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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
Erfindung betrifft Vorrichtungen und Anordnungen für die kontrollierte
Positionierung von Werkzeugen oder Werkzeughaltern, vorzugsweise
in einer Maschine zur Formgebung oder Verarbeitung von Bahnmaterial.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die Mittel
zur kontrollierten und genauen Positionierung von Werkzeughaltern aufweist,
wobei die Werkzeuge so ausgestaltet sind, dass sie mit dem Material
in Bezug auf eine Verarbeitungsmaschine in Zufuhrrichtung oder Zufuhrrichtungen
in Eingriff sind. Die Erfindung betrifft auch Verarbeitungsmaschinen,
die eine erfindungsgemäße Kontroll-
und Positioniervorrichtung aufweisen, und insbesondere eine Maschine
zur Formgebung und Verarbeitung eines planaren Verpackungsmaterials, wie
z.B. von Wellpappe, Pappe und ähnlichem
Material, zu einem Verpackungsrohling oder anderen Artikeln.
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Bekannt
ist eine strukturell einfache und kosteneffektive Anordnung zur
Positionierung von Werkzeugen zum Schneiden, Fräsen, Perforieren, Falten oder ähnlichen
Bearbeitungsschritten, sowie zum Abtasten und Bestimmen der Position.
Die Positioniervorrichtung kann ausgestaltet sein zum Verschieben
der Werkzeuge, um in mindestens einer Richtung mit dem Material
in Eingriff zu kommen, die mit der Materialzuführungsrichtung relativ zur
Vorrichtung zusammen fällt.
In einer Ausführungsform
für die
Verpackungsindustrie wird eine Vorrichtung vorgeschlagen zur kontrollierten
Positionierung von Werkzeugen in operativem Eingriff in einer zur
Materialzuführungsrichtung
relativ zur Vorrichtung transversalen Richtung. Die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung
kann auch betrieben werden, wenn die Werkzeuge in operativem Eingriff
mit dem Material stehen, um das Material in irgendeiner gewünschten
Richtung oder in einem Winkel relativ zur allgemeinen Zuführungsrichtung,
und somit auch in einem gekrümmten
Eingriff mit verschiedenem Radius, zu verarbeiten.
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Die
Erfindung kann zur Verarbeitung verschiedener Materialien verwendet
werden. Die Erfindung wird hier als Ausführungsform beschrieben, die für Verarbeitungsschritte,
wie Schneiden, Falten, Stanzen usw., von Bahnmaterialien, wie Wellpappe oder
Pappe, ausgestaltet ist. Aus der Beschreibung ist es für einen
Fachmann auf diesem Gebiet jedoch verständlich, wie die erfindungsgemäßen Anordnungen
dimensioniert und mit Werkzeugen versehen werden können, die
zur Bearbeitung von Holz, Faserplatten, Metallplatten, Kunststoffen
usw. geeignet sind. Alternative Verfahren können umfassen Wasserfräsen, Laserfräsen, Bohren,
Schlitzfräsen
oder andere zweckmäßige Verfahrensschritte
und Einsatzmöglichkeiten.
Die Dicke des zu verarbeitenden Materials stellt deshalb keine Beschränkung der
Erfindung dar. Erfindungsgemäß wird eine
Positionieranordnung vorgeschlagen, mit der Werkzeuge kontrolliert
und in alternierende Positionen und in alternierende Richtungen
eines operativen Eingriffs verschoben werden können. Ein charakteristisches
Merkmal der Erfindung ist es, dass ein Werkzeugsatz, in der die
Anzahl der Werkzeuge im Hinblick auf die technischen Erfordernisse
und den gewünschten
Bearbeitungszweck gewählt
werden kann, gleichzeitig aber individuell so kontrolliert wird,
um durch den Betrieb einer einzigen Positioniereinrichtung positioniert
zu werden. In dem Werkzeugsatz können
die individuellen Werkzeuge abwechselnd für eine koordinierte und gleichzeitige
Verschiebung oder Eingriffsbewegung gesteuert werden, oder für eine individuelle
Bewegung relativ zum Material und relativ zu den anderen Werkzeugen
abwechselnd gesteuert werden. Auf diese Weise ermöglicht es
die Erfindung, Werkzeuge gleichlaufend mit einem operativen Verfahrensschritt in
Einklang mit einem vorher festgelegten Bearbeitungsplan zu verschieben,
indem man einen Antrieb in einer einzigen Positionieranordnung verwendet.
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Die
erfindungsgemäße Positionieranordnung
wird auf kontinuierliche oder intermittierende Bewegungsweise angetrieben,
die auf die Werkzeuge oder Werkzeughalter zur individuellen Verschiebung
der Werkzeugposition oder für
den operativen Eingriff mit dem Material übertragen wird. Die Werkzeuge
oder Werkzeughalter weisen durch den Bearbeitungsplan gesteuerte
Einrichtungen auf zum Eingriff oder zur Verbindung mit der Antriebsbewegung der
Positionieranordnung, wodurch die Werkzeuge in Antriebsbewegungsrichtung
geführt
werden. Die Antriebsbewegung der Positionieranordnung kann auf verschiedene
Weise bewirkt werden. Die beschriebene Vorrichtung für die Verpackungsindustrie
schlägt einen
Zahnriemen, der auf Zahnrädern
läuft,
vor, mit dem die Werkzeughalter für einen alternativen Eingriff
mit dem oberen oder unteren Teil des Riemens, der in einer von zwei
Richtungen bewegt werden kann, gesteuert werden. Anstelle des Zahnriemens können andere
flexible und Endloselemente, wie z.B. Keilriemen, Ketten oder Seile,
die über
Räder oder Rollen
laufen, alternativ verwendet werden.
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Die
Positionieranordnung kann während
des Verarbeitungsschrittes kontinuierlich oder intermittierend in
einer Antriebsrichtung bewegt werden, die im wesentlichen transversal
ist zur Richtung der Materialzuführung.
Um eine kontinuierliche oder intermittierende transversale Bewegung
zu ergeben, ist eine einzige Antriebseinrichtung erforderlich, wodurch
die Erfindung einen strukturell einfachen Antrieb für die Werkzeugverschiebung
und/oder Verfahrensbewegung durch die getrennt gesteuerte Verbindung
mit der Positionieranordnung ermöglicht.
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Durch
geeignet dimensionierte Getriebe, Übertragungen und Kupplungen
kann die Antriebseinrichtung auch für eine Materialzuführung relativ zur
Anordnung verwendet werden. Beschrieben wird eine Ausführungsform,
die zur Verarbeitung eines bahnförmigen
Verpackungsmaterials ausgestaltet ist. Die Verarbeitungsmaschine
ist stationär,
während das
Material in relativer Bewegung zur Maschine zugeführt wird.
Diese relative Bewegung weist eine Hauptzuführungsrichtung auf, die transversal
zur Maschine ist und im wesentlichen transversal zu den zwei Bewegungsrichtungen
der Positionieranordnung. Die Zuführungsbewegung kann eine Hin-
und Herbewegung in Hauptzuführungsrichtung
sein.
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Auf
dem technischen Gebiet, aus dem die Erfindung stammt, gibt es das
Problem, dass Maschinen zur Herstellung von Verpackungsrohlingen
verschiedener Formen und Dimensionen oft strukturell kompliziert
und raumerfüllend
sind. Sie tendieren deshalb dazu, dass sie sowohl im Hinblick auf
die Konstruktion, die Installierung, Wartung und den Betrieb kostspielig
sind.
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Ein
typisches Beispiel einer Maschine für diesen Zweck wird in
EP 0 247 300 beschrieben.
Die Maschine weist verschiedene Stationen auf, von denen einige
Werkzeuge zum Falten und Schneiden in Längs- und Querrichtung aufweisen.
Diese Maschine erzeugt Verpackungsrohlinge aus einer Bahn aus Wellpappe,
die von einer Zuführungsrolle
zugeführt wird.
Die Maschine weist eine große
Zahl beweglicher Teile auf, wie z.B. Achsen und Walzen zur Zuführung der
Bahn, Ketten, Antriebsmotore usw. Alle Teile werden in einem raumbeanspruchenden
Rahmen gehalten, was entsprechend große räumliche Einrichtungen erfordert.
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In
dieser Maschine weisen die Stationen zum Falten und Schneiden Positioniereinrichtungen
zum Verschieben der Werkzeugpositionen in Anpassung an gewünschte Dimensionen
des Verpackungsrohlings auf. Ein allgemeiner Nachteil dieser Positioniereinrichtungen
ist es, dass das Verschieben der Werkzeuge nur symmetrisch zur Längsachse
der Maschine erfolgt.
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Aus
der
US 4 994 008 ist
eine Maschine zur Ausbildung eines Behälterrohlings bekannt. Diese Maschine
weist eine Unterlage für
ein flaches Ausgangsmaterial auf, auf dem das Material zur Verarbeitung
durch selektiv aktivierbare und verschiebbare Schrämköpfe gefördert wird.
Die Schrämköpfe sind über Keilriemen
seitlich verschiebbar, die über Führungsrollen
laufen und über
ihre Enden mit den Schrämköpfen verbunden
sind. Die Schrämköpfe sind
starr mit den Keilriemen verbunden, und das Positionieren der Schrämköpfe wird
erreicht, indem man die Keilriemen in entgegengesetzte Richtungen laufen
lässt.
Diese Maschine weist eine Schneidefähigkeit in Längs- und
Querrichtung auf, die Struktur ist jedoch nicht sehr kompakt, und
jeder Schrämkopf ist
mit einem getrennten Riemen verbunden.
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Aus
der
US 5 259 255 ist
eine Vorrichtung zur Positionierung rotierender Schneidmesser zum Längsschneiden
eines Bahnmaterials bekannt. Das Werkzeug tragende Schlitten sind
durch Eingriff, über einen
hin- und hergehenden Kolben und ein Gegenlager, mit einem Teil oder dem
Verlauf eines Riemens, der in einer Richtung angetrieben wird, seitlich verschiebbar.
Die Vorrichtung weist einen unteren und einen oberen Schlitten auf,
von denen jeder durch einen entsprechenden Riemen gesteuert wird. Die
unteren und oberen Schlitten werden synchron verschoben, um an jeder
Seite des Bahnmaterials entsprechend positioniert zu werden, und
greifen in das Bahnmaterial von beiden Seiten über die Werkzeuge der oberen
und unteren Schlitten ein. Beschrieben wird eine Vorrichtung mit
Schneidfähigkeit in
Längsrichtung – eine transversale
Verarbeitung erfordert jedoch eine zusätzliche nachfolgend betriebene
Vorrichtung.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung des vorstehend angegebenen
Problems bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Positionieranordnung ermöglicht eine
kontrollierte Verschiebung einer gewünschten Zahl individueller
Werkzeuge, entweder getrennt oder synchron, zur Positionierung der Werkzeuge
oder für
einen operativen Eingriff mit dem Material. In einer einzigen Verfahrensstelle
können deshalb
gleichzeitig oder hinter einander mehrere Verfahrensschritte in
mehreren Werkzeug-verschiebenden Bewegungen, individuell oder koordiniert, durchgeführt werden.
Die Bewegungen können gleichzeitig
in alternierenden Richtungen durchgeführt werden, indem man die individuellen
Werkzeuge getrennt mit einer einzigen transversalen Bewegung verbindet,
wodurch der für
die Maschine erforderliche Raum deutlich verringert wird. Als Ergebnis der
kürzeren
Gesamtlänge
der Maschine kann durch die Erfindung auch die Verfahrensdauer zur
Herstellung eines Verpackungsrohlings deutlich verringert werden.
Wenn die Verschiebung dieses Werkzeugs, und gegebenenfalls auch
die kontrollierte Bewegung der Werkzeuge unter Eingriff mit dem
Material mit einer einzigen transversalen Bewegung erreicht wird, oder
einer Bewegung transversal zur Bewegungs- oder Zuführungsrichtung
des Materials, kann auch eine deutliche Vereinfachung der Konstruktion
und der Wartung erreicht werden.
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Auf
diese Weise wird auch in einem kleineren Produktionsmaßstab eine
gute Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ermöglicht und insbesondere auch
in einer Herstellung in einer Einzelvorrichtung. Die Vielseitigkeit
der Vorrichtung, die die erfindungsgemäße Positionieranordnung aufweist,
kann auch vorteilhaft vom Endanwender genutzt werden, d.h., zur
produktorientierten Verarbeitung der Verpackungsrohlinge in der
Verpackungsanlage einer Herstellerfirma. Dadurch gewinnt der Hersteller
Lagerplatz und Zugang zu individuell ausgestalteten Verpackungsrohlingen und
benötigt
kein Kapital zur Lagerung von Verpackungsrohlingen.
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AUFGABENSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabenstellung der Erfindung ist die Bereitstellung einer Anordnung,
die Einrichtungen für eine
genaue und vielseitige gesteuerte Positionierung von Werkzeug oder
Werkzeughaltern in einer Maschine zur Verarbeitung eines Bahnmaterials
aufweist. Verfahren zum Schneiden, Schlitzfräsen, Falzen, Perforieren usw.
können
genau in verschiedenen lateralen Positionen und nach einem vorher
festgelegten Bearbeitungsplan durchgeführt werden, wenn das Material
relativ zur Anordnung gefördert wird.
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Eine
andere Aufgabenstellung der Erfindung ist die Bereitstellung einer
Maschine, die die erfindungsgemäße Positionieranordnung
zur Verarbeitung von Verpackungsmaterial aufweist. Diese Aufgabenstellungen
werden mit einer gemäß Anspruch 1
ausgebildeten Vorrichtung erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird außerdem
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
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In
den Zeichnungen bedeuten:
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1 die
in einer Vorrichtung zur Verarbeitung eines Bahnmaterials eingebauten
erfindungsgemäßen operativen
Elemente in einer perspektivischen Darstellung aus einem Zuführungsende;
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2 die
Vorrichtung der 1 vom Austrags-Ende, und
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3 eine
Schnittansicht, die die erfindungsgemäße Anordnung der 1 und 2 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung bezieht sich auf
eine Anwendung in der Verpackungsindustrie. Die erfindungsgemäße Positionieranordnung
kann jedoch auch in anderen technischen Gebieten zur Verarbeitung
und Fertigstellung verschiedener Bahnmaterialien verwendet werden, indem
man die entsprechenden Werkzeuge einbaut.
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In 3 wird
eine Vorrichtung 1 zur Verarbeitung von Wellpappe, Pappe
oder einem ähnlichen Bahnmaterial
zur Herstellung von Verpackungsrohlingen oder anderen Gegenständen beschrieben.
In der beschriebenen Anwendung weist die Anordnung Werkzeuge zum
Schneiden und Falten zur Herstellung von Schlitzen und Faltmarkierungen
im Werkstück
auf. Selbstverständlich
werden bei Anwendungen zur Verarbeitung von synthetischen Materialien, Holz-
und Metallplatten usw. die Werkzeuge im Hinblick auf die Eigenschaften
des Materials ausgewählt,
und deshalb können
die Werkzeuge verschiedene Schneiden aufweisen.
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Die
Vorrichtung 1 weist Einrichtungen zur Zuführung des
Materials relativ zur Vorrichtung auf. Das Material wird in einer
Hauptrichtung X bewegt, oder alternativ in einer gegenläufigen Bewegung,
um es durch die Vorrichtung 1 in einem Verfahrenszyklus vom
Zuführungsende 2 zu
einem Austrags-Ende 3 zu führen (siehe 1 bzw. 2).
Die Zuführungseinrichtung
kann einen reversiblen Motor 4 aufweisen, der ein Walzen-
oder Rollenpaar 6 über
die Übertragung 5 rotiert.
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Eine
Anzahl von Werkzeughaltern 7 wird lateral beweglich oberhalb
der Zuführungswalzen 6 gehalten.
Die Werkzeughalter 7 weisen Werkzeuge auf, die zur Verarbeitung
des Materials in der Hauptrichtung X wirken, wodurch die Zuführungswalzen 6 auch als
Gegenhaltewalzen für
die Werkzeuge dienen können.
Zu diesem Zweck weisen die Walzen 6 eine Oberflächenbeschichtung
auf, die so ausgestaltet ist, dass sie mit dem Werkzeug zusammen
wirkt. Die Werkzeughalter werden durch eine angetriebene Positioniereinrichtung 8 seitlich
verschoben. Diese Positioniereinrichtung ist so ausgestaltet, dass
sie individuelle Werkzeughalter 7 zu einer vorbestimmten seitlichen
Position relativ zum Material und relativ zu den anderen Werkzeughaltern 7 führt. Die
Positioniereinrichtung 8 wird durch einen Motor 9 angetrieben.
Alle Elemente in der erfindungsgemäßen Positionieranordnung werden
durch einen Rahmen 10 gehalten, der in den Zeichnungen
nur teilweise gezeigt wird.
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Die
Positioniereinrichtung 8, der Motor 9 und die
Werkzeughalter 7 werden in dem Rahmen 10 gehalten,
in der dargestellten Ausführungsform
an einem Balken (Querarm) 11, der quer zur Laufrichtung des
Materials in der Vorrichtung 1 verläuft.
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Die
Positioniereinrichtung 8 weist ein Endlosband 12 auf,
das durch den Motor 9 angetrieben wird. Das Band 12 läuft über ein
Antriebsrad 13 und ein Laufrad 14, und erstreckt
sich quer über
die Anordnung in einer Länge,
die es ermöglicht,
die Werkzeughalter über
die Bearbeitungsbreite der Vorrichtung zu positionieren und zu betreiben.
Zur Verringerung der Motorgeschwindigkeit auf eine geeignete Drehungsgeschwindigkeit
für das
angetriebene Endlosband 12 kann eine Getriebeuntersetzung
erforderlich sein. Wie aus den Zeichnungen der 1 und 2 ersichtlich,
können
die Bänder 12 und 12' an gegenüberliegenden
Seiten des Balkens 11 gehalten werden und sind so angeordnet,
dass sich die Werkzeughalter 7 und 7' am Zuführungsende
bzw. Austrags-Ende positionieren lassen.
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Die
Werkzeughalter 7 werden transversal zur Hauptzuführungsrichtung
X des Materials seitlich verschiebbar gehalten. Dazu sind an der
Seite des Balkens 11 Führungen 16 angeordnet.
In der dargestellten Ausführungsform
weisen die Führungen 16 die
Form von Schienen mit kreisförmigem
Querschnitt auf. Die Führungen
können
jedoch auch eine andere Form aufweisen und können z.B. auf dem Balken 11 oder
einem entsprechenden Element ausgebildete Rinnen sein. Die Zahl
und die Form der Führungen 16 werden
an die spezifische Anwendung und Belastung angepasst, und es können eine
oder mehrere Führungen
vorhanden sein, und in der beschriebenen Ausführungsform 2 bzw. 3.
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Die
Werkzeughalter 7 weisen Schlitten 17 auf, durch
die die Werkzeughalter an den Führungen 16 verschiebbar
gehalten werden. Durch jeden Schlitten 17 ist eine Öffnung ausgebildet,
die dem Querschnittprofil der Führungen 16 entspricht.
In der Öffnung
ist vorzugsweise ein die Reibung verringerndes Gleit- oder Walzenlager
angebracht. In der dargestellten Ausführungsform sind die Schlitten 17 so ausgestaltet,
dass sie eine relative Bewegung zwischen den Führungen und den Werkzeughaltern
in radialen Richtungen verhindern. Dazu umfassen die Schlitten 17 mindestens
teilweise die Führung 16.
Alternativ ist die Führung 16 so
angebracht, dass ihr Umfang in den Schlitten 17 untergebracht
ist. In der dargestellten Ausführungsform
sind die Führungen 16 auf
einem länglichen
Stab montiert, der einen trapezförmigen
Querschnitt aufweist und so angeordnet ist, um die Führungen
in einem Abstand zur Oberfläche
des Balkens 11 zu halten. Um die seitliche Steilheit der
Werkzeughalter zu erhöhen
und um ein Blockieren zu verhindern, ist einer der Schlitten 17' vorzugsweise
seitlich versetzt. In diesem Fall ist an der gegenüberliegenden
Seite des Werkzeughalters eine Vertiefung (nicht dargestellt) passend
ausgebildet, um den seitlich versetzten Schlitten 17' eines benachbarten
Werkzeughalters in naher Position aufzunehmen.
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Am
gegenüberliegenden
Ende des Werkzeughalters 7 ist ein Anschlagstück 18 angeordnet, um
in eine Führung 19 zur
Arretierung des Werkzeughalters in einer vorher festgelegten Position
einzugreifen. Alternativ ist das Anschlagstück 18 so ausgebildet,
dass es in die Führung 19 verschiebbar
eingreift, um die seitliche Bewegung des Werkzeughalters unter Verschiebung
oder in operativem Eingriff mit dem Material zu stabilisieren.
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Ein
oder mehrere Werkzeuge werden durch den Werkzeughalter 7 gehalten,
um in der Hauptzuführungsrichtung
X operativ zu wirken. In der dargestellten Ausführungsform sind die Werkzeuge
ein Faltrad 20 bzw. ein Schneiderad 21, die in
Hauptzuführungsrichtung
X in Tandemform angeordnet sind. In anderen Anwendungen können die
Werkzeughalter Werkzeuge aufweisen zum Schneiden, Sägen, Fräsen, Pressen,
Stanzen, Nieten, Nippeln usw. Die Werkzeuge können auch in einer Richtung
Y versetzt sein. Die Werkzeuge 20, 21 sind in
den Werkzeughaltern so angebracht, dass sie vertikal einstellbar
sind, um in einer abgesenkten Stellung in das zu verarbeitende Material
operativ einzugreifen oder sich in angehobener Stellung oberhalb
der Oberfläche
des Materials befinden.
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Vorzugsweise
werden die Werkzeughalter 7 und die Werkzeuge 20, 21 pneumatisch
oder hydraulisch gesteuert unter Verwendung von Luft oder Flüssigkeit,
die durch Ventile und Schaltungen, die bei 28 nur schematisch
dargestellt sind, zugeführt
wird, oder elektrisch durch Elektromagneten und Schalter (nicht
dargestellt) gesteuert.
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3 zeigt
Halteeinrichtungen (Verbindungsmittel), wie z.B. Kolben 22, 23,
die pneumatisch oder hydraulisch zum Eingriff mit dem oberen oder
unteren Teil des umlaufenden Endlosbands 12, wie gewünscht, gesteuert
werden. Wenn sie aktiviert sind, drücken die Halteeinrichtungen 22, 23 das
Band 12 so, dass es von einer im Werkzeughalter ausgebildeten
Gegenhalterung so gehalten wird, dass der Werkzeughalter vom sich
bewegenden Band mitgenommen wird, und die Halteeinrichtungen 22, 23 werden
individuell durch einen vorher festgelegten Arbeitsplan aktiviert
und gesteuert, wodurch jeder Werkzeughalter 7 für eine operative
oder positionierende Verschiebung quer zur Hauptzuführungsrichtung
X des Materials individuell gesteuert werden kann, und zwar getrennt
oder in Koordination mit der Verschiebung der anderen Werkzeughalter.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung
ist eine genaue Synchronisierung und Positionierung der Werkzeughalter 7 relativ
zu einer Startposition erzielbar, wenn die Antriebsvorrichtung 9 ein
frequenzgesteuerter Elektromotor oder ein hydraulischer Motor ist.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist das angetriebene Band 12 ein Zahnriemen, und die Räder 13, 14 sind
Zahnräder.
Das angetriebene Band kann auch eine andere Konstruktion aufweisen
und kann z.B. eine Endloskette, ein Keilriemen oder ein Riemen mit
kreisförmigem
Querschnitt sein, solange eine gleitfreie Übertragung der Motorkraft sichergestellt
ist.
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Eine
pneumatisch oder hydraulisch betriebene Haltevorrichtung, wie z.B.
ein Kolben 24, wirkt als Halteeingriff mit der Führung 19,
um den Werkzeughalter in der festgelegten Position zu arretieren.
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Die
Halteeinrichtungen 22, 23 und 24 können alternativ
elektrisch betrieben werden und können z.B. Magnetspulen sein.
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Die
Werkzeuge 20, 21 sind relativ zum zu verarbeitenden
Material vertikal einstellbar. Dazu werden die Werkzeuge in den
unteren Endteilen von zwei doppelseitig wirkenden Kolben 25 und 26 gehalten,
die parallel angeordnet sind, um durch Luft, Flüssigkeit oder elektrisch betrieben
zu werden.
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Die
Halteeinrichtungen 22, 23 zum Führen und
Positionieren der Werkzeughalter, sowie die Halteeinrichtung 24 und
die Kolben 25, 26 zum Absenken oder Anheben der
Werkzeuge werden in ihrem Betrieb durch einen vorher festgelegten
Bearbeitungsplan für
die Verarbeitung und Fertigstellung des zu verarbeitenden Materials
gesteuert. Vorzugsweise ist der Bearbeitungsplan in einem digitalen
Speicher gespeichert und wird in einem Prozessor ausgeführt. Die
Signalausgabe vom Prozessor steuert geeignete Ventile, Druckregulatoren
und die Motoren 4 und 9, um die Verfahrensstufen
und Werkzeugverschiebungen, die in der Speichereinheit gespeichert
sind, in einem automatischen Arbeitszyklus durchzuführen, der
im wesentlichen keine Unterbrechungen aufweist. Es ist einzusehen,
dass die Werkzeuge im Verschiebungsmodus zur Positionierung der
Werkzeughalter 7 über
die Oberfläche
des Materials angehoben werden, und dass die Positionierbewegung
mit der Zuführungsbewegung
des Materials relativ zur Vorrichtung koordiniert ist, d.h., in
Koordination mit dem Betrieb des Motors 4 steht.
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Die
erfindungsgemäße Positionieranordnung
wird hier im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zur Verarbeitung
von Pappebahnen oder Wellpappen dargestellt, die zu Verpackungsrohlingen
für Schachteln
verschiedener Größe und Konstruktion ausgebildet
werden.
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In
den 2 und 3 weist das Austrags-Ende (Entnahme-Ende)
der Vorrichtung einen Werkzeughalter 7' auf, der quer zur Hauptzuführungsrichtung
X seitlich verschiebbar gehalten wird, im wesentlichen wie die Werkzeughalter 7 am
Zuführungs-Ende
der Vorrichtung. Vertikal einstellbare Schneidewerkzeuge und Faltwerkzeuge
sind in dem Werkzeughalter 7' zum
Schlitzfräsen
oder Ausbilden von Faltmarkierungen im Material, transversal zur Bewegung
in der X-Richtung und auch transversal zu solchen Schlitzen und
Faltmarkierungen, wie sie durch die Werkzeuge der Werkzeughalter 7 ausgebildet
werden, montiert. Ein angetriebenes Endlosband 12', das auf Rädern 13, 14 läuft, hält den Werkzeughalter 7' in alternierendem
Eingriff mit dem oberen bzw. unteren Teil des Bandes zum Betrieb
in beiden Bewegungsrichtungen. Das Band 12' wird synchron zum Band 12 durch
den gemeinsamen Motor 9 angetrieben. Der synchrone Antrieb
und die Bewegung der Bänder 12, 12' in zur Bewegung
in der Richtung X transversalen Arbeitsschritten kann selektiv für eine gleichzeitige
Positionierung oder Steuerung eines oder mehrerer Werkzeughalter 7, 7', entweder getrennt
oder in gegenseitiger Synchronisierung, gemäß dem vorher festgelegten Bearbeitungsplan
verwendet werden. Die Materialzuführungsbewegung relativ zur
Anordnung kann während
der transversal zur Zuführungsrichtung
durchgeführten
Verfahrensstufen blockiert werden, wobei in diesem Fall eine Halteeinrichtung 27 betriebsbereit
ist, um das Material in solchen transversalen Verfahrensstufen zu
halten.
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In
der beschriebenen Anwendung weist die Vorrichtung eine Anzahl individuell
gesteuerter Werkzeughalter 7 auf. Die äußersten Werkzeughalter können Detektoren
(nicht dargestellt) aufweisen, um die Längsränder des Materials festzustellen.
Die äußeren Werkzeughalter
können
außerdem
Werkzeuge aufweisen, z.B. Schneidewerkzeuge zur Einstellung der
Materialbreite auf die Dimensionen des fertigen Verpackungsrohlings
oder Gegenstandes, oder z.B. Zuführwalzen
(nicht dargestellt), um das zu verarbeitende Material in Kontakt
mit den Zuführungswalzen 6 zu
halten. Ein Programm zur Steuerung der Positionierung und des Verfahrensablaufs
enthält
vorzugsweise Information zur Positionierung aller Werkzeughalter
in einer Startposition, die an die Eingabeposition des Materials
in der Vorrichtung, wie sie durch die Detektoren der äußersten
Werkzeughalter festgestellt wird, angepasst ist.
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In
einer modifizierten Ausführungsform
wird die Positionieranordnung und die relative Bewegung zwischen
dem zu verarbeitenden Material und der Vorrichtung/den Werkzeugen
durch einen gemeinsamen Antrieb ausgebildet und über ein Getriebe verteilt,
das durch den gespeicherten Bearbeitungsplan gesteuert wird. Es
ist verständlich,
dass mit einer geeigneten Auswahl von Werkzeugen und Kontrollparametern
die Steuerung der Materialzufuhr und der Werkzeuge für eine in
einem Winkel erfolgende Verarbeitung des zugeführten Materials synchronisiert sein
kann, z.B., um diagonale Faltlinien und Schlitze auszubilden, oder
für ein
kurvenförmiges
Schneiden. Diese modifizierte Ausführungsform kann im Zusammenhang
mit Laserfräsen
und Wasserfräsen
bevorzugt sein.
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Die
Vorrichtung des beschriebenen Anwendungsbeispiels weist Werkzeuge
auf für
eine hochautomatische Verarbeitung in zwei gegenseitig transversalen
Richtungen. Das Steuerprogramm enthält somit Information zum Schneiden
und Falten des Materials in Längs-
bzw. Querrichtungen. Unter Vermeidung einer manuellen Einstellung
können
so selektiv Verpackungsrohlinge oder andere Gegenstände mit variierenden
Dimensionen aus einem einzigen Grundmaterial, z.B. einer sogenannten
Laporello- oder Walzenzufuhr, hergestellt werden.
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Ein
Techniker auf dem Gebiet der Verpackungsindustrie kann die Vorrichtung
außerdem
für andere
Herstellungsverfahren modifizieren, z.B. zur Herstellung von Lagerartikeln,
wie z.B. Kassetten mit Schubladen für Einlagerungs-, Ausstellungs-
und Vorzeigematerial usw.
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Das
erfindungsgemäße Hauptmerkmal
wird hier im Zusammenhang mit einer Ausführungsform veranschaulicht,
in der eine kontinuierliche oder intermittierende Bewegung in einer
Richtung Y, transversal zur Hauptzuführungsrichtung X eines zugeführten Materials,
durch individuelle Werkzeughalter für eine getrennte oder synchrone
laterale Verschiebung, die mit der transversalen Bewegung selektiv verbindbar
sind, verwendet wird. Die transversale Bewegung wird durch ein Endlosband
bewirkt, das angetrieben wird, um über Räder zu laufen. Ein anderes
erfindungsgemäßes Merkmal
ist es, dass die Positionieranordnung ein gesteuertes Positionieren
eines oder mehrerer individueller Werkzeughalter transversal zur
Hauptzuführungsrichtung,
getrennt oder in gegenseitiger Synchronisation, ermöglicht, gleichzeitig
mit der gesteuerten Positionierung von einem oder mehreren individuellen
Werkzeughaltern, getrennt oder in gegenseitiger Synchronisation,
in entgegengesetzter Richtung, wobei eine einzige die Bewegung erzeugende
Vorrichtung kontinuierlich oder intermittierend angetrieben wird,
um in individuelle Werkzeughalter selektiv einzugreifen.
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Die
Erfindung wurde im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zur Verarbeitung
von Bahnmaterial zu Verpackungsrohlingen veranschaulicht. Es ist
jedoch einzusehen, dass die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung für andere
Zwecke modifiziert werden kann, worin mehrere Verfahrensstufen auf
der Oberfläche
eines Materials durchgeführt
werden, das eine größere Dicke
besitzt, oder durch ein Bahnmaterial geringerer Dicke durchgeführt werden.
Aus der Beschreibung ist es ebenfalls ersichtlich, dass der Betrieb
der erfindungsgemäßen Positionieranordnung
von den Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials unabhängig ist,
wenn die geeigneten Werkzeuge zur Anbringung in den Werkzeughaltern
ausgewählt
werden.