DE4226313A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von einseitig verschlossenen, im wesentlichen zylindrischen Hülsen aus Pappe - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von einseitig verschlossenen, im wesentlichen zylindrischen Hülsen aus PappeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Kartonformungstechnik und be
trifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von ein
seitig verschlossenen im wesentlichen zylindrischen Pappehülsen
insbesondere aus Wickelkarton.
Bei einer bekannten Verwendung solcher zylindrischer einseitig ge
schlossener Pappehülsen als Aufsatzhülsen bei Feuerwerksraketen,
bei denen diese Aufsatzhülsen jeweils auf eine weitere als Treib
satz dienende Hülse aufgesteckt werden, besteht die Forderung nach
einem kostengünstigen und einfachen Herstellungsverfahren und ei
ner Herstellungsvorrichtung, die es ermöglichen, das verschlossene
Ende möglichst dicht zu machen. Ferner soll die Pappehülse ein
stückig gefertigt sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Herstellungs
verfahren durch mindestens folgende Schritte gekennzeichnet:
- a) Herstellung von zylindrischen Hülsen mit vorbestimmtem Durch messer und vorbestimmter Länge,
- b) konisches Zusammenpressen der Hülsenwand an einem Ende der Hül se, und
- c) Verdichtung des verpreßten Hülsenendes und kuppenartiges Abrun den der verdichteten Hülsenspitze, so daß letztere eine formsta bile Kuppe bildet.
Durch die Folge der gekennzeichneten Verfahrensschritte wird eine
einseitig verschlossene, im wesentlichen zylindrische Pappehülse
insbesondere aus Wickelkarton ermöglicht, deren verschlossene
Spitze auch bei der Explosion des in der Pappehülse enthaltenen
Feuerwerkseffektmaterials formstabil und dicht bleibt, so daß die
Feuerwerksentladung aus dem offenen Hülsenende austritt. Weiterhin
wird der Vorteil erzielt, daß das verschlossene Hülsenende gegen
atmosphärische Feuchtigkeit relativ dicht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform weist der Preßschritt b
einen weiteren Schritt b1 auf, durch den beim konischen Zusammen
pressen bereits eine Vorverdichtung des Pappematerials erfolgt.
Bevorzugt wird durch einen weiteren Schritt d nach dem Schritt c
eine Glättung der Innen- und der Außenwand im Bereich des verdich
teten Hülsenendes ausgeführt.
Insgesamt zeichnet sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
bevorzugt dadurch aus, daß das Pappematerial in den Schritten b,
b1, c und d jeweils zwischen einem axial beweglichen Druckstempel
im Inneren der Hülse und einer entgegen der Stempelkraft wirkenden
äußeren Glocke verpreßt, verdichtet und geglättet wird, wobei der
Druckstempel und die Glocke jeweils eine der beabsichtigten Ver
pressung, Verdichtung und Glättung entsprechende Außen- und Innen
kontur haben.
Dabei wird bevorzugt der Weg des Druckstempels einstellbar vorge
geben, und die Glocke ist axial federnd gelagert, wobei der Feder
weg den Preßdruck bestimmt.
Bevorzugt wird im Verdichtungsschritt c die kuppenartige Abrundung
durch einen axial innerhalb der Glocke unbeweglich angeordneten
Amboß ausgeführt, gegen dessen konkave Amboßfläche der Stempel das
verdichtete Hülsenende preßt.
Bei der bevorzugten Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten
Pappehülsen als Aufsatzhülsen für Feuerwerksraketen, werden diese
Hülsen bereits während des Hülsenherstellungsschritts a mit einer
äußeren Etikettierung versehen.
In diesem Fall folgt dem Glättungsschritt d bevorzugt ein Druck
schritt e, durch den eine gewünschte Druckfarbe auf die Außenseite
der geglätteten Hülsenspitze aufgedruckt wird.
Eine noch weiterhin gesteigerte Dichtheit der geformten Hülsen
spitze wird bevorzugt durch einen Beleimungsschritt f erzielt,
durch den Leim ins Hülseninnere im Bereich der Hülsenspitze einge
bracht wird.
Um einen möglichst dichten und sicheren Sitz der erfindungsgemä
ßen Hülse auf einem als Treibsatz dienenden Papperohr einer Feuer
werksrakete zu erzielen, wird bevorzugt in einem Bördelschritt g
der Rand der offenen Hülsenseite nach innen eingebördelt.
Vorteilhafterweise wird dieser Bördelschritt g in zwei Teilschrit
ten durchgeführt, nämlich einem Vorbördelschrift g1, bei dem der
Rand einfach nach innen gebogen wird, und einem Nachbördelschritt
b2, bei dem der bereits vorgebördelte Rand weiter spiralförmig
nach innen umgebogen wird.
Bevorzugt werden die Herstellungsschritte a-e bei aufrecht auf
dem Stempel, das heißt mit nach oben ragender Hülsenspitze und die
Schritte f und g bei umgekehrter Hülse ausgeführt, wobei sich die
Hülsenspitze unten befindet. Dabei wird die Hülse durch einen Hül
senwendeschritt zwischen den Schritten e und f gewendet.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer einseitig
verschlossenen, im wesentlichen zylindrischen Pappehülse aus Wic
kelkarton ist gekennzeichnet durch
eine Wickelvorrichtung zum Wickeln eines zylindrischen Rohrs mit vorbestimmtem Durchmesser aus einem Pappestreifen,
eine Schneidevorrichtung, in der das Rohr zu Hülsen vorbestimmter Länge geschnitten wird,
eine Vorpreßvorrichtung, in der die auf einem axial beweglichen Druckstempel stehende Hülse an ihrem einen Ende durch eine entge gen der Druckbewegung des Druckstempels wirkende äußere Glocke ko nisch verpreßt wird, wobei der Druckstempel und die Glocke jeweils eine der konischen Verpressung entsprechende Außen- bzw. Innenkon tur haben, und eine Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung, die ebenfalls einen in die Hülse ragenden Druckstempel und eine die Hülse an ihrer Spitze umgebende Glocke mit einer der beabsichtig ten Verdichtung und Abrundung jeweils entsprechenden Außen- bzw. Innenkontur sowie einen der Stempelspitze entgegenwirkenden Amboß aufweist und die eine formstabile Kuppe an der Hülse formt.
eine Wickelvorrichtung zum Wickeln eines zylindrischen Rohrs mit vorbestimmtem Durchmesser aus einem Pappestreifen,
eine Schneidevorrichtung, in der das Rohr zu Hülsen vorbestimmter Länge geschnitten wird,
eine Vorpreßvorrichtung, in der die auf einem axial beweglichen Druckstempel stehende Hülse an ihrem einen Ende durch eine entge gen der Druckbewegung des Druckstempels wirkende äußere Glocke ko nisch verpreßt wird, wobei der Druckstempel und die Glocke jeweils eine der konischen Verpressung entsprechende Außen- bzw. Innenkon tur haben, und eine Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung, die ebenfalls einen in die Hülse ragenden Druckstempel und eine die Hülse an ihrer Spitze umgebende Glocke mit einer der beabsichtig ten Verdichtung und Abrundung jeweils entsprechenden Außen- bzw. Innenkontur sowie einen der Stempelspitze entgegenwirkenden Amboß aufweist und die eine formstabile Kuppe an der Hülse formt.
Bevorzugt ist zum Erzielen einer möglichst glatten Außenfläche im
Bereich der Hülsenspitze eine Glättungsvorrichtung vorgesehen, die
eine Glättung der Innen- und Außenwand im Bereich des verdichteten
und abgerundeten Hülsenendes ausführt.
Bevorzugt weist die Glättungsvorrichtung ebenfalls einen in das
Innere der Hülse stoßenden Druckstempel und eine dem Druckstempel
entgegen wirkende Glocke auf.
Falls das Bedrucken der Hülsenspitze von außen gefordert ist, ist
weiterhin bevorzugt eine Druckvorrichtung vorgesehen, die Druck
farbe auf die Außenseite der geglätteten Hülsenspitze aufträgt.
Diese Druckvorrichtung ist bevorzugt als Tampondruckvorrichtung
ausgebildet. Zur weiteren Verdichtung der Hülsenspitze ist eine
Beleimungsvorrichtung vorgesehen, die Leim ins Hülseninnere im Be
reich der Hülsenspitze einbringt. Bevorzugt ist der Leim ein
schnelltrocknender Heißleim. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
ist außerdem eine Randbördelvorrichtung vorgesehen, die den Rand
der offenen Hülsenseite nach innen bördelt.
In bevorzugter Weiterbildung ist die Randbördelvorrichtung in Form
einer Vorbördel- und einer Nachbördelstation ausgebildet, wobei
die Vorbördelstation den Hülsenrand einfach nach innen umbiegt und
die Nachbördelstation den Hülsenrand weiter spiralförmig nach in
nen umbiegt.
Bevorzugt sind die Herstellungsvorrichtungen, beginnend mit der
Vorpreßvorrichtung in Form einer Rundtaktmaschine ausführt mit ei
nem drehbarem Rundfördertisch, der eine vorgegebene Anzahl von im
Kreis angeordneten Aufnahmestationen für die Pappehülsen aufweist
und mit aufeinanderfolgend um, über- und teilweise unter dem Rund
fördertisch entsprechend den Winkelabständen der Aufnahmestationen
angeordnete Arbeitsstationen ausgestattet ist, von denen die erste
Station eine Zufuhrvorrichtung zur positionsrichtigen Zufuhr von
Hülsen vorbestimmten Durchmessers und vorbestimmter Länge in ver
tikaler Lage, die zweite bis vierte Station jeweils die Vorpreß
vorrichtung, die Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung und die
Glättungsvorrichtung; die fünfte Station die Druckvorrichtung; die
sechste Station eine Wendevorrichtung; die siebte Station die Bel
eimungsvorrichtung; die achte und neunte Station die Vorbördel-
und Nachbördelvorrichtung, und die zehnte Station eine Ausstoßvor
richtung zum Ausstoßen der hergestellten Hülsen beinhalten.
Zur Steuerung der Rundtaktmaschine wird bevorzugt eine speicher
programmierbare Steuervorrichtung (SPS) verwendet, wobei letztere
von verschiedenen Sensoren an der Rundtaktmaschine Signale erhält
und Steuersignale an die Herstellungsvorrichtungen abgibt.
Die Rundtaktmaschine ist bevorzugt so ausgestaltet, daß der Stem
pel jeder der Stationen von unterhalb des Rundfördertisches ins
Innere der Hülsen eingreift während die Glocken und der Amboß von
oberhalb des Rundfördertischs auf die Hülsenspitze pressen.
Die Wendevorrichtung hat die Funktion, die Hülsen in die umgekehr
te Lage zu wenden, bei der die Hülsenöffnung nach oben und die
Hülsenspitze nach unten gewendet ist.
Die erfindungsgemäß bevorzugte Rundtaktmaschine ist gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterbildung so ausgestaltet, daß die
Vorpreßvorrichtung die Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung und
die Glättungsvorrichtung in einem gemeinsamen Maschinenständer
vorgesehen sind, wobei zwischen diesem Maschinenständer einerseits
und den Glocken der Vorpreßvorrichtung, der Verdichtungs- und Ab
rundungsvorrichtung und der Glättungsvorrichtung andererseits je
weils eine vorgegebene Anzahl von Tellerfedern in axialer Lage
vorgesehen sind, die eine Federkraft gegen den jeweils in die
Glocken stoßenden Druckstempel so ausüben, daß der jeweilige Fe
derweg den auf die Hülse ausgeübten Preßdruck bestimmt.
Bevorzugt ist der Amboß der Verdichtungs- und Abrundungsvorrich
tung ungefedert am Maschinenständer gelagert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Rundtaktmaschine führen
die von unten in das Hülseninnere eingreifenden Stempel eine axia
le Preßbewegung aus, während die als Gesenkstück eingesetzten
Glocken abgesehen vom Federweg und der Amboß unbeweglich sind.
Selbstverständlich läßt sich in kinematischer Umkehr dieses Vor
gangs auch eine axiale Preßbewegung der den Amboß und die Glocken
tragenden Maschinenteile bei feststehendem oder nur gefedert gela
gertem Stempel durchführen. Ferner läßt sich auch eine Kombination
beider Bewegungsarten, bei der sowohl der Stempel als auch das je
weilige den Amboß und die Glocken tragende Maschinenteil bewegt
sind, verwirklichen, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
Die bevorzugte Ausführungsart weist unter Einbeziehung der Hülsen
zufuhrvorrichtung und der Hülsenausstoßvorrichtung zehn Bearbei
tungsstationen I-X auf.
Diese Anzahl ist jedoch nur beispielshaft zu verstehen. Selbstver
ständlich kann eine solche Rundtaktmaschine auch mehr oder weniger
Bearbeitungsstationen je nach geforderter Bearbeitungsart aufwei
sen.
Beispielsweise kann zwischen die Glättungsstation IV und die
Druckstation V eine Etikettierstation eingeschaltet werden. Zwi
schen die einzelnen Bearbeitungsstationen können weitere Stationen
nach Bedarf, z. B. Prüfstationen eingesetzt werden, von denen eine
z. B. pneumatisch die Dichtheit der verdichteten Hülsenspitze nach
dem Beleimungsschritt prüft.
Die zuvor erwähnte Preßbewegung des Stempels und/oder der Glocken
sowie des Ambosses, die Druckvorrichtung und die Bördelvorrichtung
können sowohl mechanisch als auch hydraulisch, pneumatisch oder
durch Kombination dieser Antriebsarten angetrieben werden.
Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend an einer bevor
zugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfah
rens und der Herstellungsvorrichtung anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Pappehülsen bevorzugt verwendeten Rund
taktmaschine mit den Bearbeitungsstationen I-X;
Fig. 2 eine Darstellung der in den einzelnen Bearbeitungsstatio
nen I-X vorliegenden Hülsenformen;
Fig. 3A jeweils in der Vorpreßvorrichtung, der Verdichtungs- und
3B Abrundungsvorrichtung und der Glättungsvorrichtung zum 3C
3C Einsatz kommende Werkzeuge;
Fig. 4 einen bei der Vorpreßvorrichtung, der Verdichtungs- und
der Abrundungsvorrichtung und der Glättungsvorrichtung
eingesetzten Druckstempel;
Fig. 5 einen Längsquerschnitt durch die mit dem Herstellungsver
fahren fertiggestellte Hülse in ihrer bevorzugten Verwen
dungsart.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Rundtaktmaschine, die allgemein
mit 40 bezeichnet ist, sind auf einem Rundfördertisch 41 zehn im
Kreis angeordnete Stationen I-X vorgesehen, die jeweils eine
Pappehülse in den verschiedenen Bearbeitungsstationen aufnehmen.
Dabei sind die Bearbeitungsstationen ebenfalls mit römischen Zif
fern I-X gekennzeichnet. Um und über und teilweise unter dem
Rundfördertisch 41 sind die einzelnen Bearbeitungsvorrichtungen
angeordnet, welche mit arabischen Bezugsziffern 1-10 bezeichnet
sind. Beispielshaft wird angenommen, daß sich der Rundfördertisch
41 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Die erste Station I weist eine
Zufuhrvorrichtung 1 auf, durch die die Hülsen in vorbestimmtem
Durchmesser und vorbestimmter Länge lagerichtig zugeführt und der
Aufnahmestation I übergeben werden. Die Hülsenrohlinge können mit
einer äußeren Etikettierung versehen sein.
Die Bearbeitungsstation II weist eine Vorpreß- und Vorverdich
tungsvorrichtung 2 auf, durch die die zur Station II weitergedreh
ten Hülsenrohlinge eine konisch zulaufende, jedoch noch offene
Spitze erhalten.
Durch die weiter unten anhand der Fig. 3A und 4 beschriebene
Anordnung aus Druckstempel und Glocke wird außer der konischen
Formung der Spitze bereits eine Vorverdichtung des Pappematerials
im Bereich dieser Spitze erreicht. Der Druckstempel führt eine
Preßbewegung von unten nach oben gegen die gefedert am Maschinen
ständer 20 befestigte Glocke aus.
Die so vorgepreßte und vorverdichtete Pappehülse wird an die Bear
beitungsstation III übergeben, welche mittels einer Verdichts- und
Abrundungsvorrichtung 3 eine weitere Verdichtung und kuppenartige
Abrundung der Hülsenspitze ausführt. Das in der Verdichtungs- und
Abrundungsvorrichtung 3 eingesetzte Werkzeug wird weiter unten an
hand der Fig. 3B und 4 näher erläutert. Auch hier führt ein
Druckstempel eine Preßbewegung in das Innere der Hülse gegen eine
am Maschinenständer 20 federnd gelagerte Glocke aus, welche über
die Außenseite der Pappehülse im Bereich der Hülsenspitze greift.
Ferner ist ein unbeweglich am Maschinenständer 20 befestigter Am
boß mit konkaver Amboßfläche vorgesehen, der zur kuppenartigen Ab
rundung der Hülsenspitze dient.
Anschließend wird die in der Verdichtungs- und Abrundungsvorrich
tung im Bereich ihrer Spitze verdichtete und abgerundete Hülse der
Bearbeitungsstation IV übergeben, wo eine ebenfalls mit einem
Druckstempel und einer Glocke ausgerüstete Glättungsvorrichtung 4
vorgesehen ist.
Bevorzugt wird für die Bearbeitungsvorrichtungen II-IV ein ge
meinsamer Maschinenständer 20 eingesetzt.
Die so mit einer geglätteten und verdichteten kuppenartigen Spitze
versehene Hülse wird zur Bearbeitungsstation V gefördert, wo die
Hülsenspitze mittels einer Druckvorrichtung 5 mit Druckfarbe be
druckt wird. Die Druckvorrichtung 5 ist bevorzugt ein Tampondruc
ker. In der nachfolgenden Station VI erfolgt keine eigentliche Be
arbeitung der Hülse. Diese wird lediglich in ihre umgekehrte Lage,
bei der ihre Spitze nach unten weist, mittels einer Wendevorrich
tung 6 gewendet.
In einer weiteren Bearbeitungsstation VII ist eine Beleimungsvor
richtung 7 vorgesehen, welche in das Innere der Hülse im Bereich
ihrer Spitze einen schnelltrocknenden Heißleim einbringt, der eine
weitere Steigerung der Dichtheit der Hülsenspitze bewirkt. Die
nachfolgende Bearbeitungsstation VIII enthält eine Vorbördelvor
richtung 8, die öden Rand der offenen Hülsenseite einfach umbör
delt. In der nachfolgenden Bearbeitungsstation IX wird mittels ei
ner Nachbördelvorrichtung 9 der Rand weiter umbördelt, so daß er
sich spiralig nach innen einfaltet. Schließlich ist eine weitere
Bearbeitungsstation X mit einer Ausstoßvorrichtung 10 versehen,
die den Ausstoß der fertiggestellten Hülse bewirkt.
Die gesamte Rundtaktmaschine 40 wird von einer speicherprogram
mierbaren Steuereinrichtung (SPS) 11 gesteuert, die Sensorsignale
von verschiedenen an den einzelnen Bearbeitungsstationen ange
brachten Sensoren erhält, welche die richtige Funktionsweise der
Bearbeitungsvorrichtungen kontrollieren. Die SPS gibt Steuersigna
le an die einzelnen Bearbeitungsvorrichtungen I-X ab, so daß ein
reibungsloser und vorbestimmter Arbeitsablauf der Rundtaktmaschine
gewährleistet ist.
Anhand der Fig. 2 sind die in den einzelnen Stationen I-X je
weils vorliegenden Hülsen zusammen mit den Herstellungsschritten
veranschaulicht. Es ist deutlich zu erkennen, daß die in den Sta
tionen II-IV erreichte vollständige Schließung, Verdichtung und
Glättung der Hülsenspitze an eine im wesentlichen gratfreie und im
Bereich ihrer Spitze vollständig geschlossene Hülse liefern. Die
Dichtheit wird nach dem Wenden in der Station VI durch die Belei
mung in der Station VII noch verbessert. Das Vorbördeln und Nach
bördeln in den Bearbeitungsstationen VIII und IX schließlich bil
det am offenen Hülsenende einen für die bevorzugte Verwendung als
Feuerwerksraketenaufsatzhülse geeigneten Rand, mit dem die Hülse
gemäß der Erfindung auf eine Treibsatzhülse abdichtend auf steckbar
ist.
Die Fig. 3A zeigt ein in der Vorpreß- und Vorverdichtungsvorrich
tung 2 bevorzugt eingesetztes Werkzeug, welches in Verbindung mit
dem in Fig. 4 gezeigten Druckstempel 17 die konische Verformung
und die Vorverdichtung der Hülsenspitze durchführt. Die Innenkon
tur 18′ des als Glocke 19 bezeichneten Werkzeugteils ist entspre
chend der gewünschten konischen Verformung und Verdichtung der
Hülsenspitze und passend zur Außenkontur 18 des in Fig. 4 gezeig
ten Druckstempels 17 gewählt. Da in der Vorpreß- und Vorverdich
tungsvorrichtung 2 die Hülsenspitze noch nicht vollständig ge
schlossen wird, weist die Glocke 19 eine axiale Sackbohrung 21
auf, in die hinein sich das Pappematerial der konisch verjüngten
Hülsenspitze ausdehnen kann. Zwischen dem Maschinenständer 20 und
einem äußeren Flansch der Glocke ist eine vorgegebene Anzahl von
Tellerfedern eingelegt, so daß der Federweg den Preßdruck bestimmt.
Der maximale Federweg ist durch ein Langloch 23 im Werkzeughals
und einen am Maschinenständer 20 befestigten, durch das Langloch
23 gehenden Stift, begrenzt.
Die in Fig. 3B gezeigte Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung 3
weist ebenfalls als Preßwerkzeug eine Glocke 29 auf, die eine In
nenkontur 28 hat, die mit der Außenkontur 18 eines Druckstempels
17 gemäß Fig. 2 zusammenwirkt. Anders als in Fig. 3A jedoch ist
die Glocke 29 mit einer axialen Durchgangsbohrung 30 am Boden der
Innenfläche der Glocke 29 versehen, so daß sich letztere durch den
Druck des Druckstempels 17 um einen Amboß 31, der paßgenau durch
die Durchgangsbohrung 30 der Glocke 29 geht, bewegen kann. Die
Preßfläche des Amboß 31 ist konkav geformt und entspricht der kon
vexen Kontur der dagegenpressenden Kuppenfläche des Druckstempels
17.
Während die Glocke 29 in ähnlicher Weise wie die Glocke 19 gemäß
Fig. 3A durch eine gegebene Anzahl von Tellerfedern 32 gegenüber
dem Maschinenständer 20 federnd gelagert ist, ist der Amboß 31
starr am Maschinenständer 20 gelagert. Durch die in Fig. 3B ge
zeigte Konstruktion wird in Verbindung mit dem Druckstempel 17 die
Verdichtung und die kuppenartige Abrundung der Hülsenspitze in der
Bearbeitungsstation III durchgeführt. Dabei kann es im Bereich des
Innenrandes 36 der Glocke 29 und des Außenrandes des Ambosses 31
zu einem Fließen des Pappematerials in die sehr kleine Lücke zwi
schen diesen Rändern kommen, insbesondere bei abgenutztem Werkzeug,
was eine Gratbildung im Bereich der Hülsenspitze bewirkt. Da je
doch bereits in der Vorpreß- und Vorverdichtungsvorrichtung 2 der
Bearbeitungsstation II das Pappematerial verdichtet wurde, kann es
in der Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung 3 nicht mehr so
stark in die Lücke zwischen dem Rand 36 und der peripheren Kante
des Amboß 31 fließen, wodurch die Gratbildung und der Werkzeugver
schleiß minimiert sind. Da jedoch aufgrund des hohen Anpreßdrucks
eine gewisse Gratbildung im Bereich des Randes 36 nicht auszu
schließen ist, wird in der nachfolgenden Station IV durch die
Glättungsvorrichtung 4 die verpreßte Hülsenkuppe geglättet, so daß
ein dennoch entstandener Grat geglättet wird.
Diese Glättung geschieht durch das in Fig. 3C gezeigte Werkzeug,
welches ebenfalls eine durch Tellerfedern 35 am Maschinenständer
20 gelagerte Glocke 38 aufweist, welche in Verbindung mit einem
Druckstempel 17 arbeitet. Genau wie in Fig. 3A ist der maximale
Weg der Glocke 38 durch ein Langloch 33 begrenzt, durch welches
ein Stift des Maschinenständers 20 ragt. Die in der Bearbeitungs
station IV bewirkte Glättung der Außenfläche der verdichteten Hül
senspitze verringert den Verschleiß des Drucktampons der nachfol
genden Druckvorrichtung 5.
Die fertig gepreßte Hülse wird gemäß Fig. 1 nach dem Bedrucken der
Spitze in Station V vom Stempel abgeschoben und mit Hilfe der
Wendevorrichtung um 180° mit nach unten zeigender Spitze gewendet.
Die Hülse wird nach dem Wenden in einen Führungsring aufgenommen
(Station VI).
In den der Station VII, in der Heißleim von oben mit einer
Heißleimdüse ins Hülseninnere im Bereich der Hülsenspitze
eingespritzt wird nachfolgenden Stationen VIII und IX wird die
Hülse durch einen Gegenhalter von unten fixiert und durch jeweils
ein von oben kommendes Werkzeug nach innen umgebördelt. Dies
geschieht in zwei Schritten: Auf Station VIII wird der
Hülsenrand eng nach innen umgelegt. Auf Station IX wird dieser
umgebördelte Rand weiter spiralig aufgerollt.
Zu dem in Fig. 4 gezeigten Druckstempel 17 ist noch zu bemerken,
daß der Andruckweg des Druckstempels 17 einstellbar ist. Fig. 5
zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte Papphülse 12 oben im
Längsschnitt und unten in Draufsicht auf die Hülsenspitze 13.
Gezeigt ist der Leimeintrag 14 im Hülseninnere im Bereich der
Hülsenspitze 13 und der umbördelte Rand 15 an der offenen Seite
der Papphülse 12. Durch die Vorbördel- und Nachbördelvorrichtung 8
und 9 wird erreicht, daß der Bördelrand einen möglichst großen
Radius hat. Dies ist für eine möglichst feste und dichte Montage
der als Behälter für phyrotechnisches Effektmaterial dienenden
Pappehülse 12 auf dem Treibsatzrohr 16 der Feuerwerksrakete
wichtig.
Mit der beschriebenen Rundtaktmaschine und den beschriebenen
Werkzeugen läßt sich auf rationelle und platzsparende Weise eine
einseitig dicht abgeschlossene Papphülse fertigen, welche sich
insbesondere für den bevorzugten Einsatz als Aufsatzhülse auf
Feuerwerksraketen eignet. Durch den Einsatz einer SPS-Steuerung
läßt sich eine sehr flexible Rundtaktvorrichtung ermöglichen, die
auch nachträgliche Änderung des Fertigungsablaufs zuläßt. Die mit
der beschriebenen, bevorzugten Rundtaktmaschine zusammen mit den
beschriebenen Werkzeugen hergestellten Pappehülsen ergeben bei ho
her Durchsatzrate eine große Herstellungsausbeute, d. h., es tre
ten sehr wenig unbrauchbare Papphülsen auf.
Claims (24)
1. Verfahren zur Herstellung von einseitig verschlossenen, im
wesentlichen zylindrischen Hülsen aus Pappe insbesondere aus
Wickelkarton,
gekennzeichnet durch mindestens folgende Schritte:
- a) Herstellung von zylindrischen Hülsen mit vorbestimmtem Durchmesser und vorbestimmter Länge,
- b) konisches Zusammenpressen der Hülsenwand an einem Ende der Hülse, und
- c) Verdichtung des verpreßten Hülsenendes und kuppenartiges Abrunden der verdichteten Hülsenspitze, so daß letztere ei ne formstabile Kuppe bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß Schritt b einen weiteren Schritt
b1 aufweist, durch den beim konischen Zusammenpressen der Hül
senwand eine Vorverdichtung des Pappematerials erfolgt, und
daß durch einen weiteren Schritt
- d) eine Glättung der Innen- und der Außenwand im Bereich des verdichteten Hülsenendes ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pappematerial in den Schritten
b, b1, c und d jeweils zwischen einem axial beweglichen
Druckstempel im Inneren der Hülse und einer entgegen der
Druckkraft des Stempel wirkenden äußeren Glocke verpreßt und
verdichtet wird, wobei Druckstempel und Glocke eine der Form
der jeweils beabsichtigten Verpressung bzw. Verdichtung ent
sprechende Außen- und Innenkontur haben.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Druckstempels ein
stellbar vorgegeben ist und die Glocke axial federnd gelagert
ist, wobei der Federweg den Preßdruck bestimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt c die kuppenartige Ab
rundung durch einen axial innerhalb der Glocke unbeweglich an
geordneten Amboß ausgeführt wird, gegen dessen konkave Amboß
fläche eine konvexe Außenfläche des Stempels das verdichtete
Hülsenende preßt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Druckschritt e vor
gesehen ist, durch den Druckfarbe auf die Außenseite der ge
glätteten Hülsenspitze aufgedruckt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Beleimungsschritt f
vorgesehen ist, durch den Leim ins Hülseninnere im Bereich der
Hülsenspitze eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Bördelschritt g vor
gesehen ist, durch den der Rand an der offenen Hülsenseite
nach innen eingebördelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bördelschritt g einen Vorbör
delschritt g1 und einen Nachbördelschritt g2 umfaßt, wobei der
Rand beim Vorbördelschritt g1 einfach nach innen umgebogen und
beim Nachbördelschritt g2 weiter spiralförmig nach innen umge
bogen wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellungsschritte a bis e
bei aufrecht auf dem Stempel, das heißt mit nach oben ragender
Hülsenspitze stehender Hülse und die Schritte f und g bzw. g1
und g2 bei umgekehrter Hülse ausgeführt werden, wobei ein Hül
senwendeschritt zwischen den Schritten e und f vorgesehen ist.
11. Vorrichtung zur Herstellung von einseitig verschlossenen, im
wesentlichen zylindrischen Pappehülsen (12) aus Wickelkarton
gekennzeichnet durch
eine Wickelvorrichtung zum Wickeln eines zylindrischen Rohrs mit vorbestimmtem Durchmesser aus einem Pappestreifen,
eine Schneidevorrichtung, in der das Rohr zu Hülsen vorbe stimmter Länge geschnitten wird,
eine Vorpreßvorrichtung (2), in der die auf einem axial beweg lichen Druckstempel (17) steckende Hülse (12) an ihrem einen Ende durch eine entgegen der Druckbewegung des Druckstempels (17) wirkende äußere Glocke (19) konisch verpreßt wird, wobei der Druckstempel (17) und die Glocke (19) jeweils eine der ko nischen Verpressung entsprechende Außen- bzw. Innenkontur (18, 18′) haben, und eine Verdichtungs- und Abrundungsvorrich tung (3), die ebenfalls einen in die Hülse (12) ragenden Druckstempel (17) und eine die Hülse an ihrer Spitze (13) um gebende Glocke (30) mit einer der beabsichtigten Verdichtung und Abrundung jeweils entsprechenden Außen- bzw. Innenkontur (28) sowie einen der Stempelspitze entgegenwirkenden Amboß (31) aufweist und die eine formstabile Kuppe an der Hülsen spitze (13) formt.
eine Wickelvorrichtung zum Wickeln eines zylindrischen Rohrs mit vorbestimmtem Durchmesser aus einem Pappestreifen,
eine Schneidevorrichtung, in der das Rohr zu Hülsen vorbe stimmter Länge geschnitten wird,
eine Vorpreßvorrichtung (2), in der die auf einem axial beweg lichen Druckstempel (17) steckende Hülse (12) an ihrem einen Ende durch eine entgegen der Druckbewegung des Druckstempels (17) wirkende äußere Glocke (19) konisch verpreßt wird, wobei der Druckstempel (17) und die Glocke (19) jeweils eine der ko nischen Verpressung entsprechende Außen- bzw. Innenkontur (18, 18′) haben, und eine Verdichtungs- und Abrundungsvorrich tung (3), die ebenfalls einen in die Hülse (12) ragenden Druckstempel (17) und eine die Hülse an ihrer Spitze (13) um gebende Glocke (30) mit einer der beabsichtigten Verdichtung und Abrundung jeweils entsprechenden Außen- bzw. Innenkontur (28) sowie einen der Stempelspitze entgegenwirkenden Amboß (31) aufweist und die eine formstabile Kuppe an der Hülsen spitze (13) formt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Glättungsvorrich
tung (4) vorgesehen ist, die eine Glättung der Innen- und der
Außenwand im Bereich der verdichteten und abgerundeten Hülsen
spitze (13) ausführt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsvorrichtung (4) einen
in das Innere der Hülse ragenden Druckstempel (17) und eine
dem Druckstempel entgegenwirkende Glocke aufweist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-13,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Druckvorrichtung
(5) vorgesehen ist, die Druckfarbe auf die Außenseite der ge
glätteten Hülsenspitze (13) aufträgt.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-14,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Beleimungsvorrichtung (7)
vorgesehen ist, die Leim (14) ins Hülseninnere im Bereich der
Hülsenspitze (13) einbringt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß der
Leim ein schnelltrocknender Heißleim ist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-16,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Randbördelvorrich
tung (8, 9) vorgesehen ist, die den Rand des offenen Hülsenen
des nach innen bördelt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Randbördelvorrichtung eine
Vorbördel- und eine Nachbördelstation (8 und 9) aufweist, wo
bei die Vorbördelstation (8) den Hülsenrand einfach nach innen
umbiegt und die Nachbördelstation (9) den Hülsenrand (19) wei
ter spiralförmig nach innen umbiegt.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-18,
gekennzeichnet durch eine Rundtaktmaschine (40) mit einem
drehbaren Rundfördertisch (41), der eine vorgebene Anzahl von
in Kreis angeordneten Aufnahmestationen (I-X) für die Pappe
hülsen aufweist und mit aufeinanderfolgend um, über- und teil
weise unter dem Rundfördertisch (41) entsprechend den Winkel
abständen der Aufnahmestationen (I-X) angeordnete Bearbei
tungsstationen (I-X), von denen die erste Station (I) eine
Zufuhrvorrichtung (1) zur positionsrichtigen Zufuhr von Hülsen
vorbestimmten Durchmessers und vorbestimmter Länge in vertika
ler Lage, die zweite bis vierte Station (II-IV) jeweils -
die Vorpreßvorrichtung (2), - die Verdichtungs- und Abrun
dungsvorrichtung (3) - und die Glättungsvorrichtung (4); die
fünfte Station (V) - die Druckvorrichtung (5); die sechste
Station (VI) - eine Wendevorrichtung (6); die siebte Station
(VII) - die Beleimungsvorrichtung (7); die achte und neunte
Station (VIII, IX) - die Vorbördel- und Nachbördelvorrichtung
(8, 9), und die zehnte Station (X) - eine Ausstoßvorrichtung
(10) zum Ausstoßen der hergestellten Hülsen
aufweisen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschritte des Rundförder
tisches (41) und die Arbeitsschritte der Stationen (I-X)
durch eine speicherprogrammierbare Steuervorrichtung (SPS, 11)
gesteuert werden.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (17) jeder der Statio
nen (II-IV) von unterhalb des Rundfördertischs (41) ins In
nere der Hülsen (12) eingreift während die Glocken (19, 29, 38)
und der Amboß (31) von oberhalb des Rundfördertischs (41) auf
die Hülsenspitze (13) pressen.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-21,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wendevorrichtung (6) die Hül
sen (12) in die umgekehrte Lage wendet, bei der die Hülsenöff
nung nach oben und die Hülsenspitze (13) nach unten gewendet
ist.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-22,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpreßvorrichtung (2) die
Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung (3) und die Glättungs
vorrichtung (4) in einem gemeinsamen Maschinenständer (20)
vorgesehen sind, wobei zwischen diesem Maschinenständer (20)
einerseits und den Glocken (19, 29, 38) der Vorpreß- (2) der
Verdichtungs- und Abrundungsvorrichtung (3) und der Glättungs
vorrichtung (4) andererseits jeweils eine vorgegebene Anzahl
von Tellerfedern (22, 32, 35) in axialer Lage vorgesehen sind,
die eine Federkraft gegen den jeweils in die Glocken
(19, 29, 38) stoßenden Druckstempel so ausüben, daß der jeweili
ge Federweg den auf die Hülse (12) ausgeübten Preßdruck be
stimmt.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-23,
dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (31) der Verdichtungs- und
Abrundungsvorrichtung (3) ungefedert am Maschinenständer
(20) gelagert ist.
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