Werkzeug einleitet. Gleichzeitig verhindert der Amboß,

3U6855

daß Bolzen bei einem unbeabsichtigten Einschalten des Werkzeugs herausgeschossen werden.

Der Heftbolzen besteht aus einem Schaft und mindestens einer im Bereich seines Eindringendes angeordneten und in Richtung auf einen am anderen Stegende angeordneten verdickten Kopf weisenden Schulter. Weitere Merkmale des Verfahrens, des Werkzeugs und des Heftbolzens nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Heftbolzen in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Ansicht des Heftbolzens der Fig. 1 vor dem Eindringen in zwei übereinanderliegende Flachmaterialzuschnitte ,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht des Heftbolzens bei Beginn seines Eindringens in die Flachmaterialzuschnitte,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht des Bolzens während des Eindringens in die Flachmaterialzuschnitte ,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht des Heftbolzens beim Durchdringen der Flachmaterialzuschnitte,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht des die beiden Flachmaterialzuschnitte völlig durchdringenden Heftbolzens,

Fig. 7 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit einem zuoberst liegenden vorgelochten Flachmaterialzuschnitt,

Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung mit dem vorgelochten Flachmaterialzuschnitt der Fig. 7,

Fig.9 die Seitenansicht eines für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Behälters,

Fig.10 ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeignetes Etikett,

Fig.11 den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem Etikett der Fig. 10 verbundenen Behälter der Fig. 9,

Fig.12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Fig. 6,

Fig.13 einen anders beschaffenen Heftbolzen,

Fig.14 eine Variante des Heftbolzens der Fig. 1,

Fig.15 eine Seitenansicht des Heftbolzens der Fig. 14,

Fig.16 den Querschnitt eines Werkzeugs zum Einbringen eines Heftbolzens,

Fig. 17 eine Teilansicht des Werkzeugs der Fig. 16 im Betriebszustand,

Fig.18 eine der Fig. 17 ähnliche Ansicht des Werkzeugs der Fig. 17, jedoch in einem weiter fortgeschrittenen Betriebszustand,

Fig.19 einen Schnitt nach der Linie XIX - XIX in Fig. 16,

Fig.20 eine Explosionsdarstellung eines Teils des Werkzeugs der Fig. 16,

3440855

Fig.21 eine Seitenansicht des Werkzeugs der Fig. 16 im Betriebszustand,

Fig.22 einen Querschnitt nach der Linie XXII-XXII der Fig. 16,

Fig.23 eine perspektivische Ansicht der Vorderseite des Werkzeugs der Fig. 16 beim Einführen eines Etiketts,

Fig.24 eine der Fig. 23 entsprechende Ansicht des Werkzeugs, jedoch ohne eine Etikettenführung und

Fig.25 das Werkzeug der Fig. 16 beim Befestigen des Etiketts an einem Behälter.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 6 besteht der T-förmige Heftbolzen aus einem verlängerten Schenkel 2 mit einem Querhaupt 3 am einen Ende, das ein völliges Passieren des Bolzens beim Zusammenheften zweier Flachmaterialteile 4, 5 verhindert. Des weiteren weist der Heftbolzen eine Verbreiterung 6 an seinem dem Querhaupt 3 gegenüberliegenden Eindringende mit einer ein Herausziehen des Bolzens aus seiner Heftlage (Fig. 6) verhindernden Schulter 7 auf. Der Heftbolzen 1 dringt unter dem Einfluß eines beispielsweise kraftgetriebenen Werkzeugs in die miteinander zu verbindenden Teile 4, 5 ein, bis er diese schließlich durchragt.

Beim Heften der Zuschnitteile 4, 5 berührt der Bolzen 1 zunächst die Oberfläche 8 des oberen Zuschnitteiis 4 und wird mit einer Kraft gegen diese Oberfläche gedruckt, die

ein Ausweichen des Materials bis zum Bruch an der Berührungsstelle (vgl. Fig. 3 bis 5) bewirkt.

Demgemäß bewirkt der Bolzen beim Eindringen in die Oberfläche 8 zunächst eine elastische Verformung an der Berührungsstelle (vgl. Fig. 3) bis zur Dehngrenze des betreffenden Werkstoffs, wonach es gemäß Fig. 4 zum Bruch kommt und der Bolzen in die Zuschnitteile 4, 5 eindringt (vgl. Fig. 5 und 6). Wenngleich im vorliegenden Falle die beiden Zuschnitteile 4, 5 wegen ihres dichten Aneinanderliegens gleichzeitig beaufschlagt werden, können die zu heftenden Teile auch im Abstand voneinander angeordnet sein. Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß der Heftbolzen lediglich in das Material eines von zwei miteinander zu verbindenden Teilen eindringt. Dies ist der Fall, wenn eines der beiden Teile vorgelocht ist und der Heftbolzen durch das betreffende Loch in das darunter befindliche Material des anderen Teils eindringt.

In allen Fällen dient der Heftbolzen dazu, zwei Teile 4, 5 miteinander zu verbinden. Beim Eindringen des Bolzens in die miteinander zu verbindenden Teile 4, 5 wird der Werkstoff zunächst in Richtung der Bolzenbewegung sowie quer dazu nach außen gedrückt (vgl. Fig. 4, 5). Auf diese Weise ergibt sich schließlich normalerweise ein leichter Krater 9 auf der Eindringseite sowie eine leichte Vorwölbung 10 auf der gegenüberliegenden bzw. der Austrittsseite. In jedem Falle ist das beim Eindringen des Bolzens in die Teile 4, 5 verdrängte Material normalerweise bestrebt, in seine Ursprungslage zurückzukehren und sich demgemäß gegen den Bolzenschenkel 2 zu legen, um auf diese Weise entsprechend der Darstellung in den Fig. 5, 6 einen Rückhaltewiderstand

3U6855

gegen ein Herausziehen des Heftbolzens auszuüben. Auch ohne einen derartigen Rückhaltewiderstand ist ein Herausziehen des Heftbolzens wegen dessen an dem benachbarten Teil 5 anliegender Verdickung 6 nicht möglich, weil diese Verdickung beim Versuch eines Herausziehens eine Verringerung der lichten Weite der sich beim Eindringen des Bolzens in den Werkstoff bildenden Öffnung 11 (vgl. Fig. 5) bewirkt; und dies umso mehr, wenn sich auf der Austrittsseite des Teils 5 eine Bolzenschulter 10 befindet.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 7, 8 besitzt das Zuschnitteil 4 ein Loch 80, durch das der Bolzen lediglich in das Material des Zuschnitteiis 5 eindringt. Dabei passiert der Bolzen das Loch 80 und verbindet die beiden Teile 4, 5 miteinander, die auch gegeneinander vertauscht sein können.

Beim Befestigen eines Etiketts 12 an der Wandung 13 eines Behälters 14 entsprechend den zeichnerischen Darstellungen in den Fig. 9 bis 12 sollte der Zuschnitt auf die Innenseite der Behälterwandung 13 gelegt und der Heftbolzen von der Behälteraußenseite zunächst durch die Behälterwandung 13 und alsdann durch das Etikett 12 dringen. Dabei entsprechen das Etikett 12 und die Behälterwandung 13 den miteinander zu verbindenen Zuschnitteilen 5 bzw. 4 der Fig. 2 bis 6. Die vorerwähnte Verfahrensweise erlaubt es, das untere Ende 15 des Etiketts 12 in die im Behälter, beispielsweise einem Blumentopf befindliche Erde einzubetten und auf diese Weise eine sichere Lage des Etiketts zu gewährleisten. Die Eindring- bzw. Vortriebskraft des Bolzens hängt naturgemäß von dem Werkstoff der miteinander zu verbindenen Teile ab.

Normalerweise ist bei verhältnismäßig elastischem Material eine geringe Eindringgeschwindigkeit von Vorteil; in jedem Falle läßt sich durch einfache Versuche eine angemessene Eindringgeschwindigkeit ermitteln. Je nach den Gegebenheiten läßt sich das Etikett 12 auch mit mehreren Heftbolzen an der Behälterwandung 13 befestigen.

Der Heftbolzen 1 kann verschiedene Formen besitzen, weist bei den Ausführungsbeispielen der Fig, I jedoch einen Schenkel 2 mit quadratischem, rechteckigem oder einem anderen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, um in seiner Befestigungslage ein Verdrehen des Etiketts 12 in Bezug auf den Behälter 14 zu verhindern. Vorzugsweise ist der Bolzen entsprechend seiner zeichnerischen Darstellung im wesentlichen flach ausgebildet und weist ein aus zwei Schenkeln 16 bestehendes Querhaupt 3 auf, das sich von seinem Steg 2 nach außen erstreckt. Je nach Verwendungszweck kann der Bolzen äußerst klein, beispielsweise 10 mm lang sein und im Hinblick auf seine Handhabung ein ausreichend langes bzw. breites Querhaupt 3 besitzen.

Der Schenkel 2 besitzt im Bereich des Querhaupts vorzugsweise einen größeren Querschnitt als an seinem freien, in das Material der zu heftenden Teile eindringende Ende 19. Das läßt sich bei dem dargestellten flachen Bolzen mit Hilfe keilförmiger Schrägen an den Seiten 17 des Schenkels 2 mit dem Querhaupt 13 erreichen. Dabei gehen diese Seiten 17 vorzugsweise mit einer Rundung 18 in das Querhaupt 13 bzw. dessen Schenkel 16 über. Sowohl die Rundung 18 als auch der keilförmige Verlauf der Seitenflächen 17 verleihen dem Schenkel im Bereich seines Übergangs in das Querhaupt 3 eine ausreichende Festigkeit.

Das Eindringende 19 des Schenkels 2 kann spitz oder keilförmig ausgebildet sein. Bei einer keilförmigen Ausbildung der Schenkelspitze schließen sich die beiden konvergierenden Flächen 20 vorzugsweise direkt an die winklig zueinander verlaufenden Seitenflächen 17 an. Mindestens eine der beiden konvergierenden Flächen 20 verläuft teilweise quer zu der zugehörigen Schenkelseite 17, um eine Stufung bzw. Halteschulter 7 zu schaffen. Vorzugsweise verlaufen die beiden Keilflächen 20 jedoch so, daß sich eine keilförmige Bolzenspitze mindestens aus der Sicht von der breiten Bolzenseite her ergibt.

Das keilförmige Eindringende 6 des Bolzens 1 bestimmt die Bruchcharakteristik des Werkstoffs der miteinander zu verbindenden Teile. Anstatt eines Bruchs bzw. Risses entlang vorhandener Schwächungslinien bewirkt die keilförmige Bolzenspitze einen Bruch, bei dem das Material an den einander gegenüberliegenden Keilflächen gespreizt wird. Demgemäß verlaufen die Bruchlinien 21 gemäß Fig. 12 normalerweise in Richtung der Keildivergenz.

Ein Heftbolzen der vorerwähnten Art eignet sich insbesondere zum Befestigen eines Etiketts 12 an einem Pflanzbehälter 14, er eignet sich jedoch auch für andere Verwendungszwecke und Befestigungsverfahren als das beispielhaft beschriebene. Ein Bolzen dieser Art kann aus Acetal oder einem anderen Kunststoff oder anderen Werkstoffen bestehen.

Der Heftbolzen braucht am Eindringende 19 nicht spitz bzw. punktförmig auszulaufen. So eignet sich beispielsweise auch ein Heftbolzen mit stumpfem Eindringende. Ein derartiger Heftbolzen 101 ist in Fig. 13 dargestellt und im wesentli-

chen zylindrisch ausgebildet; er besitzt an jedem Ende seines Querhaupts Verdickungen 103 mit einer Schulter 107. Eine ähnliche hanteiförmige Ausbildung des Querhaupts läßt sich auch bei einem flachen oder nicht zylindrischen Bolzen erreichen.

Der erfindungsgemäße Heftbolzen 1 kann die verschiedensten Formen aufweisen. So kann der Bolzenschenkel 202 nach der zeichnerischen Darstellung in Fig. 14 einen von seinem Eindringende 219 ausgehenden und im Abstand vor seinem Querhaupt 203 endenden Längsschlitz 222 aufweisen. Dieser
Schlitz erlaubt eine Verkleinerung des Schenkelquerschnitts im Bereich des Eindringendes 219 während des Eindringens in den Werkstoff der miteinander zu verbindenden Teile, wie das in Fig. 15 dargestellt ist.

Nach dem Passieren der miteinander zu verbindenden Teile spreizt sich das Ende des Bolzenschenkels 202 und erhöht auf diese Weise die Rückhaltekraft in dem Werkstoff der miteinander zu verbindenden Teile.

Bei einer zeichnerisch nicht dargestellten Variante des erfindungsgemäßen Heftbolzens können in axialer Richtung mehrere die Haltekraft erhöhende Schultern an dem Bolzenschenkel angeordnet sein. Bei einer anderen Variante kann der Bolzen sich ausdehnende oder verkeilende, und sich in bezug auf seinen Hauptteil nach dem Eindringen in die miteinander zu verbinden Teile verschiebende Elemente aufweisen, um die Haltekraft zu vergrößern.

Ein Heftbolzen der vorerwähnten Art läßt sich mit Hilfe eines Werkzeugs in die miteinander zu verbindenden Teile

einbringen. Ein derartiges Werkzeug beispielsweise zum Befestigen eines Etiketts an einem Pflanzbehälter wird im folgenden beschrieben.

Dieses Werkzeug 26 weist nach der zeichnerischen Darstellung in Fig. 16 eine Etikettenführung 27, einen Bolzenantrieb 28 sowie einen diesem Antrieb gegenüberliegenden Amboß 28 auf. Des weiteren enthält das Werkzeug vorzugsweise ein Bolzenmagazin 30 sowie einen Bolzenförderer zwischen dem Magazin und der Bolzenführung 27. Dem Amboß 29 kommt im Vergleich zu herkömmlichen Geräten insofern eine wesentliche Bedeutung zu, als sieh damit ein geschlossenes System ergibt, bei dem die Vortriebsenergie des Bolzens über den Amboß 29 in das Gerät eingeleitet wird. Bei herkömmlichen Geräten gelangt die Vortriebsenergie des Heftbolzens in die den Bolzen aufnehmenden, miteinander zu verbindenden Teile, woraus sich ein für den Benutzer unangenehmer Rückstoß ergibt.

Das Gerät läßt sich elektrisch über Netz oder Batterie mit Strom versorgen.

Ein beispielsweise mit Wechselstrom betriebenes Gerät besitzt einen Auslöser 31 für den Bolzenantrieb 28. Vorzugsweise besteht dieser Auslöser aus einem Solenoid 32, der nach dem Einschalten des Betriebsstroms den Bolzenantrieb in der Arbeitsrichtung des Bolzens betätigt. Der Bolzenantrieb 28 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem plattenförmigen Kolben 33 mit einer Schubkante 34, deren Konturen der Oberseite des Bolzenquerhaupts 3 entsprechen. Der Kolben 33 ist seinerseits mit dem Kern 35 des Solenoids 32 verbunden und bewegt sich beim Einschalten des Solenoids hin und her.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 33 mit Hilfe eines Stifts 36 an dem Solenoidkern 35 befestigt und hält eine Feder 37 den Kern 35 in seiner in Fig. 16 dargestellten Ruhelage. In dieser Ruhelage befindet sich die Schubkante 34 des Kolbens 33 außer Berührung mit der einen Bolzen aufnehmenden Bolzenführung 27. Beim Einschalten des Solenoids 32 wird der Kern 35 elektromagnetisch in den Korpus 38 des Solenoids 32 hineingezogen, wie das in den Fig. 17 und 18 dargestellt ist. Sobald der Kolben 33 die aus Fig. 18 ersichtliche vordere Endlage erreicht hat, wird der Solenoid 32 abgeschaltet und drückt die Rückstellfeder 37 den Kern 35 mit dem Kolben 33 in seine Ausgangs- bzw. Ruhelage gemäß Fig. 16 zurück.

Die gegenseitige Lage des Solenoids 32 und des Kolbens 33 wird so eingestellt, daß der Solenoid seine maximale Antriebskraft in der aus Fig. 17 ersichtlichen Lage des SoIenoidkerns 35 erreicht. In dieser Lage berührt der betreffende, vom Kolben 33 beaufschlagte Heftbolzen eines der miteinander zu verbindenden Teile und beginnt in dieses Teil einzudringen. Das ist der richtige Moment für das Wirksamwerden der maximalen Antriebskraft. In dieser Hinsicht ist es von Vorteil, daß bei Solenoiden die Größe der Antriebskraft progressiv in dem Maße zunimmt, wie der Kern in den Korpus des Solenoids hineingezogen wird. Darüber hinaus nimmt die Größe der Antriebskraft sehr rasch ab, wenn keine Belastung wirksam wird, so daß sich ein optimales Ergebnis einstellt, wenn die maximale Antriebskraft kurz bevor der betreffende Heftbolzen das ihm am nächsten liegende Teil berührt, erreicht ist.

Das Werkzeug enthält vorzugsweise eine Steuerung als Teil einer gedruckten Schaltung 81, die eine zeitliche Verzögerung zwischen dem Abschalten des Solenoids und dessen Wiederwirksamwerden gewährleistet. Dabei verriegelt ein Timer für eine gewisse Zeit unmittelbar nach dem Abschalten des Solenoids einen Schalter 57 und verhindert auf diese Weise ein ständiges Ausstoßen von Heftbolzen.

Die erwähnte Bolzenführung 27 bringt den jeweils einzuschießenden Heftbolzen in eine mit dem Kolben 33 fluchtende Lage, in der das Eindringende 19 des Bolzens entsprechend der zeichnerischen Darstellung in Fig. 19 von dem Kolben 33 wegweist. Anfangs kann sich ein bestimmter Abstand 39 zwischen dem Querhaupt 3 des Heftbolzens und der Schubkante 34 des Kolbens ergeben, den der Kolben überwinden muß, ehe er den Heftbolzen beaufschlagt. Ein weiterer Abstand 40 ergibt sich zwischen dem Eindringende 19 des Heftbolzens und der ihm gegenüberliegenden Oberfläche eines der miteinander zu verbindenden Teile. Dieser Abstand 40 wird bestimmt durch das Verhältnis der Bolzenführung 27 und der an einem der miteinander zu verbindenden Teile anliegenden Stirnfläche 41 des Werkzeugkörpers.

Der Solenoid 32 und der Kolben 33 befinden sich im Hauptteil 42 des Werkzeugs. Zu der Bolzenführung 27 gehört eine mit diesem Hauptteil verbundene, sich über das Ende 44 des Hauptteils hinaus erstreckende Konsole 43 (vgl. Fig. 16 bis 18), deren Stirnfläche mit der Stirnseite 41 des Werkzeugs zusammenfällt. Die Oberfläche der Führungsbahn 43 fluchtet mit der unteren Seite eines Querschlitzes 46 im Hauptteil 42, in Richtung auf den hin sich der Kolben 33 bewegt.

Ein Paar in Fig. 19 dargestellter Führungsflachen 47 befinden sich an der oberen Oberfläche 46 der Konsole 43 und bilden einen Führungskanal für den Heftbolzen bei dessen Bewegung aus seiner in Fig. 19 dargestellten Ruhelage. Diese Führungsflächen 47 gehören zu der Bolzenführung 27, da sie den Bolzen in einer mit dem Kolben 33 fluchtenden Lage halten. Der Führungskanal kann auch anders ausgebildet sein und beispielsweise ein integrierendes Teil der Konsole 43 sein.

Zu der dargestellten Bolzenführung gehört eine sich im Abstand von der Kanaloberfläche mindestens über den äußeren Teil des Kanals erstreckende Abdeckung 48. Die Dimensionen sind dabei so gewählt, daß der Bolzen seitlich geführt und gegen ein Abheben von der Fläche 45 insbesondere beim Auftreffen auf eines der miteinander zu verbindenden Teile gesichert ist.

Vorzugsweise befinden sich gemäß Fig. 20 mehrere Bolzen in einer Patrone 49, die in das Bolzenmagazin 30 so eingesetzt wird, daß sich die Bolzen einzeln und automatisch nacheinander in ihrer Ausgangslage 27 auf der Konsole 43 bringen lassen. Demgemäß wird, wenn der Kolben 33 nach dem Einschießen eines Bolzens in seine in Fig. 16 dargestellte Ausgangslage zurückkehrt, der nächste Bolzen automatisch in eine Lage gebracht wird, in der ihn der Kolben 33 bei dessen nächster Arbeitsbewegung erfaßt. Zu dem Magazin 30 gehört eine sich von der Konsole 43 nach oben erstreckende Führungsrinne 50. Des weiteren befindet sich zwischen der Fläche 45 und dem unteren Ende des Magazins 30 ein Freiraum, der es erlaubt, einen Bolzen mit Hilfe des Kolbens 33 aus seiner Ausgangslage zu verschieben. Die in dem Magazin

30 befindlichen Heftbolzen werden beispielsweise mit einer Feder 51 kontinuierlich gegen die Konsole 43 gedruckt.

Wie sich aus Fig. 20 ergibt, gehört zu dem Bolzenförderer 30, 50 eine Kappe 52, die sich lösbar am oberen Ende der Führungsrinne 50 befestigen läßt, ein an dem in der Patrone 49 zuoberst liegenden Heftbolzen anliegender Druckkopf 53 sowie eine sich zwischen der Kappe 52 und dem Druckkopf 53 erstreckende Feder 51. Der Druckkopf 53 ist gleitbeweglich auf einem an der Kappe 52 befestigten und die Feder 51 aufnehmenden Stab 54 geführt.

Der Amboß 29 ist vorzugsweise beweglich am Hauptteil 42 des Werkzeugs angeordnet und läßt sich daher in oder aus seiner Betriebslage bewegen, in der er mindestens im wesentlichen mit der Bewegungsbahn der Heftbolzen fluchtet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Amboß 29 mit einem beweglichen Griff 55 des Werkzeugs verbunden. Dieser Griff ist bei 56 um eine sich quer zur Bewegungsbahn des Kolbens 33 erstreckende Achse am Hauptteil 42 des Werkzeugs gelagert. Dabei sollte der Handgriff 55 federnd in seine Lage mit maximalem Abstand vom Hauptteil 42 in der Weise gedrückt werden, daß eine Bewegung in Richtung auf Hauptteil einen Schalter 57 betätigt bzw. den Solenoid einschaltet.

Nach Fig. 16 besteht der Handgriff 55 aus einer im Zwischenraum zwischen zwei Teilen 60, 61 des Hauptteils 42 gelagerten Grundplatte 58. Eine Feder 62 erstreckt sich zwischen dem Werkzeugteil 60 und der Grundplatte 58; sie drückt den Handgriff 55 in die aus Fig. 16 ersichtliche Lage. Eine

Schaltschraube 63 an der Grundplatte 58 betätigt den Schalter 57 und läßt sich so einstellen, daß sich die Einschaltzeit des Schalters 57 während der Griffbewegung in die aus Fig. 21 ersichtliche Lage einstellen läßt.

Eine Nase 64 des Handgriffs 55 trägt den Amboß 29 beispielsweise in Form einer Platte, deren Schlitz oder Ausnehmung 65 am unteren Ende die Bahnbewegung des Schenkels 2 bzw. des Eindringendes eines Bolzens 1 ermöglicht. In der aus Fig. 16 ersichtlichen Ruhelage des Handgriffs 55 befindet sich der Amboß 29 oberhalb und im Abstand von der Bolzenbahn. Beim Herunterdrücken des Handgriffs 55 in Richtung auf den Hauptteil 42 des Werkzeugs umschließt der Amboß hingegen die Bewegungsbahn des Bolzenstegs und befindet sich in seiner aus Fig. 21 ersichtlichen Endstellung dicht vor der Stirnfläche 41 des Hauptteils 42. Vorzugsweise entspricht der Abstand 66 zwischen der Stirnfläche 41 und dem Amboß 29 im wesentlichen der Gesamtdicke der beiden miteinander zu verbindenden Teile, beispielsweise des Etiketts 12 und der Behälterwandung 13.

Des weiteren gehört zu dem Werkzeug vorzugsweise eine Etikettenaufnahme am Amboß 29 oder der den Amboß tragenden Nase 64. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Etikettenaufnahme eine Führungsfläche 67 am Amboß 29 und einen Stopper 68 auf, der auf einer sich nach oben erstreckenden Verlängerung 69 der Führungsfläche 67 liegt. Der Stopper 68 besteht aus einem in der Nase 64 exzentrisch auf einem Stift 70 gelagerten Doppelrad. Dieser Stift erstreckt sich zwischen dem radialen Drehpunkt des Doppelrades 68 und der Führungsfläche 67 oder der Verlängerung 69, so daß die Schwerkraft das Doppelrad 68 in eine Drehrich-

3U6855

tung zieht, derzufolge sich seine Umfangsfläche 71 gegen die Führungsfläche 67 oder deren Verlängerung 69 legt.

Bei dem dargestellten Werkzeug läßt sich ein Etikett 12 zwischen der Führungsfläche 67 und deren Verlängerung 69 nach unten bewegen, während eine Rückbewegung durch die Klemmwirkung des Doppelrades 68 verhindert wird. Bei seiner Abwärtsbewegung kommt das Etikett 12 in Berührung mit dem Doppelrad 68, das alsdann nach außen schwingt und demzufolge den Spalt zwischen seiner Umfangsfläche 71 und der ihr gegenüberliegenden Verlängerung 69 vergrößert. Ein Versuch, das Etikett aufwärts bzw. zurückzuziehen führt dazu, daß das Doppelrad 68 zurückschwingt und das Etikett 12 zwischen den Flächen 69 und 71 festklemmt.

An die Stelle des Doppelrades 68 können auch andere Haltemittel, beispielsweise Blattfedern treten.

Bei dem dargestellten Ausführungsbei.spiel ist die Führungsfläche 69 Bestandteil der Rückseite eines nach der Darstellung in den Fig. 23,24 lösbar an der Handgriff nase 64 befestigten Adapters 72. Der Adapter 72 besitzt eine Aufnahmetasche 73 und eine Öffnung 74, durch die das Etikett 12 in den Spalt zwischen den Flächen 69 und 71 eingeführt wird. Der Adapter 72 läßt sich gegen einen anderen Adapter mit einer Tasche 73 und einer Öffnung 74 anderer Dimensionen auswechseln, um unterschiedlich bemessene Etiketten verwenden zu können. In der zeichnerischen Darstellung der Fig. 24 befindet sich der Adapter 72 in einer von der Handgriff nase 64 gelösten Position.

3445855

Das erfindungsgemäße Werkzeug wird in der Weise benutzt, daß sich der Handgriff 55 zunächst in seiner aus Fig. 14 ersichtlichen Ruhestellung befindet und ein Etikett entsprechend der Darstellung in Fig. 23 hinter dem Amboß 29 eingeführt wird. Dabei führt die Adaptertasche 73 das Etikett so, daß sein unteres spitz zulaufendes Ende zwischen die Räder des Doppelrades 68 gelangt und seine Kanten anschließend in den sich nach unten verjüngenden Spalt zwischen den führenden Flächen 69 und 71 gelangen. Ein
leichter Druck reicht aus, das Etikett 12 an dem Doppelrad 68 vorbeizuführen, das anschließend das Etikett gegen die FUhrungsfläche 69 drückt, ohne dessen Abwärtsbewegung zu behindern. Diese Abwärtsbewegung läßt sich gegebenenfalls solange aufhalten, wie ein Teil des Etiketts mit der Bewegungsbahn des Bolzens fluchtet, wenn sich der Amboß 29 in der aus den Fig. 21 und 25 ersichtlichen Arbeitsstellung befindet.

Befindet sich eine mit Heftbolzen 1 gefüllte Patrone 49 in dem Bolzenmagazin 30, dann gelangt der unterste Bolzen aus der Patrone auf die Konsole 43 bzw. in die Bewegungsbahn des Kolbens 33. Alsdann wird das Werkzeug in eine Lage gebracht, in der die Stirnfläche 41 an der Außenfläche der Behälterwandung 13 anliegt und sich die Handgriffnase 64 über der Oberkante der Behälterwandung in der aus Fig. 25 ersichtlichen Lage befindet. Eine Abwärtsbewegung des Handgriffs 55 in bezug auf den Hauptteil 42 des Werkzeugs bewegt alsdann den Amboß 29 in seine Arbeitsstellung bzw. in die Bewegungsbahn der Bolzen. Dabei nimmt die Handgriffnase 64 das Etikett 12 mit, bis dessen unterer Teil über der Innenoberfläche der Behälterwandung 13 in der Bewegungsbahn der Heftbolzen liegt.

3448855

Gegen Ende der Bewegung des Handgriffs in Richtung auf den Hauptteil 42 wird der Schalter 57 betätigt und damit der Solenoid 32 eingeschaltet. Daraufhin bewegt sich der Kolben nach außen und trifft dabei auf einen Heftbolzen, den er gegen und in die Behälterwandung 13 treibt. Der Heftbolzen dringt in die Behälterwandung 13 und das anliegende Etikett ein, während der Amboß als Widerlager fungiert und die Antriebskraft aufnimmt. Dabei kann jedoch das Eindringende des Heftbolzens den Schlitz 65 im Amboß 29 passieren.

Sobald der Heftbolzen eingeschossen ist, wird der Handgriff gelöst, um in seine Ruhestellung zurückzukehren und den Amboß 29 von dem eingeschossenen Befestigungsbolzen zu entfernen. Das Werkzeug wird alsdann außer Berührung mit dem Behälter 14 gebracht. Bei einem Werkzeug der zuvor beschriebenen Art läßt sich das Heften in einer Zeit von weniger als eine hundertstel Sekunde durchführen.

Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug lassen sich auf einfache und wirksame Weise Heftbolzen einschießen und insbesondere Etiketten an Pflanzbehältern befestigen. Der bewegliche Amboß am Handgriff ergibt dabei ein außerordentlich sicheres Werkzeug, bei dem ein Herausschießen von Heftbolzen bei einem unwillkürlichen Betätigen des Handgriffs nicht möglich ist. Vielmehr gibt das Werkzeug einen Heftbolzen nur dann frei, wenn der Amboß in der Bewegungsbahn der Heftbolzen liegt.

Statt einzelner Etiketten lassen sich auch fortlaufende, auf einer Rolle befindliche Etikettenbänder verwenden. Dazu braucht das Werkzeug lediglich mit einem Rollenträger verse-

hen zu werden, von dem aus das Etikettenband in die Aufnahmetasche gelangt. Die einzelnen Etiketten können längs einer Perforation oder einer anderen Schwächungslinie, aber auch mit Hilfe eines am Werkzeug angeordneten Messers abgetrennt werden.

Das Werkzeug kann auch stationär angeordnet sein, um alsdann einen Behälter und ein Etikett an das Werkzeug heranzubringen. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, das Werkzeug anstelle des Handgriffs mit einer Fußbetätigung zu versehen. Schließlich läßt sich das Werkzeug auch so gestalten, daß es automatisch zu arbeiten beginnt, sobald ein Behälter eingeführt wird.

ι ^X\ - Leerseite -

Claims (1)

1. Dn.-lng. Reimar König.- .·:. D^^lng^Kfeus Bergen

   Wilhelm-Tell-Str. 14 4DOO Düsseldorf 1 Telefon 397O2B Patentanwälte

   21.Dez.1984
   35 868 K

   PETER BAYLY ASSOCIATES AUSTRALIA PTY. LTD.,

   Whitehorse Road, Balwyn, 3103, Victoria, Australien

   "Verfahren und Werkzeug zum Heften von Flachmaterialzu-

   schnitten"

   Patentansprüche;

   1. Verfahren zum Heften zweier aneinanderliegender Flachmaterialteile, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heftbolzen mit einem Steg, einer Verdickung als Wegbegrenzer am einen Ende des- Steges und einer Halteschulter am anderen Ende des Steges in die beiden Teile eingetrieben wird und beim Eindringen in die Teile den vor ihm liegenden Werkstoff bis zum Bruch verdrängt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heftbolzen in die Seitenwandung eines Kunststoffbehälters und ein Etikett eingetrieben wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heftbolzen aus Kunststoff mit einem Steg eingetrieben wird, an dessen Eindringende sich eine gegen einen verdickten Kopf am anderen Stegende gerichtete Halteschulter befindet.

   3440851

   4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heftbolzen durch eine vorgegebene Öffnung in dem einen der beiden zu verbindenden Teile in das andere Teil eingetrieben wird.

   5. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Hauptteil (42) mit einer Bolzenführung (27), einem Bolzenantrieb (28) und einem dem Antrieb gegenüber in der Bewegüngsbahn des Bolzens liegenden Amboß (29).

   6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hauptteil (42) ein Handgriff (55) verschwenkbar verbunden ist und der Amboß (29) an dem Handgriff und die Bolzenführung (27) sowie der Bolzenantrieb (28) an dem Hauptteil angeordnet sind.

   7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (55) mit einer Etikettenführung (67, 68, 69) versehen ist.

   8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Etikettenführung aus einer Führungsfläche (69) und einem in bezug auf die Führungsfläche beweglichen Haltemittel (68) besteht.

   9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Platte (72) mit der Führungsfläche (69) vom Amboß (29) nach oben erstreckt und das Haltemittel (68) nur die Abwärtsbewegung eines Zuschnitteiis erlaubt.

   3446815

   10. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel aus einem exzentrisch auf einem Stift (71) gelagerten, unter dem Einfluß der Schwerkraft an der gegenüberliegenden Führungsfläche (69) anliegenden Rad (68) besteht.

   11. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Etikettenführung (67, 68, 69) ein auswechselbarer Adapter (72) angeordnet ist.

   12. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (55) schwenkbar abgefedert mit dem Hauptteil (42) verbunden ist.

   13. Werkzeug nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen in der Bewegungsbahn des Handgriffs (55) liegenden Schalter (57).

   14. Werkzeug nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Solenoid (32).

   15. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Solenoid (32) so in bezug auf einen Kern (35) angeordnet ist, daß die magnetische Antriebskraft ein Maximum erreicht, wenn der Heftbolzen (1) auf einen in seiner Bewegungsbahn liegenden Zuschnitt (4,5) trifft.

   16. Werkzeug nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Bolzenmagazin (30) mit einer Bolzenführung (50,52).

   17. Heftbolzen für das Verfahren der Ansprüche 1 bis 4 und ein Werkzeug nach den Ansprüchen 5 bis 16, gekennzeichnet durch einen Steg (2) mit einem Eindringende

   (19) und mindestens einer in Richtung auf einen verdickten Kopf (3) am anderen Stegende weisende Halteschulter (7).

   18. Heftbolzen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (3) aus einem balkenförmigen, sich quer zu dem Schenkel (2) erstreckenden Querhaupt (3,16) besteht.

   19. Heftbolzen nach . Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet daß der Steg einen rechteckigen Querschnitt besitzt und zwei einander gegenüberliegende Seiten (17) in Richtung auf das Querhaupt (3,16) divergieren und das Eindringende (19) keilförmig mit zwei divergierenden Seitenflächen ausgebildet ist, die sich auf derselben Stegseite befinden wie die in Richtung auf das Querhaupt divergierenden Seitenflächen, und die Anschlagschultern (7) aus einer Stufung der Seitenflächen bestehen.

   20. Heftbolzen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung auf das Querhaupt (3,16) divergierenden Seitenflächen (17) über eine Rundung (18) in das Querhaupt (3, 16) übergehen.

   21. Heftbolzen nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Eindringspitze (19).

   22. Heftbolzen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß er einstückig aus Kunststoff gefertigt ist.

   23. Heftbolzen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Anschlagschulter (7) aus einer Verdickung (6) eines stumpfkantigen Eindringendes (19) besteht.

   24. Heftbolzen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (2) und das Querhaupt (3,16) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind und die Anschlagschulter (7) aus einem im Abstand vom Querhaupt angeordneten Eindringende (19) besteht.

   25. Heftbolzen nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Steg (202) mit einem im Abstand von dem Querhaupt (203) endenden Längsschlitz (222).