DE2924907A1

DE2924907A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufrichten und verschliessen eines gefalteten kartonzuschnitts

Info

Publication number: DE2924907A1
Application number: DE19792924907
Authority: DE
Inventors: Ulrich G Nowacki
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 1978-06-21
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1980-01-10
Also published as: CA1094374A; US4160406A; AU4809379A; FR2429154A1; GB2023536A

Description

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Ar;.va!if,akte: 7458/1

INTERNATIONAL PAPER COMPANY 220 East 42nd Street New York, N.Y. 10017 U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Aufrichten und Verschließen eines gefalteten Kartonzuschnitts

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Mjncnen 2726-804 Kreisspa'Kasse Siamberg 68940 Deiitscne Banit Sta-rse'5 59-1757G

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufrichten und Verschließen eines gefalteten Kartonzuschnitts in einen Karton, welcher vier Seitenwände sowie zwei Seitenklappen und zwei Stirnklappen für den Boden aufweist.

Schachteln oder Behälter aus Pappe sind weit verbreitete Verpackungsmittel für die verschiedensten Waren,wie etwa Lebensmittel, Maschinenteile u. dgl.,die an den Händler oder den Endverbraucher geliefert werden sollen. Derartige Pappkartons werden häufig in Form von Kartonzuschnitten hergestellt, welche in flacher Form aus Gründen der Einfachheit und der Wirtschaftlichkeit halber transportiert werden. Somit ist es vor Gebrauch des Kartons erforderlich, diesen zu entfalten oder aufzurichten und die Klappen für den Boden vor Füllung des Kartons durch sein offenes Ende mit Waren zu verschließen. Eine übliche Kartonform umfaßt einen einzelnen Zuschnitt mit vier Seitenwänden, welche an gegenüberliegenden Seitenrändern der Wände miteinander verbunden sind und vier mit jeweilig gegenüberliegenden Rändern der Seitenwände verbundene Deckwände und Bodenwände aufweist. Obgleich die Aufrichtung und das Versch ießen derartiger Zuschnitte

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sowie das Falten der Stirnklappen für den Boden, das Aufbringen von Klebemittel und schließlich das Falten und Verschließen der seitlichen Bodenplatten von Hand vorgenommen werden kann, ist es aus wirtschaftlichen Gründen erstrebenswert, einige dieser Schritte oder sämtliche automatisch in einer Verschluß-oder in einer Aufricht- und Verschlußmaschine vorzunehmen.

Es sind bereits eine Reihe von Aufricht- und Verschlußmaschinen bekannt, wobei beispielshalber auf die US-Patentschriften 3 333 514, 3 421 415, 3 828 659, 3 902 407, 3 952 636, 3 987 710, 4 041 850, 4 044 657, 3 967 434 und 4 018 143 und 3 948 151 verwiesen wird.

Eine Verschlußmaschine ist beispielsweise in der US-PS 3 948 151 dargestellt. Zur Ausführung der erforderlichen Aufrichte-, FaIt- und Verschlußfunktionen werden dabei verschiedene komplexe mechanische Vorrichtungen verwendet. Bekannt ist beispielsweise ein fortschreitender Betrieb (US-PS 3 514), in welcher die Aufrichtung durch Hebelglieder oder Sternräder in Verbindung mit sich in Querrichtung bewegenden Zurichtfingern ausgeführt wird. Nach einem weiteren

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Vorschlag (US-PS 3 421 415)wird ein spezieller Zuschnitt mit untereinander verbundenen Klappen an einem Ende und einem Paar von bewegenden Platten zum Verschließen der Bodenklappen verwendet. Schließlich ist die Verwendung eines Zuschnitts mit ebenfalls untereinander verbundenen Klappen an einem Ende bekannt (US-PS 3 828 659), in welcher die Zuschnitte in einer vertikalen Position übergeben und die untereinander verbundenen Klappen gegen die Seiten gefaltet werden, um eine aufgerichtete Schachtel zu erzeugen, bei der die Klappen für die Deckseite in vollständig offener Position gehalten sind.

Die nachfolgenden US-Patentschriften beziehen sich sämtlich auf Aufrieht- und Verschlußmaschinen. US-PS 3 952 632 offenbart eine Vorrichtung für eine solche Maschine, welche Zuschnitte vertikal in einen Aufrichtmechanismus gibt. US-PS 3 987 710 beschreibt eine SchachteIzurichtvorrichtung in Verbindung mit einer Vakuumaufrichteinrichtung. US-PS 4 041 850 beschreibt ein Verfahren zum Aufrichten von Behältern, einschließlich den Verfahrensschritten der Positionierung der Zuschnitte über eine Zuführeinrichtung. US-PS 4 044 657 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines aufgerichteten Kartons unter Verwendung eines Paares von sich bewegenden Platten.

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US-PS 3 967 434 offenbart eine Maschine zum Aufrichten, Füllen und Schließen eines Kartons, bei welcher ein intermittierender Bewegungsablauf Anwendung findet, wobei an jeder Station abgestoppt wird, um die erforderliche Operation auszuführen.

US-PS 4 018 143 beschreibt ebenso wie die oben erwähnte US-PS 3 967 434 einen intermittierenden Bewegungsmechanismus für eine Aufricht— und Verschlußmaschine.

Eine Gesamtschau des oben angegebenen Stands der Technik offenbart, daß ein fundamentales Problem beim Aufrichten und Verschließen von gefalteten Kartonzuschnitten in der Komplexität des Arbeitsablaufes liegt, d.h. Komplexität durch die Verwendung von Hebelgliedern oder Sternrädern in Verbindung mit sich in Querrichtung bewegenden Zurichtfingern zum Aufrichten der Zuschnitte oder Verwendung speziell gestalteter Kartonzuschnitte zur Erleichterung der Aufrichtung der Zuschnitte. Das Erfordernis eines intermittierenden Bewegungsablaufs zum Aufrichten und Verschließen der Kartonzuschnitte trägt weiter zur Komplexität des Verfahrens und der Vorrichtung bei.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vielzahl der Kartonzuschnitte in Form einer aus horizontal liegenden Zuschnitten gebildeten vertikalen Säule in eine Zuführstation angeordnet wird, der unterste Kartonzuschnitt in zeitlicher Folge dner Aufricht- und Faltstation zugeführt wird, der Kartonzuschnitt durch Aufbringung eines Drehmoments auf die hintere Seitenwand des Zuschnitts und Halterung der unteren Seitenwand des Zuschnitts ortsfest in einer horizontalen Ebene aufgerichtet wird, der aufgerichtete Kartonzuschnitt durch die Aufricht- und Faltstation geführt wird, während die hintere Stirnklappe und schließlich die vordere Stirnklappe in eine Ebene normal zur Ebene der Seitenwand gefaltet wird, mit welcher die hintere und vordere Stirnklappe jeweilig verbunden ist, daß die obere und untere Seiten— klappe gegen die gefaltete hintere und vordere Stirnklappe gefaltet wird, daß zwischen die auf die Seitenklappen für den Boden zuweisenden Oberflächen der Stirnklappen Klebemittel aufgebracht und der aufgerichtete und teilweise gefaltete Kartonzuschnitt in einer Verschlußstation angehalten wird, der teilweise gefaltete Kartonzuschnitt gegen einen feststehenden Anschlag in der Verschlußstation geführt wird, wodurch die Seitenklappen für den Boden in

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Verschlußstellung gehalten werden bis die Stirnklappen mit den Seitenklappen verklebt sind, und daß der vollständig aufgerichtete und verschlossene Karton aus der Verschlußstation ausgeworfen wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein Aufrichten und Verschließen von Kartonzuschnitten mit hoher Geschwindigkeit möglich, da lediglich ein einfacher zeitlicher Bewegungsablauf bei minimalen und einfachen mechanischen Bauteilen Verwendung findet. Beispielsweise werden die Kartonzuschnitte in die Aufrichtstation eingeführt, gegen einen Anschlag positioniert und vorzugsweise von der hinteren Seitenwand her mittels Vakuum aufgerichtet. Der aufgerichtete Zuschnitt wird vorteilhafterweise in Stellung gehalten und durch Mitnehmer, welche auf parallel angeordneten einstellbaren Kettenförderern angeordnet sind. Die teilweise gefalteten Seitenklappen werden durch einen feststehenden Anschlag in Stellung gehalten, wenn der Karton durch die Kettenförderer zu einem Satz von Zurichtanschlägen übergeben wird.

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Eine sich in Querrichtung bewegende Platte bewegt den Karton seitlich, so daß er außer Eingriff mit den Zurichtanschlägen gelangt, während die Stirn- und Seitenklappen in Verschlußstellung gebracht werden, welche derart lange und unter einem derartigen Druck aufrechterhalten wird, wie es für eine Verklebung der Klappen erforderlich ist. Der aufgerichtete und verschlossene Karton wird vorzugsweise durch den nachfolgend in die Verschlußstation einlaufenden Karton ausgeworfen.

Die erfindungsgemäße Aufrieht- und Verschlußmaschine ist derart einstellbar, daß ein weiter Bereich von Kartongrößen mit verschiedenen Längen, Breiten und Tiefen erfaßt werden kann. Die Maschine kann in einem Geschwindigkeitsbereich bis zu einem Maximum von ungefähr 40 Kartons pro Minute arbeiten.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der . Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigen

, Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Aufrieht- und Verschlußmaschine, in welcher sich die Zuführstation rechts, die Aufrichtstation in der Mitte und die Verschlußstation sich links befindet

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(Durchlaufrichtung des Zuschnitts von rechts nach links),

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Maschine,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht gemäß

Blickrichtung III-III von Fig.l,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht mit Bauteilen des Zuführmechanismus, des Aufrichtmechanxsmus, des Zuricht- und Faltmechanismus, des Klebe- und des Verschlußmechanismus und des Zuschnitts vor Aufrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, welche den Karton in seiner voll aufgerichteten Stellung zeigt, in welcher sich die hintere Bodenklappe in einer teilweise gefalteten Position befindet,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des

Kartons in voll aufgerichteter Stellung, wobei sich die hintere Bodenklappe in der vollständig eingefalteten Stellung und die vordere Bodenklappe in einer teilweise eingefalteten· Stellung befindet.

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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des

Kartons in der vollständig aufgerichteten Stellung, wobei sich die bodenseitigen Stirnklappen in der vollständig gefalteten Stellung und die Seitenklappen des Bodens in einer teilweise gefalteten Stellung befinden,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, aus welcher die gegen den Karton anliegenden Zurichtanschläge der Verschluß'station und das auf die Klappen aufgebrachte Klebemittel ersichtlich ist, sowie

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des

Kartons, nachdem er in Querrichtung derart bewegt worden ist, daß die bodenseitigen Stirn- und Seitenklap— pen verschlossen sind, und zwar in einer Stellung vor Auswurf des vollständigen Kartons aus der Maschine.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Aufrieht - und Verschlußmaschine 10 ist von kompakter Bauart und kann auf verriegelbaren Rollen angeordnet sein, um die Maschine in einfacher Weise an die gewünschte Stelle bewegen zu können.

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In groben umfaßt die Maschine 10 eine Zufahrstation 14 für den Zuschnitt, also den Kartonrohling, eine Aufricht- und Faltungsstation 16 sowie eine Verschlußstation 18.

Ein aus horizontal liegenden Kartonzuschnitten 20 zusammengesetzter Stapel kann in die Zuführstation 14 geladen werden, von welcher einzelne Zuschnitte flach zur Aufrichtstation 16 gegeben werden. Während des kontinuierlichen Durchlaufs durch die Aufrichtstation 16 wird der Kartonzuschnitt 20 zuerst zur Bildung einer rechteckigen Röhre aufgerichtet, wobei sich die Boden- und Deckenklappen im wesentlichen -. koplanar zu den Kaitonseitenwänden befinden, an welchen die jeweiligen Boden- und Deckklappen befestigt sind. Schließlich werden hintereinander die vorderen und hinteren Stirnklappen des Bodens gefaltet und dann die Seitenklappen teilweise gefaltet. Der nunmehr aufgerichtete Zuschnitt 20 passiert einen Klebekopf 22, welcher auf die Außenfläche der Stirnklappen des Bodens oder die Innenfläche der Seitenklappen oder auf beide einen Heiß-Schmelzkleber aufsprüht, wenn der aufgerichtete Zuschnitt 20 von der Aufrichtstation 16 in die Verschlußstation 18 überführt wird. Nachdem der aufgerichtete Zuschnitt 20 in die Verschlußstation 18 gelangt ist, fährt von der Oberseite her eine Platte 196 in den aufgerichteten Zuschnitt und bewegt den Zuschnitt 20 in Querrichtung zum Verschließen, also Verkleben,

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gegen einen feststehenden Anschlag 26. Diese Verschlußstellung wird über eine kurze Zeitperiode aufrechterhalten, die ausreicht, um die Stirnklappen des Bodens des aufgerichteten Zuschnitts mit den angrenzenden Seitenklappen derart zu verkleben, daß ein aufgerichteter und verklebter Karton gebildet wird. Der gefertigte Karton wird dann durch die Bewegung des folgenden aufgerichteten Zuschnitts 20 in die Verschlußstation 18 der Maschine aus der Maschine ausgeworfen. Obgleich ein Kartonzuschnitt 20 mit Deck- und Bodenklappen beschrieben worden ist, kann auch ein Zuschnitt mit diesem Verfahren und auf dieser Vorrichtung aufgerichtet und verschlossen werden, welcher' etwa keine Deckklappen aufweist.

Nachdem die Verfahrensschritte aufgezeigt sind, werden in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 die Bauelemente der Maschine 10 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden dann in Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 9 erläutert.

Die Maschine 10 umfaßt im wesentlichen ein rechteckförmiges Gestell mit unteren Längsrahmen 28, 30 (siehe Fig. 3) und oberen Längsrahmen 32, 34. Die unteren Längsrahmen sind in einem Abstand zueinander mit unteren Querrahmen 36, 38 verschweißt, wohingegen die oberen Rahmen 32, 34 in einem Abstand zueinander

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mit den oberen Querrahmen 40, 42, 44 verschweißt sind. Das Gestell der Maschine wird durch Vertikalsäulen 46 vervollständigt, welche an jedem Ende mit den oberen und unteren Rahmenabschnitten verschweißt sind. In Längsrichtung der Maschine 10 ist auf den Quer— rahmen 40, 42, 44 ein Paar von Winkelelementen 48, 50 derart einander gegenüberliegend angeordnet, daß sie eine Führung für den Zuschnitt bilden. Jedes Winkelelement 48, 50 ist innerhalb eines jeden Endes mit einer Mutter 52 ausgerüstet (wobei für jedes Teil 48, 50 lediglich eine dargestellt ist), in welche Schraubelemente 54, 56 greifen. Die Schraubelemente 54, 56 sind jeweilig in den oberen Längsrahmen 32, 34 gelagert und tragen an ihren Außenenden Handräder 58, Jeweilig mit den Schraubelementen 54, 56 verkeilte Kettenräder 62, 64 tragen Ketten 66, 68, welche um ähnliche Kettenräder laufen, die auf den nicht dargestellten Schraubelementen am gegenüberliegenden Ende der Winkelelemente 48, 50 verkeilt sind. Durch Drehung der Handräder 58, 60 werden die Winkelelemente 48, 50 quer zur Längsrichtung der Maschine 10 bewegt, wobei die parallele Lage aufrechterhalten wird, so daß mit der Maschine eine Vielzahl von Kartongrößen verarbeitet werden kann. In der Zuführstation sind vertikal angeordnete Leitarme 70, 72 mit den Winkelelementen 48, 50 verschweißt, welche die

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genaue Ausrichtung der Kartonzuschnitte 20 in der Zuführstation 14 gewährleisten. Vorzugsweise sind die Leitarme 72 länger als die Leitarme 70, um die Beladung der Maschine mit Kartonzuschnitten 20 zu erleichtern.

Mit dem oberen Längsrahmen 34 ist ein Oberbau verschweißt, welcher vertikal angeordnete rohrförmige Stützstangen 76 trägt. An einem Ende sind Konsolen 78 gelagert, welche an den Stützstangen 76 gleiten und am gegenüberliegenden Ende einen Rahmen 80 für den oberen Kettenförderer abstützen.In'ein im* Oberbau 74 gelagertes Schraubelement 82 ist eine mit den Konsolen 78 befestigte Mutter 84 geschraubt,' welches an seinem oberen Ende ein Handrad 86 tragt. Eine Drehung des Handrads bewirkt eine Bewegung der Konsole 78 und des Rahmens 80 für den oberen Kettenförderer in Vertikalrichtung, wobei jedoch die Parallelität zu den Winkelelementen 48, 50 erhalten bleibt . Mit dieser Verstellung kann einer Vielzahl von Kartonbreiten Rechnung getragen werden.

In Lagern 91 des Oberbaus 74 ist eine Keilwelle 88 drehbar gelagert. Die Keilwelle 88 ist mit der Triebwelle 90 des oberen Förderers über ein nicht dargestelltes Paar von Kegelrädern

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verbunden, von denen eines mit einem Innen— keil ausgerüstet ist, der der Keilwelle 88 angepaßt ist. und entlang der Keilwelle gleitet,wenn der Rahmen für den oberen Kettenförderer in Vertikalrichtung verstellt wird. Das gegenüberliegende Ende der Triebwelle 90 ist im Rahmen 80 drehbar gelagert und trägt ein Paar Kettenräder 92. Ein ähnliches Paar von Kettenrädern 94 ist auf einer im Rahmen 80 für den oberen Kettenförderer in der Nähe der Zuführstation 14 gelagerten Stummelwelle aufgekeilt. Ein Paar von Ketten 98 verbinden die Kettenräder 92, 94 und tragen einen einzelnen Mitnehmer 100.

Aufcen oberen Querrahmen 40 und 42 ist ein Rahmen 102 für den unteren Kettenförderer angeordnet, wobei sich der Rahmen 102 unterhalb der Winkelelemente 48, 50 befindet. Eine an einem Ende im Rahmen 102 für den unteren Kettenförderer gelagerte Triebwelle 104 ist am gegenüberliegenden Ende über ein Paar von nicht dargestellten Kegelrädern mit der Keilwelle 88 verbunden. Auf die Triebwelle 104 sind ein Paar von Kettenrädern 106 aufgekeilt. Ein ähnliches Paar von Kettenrädern 108 ist auf eine Stummelwelle 110 aufgekeilt, welche im Rahmen 102 in der Nähe der Zuführstation 14 gelagert ist. Ein Paar von Ketten 112 wirken mit den Kettenrädern 10, 108 zusammen und tragen einen einzelnen

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Mitnehmer 114. Die Kettenräder 92, 94, 106 und 108 haben den gleichen Rollkreisdurchmesser und werden durch die Keilwelle 88 angetrieben. Somit bewegen sich die oberen und unteren Förderketten 98 und 112 mit der gleichen linearen Geschwindigkeit und die Mitnehmer 100 und 114 verbleiben unmittelbar einander gegenüberliegend. Die Keilwelle 88 wird durch einen Motor 116 über ein Getriebe angetrieben, weichesein Keilriemen-Verstellgetriebe 118, ein Untersetzungsgetriebe 120 und einen Riemen 122 aufweist.

Aus den im nachfolgenden näher beschriebenen Zwecken ist die Aufrichtmaschine 10 mit einem Kompressor 124 ausgerüstet, wodurch Druckluft erzeugt wird, und weist eine Vakuumpumpe 126 auf, um einen negativen Druck, also einen Saugdruck zu erzeugen.

In der Zuführstation 14 sind unterhalb, jedoch parallel zu den in Längsrichtung verlaufenden Winkelelementen 48, 50 parallele Längsführungen 128 befestigt, welche zwischen sich eine Führungsbahn bilden und die reziproke Bewegung des Greifers 130 begrenzen, welcher mit einer ausreichend hohen Lippe 132 ausgerüstet ist, um mit dem untersten Kartonzuschnitt 20 in der Zuführstation 14 zusammenzuwirken. Der Zuführgreifer 130 ist schwenkbar am Kolben 134 eines

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doppelt wirkenden Luftdruckzylinders 136 befestigt, welcher seinerseits schwenkbar mit dem oberen Querrahmen 42 verbunden ist. Wird Druckluft aus dem Kompressor 124 in den Zylinder 136 eingeführt, kann der Greifer 130 in Längsrichtung entlang der Führungen hin- und herbewegt werden, so daß ein Kartonzuschnitt 20 in die Aufricht- und Faltstation 16 eingeführt wird.

Wenn der Kartonzuschnitt 20 in die Aufricht- und Faltstation 16 eintritt, wird er durch in einem Abstand zueinander angeordneten Transportwalzen 138 ergriffen und gegen einen schwenkbaren Anschlag 140 bewegt (Fig. 4 und 5), welcher durch einen Druckluftzylinder 142 betätigbar ist. Der verschwenkbare Anschlag 140 befindet sich in einem Abstand zu den Transportwalzen 138, welcher größer als die gefaltete Länge des Kartonzuschnitts 20 ist, so daß der Zuschnitt sich außer Einfluß der Transportwalzen 138 befindet.

Wenn der Kartonzuschnitt 20 innerhalb der Aufricht- und Faltstation 16 zur Ruhe gelangt, wird auf die untere Seitenwand des Zuschnitts 20 durch eine Saugtasche 144 ein Vakuum oder ein Saugdruck aufgebracht. Die Saugtasche 144 ist an einem Luftdruckzylinder 146 angeordnet, welcher die Saugtasche 144 in Vertikalrichtung

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derart bewegt, daß sie mit der unteren Seitenwand des Zuschnitts 20 zusammenwirkt. Der verschwenkbare Anschlag 140 wird dann aus der Bahn des Kartonzuschnitts 20 durch Betätigung des Luftdruckzylinders 142 herausbewegt.

Nachdem eine Saugtasche 144 die untere Seitenwand des Kartonzuschnitts 20 erfaßt hat, ergreift eine zweite Saugtasche 148 die hintere Seitenwand des Kartonzuschnitts 20. Die Saugtasche 148 ist auf einem L-förmigen Querarm 150 angeordnet, der bei 152 schwenkbar gelagert und an einem Kolben 154 eines doppelt wirkenden Zylinders 156 angeschlossen ist, welcher schwenkbar am Maschinenrahmen angelenkt ist. Der Druckluftzylinder 156 wird dann betätigt, wodurch der Arm 150 um das Gelenk 152 aus der mit der festen Linie dargestellten horizontalen Lage in die mit gestrichelter Linie dargestellte vertikale Lage schwenkt (Fig. 2) und den Kartonausschnitt 20 zur Bildung einer rechteckförmigen Röhre aufrichtet, bei welcher die Deck- und Bodenplatten koplanar zu den jeweiligen Seitenwänden sind und die oberen und unteren Seitenwände jeweilig gegen die sich bewegenden Förderketten 98 und gehalten sind. Gleichzeitig werden die Saugtaschen 144 und 148 abgeschaltet und die Mitnehmer 100 und 114 wirken mit der oberen und unteren Kante der hinteren Seitenwand des Kartonzuschnitts 20 zusammen und beginnen den Zuschnitt durch die Aufrieht- und Faltstation zu bewegen.

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Ein um einen Bolzen 160in einer horizontalen Ebene verschwenkbarer Falzarm 158 für die hintere bodenseitige Stirnklappe wird durch einen schwenkbar am Kolben 164 eines doppelt wirkenden Luftdruckzylinders 166 angeschlossenen Hebelarm 162 angetrieben. Der Zylinder 166 ist seinerseits am Maschinenrahmen schwenkbar angelenkt. Wenn der Falzarm 158 in horizontaler Richtung schwingt, wirkt er mit den hinteren Bodenstirnklappen zusammen und faltet diese um einen Winkel von 90 in eine Position, welche normal zur hinteren (gesehen in Forderrichtung) Seitenwand ist (Fig. 5). Um die Falzung der hinteren und vorderen Stirnklappen für den Kartonboden zu erleichtern, ist es vorteilhaft, daß die Seitenklappen für die Decke und den Boden in einer horizontalen Lage während der Falzung der Stirnklappen gehalten werden. Die horizontale Lage der oberen Seitenklappe wird durch Winkelstücke 168 gewährleistet, welche am Arm 158 befestigt sind, wohingegen die untere Seitenklappe durch eine einstellbare Lippe 170, welche auf dem Winkelelement 48 angeordnet ist ■» in horizontaler Lage gehalten wird.

Wenn sich der aufgerichtete Zuschnitt 20 durch die Aufrichtstation 16 bewegt, wirkt die vordere Stirnklappe des Zuschnitts mit einem auf einem Schwenkbolzen 174 gelagerten Schuh 172 zusammen.

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Der Schuh 172 ist mit einer gekrümmten Flache ausgebildet, welche die vordere Stirnklappe für den Boden in eine gefaltete Lage zwängt, in der sich die Stirnklappe normal zur Seitenwand befindet, mit welcher sie verbunden ist (Fig. 5, 6 und 7). Der Schuh 172 ist derart verschwenkbar, daß der Zuschnitt 20 den Schuh 172 während der Aufrichtung von relativ größeren Zuschnitten passieren kann (kleinere Zuschnitte laufen normalerweise am Schuh 172 während der Aufrichtung vorbei). Ein in Fig. 4 dargestellter Anschlag 176 kann bei Bedarf vorgesehen sein, um die Aufwärtsbewegung des Schuhs 172 zu begrenzen. Für den Fall relativ breiter Kartons oder von Schachteln aus leichtem Material können zusätzliche Falzglieder erwünscht sein, um ein Knautschen der vorderen Klappe zu vermeiden. Für diesen Fall kann ein einstellbarer zusätzlicher Falzarm 178 vorgesehen sein, welcher um einen Bolzen 180 verschwenkbar ist. Das Halteteil für den Falzarm ist am Maschinenrahmen befestigt. Bevor die vordere Stirnklappe für den Boden die voll eingefaltete Position einnimmt, wird der Falzarm 158 in seine Ausgangsposition durch Betätigung des Luftdruckzylinders 166 zurückgezogen. Am Maschinenrahmen ist ein quadrantförmiges Sicherheitselement (siehe Fig. 1) angeordnet, um das Bedienungspersonal gegen Verletzungen zu schützen, welche durch einen Kontakt mit dem Falzarm 158 resultieren könnten.

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Nach Falzung der Stirnklappen kontaktiert die obere Seitenklappe des aufgerichteten Kartonzuschnitts 20 eine Falzstange 186, welche allmählich die obere Seitenklappe in eine gefaltete Stellung zwängt. In etwa zum selben Zeitpunkt wirkt die untere Seitenklappe mit einem Falzarm 188 zusammen, welcher in ähnlicher Weise nach und nach die untere Seitenklappe in die gefaltete Stellung (Fig. 7) zwängt.

Aus den Fig. 6 und 7 geht ein Klebekopf 22 hervor, welcher derart angeordnet ist, daß er zwischen den vollständig gefalteten Stirnklappen und den teilweise gefalteten Seiten— klappen des aufgerichteten Kartonzuschnitts 20 liegt, wenn der Zuschnitt am Klebekopf vorbeigeführt wird. Der Klebekopf 22 stellt eine herkömmliche Vorrichtung dar, wie etwa ein sog. Nordson ModellA mit vier Düsen, welches ein Heiß-Schmelzklebemittel aus einem nicht dargestellten Klebemittelspeicher in einem vorbestimmten Muster auf eine oder beide Oberflächen der Stirn- und Seitenklappen aufbringt. Nach Vorbeilauf am Klebekopf 22 wird der aufgerichtete und teilweise gefaltete Kartonzuschnitt 20 durch die Mitnehmer 100 und 114 der Förderkette in die Verschlußstation 18 transportiert, wo der Zuschnitt gegen obere und untere, den aufgerichteten Zuschnitt in Rechteckform bringende Zurichtanschläge 190, 192 geführt wird. Der obere Zurichtanschlag 190

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ist auf einer Platte 194 verstellbar angeordnet, welche am feststehenden Anschlag 26 (Fig. 8) befestigt ist. Der untere Anschlag 192 ist am Winkelelement 50 verstellbar befestigt. Sobald der aufgerichtete und teilweise gefaltete Kartonzuschnitt 20 innerhalb der Verschlußstation18 zum Stillstand gelangt, beginnt sich eine Platte 196, welche am Kolben 198 eines doppelt wirkenden Luftdruckzylinders 200 angeschlossen ist, sich in Querrichtung relativ zu den Winkelelementen 48, 50 zu bewegen, wobei diese Platte 196 in den aufgerichteten Kartonzuschnitt 20 gelangt. Wenn die Platte 196 gegen die Innenflächen der vorderen und hinteren Stirnklappen des Kartons 20 stößt, zwängt sie den Kartonzuschnitt 20 um eine Distanz "A" in Querrichtung bis der Zuschnitt mit dem feststehenden Anschlag 26 in Kontakt gelangt, wodurch die Stirnklappen und die Seitenklappen des Kartonzuschnitts 20 in Verschlußstellung gebracht und der zuschnitt 20 außer Kontakt mit den Zurichtanschlagen 190, 192 (Fig. 8 u. 9) gebracht wird. Die Verschlußstellung der Stirnklappen und Seitenklappen wird über eine Zeitperiode aufrechterhalten, die genügt, um das durch den Klebekopf 22 aufgebrachte Heiß-Schmelzklebemittel auszuhärten und eine feste Verklebung der Stirn- und Seitenklappen des Kartons 20 zu bewirken.

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Schließlich wird die Platte 196 durch Betätigung des Luftdruckzylinders 200 zurückgezogen, so daß der fertige Karton 20 aus der Maschine ausgeworfen werden kann, wenn der nachfolgende Kartonzuschnitt 20 in die Verschlußstation 18 durch die Mitnehmer 100, 114 auf den Förderketten 98, 112 transportiert wird.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die verschiedenen Abläufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zeitlichen Folge ausgeführt werden müssen. Konventionellerweise wird hierfür beispielsweise eine Reihe von über Nocken betätigbarer Schalter vorgesehen, um Zeitsteuersignale zur Betätigung von Ventilen oder Schaltern in verschiedenen pneumatischen und elektrischen Systemen zur Steuerung der Betätigung der verschiedenen Luftdruckzylinder, Vakuumvorrichtungen, Förderer und des Klebekopfs zu steuern. Da derartige Steuersysteme und Steuerkreise allgemein bekannt sind, ist es nicht erforderlich, darauf im einzelnen einzugehen.

Im vorliegenden Fall ist eine kompakte mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Aufricht- und Verschlußmaschine erzielt, mit der ein verläßliches und effektives Aufrichten und Verschließen von Kartonzuschnitten zur

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Bildung von Schachteln möglich ist, welche für die Verpackung und den Transport verschiedener Waren tauglich ist. Dabei ist die Maschine gekennzeichnet durch einen kontinuierlich arbeitenden doppelten Förderer, welcher einen Zuschnitt von einer Zuführstation aufnimmt und während der Überführung in die Verschlußstation die erforderlichen Aufricht-, Faltungsund Klebemittelaufbringvorgänge ausführt. Da der Verschlußvorgang eines Kartonzuschnitts ausgeführt ist,während der darauf folgende Zuschnitt aufgerichtet und gefaltet wird und keine Rezirkulierung oder leere Rücklaufzeit erforderlich ist, ist der Maschinenzyklus von hoher Effizienz, was einen hohen Maschinenausstoß zur Folge hat. Dabei ist die Maschine außerordentlich kompakt und weist eine Gesamtlänge weniger als ungefähr 3 1/2 Mal der Maximallänge des gefalteten Zuschnitts auf, den die Maschine aufnehmen kann. Beispielsweise weist eine Ausführungsform der Maschine zur Handhabung gefalteter Kartonzuschnitte eine Falzlänge im Bereich von 457 bis 915 mm und eine Falzbreite im Bereich von 254 bis 737 mm auf, um Schachteln mit einer Länge im Bereich von 254 bis 660 mm und einer Breite im Bereich von 152 bis 457 mm sowie einer Tiefe im Bereich von 102 bis 457 mm zu erzeugen. Eine solche Maschine kann bis ungefähr 40 Schachteln pro Minute erzeugen.

Starnberg, den 18. Juni 1979 /1068

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Claims

^92490? Patentansprüche

1. Verfahren zum Aufrichten und Verschließen eines gefalteten Kartonzuschnitts in einen Behälter, welcher vier Seitenwände sowie zwei Seiten- und zwei Stirnklappen für den Boden aufweist, wobei eine obere der beiden Seitenklappen mit einer oberen Seitenwand, eine untere der beiden Seitenklappen mit einer unteren Seitenwand, eine vordere der beiden Stirnklappen mit einer vorderen Seitenwand und die hintere der beiden Stirnklappen mit einer hinteren Seitenwand verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Vielzahl der Kartonzuschnitte (20) in Form einer aus horizontal liegenden Zuschnitten gebildeten vertikalen Säule in einer Zuführstation (14) angeordnet wird, der unterste Kartonzuschnitt (20) in zeitlicher Folge einer Aufricht- und Faltstation (16) zugeführt wird, der Kartonzuschnitt durch Aufbringung eines Drehmoments auf die hintere Seitenwand des Zuschnitts und Halterung der unteren Seitenwand des Zuschnitts ortsfest in einer horizontalen Ebene aufgerichtet wird, der aufgerichtete Kartonzuschnitt durch die Aufricht- und Faltstation (16) geführt wird, während die hintere

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Stirnklappe und schließlich die vordere Stirnklappe in eine Ebene normal zur Ebene der Seitenwand gefaltet wird, mit welcher die hintere und vordere Stirnklappe jeweilig verbunden ist, daß die obere und untere Seiten— klappe gegen die gefaltete hintere und vordere Stirnklappe gefaltet wird, daß zwischen die auf die Seitenklappen für den Boden zuweisenden Oberflächen der Stirnklappen Klebemittel aufgebracht und der aufgerichtete und teilweise gefaltete Kartonzuschnitt (20) in einer Verschlußstation (18) angehalten wird, der teilweise gefaltete Kartonzuschnitt gegen einen feststehenden Anschlag (26) in der Verschlußstation (18) ge-· führt wird, wodurch die Seitenklappen für den Boden in Verschlußstellung gegen die Stirnklappen gefaltet sind, daß die Seitenklappen und die Stirnklappen in Verschlußstellung gehalten werden bis die Stirnklappen mit den Seitenklappen verklebt sind, und daß der vollständig aufgerichtete und verschlossene Karton aus der Verschlußstation (18) ausgeworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Klebemittel auf die zu den Seitenklappen für den Boden weisenden Stirnklappen, auf die zu den Stirnklappen welsenden Seltenklappen oder sowohl auf die Seiten-

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klappen weisenden Oberflächen der Stirnklappen wie auch auf die zu den Stirnklappen weisenden Oberflächen der Seitenklappen aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die untere Seitenwand des Kartonzuschnitts (20) unter Vakuumsteuerung in der Aufricht- und Faltstation (16) gehalten und das Drehmoment
unter Vakuumsteuerung auf die hintere Stirnseite des Kartonzuschnitts (20) aufgebracht
wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der vollständig aufgerichtete und verschlossene Karton durch den nachfolgenden in die Verschlußstation (18) eingeführten Kartonzuschnitt (20) aus der Verschlußstation ausgeworfen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der aus der vertikalen Säule entnommene
Kartonzuschnitt (20) durch eine Transportwalze (138) in Längsrichtung durch eine Aufricht und Verschlußmaschine in die Aufricht- und Faltstation (16) geführt, der Kartonzuschnitt (20) in der Aufricht- und Faltstation (16),welcher in Längsrichtung durch die Aufricht- und Verschlußmaschine geführt ist, aufgerichtet und nach

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teilweiser Faltung der Stirnklappen und Aufbringung des Klebemittels der teilweise gefaltete Kartonzuschnitt (20) gegen Zurichtanschläge (190, 192) in der Verschlußstation (18) der Aufrieht- und Verschlußmaschine zum Halten gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der teilweise gefaltete Kartonzuschnitt (20) in der Verschlußstation (18) in Querrichtung gegen den Anschlag (26) bewegt wird.

7. Vorrichtung zum Aufrichten und Verschließen eines Kartonzuschnitts in einen Behalter mit vier Seitenwänden sowie zwei Seitenklappen und zwei Stirnklappen für den Boden, wobei das obere der beiden Seitenklappen mit einer oberen Seitenwand, das untere der beiden Seitenklappen mit einer unteren Seitenwand und das vordere der Stirnklappen mit einer vorderen Seitenwand sowie das hintere der Stirnklappen mit einer hinteren Seitenwand verbunden ist, wobei die Vorrichtung eine Zuführstation, eine den Zuschnitt aufrichtende und faltende Station sowie eine Verschlußstation aufweist,

gekennzeichnet durch Längsführungselemente (48, 50) zur Führung eines untersten aus einem Stapel von horizontal angeordneten

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Kartonzuschnitten hergeführten Kartonzuschnitt, mit welchen der Zuschnitt in einer horizontalen Richtung in die Aufricht- und Faltstation (16) gegen einen beweglichen Anschlag (140) geführt wird ,durch unterhalb der Längs führungselemente angeordnete Halteglieder (44) zur Halterung der unteren Seitenwand eines Kartonzuschnitts (20), durch Aufrichtglieder (148, 150, 152, 154, 156), welche schwenkbar mit der hinteren Seitenwand des Kartonzuschnitts zusammenwirken, wahrend das Halteglied die untere Seitenwand zur Aufrichtung des Kartonzuschnitts hält, durch Förderglieder (98, 112) mit einem quergerichteten Mitnehmer (100,114), welcher mit der hinteren Seitenwand des aufgerichteten Kartonzuschnitts zusammenwirkt und den aufgerichteten Zuschnitt durch die Aufricht- und Faltstation (16) fördert,durch ein horizontal schwenkbares Faltglied (158) zur Faltung der hinteren Stirnklappe für den Boden, durch einen Falzschuh (172) zur Faltung der vorderen Stirnklappe durch eine Falzstange

(186) zur teilweisen Faltung der oberen Seitenklappe für den Boden, durch einen Falzarm (188) zur teilweisen Faltung der unteren Seitenklappe für den Boden, durch einen derart angeordneten Klebekopf (22), daß dieser während des Durchlaufs des Kartonzuschnitts (20) durch

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die Aufricht- und Faltstation (16) zur Verschlußstation (18) zwischen den Stirnklappen und den teilweise gefalteten Seitenklappen des aufgerichteten Kartonzuschnitts läuft, wobei die Verschlußstation wenigstens einen einstellbaren Anschlag (190, 192) zur Positionierung des aufgerichteten Kartonzuschnitts derart aufweist, daß eine in Querrichtung bewegbare Platte (196) aufnehmbar ist, um den aufgerichteten Kartonzuschnitt gegen ein feststehendes Anschlag— element (26) zum Verschließen der Stirnklappen mit den Seitenklappen des aufgerichteten Kartonzuschnitts bewegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zuführstation (14) vertikale Führungsglieder (70, 72) umfaßt, welche an einem Ende der Längsführungselemente zur Aufnahme des Stapels der horizontal angeordneten Kartonzuschnitte angeordnet ist, wobei der unterste Kartonzuschnitt durch ein hin- und herbewegen des Element zu einer Transportwalze (138) geführt und damit der Zuschnitt gegen den bewegbaren Anschlag in die Aufricht- und Faltstation bewegt wird, daß das Halterungsund Aufrichtglied zur jeweiligen Halterung der unteren Seitenwand und der oberen hinteren Seitenwand des Kartonzuschnitts zur Aufrichtung des Kartonzuschnitts über Vakuum betätigbar ist,

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daß die Förderglieder ein Paar horizontal angeordneter Kettenförderer (98,112) aufweisen, von denen jeder einen quergerichteten Mitnehmer (100, 114) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein Paar einstellbarer Endanschläge (190, 192) in der Verschlußstation (18), von denen einer (192) an einem der LangsfUhrungselemente (50) und der andere (190) am feststehenden Anschlag (26) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß das horizontal verschwenkbare Falzglied (158) für die hintere Stirnklappe für den Boden mit Stützwinkeln (168) für die oberen Klappen ausgerüstet ist, wodurch die obere Klappe des Kartonzuschnitts während der Faltung der hinteren und vorderen Stirnklappe in einer horizontalen Richtung gehalten wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß auf einem der Längsführungselemente (48) in der Aufricht- und Faltstation eine einstellbare Lippe (170) angeordnet ist, die die untere Klappe des Kartonzuschnitts während der Faltung

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der hinteren und vorderen Stirnklappe für den Boden in einer horizontalen Richtung hält.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

daß in der Aufricht- und Faltstation ein zusätzlicher einstellbarer Falzarm (178) für die vordere Stirnkl;-ppe angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet,

daß der Falzschuh (172) für die vordere Stirnklappe für eine oszillierende Bewegung in einer vertikalen Ebene schwenkbar angeordnet und ein Anschlag (176) in der Bewegungsbahn des schwenkbar angeordneten Falzschuhs (172) zur Begrenzung von dessen Vertikalbewegung angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Längsführungselemente zur Aufnahme unterschiedlicher Zuschnittbreiten in Querrichtung verstellbar sind.

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15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der horizontal angeordneten Kettenförderer 98, 112) zur Aufnahme von aufgerichteten Kartonzuschnitten einer variierenden Kartonbreite in Vertikalrichtung einstellbar sind (82,84, 86).

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