| JP56086725 | PREPARATION OF CYLINDRICAL BODY |
| JP06023875 | APPARATUS FOR MOLDING FLEXIBLE CYLINDRICAL CONTAINER |
| JP2005280802 | PACKAGING BOX AND ASSEMBLING DEVICE THEREFOR |
DEMUSS, Lutz (Am Grossmarkt 4, Landau/Pfalz, 76829, DE)
| Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von Schachteldeckeln und/oder Schachtelböden aus Papier oder Pappe mit einem Deckel- oder Bodenzuschnitt (2) und einer darauf befestigten Seitenwand, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Streifens (1) mit einem Anfang (4), einem Ende und Verbindungszungen (3) an einer Längsseite als Seitenwand, Umbiegen der Verbindungszungen (3) um bis zu 90 Grad, Anlegen des Streifens (1) an die Mantelfläche (11) einer zylindrischen Matrize (10) , deren Querschnitt dem Querschnitt der Schachtel entspricht, mit Hilfe einer Patrize (20), Verbinden von Streifenanfang (4) und Streifenende, Anlegen des Deckel- oder Bodenzuschnitts (2) an die Verbindungszungen (3), Verbinden der Verbindungszungen (3) mit dem Deckel- oder Bodenzuschnitt (2), gekennzeichnet durch die Merkmale: - temporäres Fixieren des Streifenanfangs (4) an einem Abschnitt der Matrize (10), Drehen der Matrize (10), wobei der Streifen (1 ) an der Mantelfläche (11 ) der Matrize (10) mittels Vakuum angesaugt und festgehalten wird, Nach dem Verbinden der Verbindungszungen (3) mit dem Deckel- oder Bodenzuschnitt (2) Brechen des Vakuums und Abnehmen des fertigen Schachtelteils von der Matrize (10). 2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen von Schachteln, deren Querschnitt mehr als einen konkaven Abschnitt und/oder mehr als einen konvexen Abschnitt aufweist, gekennzeichnet durch die Merkmale: - Anlegen des Streifenanfangs (4) an einem konkaven Abschnitt der Mantelfläche (11) mit Hilfe der Patrize (20), Drehen der Matrize (10) bis zum nächsten konkaven Abschnitt der Matrize (10), Wiederholen der Schritte„Anlegen" und„Drehen" entsprechend der Anzahl konkaver Abschnitte am Umfang der Matrize (10). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: Befestigen des Streifenanfangs (4) an dem konkaven Abschnitt der Mantelfläche (11) mittels Vakuum. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: der Streifenanfang (4) wird an einem konkaven Abschnitt der Matrize (10) angelegt. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal: Aufbringen von Klebstoff auf die Verbindungszungen (3) vor dem Anpressen. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: Temporäres Fixieren eines Innenspiegelzuschnitts (5) am Boden der Matrize (10) mittels Vakuum. 7. Vorrichtung zum Herstellen von Schachteldeckeln und/oder Schachtelböden aus Papier oder Pappe mit einem Deckel- oder Bodenzuschnitt (2) und einer darauf befestigten streifenförmigen Seitenwand, gekennzeichnet durch: eine zylindrische Matrize (10), deren Grundfläche der Form der herzustellenden Schachtel entspricht, und eine Patrize (20), die in wenigstens einer Achse beweglich ist, in der Mantelfläche (11) der Matrize (10) sind Öffnungen (12) vorgesehen, die mit einer Vakuumquelle verbindbar sind und auf diese Weise den Streifen (1) an der Matrize (10) festhalten, die Matrize (10) ist drehbar gelagert, die Patrize (20) besitzt eine Wirkfläche (21 ), die mit der Mantelfläche (11 ) der Matrize (10) kooperiert und auf diese Weise den Streifen (1 ) an die Matrize (10) annähert bzw. anlegt. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das Merkmal: vor der Matrize (10) befindet sich eine Einrichtung zum exakten Zuführen des Streifens (1) zur Matrize (10). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch das Merkmal: der Matrize (10) ist eine Einrichtung vorgeschaltet, die die Verbindungszungen (3) umbiegt. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal: ein Anschlag (30), beispielsweise in Form einer Lichtschranke, positioniert den Anfang des Streifens (1) exakt zur Matrize (10). 11. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Merkmale: die Vakuumöffnungen (12) in der Mantelfläche (11 ) der Matrize (10) sind in Gruppen aufgeteilt, jede Gruppe ist über einen gesteuerten Vakuumanschluss mit der Vakuumquelle verbindbar. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , gekennzeichnet durch das Merkmai: in der Bodenfläche der Matrize (10) sind Saugöffnungen (13) vorgesehen. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch das Merkmal: in die Zuleitungen voh der Vakuumquelle zur Matrize (10) sind Drucksensoren eingeschaltet. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet durch die Merkmale: die Matrize (10) ist an einer Drehachse (14) lösbar befestigt, die Drehachse (14) ist gleichzeitig Vakuumdrehdurchführung. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, gekennzeichnet durch das Merkmal: die Patrize (20) ist ein Hubstößel mit einer Front (21 ), deren Querschnitt an die konkaven Abschnitte der Matrize (10) angepasst ist. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, gekennzeichnet durch das Merkmal: zum Auftragen von Klebstoff sind Klebstoffdüsen vorgesehen. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, gekennzeichnet durch das Merkmal: an der Mantelfläche (11) der Matrize (20) ist eine Anlegekante (15) für den Streifen (1) vorgesehen. |
"Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schachteldeckeln und/oder
Schachtelböden aus Papier oder Pappe" Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von Schachteldeckeln und/oder
Schachtelböden aus Papier oder Pappe mit einem Deckel- oder Bodenzuschnitt und einer darauf befestigten Seitenwand. Sie betrifft ferner Vorrichtungen zum Herstellen derartiger Schachtelteile.
Stand der Technik:
Die Herstellung von Schachteln aus Papier oder Pappe mit kubischer Form mit Hilfe von vollautomatisch arbeitenden Schachtelaufrichtemaschinen ist bereits sehr gut gelöst.
Problematisch ist jedoch nach wie vor die Herstellung von Schachteln mit nicht-kubischer Form, insbesondere wenn der Querschnitt der Schachteln wenigstens einen konkaven Abschnitt und wenigstens einen konvexen Abschnitt aufweist. Derartige Schachteln sind beispielsweise beschrieben in der DE 20 2006 014 009 U1 , in der DE 10 2006 028 824 A1 und der DE 10 2005 054 982 A1. Die Herstellung dieser Schachteln erfolgt so, dass ein die Seitenwand bildender langgestreckter Papier- oder Pappestreifen auf den aus Papier oder Pappe bestehenden Boden geklebt wird. Dazu weist der Papier- oder Pappestreifen eine Länge auf, die der Länge des Umfangs des Bodens entspricht. An der Längsseite des die Seitenwand bildenden Streifens sind Verbindungszungen angeformt, die durch eine Knicklinie mit dem Streifen verbunden sind.
Zur Herstellung dieser Schachteln wird der die Seitenwand bildende Streifen zunächst zu einem Ring geklebt. Danach werden die Verbindungszungen nach innen umgeknickt. Sodann wird dieser Ring von Hand auf eine Form, die der gewünschten Schachtelform entspricht, gelegt und fixiert. Anschließend wird auf diesen in Form gebrachten Ring der Boden aufgeklebt. Nach dem Abnehmen der verklebten Einheit wird dann ein
sogenannter Innenspiegel eingeklebt, der die Verbindungszungen verdeckt. Da die beschriebene Herstellungsweise im Wesentlichen Handarbeit ist, ist sie wenig effizient. Das ist unbefriedigend.
Weitere Maschinen zum Herstellen von herzförmigen Schachteln sind beschrieben in US 1 664 739, US 2 240 445 und US 3 643 554. Die US 4 395 253 beschreibt eine Maschine zum Herstellen von Schachteln aus Wellpappe.
Darstellung der Erfindung:
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe Schachteln aus Papier oder Pappe mit regelmäßigem oder mit
unregelmäßigem Querschnitt vollmaschinell hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Verfahren mit den folgenden Merkmalen: - Bereitstellen eines Streifens mit einem Anfang, einem Ende und
Verbindungszungen an einer Längsseite als Seitenwand,
Umbiegen der Verbindungszungen um bis zu 90 Grad,
Anlegen des Streifens an die Mantelfläche einer zylindrischen Matrize, deren Querschnitt dem Querschnitt der Schachtel entspricht, mit Hilfe einer Patrize, - Verbinden von Streifenanfang und Streifenende,
Anlegen des Deckel- oder Bodenzuschnitts an die Verbindungszungen,
Verbinden der Verbindungszungen mit dem Deckel- oder Bodenzuschnitt, gekennzeichnet durch die Merkmale:
temporäres Fixieren des Streifenanfangs an einem Abschnitt der Matrize, - Drehen der Matrize, wobei der Streifen an der Mantelfläche der Matrize mittels
Vakuum angesaugt und festgehalten wird,
Nach dem Verbinden der Verbindungszungen mit dem Deckel- oder
Bodenzuschnitt Brechen des Vakuums und Abnehmen des fertigen Schachtelteils von der Matrize.
Erster Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der völlige Verzicht auf Handarbeit, weil der gesamte Vorgang vollautomatisch abläuft. Zweiter Vorteil ist, dass sich der Streifen beim Drehen der Matrize exakt nicht nur an die konvexe sondern auch an eventuell vorhandene konkave Abschnitte der Matrize anlegt, wobei das Anlegen durch die Patrize unterstützt werden kann, und beim Weiterdrehen der Matrize auch angelegt bleibt. Die Patrize garantiert auch die korrekte Null-Positionierung der Matrize, die korrekte Positionierung des Streifenanfangs an der Matrize, das Anlegen des Streifens in den konkaven Abschnitten des Matrizenquerschnitts und schließlich die ordnungsgemäße Verklebung von Streifenanfang und Streifenende.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden bei Schachteln mit mehr als einem konkaven und konvexem Abschnitt die Schritte "Anlegen" und "Drehen" so oft wiederholt, wie es der Anzahl der konkaven Abschnitte am Umfang der Schachtel entspricht. Das bedeutet, dass das Verfahren besonders geeignet ist für Schachteln, deren Querschnitt einem Herz, einem Stern, einem Kometen, einem Tannenbaum usw. entspricht.
Gegenstand der Erfindung sind auch Vorrichtungen zum vollautomatischen Herstellen derartiger Schachtelteile. Diese Aufgabe wird gelöst durch Vorrichtungen mit folgenden Merkmalen: eine zylindrische Matrize, deren Grundfläche der Form der herzustellenden Schachtel entspricht,
eine Patrize, die in wenigstens einer Achse beweglich ist,
- in der Mantelfläche der Matrize sind Öffnungen vorgesehen, die mit einer
Vakuumquelle verbindbar sind und auf diese Weise den Streifen an der Matrize festhalten,
die Matrize ist drehbar gelagert,
die Patrize besitzt eine Wirkfläche, die mit der Mantelfläche der Matrize kooperiert und auf diese Weise den Streifen an die Matrize annähert bzw. anlegt, bis das
Vakuum wirkt.
Dank der kombinierten Wirkung von Patrize und Matrize wird der die Seitenwand bildende Papier- oder Pappestreifen von den Vakuumdüsen an der Mantelfläche der Matrize angesaugt, festgehalten und in Form gebracht, bis der Schachtelboden bzw. -deckel angeklebt ist. Dieser Vorgang erfolgt programmgesteuert in kürzester Zeit, ohne dass eine Bedienungsperson Hand anlegen müsste. Es versteht sich, dass die exakte Zufuhr des Streifens zur Matrize von besonderer
Wichtigkeit ist. Aus diesem Grunde befindet sich gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung vor der Matrize eine Einrichtung zum exakten Zuführen des Streifens zur Matrize. Des Weiteren kann der Matrize eine Einrichtung vorgeschaltet sein, die die
Verbindungszungen der Längsseite des Papier- oder Pappestreifens umbiegt,
vorzugsweise um 90°.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist auch ein Anschlag vorgesehen, der den Anfang des Streifens exakt zur Matrize positioniert. Dieser Anschlag kann als Lichtschranke realisiert sein.
Um die erforderliche Vakuumleistung gering halten zu können, sind gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung die Öffnungen in der Mantelfläche in Gruppen aufgeteilt, wobei jede Gruppe über einen gesteuerten Vakuumanschluss mit der Vakuumquelle verbindbar ist.
Vorteilhafterweise ist die Höhe der Mantelfläche auf die Höhe des Streifens abgestimmt. Dies sorgt für eine optimale Positionierung des die Schachtelseitenwand bildenden Streifens.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind in der Bodenfläche der Matrize ebenfalls Saugöffnungen vorgesehen. Mit Hilfe dieser Saugöffnungen kann ein eventuell
vorzusehender Innenspiegel in Position gehalten werden, bis der die Seitenwand bildende Streifen aufgewickelt und die Verklebung hergestellt ist.
Zur Überwachung der einwandfreien Anlage des Streifens an der Matrize können in die Zuleitungen von der Vakuumquelle zu den Saugdüsen in der Matrize Drucksensoren eingeschaltet sein. Liegt der Streifen nicht richtig an, ziehen die Saugdüsen Luft und der Druck steigt an, was von den Drucksensoren gemessen und gemeldet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die Matrize an einer Drehachse lösbar befestigt, wobei die Drehachse gleichzeitig Vakuumdrehdurchführung ist. Auf diese Weise sind die Drehbewegung störende Vakuumschläuche entbehrlich und die Matrize kann endlos gedreht werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Patrize ein Hubstößel mit einer schneidenartigen Front, deren Querschnitt an die konkaven Abschnitt der Matrize angepasst ist. Das heißt, dass die Front so ausgebildet ist, dass der Streifen beim
Einlegen in die konkaven Abschnitte gegebenenfalls geknickt aber natürlich nicht abgetrennt wird.
Es versteht sich, dass Matrize und/oder Patrize vorteilhafterweise auswechselbar sind, um ohne lange Umrüstzeiten unterschiedliche Schachtelformen und -großen produzieren zu können.
Vorteilhafterweise sind zum Auftragen von Klebstoff auf Streifenanfang bzw. Streifenende, Schachtelboden, Schachteldeckel und/oder Verbindungszungen Klebstoffdüsen vorgesehen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Matrize eine Einrichtung zum Anpressen des beleimten Schachtelbodens oder -deckels an die aus dem Streifen gebildete
Seitenwand, die Verbindungszungen und/oder einen etwaigen Innenspiegel zugeordnet.
Um die Positionierung des Streifens auf der Matrize zu verbessern, kann an der
Mantelfläche eine Anlegekante vorgesehen sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen in isometrischer Darstellung
Fig. 1 ein Schachtelunterteil in Sternform und
Fig. 2 die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente einer Vorrichtung zum Herstellen der sternförmigen Papier- oder Pappeschachteln gemäß Fig. 1. Wege zur Ausführung der Erfindung und gewerbliche Verwertbarkeit:
Fig. 1 zeigt rein schematisch das Unterteil einer Papier- oder Pappeschachtel in
Sternform. Derartige Schachtelformen werden häufig für Pralinen verwendet. Schachteln können auch die Form eines Tannenbaums, eines Nikolaus, eines Osterhasen, eines Ostereis, eines Apfels oder auch eines Herzens haben. Gemeinsam ist allen diesen Schachtelformen, dass sie nicht mit den für kubische Schachteln bekannten und bewährten Schachtelaufrichtevorrichtungen hergestellt werden können.
Wie Fig. 1 zeigt, besteht das abgebildete Schachtelunterteil aus einem Bodenzuschnitt 2 aus Papier oder Pappe, auf dem eine Seitenwand, bestehend aus einem langgestreckten Streifen 1 aus Papier oder Pappe, der mittels einer Überlappung am Streifenanfang 4 zu einem Ring geklebt und anschließend auf den Bodenzuschnitt 2 aufgeklebt ist. Zum Aufkleben sind Verbindungszungen 3 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, den Streifen 1 stumpf auf den Boden 2 zu kleben. Falls die Verbindungszungen 3 nicht sichtbar sein sollen, wird ein sogenannter Innenspiegel 5 (nur bereichsweise dargestellt) eingeklebt.
Die in Fig. 2 rein schematisch dargestellte Vorrichtung zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Schachtelunterteils besitzt als wesentliche Bestandteile eine Matrize 10 und eine Patrize 20.
Die Matrize 10 bildet das Herzstück der Vorrichtung. Man erkennt einen Zylinder, dessen Grundfläche der herzustellenden Schachtel 1 , 2 entspricht, somit ebenfalls sternförmig ist. In der Mantelfläche 11 der Matrize 10 sind bereichsweise Öffnungen 12 vorgesehen. Diese sind über Vakuumanschlüsse mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt) verbindbar. Auf diese Weise ist es möglich, den Streifen 1 mittels Vakuum an der Mantelfläche 11 der Matrize 10 zur Seitenwand zu formen und zu fixieren, bis der Bodenzuschnitt 2 aufgeklebt ist. Eine Anlegekante 15 gewährleistet die exakte Lage des Streifens 1 entlang der Matrize 10.
Die Herstellung eines passenden Schachteldeckels erfolgt grundsätzlich auf dieselbe Art und Weise. Allerdings muss eine Matrize mit angepassten Abmessungen verwendet werden. Daher ist es ein großer Vorteil, dass die Matrizen 10 schnell ausgewechselt werden können. Um erkennen zu können, ob der Streifen 1 korrekt an der Mantelfläche 11 anliegt und die Öffnungen 12 verschließt, können in die Vakuumzuleitungen Drucksensoren eingefügt werden. Saugen die Düsen Luft an, reduziert sich der Unterdruck in der Zuleitung, was von den Drucksensoren erkannt und gemeldet wird.
Wie man in Fig. 2 sehen kann, wird der Streifen 1 mit bereits um umgelegten
Verbindungszungen 3 vorgeschoben, bis der Streifenanfang 4 gegen einen Anschlag 30 stößt. Darauf fährt die Patrize 20 nach unten und positioniert den Streifenanfang 4 genau in einem der konkaven Einschnitte der sternförmigen Matrize 10. Dort wird der
Streifenanfang 4 von einer Vakuumdüse festgehalten.
Anschließend wird die Matrize 10 mit Hilfe ihrer Verbindungsachse 14, an der sie auswechselbar befestigt ist, gedreht. Dabei wird der Streifen 1 auf die Mantelfläche 11 aufgewickelt und geformt. Falls nötig wird das Aufwickeln und Formen durch die gesteuert vor und zurück fahrende Patrize 20 unterstützt.
Sobald der Streifen 1 ganz auf die Matrize 10 aufgewickelt ist, wird das Streifenende mit Hilfe der Patrize 20 gegen den Streifenanfang 4 gepresst, bis ein zuvor angebrachter Klebstoff ausgehärtet ist. Grundsätzlich ist es möglich, den Klebstoff als durchgehende Raupe auf den Bodenzuschnitt 2 und/oder den Innenspiegel 5 aufzutragen. Wesentlich besser ist es jedoch, wenn der Klebstoff exakt dosiert punktförmig auf Vorder- und/oder Rückseite der Verbindungszungen 3 aufgebracht wird, was jedoch wegen der Vielzahl an Verbindungszungen 3 und des hohen Arbeitstempos moderner Maschinen hohe
Anforderungen an Hardware und Software stellt.
Anschließend kann ein Bodenzuschnitt (nicht dargestellt) in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Vakuumarms aus einem Magazin abgezogen werden. Dieser Bodenzuschnitt wird nun mit Hilfe des Arms auf die Matrize 10, die Verbindungszungen 3 und den die Seitenwand bildenden Streifen 1 aufgepresst, bis der zuvor aufgebrachte Klebstoff ausgehärtet ist. Anschließend wird die fertige Schachtel mit Hilfe desselben oder eines anderen Vakuumarms von der Matrize 0 abgezogen, wobei der Abziehvorgang dadurch unterstützt werden kann, dass aus den Vakuumdüsen 12, 13 Luft geblasen wird. Die im Boden der Matrize 10 vorgesehenen Vakuumdüsen 13 haben die Aufgabe, den Innenspiegel 5 festzuhalten, der auf die Matrize 10 aufgelegt wird, bevor der Streifen 1 auf die Mantelfläche 11 aufgewickelt wird.
Die Zufuhr des Vakuums zu den Vakuumdüsen 12, 13 erfolgt durch eine in die Drehachse 14 integrierte Vakuumdrehdurchführung.
Nicht dargestellt sind in der Zeichnung die Magazine, die die Zuschnitte für Seitenwand, Boden und Innenspiegel vorrätig halten. Ebenso wenig sind dargestellt die Vorrichtungen, die die Zuschnitte aus den Magazinen abziehen und sie den Bearbeitungsstellen zuführen. Ebenso wenig dargestellt ist die Vakuumquelle. Diese Funktionselemente sind in herkömmlicher Technik realisiert. Ihre Darstellung würde die Zeichnung unübersichtlich und damit unverständlich werden lassen.
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