EP0052209A2 - Vorrichtung zum Bördeln eines Papierbecherrandes - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for flanging the edge of a jacket made of film material, in particular a paper cup rim, by means of a flanging ring moved axially against the jacket edge, and to a device for carrying out this method.
- the flanging ring lies parallel to the plane of the edge to be flanged and generally in a radial plane to the axis of the casing forming the edge and to its direction of advance. It has a crimping groove corresponding to the shape of the edge, which is rounded in the radial section in order to force the material to be crimped onto the desired bend and curl during the feed movement. Considerable friction occurs between the flanged material and the flanging ring, which has to be absorbed as an axial force by the jacket forming the edge to be flanged.
- the invention has for its object to provide a device of the type mentioned that the flanging without endangering the jacket also among those mentioned difficult conditions allowed.
- the solution according to the invention is that the flanging ring is subjected to an additional movement with changing direction during the flanging. As a result, a constant additional relative movement between the flanging ring and the flanging edge occurs during the flanging, by means of which the friction is significantly reduced. This movement can also directly promote the flanging process.
- a wobble movement is selected as an additional movement.
- the maximum crimping force is reduced to that small circumferential section in which the crimping ring protrudes the most towards the edge to be crimped.
- the neighboring areas of the jacket are relieved and support the area under load.
- the wobbling movement of the flanging ring causes a constant additional relative movement of the flanging ring to the edge to be flanged, by means of which the frictional force to be absorbed by the jacket in the axial direction is reduced.
- a wobble movement is understood by the invention to be primarily the movement that occurs when a plane rotates that is not perpendicular to its axis of rotation coinciding with the central axis of the crimp ring.
- the term in the sense of the invention is also intended to include movements in which opposite points of the flaring part of the flanging ring perform different and rapidly changing movements in the axial direction.
- a radial movement with an alternating radial direction can also be expedient. This is primarily to be understood as the type of movement which the crimp ring held against rotation performs, for example, under the action of a crank with a small crank radius. The movement takes place continuously in the direction of an orbiting radius. Instead, it can also be achieved by moving the flanging ring back and forth in two transverse radial directions, these movements being phase-shifted with respect to one another by a fixed or changing angular amount.
- the wobble path i.e. the distance between the furthest forward and furthest back position of a point within the flaring part of the flanging ring in the event of a wobble movement is advantageously between 0.1 and 2 mm, preferably between 0.2 and 1.2 mm. It can be smaller the greater the wobble speed, which is expediently between 1 and 40, in particular 1 and 10 revolutions during the flanging process.
- the distance of a radial movement is expediently smaller, namely between 0.05 and 1 mm, preferably between 0.1 and 0.5 mm, while the expedient speeds are the same as those just mentioned.
- a device which axially supports the non-rotatable crimp ring is particularly advantageous rotatably drivable, inclined to the radial direction support surface is formed.
- This support surface is expediently defined by the contact points of three rollers on the lower surface of the flange ring.
- a particularly simple shape results if the roller axes of these rollers lie in the same radial plane and have different diameters.
- a paper cup 1 with an edge 2 to be flanged is held in the position shown by a holder, not shown. Its central axis 3 coincides with the axis of a bore 5 provided in a machine part 4 which is fixed (at least during the flanging process) and in which the outer body 6 of the flanging device is held.
- a spindle 8 is rotatably mounted coaxially to the bore 5 and the outer body 6 and can be driven in rotation by means of a V-belt drive 9/10. It carries a flange 11, of which three axes 12, each offset by 120 ° to one another, project radially in the same plane. On these axes run two rollers 13 of the same size and a roller 14 which is a little (approx.
- the flanging ring has in the usual way an annular groove 21 with a rounded cross section, which is intended to cooperate with the edge 2 of the cup 1 for flanging.
- the trough 21 is expediently located on the inside or near the plane of the spherical roller bearing 15 if no or only subordinate radial movement components are to occur during the wobble movement. If, however, a certain radial component is also desired, one chooses an axial offset, as shown in the drawing, or a weakly eccentric crank arrangement of the spindle extension 15.
- the flanging ring 17 undergoes a wobbling and radial movement with a circumferential direction, through which all circumferential locations of the flanging channel 21 are successively advanced to the edge 2 of the paper cup 1 in order to deform it.
- this wobble movement is superior to a feed movement of the flanging ring 17 relative to the cup 1 in a known manner.
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Abstract
Beim Bördeln des Randes (2) eines Bechers (1) aus Folienmaterial (Papierbecher) mittels eines axial gegen den zu bördelnden Rand gepreßten Bördelrings (17) wird die Reibung dadurch vermindert, daß der Bördelring einer wechselnden Relativbewegung unterworfen wird, insbesondere einer Taumelbewegung. Zur Erzeugung der Taumelbewegung wird der Bördelring auf einer geneigten, rotierenden Fläche axial abstützt, die von den Anlagepunkten von drei Rollen (13, 14) gegeben sein kann.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bördeln des Randes eines Mantels aus Folienmaterial, insbesondere eines Papierbecherrandes, mittels eines axial gegen den Mantelrand bewegten Bördelrings, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
- In bekannten Bördelvorrichtungen liegt der Bördelring parallel zur Ebene des zu bördelnden Randes und im allgemeinen in einer Radialebene zur Achse des den Rand bildenden Mantels und zu seiner Vorschubrichtung. Er besitzt eine der Form des Randes entsprechende Bördelrille, die im Radialschnitt rund ausgekehlt ist, um dem zu bördelndem Material während der Vorschubbewegung die gewünschte Biegung und Rollung äufzuzwingen. Dabei tritt erhebliche Reibung zwischen dem gebördeltem Material und dem Bördelring auf, die als Axialkraft von dem den zu bördelnden Rand bildenden Mantel aufgenommen werden muß. In ungünstigen Fällen besteht die Gefahr, daß der Mantel unter dieser Kraft knickt, insbesondere wenn der Mantel von doppelseitig beschichtetem Karton gebildet ist, der während der.Verarbeitung durch die Einwirkung von Wasserdampf weich wird und dessen Beschichtung ungünstige Gleiteigenschaften zum Bördelring aufweist. Selbst die Verwendung von Siliconöl als Gleitmittel, die umständlich und aufwendig ist, reicht in solchen Fällen oftmals nicht aus.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Bördelung ohne Gefährdung des Mantels auch unter den erwähnten schwierigen Verhältnissen erlaubt.
- Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Bördelring während der Bördelung einer zusätzlichen Bewegung mit wechselnder Richtung unterworfen wird. Dadurch tritt während des Bördelns eine ständige zusätzliche Relativbewegung zwischen dem Bördelring und dem Bördelrand auf, durch die die Reibung wesentlich herabgesetzt wird. Außerdem kann diese Bewegung den Bördelvorgang auch unmittelbar fördern.
- In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Taumelbewegung als zusätzliche Bewegung gewählt. Diese wirkt sich auf den Bördelvorgang in zweifacher Hinsicht günstig aus. Zum einen wird die maximale Bördelkraft auf denjenigen kleinen Umfangsabschnitt reduziert, in welchem der Bördelring am stärksten zu dem zu bördelndem Rand hin vorragt. Die benachbarten Bereiche des Mantels sind entlastet und stützen den belasteten Bereich ab. Zum anderen bewirkt die Taumelbewegung des Bördelrings eine ständige zusätzliche Relativbewegung des Bördelrings zu dem zu bördelndem Rand, durch die die vom Mantel in Axialrichtung aufzunehmende Reibungskraft herabgesetzt wird.
- Unter einer Taumelbewegung versteht die Erfindung..in erster Linie diejenige Bewegung, die bei der Rotation einer Ebene besteht, die nicht senkrecht zu ihrer mit der Mittelachse des Bördelrings zusammenfallenden Rotationsachse steht. Jedoch soll der Begriff im Sinne der Erfindung auch solche Bewegungen einschließen, bei denen jeweils gegenüberliegende Punkte des bördelnd wirksamen Teils des Bördelrings unterschiedliche und rasch wechselnde Bewegung in Axialrichtung durchführen.
- Statt dessen oder zusätzlich kann auch eine Radialbewegung mit wechselnder Radialrichtung zweckmäßig sein. Darunter ist vornehmlich diejenige Art von Bewegung zu verstehen, die der gegenüber Drehung festgehaltene Bördelring beispielsweise unter der Einwirkung einer Kurbel mit kleinem Kurbelradius ausführt. Die Bewegung findet ständig statt in Richtung eines umlaufenden Radius. Statt dessen kann sie auch erzielt werden durch Hin- und Herbewegung des Bördelrings.in zwei quer zueinander stehenden Radialrichtungen, wobei diese Bewegungen gegeneinander um einen festen oder wechselnden Winkelbetrag gegeneinander phasenverschoben sind.
- Die Taumelstrecke, d.h. die Strecke zwischen der am weitesten vorn und am weitesten zurückliegenden Position eines Punkts innerhalb des die Bördelung bewirkenden Flächenteils des Bördelrings im Falle einer Taumelbewegung, liegt zweckmäßigerweise zwischen 0,1 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 1,2 mm. Sie kann um so kleiner sein, je größer die Taumeldrehzahl ist, die zweckmäßigerweise zwischen 1 und 40, insbesondere 1 und 10 Umdrehungen während des Bördelvorgangs liegt.
- Die Strecke einer Radialbewegung ist zweckmäßigerweise kleiner, nämlich zwischen 0,05 und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 mm, während die zweckmäßigen Drehzahlen den eben genannten gleichen.
- Einrichtungen zur Erzeugung einer Taumelbewegung können in unterschiedlichster Form dem Stand der Technik entnommen werden. Besonders vorteilhaft ist eine Einrichtung, die von einer den undrehbaren Bördelring axial stützenden drehend antreibbaren, gegenüber der Radialrichtung geneigten Stützfläche gebildet ist. Diese Stützfläche ist zweckmäßigerweise definiert von den Anlagepunkten von drei Rollen an der Unterfläche des Bördelrings. Eine besonders einfache Form ergibt sich, wenn die Rollenachsen dieser Rollen in derselben Radialebene liegen und unterschiedlichen Durchmesser besitzen.
- Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die eine vorteilhafte Ausführungsform einer Bördelvorrichtung veranschaulicht. Darin zeigen:
- Fig. 1 einen Längsschnitt und
- Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie-II der Fig. 1.
- Ein Papierbecher 1 mit einem zu bördelnden Rand 2 wird durch eine nicht gezeigte Halterung in der dargestellten Lage gehalten. Seine Mittelachse 3 stimmt überein mit der Achse einer in einem (zumindest während des Bördelvorgangs) feststehenden Maschinenteil 4 vorgesehenen Bohrung 5, in welcher der Außenkörper 6 der Bördelvorrichtung gehalten ist. Koaxial zu der Bohrung 5 und dem Außenkörper 6 ist eine Spindel 8 drehbar gelagert, die mittels Keilriementrieb 9/10 drehend antreibbar ist. Sie trägt einen Flansch 11, von dem drei jeweils um 120° zueinander versetzte Achsen 12 in derselben Ebene radial vorragen. Auf diesen Achsen laufen zwei gleichgroße Rollen 13 und eine Rolle 14, die ein wenig (ca. 1 mm) größer ist als die Rollen 13. Jenseits des Flanschs 11 bildet die Spindel 8 einen koaxialen Spindelfortsatz 15, an dem über Pendelrollenlager 16 der Bördelring 17 gelagert ist, dessen Unterfläche 18 auf den Rollen 13, 14 sitzt und der von radialen Armen 19, die in axiale Schlitze 20 des Körpers 6 eingreifen, an Drehung gehindert ist. Der Bördelring besitzt in üblicher Weise eine ringförmige, im Querschnitt ausgerundete Rinne 21, die mit dem Rand 2 des Bechers 1 zur Bördelung zusammenwirken soll. Die Rinne 21 liegt zweckmäßigerweise innen oder nahe der Ebene des Pendelrollenlagers 15, wenn bei der Taumelbewegung keine oder nur untergeordnete radiale Bewegungskomponenten auftreten sollen. Wenn hingegen auch eine gewisse Radialkomponente erwünscht ist, wählt man einen axialen Versatz, wie in der Zeichnung dargestellt, oder eine schwachexzentrische Kurbelanordnung des Spindelfortsatzes 15.
- Wenn die Spindel 8 in Drehung versetzt wird, erleidet der Bördelring 17 eine Taumelbewegung und Radialbewegung mit umlaufender Richtung, durch die sämtliche Umfangsstellen der Bördelrinne 21 nacheinander zum Rand 2 des Papierbechers 1 vorgeschoben werden, um diesen zu verformen. Selbstverständlich ist dieser Taumelbewegung eine Vorschubbewegung des Bördelrings 17 relativ zum Becher 1 in bekannter Weise übergeordnet.
Claims (10)
1. Verfahren zum Bördeln des Randes eines-Mantels aus Folienmaterial, insbesondere eines Papierbecherrandes, mittels eines axial gegen den Mantelrand bewegten Bördelrings, dadurch gekennzeichnet, daß der Bördelring zusätzlich einer Bewegung mit wechselnder Bewegungsrichtung unterworfen wird.
2. Vorrichtung zum Bördeln des Randes eines Mantels aus Folienmaterial, insbesondere eines Papierbecherrandes, mittels eines axial gegen den Mantelrand bewegbaren Bördelrings, dadurch gekennzeichnet, daß der Bördelring (17) mit einer Einrichtung (8, 11, 13, 14, 18) zur Übertragung einer Bewegung mit wechselnder Bewegungsrichtung auf den Bördelring verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bördelring (17) mit einer Einrichtung (8, 11, 13, 14, 18) zur Erzeugung einer Taumelbewegung verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bördelring mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Radialbewegung mit wechselnder Radialrichtung verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Taumelbewegung und ggf. einer Radialbewegung eine den undrehbaren Bördelring (17) axial stützende, drehend antreibbare, gegenüber der Radialrichtung geneigte Stützfläche (13, 14, 18) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche von drei Rollen (13, 14) gebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenachsen (12) in derselben Radialebene liegen und die Rollen (13, 14) unterschiedlichen Durchmesser haben.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelbewegung eine axiale Taumelstrecke von etwa 0,1 bis 2 mm umfaßt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelbewegung eine wechselnde Radialbewegung überlagert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Bördelrille gegenüber der Lagerung des Bördelrings axial versetzt ist.
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DE3043340 | 1980-11-17 |
Publications (2)
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