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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Falten und Flachlegen von Faltschachtelzuschnitten, mit einer Zuführstation und einer daran anschließenden Faltstation, wobei die Übergabe der vereinzelten Faltzuschnitte durch einen Übergabeförderer erfolgt, wobei die Faltstation einen den Faltschachtelzuschnitt von oben und unten erfassenden zentralen oberen und unteren Förderriemen sowie zwei parallel beidseitig der zentralen Förderriemen laufende, in Förderrichtung verschränkte, die zu faltenden Abschnitte des Faltschachtelzuschnittes untergreifende Faltriemen aufweist, die in ihrem Verlauf von die Neigung des Faltriemens richtungsmäßig vorgebenden Führungselementen beaufschlagt werden.
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Eine derartige Maschine ist aus der US-PS 30 73 217 bekannt. Als Führungselemente für die Faltriemen sind hierbei Stützrollen verwendet, die die erwünschte Winkelbeziehung zwischen dem Faltriemen und dem Transportriemen herstellen sollen (Spalte 3, Zeilen 35 bis 38 der US-PS 30 73 217).
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Zur Faltung der Zuschnitte sind aus der US-PS 36 05 585 Faltstangen bekannt, die höhenmäßig verstellbar ausgebildet sind.
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In weiten Anwendungsgebieten gewinnt die Verarbeitung von kleineren Serien immer größere wirtschaftliche Bedeutung.
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Da es sich bei den vorbekannten Maschinen um relativ aufwendige Konstruktionen handelt, ist es erforderlich, die Maschine auf das jeweils folgende Faltschachtelformat immer wieder umzustellen bzw. neu einzustellen, eine Tätigkeit, die infolge der dabei erforderlichen Präzision Facharbeiterkräfte erfordert und die außerdem einen beträchtlichen Zeitaufwand für die Umrüstung mit sich bringt; Erfahrungswerte zeigen eine Umrüstzeit von 30 Minuten bis 3 Stunden, je nach Typ der Maschine.
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Dies bedeutet, daß der Einsatzbereich der bekannten Maschinen infolge des Mangels an Facharbeiterkräften begrenzt ist und daß andererseits bei sinkender Serienzahl der einzelnen Faltschachtelformate ein wachsender Prozentsatz der Betriebsdauer der Maschine auf die Umrüstzeiten entfällt. Da diese Umrüstzeiten in der Gesamtbetriebsdauer der Maschine kalkulatorisch erfaßt werden müssen, bedeutet dies pro verarbeiteten Faltschachtelzuschnitt innerhalb einer Serie einen steigenden Kostenanteil und damit insgesamt eine sinkende Produktivität.
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Ein Beispiel für den komplexen Aufbau der vorbekannten Maschinen ist die aufwendige Rollen-Riemenführung beim Gegenstand der US- PS 30 73 217: Bei dieser vorbekannten Maschine führt die Förderung und Unterstützung des Faltriemens durch mehrere Rollen und deren Führung zu einer undefinierten oder punktuellen Beanspruchung des Faltriemens über die Länge der Faltstation, was einerseits zu Bereichen erhöhter Dehnbeanspruchung und andererseits zu Bereichen geringerer Beanspruchung und damit unter Umständen zum frühen Verschleiß der Faltriemen führt.
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Weiterhin führt aufgrund der unterschiedlichen Faltschachtelformate die Förderung durch ein oberes und unteres Förderriemenpaar zu Problemen, da die Angriffslinie des Förderriemenpaares in der Regel nicht mit dem Schwerpunkt des jeweils verarbeiteten Faltschachtelzuschnittes zusammenfällt, so daß Kräfte auf den Faltschachtelzuschnitt auftreten können, die eine Verschiebung oder Verkantung und damit unter Umständen eine Blockierung der Maschine zur Folge haben, wenn die Gesamtheit der Aggregate nicht speziell auf den jeweiligen Faltschachtelzuschnitt abgestimmt ist.
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Die vorbekannten Maschinen sind aus den genannten Gründen daher für die rationelle Fertigung von Kleinserien mit wechselnden Formaten und öfterer Umstellung nicht geeignet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die vorbekannte Maschine zum Falten und Flachlegen von Faltschachtelzuschnitten im Hinblick auf die Fördereinrichtungen der Faltstation konstruktiv derart zu vereinfachen, daß Bedienung, Wartung und Umrüstung auf verschiedene Faltschachtelformate schneller und auch durch Hilfskräfte ausgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Führungselemente der Faltriemen (13, 14) rückseitig abstützende Führungsbleche (15, 16) sind, die einen konstanten Verschränkungsfaktor pro Längeneinheit aufweisen, so daß im unbelasteten Zustand keine Kraftwechselwirkung zwischen den Faltriemen (13, 14) und den Führungsblechen (15, 16) auftritt, daß parallel zu den Faltriemen (13, 14) zumindest auf einen Teil der Länge der Faltstation die Faltschachtelzuschnitte (10) von oben beaufschlagende Faltschwerter (17, 18) so positioniert sind, daß die Faltkanten der Faltschachtelzuschnitte (10) zwischen den Faltriemen (13, 14) und den Faltschwertern (17, 18) gehalten sind, und daß die Faltriemen (13, 14), die Führungsbleche (15, 16) und die Faltschwerter (17, 18) beidseitig unabhängig voneinander derart horizontal verstellbar sind, daß der Schwerpunkt (S) der Faltschachtelzuschnitte (10) in der Längsachse (z-z) der zentralen Förderriemen (11, 12) liegt.
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Ein Prinzip der Erfindung besteht also darin, weitgehend auf aufwendige Rollen-Riemenführung zu verzichten und diese zumindest teilweise durch konstruktiv einfachere, feststehende Elemente zu ersetzen. Die erfindungsgemäße Maschine benötigt lediglich noch vier Riemen, von denen das zentrale Förderriemenpaar zum lagegerechten Halten und zum Transport des Faltschachtelzuschnittes durch die Faltstation dient und die beidseitig angeordneten, verschränkt laufenden Faltriemen, die Umbiegung der seitlichen, abzufaltenden Abschnitte des Faltschachtelzuschnittes beim Durchlaufen der Faltstation ausführen. Durch den konstanten Verschränkungsfaktor der Führungsbleche und damit der Faltriemen pro Längeneinheit wird eine bauliche Vereinfachung erreicht, die sich auf jeweils zwei Umlenkrollen am Anfang und Ende des Faltriemens beschränken kann, wobei die an der Rückseite der Faltriemen angeordneten Führungsbleche den Faltriemen nach hinten absützen, so daß dieser unter dem Druck des abzubiegenden Teils des Faltschachtelzuschnittes nicht nachgeben bzw. ausweichen kann. Der Verlauf der Faltriemen und deren Verschränkung ist also ausschließlich durch die Neigungswinkel der Achsen ihrer beiden anfangs- und endseitigen Umlenkrollen bestimmt. Diese Eigenschaft ist dabei vollkommen materialunabhängig, man kann daher sowohl mit Faltriemen aus Gummimaterial, genausogut aber auch mit Faltriemen aus Stahl arbeiten.
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Ein weiteres Prinzip der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, die beschriebenen Bauteile so einstellbar zu machen, daß der Schwerpunkt der jeweils verarbeiteten Faltschachtelzuschnitte, der von Fall zu Fall variiert, in der Längsachse der zentralen Förderriemen zu liegen kommt, das heißt, die Längsachse des zentralen Förderriemenpaares verläuft durch den Schwerpunkt der zugeführten Faltschachtelzuschnitte.
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Dies ermöglicht einerseits eine einwandfreie Führung der Faltschachtelzuschnitte durch die Klemmwirkung der beiden zentralen Förderriemen, andererseits ist es zur Umrüstung dann lediglich noch erforderlich, die Faltriemen mit den Führungsblechen und den Faltschwertern seitlich so zu verstellen, daß sie in der Verlängerung der Faltlinien der zugeführten Faltschachtelzuschnitte liegen. Dies kann in einfacher bekannter Weise durch über Handräder bedienbare Schneckengetriebe, Kolben oder ähnliches durchgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Maschine läßt sich in bekannter Weise mit üblichen Zuführeinrichtungen, Leimwalzen, nachgeschalteten Preßvorrichtungen oder auch Zähl- und Stapeleinrichtungen kombinieren.
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Durch die Gesamtheit der konstruktiven Vereinfachungen gemäß der Erfindung können die Herstellungskosten im Vergleich zu bisherigen Faltschachtel-Klebemaschinen bis zur Hälfte gesenkt werden, da die Einstellung bzw. Umrüstung im wesentlichen lediglich in der seitlichen Neuorientierung der Faltriemen sowie gegebenenfalls in der Einjustierung des Abstandes des oberen und unteren Förderriemens entsprechend der Dicke des zu verarbeitenden Zuschnittmaterials besteht. Versuche haben ergeben, daß Umstellzeiten von maximal 10 Minuten für die erfindungsgemäße Maschine realistisch sind. Eine Vereinfachung der Maschine wird auch durch eine wesentlich kompaktere Bauweise und eine kürzere Faltstrecke erreicht. Die erfindungsgemäße Maschine ist auch durch ungelernte Kräfte nach kurzer Einarbeitungszeit leicht zu bedienen, umzurüsten und zu warten.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der eingangsseitige Angriffspunkt des oberen zentralen Förderriemens in Förderrichtung verstellbar ist. Dadurch wird erreicht, daß der Einzug eines Faltschachtelzuschnittes in die Faltstation erst dann erfolgt, wenn dieser abhängig von seiner Länge die Zuführeinrichtungen verlassen hat.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von schematischen Darstellungen näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1A und 1B zwei Querschnittsdarstellungen der wesentlichen Bauteile der Maschine mit einem Faltschachtelzuschnitt in der Position x-x bzw. y-y der Fig. 2,
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Fig. 2 eine Aufsicht auf die Arbeitsebene der Maschine mit zwei durchlaufenden Faltschachtelzuschnitten,
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Fig. 3 eine Prinzipdarstellung des Verlaufs des oberen und unteren Förderriemens in der Achse z-z der Fig. 2.
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In den Figuren sind nur die konstruktiv neuen und erfindungswesentlichen Bauteile einer Maschine zum Falten und Flachlegen von Faltschachtelzuschnitten dargestellt, die übrigen Bauteile, wie Antriebsvorrichtungen, Verstelleinrichtungen sind in bekannter Weise ausgeführt und der Einfachheit halber in die Darstellungen der 3 Figuren nicht aufgenommen.
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In der Arbeitsebene erstreckt sich in Förderrichtung (Pfeil A in Fig. 2) ein Förderriemenpaar, das aus einem oberen Förderriemen 11 und einem unteren Förderriemen 12 besteht, die zwischen sich die durch die Faltstation zu transportierenden Faltschachtelzuschnitte 10 einschließen. Eine Gleitführung 20 dient zur Aufnahme des unteren Förderriemens 12. Die beiden Förderriemen 11 und 12 sind gemäß der Erfindung ausreichend, um einen einwandfreien Transport zu gewährleisten.
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Zur Faltung der Seitenwände der Faltschachtelzuschnitte 10 sind folgende Bauteile vorgesehen:
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Entsprechend dem seitlichen Abstand der Faltkanten vom zentralen Förderriemenpaar 11, 12 sind dort links und rechts des zentralen Förderriemenpaars 11, 12 je ein Faltriemen 13 und 14 vorgesehen. Diese Faltriemen 13, 14 sind zwischen zwei Umlenkrollen 21, 22, bzw. 23, 24 gespannt, deren Achsen um einen Winkel gegeneinander versetzt sind, der dem Faltwinkel der Seitenteile der Faltschachtelzuschnitte 10 entspricht.
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Dadurch werden die Faltriemen 13, 14 in Längsrichtung verschränkt, wobei die Unterkante der Faltriemen 14 über die gesamte Faltstation parallel zu den Faltkanten der Faltschachtelzuschnitte 10 verläuft. Durch die Aufspannung der Faltriemen 13, 14 ausschließlich durch die Umlenkrollen 21 bis 24 ergibt sich eine konstante Verschränkung pro Längeneinheit in Förderichtung A, die durch den Winkel zwischen den Achsen der Umlenkrollen vorgegeben ist.
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Im Eingangsbereich (Pfeil C in Fig. 3) der Faltstation liegen die Faltriemen 13, 14 in der Ebene des unteren, zentralen Förderriemens 12, und bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie dieser.
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Parallel und an der Unter- bzw. Rückseite der Faltriemen 13, 14 sind Führungsbleche 15, 16 angeordnet, auf denen die Faltriemen 13, 14 gleiten. Dabei sind die Führungsbleche 15, 16 der Verschränkung der Faltriemen 13, 14 "nachgeführt", weisen also denselben Verschränkungsfaktor pro Längeneinheit auf. Diese Führungsbleche 15, 16 dienen daher nicht der Beeinflussung der Verschränkung der Faltriemen 13, 14, sondern lediglich zu deren rückwärtiger Abstützung beim Durchlaufen der Faltschachtelzuschnitte 10.
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Parallel zur innenseitigen Kante der Faltriemen 13, 14 sind im Eingangsbereich der Faltstation im wesentlichen vertikal verlaufende Faltschwerter 17, 18 vorgesehen, die von oben entlang der Faltkante der Faltschachtelzuschnitte 10 auf diese einwirken.
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Diese Faltschwerter 17 und 18 dienen dazu, eine einwandfreie Faltung durchzuführen, das heißt, eine scharfe Faltlinie zu erzeugen, und zu verhindern, daß die Faltschachtelzuschnitte 10 bei Beginn des Faltvorganges dem wachsenden seitlichen Druck der Faltriemen 13 und 14 nach innen auszuweichen versuchen.
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Bei der gewählten Konstruktion sind also die Faltlinien von oben und unten bzw. links und rechts der Faltlinie so begrenzt bzw. eingespannt, daß eine einwandfreie Faltung durch die Faltriemen 13 und 14 gewährleistet ist.
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Die Faltschwerter 17 und 18 erstrecken sich über einen Förderbereich bis zu einem Faltwinkel von ca. 120°, was etwa der Position F (Fig. 2) in der Faltstation entspricht.
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Danach ist der Materialwiderstand gegen die Faltng auch ohne Vorbrechung der Faltlinie vor Eingabe in die Faltstation soweit überwunden, daß die weitere Faltung bis zu einem Faltwinkel bis zu 180° ausschließlich durch die Faltriemen 13 und 14 vorgenommen werden kann.
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Die Fördereinrichtungen sind in mehreren Richtungen wie folgt verstellbar:
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Die zusammengehörigen Baueinheiten zur Faltung jeweils rechts und links des zentralen Förderriemenpaares 11, 12 (Faltriemen 13, Führungsblech 15, Faltschwert 17 bzw. Faltriemen 14 , Führungsblech 16 und Faltschwert 18) sind unabhängig voneinander in Richgung der Doppelpfeile B (Fig. 2) auf die jeweilige Lage der Faltlinie beim durchlaufenden Faltschachtelformat einstellbar, so daß diese Faltbauteile jeweils einen Abstand p bzw. q von der Längsachse des zentralen Förderriemenpaares 11, 12 aufweisen.
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Dabei trägt die absolute Position der Faltschachtelzuschnitte 10 in der Faltstation vorteilhafterweise von der Zuführung der Faltschachtelzuschnitte 10 in die Faltstation ab, die so erfolgt, daß der Schwerpunkt S des Faltschachtelzuschnittes in der Achse z-z des Förderriemenpaares 11, 12 liegt. Dadurch ist unter Berücksichtigung der auftretenden Reibungskräfte gewährleistet, daß ein gleichmäßiger Transport ohne Verziehen oder Verkanten der Faltschachtelzuschnitte durch das zentrale Förderriemenpaar, 11, 12, durchgeführt werden kann.
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Zu diesem Zweck, eine Übergabe von der Zuführstation zur Faltstation, ist auch die eingangsseitige Umlenkrolle des oberen Förderriemens 11 in Richtung des Pfeiles G (Fig. 3) verstellbar, um zu erreichen, daß der Einzug in die Faltstation erst dann erfolgt, wenn der Faltschachtelzuschnitt (abhängig von dessen Länge) die Zuführeinrichtung verlassen hat.
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Der gesamte obere Förderriemen 11 ist außerdem vertikal in Richtung des Pfeiles E verstellbar, ebenso die Faltschwerter 17 und 18, um den Durchlauf von Faltschachtelzuschnitten 10 verschiedener Materialdicke zu gestatten.
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Der untere Förderriemen 12 ist lediglich über ein Spannrollenpaar verstellbar vorgesehen.
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Zur Verdeutlichung soll die Funktion der Maschine anhand der Beschreibung eines Durchlaufes eines Faltschachtelzuschnittes nochmals kurz erläutert werden:
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Ein Faltschachtelzuschnitt 10 wird über eine Zuführvorrichtung und gegebenenfalls Leimauftragsvorrichtungen in Richtung des Peiles C (Fig. 3) in die Faltstation eingeführt und vom zentralen Förderriemenpaar 11, 12 erfaßt. Dabei gelangen die Seitenteile der Faltschachtelzuschnitte 10 in ihrem an die Faltlinie angrenzenden Bereich über die seitlichen Faltriemen 13, 14 und unter die seitlichen Faltschwerter 17 und 18. Durch die Verschränkung der Faltriemen 13, 14 werden die Seitenteile der Faltschachtelzuschnitte 10 allmählich nach oben geklappt, was etwa im oberen Teil der Fig. 1 in der Position x-x gemäß Fig. 2 dargestellt ist.
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Mit zunehmender Förderlänge werden die Schachtelwände immer steiler gestellt, bis sie sich nach innen neigen, wobei nach Passieren der Position F in Fig. 2 ein Klappwinkel von etwa 120° überschritten wird und die Faltschwerter 17 und 18 hier aufhören.
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Im Ausgangsbereich der Faltstation wird dann die Faltung verstärkt, wie dies etwa im unteren Teil der Fig. 1 und der Position y-y in Fig. 2 dargestellt ist, bis schließlich die Faltung vollständig, d. h., um einen Faltungswinkel von 180° durchgeführt ist und der Faltschachtelzuschnitt in Richtung des Pfeiles D (Fig. 3) die Faltstation verläßt und weiteren, nachgeschalteten Einrichtungen, wie zum Beispiel einer Preßstation oder einer Stapeleinrichtung zugeführt werden kann.