DE1142574B - Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehaeltern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern in Form von oben bzw. einseitig offenen vieleckigen Schachteln od. dgl. aus dünnem Metall, z. B. Aluminiumfolie, aus Pappe oder ähnlichem Werkstoff.
• Es ist bekannt, derartige Behälter durch Falten eines Rohlings herzustellen, der auf eine Matrize mit einer der Umrißform des herzustellenden Behälters entsprechenden, jedoch etwas größeren öffnung aufgelegt und mittels eines der Innenform des Behälters angepaßten Preßstempels unter Faltung des Rohlings durch die Matrize hindurchbewegt wird. Es ist weiterhin bekannt, die Mat(rize mit trichterförmigen Eckausnehmungen zur Bildung der Eckfaltungen zu versehen. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art arbeiten jedoch alle in der Weise, daß der gesamte Faltvorgang während der Arbeitsbewegung des Preßstempels durchgeführt wird. Hieraus ergibt sich der schwerwiegende Nachteil, daß die Ecken durch einen Vorgang geformt werden, der im wahrsten Sinne des Wortes ein Ziehvorgang ist und bei dem das Material an den Ecken starken Zugbeanspruchungen senkrecht zum Bodenteil des Behälters ausgesetzt wird. Diese sind, weil im übrigen die auftretenden Reibungskräfte sehr groß sind, derart, daß dünnes, empfindliches Material, wie z. B. Aluminiumfolie, mit Hilfe der be- kannten Vorrichtungen nicht ohne Gefahr des Zerreißens oder zumindest der Beschädigung geformt werden kann. Da bei den bekannten Vorrichtungen die Matrize meist als hoher Ziehrahmen bzw. Ziehkanal ausgebildet ist, wird hierbei der Werkstoff während des gesamten Faltvorganges mit großer Kraft durch den festen, hohen Ziehrahmen hindurchgezogen, so daß außerordentlich starke Reibungskräfte auftreten, und zwar nicht nur im Material für die Seitenteile, sondern vor allem auch im Material der Ecken, wo die Werkstoffanhäufung ausgebreitet und entfaltet werden muß, während das Werkstück durch den hohen Ziehrahmen hindurchgezogen wird. Dabei muß bei den bekannten Vorrichtungen die öffnung des Ziehrahmens bzw. dessen lichte Weite nach jeder Richtung genau der Umrißform des herzustellenden Werkstückes entsprechen, wodurch die Reibungskräfte, die tangential auf den Werkstoff zur Wirkung kommen, noch vergrößert werden.
• Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt und eine Vorrichtung geschaffen werden, die unter Aufteilung des Faltvorganges in mehrere Einzelvorgänge ermöglicht, daß auch sehr empfindliche Werkstoffe, insbesondere dünne Aluminiumfolie, ohne jede Gefahr des Zerreißens oder der Beschädigung verarbeitet werden können. Demgemäß ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung die Matrize mit einem flachen, nur zum Vorfalten der Seiten- und Eckenteile des Behälters dienenden Rahmen mit nach außen vorspringenden Eckausschnitten versehen, und zum endgültigen Falten der Seitenteile sind Abbiegeplatten angeordnet, durch die alle Seitenteile am Ende des Arbeitshubes des Preßstempels gleichzeitig an dessen seitliche Anlageflächen anpreßbar sind und die derart ausgebildet sind, daß sie die beiderseitigen Enden der Seitenteile zum Umfalten der Eckenteile durch quer zum Preßstempel bewegliche Faltelemente frei lassen.
• Bei einer auf diese Weise ausgebildeten Vorrichtung werden die Seitenteile des Behälters und seine Eckenteile zunächst gleichzeitig vorgefaltet, indem die Rohplatte durch den starren Flachrahmen hindurchbewegt wird, dessen Umrißgestaltung der All- gemeinform des zu bildenden Behälters entspricht und der an seinen Ecken mit flachen Ausschnitten zur Bildung der Eckfaltungen versehen ist; sodann werden die Seitenteile endgültig gefaltet, indem sie mittels gleichmäßig auf nahezu ihrer gesamten Fläche angreifender Formplatten in ihre richtige Lage zur Bodenfläche bewegt werden; die beiderseitigen Endteile der Seitenflächen, auf die später die Eckenteile des Behälters umgelegt werden, bleiben dabei frei, indem zwischen den Enden der Formplatten ent#sprechende Abstände gehalten werden; schließlich werden, während die Seitenteile des Behälters durch die Formplatten gegen den durch den Stempel gebildeten inneren Formkern in Anlage gehalten werden, die, Eckenteile durch besondere Organe symmetrisch auf die Seitenteile umgefaltet. Der gesamte Faltvorgang wird somit in drei Vorgänge unterteilt, von denen der erste Vorgang nur ein ohne nennenswerte Reibung erfolgendes Vorfalten der Seiten- und Eckenteile umfaßt und während der Bewegung des Preßstempels durchgeführt wird, während der zweite und dritte Vorgang nacheinander das endgültige Umfalten der Seitenteile und der Eckenteile bewirken und bei stillstehendem Preßstempel durchgeführt werden. Hierdurch werden jegliche schädliche Zugbeanspruchungen des Werkstoffes vermieden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, bei denen die Ecken des Behälters symmetrisch auf die beiden angrenzenden Flächen umgefaltet werden.
• Fig. 1 stellt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt dar und zeigt die Matrize und den Stempel; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Matrize nach Fig. 1; Fig. 3 zeigt im anderen Maßstab einen Teil einer Rohplatte, die zum Falten mittels der Vorrichtung vorbereitet ist; Fig. 4 und 5 stellen im größeren Maßstab gehaltene schaubildliche Teilansichten einer Ecke des Behälters vor und nach dem Faltvorgang dar; Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsfonn der Erfindung, und Fig. 7 stellt eine Teildraufsicht auf die Matrize dieser Vorrichtung dar.
• Die Vorrichtung nach der Erfindung dient zum Falten eines Behälters aus einer Rohplatte, wie sie etwa in Fig. 3 dargestellt ist. Die Rohplatte ist vorher entsprechend dem gewünschten Umriß zu- bzw. ausgeschnitten, und die Hauptfalthnien sind durch Einprägen von Vertiefungen oder Erhöhungen entsprechend dem Faltsinn markiert. Für die Ecken sind äiese Faltlinien mit a, b, c, d, e bezeichnet; die Faltung nach diesen Linien erfolgt nach den Fig. 4 und 5. Das Aus- bzw. Zuschneiden der Rohplatte und das Markieren der Faltlinien kann gleichzeitig oder nacheinander mit Hilfe irgendwelcher bekannter Mittel erfolgen, die gegebenenfalls in die durch die Vorrichtung nach der Erfindung gebildete Maschine zur Herstellung der Behälter eingebaut sein können.
• Wie insbesondere aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht die Matrize aus einem Hohlkörper 1 mit einem Ziehrahmen 2, der etwas tiefer als die Oberfläche des Körpers 1 angeordnet ist und dessen Umriß eine dem Umriß des zu bildenden Behälters ähnliche Allgemeinform, z. B. eine quadratische oder rechteckige Form, aufweist, aber größer als diese ist. Der Ziehrahmen 2 ist an seinen Ecken mit Ausschnitten 3 versehen, die in ihrer Form der Form der Ecken des Behält,ers entsprechen, nach dem sie teilweise vorgefaltet sind.
• Ein Stempel 4, der mit einer Auflageplatte 5 zusammenarbeitet, wird durch beliebige Mittel so gesteuert, daß er eine hin- und hergehende Bewegung E in axialer Richtung ausführt. Der als Beispiel schematisch dargestellte Stempe14 enthält einen unteren Hohlraum 6. in den entgegen der Wirkung von Fedem 7 a ein Auswerfer 7 eindringen kann, der dazu dient, den fertigen Behälter freizugeben. Die Steuerstange 8, die mit der Scheibe 9 ein Stück bildet, ist mit dem Körper4 entgegen der Wirkung einer Feder 5 10 begrenzt axial beweglich verbunden, die kräftiger ist als die Federn 7 a.
• Die Auflageplatte 5 hat ebenso wie das untere Ende des Stempels 4 eine dem Boden des herzustellenden Behälters entsprechende Form und ist an a einem sich nach unten erstreckenden und durch beliebige, nicht dargestellte Mittel geführten Schaft 11 befestigt. Dieser Schaft steht unter der Wirkung einer Feder 11 a, die die Auflageplatte 5 in der in der rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellten oberen Stellung zu halten versucht, die durch einen Anschlag, z. B. einen Bolzen oder Stab 12, bestimmt wird, der an dem Schaft 11 fest angebracht ist und mit der Grundplatte des Matrizenkörpers 1 zusammenarbeitet.
• Für jede Seitenfläche des herzustellenden Behälters ist eine Platte 13 vorgesehen, deren Oberfläche fast gänzlich der betreffenden Seitenfläche des Behälters entspricht. Die Platten 13 sind jeweils durch Arme 14 um eine Achse 15 drehbar mit einem Haltebügel 16 verbunden, der am Matrizenkörper 1 befestigt ist. An den Platten 13 ist je ein Gabelbügel 17 angebracht. zwischen dessen Gabelenden eine Rolle 18 gelagert ist. Der Schaft 11 ist mit einem Bundring 19 versehen, der so viele Radialarme 20 aufweist, als Platten 13 vorhanden sind. Jeder dieser Arme 20 greift in einen Gabelbügel ein, derart, daß der Arm 20 und die Auflageplatte 5 die Bewegung der Rolle 18 und damit die der Platten 13 steuern und begrenzen.
• Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Auf den Ziebrahmen 2 wird eine zu faltende Rohplatte 21 aufgelegt, wobei die Teile der Vorrichtung die in Fig. 1 rechts dargestellte Stellung einnehmen. Das Auflegen der Platte21 kann durch Ansaugen unterstützt werden, das durch öffnungen 22 hindurch erfolgt, die in dem Rahmen 2 angeordnet und über eine Sammelleitung23 mit einer Absaugvorrichtung beliebiger Art verbunden sind.
• Wenn der Stempe14 seinen Abwärtshub beginnt und mit der durch die Auflageplatte 5 unterstützten Rohplatte 21 in Berührung kommt. werden die Federn 7 a, die schwächer sind als die Feder 11 a, zusammengedrückt. Der Auswerfer 7 dringt dabei in den Hohlraum 6 ein, worauf der Stempel 4 bei seiner weiteren Abwärtsbewegung die Auflageplatte 5 sowie die Rollen 18 mitnimmt, die dabei ein Verschwenken der Seitenplatten 13 um ihre Achsen 15 bewirken. In der linken Hälfte der Fig. 1 ist eine Zwischenstellung 13' der Platte 13 gezeigt, wobei die entsprechende ArbeitssteHung des Stempels 4 durch die strichpunktierte Umrißlinie 4' angedeutet ist. Die Platte 21 wird dabei teilweise gefaltet, indem ihre Seitenflächen frei über die Ränder des Ziehrahmens 2 weggleiten, die vorzugsweise geneigt angeordnet und nach oben und außen abgerundet sind. Die Platte 21 nimmt dabei die Stellung 21' ein.
• Am Ende der Abwärtsbewegung kommen die Platten 13 mit den Seitenflächen der zu faltenden Rohplatte 21 in Berührung und pressen sie gegen die Seitenflächen des Stempels 4. Diese Berührung erfolgt auf der gesamten Fläche der Platten 13 praktisch gleichzeitig, so daß das Material der Platte 21 keiner ]ei Reib- oder Streckwirkung ausgesetzt wird. In dieser in Fig. 1 links mit strichpunktierten Linien dargestellten Endstellung IY' halten die Platten 13 die Auflageplatte 5 und den Stempel 4 unbeweglich fest. Die Steuerstange 8 kann sich dabei noch etwas abwärts bewegen, indem die Feder 10, die särker ist als die Feder 11 a. zusammengedrückt wird. In der Zeit, in der die Auflageplatte 5 und der herzustellende Behälter festaehalten werden, werden die die Ecken des Behälters formenden Faltelemente 24 gegen die beim Durchgang durch die Ausschnitte 3 des Rahmens 2 bereits teilweise vorgefalteten Ecken vorgeschoben und pressen diese gegen den Stempel 4, wobei sie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch auf die angrenzenden Flächen des Behälters umgefaltet werden. Jegliche Gefahr einer Beschädigung des Behältermaterials oder einer schädlichen Zerrung desselben ist somit während dieses Vorganges ausgeschlossen. Es ist zu bemerken, daß die Platten 13 Trapezform haben und sich nach oben verengen, damit ihre Einwirkung an den Eckenteilen an den Stellen, an denen die Faltelemente 24 zur Anwendung gelangen, verhindert wird. Diese Faltelemen',e können in beliebiger Weise, z. B. mechanisch oder pneumatisch, betätigt werden, wobei ihre Bewegungen mit den Bewegungen anderer Teile der Vorrichtung synchronisiert sein können. Ihre Wirkung ist sehr rasch und erfolgt im ersten Teil der Zeit. in der die Auflagepla',te5 festgehalten wird. Im restlichen Teil dieser Zeit legen die abgeschrägten Wangen25, die an der Scheibe9 der Steuerstange8 befestigt sind, die Ränderf (Fig. 4 und 5) des Behältermaterials um, die auf der Außenfläche von diesen Wangen berührt werden, derart, daß die Ecken des Behälters durch diese umgelegten Ränder teilweise überdeckt werden. Wenn die Bildung der Umschlagränderf nicht erforderlich ist, können die zugespitzten Wangen25 entfallen.
• Alsdann beginnt der Stempe14 seine Aufwärtsbewegung. Die Auflageplatte5 folgt dabei dieser Aufwär'sbewegung unter der Wirkung der Feder11a. Die Rollen 18 werden dabei durch die Arme 20 mi' - genommen und verschwenken die Platten 13 wieder in ihre Ausgangsstellung. Schließlich löst sich der Stempe14 einschließlich des fer.liggefalteten Behälters von der Halteplatte5, und der Behälter wird unter der Wirkung der Federn7a durch den Auswerfer7 freigegeben.
• Bei der Ausführungsforrn nach den Fig. 6 und 7 besteht die Matrize aus einem Hohlkörper50 und einem Rahmen51, dessen Eckausnehmungen52 so tief sind und eine solche Umrißform haben, daß die Reibung zwischen der zu faltenden Platte 56 und diesem Umriß praktisch vermieden ist, mit Ausnahme an den inneren Vorsprüngen52', die vorzugsweise spitzwinklig sind.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in dem Ma#rizenkörper 50 fest angeordnete Seitenplatten 53 angeordnet, die beispielsweise mittels Bolzen auf einer gemeinsamen Grundplatte befestigt sein können, die ihrerseits am Matrizenkörper angebracht ist. Die Innenflächen der Seitenplatten 53 verlaufen parallel zu den Außenflächen des Preßstempels 55. Die Ecken 60 desselben sind mit kleinen Ausnehmungen versehen, um nach dem Behälterinnern zu eine leichte Stauchung der Ecken des Behälters zu ermöglichen, die eine dreifache Dicke haben.
• Die Auflageplatte 54 kann mit Kanälen 57 versehen sein, die an eine Absaugevorrichtung angeschlossen sind, um die zu faltende Platte durch Ansaugen festzuhalten. Am Ende seiner Abwärtsbewegung preßt der Preßstempel 55 die Seitenteile der zu faltenden Platte 56 gegen die Seitenplatten 53 der Matrize 50, so daß diese praktisch die gesamten Seitenflächen des Behälters überdecken. Sie sind nur an den Ecken durch geringe Zwischenräume voneinander getrennt, in denen die zur Bildung der Behälterecken dienenden Faltelemente 58 zur Wirkung kommen. Die Auflageplatte 54 hat solche Abmessungen, daß sie mit der Innenfläche der Seitenplatten 53 der Matrize praktisch in einer Ebene liegen, wenn sie ihre unterste Stellung54' einnimmt, in der das Behältermaterial, wie bei 56' angedeutet ist, fertig gefaltet ist.
• Der Preßstempel wird vorzugsweise so gesteuert. daß er eine geringe Zeit lang in seiner untersten Stellung verbleibt. Eine solche Steuerung kann beispielsweise mi!'els einer Nockenscheibe od. dgl. erreicht werden oder dadurch, daß in der Steuervorrichtung für den Preßstempel eine kurze Strecke vorgesehen wird, in der eine elastische Zusammendrückung möglich ist. Auch können die Platten 53 insgesamt derart angebracht sein, daß sie sich im Bewegungssinn des Preßstempels elastisch verschieben können, derart. daß sie dem Preßstempel am Ende seiner Bewegung folgen können. Die zum Falten der Ecken dienenden Faltelemente 58 werden dann vorzugsweise derart angeordnet, daß sie an der Bewegung der Seitenplatte 53 der Matrize teilnehmen.
• Am Ende der Abwärtsbewegung des Preßstempels 55 legt sich eine an ihm angebrachte Schulter 59 auf die Ränder des Behältermaterials und preßt diese auf die oberen Flächen der Seitenplatten 53. Wenn Behälter ohne vorspringende obere Ränder hergestellt werden sollen, können die Ränder durch irgendwelche bekannte Mittel auf die Seitenflächen des Behälters umgelegt werden.
• Nach der Aufwärtsbewegung der Teile 54, 55, 56' hält die Halteplatte 54 in ihrer obersten Stellung infolge der über die Kanäle 57 ausgeübten Saugwirkung den Behälter56' zunächst noch fest, während der Formstempel 55 noch weiter nach oben bewegt wird, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. In die Verbindung der Kanäle mit der Absaugvorrichtung können selbsttätige Steuermittel eingeschaltet sein, durch welche die Wirkung der Absaugevorrichtung periodisch unterbrochen wird.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann z. B. bezüglich der Erzeugung der Relativbewegung der Matrize und des Formstempels mancherlei Abweichungen oder Abänderungen erfahren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern in Form von oben bzw. einseitig offenen vieleckigen Schachteln od. dgl. aus dünnem Metall, beispielsweise Aluminiumfolie, aus Pappe oder ähnlichem Werkstoff durch Falten eines Rohlings, der auf Matrize mit einer die Umrißform des herauszustellenden Behälters in ihrer Größe etwas übertreffenden und zur Bildung der Eckenteile mit Eckenausnehmungen versehenen öffnung aufgelegt und mittels eines Preßstempels durch die Matrize hindurchbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (1) mit einem flachen, nur zum Vorfalten der Seiten- und Eckenteile des Behälters dienenden Rahmen (2, 51) mit nach außen vorspringenden Eckenausschnitten (3, 52) versehen ist und zum endgültigen Falten der Seitenteile Abbiegeplatten (13, 53) angeordnet sind, durch die alle Seitenteile am Ende des Arbeitshubes des Preßstempels (4, 55) gleichzeitig gegen dessen seitliche Anlageflächen anpreßbar sind und die derart ausgebildet sind, daß sie die beiderseitigen Enden der Seitenteile zum anschließenden Umfalten der Eckenteile durch quer zum Preßstempel bewegliche Faltelemente (24, 58) frei lassen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Abbiegeplatten (13, 53) eine nach oben enger werdende Trapezform aufweisen, deren große Basis nahezu eine der Länge der Bodenkante des Behälters entsprechende Länge hat. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbiegeplatten (13) jeweils um eine parallel zu der Ebene des Hachrahmens (2) verlaufende Achse (15) der Matrize (1) schwenkbar und mit einem Gabelbügel (17) versehen sind, der an seinem freien Ende eine Rolle (18) trägt, die mit begrenztem Spiel zwischen der Unterfläche einer den Bodenteil des herzustellenden Behälters aufnehmenden Auflageplatte (5) und einem an dieser in einem bestimmten Abstand unter ihr angeordneten Anschlag (20) beweglich ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Preßstempel (4) und dessen Steuerglied (8) elastische Mittel (10) angeordnet sind, die stärker sind als die der Verschiebung der Auflageplatte (5) beim Falten der Rohplatte entgegenwirkenden elastischen Mittel (11 a), derart, daß das Steuerglied (8) seine Ab- wärtsbewegung noch etwas fortsetzen kann, wenn der Preßstempel (4) durch die gegen ihn angepreßten schwenkbaren Seitenplatten (13) angehalten wird. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbiegeplatten (53) fest und derart angeordnet sind, daß ihre Innenflächen parallel zu den Seitenflächen des Preßstempels (55) verlaufen und ihre Enden durch Zwischenräume voneinander getrennt sind, welche den Durchgang der zum Umfalten der Ecken dienenden Faltelemente (58) zulassen. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbiegeplatten (53) in ihrer Gesamtheit entgegen der Wirkung von kräftigen elastischen Mitteln in kleinem Ausmaß axial verschiebbar sind und daß die zum Umfalten der Behälterecken dienenden Faltelemente vorzugsweise derart angeordnet sind, daß sie der Verschiebung der Abbiegeplatten (53) folgen können. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine mit Absaugöffnungen (57) versehene Auflageplatte (54), die gegebenenfalls unter Zwischenschaltung selbsttätiger Steuermittel an eine Absaugevorrichtung angeschlossen sind. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte (3, 52) des Flachrahmens (2, 51) längere Umrißlinien als die Eckenteile des Rohlings haben und diese Umrißlinien spitze Winkel mit dem Innenrand des Flachrahmens bilden. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Patentschrift Nr. 654 136; schweizerische Patentschriften Nr. 121150, 226 233; USA.-Patentschriften Nr. 1403 642, 1509 191, 2014046.