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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf automatische Maschinen zum
Verpacken von Artikeln in Behältern.
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Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine neue Vorrichtung zum Falten
lateraler Klappen von Schachteln und im Einzelfall in einer Verpackungslinie,
wo die Schachteln mit Artikeln befüllt und dann durch Falten lateraler
Klappen geschlossen werden.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
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Die
automatischen Linien zum Verpacken von Artikeln in Behältern sind üblicherweise
mit Mitteln zum Verschließen
der Behälter
nach deren Befüllung
ausgerüstet.
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Sind
die Behälter
aus quaderförmigen
Kartonschachteln gebildet, so werden sie normalerweise durch Falten
von Klappen um einen 90°-Winkel
verschlossen, die an den Öffnungskanten
der nach außen
weisenden Bereiche eines vorverleimten röhrenförmigen Zuschnitts angeordnet
sind, der den Schachtelkörper
bildet.
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Jeder
nach außen
weisende Bereich des röhrenförmigen Zuschnitts
weist üblicherweise
drei laterale Klappen auf, nämlich
zwei innere und eine äußere, die
die Außenwand
der Schachtel bildet, wenn diese verschlossen ist.
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Die
beiden inneren Klappen sind identisch, parallel zueinander und an
einander gegenüberliegenden
Seiten des Zuschnitts angelenkt (üblicherweise an dessen kürzeren Seiten).
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Die
inneren Klappen werden zuerst gefaltet, so daß sie innerhalb der Schachtel
verbleiben, wenn diese geschlossen wird.
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Gemäß einer
sehr verbreiteten Konfiguration der Schachtel weist die äußere Klappe
zwei durch eine Knicklinie getrennte Bereiche auf.
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Die
Abmessungen des ersten, von der Zuschnittkante ausgehenden Bereichs
sind im wesentlichen dieselben wie die Abmessungen der Öffnung.
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Im
gefalteten Zustand überdeckt
der erste Bereich die gesamte Ausdehnung der Öffnung und bildet somit eine
der Stirnwandungen der Schachtel.
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Ein
zweiter Bereich oder ein Einsteckende wird entlang der vorerwähnten Knicklinie
in einem annähernd
rechten Winkel zu dem ersten Bereich in Richtung des Schachtelinneren
abgebogen und in die Schachtel eingeführt.
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Auf
diese Weise wirkt der zweite Bereich mit den bereits gefalteten
inneren lateralen Klappen zusammen beim Halten des ersten Bereichs
in der gefalteten Position sowie folglich beim Verschließen der Schachtelöffnung.
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Bei
bekannten Vorrichtungen zum automatischen Verschließen von
Schachteln, siehe zum Beispiel
DE-55477.4 ,
umfasst das Falten der äußeren lateralen
Schließklappe
mindestens drei Arbeitsschritte: Eine erste Bewegung der Klappe
in Richtung der Schachtel durch einen horizontalen Schieber; das
Falten des Einsteckendes durch einen vertikalen Schieber, der das
Einsteckende nach oben schiebt; eine zweite und abschließende Bewegung
der Klappe in Richtung der Schachtel zusammen mit dem Einstecken
des Endes in die Schachtel.
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Eines
der häufigsten
Probleme der bekannten Vorrichtungen liegt in der Tatsache, dass
der Arbeitsablauf der Schieber recht komplex und seine Zeitsteuerung
sehr kompliziert ist, was für
den Arbeitsablauf der Vorrichtungen als besonders kritisch erscheint.
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Darüber hinaus
erlauben bekannte Konfigurationen gerade aufgrund ihrer Komplexität keine
hohen Produktionsgeschwindigkeiten in der Linie.
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Ein
weiteres Problem resultiert aus dem Umstand, dass die vertikalen
Schieber jedes Mal gemessen und ausgewechselt werden müssen, wenn
die Größe der Schachtel
und/oder die zu faltende Kante wechselt.
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Auch
ist in diesem Fall die Anpassung der Kalibrierung der Maschine langwierig
und schwierig.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zum Schließen
der äußeren Klappe
einer Schachtel in einer automatischen Verpackungslinie vorzuschlagen
und ein perfektes Schließen
der Klappe zu erreichen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
vorzuschlagen, die verschiedene Größen von Schachteln und Klappen
ohne das Auswechseln von Teilen zu handhaben vermag.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
vorzuschlagen, die die Arbeitsgeschwindigkeit entlang der Verpackungslinie
erheblich verbessert.
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Schließlich ist
es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnte Schließvorrichtung durch
eine einfach herzustellende, ebenso leicht zu installierende wie
auch zu kalibrierende und zu wartende technische Lösung zu
realisieren, die eine besonders begrenzte Anzahl bewegter Teile
aufweist.
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Die
vorerwähnten
Ziele werden in Übereinstimmung
mit dem Inhalt der Ansprüche
durch eine Vorrichtung erreicht, umfassend
- – Faltmittel
zum Falten der lateralen Klappe, bis die Anbindungslinie des faltbaren
Randbereichs in Anlage gegenüber
Anschlagmitteln gerät,
die unterhalb der Faltmittel angeordnet sind;
- – erste,
sich quer zu der erwähnten
Vorwärts-Bewegungsrichtung
zwischen einer inaktiven Position und einer Arbeitsposition hin-
und herbewegende Anstoßmittel,
die in der Arbeitsposition zusammen mit den Anschlagmitteln den
faltbaren Randbereich erfassen, um diesen in Richtung der Schachtel
zu falten;
- – ein
den Anschlagmitteln und den ersten Anstoßmitteln bezüglich der
Vorwärts-Bewegungsrichtung
nachgeschaltetes Gegenstück,
das den Randbereich berührt
und ihn elastisch in einer bezüglich
der Bodenwand der Schachtel angehobenen Position hält;
- – zweite,
quer zu dem Gegenstück
angeordnete und mit diesem fluchtende Anstoßmittel, die sich quer zur
Vorwärts-Bewegungsrichtung
und in Schritt-Relation
mit den ersten Anstoßmitteln
zwischen einer inaktiven Position und einer Arbeitsposition hin-
und herbewegen, in der die zweiten Anstoßmittel die laterale Klappe
anstoßen,
um sie an die Schachtel anzulegen und deren Randbereich in die Schachtel
einzuschieben;
- – wobei
das Gegenstück
einschließlich
einem Block neben und unterhalb der Schachtel angeordnet ist, der
Block eine obere Fläche
bildet, eine erste Schrägfläche aufweist,
die sich von der oberen Fläche
nach außen
erstreckt und eine zweite Schrägfläche in die
Vorwärtsbewegungsrichtung erstreckt, der
Block über
eine parallel zur Vorwärtsbewegungsrichtung
verlaufenden horizontalen Achse gelagert ist, wobei der Block um
die Achse gegenüber
einer Feder frei schwingt und der Block in einer freien stabilisierten
Position mit der oberen Fläche
geringfügig über der
Bodenwand der Schachtel angeordnet, der Block den Randbereich an
der zweiten Schrägfläche aufnimmt
und von der oberen Fläche
in der Reihenfolge der äußeren Teile über die
Bodenwand der Schachtel erhält.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in
der folgenden Beschreibung eines bevorzugten, aber nicht einzig
denkbaren Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläuter,
in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, einer in einer Verpackungslinie
für Schachteln
installierten bevorzugten Ausführungsform
der vorgeschlagenen Vorrichtung zeigt, wobei einige Teile im Interesse
der Klarheit weggelassen wurden;
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2 einen
schematischen Schnitt entlang II-II der Vorrichtung aus 1 zeigt;
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3a und 3b schematische
Schnitte entlang III-III der Vorrichtung aus 1 in zwei
verschiedenen Arbeitsschritten des vorgeschlagenen Verfahrens zeigen;
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4a und 4b schematische
Schnitte entlang IV-IV der Vorrichtung aus 1 in zwei
verschiedenen Arbeitsschritten des vorgeschlagenen Verfahrens zeigen;
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5 einen
schematischen Schnitt entlang V-V der Vorrichtung aus 1 zeigt.
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OPTIMALE FORMEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine
quaderförmige
Schachtel bekannter Art, die mit einer durch einen 90 Grad-Winkel in
Richtung der Schachtel 1 zu faltenden lateralen Klappe 5 versehen
ist, um diese zu verschließen. Eine
Vielzahl von Schachteln 1 wird schrittweise entlang einer
Förderlinie
L in einer Vorwärts-Bewegungsrichtung
W gefördert.
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Die
Schachteln 1 befinden sich in bekannter Weise um einen
vorher festgelegten Schritt P voneinander beabstandet entlang der
Linie L und sind mit ihren Längsachsen
senkrecht zu der Richtung W ausgerichtet.
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Aus
Vereinfachungsgründen
zeigt 1 nur eine Hälfte
der Schachteln, da die andere Hälfte
spiegelbildlich ausgebildet ist.
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Darüber hinaus
wurde der zum Fördern
der Schachteln 1 entlang der Linie L benötigte Aufbau der
Vorrichtung, da bekannt und zu der Erfindung gehörend, weggelassen
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Eine
mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Schließen der
lateralen Klappe 5 der Schachtel 1 befindet sich
neben der Linie L.
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Aus
Gründen
der Einfachheit und Klarheit werden in diesem Schritt die anderen
inneren Klappen der Schachteln als bereits durch bekannte und nicht
gezeigte Vorrichtungen gefaltet angesehen, die in der Vorwärts-Bewegungsrichtung
W der Schließvorrichtung 10 vorgeschaltet
sind.
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Genauer
betrachtet, erstreckt sich die laterale Klappe 5 von einer
oberen Kante 6 einer lateralen Öffnung 7 der Schachtel 1 und
ist mit einem faltbaren Randbereich 8 versehen.
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Der
faltbare Randbereich 8 erstreckt sich von derjenigen Seite
der Klappe 5, die der Seite gegenüberliegt, entlang der die Klappe 5 mit
der oberen Kante 6 verbunden ist, und er ist von der Klappe 5 durch eine
Anbindungslinie 9 abgeteilt, die durch eine Materialverdünnungs-
oder Knicklinie erhalten wird. Anfangs ist der faltbare Randbereich 8 mit
der Klappe 5 ausgerichtet.
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Die
Schließvorrichtung 10 umfallt
Faltmittel 14 (siehe auch 2, 3a und 3b)
für ein erstes
teilweises Falten der Klappe 5.
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Die
ersten Faltmittel 14 beinhalten eine stationäre Führung 14 von
bekannter Form, deren zentraler Teil annähernd schraubenlinienförmig ist
und deren abstehende Teile in etwa gerade sind.
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In Übereinstimmung
mit der Darstellung in 1 umfaßt die Schließvorrichtung 10 ebenfalls Anschlagmittel 15,
die sich unterhalb der stationären Führung 14,
vorwärts
bezüglich
der Richtung W und in einem vorher festgelegten Abstand von der Öffnung 7 befinden.
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Die
Anbindungslinie 9 des Randbereichs 8 der Klappe 5 stößt gegen
Anschlagmittel 15 (3a, 3b).
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Die
Anschlagmittel 15 umfassen einen stationären Anschlagstab 51 von
vorzugsweise dreieckigem Querschnitt, der bezüglich der Vorwärts-Bewegungsrichtung
W längs
ausgerichtet ist.
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Der
Stab 51 weist eine scharfe Kante 53 entsprechend
der Berührungslinie
der vorerwähnten
Anbindungslinie 9 sowie eine untere Fläche 54 auf, die im
wesentlichen horizontal verläuft
und gegenüber der
Bodenwand der Schachtel 1 geringfügig angehoben ist.
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Erste
Anstoßmittel 16 befinden
sich bezüglich
des Anschlagstabes 51 in einer äußeren Position. Die ersten
Anstoßmittel 16 umfassen
eine erste, im wesentlichen horizontale, geformte Platte 61,
deren Frontfläche 63 längs zu der
Vorwärts-Bewegungsrichtung
W ausgerichtet ist.
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Die
Frontfläche 63 erstreckt
sich vorzugsweise über
die gesamte Breite der Klappe 5.
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Die
erste geformte Platte 61 bewegt sich in einer im wesentlichen
horizontalen Richtung zwischen einer hinteren, inaktiven Position
A (3a) und einer vorderen, aktiven Position B (3b)
hin und her in einer ein wenig geringeren Höhe als derjenigen des Anschlagstabes 51,
quer zu der Richtung W gemessen, sowie in Schritt-Relation mit der
Vorwärtsbewegung
der Schachtel in der Richtung W.
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Insbesondere
beeinträchtigt
die erste geformte Platte 61, wie in 3a zu
erkennen, in ihrer hinteren Position A weder den Stab 51 noch
den Randbereich 8.
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Wenn,
wie in 3b zu erkennen, die Platte 61 in
ihrer vorderen Position B ist, befindet sich die Frontfläche 63 der
Platte 61 jenseits des Anschlagstabes 51, und
der Randbereich 8 wird zwischen dem Anschlag 15 und
der geformten Platte 61 einwärts in Richtung der Schachtel 1 gefaltet.
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Die
geformte Platte 61 ist außerdem an einer Lagerstruktur 95 befestigt
(1), die sich parallel zu der Richtung W erstreckt.
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Die
Lagerstruktur umfasst einen Längsriegel 96,
dessen vorderer Bereich die vorerwähnte geformte Platte 61 trägt und der
an einer Stange 97a eines an einem stationären Rahmen 98b angebrachten
Betätigungsgliedes 97 befestigt
ist.
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Der
rückwärtige Bereich
des Längsriegels 96 ist
mit einem Paar Stabilisierungsstangen 99 versehen, die
in entsprechenden Führungsbohrungen 99a des
stationären
Rahmens 98 gleitend geführt
sind.
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Weiterhin
sind Gegenstück-Mittel 17 dem Anschlagstab 51 um
einen Schritt P entfernt in der Richtung W nachgeschaltet (siehe 4a und 4b sowie 1).
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Die
Gegenstück-Mittel 17 fangen
den zuvor gefalteten Randbereich 8 ab und halten dessen äußere Kante 8a oberhalb
der Bodenwand 1a der Schachtel 1.
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Das
Gegenstück 17 enthält einen
neben und unterhalb der Schachtel 1 angeordneten und an
einer horizontalen, zu der Vorwärts-Bewegungsrichtung parallelen
Achse Z im Bereich seines von der Schachtel abgekehrten Endes gelagerten
Block 71.
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Der
Block 71 kann um die vorerwähnte Achse Z gegen die Kraft
einer Feder 73 frei schwingen.
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Wenn
der Block 71 sich in einer freien stabilen Position befindet,
liegt seine obere Fläche 74 leicht
oberhalb der Bodenwand 1a der Schachtel 1.
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Der
Block 71 weist außerdem
eine erste geneigte Fläche 75 auf,
die sich von der oberen Fläche 74 erstreckt
und allmählich
nach oben (???) abfällt.
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Der
Block 71 nimmt den auf der oberen Fläche 74 aufliegenden
Randbereich 8 auf, um dessen äußere Kante 8a oberhalb
der Bodenwand 1a der Schachtel 1 zu halten.
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Das
untere Ende der Feder 73 stützt sich gegen ein festes,
nicht gezeigtes Lager ab, während
ihr oberes Ende auf die untere Fläche 76 des Blocks 71 einwirkt.
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In Übereinstimmung
mit den 1, 4a und 4b umfasst
die Schließvorrichtung 10 außerdem zweite,
quer zu dem Block 71 angeordnete und mit diesem fluchtende
Anstoßmittel 18,
die sich in horizontaler Richtung und in Schritt-Relation mit den
ersten Arbeitsmitteln 16 alternativ zwischen einer hinteren
inaktiven Position C und einer vorderen Arbeitsposition D hin- und
herbewegen.
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Die
zweiten Anstoßmittel
umfassen eine zweite, horizontal angeordnete geformte Platte 81, deren
Frontfläche 83 parallel
zu der Vorwärts-Bewegungsrichtung
W verläuft.
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Die
zweite geformte Platte 81 befindet sich geringfügig oberhalb
der Bodenwand 1a der Schachtel 1 und fängt die
laterale Klappe 5 nahe der Anbindungslinie 9 zum
Randbereich 8 ab, um die Klappe 5 so in eine Position
zu bringen, in der sie sich gänzlich an
die Schachtel 1 anlehnt.
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Weiterhin
ist die zweite geformte Platte 81 über den Längsriegel 96 mit der
Lagerstruktur 95 verbunden, Zunächst wird die Schachtel 1 an
den stromaufwärtigen
Teil der stationären
Falt- bzw. Führungsmittel 14 gebracht,
die sich auf einer höheren
Ebene als die Klappe 5 befinden.
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Während der
folgenden Bewegung um einen Schritt P fängt der schraubenlinienförmige Teil
der Falt- bzw. Führungsmittel 14 die
Klappe 5 ab, faltet sie somit teilweise und bringt die
Anbindungslinie 9 des Randbereichs 8 in Anlage
mit der scharfen Kante 53 des Anschlagstabes 51,
wenn die Schachtel 1 wieder anhält.
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An
diesem Punkt wird das Betätigungsglied 97 aktiviert,
um die erste geformte Platte 61 aus der rückwärtigen Position
A in die vordere Position B zu bewegen (3a, 3b).
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Während dieser
Bewegung erfasst die erste geformte Platte 61 den Randbereich 8 unmittelbar unterhalb
des Anschlages 15 und faltet ihn, indem seine äußere Kante 8a auf
eine geringfügig
höhere Ebene
als diejenige der Bodenwand 1a der Schachtel 1 gebracht
wird.
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Die
erste geformte Platte 61 verbleibt auch während des
ersten Teils der nächsten
Vorwärtsbewegung
der Schachtel 1 um einen weiteren Schritt P in ihrer vorderen
Position A, bis der gefaltete Randbereich 8 erneut von
einer zweiten Fläche 77 des Blocks 71 aufgenommen
wird.
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Anschließend wird
die erste geformte Platte 61 in ihre rückwärtige Position B zurückgeführt.
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Wenn
die Schachtel 1 erneut angehalten wird, wird das Betätigungsglied 97 erneut
aktiviert, um die zweite geformte Platte 81 von der rückwärtigen Position
C in die vordere Position D zu bewegen.
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Während dieser
Bewegung (4a, 4b) berührt die
zweite geformte Platte 81 zunächst die Klappe 5 im
Bereich der Anbindungslinie 9 und stößt sie in Richtung der Schachtel 1.
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Sodann
berührt
die zweite geformte Platte 81 den Block 71 im
Bereich seiner ersten geneigten Fläche und veranlaßt ihn,
gegen die Kraft der Feder 73 abwärts zu schwingen.
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Die
Positionierung der zweiten geformten Platte 81 und des
Blocks 71 ist derart, dass der Randbereich perfekt in die
laterale Öffnung 7 eingeführt wird,
unmittelbar oberhalb der Bodenwand 1a der Schachtel 1.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird die Schachtel 1 um einen weiteren
Schritt vorwärts
bewegt, während
die zweite Platte 81 in ihre rückwärtige Position C zurückgebracht
wird.
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Beim
folgenden Stop der Schachtel 1 wird wiederum das Betätigungsglied 97 aktiviert,
und die dritten Anstoßmittel 19 bewegen
sich aus der rückwärtigen Position
E in die vordere Position F (5).
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In
letzterer Position erfassen die Rollen 91 und 92 die
Klappe 5, um sie an die gesamte laterale Öffnung 7 anzulegen
und damit die Schachtel 1 durch Einführen des Randbereichs 8 in
die Schachtel 1 zu verschließen.
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Es
versteht sich, dass für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung die ersten Anstoßmittel 16, die
zweiten Anstoßmittel 18 und
die dritten Anstoßmittel 19 auch
unabhängig
voneinander und in verschiedenen Schritten betätigt werden können, jedoch in
korrelierter Form.
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Die
dritten Anstoßmittel 19 könnten auch
fest angeordnet sein. In diesem Fall würden die Rollen 91, 92 die
laterale Klappe 5 für
einen längeren
Zeitraum erfassen.
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Die
durch die vorliegende Erfindung gewonnenen Vorteile liegen hauptsächlich in
der Anpassungsfähigkeit
der vorbeschriebenen Schließvorrichtung 10 an
verschiedene Größen der
Schachtel 1.
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Eigentlich
enthält
die Vorrichtung 10 keinerlei Teile für eine bestimmte Größe, so dass
sie zum Verschließen
einer enormen Vielzahl von Schachtelgrößen mit verschiedenen Dimensionen
der lateralen Klappe verwendet werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, dass die bewegten Teile
der Vorrichtung 10 elementare Bewegungen und alle diese
in derselben Richtung ausführen,
und zwar quer zur Vorwärtsbewegung
der Schachteln.
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Dies
erlaubt eine erhebliche Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit der
Verpackungslinie, womit die Nachteile bekannter Vorrichtungen überwunden werden.
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Ein
weiterer Vorteil resultiert aus der extremen Einfachheit und Zuverlässigkeit
der Schließvorrichtung,
die wenige und einfache Arbeitsvorgänge zur Kalibrierung und Wartung
erfordert.