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Vorrichtung zum Aufrichten und Verriegeln von Faltschachtelzuschnitten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufrichten und Verriegeln von
Faltschachtelzuschnitten zur Bildung einer Schachtel.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Aufrichten und Verriegeln der
mit Verriegelungslaschen und entsprechenden Öffnungen versehenen Wandteile von Faltschachtelzuschnitten
bekannt, deren Laschen durch die Öffnungen zwecks Eckenverriegelung gepreßt werden,
mit an beiden Enden einen offenen Schacht bildenden, die Wandteile aufrichtenden
Faltorganen und einem durch den Schacht bewegbaren, den Zuschnitt treibenden Stempel
und gegenüber entsprechenden Stempelaussparungen am Schacht unter der Schachteingangsöffnung
angeordneten, im wesentlichen quer zum Stempelhubweg beweglichen Verriegelungswerkzeugen.
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Von dieser bekannten Vorrichtung unterscheidet sich die Vorrichtung
gemäß der Erfindung dadurch, daß die Verriegelungswerkzeuge fingerartige Elemente
sind, deren Spitzen während der Querbewegung durch die Zuschnittsöffnungen in die
Stempelaussparungen auch in Richtung des Stempelhubes dem Stempel mitfolgend bewegt
werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Anordnung so getroffen
werden, daß die Elementenspitzen auf einer Bahn geführt werden, die die Resultierende
der Querbewegung zum Schachtinneren und der Stempelabwärtsbewegung zum Schachtausgang
als Komponenten ist, wobei die Elemente in sich abwärts und einwärts geneigten Führungen
geführt sind und die Bahn der Elementenspitzen eine Kreisbahn sein kann.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird der Vorteil erzielt, daß
die Vorrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden kann. Der Verriegelungsarbeitsgang
der Schachtel erfolgt, während der Stempel seinen abwärts gerichteten Arbeitshub
ausführt, wonach der Verriegelungsmechanismus sofort die Schachtel freigibt, so
daß die Schachtel in Abwärtsrichtung freigegeben werden kann, während der Stempel
seinen aufwärts gerichteten Rückkehrhub durchführt und der nächste Zuschnitt auf
die Matrize abgelegt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel beschrieben
und an Hand der schematischen Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stempel- und Matrizenmechanismus
nach der Erfindung, wobei auch die Zuschnittszuführung gezeigt ist, die gerade einen
flachen Zuschnitt in den Mechanismus ablegt; Fig. 2 bis 11 sind perspektivische
Ansichten, die aufeinanderfolgende Stufen bei der Ausbildung der Schachtel und ihrer
Verriegelung zeigen, und Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht des Matrizenmechanismus,
wobei ein Rückwandungsfaltelement entfernt ist, um Einzelheiten eines Hebelmechanismus
zum Betätigen des Steckelementes freizulegen.
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Das Verständnis der Falt- und Verriegelungsvorrichtung, die die dargestellte
Verriegelung ausführt, wird erleichtert durch eine kurze Beschreibung des Zuschnittes,
den die Vorrichtung in Schachtelform falten und verriegeln soll. Der Zuschnitt ist
in Fig. 3 genügend gut sichtbar, und es wird zunächst auf diese Figur Bezug genommen.
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Der Zuschnitt besteht aus einem Boden 11, an dem Stirnwände
12 und 13 entlang Faltlinien 14 und 15 gelenkig befestigt sind.
Seitenwände 16 und 17 sind am Boden entlang Faltlinien 18 und 19 gelenkig befestigt.
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Die Seitenwände sind an den Kanten durch Faltdreieckpaare 20 verbunden,
die durch eine diagonale Faltlinie 21 getrennt sind. Eine Verriegelungslasche 22
ist an je einem Faltdreieck entlang einer Laschenfaltlinie 23 gelenkig befestigt,
die sich über einen schmalen Halsteil von einer Abmessung erstreckt, die geringer
ist als die Breite der Lasche. Nach der Ausbildung der Schachtelecke wird jede Lasche
22 durch eine Öffnung gedrückt, die durch eine Serie von Schnitten geformt wird,
die im wesentlichen die Form des Buchstaebens H haben. Diese Einschnitte sind
bei
24 (Fig. 10) gezeigt und liegen hauptsächlich in einem Abdeckfeld 25 für die Verriegelungen
an der Hinterseite der Schachtel und in dem Vordersteg 26 für die Verriegelungen
an der Vorderseite der Schachtel. Der vordere Steg ist teilweise durch einen Teil
des Faltmechanismus in der Figur versteckt, aber es genügt zu erklären, daß seine
H-Schnitte in allen Einzelheiten denen im Abdeckfeld 25 entsprechen.
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Der Zuschnitt weist weiterhin- Staubklappen 27 und 28 auf, die an
den Stirnwänden 12 und 13 entlang Staubklappenfaltlinien 29 und 30 gelenkig befestigt
sind. Die Staubklappen erfüllen keine besondere Funktion beim Verriegeln des Schachtelkörpers,
und ihr Vorhandensein oder Nichtvorhandensein ist unbedeutend, soweit es sich um
die Erfindung handelt.
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Nachstehend wird der Mechanismus zum Handhaben des Zuschnittes und
zu seinem Verfahren in Schachtelform beschrieben. Drei mechanische Haupteinheiten
sind in Fig. 1 gezeigt. Eine Zuführeinrichtung 31, deren Zweck es ist, einen Zuschnitt
heranzuführen, eine Matrize 32, durch die der Zuschnitt hindurchgedrückt wird, und
ein Stempel 33, der den Zuschnitt durch die Matrize hindurchdrückt, wobei
die Schachtelwandungen in senkrechte Stellung im Verhältnis zum Schachtelboden gefaltet
werden. Der Stempel drückt schließlich die fertige Schachtel durch die Matrize 32
hinaus, wonach die Schachtel von einem entsprechenden Transportbandmechanismus weggeführt
wird.
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Der Stempel 33 besteht im wesentlichen aus einem zum Zwecke der Verringerung
seiner Masse hohl gehaltenen Block mit Endoberflächen 34, gegen die die Stimwände
des Zuschnittes gefaltet werden, und vorderen und hinteren Oberflächen 35, gegen
die die Seitenwände gefaltet werden. Die vorderen und hinteren Oberflächen stützen
die Seitenwände der Schachtel mit Ausnahme dort, wo die vorderen und hinteren Oberflächen
bei 36 eingeschnitten sind. Die Einschnitte liegen unter den H-förmügen Einschnitten
24, wie später erläutert wird, und gestatten, daß die Verriegelungslaschen 22 in
eine Stellung jenseits der vorderen und hinteren Oberflächen 35 hinaus gebogen werden.
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Die Matrize 32 weist Faltorgane 37 für die Seitenwände auf, die sich
im wesentlichen parallel zu den vorderen und hinteren Oberflächen 35 des Stempels
erstrecken. Die Faltorgane 38 für die Stirnwände erstrecken sich im wesentlichen
parallel zu den Endoberflächen 34 des Stempels. Die von den Faltorganen gebildete
Einlaßöffnung der Matrize ist im wesentlichen rechteckig, und die Matrize ist am
Boden offen, wie das besonders gut in Fig. 12 gezeigt ist, so daß die fertiggestellte
Schachtel durch den unteren Teil abgegeben werden kann. Dies unterscheidet die dargestellte
Matrize von dem Matrizentyp, bei dem die Zuschnitte von oben hineingepreßt werden,
wonach die fertige Schachtel auch von der Oberseite aus herausgenommen werden muß.
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Der Zufuhrmechanismus 31, der die flachen Zuschnitte auf der Matrize
ablegt, ist am besten in Fig.2 gezeigt. Der Zufuhrmechanismus entnimmt flache Zuschnitte
nacheinander aus einem (nicht gezeigten) geeigneten Magazin und führt sie zu der
Matrize. Die Zufuhreinrichtung weist Saugnäpfte 39 auf, die an Armen 40 angebracht
sind, die an einer Zuführstange 41 angeklemmt sind. Die Zuführstange 41 wird zwischen
seitlichenArmen 42 gehalten, die der Zuführstange und den Saugnäpfen eine vollständige
Bewegung verleihen. Zu einem Verständnis der vorliegenden Erfindung genügt es zu
sagen, daß die Zuführeinrichtung 31 zunächst den Zuschnitt entlang einer Kurve führt,
und zwar in eine Stellung oberhalb der Matrize 32, wonach die Zuführeinrichtung
sich in der Richtung der Matrizenachse bewegt und den Zuschnitt zwischen geeignet
eingestellte Führungsoberflächen 43 und Führungsstifte 44 (Fig. 1) bringt. Dabei
kann die Zuführeinrichtung einen Vorbrech-oder Vorfaltarbeitsgang ausführen, indem
die Staubklappen 27, 28 und der Vordersteg 26 leicht gegenüber dem Rest des Zuschnittes
gefaltet werden.
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Nach dem Verbringen des Zuschnittes über die Einlaßöffnung der Matrize
lassen die Saugnäpfe 39 den Zuschnitt los, wonach die Zuführeinrichtung zurückkehrt,
um den nächsten Zuschnitt aufzunehmen. Dabei bewegt sich die Zuführeinrichtung aus
dem Weg des Stempels 33 heraus, der sich nun, wie in Fig. 3 gezeigt, abwärts bewegt.
Der sich abwärts bewegende Stempel 33 legt sich auf den Boden 11 und beginnt den
Schachtelzuschnitt in den Einlaß der Matrize 32 hineinzudrücken, wie in. Fig. 4
gezeigt.
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Die Faltorgane 37 für die Seitenwände werden bezüglich ihres Eingriffsbeginns
leicht vor die Faltorgane 38 (in Fig. 4 nicht sichtbar) für die Stirnwände
eingestellt, wodurch die Seitenwände 16 und 17 in senkrechte Stellung gefaltet werden,
bevor die Stirnwände 12 und 13 in diese Stellung kommen. Dadurch wird bewirkt, daß
die Faltdreieckpaare 20 an ihren diagonalen Faltlinien 21 entlang gefaltet werden.
Das Deckelfeld 25 folgt der hinteren Seitenwand 17 und verbleibt im wesentlichen
in der gleichen Ebene wie dieses letztere.
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Fig. 5 zeigt eine vorangeschrittene Phase des Faltarbeitsganges, in
der die Faltdreiecke 20 fast aufeinander gefaltet sind.
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In der Fig. 6 gezeigten Stellung ist der Schachtelzuschnitt innerhalb
der Matrize verschwunden, und die Stempelantriebsstange 45, an der der Stempel mit
einer Schelle 48 festgeklemmt ist, nähert sich ihrer nidrigsten Stellung in ihrer
abwechselnden Auf- und Abbewegung. Der Stempel ist mit einem Querarm 46 versehen,
der an jedem Ende einen verstellbaren Zapfen 47 trägt. Die Zapfen treten zwischen
Ausschnitte 49 in der Matrizenoberfläche 43 und in die seitlichen
Zuschnittfaltteile 37 darunter ein und greifen an Nylonkappen 50 (Fig. 12) eines
Betätigungsmechanismus an, der später beschrieben wird.
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Die weiteren Arbeitsgänge werden am besten unter Hinweis auf Fig.
7 bis 11 beschrieben, die Ansichten der Matrize von unten zeigen. Fig.7 zeigt die
Schachtel in einer Stellung, in der die Faltdreieckpaare 20 gerade an die Seitenwände
16 und 17 gefaltet werden. Nur die Seitenwand 16 ist in Fig. 7 sichtbar. Die Stellung,
die die Schachtel in Fig. 7 einnimmt, entspricht einer Arbeitsphase, die später
liegt als die in der Draufsicht nach Fig. 5 gezeigt und etwas früher als die Stellung
in der Draufsicht nach Fig. 6.
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In der in Fig. 8 gezeigten Stellung wird das Falten der Faltdreieckpaare
20 vollendet, aber diese sind noch nicht festgelegt und würden sich wieder öffnen,
wenn die Schachtel zu diesem Zeitpunkt aus der Matrize herausgenommen würde. Die
Faltdreieckpaare werden zwischen vier Eckpfosten 51 der Matrize gehalten. Diese
Eckpfosten haben einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und erfüllen
eine
Vielzahl von Funktionen. Es ist gezeigt, daß die Eckpfosten sich nach aufwärts verjüngen
und dadurch abgeschrägte Ecken 52 aufweisen, die an den Faltdreiecken angreifen
und diese in die in Fig. 8 gezeigte Stellung führen. Fig. 7 zeigt diesen Teil des
Arbeitsganges ganz besonders klar. Nach dem Zusammenfalten der Faltdreiecke halten
die Oberflächen der Pfosten 51, die den Seitenwänden 16 und 17 gegenüberliegen,
die Faltdreieckpaare in flacher Stellung an die Seitenwände angelegt.
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Führungsbahnen 53 sind in. die unteren Teile der Eckpfosten eingearbeitet.
Diese Führungsbahnen sind abwärts und einwärts schräg, so daß eine mit Rollen 55
an ihren Enden versehene Führungsstange 54, die in der Führungsbahn geführt ist,
sich auf den Stempel zubewegt, während sie sich gleichzeitig parallel zur Stempelachse
vorwärts bewegt.
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Die Stange hat so eine senkrechte Bewegungskomponente, die sie in
die Lage versetzt, dem sich bewegenden Stempel zu folgen, und eine waagerechte Bewegungskomponente,
die bewirkt, daß sie sich bei der Vorwärtsbewegung des Stempels diesem annähert.
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Die Führungsstange trägt zwei Steckfinger 56, einen für jede der Verriegelungslaschen
22 an den Faltdreiecken. Die Form der Finger 56 ergibt sich am klarsten aus Fig.
7 und 12, die zeigen, daß die Finger eine stumpfe an den Laschen angreifende Vorderfläche
57 haben. Während der gesamten Bewegung der Führungsstange 54 ändert sich der Neigungswinkel
der Vorderfläche 57 nicht wesentlich, so daß die Steckfinger in der Lage sind, eine
beträchtliche Kraft auf die Verriegelungslaschen auszuüben, um die Laschen durch
die H-förmigen Öffnungen in dem Deckelfeld und dem Vordersteg zu drücken, ohne daß
die Laschen auf Dauer gefaltet werden. Der Finger 56 ist schmaler als die Verriegelungslasche
22, und seine Breite ist ungefähr gleich der Breite des Halsteiles der Lasche, wie
durch die Länge der Laschenfaltlinie 23 (s. Fig. 3) dargestellt.
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Fig. 7 zeigt die Führungsstange 54 und die Steckfinger 56 in ihrer
normalen Ruhestellung, in der die die Finger vollständig herausgezogen sind und
die Führungsrollen 55 in dem oberen Teil der Führungsbahn 53 ruhen. In Fig. 8 haben
die Finger 56 sich ungefähr halb die Führungsbahn 53 abwärts bewegt, und ihre Vorderflächen
57 (Fig. 12) sind in Berührung mit den Verriegelungslaschen gekommen. In diesem
Zeitpunkt befindet sich der Stempel 33 immer noch in der Abwärtsbewegung.
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In der in Fig. 9 gezeigten Stellung hat die Führungsstange 54 mit
ihren Steckfingern 56 ihre äußerste Stellung erreicht, in der die Vorderflächen
der Steckfinger sich über die Ebene der Seitenwände hinausbewegt haben, so daß die
Verriegelungslaschen sich jetzt in die Einschnitte 36 des Stempels hinein erstrecken
(s. Fig.4). In diesem Zeitpunkt hat der Plunger 33 seine niedrigste Stellung und
den Rückkehrpunkt erreicht.
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Die Matrize ist mit Abstreifklinken 58 (s. Fig. 7) versehen, die im
wesentlichen dreieckig geformte Stahlstücke sind, die bei 59 drehbar gelagert sind.
Jede Klinke steht unter der Einwirkung einer Feder 60, die die Neigung hat, die
Klinke in eine herausragende Stellung zu ziehen, in der ihr Punkt 61 sich leicht
in den Weg der Schachtel und des Stempels erstreckt. Die Kante 61. ist der Teil
der Klinke, der an dem Zuschnitt angreift. Fig.7 zeigt die Klinke in ihrer normalen
Ruhestellung, aus der die Klinke abgewiesen wird, wenn eine Schachtel sich durch
den Matrizenausschnitt, wie in Fig. 8 gezeigt, abwärts bewegt. In Fig. 9 ist die
Oberkante der Staubklappe 27 gerade über die Kante 61 der Klinke hinausbewegt worden,
und die Klinke ist in Eingriffsstellung über der Staubklappe geschnappt, so daß
die Schachtel dem Stempel nicht folgen kann, wenn er sich aufwärts bewegt. Der Stempel
hat senkrechte Nuten 62, um die Klinkenspitzen frei vorbeilaufen zu lassen. Diese
Nuten sind am besten in Fig. 3 bis 5 gezeigt.
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In Fig. 10 hat der Stempel seinen Rückwärtshub begonnen, der von einer
gleichzeitigen Rückkehrbewegung der Führungsstange 54 und der Steckfinger 56 begleitet
ist. Die Finger gehen jetzt glatt an der Schachtel vorbei, die die Verriegelungslaschen
22 durch die von den H-förmigen Einschitten 24 gebildeten Öffnungen gesteckt zeigt.
In der in Fig. 10 gezeigten Stellung wird die Schachtel immer noch durch Reibung
vom Stempel gehalten, fällt aber auf ein Transportband 63, sowie der Stempel 33
das Innere des Schachtelkörpers verläßt.
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Der Betätigungsmechanismus der Steckfinger wird am besten unter Hinweis
auf Fig. 12 und 7 beschrieben. Eine Montageplatte 64 ist an der Unterseite des Matrizenrahmens
65 befestigt und trägt ein Paar Pfosten 66, zwischen denen der Drehzapfen 67 eines
Hebels 68 montiert ist. Der Hebel 68 trägt die vorstehend erwähnte Nylonkappe 50,
die von den Zapfen 47 auf den Querarm 46 des Stempels beaufschlagt wird.
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Der Hebel 68 hat ein Paar Schubstangen 69, die an einer Drehpunktachse
70 gelenkig angebracht sind. Die unteren Enden der Schubstangen 69 sind an der Führungsstange
54 befestigt, die die Steckfinger 56 trägt. Ein elastischer Puffer 71 auf der Montageplatte
64 begrenzt die Abwärtsbewegung des Hebels 68, wenn er von dem Stempel niedergedrückt
wird. Die senkrechte Stellung des Puffers ist mit Hilfe des mit Gewinde versehenen
Pufferschaftes 72 und der Blockierungsmutter 73 verstellbar. Die Stellung der Führungsstange
54 gegenüber dem Hebel 68 ist ebenfalls durch Gegenmuttern 74 über und unter der
Führungsstange 54 verstellbar. Eine Schraubendruckfeder 75 zwischen dem Hebel 68
und der Platte 64 direkt hinter dem Puffer 71 und fast unter der Kappe 50 hält normalerweise
den Hebel in gehobener Stellung.
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Die Maschine kann mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden.
Der Verriegelungsarbeitsgang der Schachtel erfolgt, während der Stempel seinen abwärts
gerichteten Arbeitshub ausführt, wonach der Verriegelungsmechanismus sofort die
Schachtel freigibt, so daß die Schachtel in Abwärtsrichtung freigegeben werden kann,
während der Stempel seinen aufwärts gerichteten Rückkehrhub durchführt und der nächste
Zuschnitt auf der Matrize abgelegt wird.