EP3359478B1 - Faltriemen für eine vorrichtung zum falten von faltschachtelzuschnitten - Google Patents

Faltriemen für eine vorrichtung zum falten von faltschachtelzuschnitten Download PDF

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EP3359478B1
EP3359478B1 EP16759709.5A EP16759709A EP3359478B1 EP 3359478 B1 EP3359478 B1 EP 3359478B1 EP 16759709 A EP16759709 A EP 16759709A EP 3359478 B1 EP3359478 B1 EP 3359478B1
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EP
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folding
folding belt
belt
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belt according
Prior art date
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Thomas Stober
Jan Undeutsch
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Wilhelm Bahmueller Maschinenbau Praezisionswerkzeuge GmbH
Original Assignee
Wilhelm Bahmueller Maschinenbau Praezisionswerkzeuge GmbH
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Publication date
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    • B65H2701/1764—Cut-out, single-layer, e.g. flat blanks for boxes

Definitions

  • the invention is based on a folding belt like the one from DE 39 08 981 A1 is known.
  • a folding machine with a folding belt is known, the folding belt of which has a triangular cross-section or ridge-like cross-section. This "ridge" is on the outside of the folding strap. Only there is contact between the folding belt and the folding box blank.
  • a folding machine with a folding belt is known, on the back of which printing pieces spaced apart in the running direction are attached. The distance between the printed pieces corresponds to the distance between two side flaps to be folded of a folding box blank.
  • the pressure pieces have a semi-circular profile.
  • This folding belt runs over non-interlaced rollers.
  • Folding box blanks are flat blanks made of corrugated cardboard, which represent a development of the finished folding box. These folding box blanks have to be formed into folding box tubes which have edges connected to one another along a line so that they can be erected as a cardboard box during packaging. For this purpose, the folding box blanks are bent along pre-creased folding lines which form two edges on the erected box or the carton that extend between the base and the lid.
  • the parts to be folded inwards are called side flaps and are on the one hand a narrow flat side and on the other hand a wide flat side of the later cardboard box.
  • folding straps In order to fold these side flaps inward to form the folding box tube, so-called folding straps are used, which have a screwed course. In this way, the side flap, which is initially flat, is captured from below synchronously with the forward movement and folded down according to the amount of forward movement through the machine.
  • the arrangement and shape of the folding straps is selected so that the surface of the folding strap which lies against the side flap and which folds the side flap forms a straight helical line. This helical line ensures that the leading edge of the folding box blank is folded more inwardly than the trailing part.
  • the DE 39 08 981 A1 a folding belt is known, which on the one hand can transmit the forces required for folding to the folding box blank and at the same time is flexible enough to run over the pulleys of the folding machine with little effort.
  • This folding belt has proven itself and is still used today, more than 25 years after its invention.
  • the object of the invention is to create a further improved folding belt, when used, the side flaps of the folding box blanks are folded very precisely along the pre-creased folding line even if the quality of the corrugated cardboard is poor and the surface of the folding box blanks is not damaged.
  • this object is achieved by a folding belt with the features of claim 1.
  • the belt rolls over during the folding process the (printed) surface of the side flap so that the surface is not damaged.
  • there is a linear contact between the folding belt and the side flap so that no local overloads and no pressure points occur in the corrugated cardboard.
  • This linear contact (contact line) between the folding belt and the side flap extends over the entire length of the side flap, which is unfolded by the folding belt. The line of contact runs roughly parallel to the folding edge along which the side flap is folded down.
  • the cardboard boxes produced using the folding belt according to the invention meet all requirements with regard to accuracy (no "fishtailing") and surface quality.
  • folding belt according to the invention is that it can be retrofitted in already existing machines. This can significantly improve the quality of the cardboard boxes folded with retrofitted machines.
  • the folding belt according to the invention is installed in folding machines which have been known for a long time, a detailed description of these machines is dispensed with, but rather the DE 39 08 981 A1 , the content of which becomes part of the disclosure of this application by reference.
  • the folding belt according to the invention can run crossed, the folding belt in this case running over two rollers, the axes of which are at an angle to one another which corresponds approximately to the angle of the expected folding. With this arrangement, a slightly greater force is applied to the Straps exercised, but with this arrangement and using the folding strap according to the invention, the load on the surface of the side flap to be folded is minimal.
  • the folding belts can run over rollers, the axes of which are aligned essentially parallel to one another, so that the belt runs without interlacing.
  • the belt is practically not subjected to torsion stress, instead there is a relative movement transverse to the transport direction of the blank between the side flap and the contact surface of the folding belt during the folding movement, whereby the surface of the side flap and the folding belt is subjected to abrasion.
  • the contact surface or part of the contact surface is designed so that when the apex of the profile lies above the axis that is furthest upstream, a surface is created that is identical to the starting position of the side flap in this position. When the belt is crossed, the resulting flat surface remains until the next pulley.
  • the aim is that the folding belt rests against the side flap as far as possible over the entire length of the side flap during the folding process and that the contact line between the folding belt and the folding box blank does not "move” across the transport direction of the folding box blank.
  • This angle naturally depends on the angle by which the side flap is to be folded. Basically, the more the side flap is to be folded, the greater the angle between the tangents.
  • the tangent at the beginning of the curved section encloses an angle between 5 ° and 45 ° with the rear side of the folding belt.
  • the curved section can have the shape of a segment of a circle, an ellipse segment or some other second order polynomial. Choosing the appropriate shape depends on the circumstances of the individual case and may need to be determined through tests.
  • the profile according to the invention is preferably made from a flexible material such as a closed-cell foam.
  • a folding belt that is light and easily runs around the end rollers is obtained if, instead of a full profile, at least one strip designed according to the profile is provided on the rear side of the folding belt, the narrow side of which facing away from the back of the belt forms the contact surface.
  • the bending resistance when deflecting around the end axes can be reduced if the bar on the back of the folding belt has a wave-like or meandering course. Practically no tensile stresses then occur in the area of the contact surface when rotating around the end axes.
  • a particularly stable contact surface can be obtained if two undulating or meandering strips are provided on the back of the folding belt, which are preferably arranged so that they meet with their convex bulges facing each other over the center of the folding belt.
  • a folding machine has two endless folding belts 13 which, in their general extension, begin laterally below a guide track 5 and end above the guide track 5.
  • the two folding straps 13 of those in Figure 1 just one is shown, are arranged mirror-symmetrically with respect to the longitudinal axis of the folding machine.
  • the folding belt 13 on the left side of the folding machine seen in the direction of movement of the folding box blanks 2, runs around two pulleys 15 and 16, which are rotatably mounted on axles 17 and 18 of the base frame.
  • One of the belt pulleys 15 or 16 is coupled to a drive device in order to move the folding belt 13 synchronously with the toothed belt (not shown) responsible for the advance of the folding box blanks.
  • the axes 17 and 18 run parallel to one another and at an angle of 45 ° with respect to the plane defined by the guide tracks 5. The alignment of the axes 17 and 18 is such that they point downwards in the direction of the plane of symmetry of the folding machine 1.
  • folding belts 13 In the transport direction of the folding box blanks 2, several further pairs of folding belts according to the invention (not shown) can be arranged behind the folding belts 13. These folding straps run essentially as an extension of the folding straps 13 and continue the folding movement. This process and the arrangement of the folding straps is described in the DE 39 08 981 A1 described in detail.
  • a working strand is created on each of the folding belts 13, which runs in the direction of the transport movement of the folding box blanks 2 and interacts with the folding box blank 2, while an empty strand runs back in the opposite direction without touching the folding box blank 2.
  • the direction of the transport movement and the working line is in the Figures 3 , 6th and 10 represented by an arrow 48.
  • a constellation is shown in which the following folding belt 14 is crossed as an example.
  • the same profile is used, only the axes 21, 22 are oriented differently.
  • the axis 21 is arranged vertically next to the guide track 5, while the axis 22 of the deflecting roller 22 ′ located further downstream lies above the guide track 5.
  • the associated deflection roller 22 ' is shifted towards the center of the folding machine 1 in relation to the folding line 31 so that the compressive force can be applied to the left folding belt 14 to the right of the folding line 31.
  • the height of the axis 22 above the guide track 5 corresponds to the radius of the deflection roller 22 'plus the height of the apex 42 above the front side 38 of the toothed belt.
  • the first folding belt 13 sets up the side flap 28 vertically because the contact points between the support surface of the folding belt according to the invention and the side flap 28 moves upwards along an ascending helical line.
  • the contact surface rolls over the side flap 28 without any significant relative movement between the contact surface of the folding belt according to the invention and the side flap 28. This protects the (printed) side flap 28 and prevents traces of wear on the side flap 28.
  • the second folding strap 14 bends (as shown in the Figure 2 is clearly visible) then the side flap 28 on the middle piece 27.
  • the longitudinal profile 19 on the back of the folding belts 13, 14 is now based on the Fig. 3 explained.
  • the profile is sawtooth-shaped and is located on the back of a toothed belt 40, whereby the positive and therefore slip-free movement of the folding belts 13, 14 is guaranteed.
  • the toothed side of the toothed belt 40 is referred to as the front side 38.
  • the sawtooth-shaped profile 19 is arranged on the rear side of the toothed belt 40. In longitudinal section it consists of a comparatively slightly inclined support surface 39 and a strongly inclined rear surface 41. Between the support surface 39 and the rear surface 41 there is an apex 42 of the profile, while the rear surface 41 and the support surface 39 at the other two ends of two minima 43 is limited.
  • This profile shape is arranged several times along the folding belt 13, 14, whereby the distance between two minima 43 corresponds to the center-to-center distance of two successive folding box blanks 2 which, viewed in the transport direction of the folding box blanks 2, have the maximum dimensions that can be processed on the folding machine 1.
  • FIG 4a is a section through the folding belt 13, 14 according to the invention along the line AA in Figure 3 shown.
  • a profile 19 according to the invention is formed on the back of the toothed belt 40. It is made of a flexible and elastic material. Closed-cell plastic foams, such as polyurethane, have proven to be suitable materials.
  • this profile 19 has a curved section 51, which in this exemplary embodiment begins at the "highest” point of the profile 19 and then into one in the Figure 4a curved line sloping to the right.
  • the point which is at the greatest distance from the toothed belt 40 is referred to as the “highest” point of the profile 19.
  • Two parameters of the curved section 51 according to the invention are the tangent 53 at the beginning and the tangent 55 at the end of the curved section 51.
  • the tangents 53 and 55 at the beginning and at the end of the section 51 enclose an angle ⁇ of approximately 90 ° in this example.
  • the angle ⁇ enclosed by the tangents 53 and 55 corresponds approximately to the folding angle which is realized with a folding belt 13, 14.
  • a third parameter of the curved section 51 according to the invention is the angle between the tangent 53 at the beginning and the plane spanned by the toothed belt 40.
  • the plane in which the toothed belt 40 extends is illustrated by a line 57.
  • the curved section 51 has the shape of an arc of a circle.
  • the total height H of the profile 19 and a height H 51 of the curved portion 51 are in the Figure 4a registered.
  • H H 51 .
  • a height H 51 of the curved section 51 is entered.
  • a radius of the curved portion 51 is equal to the entire height H and a width B of the folding belt.
  • the curved section does not extend over the entire width of the toothed belt 40.
  • the tangents 53 and 55 enclose an angle of ⁇ 1 of approximately 45 °.
  • the curved section is elliptical, the profile 19 being less curved at the highest point than in the area of the tangent 55. Here too, the height of the profile 19 increases continuously.
  • the curved section 51 is also possible to design the curved section 51 as a parabola or another curved line, preferably in the form of a second order polynomial.
  • the height H 51 of the curved portion 51 is smaller than the total height H.
  • H: H 51 is approximately equal to 4: 3.
  • the width B 51 of the curved portion 51 is also smaller than the width B of the folding strap.
  • B: B 51 is approximately equal to 4: 3).
  • FIG. 6 The process of folding a side flap 28 is described below in connection with FIG Figure 6 illustrated.
  • Three folding straps 13 are arranged one behind the other on each side. None of the folding straps 13 is crossed.
  • step I the unfolded side flaps 28 are folded through an angle of approximately 60 °. This is achieved by first folding belts 13.I according to the invention.
  • the belt pulley 16 arranged further to the rear is raised in relation to the front belt pulley 15. So that the contact surface 39 of the folding belt lies against the entire length of the side flap 28, the minimum 34 of the folding belt 13 is behind the apex 42 in the running direction.
  • step II the side flaps 28 are further folded to an angle of approximately 120 °. This is achieved by second folding belts 13.II according to the invention.
  • the belt pulley 16 arranged further to the rear is raised in relation to the front belt pulley 15 and offset in the direction of the plane of symmetry.
  • the folding is continued in a similar way in the third step III.
  • the minima 43 of the folding belts 13 are arranged behind the apex 42 in the running direction.
  • FIG 7 are partial cuts through a folding box blank and the folding belt 13 according to the invention in two cutting planes AA and BB during the first step I (see Figure 6 ) shown for illustration.
  • FIG 8 are partial cuts through a folding box blank and the folding belt 13 according to the invention in two cutting planes AA and BB during the second step II (see Figure 6 ) shown for illustration.
  • FIG 9 are partial cuts through a folding box blank and the folding belt 13 according to the invention in two cutting planes AA and BB during the third step II (see Figure 6 ) shown for illustration.
  • Figure 10 shows the simultaneous folding of several folding box blanks in one step (so-called multibox process).
  • the folding straps 13 used here have the in the lower part of the Figure 10 "sawtooth profile" shown.
  • the distance between two minima or two vertices corresponds approximately to the length or the distance S of the front edges of the folding box blanks.

Landscapes

  • Making Paper Articles (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Faltriemen wie er aus der DE 39 08 981 A1 bekannt ist.
    Aus der DE 44 12 857 A1 ist eine Faltmaschine mit einem Faltriemen bekannt, deren Faltriemen einen dreieckigen Querschnitt oder firstartigen Querschnitt aufweist. Dieser "First" befindet sich an der Außenseite des Faltriemens. Ausschließlich dort findet der Kontakt zwischen Faltriemen und Faltschachtelzuschnitt statt.
    Aus der US 4, 614, 512 ist eine Faltmaschine mit einem Faltriemen bekannt, an dessen Rückseite in Laufrichtung voneinander beabstandete Druck-Stücke befestigt sind. Der Abstand der Druck-Stücke entspricht dem Abstand zweier zu faltender Seitenklappen eines Faltschachtelzuschnitts. Die Druck-Stücke haben ein halbkreisförmiges Profil. Dieser Faltriemen läuft über unverschränkt angeordnete Rollen. Der Kontakt zwischen Faltriemen und Faltschachtelzuschnitt ist auf einen Berührpunkt beschränkt. Dieser Berührpunkt wandert der während des Faltvorgangs nahezu über das gesamte halbkreisförmige Profil des Druck-Stücks. Faltschachtelzuschnitte sind flachliegende Zuschnitte aus Wellpappe, die eine Abwicklung der fertigen Faltschachtel darstellen. Diese Faltschachtelzuschnitte müssen, damit sie als Karton beim Verpacken aufgerichtet werden können, zu Faltschachtelschläuchen geformt werden, die längs einer Linie miteinander verbundene Ränder aufweisen. Zu diesem Zweck werden die Faltschachtelzuschnitte entlang von vorgerillten Faltlinien gebogen, die an der aufgerichteten Schachtel bzw. dem Karton zwei Kanten bilden, die sich zwischen Boden und Deckel erstrecken. Die nach innen zu faltenden Teile werden als Seitenklappen bezeichnet und sind einerseits eine schmale Flachseite und andererseits eine breite Flachseite des späteren Kartons. An diesen Seitenklappen hängen große Laschen, die Teile von Boden oder Deckel bilden und mit dem Mittelstück lediglich über die späteren Seitenwände verbunden sind.
    Um diese Seitenklappen zur Ausbildung des Faltschachtelschlauchs nach innen zu falten, werden sogenannte Faltriemen verwendet, die einen geschraubten Verlauf haben. Auf diese Weise wird die Seitenklappe, die zunächst plan liegt, synchron mit der Vorwärtsbewegung von unten her erfasst und entsprechend dem Maß der Vorbewegung durch die Maschine umgeklappt. Die Anordnung und Form der der Faltriemen ist so gewählt, dass die an der Seitenklappe anliegende Fläche des Faltriemens, welche die Seitenklappe faltet, eine gerade Schraubenlinie bildet. Diese Schraubenlinie sorgt dafür, dass die vorauseilende Kante des Faltschachtelzuschnittes stärker nach innen zu eingefaltet ist als der nacheilende Teil. Dies führt vor allem bei großen Faltschachteln dazu, dass die Seitenklappe nicht exakt der vorgerillten Faltlinie folgend umgebogen wird, sondern dass die tatsächliche Faltlinie im Bereich der vorauseilenden Kante des Zuschnittes weiter zur Mitte zu liegt als am rückwärtigen Bereich, wodurch die eingeklappten Seitenklappen nicht exakt zur Deckung kommen. Die Folge ist ein sogenanntes "Fishtailing".
  • Um dieses Fishtailing zu vermeiden, ist aus der DE 39 08 981 A1 ein Faltriemen bekannt, der einerseits die zum Falten erforderlichen Kräfte auf den Faltschachtelzuschnitt übertragen kann und gleichzeitig flexibel genug ist, um mit wenig Kraftaufwand über die Umlenkrollen der Faltmaschine zu laufen. Dieser Faltriemen hat sich sehr bewährt und wird auch heute, mehr als 25 Jahre nach seiner Erfindung, noch eingesetzt.
  • Im Laufe der Zeit hat sich die Qualität der Wellpappe verschlechtert; gleichzeitig erwarten die Kunden zum Teil mehrfarbig bedruckte Kartons mit einer makellosen bedruckten Oberfläche.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, einen weiter verbesserten Faltriemen zu schaffen, bei dessen Verwendung die Seitenklappen der Faltschachtelzuschnitte auch bei schlechter Qualität der Wellpappe sehr genau entlang der vorgerillten Faltlinie gefaltet werden und bei der die Oberfläche der Faltschachtelzuschnitte nicht beschädigt wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Faltriemen mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Infolge des erfindungsgemäßen Querschnittsprofils des Faltriemens wälzt der Riemen während des Faltvorgangs über die (bedruckte) Oberfläche der Seitenklappe ab, so dass keine Beschädigungen der Oberfläche auftreten. Gleichzeitig findet eine linienförmige Berührung zwischen Faltriemen und Seitenklappe statt, so dass keine lokalen Überlastungen und keine Druckstellen in der Wellpappe auftreten. Diese linienförmige Berührung (Berührlinie) zwischen Faltriemen und Seitenklappe erstreckt sich über die gesamte Länge der Seitenklappe, die von dem Faltriemen ungeklappt wird. Die Berührlinie verläuft in etwa parallel zu der Faltkante entlang derer die Seitenklappe umgeklappt wird.
  • Im Ergebnis erfüllen die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Faltriemens hergestellten Kartons alle Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit (kein "Fishtailing") und Oberflächengüte.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Faltriemens ist darin zu sehen, dass er in bereits bestehenden Maschinen nachgerüstet werden kann. Die Qualität der mit nachgerüsteten Maschinen gefalteten Kartons kann dadurch signifikant verbessert werden.
  • Weil der erfindungsgemäße Faltriemen in Faltmaschinen eingebaut wird, die seit langem bekannt sind, wird auf eine detaillierte Beschreibung dieser Maschinen verzichtet, sondern auf die DE 39 08 981 A1 verwiesen, deren Inhalt durch Bezugnahme Teil der Offenbarung dieser Anmeldung wird.
  • Der erfindungsgemäße Faltriemen kann verschränkt verlaufen, wobei der Faltriemen in diesem Fall über zwei Rollen läuft, deren Achsen in einem Winkel zueinander stehen, der etwa dem Winkel der zu erwartenden Faltung entspricht. Bei dieser Anordnung wird eine etwas größere Kraft auf die Riemen ausgeübt, doch ist bei dieser Anordnung und unter Verwendung des erfindungsgemäßen Faltriemens die Belastung der Oberfläche der zu faltenden Seitenklappe minimal.
  • Alternativ können die Faltriemen können über Rollen laufen, deren Achsen im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, so dass der Riemen unverschränkt läuft. Bei dieser Anordnung wird der Riemen praktisch nicht auf Verwindung beansprucht, dafür findet zwischen der Seitenklappe und der Kontaktfläche des Faltriemens während der Faltbewegung eine Relativbewegung quer zur Transportrichtung des Zuschnitts statt, wodurch die Oberfläche der Seitenklappe und des Faltriemens auf Abrieb belastet wird.
  • In beiden Ausführungsformen ist die Anlagefläche bzw. ein Teil der Anlagefläche so gestaltet, dass wenn der Scheitel des Profils über derjenigen Achse liegt, die am weitesten stromaufwärts liegt, eine Fläche entsteht, die mit der Ausgangslage der Seitenklappe in dieser Stellung identisch ist. Beim verschränkten Riemen bleibt die hierdurch entstehende ebene Fläche bis hin zu der nächsten Umlenkrolle bestehen.
  • Zum Falten der Seitenklappe um 180° sind bei der ungeschränkten Anordnung in jedem Falle zwei Faltriemen je Seite der Vorrichtung hintereinander erforderlich. Wenn der Faltriemen verschränkt wird, kann eine Faltung um 180° mit einem Faltriemen je Seite erreicht werden.
    Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen gekrümmten Abschnitt im Profil des Faltriemens zu gestalten.
  • Ziel ist es, dass der Faltriemen während des Faltvorgangs möglichst über die ganze Länge der Seitenklappe an ihr anliegt und die Kontaktlinie zwischen Faltriemen und Faltschachtelzuschnitt nicht quer zur Transportrichtung des Faltschachtelzuschnitts "wandert". Diese unerwünschten Relativbewegungen führen zu Abriebspuren auf der bedruckten Außenfläche der Seitenklappe und beeinträchtigen dadurch deren optische Qualität.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Tangenten am Anfang und am Ende des gekrümmten Abschnitts einen Winkel von 90°, 75° von 60° oder weniger einschließen. Ein Mindestwinkel von 30° ist in den meisten Fällen vorteilhaft.
  • Dieser Winkel hängt naturgemäß von dem Winkel, um den die Seitenklappe gefaltet werden soll, ab. Grundsätzlich gilt: Je stärker die Seitenklappe gefaltet werden soll, desto größer ist auch der Winkel zwischen den Tangenten.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Tangente am Anfang des gekrümmten Abschnitts parallel zu der Rückseite des Faltriemens verläuft. Dann legt sich das erfindungsgemäße Profil sanft an die zu faltende Seitenklappe und es beginnt ein Faltvorgang ohne stoßartige Belastungen.
  • Es ist auch möglich, dass die Tangente am Anfang des gekrümmten Abschnitts mit der Rückseite des Faltriemens einen Winkel zwischen 5° und 45° einschließt.
  • Der gekrümmte Abschnitt kann die Form eines Kreissegments, eines Ellipsensegments oder eines sonstigen Polynoms zweiter Ordnung haben. Die Auswahl der geeigneten Form hängt von den Umständen des Einzelfalls ab und ist ggf. durch Versuche zu ermitteln.
  • Um die Herstellung des erfindungsgemäßen Profils zu vereinfachen ist es auch möglich, den gekrümmten Abschnitt durch ein Polygon mit mindestens drei Geraden im Querschnitt, bevorzugt jedoch mit mehr als fünf Geraden angenähert wird. Dadurch werden die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Profils fast vollständig erreicht.
  • Das erfindungsgemäße Profil wird bevorzugt aus einem nachgiebigen Werkstoff, wie zum Beispiel einem geschlossenporigen Schaumstoff, hergestellt.
  • Ein Faltriemen, der leicht ist und ohne weiteres um die endseitigen Rollen herumläuft, wird erhalten, wenn auf der Rückseite des Faltriemens anstelle eines Vollprofils wenigstens eine entsprechend dem Profil gestaltete Leiste vorgesehen ist, deren von der Riemenrückseite wegweisende Schmalseite die Anlagefläche bildet.
  • Der Biegewiderstand beim Umlenken um die endseitigen Achsen lässt sich noch verkleinern, wenn die Leiste auf der Rückseite des Faltriemens einen wellen- oder mäanderförmigen Verlauf hat. Beim Umlaufen um die endseitigen Achsen treten dann praktisch keine Zugspannungen im Bereich der Anlagefläche auf. Andererseits kann eine besonders stabile Anlagefläche erhalten werden, wenn auf der Rückseite des Faltriemens zwei wellen- oder mäanderförmige Leisten vorgesehen sind, die bevorzugt so angeordnet sind, dass sie mit ihren aufeinander zu weisenden konvexen Ausbuchtungen über der Mitte des Faltriemens zusammenstoßen.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
  • Es zeigt
    • Fig. 1: Die Figur 2 der DE 39 08 981 A1 (Stand der Technik),
    • Fig. 2: die Figur 11 der DE 39 08 981 A1 (Stand der Technik),
    • Fig. 3: die Figur 4 der DE 39 08 981 A1 (Stand der Technik),
    • Fig. 4 und 5: Querschnitte erfindungsgemäßer Faltriemen,
    • Figur 6: eine isometrische und vereinfachte Darstellung eines Faltvorgangs in drei verschiedenen Schritten (I, II und III),
    • Figur 7: die zu dem Schritt I gehörenden Schnitte entlang der Linien A-A und B-B,
    • Figur 8: die zu dem Schritt II gehörenden Schnitte entlang der Linien A-A und B-B,
    • Figur 9: die zu dem Schritt III gehörenden Schnitte entlang der Linien A-A und B-B, und
    • Figur 10: eine isometrische und vereinfachte Darstellung eines Faltvorgangs mit dem Falten von zwei Faltschachtelzuschnitten in jedem Schritt.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Es werden durchgängig gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet.
  • Wie bereits aus der DE 39 08 981 A1 bekannt, weist eine Faltmaschine je zwei endlose Faltriemen 13 auf, die in ihrer allgemeinen Erstreckung seitlich unterhalb einer Führungsbahn 5 beginnen und oberhalb der Führungsbahn 5 enden. Die beiden Faltriemen 13 von denen in Figur 1 nur einer dargestellt ist, sind spiegelsymmetrisch bezüglich der Längsachse der Faltmaschine angeordnet.
  • Der Faltriemen 13 auf der linken Seite der Faltmaschine, gesehen in Bewegungsrichtung der Faltschachtelzuschnitte 2, läuft um zwei Riemenscheiben 15 und 16, die auf Achsen 17 und 18 des Grundrahmens drehbar gelagert sind. Eine der Riemenscheiben 15 bzw. 16 ist mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt, um den Faltriemen 13 synchron mit den für den Vorschub der Faltschachtelzuschnitte zuständigen Zahnriemen (nicht dargestellt) zu bewegen. Die Achsen 17 und 18 verlaufen parallel zueinander und unter einem Winkel von 45° gegenüber der durch die Führungsbahnen 5 definierten Ebene. Die Ausrichtung der Achsen 17 und 18 ist so, dass sie nach unten in Richtung auf die Symmetrieebene der Faltmaschine 1 zeigen.
    In Transportrichtung der Faltschachtelzuschnitte 2 können hinter den Faltriemen 13 noch mehrere weitere Paare von erfindungsgemäßen Faltriemen (nicht dargestellt) angeordnet sein. Diese Faltriemen verlaufen im Wesentlichen in Verlängerung der Faltriemen 13 und setzen die Faltbewegung fort. Dieser Vorgang und die Anordnung der Faltriemen wird in der DE 39 08 981 A1 ausführlich beschrieben.
  • Aufgrund der Anordnung der insgesamt vier oder mehr Faltriemen entsteht an jedem der Faltriemen 13 ein Arbeitstrum, das in Richtung der Transportbewegung der Faltschachtelzuschnitte 2 läuft und mit dem Faltschachtelzuschnitt 2 zusammenwirkt, während ein Leertrum ohne Berührung des Faltschachtelzuschnittes 2 in der entgegengesetzten Richtung zurückläuft. Die Richtung der Transportbewegung und des Arbeitstrums ist in den Figuren 3, 6 und 10 durch einen Pfeil 48 dargestellt.
  • In der Figur 2 ist eine Konstellation dargestellt, bei der exemplarisch der nachfolgende Faltriemen 14 verschränkt ist. Bei dem nachfolgenden Faltriemen 14 (nach Fig. 11 der DE 39 08 981 A1 ) wird dasselbe Profil verwendet, lediglich die Achsen 21, 22 sind anders orientiert. Die Achse 21 ist vertikal neben der Führungsbahn 5 angeordnet, während die Achse 22 der weiter stromabwärts gelegenen Umlenkrolle 22' über der Führungsbahn 5 liegt. Die zugehörige Umlenkrolle 22' ist, bezogen auf die Faltlinie 31, zur Mitte der Faltmaschine 1 hin verschoben, damit bei dem linken Faltriemen 14 rechts von der Faltlinie 31 die Druckkraft eingeleitet werden kann. Die Höhe der Achse 22 über der Führungsbahn 5 entspricht dem Radius der Umlenkrolle 22' zuzüglich der Höhe des Scheitels 42 über der Vorderseite 38 des Zahnriemens.
  • Bei dieser Anordnung stellt der erste Faltriemen 13 die Seitenklappe 28 vertikal auf, weil die Kontaktpunkte zwischen der erfindungsgemäßen Auflagefläche des Faltriemens und der Seitenklappe 28 sich längs einer aufsteigenden Schraubenlinie nach oben bewegt. Gleichzeitig wälzt die Anlagefläche über der Seitenklappe 28 ab, ohne eine nennenswerte Relativbewegung zwischen sich der erfindungsgemäßen Auflagefläche des Faltriemens und der Seitenklappe 28. Das schont die (bedruckte) Seitenklappe 28 und verhindert Abriebspuren auf der Seitenklappe 28.
  • Der zweite Faltriemen 14 biegt (wie aus der Figur 2 gut zu erkennen ist) anschließend die Seitenklappe 28 auf das Mittelstück 27.
  • Das Längsprofil 19 auf der Rückseite der Faltriemen 13, 14 ist nun nachstehend anhand der Fig. 3 erläutert. Im Längsschnitt bzw. der Seitenansicht der Faltriemen 13, 14 ist das Profil sägezahnförmig und befindet sich auf der Rückseite eines Zahnriemens 40, wodurch die formschlüssige und damit schlupffreie Bewegung der Faltriemen 13, 14 gewährleistet ist.
  • Die gezahnte Seite des Zahnriemens 40 wird als Vorderseite 38 bezeichnet. Das sägezahnförmige Profil 19 ist auf der Rückseite des Zahnriemens 40 angeordnet. Es besteht im Längsschnitt aus einer vergleichsweise gering geneigten Auflagefläche 39 sowie einer stark geneigten Rückfläche 41. Zwischen der Auflagefläche 39 und der Rückfläche 41 liegt jeweils ein Scheitel 42 des Profils, während die Rückfläche 41 und die Auflagefläche 39 an den anderen beiden Enden von zwei Minima 43 begrenzt ist. Diese Profilgestalt ist längs des Faltriemens 13, 14 mehrfach angeordnet, wobei der Abstand zwischen zwei Minima 43 dem Mittenabstand von zwei aufeinanderfolgenden Faltschachtelzuschnitten 2 entspricht, die, gesehen in Transportrichtung der Faltschachtelzuschnitte 2, die Maximalabmessungen aufweisen, die auf der Faltmaschine 1 verarbeitet werden können.
  • In der Figur 4a ist ein Schnitt durch den erfindungsgemäßen Faltriemen 13, 14 entlang der Linie A-A in Figur 3 dargestellt.
  • Auf der Rückseite des Zahnriemens 40 ist ein erfindungsgemäßes Profil 19 ausgebildet. Es wird aus einem flexiblen und elastischen Material hergestellt. Als geeignete Materialien haben sich geschlossenporige Kunststoffschäume, wie zum Beispiel Polyurethan, erwiesen.
  • Neu an diesem Profil 19 ist, dass es einen gekrümmten Abschnitt 51 aufweist, der bei diesem Ausführungsbeispiel am "höchsten" Punkt des Profils 19 beginnt und dann in eine in der Figur 4a nach rechts abfallende, gekrümmte Linie übergeht. Als "höchster" Punkt des Profils 19 wird der Punkt bezeichnet, der den größten Abstand zu dem Zahnriemen 40 hat.
  • Zwei Parameter des erfindungsgemäßen gekrümmten Abschnitts 51 sind die Tangente 53 am Anfang und die Tangente 55 am Ende des gekrümmten Abschnitts 51.
  • Die Tangenten 53 und 55 am Anfang und am Ende des Abschnitts 51 schließen bei diesem Beispiel einen Winkel α von etwa 90° ein. Der von den Tangenten 53 und 55 eingeschlossene Winkel α entspricht etwa dem Faltwinkel, welcher mit einem Faltriemen 13, 14 realisiert wird.
  • Ein dritter Parameter des erfindungsgemäßen gekrümmten Abschnitts 51 ist der Winkel zwischen der Tangente 53 am Anfang und der von dem Zahnriemen 40 aufgespannten Ebene. Bei dem in der Figur 4a dargestellten Ausführungsbeispiels verläuft die Tangente 53 am Anfang des gekrümmten Abschnitts 51 parallel zu dem Zahnriemen 40. In der Figur 4a ist die Ebene in der sich der Zahnriemen 40 erstreckt durch eine Linie 57 veranschaulicht.
  • Der gekrümmte Abschnitt 51 hat bei diesem Ausführungsbeispiel die Form eines Kreisbogens.
  • Die Gesamthöhe H des Profils 19 und eine Höhe H51 des gekrümmten Abschnitts 51 sind in der Figur 4a eingetragen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind H = H51. Zusätzlich ist eine Höhe H51 des gekrümmten Abschnitts 51 eingetragen.
  • In entsprechender Weise sind eine Gesamt-Breite B des Profils 19 und eine Breite B51 des gekrümmten Abschnitts 51 in der Figur 4a eingetragen.
  • Ein Radius des gekrümmten Abschnitts 51 ist gleich der Gesamthöhe H und einer Breite B des Faltriemens.
  • In der Figur 4b ist der Schnitt durch das Profil 19 im Bereich entlang der Linie B-B dargestellt. Der Wesentliche Unterschied ist die Höhe größere Höhe des Profils 19. Die in der Seitenansicht des Faltriemens 13, 14 (siehe Figur 3) sichtbare Keilform der Auflagefläche 39 wird erreicht, indem die Höhe des Profils 19 vom Minimum 43 bis zum Scheitel 42 linear zunimmt.
  • In den Figuren 5a und 5b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Profils 19 dargestellt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der gekrümmte Abschnitt nicht über die gesamte Breite des Zahnriemens 40. Die Tangenten 53 und 55 schließen einen Winkel von α1 von etwa 45° ein.
  • Der gekrümmte Abschnitt ist elliptisch, wobei das Profil 19 am höchsten Punkt weniger stark gekrümmt ist als im Bereich der Tangente 55. Auch hier nimmt die Höhe des Profils 19 kontinuierlich zu.
  • Es ist jedoch auch möglich, den gekrümmten Abschnitt 51 als Parabel oder eine andere gekrümmte Linie, bevorzugt in Form eines Polynoms zweiter Ordnung zu gestalten.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Höhe H51 des gekrümmten Abschnitts 51 kleiner als die Gesamthöhe H. H:H51 ist ungefähr gleich 4:3.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auch die Breite B51 des gekrümmten Abschnitts 51 kleiner als die Breite B des Faltriemens. B:B51 ist ungefähr gleich 4:3).
  • Der Vorgang des Faltens einer Seitenklappe 28 wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Figur 6 veranschaulicht. Dabei werden auf jeder Seite drei Faltriemen 13 hintereinander angeordnet. Keiner der Faltriemen 13 ist verschränkt.
  • Die Faltung der Seitenklappen 28 um 180° erfolgt in drei Schritten I, II und III entsprechend drei Faltriemen 13.I, 13.II und 13.III auf jeder Seite. Um die Figur nicht zu überfrachten werden nicht alle Teile mit Bezugszeichen versehen, sondern auf die anderen Figuren verwiesen.
    Im Schritt I werden die ungefalteten Seitenklappen 28 um einen Winkel von etwa 60° gefaltet. Dies wird durch erste erfindungsgemäße Faltriemen 13.I erreicht. Die weiter hinten angeordnete Riemenscheibe 16 ist gegenüber der vorderen Riemenscheibe 15 erhöht. Damit die Auflagefläche 39 des Faltriemens über die gesamte Länge der Seitenklappe 28 anliegt, ist das Minimum 34 des Faltriemens 13 in Laufrichtung hinter dem Scheitel 42.
  • Im Schritt II werden die Seitenklappen 28 weiter bis zu einem Winkel von etwa 120° gefaltet. Dies wird durch zweite erfindungsgemäße Faltriemen 13.II erreicht. Die weiter hinten angeordnete Riemenscheibe 16 ist gegenüber der vorderen Riemenscheibe 15 erhöht und in Richtung der Symmetrieebene versetzt.
  • In ähnlicher Weise wird die Faltung im dritten Schritt III fortgeführt.
  • Auch bei den in den Schritten II und III eingesetzten Faltriemen 13.II und 13. III sind die Minima 43 der Faltriemen 13 in Laufrichtung hinter dem Scheitel 42 angeordnet.
  • In der Figur 7 sind Teil-Schnitte durch einen Faltschachtelzuschnitt und den erfindungsgemäßen Faltriemen 13 in zwei Schnittebenen A-A und B-B während des ersten Schritts I (siehe Figur 6) zur Veranschaulichung dargestellt.
  • In der Figur 8 sind Teil-Schnitte durch einen Faltschachtelzuschnitt und den erfindungsgemäßen Faltriemen 13 in zwei Schnittebenen A-A und B-B während des zweiten Schritts II (siehe Figur 6) zur Veranschaulichung dargestellt.
  • In der Figur 9 sind Teil-Schnitte durch einen Faltschachtelzuschnitt und den erfindungsgemäßen Faltriemen 13 in zwei Schnittebenen A-A und B-B während des dritten Schritts II (siehe Figur 6) zur Veranschaulichung dargestellt.
    In der Figur 10 ist das gleichzeitige Falten mehrerer Faltschachtelzuschnitte in einem Schritt (sog. Multibox-Verfahren) dargestellt.
  • Wie sich aus dem Vergleich der Figuren 6 und 10 ergibt, besteht der Wesentliche Unterschied darin, dass in jedem der drei Schritte jeweils zwei Faltschachtelzuschnitte gefaltet werden.
  • Dementsprechend haben die dabei eingesetzten Faltriemen 13 das im unteren Teil der Figur 10 dargestellte "Sägezahnprofil". Der Abstand zwischen zwei Minima bzw. zwei Scheiteln entspricht etwa der Länge bzw. dem Abstand S der Vorderkanten der Faltschachtelzuschnitte.

Claims (13)

  1. Faltriemen zur Verwendung in einer Vorrichtung (1) zum Falten von im Ausgangszustand flachliegenden Faltschachtelzuschnitten (2), wobei der Faltriemen (13, 14) eine Vorderseite (38) und Rückseite aufweist, wobei der Faltriemen (13, 14) auf seiner Rückseite mit einem Profil (19) versehen ist, wobei das Profil (19) im Längsschnitt aus einer vergleichsweise gering geneigten Auflagefläche (39) für eine jeweilige Seitenklappe (28, 29) und einer stark geneigten Rückfläche (41) besteht, wobei das Profil (19), bezogen auf die Längserstreckung des Faltriemens (13, 14) zumindest einen Scheitel (42) sowie ein Minimum (43) aufweist, wobei die Auflagefläche (39) zwischen dem vorauslaufenden Minimum (43) und dem nachfolgenden Scheitel (42) liegt, wobei das Profil (19) zwischen dem Scheitel (42) sowie dem nachfolgenden Minimum (43) die Rückfläche (41) bildet, wobei die vorauslaufende Rückfläche (41) und die nachlaufende Auflagefläche (39) direkt ineinander übergehen und das Minimum (43) bilden, und wobei die vorauslaufende Auflagefläche (39) und die nachlaufende Rückfläche (41) direkt ineinander übergehen und den Scheitel (42) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (19), im Querschnitt gesehen, mindestens einen gekrümmten Abschnitt (51) aufweist, dass die Tangenten (53, 55) am Anfang und Ende des gekrümmten Abschnitts (51) einen Winkel von 90° oder weniger und mindestens von 30° einschließen.
  2. Faltriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tangente (53) am Anfang des gekrümmten Abschnitts (51) parallel zu einem Zahnriemen (40) des Faltriemens (13, 14) verläuft.
  3. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Abschnitt (51) die Form eines Kreissegments, eines Ellipsensegments oder eines sonstigen Polynoms zweiter Ordnung hat.
  4. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Abschnitt (51) durch ein Polygon mit mindestens drei Geraden, bevorzugt jedoch mehr als fünf Geraden, angenähert wird.
  5. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltriemen (13, 14), in Längsrichtung gesehen, mehrere Scheitel (42) und zugehörige Minima (43) aufweist, dass jeder mit einem Minimum (43) beginnende, einen Scheitel (42) umfassende und bei dem benachbarten Minimum (43) endende Abschnitt des Profils (19) einen Sägezahn bildet.
  6. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Minima (43) größer, gleich oder kleiner als die Abmessungen der Faltschachtelzuschnitte (2), gemessen in einer Richtung parallel zu den Faltlinien (31), ist.
  7. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitel (42) jedes Sägezahns, bezogen auf die Bewegungsrichtung des Faltriemens (13, 14), von dem vorausgehenden Minimum (43) einen Abstand hat, der gleich oder größer ist als der Abstand zu dem auf den Scheitel (42) in Bewegungsrichtung folgenden Minimum (43).
  8. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des Faltriemens (13, 14) das Profil (19) aus +einen nachgiebigen Material besteht.
  9. Faltriemen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (19) durch zumindest eine gegenüber der Rückseite hochkant stehende Leiste aus einem nachgiebigen Material trägt, deren freie, von dem Faltriemen (13, 14) wegweisende Schmalseite die Auflagefläche (39) bildet.
  10. Faltriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten in Längsrichtung des Faltriemens (13, 14) wellen- oder mäanderförmig angeordnet sind.
  11. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Faltriemen (13, 14) im Querschnitt symmetrisch ist.
  12. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flache Riemen ein Zahnriemen (40) ist.
  13. Faltriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tangente (53) am Anfang des gekrümmten Abschnitts (51) mit dem Zahnriemen (40) einen Winkel zwischen 5° und 45° einschließt.
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