DE69404352T2

DE69404352T2 - Vorrichtung zum Auftragen und Umlegen für eine Herstellungsmachine von Schachteln

Info

Publication number: DE69404352T2
Application number: DE69404352T
Authority: DE
Inventors: Renzo Santini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: DE69404352D1; ITPT930008A1; EP0618066B1; EP0618066A1; ES2106486T3; IT1265586B1; ITPT930008A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Umkleiden und Einfassen für die Herstellung von Schachteln.
Es ist bekannt, daß Maschinen zum Umkleiden und Einfassen in Schachtelfabriken dazu verwendet werden, die Außenwände der aus Karton bestehenden Schachteln mit einem Papier- oder Gewebeblatt zu umkleiden, das günstigerweise in Relation zur Form und den Abmessungen der Schachtel vermittels einer Zuschneidemaschine bearbeitet und dann auf der Innenseite mit Hilfe einer Klebemaschine mit Klebstoff bestrichen wird.
Auch ist es bekannt, daß das Anbringen des Umkleidungsblattes an den Außenwänden der Schachteln und das nachfolgende teilweise oder vollständige Umschlagen der freien Ränder des Papiers auf die entsprechenden Innenwände der bereits bearbeiteten Schachtel mit Hilfe einer sich in senkrechter Richtung frei bewegenden Form ausgeführt wird, die mit dem unteren Ende einer vertikalen Stange verbunden ist, sowie mit zwei einander gegenüberliegenden Paaren von seitlichen Arbeitsköpfen, die eine Vielzahl von Bürsten tragen, die dazu verwendet werden, die Umhüllung gegen die Außenwände der Schachtel vermittels einer Relativbewegung anzudrücken, die von der die Form tragenden Stange und den besagten Bürsten bezüglich der Schachtel ausgeführt wird.
Das besagte Umbördeln bzw. Einfassen wird mit Hilfe eines Elementes durchgeführt, das als "Überform" bezeichnet wird, in vertikaler Richtung bewegbar ist und in seiner Arbeitsstellung die oberen freien Ränder der Umkleidung auf die entsprechenden Randbereiche der Innenwände der Schachtel mitnimmt. Bei den bis heute bekannten Maschinen werden die die Form tragende Stange, die seitlichen Arbeitsköpfe und die anderen Arbeitsorgane mit Hilfe eines zentralisierten Systems über Hebel und Nocken in kinematischer Weise ausgehend von einer einzigen Antriebseinheit gesteuert. Dies führt jedoch dazu, daß es nicht möglich ist, die Arbeitsbedingungen, d. h. die Bewegungsbahnen und die Zeitabläufe für das Tätigwerden der die Form tragenden Stange, die seitlichen Arbeitsköpfe sowie die anderen oben erwähnten Organe in bezug auf die Art der Schachteln und der betreffenden Umkleidungsblätter zu verändern, so daß eine Maschine jeweils nur in der Lage ist, einen einzigen Produktionstyp zu bearbeiten.
Die Druckschrift EP-A-0 376 806 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschneiden von montierten Schachtelelementen, gemäß derer die aus einem Vorrat (28) entnommenen und (mit einer Walze 29) mit Klebstoff versehenen beschnittenen Blätter an einer Übertragungsstation (14) auf den Boden der Schachtelelemente gelegt werden, die hierauf zu mehreren aufeinander folgenden Stationen (15, 16, 17, 18, 19) weiter verschoben werden, an denen verschiedene Falt- und Umklappvorgänge ausgeführt werden.
Die Patentschrift US-A-3,797V372 beschreibt eine Maschine zum Umkleiden von Schachteln, die so aufgebaut ist, daß alle Organe in ein und derselben Arbeitsstation vereinigt sind, die dazu dienen, das Aufbringen eines Umhüllungsblattes an eine Schachtel auszuführen, die von einer äußeren Zuführvorrichtung zugeführt worden ist.
Die Patentschrift US-A-2,713,813 beschreibt eine Maschine für das Umhüllen von Schachteln, bei der das Arbeiten der Organe, die dazu dienen, die verschiedenen Phasen des Verfahrens zum Aufbringen des Blattes zu realisieren, von einem System von Nocken gesteuert wird.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine zum Umkleiden und Einfassen für Schachtelfabriken zu schaffen, deren Arbeitsorgane von einem Bewegungssystem gesteuert werden, das es ermöglicht, sie zu programmieren und automatisch die Modalitäten ihres Tätigwerdens in Abhängigkeit von der Art des Produktes zu verwalten bzw. zu verändern, das von Fall zu Fall hergestellt werden soll.
Um zu diesem Ziel zu gelangen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, eine Maschine zu schaffen, die gemäß Anspruch 1 folgendes umfaßt: eine Form, die von einer in vertikaler Richtung bewegbaren Stange getragen wird, um die zu umkleidende Schachtel gemeinsam mit dem Umkleidungsblatt im Bereich von Einrichtungen zum Anlegen der Umkleidung an die Schachtel anzuordnen, zwei entgegengesetzte Paare von seitlichen Arbeitsköpfen zum Andrücken des Umkleidungspapiers an die Außenwände der Schachtel, Mittel zum teilweisen oder vollständigen Umfalten der freien Ränder des Papiers auf die entsprechenden Innenwände der Schachtel, Mittel zum Bewegen der Schachtel, Mittel zum Bewegen der seitlichen Arbeitsköpfe und Mittel zum Zuführen der zu umkleidenden Schachtel sowie zum Abgeben der umkleideten Schachtel, die der Steuerung einer zentralen, programmierbaren Mikroprozessor-Einheit in der Weise unterworfen sind, daß eine getrennte Betätigung und Steuerung, d.h. auf mehreren entsprechenden unabhängigen Betätigungs- und Steuerleitungen möglich ist, so daß eine unabhängige, einem Programm entsprechende Regelung der jeweiligen Modalitäten des Tätigwerdens in Abhängigkeit von der Art des Produktionsvorganges möglich ist, den man von Fall zu Fall durchführen will.
Die Vorteile, die sich aus der vorliegenden Erfindung ergeben, bestehen im wesentlichen darin, daß es möglich ist, in unabhängiger, d.h. getrennter Weise die Positionierung der die Form tragenden Stange und der seitlichen Arbeitsköpfe in ihrer Arbeitsstellung sowie die jeweiligen Zeitpunkte, zu denen sie tätig werden, in Abhängigkeit von der Art von Produktion, die man von Fall zu Fall durchführen will, derart zu regeln und zu steuern, daß man die mechanischen Komponenten unverändert läßt und die Steuerung und Regelung einzig und allein einfach nach einem Programm in der zu realisierenden Weise mit ein und derselben Maschine für einen großen Bereich von Produkten mit unter Umständen sehr unterschiedlichen Formen und Abmessungen durchführt, beispielsweise für umhüllte Schachteln für Schuhe, für Textilprodukte, für Schneidwaren, Schmuckwaren und Etuis der verschiedensten Arten, daß es weiterhin möglich ist, in korrekter und genauer Weise das Umhüllen von aus Karton bestehenden Schachteln entsprechend ihrem jeweiligen Format auszuführen, d.h. unabhängig von der Höhe der jeweiligen Seitenwände, daß es im Fall von flachen rechtwinkligen Schachteln möglich ist, das vollständige oder teilweise Umfalten der Umhüllung auf die Innenwände der Schachtel zunächst an den beiden Längskanten der Schachtel und dann an den beiden kurzen Kanten auszuführen, was es ermöglicht, das Umfalten des Umhüllungspapiers entsprechend den Kanten der Schachtel derart zu erleichtern, daß mögliche lokale Unvollkommenheiten des hergestellten Produktes vermieden werden, daß es möglich ist, die Ränder der Umhüllung durch einfache Veränderungen des elektrischen Steuerprogramms entweder an die vertikalen Kanten anzulegen, die von den Enden der langen Schachtelkanten ausgehen, oder an die vertikalen Kanten, die von den kurzen Rändern ausgehen, daß es möglich ist, in beliebiger Weise die Zeitpunkte und die Verläufe des Tätigwerdens der Einrichtungen zum Herausziehen der Form aus den fertiggestellten Schachteln in Abhängigkeit von der Produktionsart zu regeln, die man von Fall zu Fall ausführen will, daß es möglich ist, die Frequenz der Zufuhr der zu umkleidenden Schachteln in Phase mit den Arbeitsorganen der Maschinen und in Abhängigkeit vom Format der Schachteln einzig und allein und einfach gemäß dem Programm zu steigern, und dabei die mechanischen Komponenten unverändert zu lassen, daß es möglich ist, die Stöße zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Teilen zu vermindern, die aufgrund der Trägheitskräfte auftreten und sowohl auf die die Form tragende Stange als auch auf die vier seitlichen Arbeitsköpfe einwirken und daß dies dazu führt, daß das Spiel in den verschiedensten Bereichen und die Vibrationen zugunsten der allgemeinen Zuverlässigkeit der Maschine vermindert werden.
Diese sowie weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich für den Fachmann noch genauer im Licht der folgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergibt, das jedoch in keiner Weise einschränkend zu verstehen ist.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Maschine zum Umkleiden und Einfassen gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Maschine aus Fig. 1 und
Fig. 4 ein Blockdiagramm des Steuer- und Kontrollsystems für die Arbeitseinrichtungen der Maschine aus Fig. 1.
Im wesentlichen umfaßt, wie in den Figuren der beigefügten Zeichnung gezeigt, eine Maschine zum Umkleiden und Einfassen für die Herstellung von Schachteln gemäß der Erfindung folgende Bestandteile:
- eine horizontale Form 4, die mit dem freien Ende einer in vertikaler Richtung bewegbaren Stange 7 verbunden ist, um die zu umkleidende Schachtel mit dem betreffenden Umkleidungsblatt im Bereich von Bürsteneinrichtungen 8, 9, 10, 11, 12 anzuordnen, die dazu dienen, die Umkleidung an der Schachtel durch eine Relativbewegung zwischen der Schachtel mit dem betreffenden Umkleidungsblatt und den besagten Bürsten 8, 9, 10, 11, 12 anzubringen,
- zwei Paare einander gegenüberliegender seitlicher Arbeitsköpfe T, die die Bürsten 8, 9, 10, 11, 12 tragen und unterhalb in der Nähe der Stange 7 angeordnet sind und aufgrund von Steuerbefehlen eine hin- und hergehende Horizontalbewegung von der Achse der Stange 7 weg und zu ihr hin ausführen können, um das Umkleidungspapier an die Außenwände der Schachtel anzudrücken,
- ein Über-Formelement 15, das aufgwnd von Steuerbefehlen eine hin- und hergehende Vertikalbewegung vom Arbeitsbereich der seitlichen Arbeitsköpfe T weg bzw. zu ihm hin ausführen kann und das oberhalb der Form 4 angeordnet ist, um das Umfalten der freien Ränder des Umkleidungsblattes insgesamt oder teilweise auf die entsprechenden Innenwände der Schachtel nach dem Einführen der Überform 15 in das Innere der Schachtel zu ermöglichen, und dabei die Ränder der Umkleidung, die umgefaltet werden sollen, vorzugsweise um 90º zum Inneren der Schachtel hin umzufalten,
- Einrichtungen 21, um die umkleidete Schachtel von der Überform 15 zu entfernen,
- Einrichtungen zum Bewegen der seitlichen Arbeitsköpfe T und
- Einrichtungen C mit zwei mechanischen Armen 3, die aufgrund von Steuerbefehlen eine hin- und hergehende Horizontalbewegung von und zum Arbeitsbereich der seitlichen Arbeitsköpfe T ausführen können, um die zu umkleidenden Schachteln zuzuführen bzw. nach dem Umkleiden abzuführen.
Gemäß der Erfindung sind die Einrichtungen zum Bewegen der die Form tragenden Stange 7, die Einrichtungen für die Bewegung der seitlichen Arbeitsköpfe T und die Einrichtungen C zum Zuführen der zu umkleidenden Schachteln und zum Abführen der umkleideten Schachteln der Steuewng einer zentralen programmierbaren Mikroprozessor-Einheit E in der Weise unterworfen, daß sie sie getrennt aktiviert und steuert, auf mehreren unabhängigen Aktiviewngs- und Steuewngsleitungen L1, L2, L3, um so gemäß einem Programm eine unabhängige Steuerung der jeweiligen Arbeitsweisen in bezug auf die Art des auszuführenden Herstellungsvorganges zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise wird die Bewegung der die Form tragenden Stange 7 mit Hilfe eines ersten bürstenlosen, elektronisch gesteuerten Elektromotors M1 realisiert, der einem entsprechenden absoluten, differentiellen Encoder E1 zugeordnet und mit einem Tachometer-Dynamo D1 für die Steuerung der Position der betreffenden Achse versehen ist, wobei der Motor M1 einem Rechner E zugeordnet und mit der die Form tragenden Stange 7 über eine Riementransmission 22 so verbunden ist, daß eine genaue intermittierende Bewegung der Stange 7 aufgrund von programmierten Steuerbefehlen in Abhängigkeit von der Art der Schachtel und des betreffenden Umhüllungsblattes realisiert wird. Vorteilhafterweise wird die Bewegung der vier seitlichen Arbeitsköpfe T mit Hilfe von mehreren unabhängigen Betätigungszylindem CT bewirkt, die günstigerweise mit dem Motor M1 für die Stange 7 synchronisiert sind und die dem besagten Rechner E in der Weise zugeordnet bzw. seinen Steuerbefehlen unterworfen sind, daß eine korrekte Betätigung gemäß der programmierten Sequenz der vier seitlichen Arbeitsköpfe T in den aktiven Phasen des Umhüllens der Außenwände der Schachtel des Umfaltens der Ränder der Umhüllung auf die Ränder der Innenwände der Schachtel erfolgt.
Vorteilhafterweise umfassen die Einrichtungen C einen zweiten bürstenlosen elektronisch gesteuerten Motor M2, der einem entsprechenden differentiellen Absolutencoder E2 zugeordnet und mit einem Tachometer-Dynamo D2 für die Steuerung der Position der betreffenden Achse ausgerüstet ist, wobei dieser Motor M2 dem Rechner E in der Weise zugeordnet bzw. seinen Steuerbefehlen unterworfen ist, daß eine korrekte und genaue Bewegung der Arme 3 gemäß dem Programm in Abhängigkeit von der Art des auszuführenden Produktionsvorganges ausgeführt wird.
Dies alles ermöglicht die korrekte automatische Anbringung der Umhüllung an den Schachteln beliebiger Art, in dem man einfach gemäß dem Programm die Verläufe und die Zeitpunkte der Betätigung der Stange 7 und der Arbeitsköpfe T variiert.
Vorzugsweise können die Zylinder CT elektromagnetisch betätigt werden.
Vorzugsweise ist gemäß der Erfindung vorgesehen, die oben erwähnte Überform 15 mit Hilfe eines entsprechenden Betätigungszylinders mit Vertikalbewegung oder mit Hilfe eines entsprechenden elektronisch gesteuerten Motors, der dem Rechner E zugeordnet ist, zu bewegen, doch sind diese Bewegungsmittel der Deutlichkeit halber in den Figuren der beigefügten Zeichnung nicht dargestellt; sie dienen dazu, in wahlfreier Weise gemäß dem Programm den jeweiligen Arbeitsablauf in der Phase des Umfaltens der Ränder des Umhüllungsblattes auf die entsprechenden Innenwände der Schachtel in Abhängigkeit von der gewählten Höhe oder der Umfalttiefe auszuführen.
Vorzugsweise umfassen gemäß der Erfindung die Einrichtungen zum Herausziehen der durch die Überform 15 fertiggestellten Schachtel mehrere vertikale Stangen 21, die durch Steuerbefehle einer hin- und hergehenden Vertikalbewegung von der Schachtel weg und zu ihr hin vermittels eines entsprechenden Betätigungszylinders oder eines Elektromotors unterworfen sind, die mit dem Rechner verbunden, der Einfachheit halber aber in den Figuren der beigefügten Zeichnung nicht dargestellt sind.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Maschine ist, wenn gemäß dem Programm die Bewegungsbahnen bzw. -abläufe und die Betätigungszeiten der Stange 7, der Beladeeinrichtung C und der Köpfe T in bezug auf die Art der zu umhüllenden Schachteln und der verwendeten Umhüllung eingestellt sind, die folgende:
Ein aus einer Schachtel und ihrer Umhüllung bestehendes Teilepaar wird mit Hilfe eines Bandes 1 zugeführt, auf dem zuvor eine andere Maschine, die auch als "Heftmaschine" bezeichnet wird, die Schachtel bereits in einer vorbestimmten Position auf dem zuvor mit Klebstoff versehenen Umhüllungsblatt vorpositioniert hat. An einem Anschlagelement 2 der Zuführeinrichtung C für das Teilepaar wird die Bewegung des Bandes 1 unterbrochen, um das Eingreifen von zwei mechanischen Armen 3 zuzulassen, die das Teilepaar ergreifen und es unter Steuewng des Rechners E in eine zentrale Position in der Nähe der Form 4 überführen. Hierauf beginnt vermittels der Arbeitsköpfe T, die günstigerweise in die für den auszuführenden Produktionsvorgang erforderliche Arbeitsposition vorpositioniert worden sind, die Phase des Anlegens des Umhüllungsblattes an die Seitenwände der Schachtel. Genauer gesagt wird während der dem Programm entsprechenden Abwärtsbewegung der Stange 7, die vermittels des vom Rechner E gesteuerten Motors M1 erfolgt, zunächst die Form 4 in die Schachtel eingeführt, und es wird dann, während der weitergehenden programmierten Abwärtsbewegung der Stange 7 die Schachtel von den Bürsten 8 und 9 abgefangen, die in der Weise arbeiten, daß sie die Umhüllung dazu bringen, an den längeren Seitenwänden der sich bewegenden Schachtel anzuhaften.
Hierauf wird bei der weiteren programmierten Abwärtsbewegung der Stange 7 mit der Form 4 die Schachtel im Bereich der Bürsten 10 angeordnet, die, während die Stange 7 in der so erreichten Position angehalten wird, das Umfalten des entsprechenden Randes der Umhüllung ausführen, bevor die Bürsten 11 und 12 für das Anlegen der Umhüllung der Schachtel gemäß einer dem Fachmann an sich bekannten Arbeitsweise sorgen. Am Ende dieser Phase wird die Stange 7 unter Steuerung des Rechners E weiter abgesenkt, um das Tätigwerden von vier Spachteln 13, 14 zu ermöglichen, die für ein Umfalten des restlichen Teiles der Umhüllung um 90º zum Inneren der Schachtel sorgen, worauf weiterhin unter Steuerung des Rechners E die Überform 15 in Tätigkeit tritt, die den derart umgefalteten Teil der Umhüllung in das Innere der Schachtel mitnimmt. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt unter der Steuerung des Rechners E das eigentliche Andrücken der Umhüllung gegen die Wände der Schachtel vermittels geeignet ausgeformter, an sich bekannter Elemente 16, die von den Arbeitsköpfen T getragen werden. Am Ende dieses Vorganges wird die Bewegung der Stange 7 durch die Wirkung einer Spiralfeder 19 mit vertikaler Achse, die zur Stange 7 koaxial ist, in der Weise umgekehrt, daß die jetzt von der Überform 15 getragene Schachtel mit der derart aufgebrachten Umhüllung in die anfängliche Beladeposition übergeführt wird, um ihr Herausziehen mit Hilfe von Stangen 21 zu ermöglichen. Nachdem die Phase des Herausziehens der fertiggestellten Schachtel beendet ist, sorgt das Beladesystem für das Ausstoßen der Schachtel aus der Maschine und führt die nachfolgende zu umhüllende Schachtel zu. Das endgültige Wegbewegen des fertiggestellten Produktes von der Maschine wird mit Hilfe eines getrennten Systems von Transportbändern ausgeführt.

Claims

1. Maschine zum Umkleiden und Einfassen für die Herstellung von Schachteln, die folgendes umfaßt:

- eine horizontale Form (4), die mit dem freien Ende einer in vertikaler Richtung bewegbaren Stange (7) verbunden ist, um die zu umkleidende Schachtel mit dem betreffenden Umkleidungsblatt im Bereich von Bürsten (8, 9,10,11,12) anzuordnen, die dazu dienen, die Umkleidung an der Schachtel durch eine Relativbewegung zwischen der Schachtel und dem Umkleidungsblatt und den besagten Bürsten (8, 9,10, 11, 12) anzubringen,

- mehrere seitliche, die Bürsten (8, 9, 10, 11, 12) tragende Arbeitsköpfe (T) die unterhalb und in der Nähe der Stange (7) angeordnet sind und durch einen Steuerbefehl einer hin- und hergehenden Horizontalbewegung von der Achse der Stange (7) weg und zu ihr hin unterworfen werden können, um einen Anpreßdruck für das Umkleidungsblatt auf die Außenwände der Schachtel auszuüben,

- ein Überform-Element (15), das durch einen Steuerbefehl einer hin- und hergehenden Vertikalbewegung vom Arbeitsbereich der seitlichen Arbeitsköpfe (T) weg bzw. zu ihm hin unterworfen werden kann und das oberhalb der Form (4) angeordnet ist, um das Umfalten der freien Ränder der Umkleidung insgesamt oder teilweise auf die entsprechenden Innenwände der Schachtel mit einem vorausgehenden Einführen der Überform (15) in das Innere der Schachtel auszuführen,

- Einrichtungen zum Bewegen der die Form tragenden Stange (7),

- Einrichtungen (C) mit zwei mechanischen Armen (3), die durch einen Steuerbefehl einer hin- und hergehenden Horizontalbewegung von und zum Arbeitsbereich der Arbeitsköpfe (T) unterworfen werden können, um die zu umkleidenden Schachteln zuzuführen bzw. sie nach dem Umkleiden abzuführen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (4) die Bürsten (8, 9, 10, 11, 12) mit den entsprechenden Arbeitsköpfen (T) und die Überform (15) an derselben Arbeitsstation angeordnet sind,

daß die Einrichtungen zum Bewegen der die Form tragenden Stange (7), die Einrichtungen zum Bewegen der seitlichen Arbeitsköpfe (T) und die Einrichtungen (C) zum Zuführen der zu umkleidenden Schachteln und zum Abführen der umkleideten Schachteln einer zentralen, programmierbaren Mikroprozessor- Einheit (E) in der Weise zugeordnet sind, daß sie sie getrennt, d. h. auf mehreren unabhängigen Aktivierungs- und Steuerungsleitungen (L1, L2, L3) aktiviert und steuert, um so eine unabhängige Steuerung gemäß einem Programm der jeweiligen Arbeitsweisen in bezug auf die Art des durchzuführenden Herstellungsvorganges zu ermöglichen, wobei das Überform-Element nach seinem Einführen in das Innere der Schachtel mit dieser in Eingriff tritt, um sie in einer oberen Abgabeposition zu positionieren, und daß das Überform-Element zugeordnete Mittel mit mehreren Stangen (21) aufweist, um die umkleidete Schachtel herauszuziehen.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Bewegen der die Form tragenden Stange (7) einen ersten bürstenlosen, elektronisch gesteuerten Elektromotor (M1) umfassen, der einem entsprechenden absoluten differentiellen Encoder (E1) zugeordnet und mit einem Tachometer-Dynamo (D1) für die Steuerung der Position der betreffenden Achse versehen ist, wobei der Motor (M1) einem Rechner (E) zugeordnet und mit der die Form tragenden Stange (7) vermittels einer Riementransmission (22) für deren intermittierende Bewegung aufgrund von programmierten Steuerbefehlen verbunden ist, die mit der Art der Schachtel und des betreffenden Umhüllungsblattes in Relation stehen.