Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Bilden einer Faltschachtel aus einem
vorgerillten Kartonzuschnitt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Matritze, die eine Öffnung definiert,
und einem Stempel, der zumindest abschnittsweise in die Öffnung einführbar ist.
Stand der Technik
[0002] Verfahren und Vorrichtungen zum Bilden von Faltschachteln, wie sie beispielsweise
zum Verpacken von plattenförmigen Werkstücken wie Möbelfronten, Paneelen, Leisten
oder dergleichen verwendet werden, sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt.
[0003] Dabei werden als Ausgangsmaterial üblicherweise ebene Kartonzuschnitte verwendet,
die meist mit vorgerillten Faltkanten ausgestattet sind und beispielsweise aus Voll-
oder Mehrfachwellpappe bestehen.
[0004] So offenbart die DE 196 36 262 A eine Faltmaschine, bei der der Faltvorgang der Kartonzuschnitte
mit mehreren mechanisch betriebenen Klappen erfolgt, die in einer gemeinsamen Aufnahmeebene
verschiebbar sind, wobei der Kartonzuschnitt während des Faltens durch eine Fixiervorrichtung
in der Aufnahmeebene gehalten wird. Diese Lösung hat sich als durchaus tauglich erwiesen,
besitzt jedoch den Nachteil, dass die mehreren mechanisch betriebenen Klappen eine
vergleichsweise aufwändige Konstruktion und Steuerung mit sich bringen und für eine
kontinuierlichen Faltvorgang in Durchlaufbearbeitung nicht geeignet sind.
[0005] Eine weitere Gattung von Faltvorrichtungen sind solche, die nach dem Matritzen- oder
Tiefziehprinzip arbeiten. So setzt die Anmelderin seit einiger Zeit Faltvorrichtungen
ein, die eine Matritze, die eine Öffnung definiert, und einen Stempel, der zumindest
abschnittsweise in die Öffnung einführbar ist, aufweisen. Zusätzlich zu Stempel und
Matritze weisen die bekannten Faltvorrichtungen kipp- bzw. schwenkbare Faltelemente
auf, um Innenlaschen, die mittels des Stempelhubes nicht in ihre gefaltete Position
gebracht werden können, durch eine Kipp- bzw. Schwenkbewegung zu Falten.
[0006] Diese Faltelemente besitzen jedoch den Nachteil, dass sie zu einer aufwändigen Konstruktion
und Steuerung der Faltvorrichtung und einem entsprechend komplizierten Verfahrensablauf
führen, um genau definierte Kipp- bzw. Schwenkbewegungen zu ermöglichen. Darüber hinaus
ist die Anpassung der kipp- bzw. schwenkbare Faltelemente an wechselnde Geometrien
von Kartonzuschnitten schwierig.
Darstellung der Erfindung
[0007] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vereinfachtes Verfahren zum Bilden
einer Faltschachtel aus einem vorgerillten Kartonzuschnitt bereitzustellen.
[0008] Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Bilden
einer Faltschachtel aus einem vorgerillten Kartonzuschnitt mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Bilden einer Faltschachtel
aus einem vorgerillten Kartonzuschnitt so weit wie möglich auf Funktionen des Stempels
zu konzentrieren, um den Verfahrensablauf ebenso wie die für die Durchführung des
Verfahrens benötigte Vorrichtung zu vereinfachen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß
vorgesehen, dass der Stempel Aufgaben übernimmt, die im Stand der Technik von zusätzlichen
Faltelementen durchgeführt werden. Genauer gesagt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorgesehen, dass der Stempel nach einem ersten Einführen in die Öffnung einer Matritze
zurückgezogen wird, um seine Abmessungen in zumindest einer Richtung zu verstellen
und anschließend ein zweites Einführen des Stempels in die Öffnung der Matritze derart
vorzunehmen, dass der Kartonzuschnitt zumindest abschnittsweise gefaltet wird.
[0010] Auf diese Weise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere aufeinanderfolgende
Faltvorgänge auf einfache und zügige Weise durchführen, um aus einem vorgerillten
Kartonzuschnitt eine fertige Faltschachtel herzustellen. Gleichzeitig ermöglicht das
erfindungsgemäße Verfahren den Einsatz einer vereinfachten Faltvorrichtung, die untenstehend
beschrieben wird.
[0011] Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Abmessungen
des Stempels nach dem zweiten Einführen zumindest in einer Richtung verstellt, um
hierdurch einen Faltvorgang zu bewirken. Der Stempel besitzt somit eine doppelte Faltfunktion,
nämlich einerseits während seines Einführens in die Öffnung der Matrize und andererseits
mittels des Verstellens seiner eigenen Abmessungen, wodurch eine große Vielfalt von
Faltvorgängen an dem vorgerillten Kartonzuschnitt vorgenommen werden kann. Dabei ist
es besonders bevorzugt, dass die Abmessungen des Stempels nach dem zweiten Einführen
vergrößert werden. Hierdurch können Abschnitte bzw. Laschen des Kartonzuschnitts,
die während des zweiten Einführens des Stempels vorgefaltet werden, auf einfache und
zügige Weise in ihre endgültig gefaltete Position gebracht werden.
[0012] Um beim zweiten Einführen des Stempels in die Öffnung der Matrize einen optimalen
Faltvorgang zu gewährleisten, ist gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgesehen, dass nach dem Zurückziehen und vor dem zweiten Einführen des
Stempels Laschen des Kartonzuschnitts derart gefaltet bzw. vorgefaltet werden, dass
sie zwischen der Öffnung der Matrize und dem Stempel zum Liegen kommen. Hierdurch
wird ermöglicht, dass der Stempel bei seinem zweiten Einführen die jeweiligen Laschen
optimal aufnehmen und falten kann, ohne dass ein Verkanten der Laschen oder eine Beschädigung
des Kartonzuschnitts auftritt.
[0013] Um eine optimale Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erzielen ist gemäß
der vorliegenden Erfindung der Einsatz einer Faltvorrichtung mit den Merkmalen von
Anspruch 4 bevorzugt. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel und bevorzugt
auch die Öffnung der Matrize Abmessungen besitzen, die zumindest in einer Richtung
verstellbar sind. Hierdurch wird eine Vorrichtung mit einfacher Konstruktion bereitgestellt,
mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft durchführen lässt. Insbesondere
sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine zusätzlichen Faltelemente bzw. nur
vergleichsweise einfache, zusätzliche Faltelemente erforderlich, was neben der Konstruktion
auch die Steuerung der Vorrichtung erheblich vereinfacht.
[0014] Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Stempel mindestens zwei Druckelemente
aufweist, deren Abstand verstellbar ist, und zwar insbesondere auch während der Stempel
zumindest abschnittsweise in die Öffnung der Matrize eingeführt ist.
[0015] Mit dieser Konstruktion erhält der Stempel eine einfache, jedoch variable Konstruktion,
wobei sich die Druckelemente in ihrer Geometrie problemlos auf die gewünschten Faltfunktionen
abstimmen lassen. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass die mindestens
zwei Druckelemente in mindestens einer Richtung zueinander verfahrbar sind, insbesondere
auch während der Stempel zumindest abschnittsweise in die Öffnung der Matrize eingeführt
ist.
[0016] Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Faltvorrichtung ist die Matrize durch
mindestens zwei Rahmenelemente gebildet, die miteinander mittels Stellelementen, insbesondere
Schiebestücken, derart verbunden sind, dass die Abmessungen der Öffnung der Matrize
verstellbar sind. Hierdurch wird die Variabilität der erfindungsgemäßen Faltvorrichtung
weiter erhöht, indem die Faltvorrichtung problemlos an wechselnde Geometrien des Kartonzuschnitts
bzw. der zu bildenden Faltschachtel anpassbar ist. Ferner ist es hierdurch denkbar,
auch während des Betriebes der Faltvorrichtung die Abmessungen der Matrizenöffnung
zu variieren, beispielsweise um Faltvorgänge zu unterstützen.
[0017] Dieses Konzept lässt sich besonders vorteilhaft dadurch realisieren, dass die Matrize
durch mindestens vier stabförmige Rahmenelemente gebildet ist, die die Öffnung der
Matrize definieren und miteinander mittels Stellelementen, insbesondere Schiebestücken,
derart verbunden sind, dass die Abmessungen der Öffnung der Matrize verstellbar sind.
Dieser modulare Aufbau hat sich in der Praxis als sehr flexibel und gleichzeitig kostengünstig
erwiesen.
[0018] Um bereits beim Einlegen des Kartonzuschnitts zwischen die Öffnung der Matrize und
den Stempel einen ersten Faltvorgang zu ermöglichen, ist gemäß einer Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Faltvorrichtung vorgesehen, dass die Stellelemente gegenüber
der Öffnung der Matrize in Richtung des Stempels hervorstehen und bevorzugt einen
keilförmigen Abschnitt besitzen. Hierdurch ist es möglich, den vorgerillten Kartonzuschnitt
derart zwischen Stempel und Matrizenöffnung zu legen, beispielsweise mittels einer
Greifvorrichtung, dass beim Einlegen des Kartonzuschnitts bereits einige Laschen desselben
durch den keilförmigen Abschnitt vorgefaltet werden. Auf diese Weise wird mittels
eines einfachen statischen Bauteils die Anzahl möglicher Faltvorgänge weiter erhöht,
ohne die Konstruktion und Steuerung der Vorrichtung komplexer zu machen.
[0019] Dennoch kann es bei komplexen Kartonzuschnitten bzw. Faltschachteln erforderlich
sein, einzelne Laschen des Kartonzuschnitts im Verlaufe des Gesamtvorganges derart
vorzufalten, dass sie zwischen Stempel und Matrizenöffnung zum Liegen kommen, um anschließend
durch eine Hubbewegung des Stempels gefaltet zu werden. Zu diesem Zweck ist es gemäß
einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Faltvorrichtung bevorzugt, dass sie eine
Vorfalteinrichtung aufweist, die linear verfahrbar ist und mittels der einzelne Laschen
des Kartonabschnitts derart faltbar sind, dass sie zwischen dem Stempel und dem restlichen
Kartonzuschnitt zum Liegen kommen. Im Unterschied zum Stand der Technik ist es im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ausreichend, dass die Vorfalteinrichtung lediglich
linear verfahrbar, und nicht unbedingt kipp- bzw. schwenkbar ist, was die Konstruktion
und Steuerung der Vorrichtung einfach hält.
[0020] Im Hinblick auf einen zuverlässigen und dauerhaften Faltvorgang ist gemäß einer Weiterbildung
der vorliegenden Erfindung ferner vorgesehen, dass die Faltvorrichtung eine Gegendruckeinrichtung
aufweist, die auf der dem Stempel gegenüberliegenden Seite der Matrize angeordnet
ist. Hierdurch kann durch ein Zusammenwirken von Stempel und Gegendruckeinrichtung
eine formstabile Faltschachtel gebildet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0021]
- Fig. 1
- zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Faltvorrichtung
sowie wesentliche Schritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- Fig. 2
- zeigt schematisch wesentliche Verfahrensschritte beim Bilden einer Faltschachtel aus
einem vorgerillten Kartonzuschnitt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
[0022] Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlich
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
[0023] Fig. 1 zeigt schematisch eine Faltvorrichtung 1 zum Bilden einer Faltschachtel 2'
aus einem vorgerillten Kartonzuschnitt 2. Die Faltvorrichtung 1 umfasst eine Matrize
4, die eine Öffnung 6 definiert, und einen Stempel 8, der zumindest abschnittsweise
in die Öffnung 6 einführbar ist. Der Stempel 8 weist in der vorliegenden Ausführungsform
zwei Druckelemente 10, 12 auf, deren gegenseitiger Abstand in Richtung des in Fig.
1d) gezeigten Pfeils 6 verstellbar ist, wobei der gesamte Stempel in Richtung des
in Fig. 1d) gezeigten Pfeils 5 verfahrbar ist.
[0024] Die Matrize 4 ist in der vorliegenden Ausführungsform durch vier stabförmige Rahmenelemente
14, 16, 18, 20 gebildet, wobei das Rahmenelement 20 in Fig. 1 durch das Rahmenelement
18 verdeckt ist. Die Rahmenelemente 14, 16, 18, 20 definieren die Öffnung 6 der Matrize
4 und sind mittels Schiebestücken 22 derart miteinander verbunden, dass die Abmessungen
der Öffnung 6 der Matrize 4 verstellbar sind. Die Verstellung der Rahmenelemente 14,
16, 18, 20 kann dabei manuell mittels Spindeln etc. oder auch automatisiert mittels
Stellantrieben etc. erfolgen.
[0025] Darüber hinaus sind die Schiebestücke 22 in der vorliegenden Ausführungsform derart
gebildet, dass sie gegenüber der Öffnung 6 der Matrize 4 in Richtung des Stempel 8
hervorstehen, wobei im Bereich des Überstands ein keilförmiger Abschnitt 22' vorgesehen
ist.
[0026] Weiterhin umfasst die Faltvorrichtung 1 eine Vorfalteinrichtung 24, die linear entlang
der in Fig. 1c) gezeigten Pfeile 4 verfahrbar ist und beispielsweise durch verfahrbare
Winkelstücke oder dergleichen gebildet ist. Schließlich umfasst die Faltvorrichtung
1 eine Gegendruckeinrichtung in Form von Widerlagern 26, die auf der dem Stempel 8
gegenüberliegenden Seite der Matrize 4 angeordnet sind.
[0027] Der Betrieb der erfindungsgemäßen Faltvorrichtung 1 und das erfindungsgemäße Verfahren
zum Bilden einer Faltschachtel 2' aus einem vorgerillten Kartonzuschnitt 2 wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf Figuren 1 und 2 beschrieben, wobei Fig. 2 jeweils einzelne Zustände
des Kartonzuschnitts vor bzw. nach Durchführung von in Fig. 1 gezeigten Verfahrensschritten
zeigt.
[0028] Zunächst wird der in Fig. 2a) gezeigte Kartonzuschnitt 2 mittels einer Greifvorrichtung
wie beispielsweise einem Greifarm mit Vakuumsaugelementen erfasst und in die Faltvorrichtung
1 derart eingelegt, dass der Kartonzuschnitt 2 zwischen dem Stempel 8 und der Matrizenöffnung
6 zum Liegen kommt (Fig. 1a)). Dabei wird der Kartonzuschnitt 2 derart zwischen die
keilförmigen Abschnitte 22' der Schiebestücke 22 eingeführt, dass die Laschen 2A durch
die keilförmigen Abschnitte 22' wie durch Pfeile in Fig. 1a) angedeutet gefaltet werden.
Auf diese Weise wird der in Fig. 2b) gezeigte Zustand des Kartonzuschnitts 2 erreicht.
[0029] Anschließend wird, wie in Fig. 1b) gezeigt, der Stempel 8 in die Öffnung 6 der Matrize
4 derart verfahren bzw. eingeführt, dass die Seitenlaschen 2B, 2C des Kartonzuschnitts
2 gefaltet werden. Dabei wird der Kartonzuschnitt 2 in die Matrizenöffnung 6 hineingedrückt
und der Kartonzuschnitt 2 erreicht den in Fig. 2c) gezeigten Zustand. Danach wird
der Stempel 8 in seiner Ausgangsposition zurückgezogen.
[0030] Wie in Fig. 2c) zu erkennen ist, stehen Endabschnitte der Laschen 2C in diesem Zustand
noch über die Seitenlaschen 2B hinaus und sind dazu vorgesehen, im weiteren Verfahren
in das Innere der zu bildenden Faltschachtel eingefaltet zu werden. Um dieses Einfalten
vorzubereiten, wird nun mittels der Vorfalteinrichtung 24 der in Fig. 1c) gezeigte
Faltvorgang durchgeführt, wobei sich die winkelartigen Elemente der Vorfalteinrichtung
24 in der durch die Pfeile 4 angedeuteten Richtung linear bewegen und auf diese Weise
die Endabschnitte der Laschen 2C in die in Fig. 2d) gezeigte Position falten. Daraufhin
werden die Elemente der Vorfalteinrichtung 24 zurückgezogen.
[0031] Abschließend erfolgt das Einfalten der Endabschnitte der Laschen 2C nach innen, um
die in Fig. 2e) gezeigte Faltschachtel 2' fertig zu stellen. Zu diesem Zweck werden
zunächst die Abmessungen des Stempels 8 in Richtung des in Fig. 1d) gezeigten Pfeils
6 verringert, indem die Schuhe 10, 12 aufeinander zu gefahren werden. Dabei ist zu
beachten, dass die Abmessungen des Stempels 8 bei den zuvor beschriebenen Verfahrensschritten
im Wesentlichen den Abmessungen der Grundfläche des Kartonzuschnitts 2 entsprachen.
Ausgehend von diesem Zustand werden die Abmessungen des Stempels in Richtung des Pfeils
6 nun vermindert, um ein Einfalten der Endabschnitte der Laschen 2C zu ermöglichen.
[0032] Nach dem Vermindern der Abmessungen des Stempels 8 wird dieser erneut in die Öffnung
6 der Matrize 4 derart eingeführt, dass die Endabschnitte der Laschen 2C nach innen
gefaltet werden.
[0033] Mit diesem Verfahrensschritt kann das Bilden der Faltschachtel 2' bereits abgeschlossen
sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass sich nun ein weiterer Verfahrensschritt anschließt,
in welchem die Abmessungen des Stempels 8 in Richtung des Pfeiles 6 wiederum vergrößert
werden, um hierdurch ein noch weitergehendes Falten der Endabschnitte der Laschen
2C zu bewirken. Dieser Verfahrensschritt ist insbesondere bevorzugt, wenn die Endabschnitte
der Laschen 2C mit Rastvorsprüngen 2D versehen sind, die zum Einrasten in Vertiefungen
2E des Kartonzuschnitts 2 dienen, was der gebildeten Kartonschachtel 2' eine höhere
Stabilität verleiht. Die Vergrößerung der Abmessungen des Stempels 8 kann in diesem
abschließenden Verfahrensschritt wiederum durch Verfahren der Stempelschuhe 18, 12
erzielt werden, was ein sicheres Einrasten der Vorsprünge 2D in die Vertiefungen 2E
sicherstellt.
[0034] Danach kann die fertiggestellte Faltschachtel 2' aus der Faltvorrichtung 1 entnommen
oder mittels einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise einem Förderband oder dergleichen,
aus der Faltvorrichtung 1 ausgefördert werden.
1. Verfahren zum Bilden einer Faltschachtel (2') aus einem vorgerillten Kartonzuschnitt
(2), mit den Schritten:
Einlegen des Kartonzuschnitts (2) zwischen die Öffnung (6) einer Matritze (4) und
einen Stempel (8), der zumindest abschnittsweise in die Öffnung (6) einführbar ist
und dessen Abmessungen zumindest in einer Richtung verstellbar sind,
erstes Einführen des Stempels (8) in die Öffnung (6) der Matritze (4) derart, dass
der Kartonzuschnitt (2) zumindest abschnittsweise gefaltet wird,
Zurückziehen des Stempels (8) und Verstellen der Abmessungen des Stempels (8) zumindest
in einer Richtung, und
zweites Einführen des Stempels (8) in die Öffnung (6) der Matritze (4) derart, dass
der Kartonzuschnitt (2) zumindest abschnittsweise gefaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Einführen des Stempels (8) dessen Abmessungen zumindest in einer
Richtung verstellt, insbesondere vergrößert werden, insbesondere um hierdurch einen
Faltvorgang zu bewirken.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zurückziehen und vor dem zweiten Einführen des Stempels (8) Laschen des
Kartonzuschnitts (2) derart gefaltet werden, dass sie zwischen der Öffnung (6) der
Matritze (4) und dem Stempel (8) zum liegen kommen.
4. Faltvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, mit:
einer Matritze (4), die eine Öffnung (6) definiert,
einem Stempel (8), der zumindest abschnittsweise in die Öffnung (6) einführbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stempel (8) und bevorzugt auch die Öffnung (6) der Matritze (4) Abmessungen besitzen,
die zumindest in einer Richtung verstellbar sind.
5. Faltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (8) mindestens zwei Druckelemente (10, 12) aufweist, deren Abstand verstellbar
ist, insbesondere auch während der Stempel (8) zumindest abschnittsweise in die Öffnung
(6) der Matritze (4) eingeführt ist.
6. Faltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Druckelemente (10, 12) in mindestens einer Richtung zueinander
verfahrbar sind, insbesondere auch während der Stempel (8) zumindest abschnittsweise
in die Öffnung (6) der Matritze (4) eingeführt ist.
7. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Matritze (4) durch mindestens zwei Rahmenelemente (14, 16, 18, 20) gebildet ist,
die miteinander mittels Stellelementen (22), insbesondere Schiebestücken, derart verbunden
sind, dass die Abmessungen der Öffnung (6) der Matritze (4) verstellbar sind.
8. Faltvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matritze (4) durch mindestens vier stabförmige Rahmenelemente (14, 16, 18, 20)
gebildet ist, die die Öffnung (6) der Matritze (4) definieren und miteinander mittels
Stellelementen (22), insbesondere Schiebestücken, derart verbunden sind, dass die
Abmessungen der Öffnung (6) der Matritze (4) verstellbar sind.
9. Faltvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente (22) gegenüber der Öffnung (6) der Matritze (4) in Richtung des
Stempels (8) hervorstehen und bevorzugt einen keilförmigen Abschnitt (22') besitzen.
10. Faltvorrichtung nach einem der vorhergehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorfalteinrichtung (24) aufweist, die linear verfahrbar ist und mittels
der einzelne Laschen des Kartonzuschnitts (2) derart faltbar sind, dass sie zwischen
dem Stempel (8) und dem restlichen Kartonzuschnitt zum Liegen kommen.
11. Faltvorrichtung nach einem der vorhergehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gegendruckeinrichtung (26) aufweist, die auf der dem Stempel (8) gegenüber
liegenden Seite der Matritze (4) angeordnet ist.