Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines entlang eines Förderwegs mit vorgegebener Fördergeschwindigkeit geförderten Zuschnitts nach Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft in spezieller Ausführung eine Faltmaschine zur Herstellung eines Faltbehälters aus einem entlang eines Förderwegs mit vorgegebener Geschwindigkeit geförderten Zuschnitt, dessen Mittelteil seitlich angeordnete scharnierartige Falzrillen aufweist, an denen Seitenteile sitzen, die mittels Wendevorrichtungen im Lauf des Förderwegs aus zunächst ausgebreiteter Lage angehoben, entlang der Falzrillen zunehmend zur Längsmitte des Zuschnitts einwärts geschwenkt und schließlich von oben zusammengelegt und miteinander verbunden werden.
Derartige Vorrichtungen, speziell Faltmaschinen, sind bekannt (siehe z. B. Prospekt "In-Line Maschine 2000", Klett Wellpappenmaschinen, Remscheid oder EP-A-388 649).
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden die Begriffe "Vorrichtung zur Bearbeitung eines entlang eines Förderwegs mit vorgegebener Fördergeschwindigkeit geförderten Zuschnitts" und "Faltmaschine" stets synonym gebraucht, da alle die Erfindung begründenden Merkmale sowohl bei einer derartigen Vorrichtung als auch bei einer derartigen Faltmaschine übereinstimmen.
Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein von einer Faltmaschine zur Herstellung von Faltbehältern aus flächigen Materialzuschnitten ausgeht, betrifft die vorliegende Erfindung in bevorzugter Ausführung Faltmaschinen zur Herstellung von Faltbehältern aus Faltkarton. Insbesondere sollen als Ausgangsmaterialien Wellpappezuschnitte verwendet werden.
Eine Einschränkung der Erfindung auf Faltkartonzuschnitte lediglich aus Wellpappe soll jedoch hiermit nicht beabsichtigt sein. Daher werden im folgenden, sofern nicht ausdrücklich in anderem Sinn darauf hingewiesen wird, die Materialien Wellpappe, Faltkarton synonym behandelt, insbesondere umfaßt der Begriff Faltkarton auch den allgemeinen Begriff Faltbehälter, sofern der Faltbehälter auf einer Faltmaschine im Sinn dieser Erfindung hergestellt wird.
Derartige Faltkartonzuschnitte bestehen z. B. aus Wellpappe. Hierzu wird für jeden Faltkarton ein Wellpappbogen parallel zur Welle dort gefalzt, wo die Seitenklappen scharnierartig an dem Mittelteil sitzen sollen.
Es soll ausdrücklich gesagt sein, daß die vorliegende Erfindung auch keinesfalls auf Faltmaschinen zur Herstellung von allseits geschlossenen Faltbehältern beschränkt ist. Vielmehr kommen auch Faltmaschinen zur Herstellung von hüllenartigen Faltbehältern in Betracht. Dies sind z. B. Schutzumhüllungen ohne Deckel und/oder ohne Boden. Bei derartigen Schutzumhüllungen besteht das Problem, daß der aufgenommene Gegenstand möglichst genau in das Innere der Schutzumhüllung passen muß. Durch den Wegfall von Boden und/oder Deckel besteht ansonsten die Gefahr des unbeabsichtigten Herausrutschens.
Ein praktisch relevanter Fall tritt z. B. bei der Umhüllung von Kraftfahrzeugscheinwerferreflektoren auf. Diese Reflektoren werden üblicherweise in Umhüllungen aus Wellpappe eingebracht. Das Innenmaß der Umhüllung ist so eng bemessen, daß der Reflektor darin gehalten wird.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind, wie gesagt, Faltkartonzuschnitte, die einer abgewickelten quaderförmigen Kiste mit Boden und Deckel entsprechen.
Derartige Kisten werden üblicherweise auf Verpackungsautomaten weiter verarbeitet. Aus diesem Grund ist die Qualität des die Faltmaschine verlassenden Produktes von besonderer Relevanz.
Dabei kann ein solcher Faltkartonzuschnitt auch mit den erforderlichen Schlitzen bzw. Aussparungen versehen werden. Hierzu wird der Wellpappbogen im Bereich der Falzrillen parallel zur Welle geschlitzt bzw. ausgespart. Die Schlitzbreite beträgt etwa z. B. 1 cm. Die Schlitztiefe entspricht der Einklapplänge von Boden bzw. Deckel. Hierdurch sitzen Boden und Deckel des Faltkartons frei beweglich an dem restlichen Karton. Üblicherweise lassen sich drei Schlitze exakt aussparen. Ein vierter Schlitz entsteht im Bereich der beiden zusammengelegten und miteinander zu verbindenden Seitenklappen. Die eine der beiden Seitenklappen trägt zusätzlich einen sogenannten Heftrand oder Leimrand. Es handelt sich um eine Lasche, an welcher ebenfalls eine Falzrille vorgesehen ist.
Die Falzrillen bilden jedenfalls die Scharniere zwischen den Seitenklappen und dem Mittelteil. Üblicherweise sind für quaderförmige Kisten vier Falzrillen, jedenfalls beidseits des Mittelteils jeweils eine Falzrille vorgesehen sowie eine Falzrille innerhalb des Mittelteils und eine Falzrille im Bereich der beiden zusammengelegten Seitenklappen.
In derartigen Faltmaschinen werden nun die ggf. vorgestanzten Zuschnitte gefördert, während gleichzeitig an den Zuschnitten mit den bereits vorgearbeiteten Falzrillen die zunächst noch ausgebreiteten Seitenklappen ergriffen und im Lauf des Förderwegs eingeklappt werden.
Das Einklappen erfolgt in ansich bekannter Weise durch sogenannte Wendegurte, welche die Seitenklappen zunächst von unten ergreifen. Die Wendegurte verlaufen von einer Ebene unterhalb zu einer Ebene oberhalb des Mittelteils. Die Achsen der Wendegurte sind derart zueinander verschränkt, daß sich die dem Faltkartonzuschnitt zugewandte Gurtfläche entlang des Förderwegs um insgesamt 180 Grad wendet. Üblicherweise werden daher auf jeder Seite des Mittelteils zwei derartige Wendegurte hintereinander angeordnet, von denen jeder Wendegurt lediglich um 90 Grad verschränkt ist. Das Problem, welches der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die Innenabmessungen aller Faltkartons eines auf einer Maschine gefertigten Loses in möglichst engen Toleranzen zu halten.
Im Fall, daß es sich bei den Faltkartons um quaderförmige Kisten handelt, bei denen an den Enden der Falzrillen schlitzartige Ausnehmungen vorliegen, ergibt sich hieraus die Unteraufgabe, die bekannte Faltmaschine zusätzlich so weiterzubilden, daß alle Schlitzbreiten eines Faltkartons mit gleich großen Abmessungen herstellbar sind.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das verfahren gemäß Anspruch 25 gelöst.
Die Erfindung sieht eine Ausführungsform zur Lösung der Aufgabe und eine Weiterbildung dieser Ausführungsform vor.
Die Ausführungsform beruht auf linienförmiger Einspannung bereits vorhandener Falzrillen mit gleichzeitiger Einwärtsschwenkbewegung der Seitenteile (=Faltstation).
Die Weiterbildung beruht auf der Herstellung noch nicht vorhandener Falzrillen durch linienförmige Einspannung des Zuschnitts (=Rillstation) mit nachgeordneter Faltstation.
Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß unabhängig von der Breite der Falzrille für jede Seitenklappe eine im Millimeterbereich genau positionierte und mit der Geschwindigkeit des Zuschnitts mit dem Zuschnitt mitlaufende Faltkante zwischen Seitenklappe und Mittelteil angeboten wird. Bezüglich des Zuschnitts erfolgt nach dieser Erfindung die Bearbeitung statisch. Hierdurch lassen sich nicht nur die schädlichen dynamischen und schwer vorhersagbaren Einflüsse ausschalten, sondern zusätzlich hervorragende Qualitäten mit großer Geschwindigkeit produzieren.
Der Abstand der beiden Faltkanten ändert sich über den Förderweg nicht. Bei der ersten Ausführungsform wird zusätzlich zur linienförmigen Einspannung des Zuschnitts jede Seitenklappe nach innen gefaltet.
Die Faltkanten bieten dabei den von außen mittels z.B. der Wendegurte hereingeschwenkten Seitenklappen eine den gefalzten Bereich von innen abstützende Führung, an der millimetergenau die Schwenkbewegung erzwungen wird.
Dabei macht sich die Erfindung zunutze, daß derartige Wellkartonzuschnitte zwar, - bezogen auf die Grundabmessungen des Zuschnittes -, stets an übereinstimmenden Stellen gefalzt werden. Diese Falzrillen weisen jedoch eine gewisse Breite, z. B. von etwa 1 cm, auf. Unter der Falzrillenbreite wird diejenige Breite im Zuschnitt verstanden, die üblicherweise durch sogenannte Vorquetschrollen erzeugt wird. Hierbei werden die Zuschnitte in den Spalt gegenüberliegender Rollen geführt. Diese Rollen besitzen einen engsten Abstand voneinander, der geringer als die Zuschnittstärke ist. Der Zuschnitt wird folglich verquetscht, um für das anschließende Anbringen der Falzrille vorbereitet zu sein. Es entsteht auf diese Weise ein gewisser Falzbereich, in welchem anschließend die eigentliche Scharnierachse liegen wird.
Folglich war bisher, bedingt durch den inneren Aufbau derartiger Wellkartons, die geometrisch genaue Position der tatsächlichen Scharnierachse für die Schwenkbewegung mehr oder weniger dem Zufall überlassen.
Ohne die Maßnahmen nach dieser Erfindung liegt die tatsächliche Scharnierachse lediglich irgendwo innerhalb der Breite der Falzrille.
Die Abkantvorrichtung als separate Rillstation beseitigt diesen Nachteil durch präzise linienförmige Einspannung des Zuschnitts über die gesamte Zuschnittlänge beim Rillen.
Die Abkantvorrichtung zusammen mit einer Wendevorrichtung (=Faltstation) beseitigt diesen Nachteil durch präzise linienförmige Einspannung des Zuschnitts während gleichzeitiger Einwärtsschwenkbewegung der Seitenklappen.
Allen Ausführungsformen der Erfindung ist zueigen die linienförmige Einspannung des Zuschnitts durch die Abkantvorrichtung. Dabei können die Einspannlinien auch dadurch realisiert werden, daß Faltkante und korrespondierende Auflagezone nach Art einer Schere oder Stanze an dem Zuschnitt angreifen.
Bei praktischen Beobachtungen konnte man erkennen, daß in Kartonzuschnitte eingebrachte Falzrillen trotz geometrisch identische Kartonzuschnitte niemals zu exakt übereinstimmenden Innenabmessungen führten. Dabei spielt der Materialquerschnitt im Bereich der Falzrille eine erhebliche Rolle, da dort insbesondere die versteifende Wirkung der Welle zum Tragen kommt. Der Verlauf der Welle bei verschiedenen Falzrillen ist stets rein zufällig, so daß erst mit dieser Erfindung einheitliche Bedingungen für Falzrillen geschaffen worden sind.
So konnte herausgefunden werden, daß bei Wellpappe abhängig vom Verlauf der Welle in der Falzrille eine unbeabsichtigte und nicht vorhersagbare Verlagerung der tatsächlichen Faltzone erfolgte. Die Faltzone ergab sich stets dort, wo der gefalzte Kartonzuschnitt zufällig die geringste Biegesteifigkeit besaß.
Herkömmliche Rillvorrichtungen (z.B. gegeneinander laufende Rollen) verhindern nicht, daß sich der Zuschnitt nach dem Rillen sofort wieder entspannt, sobald er nicht mehr dem Zwang der Rollen ausgesetzt ist. Die punktförmige Einspannung zwischen den Rollen sorgt zwar für lokale Deformation des Zuschnitts unter hohem Druck, kann aber förderwegabwärts nicht beibehalten werden und ist förderwegaufwärts nicht wirksam.
Hiervon unterscheidet sich die Erfindung wesentlich dadurch, daß die linienförmige Einspannung des Zuschnitts statisch am Zuschnitt erfolgt und zwar über die gesamte Zuschnittlänge. Die Rillung erfolgt somit durch eine statische Verdrängung über die gesamte Zuschnittlänge. Die Verdrängung kann daher ausschließlich seitlich erfolgen, und nicht, wie im Fall von gegeneinanderlaufenden Rollen, auch in, bzw. gegen die Förderrichtung.
Insbesondere bei geringen Kartonfestigkeiten ergibt sich dieses Problem.
Diese Verlagerung der tatsächlichen Faltzone innerhalb jeder Falzrille führte bei vorgeschlitzten Zuschnitten zu unterschiedlichen Faltergebnissen mit unterschiedlichen Schlitzbreiten im Bereich der übereinandergelegten Seitenklappen. Dort wirken sich Ungenauigkeiten der geometrischen Lage der tatsächlichen Faltzone innerhalb der Falzrillen besonders schwerwiegend aus. Im ungünstigsten Fall können sich an dieser Stelle die Ungenauigkeiten der anderen Stellen addieren.
Man hat in diesem Zusammenhang zwar versucht, im hinteren Bereich des Förderwegs, also dort, wo die Seitenklappen zwischen 90 und 180 Grad geklappt werden, sogenannte Faltschwerter anzubringen.
Hierbei handelt es sich um kurz oberhalb des Mittelteils des Faltkartonzuschnitts liegende schwertartige Blechstreifen, deren nach außen weisende Kanten in den Falzrillen liegen sollen. Die förderwegaufwärts liegenden Enden sind ortsfest eingespannt. Die förderwegabwärts liegenden Enden kragen allerdings frei aus. Dabei kann die freie Länge bis zu zwei Metern und mehr betragen. Es ist daher verständlich, wenn ein bereits zu eng vorgefalteter Kartonzuschnitt leicht imstande ist, die frei auskragenden Schwertenden zusammenzudrücken. Andererseits können Fehler an zu weit vorgefalteten Kartonzuschnitten ebenfalls nicht mehr behoben werden, da die Faltschwerter dann keine Berührung mehr zu den Faltzonen haben. Eine Korrektur jeglicher fehlerhafter Vorfaltung, - zu weit oder zu eng -, ist auf diese Weise folglich nicht möglich. Dem mittels dieser Faltschwerter beabsichtigten Effekt der genauen Kartonführung waren somit enge Grenzen gesetzt. Andererseits lassen sich die freien Enden der Faltschwerter auch nicht ortsfest einspannen, da im Bereich der freien Enden die Seitenklappen geschlossen auf dem Mittelteil liegen müssen, um sie dort miteinander verleimen zu können.
Von dieser ansich bekannten Lehre weicht die Erfindung vollends ab. Die Erfindung hat erkannt, daß eine erheblich erhöhte Genauigkeit allein durch die präzise Anbringung der Falzrille bzw. durch präzise Einleitung des Faltvorgangs bei millimetergenau definierter Faltzone erzielbar ist.
Dies ist nur auf dem vorderen Teil des Förderwegs möglich.
Im vorderen Teil des Förderwegs liegen die Seitenklappen zunächst noch ausgebreitet.
Handelt es sich um eine Rillstation, werden die Falzrillen im ausgebreiteten Zustand in den Zuschnitt eingebracht.
Handelt es sich um die Faltstation werden die Seitenklappen während der Einspannung des Zuschnitts aus der ausgebreiteten Lage wenigstens 60 Grad einwärts geschwenkt.
Die geometrisch exakte Bearbeitung des Zuschnitts (Rillung bzw. Vorfaltung) im vorderen Bereich des Förderwegs ist erfindungswesentlich und bedarf keiner späteren Korrektur.
Hierbei ermöglicht die vorgesehene Abkantvorrichtung bereits vor Beginn des Faltvorgangs die exakte Positionierung der späteren Faltzone in der Falzrille, und zwar unabhängig von dem jeweiligen Querschnittsaufbau des Kartonzuschnitts im Bereich der Falzrille. Die Abkantvorrichtung greift nämlich unmittelbar in der Falzrille an. Die zwischen den Deckschichten des Wellkartons liegende Welle wird dabei so plattgedrückt, so daß man von einem für alle Falzrillen einheitlichen Querschnittsaufbau sprechen kann. Die Faltkanten der Abkantvorrichtung erstrecken sich außerdem längs des Förderwegs zumindest soweit, daß die Faltzonen sich auf dem restlichen Förderweg nicht mehr verlagern können.
Aus diesem Grund erfolgt im vorderen Bereich des Förderwegs eine exakte Führung der Seitenklappen entlang der vorgesehenen Faltkanten, und im hinteren Bereich des Förderwegs keine Veränderung mehr.
Dabei genügt es, die Abkantvorrichtung nur im vorderen Bereich des Förderweges anzubringen.
Damit ist bei einer Rillstation derjenige Längsbereich des Förderwegs gemeint, auf dem die Seitenklappen ausgebreitet liegen.
Damit ist bei der Faltstation derjenige Längsbereich gemeint, auf dem die Seitenklappen aus ausgebreiteter Stellung bis zu wenigstens einem etwa rechten Winkel umgeklappt werden.
Der besondere Vorteil resultiert aus folgender Kombination: Einerseits sind die Seitenklappen auf dem vorderen Bereich des Förderwegs noch weit ausgebreitet. Andererseits wird es nur im vorderen Bereich des Förderwegs ermöglicht, die Abkantvorrichtung auch endseitig, d. h. förderwegabwärts, einzuspannen, so daß die genaue Position der Faltkante in der Falzrille für alle auf einer Faltmaschine produzierten Faltkartons identisch ist.
Ein unbeabsichtigtes Verlaufen der Falzrille (=Scharnierachse) an zu eng oder zu weit vorgefalteten Kartonzuschnitten wird damit unterbunden.
Dabei kommt es darauf an, daß die beiden parallel laufenden Faltkanten, die in den Falzrillen angreifen, gleichbleibenden Abstand voneinander haben und eine Ebene aufspannen, die parallel zu der Bewegungsebene des geförderten Mittelteils liegt. Damit wird eine genau rechtwinklige Faltung der Seitenteile erzwungen.
Hierdurch wird ein möglichst schmaler Bereich der Falzrille zum Scharnier zwischen Mittelteil und Seitenklappe. Damit liegt aber die Position der tatsächlichen Faltzone geometrisch exakt fest, was bei geschlitzten Kartonzuschnitten zusätzlich die Genauigkeit der sich ergebenden Schlitzweite des letzten Schlitzes erhöht.
Weiterhin ist wesentlich, daß im Kontaktbereich zwischen Faltkante, Auflagezone und Faltkartonzuschnitt keine Relativbewegung in Förderrichtung auftritt. Dies vermeidet Verschleiß und ermöglicht darüber hinaus Erhöhung der Anpresskraft zwischen Abkantvorrichtung und Kartonzuschnitt. Ein Heißlaufen ist ebenfalls nicht zu befürchten.
Die erfindungsgemäße Abkantvorrichtung wird über einen Synchronantrieb mit derartiger Fördergeschwindigkeit angetrieben, daß die Bearbeitung am Karton mit der Fördergeschwindigkeit des Kartons erfolgt. Hierbei ist es vorteilhaft, jeglichen Schlupf zu vermeiden, so daß tatsächlich von statischen Verhältnissen am Zuschnitt ausgegangen werden kann.
Bevorzugt werden die Faltkanten durch umlaufende Endlosketten realisiert, deren Kettenglieder mit laschenartigen bzw. stegartigen Fortsätzen in die Falzrillen weisen.
Derartige Endlosketten werden synchron mit Fördergeschwindigkeit angetrieben.
Dabei ist es zum Vorteil, wenn die laschenartigen Fortsätze mit ihren den Seitenklappen zugewandten Außenseiten bezüglich der Ebene des Mittelteils einen Winkel von nicht mehr als 90 Grad, vorzugsweise nicht mehr als 70 Grad bilden. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Faltkanten bis soweit förderwegabwärts geführt werden, bis die Seitenteile annähernd zusammengelegt sind. Hierdurch wird einerseits der zur Verfügung stehende Raum zwischen Seitenklappe und Mittelteil, welcher durch die einwärts geschwenkte Seitenklappe zunehmend kleiner wird, optimal genutzt und andererseits ein hoher Anteil der aufgewendeten Andrückkraft auf den Faltkartonzuschnitt gebracht.
Für eine Rillstation mit stegartigen Fortsätzen kommt es hingegen darauf an, die Faltkante und die korrespondierende Auflagezone möglichst senkrecht gegen den Zuschnitt zu drücken, um einen möglichst großen Anteil der Druckkraft in die gewünschte Verformung des Zuschnitts im Bereich der Falzrille umzusetzen.
Die Merkmale der Ansprüche 6 - 9 sorgen für eine weitere Verbesserung der Produktionsgenauigkeit und dienen insbesondere dazu, die Seitenteile der Zuschnitte nur durch solche Schwenkkräfte einwärts zu verschwenken, welche zwischen vorderer Berührstelle und hinterer Berührstelle zwischen Seitenteil und Wendegurt nicht nur gleichgroß und gleichgerichtet sind, sondern im wesentlichen bezüglich der Falzrillen an den Seitenteilen derart angreifen, daß die einwärts zu schwenkende Seitenkante des Seitenteils parallel zur Falzrille gehalten wird, während dem Seitenteil die Schwenkbewegung aufgeprägt wird.
Damit ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß die so einwärts geschwenkten Seitenteile auch dann noch präzise um die Schwenkachse in der Falzrille geschwenkt werden, wenn der Zuschnitt den Bereich der Abkantvorrichtung bereits ganz oder teilweise verlassen hat. Damit wird also unabhängig vom Eingriffsverhältnis zwischen Abkantvorrichtung und Zuschnitt stets ein und dieselbe Schwenkachse in der Falzrille eingehalten, wobei die für die beiden Seitenklappen maßgeblichen Schwenkachsen stets genau parallel bleiben. Der Faltbehälter wird deshalb genau quaderförmig gefaltet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
Die Figuren zeigen eine Faltmaschine 1 zur Herstellung eines Faltbehälters.
Prinzipiell besteht eine derartige Faltmaschine aus einem zentralen Fördergurt 2, der mit Fördergeschwindigkeit 3 endlos umläuft. Die nach außen weisende Gurtfläche des Fördergurts 2 bietet eine Auflagefläche für einen Faltkartonzuschnitt 5. Dieser Faltkartonzuschnitt liegt auf dem zentralen Fördergurt 2 auf und wird von fest mit dem Fördergurt verbundenen Mitnehmern 4 in Förderrichtung 3 mitgenommen. Ein derartiger Faltkartonzuschnitt weist ein Mittelteil 6 auf, mit welchem er auf dem zentralen Fördergurt 2 aufliegt. Beidseits des Mittelteils sind seitlich angeordnete Falzrillen 7 vorgesehen. Die Falzrillen sind hier mit in Längsrichtung verlaufenden und unterbrochenen Doppelstrichen kenntlich gemacht. Die Falzrillen 7 liegen parallel zur Förderrichtung 3 und stellen scharnierartige Verbindungen zwischen dem Mittelteil 6 und dem jeweils daranhängenden Seitenteil 8 dar. Entlang dieser scharnierartigen Falzrillen können die Seitenteile 8 bezüglich der Längsmitte 10 des Zuschnitts 5 einwärts geschwenkt werden. Hierzu dienen sogenannte Wendegurte 9, die im wesentlichen parallel zum zentralen Fördergurt 2 liegen. Es handelt sich um endlos umlaufende Flachgurte, die im Verlauf des gesamten Förderwegs von einer Ebene unterhalb des zentralen Fördergurts 2 zu einer Ebene oberhalb des zentralen Fördergurts 2 ansteigen, dabei geringfügig in Richtung zum zentralen Fördergurt 2 konvergieren und gleichzeitig mit ihrer eingangs nach oben weisenden Gurtaußenseite am Ende des Förderwegs nach unten, d. h. zum zentralen Fördergurt 2 weisen. An diesen Gurtaußenseiten liegt jeweils ein Seitenteil 8 an. Das Seitenteil 8 muß der Verschränkung des Wendegurts folgen und wird dabei aus zunächst ausgebreiteter Lage angehoben, entlang der Falzrillen zunehmend zur Längsmitte des Zuschnitts einwärts geschwenkt und schließlich von oben mit dem gegenüberliegenden Seitenteil 8 zusammengelegt und mit diesem verbunden.
Auf diese Weise wird bei einer derartigen Faltmaschine aus einem zunächst abgewickelten Behälterzuschnitt ein ringförmig geschlossener Faltbehälter mit zumindest zwei zueinander parallelen Falzrillen. Es ist nun vorstellbar, daß die Falzrillen 7 eine gewisse Quererstreckung haben, gem. Fig. 9 auch Falzrillenbereit B genannt.
Diese Quererstreckung kann beispielsweise im Bereich von 1 cm liegen. Damit kann aber die tatsächliche Faltzone an irgendeiner Stelle innerhalb der Falzrille 7 liegen.
Die tatsächliche Lage der Faltzone ergibt sich somit rein zufällig, sofern nicht zusätzliche Maßnahmen zur Einleitung des Faltvorgangs an vorbestimmter Stelle ergriffen werden (s. Fig. 1) oder sofern nicht die Falzrillen millimetergenau in den Zuschnitt eingebracht und dort a priori festgelegt werden (s. Fig. 8).
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im vorderen Bereich 11 des gesamten Förderwegs eine Abkantvorrichtung angeordnet ist. Diese Abkantvorrichtung 12 besteht aus einer oberhalb des Zuschnitts 5 liegenden Faltkante 13 und aus einer unterhalb des Zuschnitts zur Faltkante korrespondierenden Auflagezone 14.
Dabei liegt die oberhalb des Zuschnitts angeordnete Faltkante 13 in Längsrichtung der Falzrille 7 linienförmig auf dem Zuschnitt 6. Die Linie liegt innerhalb der vorgegebenen Breite der Falzrille 7. In diesem geschwächten Bereich des Zuschnitts wird nach Ausführungsform Fig. 1 folglich eine Begrenzungskante geboten, an der das Seitenteil 8 millimetergenau einwärts geschwenkt wird, während es gleichzeitig vom zentralen Fördergurt 2 nach vorn gefördert wird.
Zu diesem Zweck wird der Zuschnitt 6 von der linienförmigen Faltkante 7 mit vorgegebener Kraft gegen die korrespondierende Auflagezone 14 gedrückt. Der Zuschnitt 5 wird folglich beidseits des Mittelteils 6 von der dort jeweils vorgesehenen Abkantvorrichtung 12 an vorgegebener Position innerhalb der Falzrillen 7 linienförmig eingespannt. Der Abstand der Einspannzonen ist durch die Anordnung der Abkantvorrichtungen 12 am Maschinengestell unveränderbar vorgegeben, so daß für das gesamte Los der auf dieser Faltmaschine hergestellten Faltbehälter identische Innenabmessungen zu erwarten sind.
Weiterhin ist für beide Ausführungsformen wesentlich, daß jeweils die Abkantvorrichtung 12 synchron mit Fördergeschwindigkeit 3 angetrieben wird. Hierzu dient ein Antrieb 15 für die Abkantvorrichtung 12.
Der Antrieb 15 besteht hier aus dem zentralen Maschinenmotor 16. Dieser Maschinenmotor treibt üblichweise alle Aggregate einer solchen Maschine an. Diese Antriebsmittel sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt. Es ist allerdings wichtig, daß alle Antriebsstränge über mechanische Verbindungen schlupffrei gekoppelt sind, um eine synchrone Bewegung aller Teile zu erzielen.
Im vorliegenden Fall treibt der Motor 16 zusätzlich zu den übrigen nicht gezeigten Maschinenteilen über eine gemeinsame Kette 17 die Ritzel 18, 19 jeweils gleichen Durchmessers an, von denen das eine (18) zum Antrieb der Faltkante 13 und von denen das andere (19) zum Antrieb der korrespondierenden Auflagezone 14 dient. Über eine durchgehende Antriebsachse 20 wird die Drehbewegung des Antriebs 15 auf die gegenüberliegende Abkantvorrichtung 12 übertragen. Über eine zusätzliche Verbindungskette 17 ist auf dieser Seite die Bewegung der korrespondierenden Auflagezone 14 mit der Bewegung der Faltkante 13 ebenfalls synchron gekoppelt.
Dies gilt sinngemäß auch für die Ausführung gem. Fig.8 bei separater Rillstation.
Aus Gründen besserer Übersichtlichkeit ist bei der Darstellung gemäß Figur 1 der vordere auf der rechten Seite des Zuschnitts laufende Wendegurt nicht gezeigt. Aus der Verschränkung des gezeigten Wendegurts 9 auf der linken Seite läßt sich jedoch erkennen, daß die Wendegurtaußenseite aus zunächst horizontaler Richtung im Uhrzeigersinn um 90 Grad bis in die vertikale Richtung einwärts geschwenkt wird.
Demgemäß liegt der vordere Bereich des Förderwegs 11, der maßgeblich für diese Erfindung ist, dort, wo das Seitenteil 8 aus zunächst im wesentlichen ausgebreiteter Lage (=180 Grad) wenigstens soweit einwärts geschwenkt worden ist, daß der Winkel zwischen Seitenteil 8 und Mittelteil 6, dessen Scheitel in der Falzrille 7 liegt höchstens 120 Grad beträgt.
Es ist nicht erforderlich, daß die Abkantvorrichtungen 12 unmittelbar zu Beginn des Schwenkvorgangs an dem Zuschnitt angreifen. Wesentlich ist jedoch in jedem Fall, daß der Schwenkwinkel, -gerechnet von der ausgebreiteten Lage des Zuschnitts-, jeweils wenigstens 60 Grad beträgt. Dabei wird davon ausgegangen, daß bei einem derartigen Schwenkwinkel die Faltzone innerhalb der Falzrille 7 bereits so genau festgelegt ist, daß eine unbeabsichtigte Verlagerung der millimetergenau vorgegebenen Faltzone (= Scharnierachse) nicht mehr erfolgen kann.
Da allerdings auch mechanische Größen wie Linienbreite, Einklemmkraft, Kartonfestigkeit eine Rolle spielen, und insbesondere der Zuschnitt im Bereich der Falzrille nicht zerstört werden darf, sind diese Einflußfaktoren bei einer Abgrenzung des genauen Winkelbereichs mit zu berücksichtigen. Auf jeden Fall konnte unter üblichen Bedingungen ein Einwärtsschwenkwinkel von 60 Grad bereits die angestrebte Genauigkeit der Innenabmessungen gewährleisten.
Darüber hinaus soll ausdrücklich gesagt sein, daß die Faltkante zwar linienförmig in der Falzrille angreifen soll, daß jedoch keinesfalls eine Beschränkung dieser Erfindung auf ununterbrochene linienförmige Berührzonen zwischen Faltkante und Falzrille gemeint ist. Es kommt im wesentlichen darauf an, daß der linienförmige Verlauf der Faltkante zumindest mit derartigen Längsabmessungen erfolgt, daß ein unbeabsichtigtes Verlagern der vorgesehenen Faltzone unterbleibt.
Ergänzend hierzu zeigt Figur 2, daß die Faltkante von einer kontinuierlich umlaufenden Kette gebildet wird. Dabei wird das, die Faltkante 13 bildende Kettentrum von der gegenüberliegenden Trumseite mit einer Kettenandrückvorrichtung 21 beaufschlagt. Diese Kettenandrückvorrichtung 21 weist entlang der Faltkante 13 liegende Gleitstücke 22 auf, die an zugeordneten Haltern 23 sitzen. Eine Vielzahl derartiger Halter 23 mit Gleitstücken 22 ist auf einem gemeinsamen Träger 24 angeordnet.
Es wird hiermit eine entlang der Kettenlinie liegende Druckzone realisiert, um die Faltkante 13 mit vorgegebener Kraft in die Falzrille 7 hineinzudrücken. Jeder Träger 24 ist mittels einer Halterung 26 quer zur Förderrichtung 3 im Sinn einer Abstandsveränderung zum jeweils gegenüberliegenden Träger 24 einstellbar. Damit wird die Abkantvorrichtung 12 an unterschiedliche Zuschnittsabmessungen angepaßt, wobei insbesondere darauf zu achten ist, daß die Lage der Faltkanten 13 zueinander parallel und nach Möglichkeit in einer gemeinsamen Ebene erfolgt. Die gemeinsame Ebene liegt parallel zur Ebene des Zuschnitts 5.
Um eine möglichst präzise Faltung zu erzielen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß Faltkanten exact in die Längsmitten 28 der Falzrillen 7 zu legen. Dort dürfte unter Anwendung der vorgeschlagenen Maßnahmen das geringste Widerstandsmoment bei der Schwenkbewegung der Seitenklappen zu erwarten sein.
Wie weiterhin aus Figur 2 erkennbar ist, weisen die korrespondierenden Auflagezonen 14 eine gewisse Breite 27 auf, so daß beidseits der Faltkanten 13 noch ein Randstreifen verbleibt. Infolge dessen genügt es, bei einer Abstandsveränderung der Träger 24 die Position der korrespondierenden Auflagezone 14, namentlich des Auflagegurts, unverändert zu belassen. Für diese Weiterbildung der Erfindung kommt nämlich als korrespondierende Auflagezone 14 die gesamte Breite 27 des Flachgurts in Betracht.
Weiterhin zeigt Figur 3, daß die Faltkante von einer der Riemenkanten eines umlaufenden Faltriemens 30 gebildet werden kann. Es handelt sich hier um einen Flachriemen. Die Achse 44 der Riemenumlenkrolle 45 ist bezüglich der Normalebene zur Ebene des Zuschnitts 5 leicht geneigt. Vorzugsweise handelt es sich um einen sogenannten Spurzahnriemen der in gewisser Weise seitliche Kräfte aufnehmen kann, ohne sich aus seiner Laufebene zu verlagern. Die an derartigen Riemen vorgesehene Riemenspur greift in ansich bekannter Weise in entsprechende ringnutförmige Ausnehmungen der Umlenkrollen 45 ein. Auf diese Weise läßt sich ein gewisser Anpressdruck zwischen der faltenden Riemenkante 30 und der Falzrille 7 erzielen. Infolge der leichten Neigung der Riemenachse 44 kann das entgegen der Förderrichtung laufende Riementrum mit der freien Riemenkante 31 berührungsfrei am Zuschnitt vorbeilaufen. Im übrigen entspricht diese Darstellung der Darstellung gemäß Figur 1 und 2. Hinsichtlich der nicht ausdrücklich genannten Merkmale wird deshalb auf die bisherige Beschreibung Bezug genommen.
Darüber hinaus zeigen Figuren 4 und 5 eine Weiterbildung, bei der zwischen den endseitigen Umlenkrollen 46, 47 des die Auflagezone bildenden Riementrums auf dessen Unterseite 48 Führungsvorrichtungen 32 vorgesehen sind, mit welcher dieses Riementrum gegen die Unterseite des Zuschnitts 5 angedrückt wird.
Im Fall der Figur 4 besteht die Führungsvorrichtung aus einer Führungsschiene 33, die an elastischen Halterungen 34 abgestützt ist. Diese elastischen Halterungen bestehen einerseits aus einer ortsfesten Aufnahme 35, sowie aus einem längsverschieblich in dieser Aufnahme beweglichen Schienengegenstück 36. Das Gegenstück ist gegenüber der ortsfesten Aufnahme mit Feder 37 elastisch gelagert und drückt mit vorgegebener Kraft gegen die Unterseite des die Auflagezone 14 bildenden Riementrums, während gleichzeitig die Faltkante 13 in Gegenrichtung gehalten wird. Auf diese Weise entsteht entlang der Falzrille 7 eine vorgegebene und über die Länge des vorderen Bereichs des Förderwegs konstante Preßkraft.
Insbesondere für höhere Geschwindigkeiten eignen sich jedoch Führungsrollen 38, die entlang der Unterseite des die Auflagezone 14 bildenden Riementrums angeordnet sind und in gleicher Weise elastisch gegen diese Unterseite drücken. Durch diese Maßnahmen wird zusätzliche Reibung vermieden, Verschleiß gesenkt, und dennoch eine im wesentlichen gleichbleibende Anpresskraft im Bereich der Falzrille gewährleistet.
Weiterhin zeigen Figuren 6 und 7, daß die Faltkanten 13 von Querlaschen einer mit Fördergeschwindigkeit umlaufenden Endloskette 39 gebildet werden. Diese Endloskette 39 liegt in einer der äußeren Kettenkontur entsprechenden Aussparung jeweils einer Kettenführungsschiene 40. Diese Kettenführungsschiene 40 ist ein handelsübliches Bauteil und sitzt auf einem gemeinsamen Träger 49, welcher seinerseits am Maschinengestell befestigt ist.
Endseitig der Kettenführungsschienen 14 ist jeweils ein Kettenrad 50 angeordnet, von denen das eine über den Motor 16 in Umdrehung versetzt wird. Die Kettenführungsschiene erstreckt sich entlang des vorderen Bereichs des Förderwegs. Die Aussparung der Kettenführungsschiene ist eng der Außenkontur der Kettenglieder angepaßt. Folglich folgen die Querlaschen 41 exakt dem linienförmigen Verlauf der Aussparungen entlang des vorderen Bereichs des Förderwegs. Auf diese Weise läßt sich ein im wesentlichen konstanter Anpreßdruck zwischen Faltkante 13 und Falzrille 7, bzw. korrespondierender Auflagezone 14 erzielen.
Ergänzend hierzu können Führungsvorrichtung/Kettenführungsschiene mit hydraulischen Zylindern beaufschlagt werden. Dies bietet den Vorteil einer von der Kaliberstärke, bzw. Kartonqualität unabhängigen Anpresskraft zwischen Faltkante und korrespondierender Auflagezone.
Im Fall der Figur 6 sind die Achsen 51 der Kettenräder im wesentlichen parallel zur Ebene 42 des Zuschnitts 5 angeordnet. Die Achsen 51 können jedoch zur Vermeidung frühzeitiger Kollision mit den einwärts geschwenkten Seitenteilen 8 leicht zur Längsmitte 10 des Zuschnitts 5 geneigt sein. In jedem Fall jedoch sind die Achsen auch senkrecht zur Förderrichtung 3 angeordnet, um Relativbewegungen zwischen den Querlaschen 41 und dem Zuschnitt 5 zu vermeiden. Die Querlaschen 41 weisen bei derartiger Anordnung der Achse 51 radial nach außen, - bezogen auf die Achse 51 -.
Hiervon unterscheidet sich die Ausführung nach Figur 7 dadurch, daß hier die Achsen 51 der endseitigen Kettenräder 50 im wesentlichen senkrecht zur Ebene 42 des Zuschnitts 5 liegen, wobei die Querlaschen 41 nunmehr soweit abgewinkelt sind, daß diese im wesentlichen parallel zu den Achsen 51, also zwischen exact parallel und positiv nach außen geneiget (Fig. 7), ausgerichtet sind und zum Zuschnitt 5 weisen.
Figur 8 zeigt, daß die Abkantvorrichtung auch als separate Station 55 zur Herstellung von Falzrillen geeignet ist.
Bei einer derartigen Maschine werden in der Laufrichtung 3 eine Einzugstation 52, ggf. eine Farbwerkstation 53, eine Schlitzstation 54 hintereinander angeordnet. Es kann nun eine Rillstation 55 vorgesehen sein, mit welcher die ankommenden Flachzuschnitte in Förderrichtung gerillt werden. Hierzu dienen Abkantvorrichtungen, wie sie vorstehend beschrieben sind. Es unterbleibt jedoch in diesem Fall das Einwärtsschwenken der Seitenteile, so daß die vorgerillten Flachzuschnitte zu einem Stapel 56 gefördert werden.
Dabei kommen insbesondere solche Ausführungsformen in Betracht, bei denen die Auflagezone 14 eine Längsrille 58 bildet, die von einem oder zwei erhabenen Längsbereichen 59 flankiert wird. Die Faltkante bildet mit einem Längssteg 60 das Gegenstück zur Längsrille, welches im wesentlichen der Längsrille 58 gegenüberliegt (s. Fig. 9). Der Längssteg 60 kann paßgenau in die Längsrille 58 eingedrückt werden, sodaß der Zuschnitt linienförmig eingespannt und zugleich wenigstens zeitweise statisch gerillt wird.
Man erkennt hierzu, daß der Abstand zwischen Faltkante 13 und korrespondierender Auflagezone 14 geringer ist als die Dicke D des Materialzuschnitts. In diesem Bereich wird folglich der Zuschnitt unter Einschnürung der Seitenbereiche flach gedrückt.
Die Einschnürung erfolgt kontinuierlich, so daß letztlich die Breite B der Falzrille nicht exakt festgelegt werden kann. Im wesentlichen umfaßt die Breite B jedoch den eingeschnürten Bereich.
Dabei kann auch eine nachgeordnete Faltstation 57, wie vorstehend beschrieben, vorgesehen sein.
Ergänzend hierzu zeigen die Figuren 10a bis c eine Weiterbildung der Erfindung, die dazu geeignet ist, die Seitenteile 8 der Zuschnitte 6 so einwärts zu falten, daß praktisch ein quaderförmiger Faltkarton entsteht.
Gezeigt ist zunächst der Abschnitt eines Fördergurtes 2, der sich in der Fahrrichtung 3 bewegt. Auf dem Fördergurt 2 liegt der Mittelteil 6 des Zuschnittes auf und wird aneiner Hinterkante von dem Mitnehmer 4 in Förderrichtung mitgenommen.
Die Falzrillen 7 sind bereits mit der Abkantvorrichtung eingebracht worden. Die Abkantvorrichtung kann jedoch auch noch in den Falzrillen 7 liegen. Aufgrund des sich stetig voranbewegenden zentralen Fördergurtes 2 überstreichen daher die vorhandenen Falzrillen 7 entlang des Förderwegs einen sogenannten Fahrbereich, der eine geometrische Fahrlinie bildet. Innerhalb dieser Fahrlinien wird das Mittelteil 6 fortbewegt, wobei die Seitenteile 8 nun eingeklappt werden müssen. Hierzu dienen die Wendegurte 9, von denen jeweils derjenige Längsabschnitt gezeigt ist, welcher im Moment mit den Seitenteilen 8 zusammenwirkt. Die Wendegurte 9 steigen bezüglich der linienförmigen Fahrbereiche der Falzrillen 7 von unterhalb nach oberhalb an und laufen von außerhalb nach innerhalb zusammen, wie dies auch anhand von Figur 1 gezeigt ist.
Die Wendegurte liegen daher prinzipiell nicht genau parallel zu den Seitenteilen 8. Die Gurtaußenseiten 62 laufen jedoch in jedem Fall konvergent zu den zeichnerisch hervorgehobenen Vorderkanten der Seitenteile 8 und liegen dort an. Abhängig von der jeweiligen Gurtgeometrie entstehen daher vordere Berührstellen 61, die gemäß Figur 10a auf der der Falzrille 7 zugewandten Gurtkante 64 liegen können, gemäß Figur 10b sich über die gesamte Gurtbreite erstrecken können oder gemäß 10c im Bereich der von der Falzrille 7 abgewandten Gurtkante 63 angeordnet sind.
Der Unterschied der Figuren 10 a - c besteht daher im wesentlichen darin, die unterschiedlichen möglichen Berührstellen 61 zwischen Gurtaußenseiten 62 und dem, - hier zeichnerisch hervorgehobenen -, Vorderbereich der Seitenteile zu zeigen. In Folge der Tatsache, daß die Achsen der Gurtumlenkrollen (siehe Figur 1) zueinander unter einem bestimmten Winkel verschränkt sind, ergibt sich daher für die Hinterbereiche der Seitenteile 8 eine vorbestimmte geometrische Lage relativ zu den Außenseiten der Wendegurte 9. In jedem Fall ist davon auszugehen, daß im Hinterbereich der Seitenteile 8 zwischen der Gurtaußenseite 62 und der Außenseite des Seitenteils 8 zunächst einmal eine unmittelbare Berührung ausgeschlossen ist.
Dabei ist eine der Gurtkanten, hier 64, näher an der Außenseite der Seitenklappe 8 als die andere der Gurtkanten (hier 63).
Um nun für die Seitenklappe 8 eine geometrisch möglichst eindeutige Anlage am Wendegurt 9 zu besorgen, ist an einer der beiden Gurtkanten 63, 64 eine Erhöhung 65 vorzusehen.
In bevorzugter Ausführungsform soll diese Erhöhung an der weiter beabstandeten Gurtkante 63 liegen, um hinsichtlich der die Scharnierachse bildenden Falzrille 7 einen günstigen Hebelabstand zum Einschwenken der Seitenklappe 8 zu erhalten.
Die Besonderheit besteht nun darin, daß die Erhöhung 65 sich derart weit über die Gurtaußenseite 62 erhebt, daß das Seitenteil 8 mit seinem Hinterbereich auch dort anliegend geführt wird. Es entsteht also zusätzlich zur vorderen Berührstelle 61 hier auch eine hintere Berührstelle 66, die bevorzugt mit einem größeren Hebelarm bezüglich der Falzrille 7 am Seitenteil 8 angreift. Zusätzlich zur Forderung, daß das Seitenteil 8 an der hinteren Berührstelle 66 auch anliegen soll, ist darüber hinaus zu gewährleisten, daß die einwärtszuschwenkende Seitenkante 67 praktisch genau parallel zur Falzrille 7 gehalten wird, während der Zuschnitt in Förderrichtung angetrieben ist und während dabei das Seitenteil 8 einwärts geschwenkt wird.
Hierzu zeigen Figuren 10 a - c jeweils eine geometrische Linie A, welche die Schwenkachse in der Falzrille 7 repräsentiert, sowie eine Linie C, welche mit der einwärtszuschwenkenden Seitenkante 87 zusammenfällt. Die Linien A und C sind hier exakt parallel gezeigt. Infolge der Höhenbemessung der Erhöhung 65 wird also das Seitenteil 8 derart unterstützt, daß die Linie C exakt parallel zur Linie A liegt. Der kontinuierlich einwärtsschwenkende Wendegurt 9 sorgt dabei für praktisch genaue Einhaltung dieser Parallelität solange und während das Seitenteil 8 aus ausgebreiteter Lage bis zur Fertigstellung des Zuschnitts (siehe Figur 1) einwärtsgeschwenkt wird.
Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß die vordere Berührstelle 61 und die hintere Berührstelle 66 prinzipiell nur punktförmig an dem Seitenteil anliegen können, um ein Querwandern des Angriffspunkts zwischen Wendegurt und Seitenteil während der Einwärtsschwenkbewegung auszuschließen.
Will man zusätzlich Durchbiegen des Seitenteils 8 verhindern, wird zusätzlich vorgeschlagen, die vordere Berührstelle 61 und die hintere Berührstelle 66 mittels einer gemeinsamen Einhüllenden 68 zu verbinden, die ebenfalls linienförmig am Seitenteil 8 liegen soll. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß entlang der Einhüllenden 68 von der hinteren Berührstelle 66 ausgehend zur vorderen Berührstelle 61 sich kontinuierlich verkleinernde Erhöhungen 65 angeordnet werden, deren Berührpunkte mit den Seitenteilen 8 jeweils auf der Einhüllenden 68 liegen sollen. Auch hier soll lediglich punktförmige Berührung bevorzugt sein, so daß im Idealfall die Einhüllende 68 lediglich eine Linie ist.
Besonders bevorzugt soll dabei die Einhüllende 68 diagonal von der hinteren Berührstelle 66 über den Wendegurt 9 bis zur vorderen Berührstelle 61 verlaufen. Dies ist jedoch nicht Bedingung. Es kommt im wesentlichen darauf an, die Höhe der Erhöhung 65 so zu bemessen, daß die Seitenkante 67 des Seitenteils 8 exakt parallel zu Falzrille 7 liegt, wenn das Seitenteil 8 auf der Erhöhung 66 abgestützt ist.
Ferner kommt es auch nicht auf exakte Übereinstimmung der Länge des Seitenteils 8 mit der Länge der Einhüllenden 68 an. Vielmehr kann die Einhüllende 68 auch länger als das Seitenteil 8 sein. Auf diese Weise wird derartiger Wendegurt 9 zur Verarbeitung unterschiedlicher Faltkartondimensionen unentbehrlich.