EP2988926B1

EP2988926B1 - Faltstation und faltschachtelklebemaschine

Info

Publication number: EP2988926B1
Application number: EP15717854.2A
Authority: EP
Inventors: Bernd Herfurth
Original assignee: KAMA GmbH
Current assignee: KAMA GmbH
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2035-04-15
Also published as: TW201544306A; CN106457727A; EP2988926A1; CN106457727B; ES2601081T3; US20170057191A1; JP6197129B2; WO2015176875A1; JP2017518900A; DE102014107031A1; TWI574835B

Description

Die Erfindung betrifft eine Faltstation zum Umformen flacher Werkstücke, insbesondere bei der Herstellung von Faltschachteln aus Kartonzuschnitten, sowie eine Faltschachtelklebemaschine mit einer derartigen Faltstation.
In Faltschachtelklebemaschinen werden Faltschachtelzuschnitte entlang eines Förderweges mit vorgebbarer Fördergeschwindigkeit gefördert, wobei der Faltschachtelzuschnitt eine Abwicklung der herzustellenden Faltschachtel ist, die ein Mittelteil sowie seitlich davon angeordnete Seitenteile aufweist. Zur Herstellung der Faltschachtel werden die Seitenteile entlang von Falzrillen, die zwischen Mittelteil und Seitenteil verlaufen, nacheinander zur Längsmitte des Zuschnitts über eine Faltlinie einwärts geschwenkt und schließlich zusammengelegt und miteinander verklebt.
Aus der DE 102 41 448 ist eine Faltschachtelmaschine bekannt, die dazu dient, Faltschachtelzuschnitte in Faltschachtelschläuche umzuformen. Die Faltschachtelzuschnitte entsprechen der Abwicklung einer herzustellenden Faltschachtel. Das Falten muss mit erheblicher Präzision geschehen, denn hierdurch wird die Winkeltreue der fertigen Faltschachtel entscheidend bestimmt.
Um den Faltschachtelschlauch zu produzieren, werden
sogenannte Faltriemen oder Faltbänder verwendet, die sich an die umzuschlagenden Teile, die Seitenteile des Faltschachtelzuschnitts anlegen und das Falten längs der Faltlinie erzwingen. Die Faltriemen laufen mit ihrem Arbeitstrum längs einer Art Schraubenlinie, wobei der Faltriemen auf die einzufaltenden Teile einwirkt. Damit die Faltbewegung ordnungsgemäß vonstatten geht, laufen die Faltriemen mit einer Bahngeschwindigkeit, die der Bahngeschwindigkeit des Zuschnitts entspricht. Um die Winkeltreue der fertigen Faltschachtel zu gewährleisten, ist in der Faltlinie eine Vielzahl lose drehbarer Scheiben angeordnet, die in der Nähe der Faltlinien den Faltschachtelzuschnitt berühren.
Eine weitere Faltstation zum Falten von Zuschnitten ist aus der DE 44 39 198 A1 bekannt. Das Falten erfolgt in an sich bekannter Weise durch sogenannte Faltriemen, welche die Seitenklappen von unten ergreifen. Die Faltriemen verlaufen dabei von einer Ebene unterhalb zu einer Ebene oberhalb des Mittelteils. Die Achsen der Faltriemen sind hierbei derart zueinander verschränkt, dass sich die dem Zuschnitt zugewandte Faltriemenfläche entlang des Förderweges des Zuschnitts um insgesamt 180° wendet. Um die vorgegebenen engen Toleranzen beim Falten der Zuschnitte einzuhalten, ist im vorderen Bereich des Förderweges eine Abkantvorrichtung im Bereich der Falzlinien der Zuschnitte angeordnet.
In EP 1 604 812 A1 ist eine Faltstation beschrieben, bei der der Abstand des Faltriemens zur Faltlinie des Zuschnitts einstellbar ausgeführt ist, so dass der Faltriemen stets auf einen äußeren Bereich des Seitenteils einwirkt. Dadurch wird ermöglicht, unterschiedliche Zuschnitte an dem für das Falten günstigsten Bereich der Seitenteile zu erfassen. Die Verstellung der den Faltriemen führenden Führungsrollen hingegen ist nur durch separates Lösen, Verschieben und Befestigen jeder einzelnen Führungsrolle möglich. Diese Arbeiten sind langwierig und führen daher zu langen Stillstandszeiten, wenn die Maschine für einen kleineren oder größeren Faltschachtelzuschnitt eingestellt werden muss.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Faltstation anzugeben, die eine schnelle, einfache und exakte Einstellung der Führungsorgane ermöglicht, so dass die Faltstation auf einfache und schnelle Weise an einen anderen, beispielsweise größeren oder kleineren, Faltschachtelzuschnitt anpassbar ist.
Dazu wird bei einer Faltstation zum Umformen flacher Werkstücke, die mindestens eine Gruppe von Führungsorganen aufweist, welche entlang einer Anordnungslinie mit veränderbarem Abstand w zueinander angebracht sind, vorgeschlagen, dass die Führungsorgane mit einer gemeinsamen, proportional wirkenden Verstelleinrichtung wirkverbunden sind, die im Betrieb die Abstände zwischen je zwei benachbarten Führungsorganen der Gruppe von Führungsorganen entlang der Anordnungslinie gleichmäßig ändert.
Mit anderen Worten werden k Führungsorgane durch Betätigen einer gemeinsamen Verstelleinrichtung von einer festen Stelle des Transportpfads aus betrachtet um das k-fache eines vorgebbaren Verstellwegs verschoben. Das bedeutet, dass die Verstelleinrichtung das erste Führungsorgan (k=1) um einen Betrag s des Weges entlang der Anordnungslinie bewegt, wobei gleichzeitig das zweite Führungsorgan (k=2) um den Betrag 2s, das dritte Führungsorgan (k=3) um den Betrag 3s, usw. bewegt wird. Die Verstellwege der einzelnen Führungsorgane sind also proportional zu ihrem Zählindex, d.h. es handelt sich um eine proportional wirkende Verstelleinrichtung, was dazu führt, dass sich die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane gleichmäßig verändern und auf diese Weise die Beträge, um die sich die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane beim Betätigen der Verstelleinrichtung ändern, untereinander stets gleich groß sind.
Unter Führungsorganen sollen dabei Mittel verstanden werden, die geeignet sind, auf eine Lasche eines Faltschachtelabschnitts so einzuwirken, dass diese Lasche beim Transport entlang des Transportpfads einer Faltschachtelklebemaschine, d.h. parallel zur Anordnungslinie der Führungsorgane, relativ zum Rest des Faltschachtelzuschnitts gefaltet wird.
Derartige Führungsorgane können beispielsweise Rollen, Bügel oder Pflugfalzschienen sein, die unter einem bezogen auf die Transportrichtung der Faltschachtelzuschnitte schrittweise veränderlichen Winkel direkt auf den Faltschachtelzuschnitt einwirken, oder ebensolche Elemente, die einen sich entlang des Transportpfads verdrehenden Faltriemen stützen, wobei in diesem Fall der Faltriemen dasjenige Element ist, das direkt auf den Faltschachtelzuschnitt einwirkt.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Faltstation mit einer gleichzeitig auf mehrere Führungsorgane proportional wirkenden Verstelleinrichtung zu versehen, unabhängig davon, wie die Verstelleinrichtung konkret ausgestaltet ist. Jede Verstelleinrichtung, die gleichzeitig auf mehrere Führungsorgane einwirkt und dabei die relativen Abstände zwischen den Führungsorganen k und k+1 (w_k/k+1) zueinander gleichmäßig so verändert, dass die Zunahme oder Abnahme der Abstände untereinander zu jedem Zeitpunkt gleich ist (Δw_k/k+1=const.), wird als Verstelleinrichtung im Sinne der offenbarten Lehre angesehen.
Im einfachsten Fall ist dabei jedes Führungsorgan mit einer eigenen Antriebseinrichtung, beispielsweise einem Servomotor, wirkverbunden, und alle Antriebseinrichtungen werden so angesteuert, dass die Führungsorgane wie beschrieben proportional bewegt werden. Obwohl eine solche Ausgestaltung relativ aufwendig ist, soll sie als unter den erfinderischen Gedanken fallend angesehen werden.
Darunter fallen beispielsweise auch Verstelleinrichtungen wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, bei denen die Verstelleinrichtung für jedes Führungsorgan ein auf dieses Führungsorgan einwirkendes Getriebe aufweist, wobei jedes dieser Getriebe eine andere Übersetzung aufweist.
Als Antriebsspindel kann beispielsweise eine Welle verwendet werden, an der weitere Elemente der Verstelleinrichtung, wie Zahnräder, Riemenscheiben, Gewindehülsen oder dergleichen, ortsfest oder axial verschiebbar anbringbar sind. Darüber hinaus können die weiteren Elemente der Verstelleinrichtung je nach ihrer Funktion bedarfsweise drehfest an der Antriebsspindel angebracht sein, beispielsweise durch Formschluss, wobei bekannte Mittel wie das Zusammenwirken von Nuten mit korrespondierend geformten Nasen oder Passfedern (vgl. DIN 6885, ASME B17.1), oder Keilwellen (vgl. ISO 14, SAE J499, ANSI B92.1, B92.2) mit entsprechend geformten Keilnabenprofilen an den weiteren Elementen, vorteilhaft verwendbar sind.
Weiterhin fallen darunter beispielsweise auch Verstelleinrichtungen, bei denen jedes Führungsorgan eine auf einer als Gewindespindel ausgeführten Antriebsspindel sitzende Spindelmutter aufweist, wobei die Antriebsspindel verschiedene Abschnitte mit Gewinden unterschiedlicher Gewindesteigung aufweist und die Spindelmuttern ein dem jeweiligen Abschnitt der Antriebsspindel entsprechendes Gewinde aufweist, das dieselbe Steigung wie der zugehörige Gewindeabschnitt aufweist. Durch die für jede Spindelmutter angepassten unterschiedlichen Gewindesteigungen wird auch mit einer derartigen Verstelleinrichtung der gewünschte Effekt erzielt.
Ebenfalls als erfindungsgemäß werden Verstelleinrichtungen wie in Fig. 2 schematisch dargestellt angesehen, bei denen die Führungsorgane mit Gelenkpunkten eines Scherenmechanismus verbunden sind, die sich beim Betätigen des Scherenmechanismus gleichmäßig aufeinander zu oder voneinander weg bewegen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung mindestens eine Antriebsspindel sowie mit der mindestens einen Antriebsspindel und den Führungsorganen zusammenwirkende Gewindehülsen aufweist.
Beispielsweise kann die Antriebsspindel durch an den Führungsorganen oder deren Halterungen befestigte Gewindehülsen hindurch geführt sein. An der Antriebsspindel kann beispielsweise zwischen je zwei Führungsorganen je eine Gewindehülse angeordnet sein, die im Betrieb der Verstelleinrichtung mit der Antriebsspindel rotiert. Weisen nun die beiden Gewindehülsen der benachbarten Führungsorgane gegenläufige Gewinde auf, und weist die an der Antriebsspindel befestigte Gewindehülse zwei Abschnitte mit gegenläufigen Gewinden auf, die jeweils mit einer der beiden Gewindehülsen der beiden Führungsorgane zusammenwirken, so dass der relative Abstand w der beiden Führungsorgane je nach der Drehrichtung der Antriebsspindel vergrößert oder verkleinert wird. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Fig. 3 dargestellt.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Gewindehülsen an den Führungsorganen drehbar befestigt und auf der Antriebsspindel verdrehgesichert und verschiebbar angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwei Antriebsspindeln parallel zueinander angeordnet sind, wobei eine erste Antriebsspindel mit allen Führungsorganen mit ungeradem Zählindex k wirkverbunden ist und eine zweite Antriebsspindel mit allen Führungsorganen mit geradem Zählindex k wirkverbunden ist.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass je zwei benachbarte Führungsorgane miteinander durch je eine Gewindehülse wirkverbunden sind. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Fig. 4 dargestellt.
In der bisherigen Beschreibung wurde stets davon ausgegangen, dass jedes der mit der Verstelleinrichtung wirkverbundenen Führungsorgane im Betrieb der Verstelleinrichtung entlang der Anordnungslinie bewegt wird. Von der Erfindung mit umfasst sind jedoch auch solche Ausführungen, bei denen ein Führungsorgan unbeweglich ist und alle anderen Führungsorgane sich relativ zu diesem fest angeordneten Führungsorgan bewegen.
Daher ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass ein nulltes Führungsorgan (k=0) fest angeordnet ist und alle anderen Führungsorgane (k>0) beim Betrieb der Verstelleinrichtung auf das nullte Führungsorgan zu oder vom nullten Führungsorgan weg bewegt werden.
Beispielsweise kann an einer Faltschachtelklebemaschine der Beginn oder das Ende einer Umformstrecke, die entlang des Transportpfads der umzuformenden Faltschachtelzuschnitte verläuft, festgelegt ist, d.h. unveränderlich sein soll. In diesem Fall ist es sinnvoll, wenn ein Führungsorgan an diesem Beginn oder Ende der Umformstrecke unbeweglich angeordnet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens zwei Gruppen von Führungsorganen entlang derselben Anordnungslinie angeordnet und mit derselben proportional wirkenden Verstelleinrichtung wirkverbunden sind. Dadurch wird es einerseits möglich, zwei oder mehr Gruppen von Führungsorganen gleichzeitig zu verstellen, wodurch der bauliche Aufwand verringert. Andererseits können mit ein und derselben Verstelleinrichtung verschiedenartige Konfigurationsänderungen vorgenommen werden, beispielsweise wenn zwei Gruppen von Führungsorganen verstellt werden müssen, die Änderung der relativen Abstände benachbarter Führungsorgane zueinander jedoch in den Gruppen unterschiedlich sein sollen.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass im Betrieb der Verstelleinrichtung die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane einer ersten Gruppe vergrößert und gleichzeitig die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane einer zweiten Gruppe verkleinert werden.
Beispielsweise kann es erwünscht sein, dass auf einem bestimmten Abschnitt des Transportpfads der umzuformenden Faltschachtelzuschnitte zuerst ein bestimmter Umformschritt vorgenommen wird und daran anschließend der Faltschachtelzuschnitt lediglich auf der Transporteinrichtung gehalten und so bis zum Ende des Transportpfads bewegt wird. Abhängig von der Größe des Faltschachtelzuschnitts kann die Länge des für den Umformschritt benötigten Teilabschnitts des Transportpfads variieren.
Durch die beschriebene Ausgestaltung, bei der die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane einer ersten Gruppe vergrößert und gleichzeitig die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane einer zweiten Gruppe verkleinert werden ist es möglich, den für den Umformschritt benötigten Teilabschnitt und den anschließenden Teilabschnitt, auf dem der Faltschachtelzuschnitt lediglich auf der Transporteinrichtung gehalten wird, wechselseitig so anzupassen, dass die Summe beider Teilabschnitte konstant gehalten wird. Wird beispielsweise der erste Teilabschnitt dadurch verlängert, dass die Abstände der an der Umformung beteiligten Führungsorgane vergrößert werden, so wird gleichzeitig der zweite Teilabschnitt dadurch verkürzt, dass die Abstände der den Faltschachtelzuschnitt lediglich auf der Transporteinrichtung haltenden Führungsorgane verkleinert werden, wodurch der durch die Summe der beiden Teilabschnitte gebildete Abschnitt des Transportpfads gleich lang bleibt.
Die beschriebene Faltstation ist mit großem Vorteil in an sich bekannten Faltschachtelklebemaschinen mit einer Transporteinrichtung für Faltschachtelzuschnitte verwendbar. Sie kann auch an bereits existierenden Faltschachtelklebemaschinen mit relativ geringem Aufwand nachgerüstet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine proportionale Verstelleinrichtung mit Getrieben verschiedener Übersetzung,
Fig. 2 eine proportionale Verstelleinrichtung mit einem Scherenmechanismus,
Fig. 3 eine proportionale Verstelleinrichtung mit an den Führungsorganen drehfest angebrachten ersten Gewindehülsen und mehreren auf einer Antriebsspindel axial verschiebbar und drehfest angeordneten zweiten Gewindehülsen,
Fig. 4 eine proportionale Verstelleinrichtung mit an den Führungsorganen drehbar angebrachten Gewindehülsen, die abwechselnd auf einer von zwei Antriebsspindeln axial verschiebbar und drehfest angeordnet sind und mit einem Gewinde eines benachbarten Führungsorgans zusammenwirken,
Fig. 5A, 5B und 5C ein erstes Ausführungsbeispiel der Verstelleinrichtung gemäß Fig. 4 in perspektivischen Ansichten und im Längsschnitt,
Fig. 6A, 6B und 6C ein zweites Ausführungsbeispiel der Verstelleinrichtung gemäß Fig. 4 in perspektivischen Ansichten und im Längsschnitt, und
Fig. 7A, 7B, 7C und 7D eine Teilansicht einer Faltschachtelklebemaschine mit Faltstationen gemäß den Figuren 5A, 5B und 5C sowie 6A, 6B und 6C für zwei unterschiedliche Konfigurationen jeweils in einer perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht.

In Fig. 1 ist eine Verstelleinrichtung 4 schematisch dargestellt, die für jedes Führungsorgan 2 ein auf dieses Führungsorgan 2 einwirkendes Getriebe 44 aufweist, wobei jedes dieser Getriebe 44 eine andere Übersetzung aufweist und alle Getriebe 44 mit einer gemeinsamen Antriebseinrichtung 41 wie einem Motor, einer Handkurbel oder dergleichen direkt oder beispielsweise über eine oder mehrere Antriebsspindeln 42 oder dergleichen, die gleichzeitig die Anordnungslinie 3 der Führungsorgane 2 repräsentieren, wirkverbunden ist. Die Führungsorgane 2, die hier schematisch als Rollen 21 mit Rollenhaltern 22 dargestellt sind, sind auf einer Zahnstange 45 verschiebbar angeordnet, auf die das jeweils von der Antriebsspindel 42 angetriebene Getriebe 44 einwirkt und so jedes Führungsorgan 2 um einen Verstellweg verschiebt, dessen Länge proportional zum Zählindex k des jeweiligen Führungsorgans ist, so dass die Abstandsänderungen Δw gleich groß sind. Durch die für jedes Getriebe 44 angepassten Übersetzungen wird der gewünschte Effekt erzielt.
In Fig. 2 ist eine Verstelleinrichtung 4 schematisch dargestellt, bei der die Führungsorgane 2 mit Gelenkpunkten 47 eines Scherenmechanismus 46 verbunden sind, die sich beim Betätigen des Scherenmechanismus 46, beispielsweise durch Einwirkung einer parallel zur Anordnungslinie 3 der Führungsorgane 2 wirkenden Kraft F, gleichmäßig aufeinander zu oder voneinander weg bewegen. Die Anordnungslinie 3 der Führungsorgane 2 ist in Fig. 2 durch eine Gleitschiene 48 repräsentiert, auf der die Führungsorgane 2 verschiebbar angeordnet sind. Durch die Funktionsweise des Scherenmechanismus 46 wird der gewünschte Effekt erzielt, dass die Abstandsänderungen Δw aller Paare benachbarter Führungsorgane 2 gleich groß sind.
In Fig. 3 ist eine Verstelleinrichtung 4 schematisch dargestellt, bei der die Antriebsspindel 42 durch an den Halterungen 23 der Führungsorgane 2 befestigte Gewindehülsen 43 hindurch geführt ist. Die Führungsorgane 2 weisen an den Halterungen 23 angebrachte, feststehende Gewindehülsen 43 auf, die dem jeweiligen benachbarten Führungsorgan 2 zugewandt sind. Die beiden aufeinander zu ragenden Gewindehülsen 43 von je zwei benachbarten Führungsorganen 2 weisen gegenläufige Außengewinde auf.
Auf der sich durch die Gewindehülsen 43 der Führungsorgane 2 erstreckenden Antriebsspindel 42, die gleichzeitig die Anordnungslinie 3 der Führungsorgane 2 repräsentiert, sind verdrehgesichert und axial verschiebbar wiederum je eine Gewindehülse 43 pro Abstand w zwischen zwei benachbarten Führungsorganen 2 angeordnet, die mit den Außengewinden der Gewindehülsen 43 der Führungsorgane 2 im Eingriff stehen und im Betrieb der Verstelleinrichtung 4 mit der Antriebsspindel 42 rotieren. Diese Gewindehülsen 43 weisen jeweils zwei Abschnitte auf, die - entsprechend den Außengewinden der aufeinander zu erstreckten Gewinde der Gewindehülsen 43 der Führungsorgane 2 -gegenläufige Innengewinde aufweisen.
Die an der Antriebsspindel 42 angeordnete Gewindehülse 43 wirkt mit den beiden Gewindehülsen 43 der beiden benachbarten Führungsorgane 2 zusammen, wodurch der relative Abstand w der beiden Führungsorgane 2 je nach der Drehrichtung der Antriebsspindel 42 vergrößert oder verkleinert wird. Wird die Antriebsspindel 42 gedreht, so werden durch jede auf der Antriebsspindel 42 angeordnete Gewindehülse 43 die beiden damit im Eingriff stehenden Gewindehülsen 43 der benachbarten Führungsorgane 2 je nach Drehrichtung angezogen oder gelöst, so dass sich der Abstand w zwischen den benachbarten Führungsorganen 2 verkleinert bzw. vergrößert.
In Fig. 4 ist eine Verstelleinrichtung 4 schematisch dargestellt, bei der je zwei benachbarte Führungsorgane 2 miteinander durch je eine Gewindehülse 43 wirkverbunden sind. Die Führungsorgane 2 weisen dabei an der Halterung 23 drehbar angeordnete Gewindehülsen 43 auf, die dem jeweils benachbarten Führungsorgan 2 zugewandt sind. Diese Gewindehülsen 43 weisen ein Außengewinde auf. Die Gewindehülsen 43 aller Führungsorgane 2 mit einem ungeraden Zählindex k sind in einer ersten Linie angeordnet und die Gewindehülsen 43 aller Führungsorgane 2 mit einem geraden Zählindex k sind in einer zweiten Linie angeordnet.
Die Halterungen 23 der Führungsorgane 2, die zu Führungsorganen 2 benachbart sind, an deren Halterungen 23 eine Gewindehülse 43 angeordnet ist, weisen ein Innengewinde auf, in das das Außengewinde der Gewindehülse 43 eingreift. In der ersten Linie und in der zweiten Linie erstreckt sich je eine Antriebsspindel 42 durch die jeweils dort angeordneten Gewindehülsen 43, die darauf verdrehgesichert und axial verschiebbar angeordnet sind. Beide Antriebsspindeln 42 werden durch einen gemeinsamen Motor 41 gleichmäßig angetrieben, wobei eine Antriebsspindel 42 direkt mit dem Motor 41 verbunden ist und die beiden Antriebsspindeln 42 durch ein Riemengetriebe 49 miteinander wirkverbunden sind. Werden die Antriebsspindeln 42 gedreht, so werden durch die auf den Antriebsspindeln 42 angeordneten Gewindehülsen 43 die damit im Eingriff stehenden benachbarten Halterungen 23 der Führungsorgane 2 je nach Drehrichtung angezogen oder gelöst, so dass sich der Abstand w zwischen den benachbarten Führungsorganen 2 verkleinert bzw. vergrößert.
In den Figuren 5A, 5B und 5C sowie 6A, 6B und 6C sind konkrete Ausführungsbeispiele von Verstelleinrichtungen 4 dargestellt, die Bestandteil je einer Faltstation 1 zum Umformen von Faltschachtelzuschnitten in einer Faltschachtelklebemaschine sind, wie sie beispielhaft in den Figuren 7A, 7B, 7C und 7D dargestellt ist.
Beide Verstelleinrichtung gemäß den Figuren 5A, 5B und 5C sowie gemäß den Figuren 6A, 6B und 6C dienen jeweils dazu, eine seitliche Lasche eines Faltschachtelzuschnitts aus einer vertikalen Ausrichtung so weiter zu falten, dass sie schließlich horizontal ausgerichtet und damit gegenüber dem Rest des Zuschnitts um 180° gefaltet ist. Dazu sind die beiden Verstelleinrichtung gemäß den Figuren 5A, 5B und 5C bzw. gemäß den Figuren 6A, 6B und 6C zweckmäßig an je einer Seite des Transportpfads für umzuformende Faltschachtelzuschnitte einer Faltschachtelklebemaschine angebracht, wie nachfolgend noch mit Bezug auf Fig. 7A bis 7D näher erläutert wird.
Jedes Führungsorgan 2 umfasst eine Rolle 21, die an einem zweigliedrigen Rollenhalter 22 drehbar befestigt ist. Dabei ist die Rolle 21 gegenüber dem Rollenhalter 22 um eine horizontale Achse schwenkbar. Außerdem sind die beiden Glieder 22A, 22B des Rollenhalters 22 gelenkig miteinander verbunden, so dass das eine Glied 22A relativ zu dem anderen Glied 22B um eine horizontale Achse schwenkbar ist. Außerdem ist die gelenkige Verbindung zwischen beiden Gliedern 22A, 22B variabel, d.h. die freie Länge des schwenkbaren Glieds 22A ist einstellbar.
Jeder zweigliedrige Rollenhalter 22 ist an einer plattenförmigen Halterung 23 befestigt. Die Halterungen 23 aller Führungsorgane 2 sind entlang einer Anordnungslinie 3 mit Abständen zueinander angeordnet.
Jede Halterung 23 weist ein Paar von Bohrungen auf. Zwei drehbar gelagerte Antriebsspindeln 42, die als Keilwellen ausgeführt sind, erstrecken sich durch jedes Bohrungspaar aller Halterungen 23. Beide Antriebsspindeln 42 sind durch ein Riemengetriebe 49 mit einer gemeinsamen Antriebseinrichtung 41 in Form eines Elektromotors so verbunden, dass sie sich synchron drehen, wenn der Elektromotor 41 betrieben wird.
Die Halterungen 23 weisen, jeweils abwechselnd in einer der beiden Bohrungen des Bohrungspaares, eine drehbar an der jeweiligen Halterung 23 angebrachte Gewindehülse 43 auf. Die Gewindehülsen 43 weisen in ihrem Innern jeweils ein mit der Außenkontur der Antriebsspindeln 42 korrespondierendes Keilnabenprofil auf, so dass die Gewindehülsen 43 auf den Antriebsspindeln 42 verdrehgesichert sind, in der axialen Richtung der Antriebsspindeln 42 jedoch darauf gleiten können. An ihren freien Enden sind die Gewindehülsen 43 mit einem Außengewinde versehen, welches in ein korrespondierendes Innengewinde in der zugehörigen Bohrung der Halterung 23 des benachbarten Führungsorgans 2 eingreift.
Werden die Antriebsspindeln 42 gedreht, so drehen sich je nach der Drehrichtung der Antriebsspindeln 42 entweder die Außengewinde der Gewindehülsen 43 in die Innengewinde der Bohrungen der Halterungen 23 der benachbarten Führungsorgane 2 hinein oder es drehen sich die Außengewinde der Gewindehülsen 43 aus den Innengewinden der Bohrungen der Halterungen 23 der benachbarten Führungsorgane 2 heraus, wobei sich der Abstand der benachbarten Halterungen 23 - und damit der benachbarten Führungsorgane 2 insgesamt - verkleinert oder vergrößert. Diese Verschiebung der Halterungen 23 - und damit der benachbarten Führungsorgane 2 insgesamt - entlang der Anordnungslinie 3 wird dadurch möglich, dass die Paarung der Keilwellenprofile der Antriebsspindeln 42 mit den Keilnabenprofilen der darauf sitzenden Gewindehülsen 43 eine axiale Verschiebung der Gewindehülsen 43 zulässt, während eine Relativverdrehung zwischen den Gewindehülsen 43 und der Antriebsspindel 42 durch die Paarung der Keilwellenprofile der Antriebsspindeln 42 mit den Keilnabenprofilen der darauf sitzenden Gewindehülsen 43 verhindert wird.
Bei der Verstelleinrichtung gemäß den Figuren 5A, 5B und 5C greift die zum ersten Führungsorgan 2 gehörige Gewindehülse 43 mit ihrem Außengewinde in eine die ortsfest am Anfang der Anordnung von Führungsorganen 2 angeordnete Gewindebohrung ein, so dass das erste Führungsorgan seinen Abstand relativ zu dieser ortsfesten Gewindebohrung ändert. In der gewählten Darstellung befindet sich dieses erste Führungsorgan 2 innerhalb der Anordnung ganz rechts.
Wenn man eine Bewegung der Verstelleinrichtung 4 betrachtet, bei der die Antriebsspindeln 42 die Gewindehülsen 43 so bewegen, dass sich deren Außengewinde in die Innengewinde der Bohrungen der Halterungen 23 der jeweils benachbarten Führungsorgane 2 hineindrehen, so stellt man Folgendes fest:

Dadurch, dass auf die beschriebene Weise das erste Führungsorgan 2 (Zählindex k=1) sich um einen Weg s an die ortsfeste Gewindebohrung heranzieht, das benachbarte zweite Führungsorgan 2 (k=2) sich um einen Weg s an das erste Führungsorgan 2 (k=1) heranzieht, usw., so ergibt sich für jedes Führungsorgan 2 ein summarischer Verstellweg, der dem k-fachen von s entspricht. Analog gilt dies für die umgekehrte Bewegung, bei der sich die summarischen Verstellwege aller Führungsorgane 2 proportional vergrößern.

Bei der Verstelleinrichtung gemäß den Figuren 6A, 6B und 6C ist am Anfang der Anordnung von Führungsorganen ein ortsfestes nulltes Führungsorgan 2 (k=0) angeordnet, das seine Position nicht verändert. In der gewählten Darstellung befindet sich dieses nullte Führungsorgan 2 ganz rechts. Seine Gewindehülse 43 greift mit ihrem Außengewinde in die entsprechende Gewindebohrung des ersten, d.h. des ersten beweglichen, Führungsorgans 2 ein, welches daher im Betrieb der Verstelleinrichtung 4 relativ zum nullten Führungsorgan 2 bewegt wird.
Ausgehend vom nullten Führungsorgan 2 gehören die Führungsorgane 2 mit den Zählindizes k=1...4 zu einer ersten Gruppe von Führungsorganen 2, die sich im Betrieb der Verstelleinrichtung 4 gleichsinnig bewegen, d.h. auf das nullte Führungsorgan 2 zu oder von dem nullten Führungsorgan weg bewegt werden. Die daran anschließende zweite Gruppe der Führungsorgane mit den Zählindizes k=5...8 bewegen sich ebenfalls gleichsinnig, jedoch stets entgegengesetzt zu den Führungsorganen 2 der ersten Gruppe (k=1...4). Dies wird dadurch erreicht, dass die Gewindehülsen 43 der zweiten Gruppe (k=5...8) entgegengesetzt zu den Gewindehülsen 43 der ersten Gruppe (k=1...4) angeordnet sind.
Wenn man eine Bewegung der Verstelleinrichtung 4 betrachtet, bei der die Antriebsspindeln 42 die Gewindehülsen 43 der ersten Gruppe (k=1...4) so bewegen, dass sich deren Außengewinde in die Innengewinde der Bohrungen der Halterungen 23 der jeweils benachbarten Führungsorgane 2 hineindrehen, so verkleinern sich die Abstände zwischen den Führungsorganen 2 der ersten Gruppe (k=1...4). Gleichzeitig drehen sich die Außengewinde der Gewindehülsen 43 der zweiten Gruppe (k=5...8) aus den zugehörigen Innengewinden der benachbarten Führungsorgane heraus, so dass sich die Abstände zwischen den Führungsorganen 2 der zweiten Gruppe (k=5...8) verkleinern. Für jede der beiden Gruppen von Führungsorganen gilt, dass sich die Abstände w zwischen je zwei benachbarten Führungsorganen 2 der betrachteten Gruppe von Führungsorganen 2 entlang der Anordnungslinie 3 gleichmäßig ändert.
In den Fig. 7A, 7B, 7C und 7D ist beispielhaft gezeigt, wie die Verstelleinrichtungen gemäß den Fig. 5A, 5B und 5C sowie 6A, 6B und 6C als Bestandteile von Faltstationen in einer Faltschachtelklebemaschine angeordnet sind. Dabei zeigen Fig. 7A und 7B in einer perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht die Faltschachtelklebemaschine in einer ersten Einstellung für einen bestimmten Faltschachtelzuschnitt und Fig. 7C und 7D in einer perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht die Faltschachtelklebemaschine in einer zweiten Einstellung für einen anderen Faltschachtelzuschnitt.
Dazu sind die beiden Faltstationen 1 auf je einer Seite des Transportpfads 51 umzuformender Faltschachtelzuschnitte am Gestell 5 der Faltschachtelmaschine so angeordnet, dass sich ihr relativer Abstand zueinander zur Anpassung an verschiedene Größen von Faltschachtelzuschnitten einstellen lässt.
Jede Faltstation 1 umfasst eine Grundplatte 13 mit einer Anordnung unterer Stützrollen 11, auf denen der Faltschachtelzuschnitt liegend von rechts kommend transportiert wird. Über die unteren Stützrollen 11 ist ein Transportriemen 12 geführt, um einen gleichmäßigen und schlupffreien Transport der Faltschachtelzuschnitte sicherzustellen.
Weiterhin weist jede Faltstation 1 eine Pflugfalzschiene 24 auf, die die Umformung einer Lasche des Faltschachtelzuschnitts aus der horizontalen in die vertikale Ausrichtung, d.h. um die ersten 90°, bewirkt. Die Pflugfalzschiene 24 ist jeweils der Verstelleinrichtung 4 mit den Führungsorganen 2 vorgelagert. Die an die Pflugfalzschiene 24 anschließende Anordnung von Rollen 21 dient dem weiteren Umformen der Lasche des Faltschachtelzuschnitts aus der vertikalen in die horizontale Ausrichtung, d.h. um die zweiten 90°. Sowohl die Pflugfalzschiene 24 als auch die anschließende Anordnung von Rollen 21 dienen zur Führung eines Faltriemens 25, der im direkten Kontakt mit dem umzuformenden Faltschachtelzuschnitt steht, während dieser durch die Faltstationen 1 hindurch bewegt und dabei gefaltet wird.
Die dargestellte Faltschachtelklebemaschine ist zur Ausführung einer Links-vor-rechts-Faltung zweier Laschen eines Faltschachtelzuschnitts eingerichtet, d.h. der Faltvorgang für die linke Lasche beginnt zuerst.
Auf der linken Seite des Transportpfads 51 ist eine Faltstation 1 angeordnet, die eine Anordnung von zwei Gruppen von Rollen 21 aufweist, wie sie in den Fig. 6A, 6B und 6C dargestellt ist. An dieser Faltstation 1 ist der Punkt des Transportpfads 51, an dem der erste Abschnitt der Umformung mit einer Faltung um 90° abgeschlossen ist, fix. Dieser Punkt wird durch das Ende der fest angeordneten Pflugfalzschiene 24 definiert. Dagegen ist jedoch der Punkt des Transportpfads 51 einstellbar, an dem die Faltung mit 180° abgeschlossen ist. Dieser Punkt wird durch die Position der vierten Rolle 21 definiert.
Der Transport des Faltschachtelzuschnitts erfolgt zunächst entlang der Pflugfalzschiene 24 (0...90°), und dann entlang der Anordnung der Führungsorgane 2 in der umgekehrten Reihenfolge ihres Zählindex', d.h. der zweite Abschnitt der Umformung (90...180°) erfolgt durch die Führungsorgane 2 mit k=8 bis k=5 und ist an dem Führungsorgan 2 mit k=4 abgeschlossen. Die Führungsorgane mit k=4 bis k=0 halten die Lasche in der horizontalen Position bei 180°.
In Transportrichtung gesehen hinter der nullten Rolle 21 sind nochmals zwei feste Rollen angeordnet, auf die die Verstelleinrichtung nicht einwirkt und die das Ende des Transportpfads 51 definieren.
Auf der rechten Seite des Transportpfads 51 ist eine Faltstation 1 angeordnet, die eine Anordnung einer Gruppe von Rollen 21 aufweist, wie sie in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellt ist. An dieser Faltstation 1 ist der Punkt des Transportpfads 51, an dem der erste Abschnitt der Umformung mit einer Faltung um 90° abgeschlossen ist, einstellbar, indem die Pflugfalzschiene 24 entlang des Transportpfads verschiebbar und an der gewünschten Position fixierbar ist. Dieser Punkt wird durch das Ende der verschiebbaren Pflugfalzschiene 24 definiert.
Wie auf der linken Seite sind auch auf der rechten Seite in Transportrichtung gesehen hinter der ersten Rolle 21 nochmals zwei feste Rollen angeordnet, auf die die Verstelleinrichtung nicht einwirkt. Das Ende des Transportpfads 51 wird durch die Position dieser beiden fest angeordneten Rollen 21 definiert. Der Punkt des Transportpfads 51, an dem die Faltung mit 180° abgeschlossen ist, ist die Position der ersten Rolle 21, die unmittelbar vor den beiden festen Rollen 21 angeordnet ist.
Der Transport des Faltschachtelzuschnitts erfolgt zunächst entlang der Pflugfalzschiene 24 (0...90°), und dann entlang der Anordnung der Führungsorgane 2 in der umgekehrten Reihenfolge ihres Zählindex', d.h. der zweite Abschnitt der Umformung (90...180°) erfolgt durch die Führungsorgane 2 mit k=5 bis k=2 und ist an dem Führungsorgan 2 mit k=1 abgeschlossen. Das Führungsorgan mit k=1 hält die Lasche in der horizontalen Position bei 180°.

Faltstation und Faltschachtelklebemaschine

Bezugszeichenliste

1: Faltstation
11: untere Stützrolle
12: Transportriemen
13: Grundplatte
2: Führungsorgan
21: Rolle
22: Rollenhalter
23: Halterung
24: Pflugfalzschiene
25: Faltriemen
3: Anordnungslinie
4: Verstelleinrichtung
41: Antriebseinrichtung, Motor
42: Antriebsspindel
43: Gewindehülse
44: Getriebe
45: Zahnstange
46: Scherenmechanismus
47: Gelenkpunkt
48: Gleitschiene
49: Riemengetriebe
5: Gestell
51: Transportpfad
k: Zählindex
s: Verstellweg
Δw: Abstandsänderung

Claims

Faltstation (1) zum Umformen flacher Werkstücke, umfassend mindestens eine Gruppe von k Führungsorganen (2), die entlang einer Anordnungslinie (3) mit veränderbarem Abstand w zueinander angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsorgane (2) mit einer gemeinsamen, proportional wirkenden Verstelleinrichtung (4) wirkverbunden sind, die im Betrieb die Abstände w zwischen je zwei benachbarten Führungsorganen (2) der Gruppe von Führungsorganen (2) entlang der Anordnungslinie (3) gleichmäßig ändert.
Faltstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (4) mindestens eine Antriebsspindel (42) sowie mit der mindestens einen Antriebsspindel (42) und den Führungsorganen (2) zusammenwirkende Gewindehülsen (43) aufweist.
Faltstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülsen (43) an den Führungsorganen (2) drehbar befestigt und auf der Antriebsspindel (42) verdrehgesichert und verschiebbar angeordnet sind.
Faltstation nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Antriebsspindeln (42) parallel zueinander angeordnet sind, wobei eine erste Antriebsspindel (42) mit allen Führungsorganen (2) mit ungeradem Zählindex k wirkverbunden ist und eine zweite Antriebsspindel (42) mit allen Führungsorganen (42) mit geradem Zählindex k wirkverbunden ist.
Faltstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei benachbarte Führungsorgane (42) miteinander durch je eine Gewindehülse (43) wirkverbunden sind.
Faltstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein nulltes Führungsorgan (2) (k=0) fest angeordnet ist und alle anderen Führungsorgane (2) (k>0) beim Betrieb der Verstelleinrichtung (4) auf das nullte Führungsorgan (2) zu oder vom nullten Führungsorgan (2) weg bewegt werden.
Faltstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Gruppen von Führungsorganen (2) entlang derselben Anordnungslinie (3) angeordnet und mit derselben proportional wirkenden Verstelleinrichtung (4) wirkverbunden sind.
Faltstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Verstelleinrichtung (4) die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane (2) einer ersten Gruppe vergrößert und gleichzeitig die Abstände je zweier benachbarter Führungsorgane (2) einer zweiten Gruppe verkleinert werden.
Faltschachtelklebemaschine mit einer Transporteinrichtung für Faltschachtelzuschnitte und mindestens einer Faltstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8.