Vorrichtung zum Wickeln von Mänteln aus Folienzuschnitten

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln von Mänteln aus Folienzuschnitten beispielsweise für Papierbecher. Sie besitzt einen drehend antreibbaren Wickeldorn (5), dem die Zuschnitte von mindestens einem Zuschnittmagazin (26) mittels zweier wechselweise bewegter Greifer (10) zugeführt werden. Die Greifer sind starr miteinander zu hin- und hergehender Bewegung verbunden, indem sie an demselben Träger (7) angeordnet sind. Ein Teil der zur Übergabe der Zuschnitte erforderlichen Relativbewegung ist dem Dorn zugeordnet, der quer zu der von den Greifern ausgeführten Förderbewegung mit doppelter Frequenz hin- und herbewegbar ist. Ohne Synchronisation der Dorndrehung wird eine genaue Übergabe der Zuschnitte durch eine nachgiebige Andruckleiste am Greifer und einen mechanischen Mitnehmer am Dorn erzielt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wickeln von Mänteln aus Folienzuschnitten mit einer Einrichtung zum Bereithalten der Zuschnitte, wenigstens einem drehend am treibbaren Wickeldorn und einem zwischen diesen beiden relativ beweglichen Greifer zum Übergeben der Zuschnitte an den Wickeldorn. Die Vorrichtung ist in erster Linie zum Wickeln sogenannter Eistüten gedacht; das sind spitzkonische, am spitzen Ende geschlossene Folientüten. Unter Folienmaterial ist im Sinne der Erfindung jedes ausreichend flexible Flachmaterial zu verstehen, insbesondere Papier, Kunststoff, Metall, sowie Laminate solcher Werkstoffe.

[0002] Bekannte Eistütenmaschinen weisen einen stationär gelagerten Dorn auf, dem die Zuschnitte durch einen beweglichen Greifer von einem stationären Magazin zugeführt werden. Die Leistung solcher Maschinen ist begrenzt, weil sich die Entnahme der Zuschnitte aus dem Magazin, die Beleimung, die _Hin und Herbewegung des Greifers, sowie die Übergabe des Zuschnitts an den Dorn innerhalb eines Maschinentakts abspielen müssen. Fehleranfällig sind im Bereich der Grenzgeschwindigkeit insbesondere die Beleimung sowie die Zuschnittentnahme aus dem Magazin. Weil eine genaue Entnahme der Zuschnitte aus dem Magazin bei hoher Geschwindigkeit kaum möglich ist, ist eine Nachjustierung der Zuschnitte in der Wickelstation durch geeignete Anschläge erforderlich.

[0003] Der Erfindung liegt die.Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine höhere Leistung bei vergleichsweise geringem Maschinenaufwand erbringt. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß einem Wickeldorn je zwei wechselweise bewegte Greifer zugeordnet sind, zu denen vorzugsweise je eine Bereithalteeinrichtung für die Zuschnitte gehört.

[0004] Bei der erfindungsgemäßen Anordnung steht für das Entnehmen der Zuschnitte aus der Bereithalteeinrichtung und für die Hin- und Herbewegung des Greifer mehr als die doppelte Zeit (bezogen auf die Taktzeit) zur Verfügung als bei der bekannten Maschine. Die Maschinenleistung kann daher mit geringem Aufwand wesentlich erhöht werden.

[0005] Zweckmäßigerweise ist der Greifer, der die Zuschnitte an den Dorn übergibt, auch zur Entnahme der Zuschnitte aus der Bereithalteeinrichtung vorgesehen, so daß zwischen dieser und dem Dorn lediglich ein bewegtes Glied vorhanden ist. Es kann deshalb gerechnet werden, daß der Zuschnitt auch ohne besondere Justiereinrichtungen am Dorn mit derselben Genauigkeit angeboten wird, mit der er aus dem Magazin entnommen wird.

[0006] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die zusammengehörigen Greifer in starrer Bewegungsverbindung hin- und hergehend angetrieben, wobei sie zweckmäßigerweise an einem und demselben Träger angeordnet sind. Dadurch läßt sich der Führungs- und der Antriebsaufwand für die Greifer verhältnismäßig niedrig halten und jedenfalls wesentlich geringer als das Doppelte des für einen Greifer in herkömmlichen Maschinen erforderlichen Führungs- und Antriebsaufwands.

[0007] Vorteilhafterweise ist der Greifer eine Saugerplatte, die sich mit derselben Seite sowohl dem Magazin als auch dem Dorn nähert. Dadurch werden die Entnahme-und Zuführungsbedingungen sehr ähnlich und entsprechend auch die Zuführgenauigkeit des Zuschnitts erhöht.

[0008] Ein Greifer, der einen Zuschnitt von einer Seite her faßt.(beispielsweise eine Saugerplatte) wird sich im allgemeinen quer zu Zuschnittebene der Bereithalteeinrichtung bzw. dem Dorn nähern. Außer dieser Annäherungsbewegung ist auch noch eine Förderbewegung notwendig, durch die der Zuschnitt von der Stelle der Bereithalteeinrichtung zum Dorn gebracht wird. Diese Bewegungen überlagern einander als Komponenten der gesamten Relativbewegung des Greifers zur Bereithalteeinrichtung bzw. zum Dorn. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Komponente der Förderbewegung für je zwei zusammengehörige Greifer gekoppelt ist, so daß die beiden Greifer diese Bewegungskomponente übereinstimmend in entgegengesetzter Richtung ausführen, während die Komponenten der Näherungsbewegung jeweils gesondert gesteuert sind. Dabei ist es ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß die relativ zum Dorn vorgesehene Näherungskomponente von dem Dorn selbst ausgeführt wird, so daß der Greifer im Dornbereich lediglich die Förderbewegungskomponente auszuführen braucht. Dadurch wird der Steuerungsaufwand auf Seiten der Greifer vermindert. Während es nämlich vergleichsweise aufwendig wäre, die Greifer gesondert in einer zum Dorn gerichteten Näherungsbewegung zu steuern, kann diese Näherungsbewegung in verhältnismäßig einfacher Weise beim Dorn konzentriert werden, und zwar um so weniger aufwendig, je mehr Dorne an einer gemeinsam bewegten Dornhalterung angeordnet sind. Nach der Erfindung kann die Dornhalterung nämlich einfach in einer im wesentlichen harmonischen Hin und Herbewegung quer zur Förderrichtung der Greifer angetrieben sein.

[0009] Zweckmäßigerweise ist am Greifer eine nachgiebige Andruckleiste zum Andrücken des Zuschnittrands an den Dorn vorgesehen, durch die eine ausreichende Verweilzeit des Greifers am Dorn gewährleistet wird und Steuerungsungenauigkeiten ausgeglichen werden.

[0010] Bei herkömmlichen Eistütenmaschinen ist die Dorndrehung sorgfältig auf die Greiferzuführungsbewegung abgestimmt, damit die am Dorn zum Greifen des Zuschnitts vorgesehenen Saugöffnungen genau dann den Zuschnittrand bei angehaltenem Dorn zugewendet sind, wenn der Zuschnitt übergabebereit ist; nachdem der stillstehende Dorn den Zuschnitt erfaßt hat, wird er zum Wickeln wieder in Drehung versetzt. Die genaue Synchronisation der Dorn- und Greiferbewegung sowie das alternierende Stillsetzen und Antreiben des Dorns sind aufwendig, zumal bei den hohen Taktzahlen, die die Erfindung gestattet. Ein weiterführender Gedanke der Erfindung sieht deshalb vor, daß der Dorn ständig und ohne Synchronisationsrücksicht auf die Greifer antreibbar ist. Somit ist die Drehstellung des Dorns unabhängig von der jeweiligen Greiferstellung. Sie ist insbesondere in dem Augenblick ungewiß, in welchem der am Greifer gehaltene Zuschnitt den Dorn erreicht. Damit trotzdem in der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit der Zuschnitt richtig gegriffen wird, ist vorgesehen, daß die Umdrehungszeit des Dorns wesentlich geringer ist als die Zeit seines Zusammenwirkens mit dem Greifer.

[0011] Damit der Dorn den Zuschnittrand trotz seiner raschen Umdrehung richtig erfaßt, ist zweckmäßigerweise am Dorn mindestens ein mechanischer Mitnehmer für den Zuschnitt vorgesehen. Dieser Mitnehmer kann insbesondere von einem oder mehreren Nadeln gebildet sein, die am Dornumfang angeordnet sind und zumindest oberflächlich in den Zuschnitt eingreifen, um ihn mitzuziehen. Statt einer Nadel können auch andere mechanische Hilfen, beispielsweise Reibungsmitnehmer aus einem Werkstoff mit hohem Reibungskoeffizienten oder großer Oberflächenrauhigkeit_ivorgesehen sein.

[0012] Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1 eine Draufsicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht

Fig. 3 einen Schnitt mit senkrecht zur Blickrichtung der Fig. 2 längs der Linien III-III der Fig. 1,

Fig. 4 bis 9 aufeinanderfolgende Bewegungstadien bestimmter Teile der Maschine,

Fig. 10 und 11 Schnitte durch einen Dorn und einen Greifer in größerem Maßstab,

Fig. 12 die Teile von Fig. 10 und 11 in einer anderen Schnittansicht und

Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Greiferplatte.

[0013] Auf dem Maschinensockel 1 befinden sich mittig zwei vertikale, starre Führungssäulen 2, an denen der Dornträger 3 vertikal beweglich ist. Sein Gewicht wird teilweise durch Federn 4 ausgeglichen. Es ist ein nicht dargestellter Antrieb vorgesehen, der dem Dornträger eine in Maschinentakt auf und ab gehende Bewegung erteilen kann,_;die zweckmäßigerweise harmonisch abläuft und in der er eine bestimmte unterste Position einnimmt.

[0014] Am Dornträger 3 sitzen um 180° versetzt in horizontaler Ebene zwei Dorne 5. Es sind Antriebsmittel vorgesehen, die diese Dorne an der Wickelrichtung ständig antreiben, und zwar mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit, die ein Vielfaches der Taktzahl beträgt. Eine Synchronisation zwischen der Dornumdrehung und dem Maschinenantrieb findet nicht statt.

[0015] Zwei horizontale, parallele Führungsholme 6 sind beiderseits des Dornträgers 3 im Maschinenrahmen befestigt. Darauf ist je ein Schlitten 7 mittels eines nicht dargestellten Antriebs verschiebbar, und zwar mit dem halben Maschinentakt. Der Schlittenantrieb ist mit dem Vertikalantrieb des Dornträgers derart synchronisiert, daß der Dornträger jeweils dann seine unterste Stellung erreicht, wenn sich der Schlitten in der extremen rechten oder linken Position befindet. An jedem Schlitten sind zwei Paare von Scharnierarmen 8 starr befestigt, die eine Scharnierachse 9 parallel zur Führung 6 definieren. Sie halten schwenkbar um diese Achse je eine Greiferplatte 10.

[0016] Jede Greiferplatte 10 kann eine unterste Schwenkstellung einnehmen, die durch einen starren Anschlag 11 am Schlitten 7 definiert ist, in der sie schwach geneigt sind, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist.

[0017] Wenn die Schlitten 7 eine seitliche Extremstellung einnehmen, befindet sich jeweils eine der beiden Greiferplatten in Ubergabestellung an dem zugehörigen Dorn. Die Neigung der Greiferplatten in ihrer untersten, durch den Anschlag 11 bestimmten Stellung sowie die unterste Position des Dornträgers sind daher so gewählt, daß in dieser Ubergabestellung eine Greiferplatte tangential zu dem zugehörigen Dorn an diesem anliegt. Zum Ausgleich von Toleranzen und zur Gewährleistung eines bestimmten Andrucks weist jede Greiferplatte in dem Bereich, der mit dem Dorn in Berührung zu kommen bestimmt ist, eine federnde Andruckleiste 12 auf (Fig.10 bis 13), die durch Federn 13 gegen den Dorn gehalten ist und quer zur Ebene der Greiferplatte nachzugeben vermag.

[0018] Jede Greiferplatte ist etwa der Zuschnittform entsprechend begrenzt, nämlich dreieckig mit einer kreisbogenförmigen Seite, die mit einer Anschlagleiste 14 versehen ist, die über die Oberseite der Greiferplatte hinausragt_;und für die gekrümmte Seite des Zuschnitts während des Wickelns einen.Führungsanschlag bildet. Jede Greiferplatte ist außerdem mit Saugöffnungen 15 versehen, die über geeignete Leitungen mit einer gesteuerten Saugluftquelle derart in Verbindung stehen, daß die Saugöffnungen 15 von der Abnahme eines Zuschnitts aus einem Magazin bis kurz vor Abgabe an einen Wickeldorn mit einem den Zuschnitt an der Greiferplatte sichernden-Unterdruck beaufschlagbar sind.

[0019] Entsprechende Saugöffnungen 16 sind an den Dornen 5 vorgesehen und zwar längs einer Mantellinie, längs der der vorlaufende Zuschnittrand erfaßt werden soll. Ferner weist jeder Dorn auch noch nicht dargestellte öffnungen zum Anschluß von Druckluft zum Abwerfen der fertiggewickelten Eistüte auf.

[0020] In der Nachbarschaft der die Saugöffnungen 16 aufweisenden Mantellinie des Dorns 5 ist eine Nadel 17 vorgesehen, der an jeder Andruckleiste 12 eine Nut 18 entspricht. Die Nadel 17 soll bei der Übergabe eines Zuschnitts 19 in den Zuschnitt eingreifen um diesen ruckartig zu beschleunigen. Die Nadel ist nahe dem Größtumfang des Dorns vorgesehen, und zwar aus zwei Gründen. Erstens muß der Zuschnitt in diesem Bereich am stärksten beschleunigt werden. Zweitens wird der freie Rand der gewickelten Eistüte häufig als Abfallstreifen nach dem Wickeln abgeschnitten, so daß der in diesem Bereich liegende Einschnitt der Nadel 17 im fertigen Produkt nicht mehr vorhanden ist.

[0021] Die Anschlag-leiste 14 wirkt mit der Nadel insofern in besonderer Weise zusammen, als die einseitig starke Beschleunigung des Zuschnitts im Sinne des Pfeils 20 diesem (mit seinem Schwerpunkt 21) ein Drehmoment erteilt, das den Zuschnitt im Sinne des Pfeils 22 gegen die Anschlagleiste 14 bewegt, so daß diese unabhängig von der möglicherweise wechselnden Ausgangslage des Zuschnitts auf der Greiferplatte 10 jedenfalls mit dem Zuschnitt zusammenwirkt und ihm eine definierte Position erteilt.

[0022] Um den Zuschnitt während der Übergabe an den Dorn in korrekter Lage auf der Greiferplatte zu sichern, können bekannte Mittel angewendet werden, beispielsweise ein raufgelegtes Gewicht, eine Federklammer oder eine begrenzte Saugkraft.

[0023] Während Fig. 3 rechts die abgesenkte Stellung der Greiferplatte 10 veranschaulicht, erscheint diese in der linken Hälfte derselben Figur angehoben, und zwar durch eine Führungsleiste 23, deren Höhe willkürlich steuerbar ist, und zwar mittels Einrichtungen, die in Figur vereinfacht als Führungsstange 24 und Führung 25 veranschaulicht sind.

[0024] Es sind nicht dargestellte Antriebsmittel vorgesehen, die die Hub- und Senkbewegung der Führungsleiste 23 periodisch synchronisiert mit der Bewegung des Schlittens 7 bewirken. Der Steuerungsablauf wird später unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 9 näher beschrieben.

[0025] Auf jeder Seite der Maschine ist ein Paar von Magazinen 26 vorgesehen, und zwar jeweils an der Stelle, an der sich in jeder Extremstellung des Schlittens 7 die nicht mit dem Dorn 5 zusammenwirkende Greiferplatte 10 befindet. An die Stelle der Magazine könnten selbstverständlich auch andere Einrichtungen zum Liefern von Folienzuschnitten treten, beispielsweise Stanzeinrichtungen, die jeweils einen Zuschnitt in dem Augenblick bereit halten, in welchem eine leere Greiferplatte dort erscheint. In den Ansprüchen wird deshalb allgemeiner von einer Bereithalteeinrichtung für Zuschnitte gesprochen.

[0026] Die dargestellten Magazine umfassen in bekannter Weise einen nahezu vertikalen Führungsschacht für einen Zuschnittstapel, der am unteren Ende zur Entnahme jeweils des unteren Zuschnitts teilweise offenen ist. Die untere öffnungsfläche des Magazins stimmt in Lage und Neigung genau mit der durch die Führungsleiste 23 bestimmten Lage und Neigung der Greiferplatte 10 überein. Die Entnahme eines Zuschnitts aus dem Magazin geschieht in bekannter Weise durch den Anschluß der Saugöffnungen der Greiferplatte an eine Unterdruckquelle.

[0027] Der Bewegungsablauf der Maschine ergibt sich aus der Folge der Figuren 4 bis 9. Darin sind angedeutet ein Dorn 5, das zugehörige Magazinpaar 26 sowie das zwischen diesen Teilen hin und her bewegte Greiferpaar 10 mit den zugehörigen Anschlägen 11 bzw. 23, soweit diese sich in Funktion befinden.

[0028] In der Anfangsstellung gemäß Figur 4 befindet sich die linke Greiferplatte 10 bei dem zugehörigen Magazin 26 und wird gegen dessen Unterfläche durch die Führungsleiste 23 gehoben. Die andere Greiferplatte 10, die auf den zugehörigen Anschlag 11 abgesenkt ist, wirkt mit dem gleichfalls abgesenkten Dorn 5 zur Übergabe eines Zuschnitts zusammen.

[0029] Nach der Entnahme eines Zuschnitts aus dem linken Magazin durch die linke Greiferplatte beginnt die Führungsleiste 23 mit einer Senkbewegung, an der auch die linke Greiferplatte 10 teilnimmt. Gleichzeitig hebt sich der Dorn 5 von der rechten Greiferplatte ab.

[0030] Im Stadium gemäß Fig. 6 setzt die linke Greiferplatte mit der zugehörigen Führungsleiste die Abwärtsbewegung fort während gleichzeitig beide Greiferplatten die Förderbewegung nach rechts vollführen. Dabei gelangt die rechte Greiferplatte in den Eingriffsbereich oberhalb der ihr zugeordneten rechten Führungsleiste.

[0031] In einem weiter fortgeschrittenen Stadium gemäß Fig. 7, in welchem die Greiferplatten weiter nach rechts bewegt sind, hat sich die linke Greiferplatte auf den zugehörigen Anschlag 11 aufgelegt, während die linke Führungsleiste in die untere, von der Greiferplatte gelöste Position gegangen ist. Die rechte Greiferplatte wird der von der rechten Führungsleiste angehoben.

[0032] In dem Stadium gemäß Fig. 7, haben die Greiferplatten die Position unter dem Dorn bzw. unter dem rechten Magazin erreicht. Der Dorn senkt sich auf die linke Greiferplatte herab, während die rechte Greiferplatte gegen das zugehörige Magazin gehoben wird.

[0033] In Fig. 9, schließlich, wirkt die linke Greiferplatte mit dem Dorn zusammen, während die rechte Greiferplatte an das rechte Magazin gehoben ist, um dort einen weiteren Zuschnitt zu entnehmen. Dieser Zustand gleicht symmetrisch demjenigen gemäß Fig. 4. Es wiederholt sich das erläuterte Bewegungsspiel in umgekehrter Richtung.

[0034] Man erkennt aus dem Bewegungsablauf, daß die einzelnen Komponenten der Relativbewegung sehr zweckmäßigerweise auf die Greiferplatten und den Dorn aufgeteilt sind. Dadurch können die am einzelnen Maschinenteil auftretenden Beschleunigungen trotz hoher Taktzahl in Grenzen gehalten werden und können verhältnismäßig einfache Bewegungsabläufe und somit auch verhältnismäßig einfache Antriebs- und Steuerungseinrichtungen verwendet werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Wickeln von Mänteln aus Folienzuschnitten mit einer Einrichtung zum Bereithalten der Zuschnitte, wenigstens einem drehend antreibbaren Wickeldorn und einem zwischen diesen relativ beweglichen Greifer zum Übergeben der Zuschnitte an den Wickeldorn, dadurch gekennzeichnet, daß einem Wickeldorn (5) je zwei wechselweise bewegte Greifer (10) zugeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Greifer (10) eine Bereithalteeinrichtung (26) zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (10) auch zur Entnahme der Zuschnitte aus der Bereithalteeinrichtung (26) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Greifer (10) in starrer Bewegungsverbindung hin- und hergehend angetrieben sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Greifer (10) an einem und demselben Träger (7) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (10) eine Saugerplatte ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung der Greifer (10) zum Dorn (5) und/oder zu der Bereithalteeinrichtung (26) sich aus einer im wesentlichen tangential zum Dorn bzw. parallel zur Zuschnittebene der Bereithalteeinrichtung verlaufenden, von beiden zusammengehörigen Greifern (10) gleich ausgeführten Förderbewegungskomponente und einer im wesentlichen quer dazu verlaufenden, gesonderten Näherungsbewegungskomponente zusammensetzt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (5) zur Ausführung der relativ zu ihm vorgesehenen Näherungsbewegungskomponente ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (5) zur Ausführung einer ständigen, im wesentlichen harmonischen Hin- und Herbewegung quer zur Richtung der Förderbewegungskomponente der Greifer (10) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Greifer (10) eine nachgiebige Andruckleiste (12) zum Andrücken des Zuschnittsrands an den Dorn (5) .vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dorne (5) und Greiferpaare (10) um 180° zueinander versetzt vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (5) ständig antreibbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstellung des Dorns unabhängig ist von der Greiferstellung und die Umdrehungszeit des Dorns geringer ist als die Zeit seines Zusammenwirkens mit einem Greifer.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Dorn (5) ein mechanischer Mitnehmer (17) für den Zuschnitt (19) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (17) von einer oder mehreren Nadeln gebildet ist.

Zeichnung