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Maschine zum Herstellen von Beuteln mit einer Mehrzahl von Falzdornen
Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen mit einer auf einer schrittweise gedrehten
Welle angeordneten Mehrzahl von Falzdornen zur Herstellung von Beuteln aus Papier
od. dgl. Bisher erfolgte die schrittweise Drehung der Welle von der ständig umlaufenden
Antriebswelle der Maschine über ein Malteserkreuzgetriebe. Für Maschinen mit solchem
Antrieb ist die Zeit für eine Stufe durch die Anzahl der Falzwerkzeuge gegeben,
und sie ist gleich der Zeit für eine Umdrehung geteilt durch die Stufenzahl. Diese
Zeit für eine Stufe zerfällt in den für den Vorschub der Schaltscheibe des Malteserantriebes
und für die eigentliche Arbeitszeit für das dieser Stufe zugeordnete Werkzeug. Bei
der Anwendung der normalen Malteserkreuze ist diese Arbeitszeit größer als die Zeit
für die Schaltung, indem der Hinundherweg der Rolle des gleichförmig umlaufenden
Antriebshebels des Malteserkreuzes mehr als z8o° des Umlaufweges dieser Rolle beträgt.
Während dieser Zeit wird die Stillhaltung der Welle und damit der Falzdorne durch
außer dem Malteserkreuz angeordnete Sperren gesichert, wobei meistens das Malteserkreuz
zuerst über die Rolle beim Austritt derselben aus der betreffenden Radialnut des
Kreuzes die Bewegung desselben bremst und dann das Malteserkreuz, nachdem es die
Bewegung Null erhalten hat, durch eine Sperre festgehalten wird. Die Triebwerkzeuge
selbst haben ziemlich große Massen und müssen daher ebenso wie ihre Lagerung sehr
kräftig ausgeführt werden. Die Ausbildung und Lagerung dieser Triebteile ist auch
ziemlich kostspielig, und außerdem nutzen sich diese Teile, wie Nuten und Rollen,
die Kräfte auffangen müssen, stark ab.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile besteht die Erfindung darin, daß der
die Falzdorne tragenden Welle die schrittweise Schaltung von der ständig umlaufenden
Antriebswelle der Maschine über ein
Getriebe erteilt wird, dessen
Trieborgan eine Kurvenbahn in Gestalt einer reinen oder einer unreinen Zykloide
beschreibt. Der Malteserkreuzantrieb wird infolgedessen durch einen Antrieb ersetzt,
der ein ständig umlaufendes Trieborgan aufweist, von dem die Stufenbewegung der
Falzdornwelle und damit auch der Falzdorne abgeleitet wird, wobei die schrittweise
Drehung der Falzdornwelle in dem gleichen Zeitabschnitt bewerkstelligt wird. als
ob die Welle gleichförmig gedreht worden wäre. Hierdurch wird unter Vermeidung großer
Massen eine verhältnismäßig einfache und billige Ausführung des Antriebes und seiner
Lagerung erzielt sowie eine günstigere, vor allem eine beschleunigte Arbeitsweise
der Werkzeuge ermöglicht. Es zeigt Fig. i den Aufriß einer erfindungsgemäßen Beutelherstellmaschine,
FinG. 2 den Grundriß, Fig.3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht dieser Maschine,
Fig. 4 einen Teil des Antriebes im Schnitt und in größerem Maßstab, Fig. 5 eine
Einzelheit der Fig. 4 in Aufsicht, Fig. 6 ein Kurvenschema der Bewegung des Antriebes
nach Fig. 4, Fig.7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Einrichtung zur
Übergabe des Beutelzuschnittes an den Falzdorn in vergrößertem Maßstab, Fig. 8 einen
Grundriß und Fig. g einen Aufriß dieser Einrichtung, Fig. io eine Seitenansicht
der Einrichtung zum Umlegen des Längslappens, Fig. i i ein Grundriß und Fig. 12
einen Aufriß dieser Einrichtung, Fig. 13 einen teilweise geschnittenen Aufriß der
Einrichtung zum Umlegen der Schmallappen des Bodens, Fig. 14 einen Grundriß und
Fig. 15 eine Stirnansicht von links dieser Einrichtung, Fig. 16 eine Seitenansicht
und Fig. 17 einen Grundriß der Einrichtung zum Umlegen der Breitlappen des Bodens.
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Der Antrieb der Maschine erfolgt durch die ständig getriebene Hauptwelle
2, die gemäß Fig. i bis 3 im Maschinenständer i gelagert ist. Die Falzdorne 4, im
vorliegenden Falle acht Stück, sind auf einer senkrechten Welle 7 angeordnet, die
bei der dargestellten Ausführungsform als Hohlwelle ausgebildet ist. Die Hohlwelle
7 ist auf einem feststehenden Dorn 5 drehbar angeordnet, der auf einer unteren Traverse
1b des Ständers i befestigt ist, und ist mit ihrem unteren Ende gemäß Fig. 4 in
Kugellagern auf der Traverse ib gelagert. An ihrem oberen Ende ist die Hohlwelle
7 und damit auch der Dorn 5 in einer oberen Traverse ja des Ständers i geführt.
Wie eingangs erwähnt, erfolgt die schrittweise Schaltung der Hohlwelle 7 von der
ständig umlaufenden Hauptantriebswelle 2 nicht, wie bisher üblich, über ein Malteserkreuzgetriebe,
sondern über ein Zykloidengetriebe, im vorliegenden Falle über ein Hypozykloidengetriebe.
Zu diesem Zweck ist auf der Hohlwelle 2 ein Kegelrad 3a (vgl. insbesondere Fig.
4) gelagert, welches gemäß Fig. 2 und 3 von der Hauptwelle :2 durch ein Kegelräderpaar
3 ständig gedreht wird. Die Lagerhülse 3c des Kegelrades 3a trägt einen radialen
Arm 8, in welchem ein Zahnrad g mit seiner Achse ga drehbar gelagert ist. Auf der
Achse ga des Zahnrades g ist ein Hebel i i befestigt, an welchem mittels des Zapfens
i 1a ein Kulissenstein 12 drehbar angeordnet ist. An Stelle eines Kulissensteines
kann auch eine Rolle auf dem Zapfen i ja gelagert werden. Der Stein 12 (bzw. die
Rolle) kann, entgegen der Ausführungsform der Fig. 4., unmittelbar in einen Kulissenschlitz
i 5a eines Hebels 15 greifen, der auf der Hohlwelle 7 befestigt ist. Bei dem Umlauf
des Kegelrades 3a wälzt sich das Zahnrad g an einem am Ständer i befestigten Zahnkranz
io mit Innenzahnung ab, wodurch während des Umlaufes des Armes 8 und des Zahnrades
g die Mittelachse , ja des Bolzens ii eine in sich geschlossene Wälzkurve
H beschreibt (vgl. hierzu Fig. 6). Diese Kurvenbahn wird zur absatzweisen Drehbewegung
der Welle 7 und damit der Falzdorne 4. benutzt, indem die Bewegung der Mittelachse
i ja durch den Kulissenstein 12 (bzw. die Rolle) über den Kulissenschlitz 15a auf
den Arm 15 und damit auf die Welle 7 übertragen wird. Hierbei ergeben sich beim
Übergang eines Kurvenastes der Abwälzkurve in den nächsten Kurvenast Stillhaltestellen
für die Welle 7 und die Falzdorne 4. Im vorliegenden Falle beschreibt die Mittelachse
i ia des Bolzens i i eine Hypozykloide, wobei das Verhältnis der Teilkreisdurchmesser
des Zahnrades g und des feststehenden Zahnkranzes io die Anzahl der Stillhaltestellen
bestimmt.
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Durch Ausbildung der Hypozykloide als sogenannte unreine Hypozykloide
können den Stillhaltestellen verschiedene Zeitmaße gegeben werden. Zu diesem Zweck
greift bei der vollständigen Ausführungsform nach Fig. 4 der Kulissenstein 12 nicht
unmittelbar in die Kulisse i5a des Armes 15, sondern in die Kulisse i3a eines Hebels
13, der auf einem Zapfen 13v des Armes 8 gelagert ist. Unter dem Hebel 13 ist mit
diesem ein Hebel 13c verbunden und ebenfalls auf dem Zapfen 13b gelagert. Der Hebel
i3c (und damit auch der Hebel 13) ist mit einem Kulissenstein 14 (oder einer Rolle)
versehen, der in die Kulisse 15a des Armes 15 greift. Die Verbindung des Hebels
13c mit dem Hebel 13 erfolgt über eine Feder 47, innerhalb deren sich ein Bolzen
49 befindet (vgl. Fig. 5). Auf beide Enden des Bolzens 49 sind Muttern So aufgeschraubt,
die sich an die Außenflächen von Büchsen 48 im Hebel 13c anlegen. Die Muttern lehnen
sich ferner mittels eingebauter Kugeln an die gabelförmigen Enden 13d des Hebels
13 an, wodurch erreicht wird, daß der Stein 14 bei dem Umlauf des Zahnrades g keine
Zykloide H, sondern eine neue Kurve N beschreibt, die sich an die
Kreisbahn des Bolzens ga des Zahnrades g anpaßt (vgl. Fig. 6).
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Durch die Zwischenschaltung des Hebels 13 und gegebenenfalls des Hebels
13c wird die Stillhaltung auf folgende Weise verlängert. Wenn gemäß Fig. 6 der Arm
8 sich um der. Winkel a verdreht hat, der
(bei acht Stillhaltungen
nach je 45°) 1i,25° ausmacht, so ist die Mittelachse des sich abwälzenden Zahnrades
q nach 96 und die Mittelachse des Bolzens i ia nach 51 auf der Hypozykloide H gelangt.
Wenn nun nicht der Hebel 13 vorhanden ist und der Stein 12 direkt in den Schwenkarm
15 der Welle 7 eingreift, so hat derselbe bereits den Winkel ß beschrieben, d. h.
die Stillhaltung ist nicht mehr vorhanden.
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Wird jedoch der Hebel 13 eingeschaltet, der auf dem Strahl 5 (senkrechter
Dorn), V und 9b bei V angelangt ist, so ist die Lage dieses Hebels nun durch die
Punkte V-5 gegeben, und die Mittelachse des Bolzens 140 des Steines 14 liegt nun
bei 52. Demnach ist die Stillhaltung sehr wesentlich verlängert, da der Punkt p
nur nach 52 gewandert ist, also nahe dem Strahl 5-p. Der Winkel ß ist auf einen
fast unwesentlichen Bruchteil gesunken.
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Da bei der Annäherung des Punktes 96 aus der Richtung nach Pfeil S
sich ebenfalls für die ungefähre Lage des Punktes 52 der gleiche Winkel a ergibt,
so heißt dies, daß von der Gesamtver schwenkuni von q.5'°' die Hälfte, 22,5''°',
hindurch eine Stillhaltung erfolgt. Durch die Lage des Drehpunktes kann man daher
die Dauer dieser Stillhaltung in weiten Grenzen bestimmen.
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Infolge der beschriebenen Anordnung können sich die Hebel 13 und 13c
um das geringförmige Maß der Höhe der Schlaufe 53 (Fig. 6) gegeneinander verstellen,
wobei die Gabeln 13d des Hebels 13 abwechselnd (je auf einer Seite) die betreffende
Büchse 48 in eine zylindrische Ausnehmung des Hebels i3c drücken. Man ist also in
der Lage, durch Festhalten des Steines 14 in einer Nut 146 (Fig. 6) des Ständers
i den Schaltarm 15 vollkommen festzuhalten, so daß auch die kleine Schlaufenbewegung
ausgeschaltet wird. Eine Nut i46 ist nicht auf allen Stufen der Umlaufbewegung der
Falzdorne 4 nötig, sondern nur an Stellen, wo eine absolute Stillhaltung wünschenswert
ist.
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An Stelle einer Hypozykloide kann als Kurvenbahn des Trieborgans auch
eine Epizykloide gewählt werden, in welchem Falle das Zahnrad 9 sich auf einem festen
Zahnkranz mit Außenverzahnung abwälzt.
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Die Falzdorne 4 sitzen an einer Hülse 16c, die auf der Hohlwelle 7
befestigt ist (vgl. Fig. 13). Jeder Falzdorn besitzt ausschwenkbare Seitenwände
18, die an einem Kern 4a mittels Zapfen 1811 gelagert sind. Die in Richtung der
Pfeile v der Fig.9 in die in Fig.9 gestrichelt dargestellte waagerechte Lage 18
nach oben ausschwenkbaren Seitenwände 18 sind ebenso wie die mit ihnen durch Kanäle
i8c verbundenen Drehzapfen i8a hohl ausgebildet. Die hohlen Drehzapfen 18a sind
in dem Tragteil der Falzdorne schwenkbar gelagert, und der Tragteil steht mit der
im Dorn 5 untergebrachten Saugluftleitung zeitweise in Verbindung. Jeder Drehzapfen
i8a trägt ein Zahnsegment i9. Die beiden Zahnsegmente stehen mit den Zähnen einer
beiderseits als Zahnstange ausgebildeten Zugstange 2o in Verbindung. Diese Stange
greift mit einer Rolle 21 in eine Exzenternut 6a einer Kappe 6 ein, die auf dem
Dorn 5 befestigt ist. Die Nut 6a ist so ausgebildet, daß auf derjenigen Stelle,
auf welcher der Zuschnitt 17 für den Beutel zugeführt wird, die mit den Sauglöchern
r86 versehenen Seitenteile 18 des Falzdornes aus der bisherigen senkrechten Stellung,
die in Fig.9 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, nach oben in die waagerechte
Stellung 18 ausgeschwenkt werden, die in Fig. 9 in gestrichelten Linien dargestellt
ist. Es erfolgt nun auf dieser Stelle in bekannter Weise die Zuführung des Zuschnittes
17 auf die ausgeschwenkten Seitenteile 18 (vgl. Fig. 8). Der Zuschnitt wird also
nicht, wie es in der Regel geschieht, unter den Dorn zugeführt und durch einen von
unten angehobenen Faltkasten mit seinen beiden Seitenteilen angehoben, sondern er
wird auf den Dorn oben aufgelegt. Es werden jetzt die Seitenteile 18 über die Hohlzapfen
18a mit der Saugleitung verbunden und in die senkrechte Lage der Fig. 9 zurückgeschwungen,
wodurch der Zuschnitt ohne Zuhilfenahme eines besonderen Falzkastens U-förmig um
den Falzdorn herumgefaltet wird. Dieser Vorgang kann schon während der nächsten
Drehung des Falzdornrades erfolgen, so daß die Stillhaltung für die Blattübernahme
nur eine sehr kurze Zeit in Anspruch nimmt.
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`'Während dieser Drehung kann auch schon das Umlegen der über das
Stirnende des Falzdornes nach unten vorstehenden Enden des U-förmig herumgefalzten
Zuschnittes 17 erfolgen. Das Umlegen des in der Schaltvorrichtung hintenliegenden
Zuschnittendes erfolgt durch eine konische Walze 24 (vgl. Fig. io bis 12). Diese
Walze ist in Lagern 22 und 23 drehbar gelagert, die an der oberen Traverse ja befestigt
sind, und besteht aus einem oder mehreren Flügeln. Auf dem Innenende der Lagerachse
25a von Walze 24 ist ein Kegelrad 25 befestigt, welches mit einem mit den Falzdornen
4 umlaufenden Tellerkegelrad 26 kämmt. Die Abmessungen sind derart, daß bei der
Drehung des Falzdornrades in dem Augenblick, wenn diese sich auf kurze Zeit verzögert,
der oder die Flügel der Walze 24 das erwähnte hintere, über den Dorn nach unten
vorstehende Ende 17a (Fig. 12) gegen die untere Fläche des Falzdornes 4 umlegt.
Auf dem Wege nach der 1I. Station gleitet der Falzdorn über eine gegebenenfalls
senkrecht stehende federnde Platte, die nicht dargestellt ist, so daß auch das vordere
über den Falzdorn nach unten vorstehende Ende des Zuschnittes umgelegt wird. Dieses
Zuschnittende ist vorher an einer Klebstoffauftragvorrichtung, beispielsweise einer
mit Klebstoff versehenen Walzenbürste, vorbeigeführt und am Rand mit Klebstoff versehen
worden, so daß der schlauchförmig um den Falzdorn herumgelegte Zuschnitt mit einer
Längsklebenaht versehen worden ist. Falls eine Heißversiegelung angewendet wird,
so ist in entsprechender Weise die Längsnaht durch Hitze oder durch Hitze und Druck
versiegelt worden.
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Das Umlegen der Schmallappen der Bodenfaltung des Beutelschlauches
erfolgt gemäß Fig. 13 bis 15 durch die Falzer 31 und 32. Diese Falzer
sitzen
an zweiarmigen Hebeln 29 und 30. Der Hebel29 für das Umlegen des unteren Schmallappens
ist in einem Lager 27 der Quertraverse ja gelagert, und der Hebel
30 für das Umlegen des oberen Schmallappens ist in einem Lager 28 der Kappe
6 gelagert. Jeder Hebel trägt einen gegen Federdruck schwenkbaren schmalen Falzkopf
31 bziv. 32. Der Antrieb der Hebel 29 und 3o erfolgt durch Exzenterscheiben 33 und
3.4, die mit der Hohlwelle 7 bzw. einer oberen Verlängerung derselben umlaufen.
In die Kurvennut des Exzenters 33 greift ein mit dem Hebel 29 gelenkig verbundener
Arm 37 mit einer Rolle 35 und in die Kurvennut des Exzenters 34 ein mit dem Hebel
30 gelenkig verbundener Arm 38 mit einer Rolle 36 ein. Bei dem Verschwenken der
Arme 29 und 30 in Richtung der Pfeile der Fig. 13 legen die Köpfe 31 und 32 dieser
Hebel die unteren und oberen Schmallappen des Deutelschlauches gegen die Stirnseite
des Falzdornes 3 in kürzester Frist auf der II. Station um, da die Kurvennuten der
beiden Exzenter 33 und 34. so ausgebildet sind, daß nur eine kleine Verdrehung der
Exzenter genügt. um die Faltung der Schmallappen zu bewirlcen.
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Zum Umlegen des in der Schaltrichtung hinten gelegenen Breitlappens
der Bodenfaltung ist auf einem Bolzen 39, der auf dem oberen Flansch der Quertraverse
ja befestigt ist, ein Winkelhebel d.o schwenkbar gelagert. Der kürzere innere Arm
ioa dieses Hebels wird durch eine Feder 4.oa ständig mit seiner Rolle
41 gegen einen mit den Falzdornen umlaufenden Exzenter 42 gedrückt, der einen
kurzen Nocken d2a besitzt. Dieser bewirkt ein Verschwenken des längeren Hebelarmes
.4ob des Winkelhebels ,4o gegen den rückwärtigen Breitlappen der Bodenfaltung. Der
Arm 40b ist zu diesem Zweck mit einem zweiarmigen Hebel .13 versehen, der in dem
Arm 4.ob in einem bestimmten Bereich schwenkbar angeordnet ist.
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In der gestrichelt gezeichneten Stellung des Hebels 4o in Fig. 17
ist der Falthebel 43 in der Ruhestellung dargestellt, in der ihn eine beispielsiveise
spiralige Feder dd. hält. Hierbei ragt der äußere Arm des Hebels 43 über das Ende
des Breitlappens hinaus, wogegen der andere Arm für eine Verdrehung gegen den Breitlappen
vorbereitet ist. Diese Verdrehung erfolgt dadurch, daß der Winkelliebel4o durch
den Nocken 42a in die in Fig. 17 voll ausgezogene Stellung geschwenkt wird, wobei
der äußere Arm des Hebels 4.3 gegen einen festen Anschlag .I8' stößt und bei Erreichung
der Stillhaltestellung so weit zurückgedrückt wird, daß sein innerer Arm das L-`rnlegen
des rückwärtigen Breitlappens 17c durchführen kann. In dieser Stellung verbleiben
die Teile so lange, wie die Stillhaltung anhält.
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Zum Umlegen des anderen Breitlappens der Bodenfaltung dient eine Reihe
von radial federnden, senkrecht stehenden Walzen .I5, die an einem Dorn 4511 angeordnet
sind. Dieser ist in einer feststehenden Hülse 46 unverdrehbar, aber gegen eine Feder
47 verschiebbar angeordnet. Mit dem Dorn d.5a ist auch ein hornartiger Teil 48 verbunden,
der den obenerwähnten Astschlag .1.8a für den zweiarmigen Falthebel 43 trägt.
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Damit ist die Bodenfaltung vollendet. Es folgen nun bis zur Ausstoßstelle
des so gebildeten Beutels weitere ortsfeste senkrechte Walzen od. dgl. längs dem
Umfang des Falzdornrades, die eine Pressung des Beutelbodens durchführen.
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Bei 1laschinen, die aus einem Innen- und einem Außenbeutel bestehende
Packungen herstellen, ist die vorstehend für einen einfachen Beutel beschriebene
Herstellungsweise auch für die Herstellung des Außenbeutels beim weiteren Umlauf
des Dornrades anwendbar, mit der Ausnahme, daß der Zuschnitt für den Außenbeutel
nicht in der beschriebenen Weise, d. h. mittels Saugung, übernommen werden kann.