EP2829392B1 - Vorrichtung zum Umformen eines flachliegenden Materials - Google Patents

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EP2829392B1 EP14178147.6A EP14178147A EP2829392B1 EP 2829392 B1 EP2829392 B1 EP 2829392B1 EP 14178147 A EP14178147 A EP 14178147A EP 2829392 B1 EP2829392 B1 EP 2829392B1
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Marek Hauptmann
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Pester Pac Automation GmbH
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    • B31B50/26—Folding sheets, blanks or webs
    • B31B50/44—Folding sheets, blanks or webs by plungers moving through folding dies

Definitions

  • the invention relates to a device for forming a flat material of, in particular, natural fibers, e.g. Paper or cardboard, in a cup-shaped or cup-shaped object, wherein a so-called fold holder is provided at a small distance from the die, wherein between both the flat lying material can be clamped.
  • natural fibers e.g. Paper or cardboard
  • Such material can not be thermoformed due to the material properties in the conventional sense. If such a material is pressed into a mold, for example by a piston, uncontrolled wrinkles form in the wall region, which subsequently can no longer be smoothed.
  • the invention has for its object to provide a device with which the transformation of such a material succeeds with satisfactory result.
  • This object is achieved in that a feeding device is provided for the flat lying material to which a forming device with a punch and a die adjoins and that a calibration device is provided, in which the punch introduces the already preformed object and pressed in cooperation of punch and calibration device.
  • the fold holder causes that only as much material slips as is pressed into the die.
  • At least one pressure spring acts on the fold holder and presses the fold holder against the die and thus against the material blank.
  • the pressing device acting on the fold holder is driven hydraulically or pneumatically.
  • Both the spring load and the hydraulic / pneumatic drive can be combined and provide an optimal adjustment of the contact pressure, especially when the contact pressure is regulated or controlled.
  • a stamping device is provided in front of the forming device, which can punch out individual blanks from a material web.
  • the material can be supplied in an advantageous manner as a web and is only converted immediately before the transformation into individual cuts required.
  • Another embodiment of the invention has proved to be very advantageous, according to which a device is provided for at least one-sided moistening of the material to be formed.
  • a heating device is provided for heating the material to be reshaped.
  • the heater may be formed according to the invention as radiant heating and directly heat the material blank.
  • the stamp and / or the fold holder and / or the die are heated.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the plunger opposite a counter-piston is arranged, which is able to press against the underside of the material blank in its clamped state.
  • the bottom of the part to be formed is kept and no material can flow into the wall area, which could lead to significant disturbances.
  • a widening device in which the upper end of the article can be widened.
  • the device of the invention can be made flexible.
  • a further embodiment of the invention which is characterized in that a device for forming the upper edge portion of the article is provided to a sealing edge or the like.
  • the sealing edge can be flat or curved, for example, as a mouth roll, trained.
  • an ejector is provided which is able to eject the finished or partially finished object.
  • a web of paper or a similar fibrous material is referred to, which is in roll form.
  • a punching device 2 individual material blanks 3 are punched out of this material web.
  • These material blanks 3 are introduced into a forming device 4, which has a die 5, in which the material blank is formed into it.
  • a punch 6 is disposed above the die 5 which is slidably mounted against the die 5.
  • a fold holder 7 is arranged, between which and the die 5 of the material blank 3 is inserted.
  • the contact pressure of the fold holder 7 can be adjusted or regulated to the die 5 in dependence on the material used.
  • pressure springs not shown, can act on the fold holder 7.
  • an opposed piston 8 is provided, which is capable of attacking on the underside of the material blank 3 and thereby prevents slippage of material into the wall area to be reshaped.
  • a calibration device 9 is arranged, in which the material blank 3 formed in the die 5 is pressed by the punch 6.
  • the small wrinkles in the wall of the formed part resulting from forming are equalized, so that a smooth wall is formed.
  • the opposed piston 8 then serves as an ejector of the finished part of the device. 4
  • the wall of the formed part can be widened at the upper end.
  • the items to be packaged can be fixed, for example, by strapping or wrapping both inline and later.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen eines flachliegenden Materials aus insbesondere Naturfasern, wie z.B. Papier oder Karton, in einen schalen- bzw. becherförmigen Gegenstand, wobei mit geringem Abstand von der Matrize ein sogenannter Faltenhalter vorgesehen ist, wobei zwischen beiden das flachliegende Material einspannbar ist.
  • Derartiges Material lässt sich aufgrund der Materialeigenschaften im herkömmlichen Sinn nicht tiefziehen. Wird ein derartiges Material beispielsweise durch einen Kolben in eine Form eingepresst, so bilden sich im Wandbereich unkontrolliert Falten, die nachträglich nicht mehr zu glätten sind.
  • Aus der US 4,576,566 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der die Umformung eines derartigen Materials mit zufriedenstellendem Ergebnis gelingt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Zuführeinrichtung für das flachliegende Material vorgesehen ist, an welche eine Umformeinrichtung mit einem Stempel und einer Matrize anschließt und dass eine Kalibriereinrichtung vorgesehen ist, in welche der Stempel den bereits vorgeformten Gegenstand einführt und in Zusammenwirkung von Stempel und Kalibriereinrichtung verpresst.
  • Der Faltenhalter bewirkt dabei, dass nur soviel Material nachrutscht, wie in die Matrize hineingepresst wird.
  • Durch dieses kontrollierte Nachrutschen werden kleine und gleichmäßig verteilte Falten im umgeformten Material gebildet, die später egalisiert werden können.
  • Durch die Kalibriereinrichtung werden die zuvor gebildeten kleinen Falten egalisiert.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am Faltenhalter eine Anpresseinrichtung angreift, welche den Faltenhalter kontrolliert gegen die Matrize und damit gegen den flachliegenden Zuschnitt zu pressen vermag.
  • Damit ist auch die Bildung der feinen Falten kontrolliert.
  • Als sehr vorteilhaft hat es sich auch ergeben, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am Faltenhalter wenigstens eine Druckfeder angreift, welche den Faltenhalter gegen die Matrize und damit gegen den Materialzuschnitt presst.
  • Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, dass die am Faltenhalter angreifende Anpresseinrichtung hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist.
  • Sowohl die Federbelastung als auch der hydraulisch/pneumatische Antrieb lassen sich auch kombinieren und ergeben eine optimale Einstellung des Anpressdruckes, insbesondere wenn der Anpressdruck geregelt oder gesteuert ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vor der Umformeinrichtung eine Stanzeinrichtung vorgesehen ist, welche Einzel-Zuschnitte aus einer Material-Bahn auszustanzen vermag.
  • Damit kann das Material in vorteilhafter Weise als Bahn zugeführt werden und wird erst unmittelbar vor der Umformung in dazu notwendige Einzelzuschnitte umgewandelt.
  • Als sehr vorteilhaft hat sich auch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung erwiesen, gemäß welcher eine Einrichtung zum wenigstens einseitigen Befeuchten des umzuformenden Materials vorgesehen ist.
  • Es hat sich ergeben, dass ein befeuchteter Zuschnitt leichter Umzuformen ist als ein unbefeuchteter Material-Zuschnitt.
  • Dabei ist es abhängig vom eingesetzten Material, ob eine ein- oder doppelseitige Befeuchtung sinnvoll ist.
  • Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des umzuformenden Materials vorgesehen ist.
  • Durch das Aufheizen des Materials wird dessen Geschmeidigkeit erhöht und damit die Bildung sehr kleiner Falten gewährleistet.
  • Die Heizeinrichtung kann erfindungsgemäß als Strahlungsheizung ausgebildet sein und den Material-Zuschnitt unmittelbar beheizen.
  • Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, dass der Stempel und/oder der Faltenhalter und/oder die Matrize beheizt sind.
  • Beide Möglichkeiten der Beheizung sind jedoch auch kombinierbar.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass dem Stempel gegenüber liegend ein Gegenkolben angeordnet ist, der gegen die Unterseite des Material-Zuschnittes in dessen eingespanntem Zustand zu pressen vermag.
  • Damit wird auch der Boden des zu bildenden Teil gehalten und kein Material kann in den Wandbereich abfließen, was zu erheblichen Störungen führen könnte.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Aufweiteinrichtung vorgesehen ist, in welcher das obere Ende des Gegenstandes aufgeweitet werden kann.
  • Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung flexibel gestaltet werden.
  • Ebenfalls sehr vorteilhaft ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Einrichtung zum Umformen des oberen Randabschnittes des Gegenstandes zu einem Siegelrand oder dergleichen vorgesehen ist.
  • Der Siegelrand kann dabei flach oder gewölbt, beispielsweise als Mundrolle, ausgebildet werden.
  • Sehr vorteilhaft ist es auch, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Auswerfer vorgesehen ist, der den fertigen bzw. teilweise fertigen Gegenstand auszuwerfen vermag.
  • Damit ist ein leichtes Entnehmen des geformten Teils aus der Vorrichtung gewährleistet.
  • Als Auswerfer kann dabei der ohnehin vorhandene Gegenkolben dienen.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Dabei zeigt die Figur:
    • eine mehrstufige Vorrichtung zum Umformen von faserhaltigem Material.
  • Mit 1 ist in der Figur eine Materialbahn aus Papier bzw. einem vergleichbaren faserhaltigen Material bezeichnet, die in Rollenform vorliegt. In einer Stanzeinrichtung 2 werden einzelne Material-Zuschnitte 3 aus dieser Materialbahn ausgestanzt. Diese Material-Zuschnitte 3 werden in eine Umform-Vorrichtung 4 eingebracht, die eine Matrize 5 aufweist, in welche der Material-Zuschnitt hinein umgeformt wird. Dazu ist oberhalb der Matrize 5 ein Stempel 6 angeordnet der gegen die Matrize 5 verschiebbar gelagert ist. Oberhalb der Matrize 5 ist ein Faltenhalter 7 angeordnet, zwischen dem und der Matrize 5 der Material-Zuschnitt 3 eingelegt wird. Beim Eindrücken des Stempels 6 in die Matrize 5 wird der Material-Zuschnitt 3 in die Matrize 5 eingedrückt, wobei der Wandbereich des dabei gebildeten Teils Falten wirft. Durch den Faltenhalter 7 wird ein Nachfließen des Material so gesteuert, dass sich nur kleine und feinverteilte Falten bilden. Dabei kann der Anpressdruck des Faltenhalters 7 an die Matrize 5 in Abhängigkeit vom verwendeten Material eingestellt bzw. geregelt werden. Dazu können am Faltenhalter 7 nicht dargestellte Druckfedern angreifen. Darüber hinaus ist es möglich den Faltenhalter über hydraulische bzw. pneumatische Kolben anzupressen. Diese Kolben bzw. daraus resultierend die Anpresskraft des Faltenhalters kann dabei gesteuert bzw. geregelt sein.
  • Dem Stempel 6 gegenüberliegend ist ein Gegenkolben 8 vorgesehen, der an der Unterseite des Material-Zuschnittes 3 anzugreifen vermag und dabei ein Nachrutschen von Material in den umzuformenden Wandbereich verhindert.
  • Unterhalb der Matrize 5 ist eine Kalibriereinrichtung 9 angeordnet, in die der in der Matrize 5 umgeformte Material-Zuschnitt 3 vom Stempel 6 eingedrückt wird.
  • Hierin werden die beim Umformen entstehenden kleinen Falten in der Wand des gebildeten Teils egalisiert, so dass eine glatte Wand gebildet wird.
  • Der Gegenkolben 8 dient dann als Auswerfer des fertigen Teils aus der Vorrichtung 4.
  • In der Kalibriereinrichtung 9 kann die Wand des gebildeten Teils am oberen Ende aufgeweitet werden.
  • Es ist aber auch möglich einen glatten Siegelrand oder eine Mundrolle anzuformen.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in den fertigen Gegenstand zu verpackende Gegenstände unmittelbar anschließend oder später eingebracht werden.
  • Desweiteren können die zu verpackenden Gegenstände beispielsweise durch eine Umreifung oder Umhüllung sowohl inline als auch später fixiert werden.

Claims (13)

  1. Vorrichtung (4) zum Umformen eines flachliegenden Material-Zuschnittes (3) aus insbesondere Naturfasern, wie z.B. Papier oder Karton, in einen schalen- bzw. becherförmigen Gegenstand, wobei die Vorrichtung (4) eine Umformeinrichtung mit einem Stempel (6) und einer Matrize aufweist, wobei mit geringem Abstand von der Matrize (5) ein sogenannter Faltenhalter (7) vorgesehen ist, wobei zwischen beiden der flachliegende Zuschnitt (3) einspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung für das flachliegende Material vorgesehen ist, an welche sich die Umformeinrichtung anschließt, und dass eine Kalibriereinrichtung (9) vorgesehen ist, in welche der Stempel (6) den bereits vorgeformten Gegenstand einführt und in Zusammenwirkung von Stempel (6) und Kalibriereinrichtung (9) verpresst.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Faltenhalter (7) eine Anpresseinrichtung angreift, welche den Faltenhalter kontrolliert gegen die Matrize (5) und damit gegen den flachliegenden Zuschnitt (3) zu pressen vermag.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Faltenhalter (7) wenigstens eine Druckfeder angreift, welche den Faltenhalter (7) gegen die Matrize (5) und damit gegen den Material-Zuschnitt (3) presst und/oder dass die am Faltenhalter (7) angreifende Anpresseinrichtung hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck des Faltenhalters (7) geregelt oder gesteuert ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umformeinrichtung eine Stanzeinrichtung (2) vorgesehen ist, welche Einzel-Zuschnitte (3) aus einer Material-Bahn (1) auszustanzen vermag.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum wenigstens einseitigen Befeuchten des umzuformenden Materials (1,3) vorgesehen ist und/oder dass eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des umzuformenden Materials (1,3) vorgesehen ist, wobei die Heizeinrichtung als Strahlungsheizung ausgebildet sein kann.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (6) und/oder der Faltenhalter (7) und/oder die Matrize (5) beheizt sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stempel (6) gegenüber liegend ein Gegenkolben (8) angeordnet ist, der gegen die Unterseite des Material-Zuschnittes (3) in dessen eingespanntem Zustand zu pressen vermag.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufweiteinrichtung vorgesehen ist, in welcher das obere Ende des Gegenstandes aufgeweitet werden kann.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Umformen des oberen Randabschnittes des Gegenstandes zu einem Siegelrand oder dergleichen vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auswerfer (8) vorgesehen ist, der den fertigen bzw. teilweise fertigen Gegenstand auszuwerfen vermag.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den fertigen Gegenstand zu verpackende Gegenstände eingebracht werden.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verpackenden Gegenstände beispielsweise durch eine Umreifung oder Umhüllung fixiert werden.
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