[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 zum Aufrichten vorwiegend
flächiger Materialzuschnitte entlang vorbereiteter Biegekanten.
[0002] CN 2 330 502 Y zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Schachteln aus Stanzzuschnitten. Diese
umfasst ein Magazin zur Bevorratung der flächigen Stanzzuschnitte mit einer Vereinzelungseinrichtung,
eine Einrichtung für den Klebstoffauftrag mit Auftragsdüsen, eine Formeinrichtung
zum Aufrichten des beleimten Stanzzuschnittes zu einer Schachtel und Transporteinrichtungen
zum Überführen der Zuschnitte zwischen den genannten Bearbeitungseinrichtungen. Die
Formeinrichtung umfasst trichterförmige Leitelemente zum Aufrichten der Schachtel,
welche aufzurichtende Bereiche des zunächst ebenen Zuschnittes erfassen und entgegen
der Transportrichtung des Zuschnittes gegenüber dessen Grundfläche aufstellen.
[0003] Darüber hinaus umfasst die vorgestellte Vorrichtung schwenkbare Elemente zum Umklappen
derjenigen Bereiche des Zuschnittes wie bspw. Klebelaschen, welche nicht durch die
trichterförmigen Leitelemente erfasst werden.
[0004] Der Aufrichteinrichtung nachgeordnet ist eine Presseinrichtung, welche jeweils eine
einzelne aufgerichtete Schachtel aufnimmt, und durch bewegliche Elemente die verklebten
Flächen der Schachtel von außen andrückt. Der innere Gegenhalt wird durch den Stempel
geleistet, welcher den Zuschnitt durch die Aufrichteinrichtung mit den beschriebenen
trichterförmigen Leitelementen in die Presseinrichtung drückt.
[0005] Bei dem Überführen der Schachtel aus der Aufrichteinrichtung in die zu dieser beabstandeten
Presseinrichtung wird die Schachtel nur innenseitig durch den Stempel mittels eines
Saugers gehalten, so dass sich die Verklebungen wieder lösen und die Ausrichtung der
Klebeflächen zueinander verloren gehen können, was zu Qualitätseinbußen der fertigen
Schachteln führt. Darüber hinaus wird die Schachtel mit den aufgerichteten Flächen
an ortsfesten Elementen gleitend bewegt, was aufgrund der in den Biegekanten wirkenden
Rückstellkräfte zu Markierungen an den Außenflächen der Schachteln führt.
[0006] Neben diesen die Qualität beeinträchtigenden Nachteilen ist auch die Produktionsleistung
der vorgestellten Vorrichtung stark eingeschränkt, da das Aufrichten eines nachfolgenden
Zuschnittes erst erfolgen kann, wenn die Verklebung der vorangehende Schachtel so
weit ausgehärtet ist, dass die Klebekräfte die Rückstellkräfte sicher übersteigen
und sich die Verklebung der Schachtel bei deren Entnahme aus der Presseinrichtung
nicht lösen kann. Erst dann kann der Stempel in seine Ausgangslage zurückkehren und
bei einem darauf folgenden Arbeitshub den nächsten Materialzuschnitt erfassen.
[0007] Aus
CN 103 786 368 A ist eine Vorrichtung zum Formen von einseitig offenen Schachteln aus flächigen Materialzuschnitten
durch Aufrichten der Seitenbereiche bekannt, welche eine ortsfeste ringförmige Matrize
umfasst und einen beweglichen Stempel, welcher den flächigen Materialzuschnitt in
die Matrize drückt. Die formgebende innere Kontur der Matrize setzt sich in einem
unmittelbar anschließenden aus vier ortsfesten Wänden gebildeten Schacht fort, welcher
bereits aufgerichtete Schachteln aufnimmt. Eine erste sich in der Matrize befindliche
Schachtel wird von einer zweiten bei deren Formvorgang in den Schacht voran geschoben.
Dieser Vorgang wiederholt sich, so dass sich der Schacht mit ein einem Stapel Schachteln
füllt. Der Schacht unterteilt sich in zwei Zonen, wobei eine erste an die Matrize
anschließende Zone beheizt und eine zweite Zone gekühlt werden kann.
[0008] Aufgrund der durch das Formen in den Materialzuschnitt eingebrachten Spannungen tendieren
die Schachteln sich zu öffnen, was im Schacht durch dessen Wände verhindert wird.
Indem der Schacht gleichzeitig mehrere Schachteln aufnehmen kann, wird bei gleicher
Produktionsleistung die je Schachtel für die Stabilisierung deren erwünschten Form
verfügbare Zeit entsprechend des Fassungsvermögens des Schachtes vervielfacht. Durch
die gezielte Temperaturführung in Durchlaufrichtung wird die Stabilisierung der Form
zusätzlich beschleunigt.
[0009] Innerhalb des Schachtes schieben sich die Schachteln gegenseitig gegen die Reibung
an den Schachtwänden weiter. Dies führt dazu dass die Schachteln stellenweise miteinander
verkleben und nicht ohne deren Beschädigung voneinander getrennt werden können. Die
aufgrund der in den Schachteln wirkenden Spannungen starke Reibung zwischen Schachtel
und den Schachtwänden führt insbesondere bei empfindlichen Materialien zu Markierungen
und Beschädigungen der Schachteln.
[0010] Dass eine Schachtel so lange in dem ihre Form stabilisierenden Schacht verbleibt,
bis sie von den nachfolgenden Schachteln ausgeschoben wird, führt dazu, dass der Schacht
immer mit Schachteln gefüllt ist und bspw. vor Rüstvorgängen erst aufwendig manuell
durch das Personal geleert werden muss.
[0011] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art und
eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, die von den aufgeführten Nachteilen
befreit sind.
[0012] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1
und ein Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Vorrichtung zum Aufrichten ausgestreckte
Materialzuschnitte mit vorbereiteten Biegekanten und mit Klebstoff versehenen zu fügenden
Flächen, einzeln bereitgestellt sind. Jeder Materialzuschnitt wird derart an Aufrichtelementen
der Vorrichtung vorbeigeführt, dass sich dessen Seitenwände bildenden Bereiche gegenüber
einem Bodenbereich aufrichten und der Materialzuschnitt zu einem einseitig offenen
Hohlkörper geschlossen wird. Dazu sieht die Vorrichtung eine erste Transporteinrichtung
vor, welche den bereitgestellten Materialzuschnitt erfasst und gegen die durch das
aufrichten wirkenden Kräfte an den Aufrichtelementen der Vorrichtung entlang und in
einen an diese Aufrichtelemente anschließenden Schacht der Vorrichtung transportiert.
In einfacher Weise ist diese erste Transporteinrichtung als ein auf den Bodenbereich
des Materialzuschnitts respektive Hohlkörpers wirkender Stempel gestaltet.
[0013] Der innere Querschnitt des Schachtes entspricht den Außenabmessungen der Hohlkörper,
so dass Elemente des Schachtes die durch das Aufrichten geschlossenen Kanten des Hohlkörpers
geschlossen halten. Dadurch wird der Hohlkörper in seiner Form gehalten, so lange
er sich in dem Schacht befindet. Dieser ist so lang gestaltet, dass er mehrere hintereinander
angeordnete Hohlkörper gleicher Bodenfläche aufnehmen kann, so dass sich die Verweildauer
jedes Hohlkörpers in dem Schacht entsprechend verlängert. Dadurch verlängert sich
auch die Zeitspanne, in der die verklebten Flächen derart stabilisiert werden, dass
ein Verschieben der Klebeflächen zueinander oder gar ein Öffnen der Verklebungen sicher
vermieden werden. Diese Aushärtezeit, in der die Verklebungen vor Belastung geschützt
sind ergibt sich aus der Produktionsleistung der Vorrichtung und der Länge des Schachtes.
[0014] Erfindungsgemäß umfasst der Schacht wenigstens eine weitere Transporteinrichtung,
welche den Vorschub der aufgenommenen Hohlkörper innerhalb des Schachtes in dessen
Längsrichtung sicherstellt, wobei die Hohlkörper stets zueinander beabstandet sind.
Damit wird ein unbeabsichtigtes Verkleben der Hohlkörper miteinander auch bei ggf.
herausquellenden Klebstoffresten verhindert und ein Leeren des Schachtes auf einfache
Weise ermöglicht. Wenigstens ein Transportelement der Transporteinrichtung erfasst
dabei eine der durch das Aufrichten verklebten Kanten oder dieser benachbarte Flächen
derart, dass das Transportelement den Hohlkörper förderwirksam erfasst und selbst
die Kante geschlossen hält. Auf diese Weise kann die Konstruktion des Schachtes mit
dessen wenigstens einer Transporteinrichtung sehr kompakt und einfach gehalten werden,
und Relativbewegungen zwischen der verklebten Kante und dem diese geschlossen haltenden
Element während des Vorschubes des Hohlkörpers und damit Beschädigungen des Hohlkörpers
werden vermieden.
[0015] In vorteilhafter Gestaltung der Vorrichtung ist jeder durch das Aufrichten verklebten
Kante des Hohlkörpers eine Transporteinrichtung mit jeweils diese zugeordnete Kante
geschlossen haltendem Transportelement vorgesehen, wodurch alle verklebten Kanten
in gleicher Weise zum Aushärten fixiert werden. Darüber hinaus wirken somit sämtliche
Haltekräfte der Transporteinrichtungen unmittelbar stabilisierend auf alle Klebestellen.
Auf ortsfeste Leitelemente, an denen die Hohlkörper unter Reibung und der Gefahr von
Beschädigungen gleiten kann auf diese Weise insbesondere bei kleinen Abmessungen der
Hohlkörper verzichtet werden.
[0016] Vorzugsweise umfasst jedes der den Hohlkörper im Bereich einer Kante erfassendes
Transportelement eine diese Kante aufnehmende Nut, so dass ein Formschluss zwischen
dem Transportelement und der aufgenommenen Kante erzeugt wird und es auf besonders
einfache Weise möglich ist die Kante geschlossen zu halten.
[0017] In bevorzugter Gestaltung der Vorrichtung, ist das Transportelement derart gestaltet,
dass es neben der Transportfunktion auch das Aufrichten des jeweils erfassten Seitenbereiches
bewirkt, so dass auf separate Aufrichtelemente verzichtet werden kann, was eine einfache
und übersichtliche Konstruktion einer kombinierten Aufricht- und Halteeinrichtung
ermöglicht.
[0018] Um den Aufbau der in dem Schacht wirkenden Transporteinrichtung einfach zu halten
und auf einfache Weise einstellbare Abstände der Hohlkörper zueinander im Schacht
zu ermöglichen, umfasst die Transporteinrichtung ein umlaufendes Transportelement,
wie bspw. einen Riemen. In diesem Fall bildet der den Schachteinlauf bildende Umlenkradius
des umlaufenden Transportelementes das Aufrichtelement.
[0019] Ein produktschonender Transport sowie variable Abstände der Hohlkörper zueinander
durch veränderbare Bewegungsprofile wird durch einen mit der Steuerung der Vorrichtung
verbundener steuerbarer Antrieb der wenigstens einen zweiten Transporteinrichtung
erreicht.
[0020] Eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer Vorrichtung
zu dessen Durchführung wird anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes einer Aufrichtvorrichtung mit
bereitliegendem Zuschnitt;
- Fig. 2
- eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes einer Aufrichtvorrichtung mit
aufgerichtetem Hohlkörper;
- Fig. 3
- eine perspektivische Darstellung eines die Hohlkörper aufnehmenden Schachtes;
- Fig. 4
- eine Ansicht einer Transporteinrichtung des die Hohlkörper aufnehmenden Schachtes
in Transportrichtung.
[0021] Figur 1 zeigt einen für das Aufrichten vorbereiteten Materialzuschnitt 1, welcher
der Aufrichteinrichtung bereitgestellt ist. Dessen den Boden 6 und die Seitenwände
3 des zu erzeugenden Hohlkörpers 2 bildenden Bereiche kommen dabei in derselben Ebene
oberhalb der Aufrichtelemente 7 zu liegen. Die zu verklebenden Flächen 5 sind bereits
mit Klebstoff versehen und der Zuschnitt ist zu den Aufrichtelementen 7 ausgerichtet.
[0022] Die Vorrichtung umfasst neben den Aufrichtelementen 7 Transporteinrichtungen 9, welche
jeweils eine durch das Aufrichten des Hohlkörpers 2 erzeugte Kante 4 erfassen und
einen sich in Transportrichtung S der Hohlkörper erstreckenden Schacht 8 bilden, welcher
mehrere aufgerichtete Hohlkörper 2 aufnehmen kann. Der Schacht 8 ist entsprechend
der Transportrichtung S gegenüber der Vertikalen geneigt, wodurch bei geringem Platzbedarf
und guter Zugänglichkeit eine große Länge des Schachtes 8 und damit eine große Aufnahmekapazität
erreicht werden können und eine einfache Zufuhr der Materialzuschnitte 1 möglich wird.
[0023] Der wie in Figur 1 gezeigte bereitgestellte Zuschnitt wir durch einen nicht dargestellten,
in einer Ausgangsstellung startenden und in Transportrichtung S wirkenden Stempel
entlang der Aufrichtelemente 7 so weit in den Schacht eingeführt, dass sich die Seitenflächen
3 aufrichten und der so erzeugte Hohlkörper 2 sicher von den Transporteinrichtungen
9 des Schachtes 8 erfasst wird. Anschließend kehrt der Stempel in umgekehrter Richtung
in seine Ausgangsstellung zurück.
[0024] Die Aufrichtelemente 7 werden durch Rollen gebildet, welche in einfacher Weise frei
drehbar gelagert und mit einer elastischen Oberfläche ausgestattet sind, so dass Beschädigungen
des Zuschnittes 1 bzw. des Hohlkörpers 2 vermieden werden. Diese Rollen sind jeweils
paarweise angeordnet, wobei jeder durch das Aufrichten in Transportrichtung S zu erzeugenden
Kanten 4 ein Paar Rollen 7 zugeordnet ist, so dass auf jede der Seitenwände 3 jeweils
zwei unterschiedlichen Paaren zugehörige Rollen 7 wirken. Die Rollen 7 sind wie in
Figur 4 gezeigt derart ausgerichtet, dass ihre Drehachse jeweils parallel zu der durch
sie aufgerichteten Seitenwand 3 und senkrecht zur Transportrichtung S orientiert ist.
[0025] Jede der Transporteinrichtungen 9 umfasst einen sich im wesentlichen in Transportrichtung
S erstreckenden Träger 14, an dessen dem Schachtausgang zuweisenden Ende eine Riemenscheibe
11 und an dessen dem Schachteingang zuweisenden Ende eine Umlenkrolle 12 angeordnet
sind. Als Transportelement umschlingt ein Riemen 10 die Riemenscheibe 11 und die Umlenkrolle
12. Zum Einstellen der Riemenspannung ist eine ebenfalls an dem Träger 14 befestigte
Spannrolle 17 vorgesehen. Der die Hohlkörper 2 erfassende Trum des Riemens 10 ist
durch eine Schiene 13 unterstützt, so dass der Riemen 10 sowohl in Transportrichtung
geführt wird als auch ohne übermäßige Spannung des Riemens 10 eine die Hohlkörper
2 haltende Normalkraft auf die Hohlkörper übertragen kann. Diese Schiene13 ist gegenüber
dem Träger 14 derart gefedert befestigt, dass auch bei geringfügig fehlerhafter Positionierung
der Transporteinrichtung 9 oder bei abweichenden Abmessungen der Hohlkörper diese
einerseits sicher gehalten, andererseits aber auch nicht beschädigt werden. Abhängig
von dem zu verklebenden Material und eingesetzten Klebstoff kann ein derart gezielt
aufgebrachter Druck auf die Klebeflächen das Abbinden beschleunigen.
[0026] Die Transporteinrichtungen 9 sind jeweils in der durch die Böden 6 der Hohlkörper
2 aufgespannten Flächen verschiebbar, so dass sie auf unterschiedliche Formate der
Zuschnitte 1 respektive Hohlkörper 2 eingestellt werden können. Dabei sind die Riemen
10 jeweils symmetrisch zu der ihnen zugeordneten Kante 4 der Hohlkörper 2 ausgerichtet,
wie in Figur 4 dargestellt. Um zusätzlich zu der Transportfunktion die frisch verklebte
Kante 4 gegen die in den Biegekanten wirkenden Rückstellkräfte geschlossen zu halten,
weisen die Riemen 10 auf ihrer Tragseite eine Nut mit dem Querschnitt eines gleichseitigen
Dreiecks auf, wobei der Öffnungswinkel, wie in Figur 4 dargestellt, der Kontur der
zu haltenden Kante 4 entspricht. Um trotz des dadurch recht dicken Querschnittes des
Riemens 10 kleine Umlenkradien zu ermöglichen, weisen diese eine Sommerung auf.
[0027] Figur 3 zeigt, wie vier solcher Transporteinrichtungen 9 einen mehrere quaderförmige
Hohlkörper 2 aufnehmenden Schacht 8 bilden. Mit einer geänderten Anordnung und ggf.
Anzahl an Transporteinrichtungen 9 können auch Hohlkörper anderer Geometrien erzeugt
werden. Der dargestellte Abstand a der Hohlkörper 2 zueinander wird durch das Zusammenspiel
der Bewegungsprofile des nicht dargestellten Stempels einerseits und der Riemen 10
der Transporteinrichtungen 9 andererseits erzeugt. Um diese Abstände unabhängig von
der Höhe der Hohlkörper 2 zu erzeugen, ist für die Transporteinrichtungen 9 ein nicht
dargestellter steuerbarer Antrieb 19 vorgesehen, welcher mit der Steuerung C der Vorrichtung
verbunden ist.
[0028] Um ein Wölben der Seitenwände 3 nach außen bei großen Formaten zu unterdrücken, sind
zusätzliche Führungen 15 vorgesehen, die mittig zwischen jeweils zwei Transporteinrichtungen
9 angeordnet sind.
[0029] In einer alternativen Ausführung wird auf die Aufrichtelemente 7 verzichtet und deren
Funktion wird jeweils von dem um die Umlenkrollen 12 geschlungenen Einlaufbereich
der Riemen 10 erfüllt.
1. Vorrichtung zum Aufrichten vorwiegend flächiger Materialzuschnitte (1) entlang vorbereiteter
Biegekanten zu einseitig offenen Hohlkörpern (2), wenigstens umfassend
• Aufrichtelemente (7) zum Aufrichten der Seitenbereiche (3) der Hohlkörper (2),
• einen Schacht (8) zur Aufnahme mehrerer aufgerichteter Hohlkörper (2), wobei der
Innenquerschnitt des Schachtes (8) den Außenabmessungen der Hohlkörper (2) entspricht
und der Schacht (8) wenigstens die von den Seitenbereichen (3) gebildete Kanten (4)
der aufgerichteten Hohlkörper (2) geschlossen haltende Elemente umfasst, sowie
• eine erste Transporteinrichtung, welche die Materialzuschnitte (1) an den Aufrichtelementen
(7) entlang führt und in den Schacht (8) einbringt,
• eine zweite Transporteinrichtung (9) zum Transport der im Schacht (8) befindlichen
Hohlkörper (2) in Längsrichtung (S) des Schachtes,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Transporteinrichtung (9) wenigstens ein Transportelement
(10) umfasst, welches derart angeordnet ist, dass es den Hohlkörper (2) an eine seiner
durch das Aufrichten geschlossenen Kanten (4) oder an dieser unmittelbar benachbarten
Bereiche erfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der aufgerichteten Seitenbereiche (3) des Hohlkörpers (2) jeweils wenigstens
eine Transporteinrichtung (9) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das das wenigstens eine Transportelement (10) der wenigstens einen Transporteinrichtung
(9) eine die Kante (4) des Hohlkörpers (2) aufnehmende Nut umfasst.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aufrichtelement (7) von dem wenigstens einen Transportelement (10)
gebildet wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Transportelement (10) der zweiten Transporteinrichtung (9) umlaufend
ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit der Steuerung (C) der Vorrichtung verbundenen steuerbaren Antrieb (19)
der wenigstens einen zweiten Transporteinrichtung (9).
7. Verfahren zum Aufrichten vorwiegend flächiger Materialzuschnitte (1) entlang vorbereiteter
Biegekanten zu einseitig offenen Hohlkörpern (2), indem die flächigen und an den zu
fügenden Flächen (5) mit Klebstoff versehenen Materialzuschnitte (1) an Elementen
(7) vorbeigeführt werden, welche die Seitenbereiche (3) aufrichten und die so aufgerichteten
Hohlkörper (2) sukzessive in einen Schacht (8) eingebracht werden, in welchem die
Kanten (4) geschlossen gehalten werden und dabei deren Verklebungen aushärten, wobei
sich mehrere der Hohlkörper (2) gleichzeitig in dem Schacht (8) befinden, wobei die
Hohlkörper (2) in dem Schacht (8) in dessen Längsrichtung (S) zueinander beabstandet
gefördert werden und diesen jeweiligen Abstand (a) während des Transportes beibehalten,
dadurch gekennzeichnet, dass die sich in dem Schacht (8) befindlichen Hohlkörper (2) an wenigstens einer ihrer
durch das Aufrichten geschlossenen Kanten (4) jeweils von einer Transporteinrichtung
(9) förderwirksam erfasst werden.
8. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine förderwirksam erfasste durch das Aufrichten geschlossene Kante
(4) von dem sie erfassenden Transportelement (10) der Transporteinrichtung (9) geschlossen
gehalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Seitenbereich (3) des Materialzuschnittes (1) durch ein Transportelement
(10) der Transporteinrichtung (9) aufgerichtet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch ein veränderbares Bewegungsprofil des wenigstens einen Transportelementes (10).