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Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstellen von einem Einzelwerkzeug
und einem Werkzeugpaar in einer Maschine zum Herstellen von Faltschachtelzuschnitten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstellen von
einem Einzelwerkzeug und einem Werkzeugpaar gegenüber einem fest angeordneten Werkzeug
mittels auf einer Gewindespindel verschiebbaren Muttern in einer Maschine zum Herstellen
von Faltschachtelzuschnitten.
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Faltschachteln werden aus einem vorbereiteten Zuschnitt hergestellt,
der längs der Faltlinien genutet, dann zwecks Bildung von Laschen mit Einschnitten
versehen und schließlich beschnitten wird, um eine übergreifende Verbindungslasche
zu bilden. Damit die sich summierenden Abmessungsfehler keine windschiefe Faltschachtel
ergeben und die gewünschte Faltschachtel mit den richtigen Abmessungen erhalten
wird, müssen die Werkzeuge, welche die vorstehend angegebenen Arbeiten ausführen,
mit großer Genauigkeit eingestellt und im Abstand voneinander gehalten werden.
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Bei der Herstellung von Faltschachteln sind noch sogenannte Abmessungskonstanten
zu berücksichtigen, die das Breitenverhältnis der einzelnen Seiten des Kartonzuschnitts
zueinander definieren. Wenn sich nämlich ein Werkzeug verschiebt und die Abmessung
einer bestimmten Faltschachtelseitenwand geändert wird, ändert sich zwangläufig
auch die Abmessung der angrenzenden Seitenwand. Wird die ursprüngliche Einstellung
in der Maschine verändert, um eine Faltschachtel vorbestimmter Größe oder mit einem
anderen Verhältnis der Breite zur Höhe herzustellen, ändert sich auch das Verhältnis
von Seite zu Seite. Um die Faltschachtel später in einwandfreier Weise
zusammensetzen zu können und außerdem die verhältnisgleichen Abmessungen
von Breite zur Höhe zu bekommen, ist eine Neueinstellung der Werkzeuge erforderlich,
was, soll sie mit der erforderlichen Genauigkeit ausgeführt werden, zeitraubend
ist und eine verwickelte Vorrichtung erforderlich macht.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Einstellung des
Abstandes von Messerköpfen in einer Maschine zur Herstellung von Faltschachteln
vorzuschlagen, welche die Breite der wechselweise aufeinanderfolgenden Seitenwände
eines Kartonzuschnitts im festen Verhältnis zueinander als auch die Breite der anderen
wechselweise aufeinanderfolgenden Seitenwände in gleicher Weise zueinander gemeinsam
einzustellen gestattet. Das Verhältnis der Abmessungen der Kartonseitenwände zueinander
ist eine Abmessungskonstante.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist in einem älteren Patent vorgeschlagen
worden, einen besonderen Antrieb zu verwenden, der zwei separate äußere Antriebsmotoren
vorsieht, die über ein Differentialgetriebe miteinander gekuppelt sind. Die Schlitzwerkzeuge
werden durch mit Gewindemuttem versehene Verschiebeglieder verstellt, die auf im
wesentlichen über ihre ganze Länge ein Gewinde tragende Gewindespindeln gelagert
sind. Diese Ausführung erfordert einen nicht unbeachtlichen Bauaufwand, einschließlich
eines Differentialgetriebes, was im übrigen auch den Nachteil hat, daß ein unmittelbarer
Antrieb von Gewindespindel zu Gewindespindel nicht möglich ist und eine Zwangssynchronisierung
einzelner Verstellbewegungen zueinander noch nicht mit hinreichender Genauigkeit
und Gleichmäßigkeit gewährleistet ist.
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Ferner ist ein Einstellvorrichtung bekannt, die ein Handrad zur Drehung
einer mit Kegelrädern besetzten Antriebswelle vorsieht, wobei über diese Kegelräder
eine Mehrzahl von Zahnräder tragenden Verstellwellen in Drehung versetzt wird. Diese
Zahnräder kämmen mit Gegenzahnrädern von Gewindespindeln, die jeweils über Muttern
mit Einstellwerkzeugen verbunden sind, so daß die Werkzeuge zueinander verschoben
worden können. Letztere Wellen sind in ihrer ganzen Länge mit Gewinde versehen.
Zur Änderung der Werkzeugabstände sind außer den Gewindespindeln
jeweils
zwei Verstellwellen, eine für Vor- und eine für Rückwärtsdrehung, erforderlich.
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Das Verhältnis der Abmessungen der Kartonseitenwände zueinander ist
eine Konstante - es muß bei jeder Veränderung der Werkzeugabstände im einzelnen
neu eingestellt werden. Es ist jedoch auch -eine Gewindespindel zur Einstellung
der Werkzeuge be-
kannt, die Links- und Rechtsgewinde aufweist, wobei auf
jedem Gewindeteil die das Werkzeug verstellende Mutter vorhanden ist. Die Verstellung
erfolgt durch Drehung eines Handrades, das diese Welle unmittelbar in Rotation versetzt.
Die bekannte Vorrichtung ist nur zur Verstellung von Einzelwerkzeugen gegeneinander
geeignet.
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Ferner ist eine Zuschnittschneid- und -schl#itzvorrichtung bekannt,
die zum gleichzeitigen Verstellen von mit je einer Spindelmutter entlang
einer Gewindespindel axial verstellbaren Werkzeugeinheiten dient, wobei die Werkzeuge
von einer Keilwelle geführt lind durch ein Zahnrad verstellbar sind, das auf der
Keilwelle verschiebbar ist und mit der Spindelmutter im
Eingriff steht. Die
bekannte Verstellvorrichtung dient dazu, die Schneideinheiten durch Drehen der Keilwelle
einzeln gegeneinander zu verschieben.
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Ausgehend von einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstellen von'einem
Werkzeug und einem Werkzeugpaar gegenüber einem fest angeordneten Werkzeug mittels
auf einer Gewindespindel verschiebbaren Muttern in einer Maschine zum Herstellen
von Faltschachtelzus#1mitten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Gewindespindel
durch eine Keilwelle zu einem Verstellgestänge verlängert und zwei derartige Verstellgestänge
spiegelbildlich angeordnet sowie jeweils über einen Zahnrad-Gewindemutter-Antrieb
miteinander verbunden sind, wobei das Einzelwerkzeug durch den jeweiligen Antrieb
und das gleichzei#g mit dem Einzelwerkzeug verstellbare zweite Werkzeug des jeweiligen
Werkzeugpaares nur durch je eine von diesem Antrieb separate Gewindemutter
verschiebbar ist. Hierdurch wird die eingangs gestellt-- Aufgabe der Einhaltung
dieser Abmessungskonstanz in verbesserter Weise gelöst, da auf Spezialgetriebe und
mehrere äußere Antriebsmotoren verzichtet werden kann. Außerdem sind alle einzelnen
Verstellbewegungen unmittelbar miteinander zwangssynchronisiert, so daß auch die
eventuell auftretende kleinste Ungenauigkeit sich verhältnisgleich auf andere Einstellbewegungen
überträgt und stets eine verhältnisgleiche richtige Lage der Messerköpfe zueinander
gegeben ist. Man kommt mit lediglich zwei Verstellgestängen für eine Werkzeuggruppe
aus. Die Einstellung kann in kürzerer Zeit erfolgen.
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. Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das eine Verstellgestänge
durch eine leicht lösbare und das andere Verstellgestänge durch eine hülsenartig
verkeilte Kupplung aus Spindel- und Keilwelle zusammengesetzt. Eine vereinfachte
Ausbildung sieht vor, daß das Zahnrad und die Gewindemutter des Antriebs den gleichen
Teilkreisdurchmesser aufweisen.
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In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführutiesform der Vorrichtung
gemäß der Erfindung in einer Maschine zur Herstellung von Faltschachteln dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht einer Maschine zur Herstellung von Faltschachteln,
. F i g. 2 eine Seitenansicht der Antriebsmittel für die Verstellorgane
der Schlitz-, Falt- und Beschneideeinheit der. Maschine, ' Z
F i
g. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1,
F i
g. 4 im Querschnitt einen oberen und einen unteren Werkzeugsatz, F i
g. 5 in größerem Maßstab eine Führung, die mit einer Verstärkung versehen
ist, F i g. 6 eine Seitenansicht eines vorderen Paares von zusammenarbeitenden
Werkzeugköpfen, F i g. 7 eine Seitenansicht eines hinteren Paares von zusammenarbeitenden
Werkzeugköpfen, F i g. 8 einen Querschnitt nach der Linie 9-9 der
Fig. 6,
F i g. 9 einen Teil einer Jocheinheit im Längsschnitt, Fig.
10 eine Vorderansicht einer Beschneideeinheit mit quergeschnittenen Spindeln,
Fig. 11 die Beschneideeinheit gemäß Fig. 10 in Seitenansicht, F i
-. 12 ist eine Draufsicht auf die obere Quervorschubeinheit und veranschaulicht
schematisch die Lage gegenüber dem fertigen Kartonzuschnitt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Maschine20 ist mit einem Vorratsbehälter
22 versehen, aus welchem die Kartonzuschnitte hintereinanderliegenden Druckwe
" rken 24,26, 28 und 30 zugeführt werden. Die bedruckten Zuschnitte
werden dann durch eine Schlitz-, Falz- und Beschneideeinheit 32 hindurchgefüh.rt.
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Innerhalb der Schlitz-, Falz und Beschneideeinheit 32 sind
ein oberer Werkzeugsatz 34 und ein unterer Werkzeugsatz 36 angeordnet, zwischen
welchen der bedruckte Zuschnitt hindurchgeführt wird. Jeder Werkzeugsatz 34 und
36 ist mit zwei Verstellspindeln 38 und 40 versehen, die sich quer
zur Schlitz-, Falz-und Beschneideeinheit 32 erstrecken und auf einer Seite
aus derselben vorstehen, wie F i g. 3 zeigt.
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Jedes vorstehende Ende der Spindeln 38, 40 ist mit einem Kettenrad
42 versehen. Die obere und die untere Spindel 38 sind so angeordnet, daß
sie durch eine über die Kettenräder 42 laufende Kette 44 gleichzeitig in demselben
Maße verstellt worden. Ebenso sind die obere und die untere Spindel 40 durch eine
andere Kette 46 miteinander verbunden. Jede Kette 44 oder 46 wird durch ein einstellbares
Kettenrad 48 gespannt.
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Wie F i g. 4 zeigt, umfaßt jeder obere und untere Werkzeugsatz
34 und 36 ferner zwei im senkrechten Abstand voneinander liegende Führungsstangen
50,
eine Welle 52 für Vorschubwalzen 53 und zwei im waagerechten
Abstand voneinander liegende Antriebswellen 54. Die Wellen 52 und 54 der
oberen und unteren Werkzeugsätze 34, 36 sind so angeordnet, daß sie mit der
gleichen Drehzahl und in der gleichen Richtung angetrieben werden, so daß sie mit
der Vorschubeinrichtung am Vorratsbehälter 22 und den Druckwerken 24,
26, 28 und 30 synchron laufen.
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Die Führungsstangen 50 drehen sich nicht, sondern dienen paarweise
als Gleitlager für obere und untere Jocheinheiten 56 ' 56' 56" die
auf denselben angeordnet sind. Auf dem' unteren Paar der Führungsstangen
50 sind die Jocheinheiten in umgekehrter Stellung angeordnet.
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Wie F i g. 9 zeigt, besteht jede Jocheinheit aus einem Jochteil
58, der eine lange Lagerhülse 60 und eine kurze Lagerhü Ise
62 aufweist, welche auf den Führungsstangen 50 verschiebbar sind.
Zwischen den beiden Lagerhülsen 60'und 62 ist eine in Form ein-er Acht ausgebildete
Ausnehmung 64 ausgespart.
Gemäß den F i g. 4 und
5 sind an jedem Jochteil 58 zwei gegabelte Führungen 66 befestigt,
die sich vom Jochteil nach entgegengesetzten Seiten erstrekken, um mit kreisförmigen
Werkzeugköpfen 84 in Eingriff zu kommen, die auf allen vier Antriebswellen 54 angeordnet
sind und die nachstehend beschrieben werden.
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An jedem Führungsfinger 66 ist eine Abnutzungsplatte
68 befestigt. Diese Platten erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene nach
innen, so daß sie mit einer mit einem Bund versehenen Vorschubwalze 53
in
Eingriff kommen, die auf der Welle 52 verschiebbar aufgekeilt ist.
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Eine Beschneideeinheit 70 mit im Abstand voneinander liegenden
Lagerhülsen 76 und 78 ist nur auf den beiden oberen Führungsstangen
50 verschiebbar angeordnet, wie in F i g. 10 und 11 dargestellt.
Am Jochteil 74 ist nur eine einzige gegabelte Führung 72
befestigt, die sich
nach unterr erstreckt, um zwei Messerköpfe 84 zu umfassen, die auf der oberen und
der unteren Welle 52 verschiebbar verkeilt sind. Zwischen den beiden Lagerhülsen
76, 78 ist eine längliche Ausnehmung 80 vorgesehen, durch welche die
Spindeln 38, 40 frei hindurchgehen.
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Die Messer 82, die eine Faltlinie unten, einen Schlitz einschneiden
oder eine Kante des Kartonzuschnitts beschneiden, sind nach Bedarf auf den kreisförmigen
Messerköpfen 84 angeordnet, wie F i g. 11 zeigt und wie die F i
g. 6, 7, 8 in größerem Maßstab zeigen. Jeder Kopf 84 ist auf seiner Antriebswelle
54 oder 52 frei verschiebbar und ist mittels eines in einer Keilnut
86 angeordneten Keils mit derselben undrehbar verbunden.
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Wie F i g. 8 zeigt, ist auf einer Seite jedes Kopfes 84 ein
Bund 88 angeordnet, der die Führungen 66,
die Abnutzungsplatten
68 oder die Füh-rung 72 aufnimmt, welche vorstehend in Verbindung
mit den F i g. 4, 10 und 11 beschrieben wurden.
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Verstärkungen 90 aus gehärtetem Stahl sind in den Spitzen der
Führungen 66 und 72 angeordnet und können an den Seiten durch eine
exzentrische Einstellschraube 92 nach außen gedrückt werden. Die zusammengesetzte
Einheit ist in F i g. 5 dargestellt.
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Wie F i g. 3 zeigt, bestehen beide Spindeln 38 und 40
aus zwei Hälften, nämlich einer mit Gewinde versehenen Hälfte 96 und einer
glatten Hälfte 98. Ihre Verbindungsstelle ist in einem Hilfsrahmen 94 gelagert,
der am Hauptrahmen der Schlitz-, Falz- und Beschneideeinheit 32 befestigt
ist.
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Der Hilfsrahmen 94 ist mit einer Bohrung versehen, welche eine hülsenartige
verkeilte Kupplung 102 für die Verbindungsstelle der beiden Spindeln 40 und eine
rasch lösbare Kupplung 100 für die Verbindungsstelle der beiden Spindeln
38 aufnimmt.
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Zur Herstellung des in F i g. 12 gezeigten fertigen Zuschnitts
112 für eine bestimmte Faltschachtel werden die drei Jocheinheiten 56, 56',
56," und die zugehörigen Köpfe 84 auf den oberen Spindeln 38, 40 und den
oberen Antriebswellen 54 verwendet. Außerdem sind noch drei weitere Jocheinheiten
und die zugehörigen Köpfe 84 auf den unteren Spindeln 38,
40 und den unteren
Antriebswellen 54 erforderlich, die mit den erstgenannten ausgerichtet, aber nicht
dargestellt sind.
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Ein weiterer Satz von Köpfen 84, welche nicht den obenerwähnten Bund
88 aufweisen, und von Jochen 56, 561, 5611 ist in einer bestimmten
seitlichen Stellung und miteinander ausgerichtet mittels Stellschrauben 114 unmittelbar
auf allen vier Antriebswellen 54 befestigt. Eine einzige Beschneideeinheit
70 ist nur auf den oberen Führungsstangen 50 verschiebbar und wird,
wie bereits erwähnt, durch die Vorschubspindeln 38, 40 eingestellt.
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In F i g. 12 von links nach rechts liegt der Kopf 84 der Beschneideeinheit
70 an der Arbeitsstelle A, an der die laschenfreie Kante des Zuschnitts
112 beschnitten wird. Die nächsten drei Sätze der Köpfe 84 in seitlicher Reihenfolge
bilden die Arbeitsstellen B, C und D, an welchen der Zuschnitt geschlitzt
und genutet wird. Die rechtsseitigen Köpfe 84 an der Arbeitsstelle E beschneiden
die Kante des Zuschnitts, welche die Verbindungslasche aufweist.
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Die Arbeitsstelle C ist ortsfest, da die zugehörigen Köpfe
84 mittels der Stellschrauben 114 befestigt sind. Die Arbeitsstellen A,
B, D und E hingegen sind vor der Parallelverschiebung der Joche
56, 56', 56"
oder 70 durch die Verstellspindeln 38 und
40 abhängig.
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Die entsprechenden Köpfe 84 des oberen Werkzeugsatzes 34 und des unteren
Werkzeugsatzes 36
bleiben während der Parallelverschiebung ausgerichtet, so
daß ihre Messer 82 in der in den F i g. 6
und 7 veranschaulichten
Weise zusammenarbeiten können.
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Die Beschneideeinheit 70 sowie das äußerste obere und untere
Joch 56 enthalten in den obenerwähnten Ausnehmungen 80 und 64 eine
verzahnte Mutter 116
und ein mit derselben im Eingriff stehendes aufgekeiltes
Zahnrad 118.
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Die verzahnte Mutter 116 ist auf die zugehörige, mit Gewinde
versehene Spindelhälfte 96 aufgeschraubt, während das aufgekeilte Zahnrad
118 auf der angrenzenden glatten Spindelhälfte>98 verschiebbar ist, die mit
einer in der Längsrichtung verlaufenden Keilnut120 versehen ist. Die dazwischenliegenden
oberen und unteren Joche 56', 56" sind nur mit einer festen Gewindemutter
122 versehen, welche auf die zugehörigen, mit Gewinde versehenen Spindelhälften
96 aufgeschraubt ist.
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Die verzahnte Spindelmutter 116 und die Gewindemutter 122 bestehen
aus zwei Teilen, so daß sie unter Zwischenlage einer Beilagscheibe 124 nach Art
einer Gegenmutter nachgestellt werden können, um die Gewindeabnutzung auszugleichen,
wie F i g. 3
zeigt. Die miteinander im Eingriff stehenden Muttern
116 und Zahnräder 118 haben den gleichen Teilkreisdurchmesser, so
daß sich ein Verhältnis 1 : 1
ergibt.
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Ein umkehrbarer Einstellmotor 126 mit einer Sicherheitskupplung
128 kann mit einer Verstellspindel 40 verbunden werden, wenn eine Druckknopfsteuerung
oder eine automatische Steuerung der für die Zuschnittgrößenänderung erforderlichen
Verstellbewegung für die Werkzeugsätze erwünscht ist. Zur Einstellung der Spindeln
38 wird dann ein (nicht dargestellter) ähnlicher Motor mit Kupplung verwendet.
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Wenn gemäß F i g. 12 die Spindel 40 gedreht wird, bewegt die
mit Gewinde versehene Hälfte 96 die beiden im Abstand voneinander liegenden
rechtsseitigen Joche 56, 56' als ein in konstantem Abstand liegendes
Paar von den eine ortsfeste Stellung einnehmenden Köpfen 84 weg. Zu diesem Zeitpunkt
wirkt die verzahnte Mutter 116 im äußersten rechtsseitigen Joch
56 als eine ortsfeste Mutter, weil sie an einer Drehung durch das zugehörige
Zahnrad 118 gehindert
wird, welches auf der glatten Hälfte
98 der augenblicklich stillstehenden Spindel 38 aufgekeilt ist.
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Zum gleichen Zeitpunkt, in dem die Spindel 40 .gedreht wird, wird
durch das auf ihrer glatten Hälfte 98 aufgekeilte Zahnrad 118 die
mit demselben im Eingriff stehende verzahnte Mutter 116 in der Beschneideeinheit
70 verdreht, und dieselbe bewegt sich daher längs der mit Gewinde versehenen
Hälfte 96
der stillstehenden Spindel 38. Die Beschneideeinheit
70 bewegt sich um die gleiche Strecke in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung
der obenerwähnten Jochpaare 56, 56', weil die Gewinde der Hälften
96
der Spindeln 38 und 40 als Rechts- und Linksgewinde ausgebildet
sind, aber gleiche Steigung aufweisen.
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Wenn daher die Spindel 40 gedreht wird, bewegen sich die Arbeitsstellen
D und E relativ zur Arbeitsstelle C als' eine Einheit in einer
Richtung. Die Arbeitsstelle A bewegt sich relativ zur Arbeitsstelle
C
um die gleiche Strecke in entgegengesetzter Richtung, und die Arbeitsstelle
B bleibt unverändert.
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Wenn jedoch die Spindel 38 gedreht wird, bewegen sich die Arbeitsstellen
A und B relativ zur Arbeitsstelle C als eine Einheit in einer Richtung.
Die Arbeitsstelle E bewegt sich relativ zur Arbeitsstelle C
um die
gleiche Strecke in entgegengesetzter Richtung, und die Arbeitsstelle D bleibt
unverändert.
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Die Einstellung der Spindel 40 bewirkt daher, daß die Seitenwände
1 und II des fertigen Zuschnitts 112 gleichzeitig um den gleichen Betrag
verändert werden. Ebenso verändert die Spindel 38 die Seitenwände III und
IV gleichzeitig um den gleichen Betrag. Auf diese Weise ist die Breite und Höhe
der fertigen Faltschachtel leicht einstellbaT.
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Wenn beide Verstellspindeln 38 und 40 um den gleichen Betrag
in der die Seitenwände vergrößernden Richtung verdreht werden, ergibt sich ein Zuschnitt
für eine größere Faltschachtel mit einem unveränderten Verhältnis der Breite zur
Höhe. Jede vorher eingestellte Abmessungskonstante für die Breite oder Höhe -wird
für jede Einstellung beibehalten und kann nur durch Entkupplung der Verbindungsstellen
in den Spindeln 38 verändert werden.