DE3712520A1 - Einrichtung zum falten der laschen eines schachtelzuschnittes von seiner rueckseite her - Google Patents
Einrichtung zum falten der laschen eines schachtelzuschnittes von seiner rueckseite herInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum
Falten der Laschen eines Schachtelzuschnittes von seiner
Rückseite her, insbesondere zum Falten der Laschen eines
Schachtelzuschnittes mittels eines rotierenden Faltorgans.
Auf dem Gebiet des Faltens der Laschen von Faltschachteln
sind Einrichtungen bekannt, die ein rotierendes Faltorgan
umfassen, welches auf einer durch einen Antriebsmechanis
mus drehangetriebenen Querwelle montiert ist und im allge
meinen durch zwei hakenförmige Faltelemente gebildet wird.
Diese beiden Faltelemente sind einander entgegengesetzt
auf einer zentralen Nabe montiert, die in seitlicher Rich
tung entlang der Querwelle verstellbar ist. Der Schachtel
zuschnitt bewegt sich über das rotierende Faltorgan hinweg
und die Faltelemente desselben greifen an der zu faltenden
Lasche von hinten her an und falten diese sodann während
des Weitertransportes der Faltschachtel. Das heißt, daß die
Form des Betätigungsnockens und die Geometrie der Hebel
des Mitnehmermechanismus so gewählt werden muß, daß das
hakenförmige Faltelement sich etwas schneller weiterbe
wegt als die Faltschachtel. Während des Faltens der Lasche
soll das vordere Ende des Falthakens auf einen bevorzugten
Bereich einwirken, welcher im allgemeinen in zwei Dritteln
der Länge der zu faltenden Lasche liegt. Dieser Abstand
wird von der Prägelinie aus gemessen, um die herum die
Lasche umgelegt werden soll. Die Querwelle des rotierenden
Faltorgans liegt in einer festen Entfernung zur Transport
ebene der Schachtelzuschnitte, und wenn man will, daß
der Falthaken in der oben definierten Zone einwirkt, so
ist man gezwungen, entweder dessen Länge zu modifizieren,
d.h. den durch den Abstand zwischen der Querwelle und dem
vorderen Ende des Falthakens definierten Radius zu modifi
zieren, oder an der die Falthaken tragenden zentralen Nabe
eine Reihe von Unterlegplatten anzubringen. Eine Einrich
tung der beschriebenen Art ist Gegenstand des US-PS 33 30 185.
Die Nachteile, die bei der Verwendung derartiger Einrich
tungen auftreten, bestehen einerseits in der Schwierigkeit,
auf einfache Weise die Positionierung des Falthakens in
der ausgewählten Zone sicherzustellen, und in der verhältnis
mäßig langen Einstellzeit, die beim Einrichten der Haken
auf der zentralen Nabe erforderlich ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nach
teile aufzuheben und eine Einrichtung zu schaffen, die
eine einfache und schnelle Einrichtung der Stellung des
rotierenden Faltorgans in bezug auf die zu faltende Lasche
erlaubt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Einrichtung ent
sprechend dem Anspruch 1 gelöst.
Die Zeichnung zeigt beispielhaft ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Faltung einer hin
teren Lasche von großem Format;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Faltung einer hin
teren Lasche von kleinem Format;
Fig. 3 das Bewegungsdiagramm eines Falthakens während der
Faltung einer Lasche von großem Format;
Fig. 4 das Bewegungsdiagramm eines Falthakens während der
Faltung einer Lasche von kleinem Format;
Fig. 5 ein rotierendes Faltorgan;
Fig. 6 eine rotierende Falteinrichtung;
Fig. 7 eine Teil-Schnittdarstellung entlang der Linie
VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 ein Blockschema der Steuereinrichtung der rotieren
den Falteinrichtung.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Faltung einer
hinteren Lasche 1 von großem Format. Der Schachtelzuschnitt 2
bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung des
Pfeiles 3. Der Falthaken 4 der rotierenden Falteinrichtung
soll sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, die größer als
die Transportgeschwindigkeit der Faltschachtel 2 ist, um
ein Umschlagen der hinteren Lasche 1 von der hinteren Seite
her durchzuführen. Der Angriffspunkt A des vorderen Endes
des Falthakens 4 an der hinteren Lasche 1 liegt in einem Ab
stand x von einer Prägelinie 5, um die herum die Faltung
durchgeführt werden soll; den Abstand x bestimmt man im all
gemeinen zu 2/3 der Länge der hinteren Lasche. Es sei als
Hypothese aufgestellt, daß der Radius R, der durch den An
griffspunkt des Falthakens 4 an der hinteren Lasche 1 ver
läuft, konstant ist, d.h. , daß die Länge dieses Radius R
immer gleich ist. Die Lage der theoretischen Achse der
Querwelle sei durch die Maße y und z bestimmt, die ihrer
seits Variable sind, die sich in Abhängigkeit von der Posi
tion des Angriffspunktes A des Falthakens 4 an der hinteren
Lasche 1 (Maß x) ändern. Der durch das Maß L definierte
Arbeitsbereich des Falthakens 4 beginnt im Angriffspunkt A
und endet im Freigabepunkt B. Zwischen diesen beiden Punk
ten folgt der Falthaken 4 einem Bewegungsverlauf, dessen
Diagramm in Fig. 3 dargestellt ist; in diesem wurde die
Zeit t in 1/1000 Sekunden als Abszisse aufgetragen und
als Ordinate die Drehwinkel α der Querwelle der rotierenden
Falteinrichtung. Der Kontakt des Falthakens 4 mit der hin
teren Lasche 1 erfolgt zur Zeit t 1=0,0244 Sekunden und
das entspricht demnach dem Punkt A in Fig. 1. In diesem
Augenblick ist die Linearkomponente der Umfangsgeschwin
digkeit des vorderen Endes des Falthakens 4 der linearen
Transportgeschwindigkeit des Zuschnittes 2 gleich, so daß
zwischen dem vorderen Ende des Falthakens 4 und der hinteren
Lasche 1 keine Gleitbewegung stattfindet. Die Auswahl der
Kurven, die hier getroffen wurde, ergibt sich nur aus der
Tatsache, daß, soweit das möglich ist, eine Beschleunigungs
kurve gefunden werden muß, die mit den zum Einsatz kommenden
Massen kompatibel ist. In der Tat ist es erforderlich, daß
dann, wenn das vordere Ende des Falthakens 4 die Faltopera
tion durchgeführt hat und sich in der Position 4′ befindet
(siehe Fig. 1), d.h. in dem der Zeit t 2=90,6 Sekunden
auf dem Diagramm der Fig. 3 entsprechenden Freigabepunkt B,
die Notwendigkeit besteht, daß er in diesem Augenblick in
Ruhe ist, so daß er die Faltschachtel 2′ freigibt. Der
Unterschied zwischen den Zeiten t 1 und t 2 entspricht dem
Maß L, das den Arbeitsbereich des Falthakens 4 darstellt.
Die Verlaufsform der Beschleunigungs- und Geschwindigkeits
kurven ist von den gewünschten Bedingungen abhängig, d.h.,
daß der Wert des Abstandes x entlang des gesamten Umschlage
weges konstant gehalten wird. Das Diagramm der Fig. 3 wurde
für eine Rotation von 180° erstellt, und zwar wegen der
Verwendung von zwei Falthaken 4 an der Querwelle. Wenn die
Drehbewegung des Falthakens 4 von 180° beendet ist, geht
die Geschwindigkeit des vorderen Endes derselben gegen 0
und der zweite Falthaken gelangt in Kontakt mit der hinteren
Lasche des folgenden Schachtelzuschnittes.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Faltung einer
hinteren Lasche 6 von kleinem Format durch einen Falthaken 7,
dessen Abmessungen identisch mit denen des Falthakens 4
sind, von dem zuvor die Rede war; das vordere Ende dieses
Falthakens 7 beschreibt einen kreisförmigen Weg mit einem
Radius R 1, identisch mit dem Radius R der Bahn des Falt
hakens 4. Die vorgegebene Bedingung heißt, den Abstand x 1
zwischen der Prägelinie 8 und dem Angriffspunkt A 1 des
vorderen Endes des Falthakens 7 konstant zu halten; es ist
offensichtlich, daß die Maße y 1 und z 1 modifiziert werden
müssen. In diesem Fall werden auch die Beschleunigungs-
und Geschwindigkeitskurven der Fig. 4 gegenüber denen der
Fig. 3 ebenfalls geändert. Man stellt fest, daß im Fall
der Faltung von hinteren Laschen 6 mit kleinen Abmessungen
der Abstand L 1, der den Arbeitsbereich des Falthakens dar
stellt, kleiner als der den Arbeitsbereich des Falthakens 4
darstellende Abstand L ist. Diese Besonderheit zwingt uns,
eine Beschleunigungskurve (siehe Fig. 4) zu wählen, die es
erlaubt, an der hinteren, umzulegenden Lasche mit einer Ge
schwindigkeit anzugreifen, die im wesentlichen der Transport
geschwindigkeit des Zuschnittes 9 in der durch den Pfeil 10
bezeichneten Richtung gleich ist, derart, daß die Bedingungen
gleich bleiben wie zuvor.
In dem Diagramm der Fig. 4 sind auf der Abszisse die Zeit in
1/1000 Sekunden und in der Ordinate die Drehwinkel α der
Querwelle der rotierenden Falteinrichtung aufgetragen. Die
Zeit t 1=20 entspricht dem Punkt A 1 des Kontaktes zwischen
dem vorderen Ende des Falthakens 7 und der hinteren Lasche
26 der Faltschachtel 6′, die Differenz zwischen t₁′ und t₂′
entspricht dem Maß L₁, welches den Arbeitsbereich des
Falthakens 7 darstellt. Im Freigabepunkt B 1 befindet sich
der Falthaken 7 in der Position 7′ (siehe Fig. 2). Wie zu
vor in Verbindung mit der Fig. 3 beschrieben, muß der Falt
haken 7 dann, wenn er sich in der Position 7′ befindet, zur
Ruhe kommen, derart, daß er die Faltschachtel 6′ freigibt.
Man kann aus den Fig. 1 und 2 entnehmen, daß die Winkel
β und β 1 für die unterschiedlichen Kontaktpunkte A und A 1
jedoch nicht gleich sind. Es ist jedoch möglich, diese
Winkel β und β 1 für jeden beliebigen Kontaktpunkt zwischen
dem vorderen Ende des Hakens und der hinteren Lasche einer
Schachtel zu berechnen. Die Winkel β und β n sind demnach
verschieden für verschiedene, jeweils der Länge unterschied
licher Laschen entsprechende Längen x, und zwar von einem
Minimum bis zu einem Maximum. Da der Radius R bekannt ist,
ist es einfach, daraus eine Funktion abzuleiten, die für
jedes Maß x den Wert des Maßes z ergibt. Diese Funktion
lautet:
z = R · sin β
Andererseits wurde als Bedingung vorgegeben, daß die Länge x
entlang des ganzen Faltvorganges einer hinteren Lasche von
gegebenen Abmessungen konstant bleibt, was die Aussage erlaubt,
daß für das Maß z auch gilt:
z = R - x
Daraus kann der Winkel β berechnet werden, indem man setzt:
Ausgehend von diesem Ausdruck kann man sodann die Seite y
berechnen, die sich ergibt zu:
y = z · cos β = (R - x) · cos β
Fig. 5 zeigt ein rotierendes Faltelement 11, welches auf
einer Querwelle 12 aus einem dickwandigen Rohr montiert ist,
an welchem eine Rechteckform ausgearbeitet wurde, um die
Konstruktion gewichtlich zu erleichtern. Das Faltelement 11
umfaßt zwei Haken 13 und 14, die jeweils aus einem Arm 15
mit U-Querschnitt gebildet sind. Ein Ende jedes Armes 15
ist mit einer Nase 16 versehen, die mit dem Arm jeweils
über Schrauben 17 verbunden ist; das andere Ende ist
mit Hilfe von Schrauben 20 jeweils an einer Halbnabe 18
gehalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden
Halbnaben 18 mit Hilfe von Schrauben 19 auf der Querwelle
12 aufgespannt. Zwischen die beiden Halbnaben 18 eingelegte
Unterlegplatten 21 ermöglichen eine Justierung der Anordnung
auf dem Umfang der Querwelle derart, daß sie der umzulegenden
hinteren Lasche gegenüberliegt. Es ist offensichtlich, daß
mehrere rotierende Faltelemente 11 nebeneinander über die
Länge der Querwelle verteilt montiert werden können, so daß
diese gleichzeitig auf alle hinteren Laschen eines Schachtel
zuschnittes einwirken können. Um eine automatische Seiten
verstellung zu ermöglichen, kann jedes rotierende Faltelement
über eine Gabel 22 (siehe Fig. 6 und 7) mit einer Verstell
spindel 23 verbunden sein, die durch einen Motor 24 angetrie
ben wird. Um die Zeichnung der Fig. 6 und 7 zu vereinfachen,
wurde nur eine einzige Verstelleinrichtung und nur ein ein
ziges rotierendes Faltelement 11 schematisch dargestellt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine rotierende Falteinrichtung 25,
die zwischen den Seitenbetten 26 und 27 einer Falt-Klebemaschi
ne montiert ist. Jedes Seitenbett 26 bzw. 27 ist mit zwei
Kulissen 28 und 29 versehen, die jeweils eine Nut 30 aufwei
sen, in die Führungsrollen 31, 32, 33 und 34 eingreifen. Diese
Rollen, z.B. acht an der Zahl, von denen jeweils vier an jeder
Seitenwand 35 bzw. 36 angeordnet sind, sind jeweils an der
Außenseite der Seitenwände befestigt. Diese Seitenwände sind
im übrigen miteinander mittels Streben 37 verbunden, so daß
ein vertikal verschiebbarer Schlitten 38 gebildet wird. Die
Seitenwand 35 ist an ihrer Innenseite mit einem Bock 39 ver
sehen, welcher ein Kugellager 40 trägt. Dieses Lager 40 hält
das überdrehte Ende 41 der Querwelle 12. Das überdrehte Ende
41 der Querwelle 12 greift außerdem in ein Kupplungsteil 42
ein, welches auf der Ausgangswelle 43 eines Getriebes 44
montiert ist, dessen Eingangswelle 45 mit der Achse 46 eines
Motors 47 mittels eines zweiten Kupplungsteils 48 verbunden
ist. Der Motor 47 ist mit einem Pulsgenerator 49 ausgestattet.
Das andere Ende 50 der Querwelle 12 ist in einem Kugellager
51 gehalten, welches mittels Schrauben (nicht dargestellt)
an der Außenseite der Seitenwand 36 befestigt ist. Jede
Außenwand 35 bzw. 36 ist in ihrem oberen Bereich mit einem
Support 52 versehen, welcher in vertikaler Richtung mit der
Querwelle 12 fluchtend angeordnet ist. An der Unterseite
jedes Supportes 52 ist eine mit einem Gewinde versehene
Lagerbuchse 53 mit (nicht dargestellten) Schrauben ange
schraubt. Jede mit einem Gewinde versehene Lagerbuchse 53
wird von einer Stellschraube 54 durchsetzt, deren unteres,
eine Schulter aufweisendes Ende in einem Doppel-Axialkugel
lager 55 aufgenommen ist; dieses ist in einem Widerlager-
Support 56 angeordnet, der jeweils an der Innenseite eines
Seitenbettes 26 bzw. 27 befestigt ist. Die Lage des Endes
der Stellschraube 54 in dem Doppel-Axialkugellager 55 ist
mittels der Mutter 57 und der Kontermutter 58 gesichert.
Das obere Ende jeder Stellschraube 54 ist jeweils in einem
Kugellager 59 geführt, welches seinerseits auch an der Innen
seite jeweils eines Seitenbettes 26 bzw. 27 befestigt ist.
Die oberen Enden der Stellschrauben 54 sind jeweils mit
einem Kegelrad 60 versehen; jedes Kegelrad 60 wirkt mit einem
Kegelrad 61 zusammen, welches auf einer Querachse 62 montiert
ist. Die Enden der Querachse 62 sind jeweils in einem Kugel
lager 63 gelagert, welches jeweils in einer Wandaufnahme
eines Seitenbettes 26 bzw. 27 aufgenommen ist. Ein an der
Außenseite des Seitenbettes 26 montierter Motor 64 über
trägt seine Bewegung auf die Querachse 62 über ein Kegel
radpaar 65 und 66.
Fig. 8 zeigt ein Blockschema der Steuereinrichtung eines
rotierenden Faltelementes 11. Die Steuerung des Antriebs
motors 47 für das rotierende Faltelement 11 wird durch Er
mittlung (des Durchganges) der Hinterkante des Zuschnittes
68 mittels einer photo-elektrischen Zelle 67 bewirkt. Diese
Ermittlung zeigt dem Funktionsgenerator 69 den Beginn der
Bewegung (siehe Fig. 3 und 4) an. Die von dieser Ermittlung
herrührende Information wird andererseits mit den Werten
x n kombiniert, welche die Abstände zwischen der Prägelinie
70 und dem Angriffspunkt A des rotierenden Falthakens 11
annehmen können, um im Funktionsgenerator 69 den Wert der
Zeit t 1 zu bestimmen (siehe Fig. 3 und 4). Der Funktions
generator 69 erzeugt Bewegungskurven nach folgenden Funktio
nen:
α (t)für den Weg des Falthakensd α/dtfür die Geschwindigkeit
des Falthakensd² α/dt²für die Beschleunigung
des Falthakens.
des Falthakensd² α/dt²für die Beschleunigung
des Falthakens.
Die diese Kurven darstellenden Werte werden sodann einem
Impulsumformer 71 zugeführt, welcher die Transformation die
ser Werte im Informationen durchführt, die der Motor 47 ver
arbeiten kann.
Wie oben beschrieben wurde, ist es zur Festlegung der Posi
tion des Angriffspunktes A erforderlich, daß das vertikale
Maß z der Querwelle 12 (siehe Fig. 1 und 2) in Abhängigkeit
von dem Maß x n justiert wird. Zu diesem Zweck wird der
Wert x n einem Komparator 72 zugeführt, welcher diesen vom
als konstant angesehenen Radius R abzieht. Diese Subtraktion
R-x n ergibt das Maß z n für alle gewählten Abstände x.
Der dem Maß z n entsprechende Wert wird sodann einem anderen
Impulsumformer 73 zugeführt, welcher diesen in Informationen
umwandelt, die der Motor 64, welcher den Schlitten 38 (siehe
Fig. 6 und 7) antreibt, verarbeiten kann.
Die Regelung der Seitenposition entlang der Querwelle eines
jeden rotierenden Faltelementes wird mit Hilfe eines dritten
Impulsumformers 74 bewerkstelligt, welcher die Werte P, die
jeweils dem Maß der Stellung des betrachteten rotierenden
Faltelementes entspricht, in Werte umformt, die von dem die seit
liche Verstellung der rotierenden Faltelemente bewirkenden
Motor 24 verarbeitet werden können.
Die vorliegende Erfindung erlaubt demnach dem Benutzer, in
einfacher und schneller Weise eine rotierende Falteinrich
tung einzustellen. Sie leistet insbesondere einen Beitrag
zum vollständig automatischen Betrieb der Falt-Klebemaschine,
in die die Einrichtung eingebaut ist und ermöglicht es, die
reelle Produktionszeit der Maschine zu erhöhen, indem sie
die Zeit zur Einrichtung der Maschine verringert.
Claims (3)
1. Einrichtung zum Falten der Laschen eines Schachtelzu
schnittes von der Rückseite her mittels eines rotieren
den Faltorgans mit zwei entgegengesetzt angeordneten
Falthaken, dadurch gekennzeichnet, daß
das rotierende Faltorgan durch einen Motor (47) und
ein am Ende einer Querwelle (12) montiertes Untersetzungs
getriebe (44) angetrieben wird, auf der das rotierende
Faltorgan angeordnet ist,
daß die durch den Motor (47) das Untersetzungsgetriebe
(44) und die Querwelle (12) gebildete Anordnung zwischen
zwei Seitenwänden (35 und 36) angeordnet ist, die einen
in Kulissen (28) vertikal verfahrbaren Schlitten (38)
bilden, welcher mit von einem Motor (64) angetriebenen
Verstellschrauben (54) verbunden ist, wobei der Motor
(64) Kegelräder (60, 61, 65 und 66) antreibt, die auf
den Verstellschrauben (54) und auf einer Querachse (62)
angeordnet sind,
und daß das rotierende Faltorgan so angeordnet ist, daß
es seitlich entlang der Querwelle (12) unter der Wir
kung eines Motors (24) verstellbar ist, welcher eine
Verstellspindel (23) antreibt und die Verstellung einer
mit dem rotierenden Faltorgan fest verbundenen Gabel
(22) bewirkt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Bewegungsablauf des das ro
tierende Faltorgan antreibenden Motors (47) durch einen
Funktionsgenerator (69) erzeugt wird, dessen Betrieb
einerseits durch die Feststellung des Durchganges der Hin
terkante der zu faltenden Lasche mittels einer photo
elektrischen Zelle (67) gesteuert wird und andererseits
durch den Wert (x n) des Abstandes zwischen der Falz
linie (70) der zu faltenden Lasche und dem Angriffs
punkt (A) eines Falthakens (4, 7) des rotierenden Falt
organs an der Lasche,
und daß die vom Funktionsgenerator (69) ausgegebenen
Informationen durch einen Impulsumformer (71) in Im
pulse für den Motor (47) umgeformt werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Bewegungsablauf des die ver
tikale Verstellung des Schlittens (38) bewirkenden Mo
tors (64) durch einen Komparator erzeugt wird, welcher
die Differenz zwischen dem Radius (R) der von dem
vorderen Ende des Hakens (4, 7) des rotierenden Falt
organs beschriebenen Bahn und dem Wert (x n) des Ab
standes zwischen der Falzlinie (70) der zu faltenden
Lasche und dem Angriffspunkt (A) des Falthakens an
dieser Lasche berechnet, wobei diese Differenz an
schließend mittels eines Impulsumformers (73) in
Werte umgeformt wird, welche der Motor (64) verar
beiten kann.
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