ITMI950043A1

ITMI950043A1 - Cutting station for the production of corrugated cardboard packings.

Info

Publication number: ITMI950043A1
Application number: IT95MI000043D
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Mingazzini
Original assignee: Scatolificio Mingazzini O & Fi
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-11
Also published as: IT1276000B1; ITMI950043A0

Abstract

A cutting station for the production of packaging in corrugated cardboard including a couple of accompanying rolls (10) for the introduction of a cardboard sheet (10) and a couple of creasing rolls (12), it also includes a programmer (7), a speed detector (8) of the line (E) connected to this programmer (7) and a group of cutting elements set and movable along a support beam (5), parallel to these rolls (11, 12), where each element includes a cutting tool (1) working on a vertical surface to the sheet's shift direction (10) This tool (1) is assembled on a platform (2) on the top of a pneumatic cylinder (3) operated in lifting (S) and lowering (A) by a electric valve (6) controlled by the programmer (7) through a proper control line (C).

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: "STAZIONE DI TAGLIO PER LINEA DI PRODUZIONE DI IMBALLAGGI IN CARTONE ONDULATO" Description of the industrial invention entitled: "CUTTING STATION FOR THE PRODUCTION LINE OF CORRUGATED CARDBOARD PACKAGING"

La presente invenzione riguarda gli impianti per la produzione di imballaggi in cartone ondulato, ed in particolare una stazione di taglio da inserire in una linea di produzione di detto tipo di imballaggi. The present invention relates to plants for the production of corrugated cardboard packaging, and in particular to a cutting station to be inserted in a production line of said type of packaging.

Come è noto, gli imballaggi in cartone ondulato sono prodotti a partire da fogli di cartone rettangolari con due cordonature trasversali. La distanza tra le cordonature definisce l'altezza del fianco della scatola, mentre le parti comprese tra le cordonature ed i bordi superiore ed inferiore sono utilizzate per le alette che andranno a formare, rispettivamente, la base superiore ed inferiore della scatola. Mentre la fascia centrale del foglio, che definisce il fianco, rimane integra, le parti superiore ed inferiore devono essere suddivise nelle quattro alette da ripiegare per formare le basi. Tale suddivisione è realizzata mediante tre tagli longitudinali che si estendono dai bordi superiore ed inferiore del foglio fino alle cordonature. As is known, corrugated cardboard packaging is produced starting from rectangular cardboard sheets with two transversal creases. The distance between the creases defines the height of the side of the box, while the parts comprised between the creases and the upper and lower edges are used for the fins that will form the upper and lower base of the box, respectively. While the central band of the sheet, which defines the side, remains intact, the upper and lower parts must be divided into the four flaps to be folded to form the bases. This subdivision is achieved by means of three longitudinal cuts which extend from the upper and lower edges of the sheet to the creases.

Questa lavorazione viene eseguita in una stazione di taglio alla quale il foglio giunge provenendo dalle stazioni di stampa poste più a monte sulla linea. Tale stazione consiste essenzialmente in una prima coppia di rulli trasversali sui quali sono montate, in posizioni corrispondenti, tre coppie di elementi circolari di taglio detti "coltelli", ed una seconda coppia di rulli trasversali sui quali sono analogamente montate coppie corrispondenti di mozzi circolari che realizzano le cordonature longitudinali per la piegatura dei lati della scatola. Ciascun coltello è composto da una doppia serie di elementi complementari, una lama superiore ed una gola inferiore formata da una coppia di lame ed avente larghezza pari allo spessore della lama superiore. This processing is performed in a cutting station to which the sheet arrives coming from the printing stations located further up the line. This station essentially consists of a first pair of transverse rollers on which three pairs of circular cutting elements called "knives" are mounted in corresponding positions, and a second pair of transverse rollers on which corresponding pairs of circular hubs are similarly mounted. they realize the longitudinal creases for the folding of the sides of the box. Each knife is composed of a double series of complementary elements, an upper blade and a lower groove formed by a pair of blades and having a width equal to the thickness of the upper blade.

Lo sviluppo del coltello lungo la circonferenza del rullo definisce la lunghezza del taglio longitudinale, pertanto ciascuna lama è di tipo modulare cioè composta da una serie di lame di lunghezza 5 o 10 -cm- allineate per arrivare alla lunghezza di taglio desiderata. Inoltre, il coltello centrale è fisso e funge da riferimento, mentre la posizione degli altri coltelli laterali è regolabile lungo l'asse dei rulli per definire le larghezze delle alette. Tuttavia, le suddette regolazioni possono essere effettuate solo all'interno dei rigidi limiti impliciti nella struttura della stazione di taglio tradizionale. The development of the knife along the circumference of the roller defines the length of the longitudinal cut, therefore each blade is of the modular type that is composed of a series of blades of 5 or 10 -cm- length aligned to reach the desired cutting length. Furthermore, the central knife is fixed and acts as a reference, while the position of the other side knives is adjustable along the axis of the rollers to define the widths of the fins. However, the above adjustments can only be made within the strict limits implicit in the structure of the traditional cutting station.

Un primo limite fondamentale è dato dallo sviluppo della circonferenza dei rulli portacoltelli, il quale limita l'altezza massima della scatola realizzabile su una certa linea di produzione. Infatti, per poter lavorare un foglio ad ogni ciclo di rotazione occorre che l'altezza del foglio non superi lo sviluppo del rullo. In alternativa, può essere lavorato un foglio avente una altezza massima pari allo sviluppo del rullo più la altezza di una aletta della scatola, ma ciò è possibile solo dimezzando la velocità di produzione. Questo è dovuto al fatto che occorrono due rotazioni dei rulli per la ribattitura dei coltelli, che al primo ciclo eseguono i tagli delle alette superiori ed al secondo i tagli delle alette inferiori. A first fundamental limit is given by the development of the circumference of the knife-carrying rollers, which limits the maximum height of the box that can be produced on a certain production line. In fact, in order to work a sheet at each rotation cycle, the height of the sheet must not exceed the development of the roller. Alternatively, a sheet having a maximum height equal to the development of the roller plus the height of a flap of the box can be processed, but this is possible only by halving the production speed. This is due to the fact that two rotations of the rollers are required for the riveting of the knives, which in the first cycle perform the cuts of the upper flaps and in the second cycle the cuts of the lower flaps.

Un semplice esempio numerico chiarisce il problema: dato uno sviluppo dei rulli di 135 cm, su cui i coltelli hanno due lame da 35 è possibile lavorare un foglio avente un'altezza di 135 cm per produrre, ad esempio, una scatola il cui fianco ha una altezza di 65 cm e le alette superiore ed inferiore hanno ciascuna un'altezza di 35 cm . Oppure, utilizzando coltelli con una sola lama di 55 cm, è possibile lavorare, con velocità di produzione dimezzata, fogli alti 190 cm per produrre scatole con fianco di 80 cm ed alette di 55 cm ciascuna, quella inferiore essendo tagliata al secondo ciclo di rotazione . A simple numerical example clarifies the problem: given a development of the rollers of 135 cm, on which the knives have two 35-inch blades, it is possible to work a sheet with a height of 135 cm to produce, for example, a box whose side has a height of 65 cm and the upper and lower flaps each have a height of 35 cm. Or, using knives with a single 55 cm blade, it is possible to work, with half production speed, sheets 190 cm high to produce boxes with a side of 80 cm and wings of 55 cm each, the lower one being cut at the second rotation cycle. .

Dato l’elevato costo di coltelli e rulli portacoltelli e l'impossibilità pratica di una loro sostituzione rapida e semplice con altri di dimensioni differenti, ciascuna linea di produzione è sostanzialmente destinata a produrre imballaggi aventi misure entro i limiti sopra illustrati. Given the high cost of knives and knife rollers and the practical impossibility of replacing them quickly and easily with others of different sizes, each production line is essentially intended to produce packaging having sizes within the limits illustrated above.

Nel caso si desideri produrre imballaggi di dimensioni maggiori, diventa necessario procedere in due fasi. Il foglio viene dapprima fatto passare nella stazione di taglio solo per effettuare le cordonature longitudinali, eventualmente dopo essere stato stampato nelle stazioni di stampa a monte, ed il taglio delle alette viene poi eseguito manualmente su un'altra macchina seguendo le cordonature effettuate nella precedente fase di lavorazione. È chiaro che ciò implica un grave dispendio di tempo e manodopera, rendendo antieconomica la produzione in grande serie di scatole fuori misura. If you want to produce larger packaging, it becomes necessary to proceed in two steps. The sheet is first passed through the cutting station only to carry out the longitudinal creases, possibly after being printed in the upstream printing stations, and the cutting of the flaps is then performed manually on another machine following the creasing performed in the previous phase. processing. It is clear that this implies a serious waste of time and manpower, making the mass production of oversized boxes uneconomic.

Un secondo serio limite è dato dal numero fisso di coltelli, qui considerato pari a tre per la produzione delle comuni scatole rettangolari ma che dovrebbe essere di quattro, cinque o più coltelli per produrre rispettivamente scatole pentagonali, esagonali, etc. Risulta pertanto impossibile utilizzare tale linea di produzione per produrre scatole con un maggiore numero di lati. A second serious limit is given by the fixed number of knives, here considered equal to three for the production of common rectangular boxes but which should be four, five or more knives to produce pentagonal, hexagonal, etc. boxes respectively. It is therefore impossible to use this production line to produce boxes with a greater number of sides.

Per i summenzionati problemi di costo e per gli ingombri elevati, non è neppure pensabile di realizzare una stazione di taglio con il numero massimo di coltelli prevedibilmente utilizzabili e poi impiegare solo quelli necessari di volta in volta. Ciò creerebbe notevoli difficoltà per il posizionamento dei coltelli da utilizzare, ciascuno dei quali è inoltre abbinato ad un mozzo di cordonatura che si sposta assieme ad esso per restare perfettamente in asse. Si deve anche considerare che ciascun coltello occupa una larghezza di 10-15 cm e che i rulli devono portare anche un coltello rifilatore ad una estremità ed un coltello per la formazione della linguetta di incollaggio/cucitura della scatola all'altra estremità. La presenza di tali coltelli supplementari porterebbe quindi ad una riduzione della gamma di misure realizzabili su una data linea, ed inoltre una simile stazione avrebbe un costo così tanto più elevato da essere difficilmente giustificabile per la produzione, solitamente limitata, di scatole aventi più di quattro lati. Due to the aforementioned cost problems and the large dimensions, it is not even conceivable to realize a cutting station with the maximum number of knives that can be expected to be used and then to use only those necessary each time. This would create considerable difficulties for the positioning of the knives to be used, each of which is also combined with a creasing hub which moves together with it to remain perfectly aligned. It must also be considered that each knife occupies a width of 10-15 cm and that the rollers must also carry a trimming knife at one end and a knife for the formation of the gluing / sewing tab of the box at the other end. The presence of these additional knives would therefore lead to a reduction in the range of measurements that can be achieved on a given line, and furthermore such a station would have a cost so much higher as to be difficult to justify for the usually limited production of boxes having more than four sides.

Non è nemmeno possibile l'utilizzo di coltelli supplementari mobili analoghi ai mozzi supplementari che possono essere fissati sui rulli di cordonatura quando si rendono necessarie ulteriori cordonature, tipicamente per problemi di piegatura nella fase di formatura della scatola. Date le dimensioni ed i pesi dei coltelli nonché l'elevata precisione richiesta nel posizionamento delle lame complementari, il loro montaggio sarebbe estremamente laborioso ed un errore anche minimo potrebbe provocare dei danni alla stazione di taglio se le lame si scontrassero invece di compenetrarsi. Nor is it possible to use additional movable knives similar to the additional hubs which can be fixed on the creasing rollers when further creasing is required, typically due to folding problems in the box forming step. Given the dimensions and weights of the knives as well as the high precision required in positioning the complementary blades, their assembly would be extremely laborious and even a minimal error could cause damage to the cutting station if the blades collide instead of penetrating.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di fornire una stazione di taglio per una linea di produzione di imballaggi in cartone ondulato che è in grado di superare i suddetti limiti. The object of the present invention is therefore to provide a cutting station for a corrugated cardboard packaging production line that is capable of overcoming the aforementioned limits.

Tale scopo viene conseguito per mezzo di un impianto avente le caratteristiche riportate nella rivendicazione 1. This object is achieved by means of a plant having the characteristics reported in claim 1.

Un primo vantaggio essenziale della stazione di taglio secondo la presente invenzione consiste nella sua capacità di lavorare fogli di qualsiasi altezza. A first essential advantage of the cutting station according to the present invention consists in its ability to process sheets of any height.

In tal modo la cadenza produttiva non viene dimezzata quando l'altezza del foglio lavorato supera lo sviluppo dei rulli, ed inoltre non è più necessario operare manualmente su un'altra macchina per produrre imballaggi fuori misura, essendo sufficiente riprogrammare adeguatamente le operazioni di taglio. In this way the production rate is not halved when the height of the processed sheet exceeds the development of the rollers, and furthermore it is no longer necessary to manually operate on another machine to produce oversized packaging, as it is sufficient to adequately reprogram the cutting operations.

Un secondo notevole vantaggio del presente impianto consiste nel basso costo e nella facilità di smontaggio degli elementi di taglio. È quindi possibile variare facilmente il numero di tagli da eseguire, cioè il numero di lati della scatola, variando il numero di elementi di taglio installati oppure lasciandone alcuni inutilizzati tra quelli installati . A second significant advantage of the present system consists in the low cost and ease of disassembly of the cutting elements. It is therefore possible to easily vary the number of cuts to be made, that is, the number of sides of the box, by varying the number of cutting elements installed or by leaving some of them unused among those installed.

Questi ed altri vantaggi e caratteristiche dell'impianto secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente dettagliata descrizione di una sua forma realizzativa con riferimento all'unico disegno, annesso come Fig.l, in cui sono illustrati schematicamente in vista laterale i componenti che costituiscono l'impianto in oggetto. These and other advantages and characteristics of the plant according to the present invention will become evident to those skilled in the art from the following detailed description of an embodiment thereof with reference to the single drawing, annexed as Fig. components that make up the plant in question.

Facendo riferimento a tale figura, si vede che la stazione di taglio secondo l'invenzione comprende una serie di elementi di taglio (dei quali uno solo è visibile in fig.l) allineati orizzontalmente in direzione ortogonale all’asse della linea di produzione, ossia parallelamente agli assi dei rulli. Ciascun elemento di taglio consiste essenzialmente in un utensile di taglio 1 posto in un piano verticale parallelo all'asse della linea di produzione e montato su una piattaforma 2 mobile verticalmente sotto l'azione di un cilindro pneumatico 3. Detto cilindro 3 è fissato su una slitta 4 bloccata su una trave di supporto 5 parallela agli assi dei rulli come sopra accennato. With reference to this figure, it can be seen that the cutting station according to the invention comprises a series of cutting elements (of which only one is visible in fig. 1) aligned horizontally in a direction orthogonal to the axis of the production line, i.e. parallel to the axes of the rollers. Each cutting element essentially consists of a cutting tool 1 placed in a vertical plane parallel to the axis of the production line and mounted on a platform 2 which is vertically movable under the action of a pneumatic cylinder 3. Said cylinder 3 is fixed on a slide 4 blocked on a support beam 5 parallel to the axes of the rollers as mentioned above.

La posizione di ciascun elemento di taglio lungo l'asse della trave 5 può ovviamente essere stabilita a piacere sbloccando la slitta 4 e facendola scorrere sulla trave 5. In questo modo vengono definite le distanze tra i tagli longitudinali, ossia le larghezze delle alette. The position of each cutting element along the axis of the beam 5 can obviously be established at will by releasing the slide 4 and making it slide on the beam 5. In this way the distances between the longitudinal cuts, ie the widths of the fins, are defined.

Il funzionamento del cilindro pneumatico 3 è regolato, attraverso le linee A ed S, da una elettrovalvola 6 a sua volta comandata da un programmatore elettronico 7 tramite una linea di comando C. Il programmatore 7 riceve dati da un encoder 8 e da una fotocellula 9 attraverso le linee E ed F, rispettivamente. La funzione dell'encoder 8 è quella di rilevare la attuale velocità della linea di produzione, ossia la velocità di rotazione dei rulli, mentre la fotocellula 9 funge da interruttore per rilevare la presenza di un foglio 10 in arrivo. The operation of the pneumatic cylinder 3 is regulated, through lines A and S, by a solenoid valve 6 in turn controlled by an electronic programmer 7 via a command line C. The programmer 7 receives data from an encoder 8 and a photocell 9 through lines E and F, respectively. The function of the encoder 8 is to detect the current speed of the production line, that is the rotation speed of the rollers, while the photocell 9 acts as a switch to detect the presence of an incoming sheet 10.

Si noti che quest'ultima funzione potrebbe essere svolta anche da un altro tipo di interruttore di rilevamento. In effetti, potrebbe anche non essere presente alcun rilevatore poiché le varie stazioni della linea sono già sincronizzate automaticamente, per cui il dato rilevato dall'encoder 8 permette comunque di conoscere il momento in cui, salvo intoppi sulla linea, il foglio 10 arriva alla stazione di taglio. Note that this latter function could also be performed by another type of detection switch. In fact, there may also be no detector present since the various stations of the line are already synchronized automatically, so that the data detected by the encoder 8 still allows you to know the moment in which, except for hitches on the line, the sheet 10 arrives at the station. cutting.

Dalla suddetta descrizione risulta evidente il funzionamento dell'impianto secondo la presente invenzione, che si basa sulla sostituzione del taglio "rotatorio" effettuato dai coltelli sui rulli con un taglio "lineare" effettuato dagli utensili 1 animati di moto verticale alternato ortogonalmente alla direzione di spostamento del foglio 10 spinto dai rulli accompagnatori 11. La temporizzazione del suddetto moto verticale alternato è realizzata dal programmatore 7 che comanda la elettrovalvola 6 affinché indirizzi verso il cilindro 3 l'aria in pressione, proveniente dalla linea di alimentazione P, attraverso la linea A per l'abbassamento della piattaforma 2 oppure attraverso la linea S per il suo sollevamento . From the above description the operation of the plant according to the present invention is evident, which is based on the replacement of the "rotary" cut made by the knives on the rollers with a "linear" cut performed by the tools 1 animated by vertical motion alternating orthogonally to the direction of movement of the sheet 10 pushed by the accompanying rollers 11. The timing of the aforementioned reciprocating vertical motion is carried out by the programmer 7 which controls the solenoid valve 6 so that the pressurized air, coming from the supply line P, is directed towards the cylinder 3 through the line A for lowering of platform 2 or through line S for its lifting.

È chiaro che la lunghezza del taglio effettuato dall'utensile 1 dipende dalla combinazione tra il tempo di permanenza della piattaforma 2 nella posizione sollevata e la velocità di spostamento del foglio 10 attraverso la stazione di taglio. Per tale motivo la suddetta lunghezza viene impostata con la linea operante ad una data velocità, e 1'encoder 8 provvede poi a trasmettere al programmatore 7 le variazioni di velocità per le dovute compensazioni nella temporizzazione del moto alternato. It is clear that the length of the cut performed by the tool 1 depends on the combination between the residence time of the platform 2 in the raised position and the speed of movement of the sheet 10 through the cutting station. For this reason the aforesaid length is set with the line operating at a given speed, and the encoder 8 then transmits the speed variations to the programmer 7 for the due compensations in the timing of the reciprocating motion.

Si noti che l'utensile di taglio 1 viene fatto ruotare ad alta velocità (23.000 giri/min) per mezzo di un motore elettrico posto sull'asse di rotazione di detto utensile 1 (quindi non visibile in fig.l). È anche ovvio che l'impianto comprende un solo programmatore 7, un encoder 8 ed una fotocellula 9, mentre le linee di comando C nonché le elettrovalvole 6 con le relative linee A ed S sono tante quanti sono gli elementi di taglio. It should be noted that the cutting tool 1 is made to rotate at high speed (23,000 rpm) by means of an electric motor placed on the rotation axis of said tool 1 (therefore not visible in Fig. 1). It is also obvious that the plant comprises a single programmer 7, an encoder 8 and a photocell 9, while the control lines C as well as the solenoid valves 6 with the relative lines A and S are as many as there are cutting elements.

Risulta evidente che l'impianto sopra descritto può sostituire completamente i tradizionali rulli porta-coltelli senza alcuna limitazione di lunghezza del foglio 10, conseguendo così il principale scopo della invenzione, ma può anche essere aggiunto ad un impianto tradizionale preesistente senza alcuna difficoltà. Nel primo caso i rulli 12 rappresentati in fig.l a valle degli elementi di taglio saranno i rulli di cordonatura, mentre nel secondo caso saranno ancora ì rulli porta-coltelli. It is evident that the plant described above can completely replace the traditional knife-holder rollers without any limitation of the length of the sheet 10, thus achieving the main object of the invention, but it can also be added to a pre-existing traditional plant without any difficulty. In the first case the rollers 12 shown in Fig. 1 downstream of the cutting elements will be the creasing rollers, while in the second case they will still be the knife holder rollers.

È chiaro che la forma realizzativa della stazione di taglio secondo l'invenzione sopra descritta ed illustrata costituisce solo un esempio suscettibile di numerose variazioni. In particolare, l'utensile di taglio 1 può avere forma diversa da quella illustrata oppure essere di tipo diverso od azionato diversamente. Analogamente, il dispositivo che gli fornisce il moto alternato può essere differente dal cilindro pneumatico 3, ad esempio un dispositivo di tipo idraulico od elettromeccanico. It is clear that the embodiment of the cutting station according to the invention described and illustrated above constitutes only an example susceptible of numerous variations. In particular, the cutting tool 1 can have a different shape from that illustrated or be of a different type or operated differently. Similarly, the device which provides it with the reciprocating motion can be different from the pneumatic cylinder 3, for example a device of the hydraulic or electromechanical type.

Eventuali aggiunte e/o modifiche potranno pertanto essere apportate all'impianto oggetto della presente invenzione senza tuttavia uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione. Any additions and / or modifications can therefore be made to the plant object of the present invention without however departing from the scope of protection of the invention.

Claims

CLAIMS 1. Cutting station for a production line of corrugated cardboard packaging comprising a pair of accompanying rollers (11) for the introduction of a sheet of cardboard (10) and a pair of creasing rollers (12), characterized in that it comprises a programming device (7), a line speed detector (8) placed in connection (E) with said programming device (7), and a plurality of cutting elements aligned and movable along a support beam (5) parallel to said rollers (11, 12), each of said cutting elements comprising a cutting device acting in a vertical plane parallel to the direction of movement of the sheet (10), said cutting device also being provided with an alternating vertical motion whose timing is controlled by the programming device (7) through a relative command line (C).

2. Cutting station according to claim 1, characterized in that the cutting device consists of a tool (1) rotating at high speed under the action of an electric motor, both said elements being mounted on a platform (2) placed at the top of a pneumatic cylinder (3) operated in lifting (S) and lowering (A) by a solenoid valve (6) controlled by the programming device (7).

3. Cutting station according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a switch for detecting the arrival of the sheet (10), preferably a photocell (9), also connected (F) to the programming device (7 ).