Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beziehen von Schachteln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 zur Durchführung des Verfahrens.

Eine Anlage zur Herstellung von Schachteln mit einer Vorrichtung zum Beziehen der Rohschachteln zeigt die Schrift US2009/0156380A1. Dabei werden von jeweils vorgelagerten Vorrichtungen die Rohschachteln und die mit Klebstoff versehenen Bezugsmaterial, den Nutzenzuschnitte einer Fügeeinrichtung durch Transporteinrichtungen zugeführt. Diese setzt die Rohschachtel mit deren Boden auf die beleimte Seite des Nutzenzuschnittes. In einer darauffolgenden Vorrichtung wird der Nutzenzuschnitt an allen vier Schachtelwänden angerollt. Ein vorhandener Überstand des Nutzenzuschnittes wird nach innen eingeschlagen. Dazu ist jeder Wand eine Bezieheinrichtung zugeordnet. Die vier Bezieheinrichtungen sind paarweise gegenüberliegend angeordnet. Sie weisen jeweils eine Anreiberolle und einen Einschlagschieber auf. Das Fügen des Nutzens an den Außenwänden erfolgt durch Abwälzen der Anreiberollen an den Außenseiten der Schachtel. In einem ersten Schritt wird dazu die Schachtel vertikal zwischen dem ortsfesten ersten Paar Bezieheinrichtungen durchgeführt. Anschließend verbleibt die Schachtel in einer Ruhestellung und die Einschlagschieber des ersten Paares schlagen die Überstände des Nutzenzuschnittes nach innen. Das zweite Paar Bezieheinrichtungen rollt anschließend in einer Vertikalbewegung seiner Anreiberollen den Nutzen an die verbleibenden Wände, bevor deren Einschlagschieber die übrigen Überstände einschlagen. Abschließend senkt sich ein Formstempel in die bezogene

Schachtel, um den eingeschlagenen Bezug an den Innenseiten der Schachtel anzureiben.

Eine solche Bezugseinrichtung erlaubt eine kompakte Bauweise. Nachteilig ist dagegen die dadurch schlechte Zugänglichkeit der Bauteile. Insbesondere die Reinigung der mit dem Bezugsbogen in Kontakt tretenden Elemente ist erschwert. Die Anordnung der Bezieheinrichtungen zueinander führt dazu, dass immer nur ein Paar die Schachtel bearbeiten kann. Das weitere Paar muss warten, bis diese Bearbeitung abgeschlossen oder die Schachtel aus der Vorrichtung transportiert ist. Die Leistungsfähigkeit der Anlage muss damit eingeschränkt bleiben. Um die Einschläge des Nutzens einerseits sicher mit den Innenflächen der Rohschachtel zu verkleben und andererseits Beschädigungen der Schachtel zu vermeiden, muss der Formstempel äußerst maßhaltig gefertigt sein. Das erfordert für jedes Innenmaß einer zu fertigenden Schachtel einen separaten Formstempel. Auch Formatabweichungen der Rohschachteln, etwa durch Fertigungstoleranzen oder klimatische Einflüsse, führen zu entsprechenden Qualitätseinbußen der fertigen Schachtel bis hin zum Ausschuss.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet und die gesteigerten Anforderungen an die zu erzielende Produktqualität befriedigt.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

Die Schachtelkaschiermaschine umfasst dazu verschiedene Bearbeitungs vorrichtungen und Transportvorrichtungen. Diese Bearbeitungsvorrichtungen sind an den Transportpfaden der Transportvorrichtungen angeordnet. Der jeweils zu beziehende Schachtelrohling wird durch ein Transportsystem nacheinander in verschiedenen Bearbeitungsstationen der Schachtelkaschiermaschine zur Bearbeitung verbracht. Der Transport des zu beziehenden Schachtelrohlings erfolgt dabei in einer zu dem Boden des Schachtelrohlings parallelen Ebene. Zumindest umfasst die Kaschiermaschine jedoch eine Transportvorrichtung und eine Seitenanrollvorrichtung. Diese Seitenanrollvorrichtung ist an dem Transportpfad der Transporteinrichtung angeordnet. Sie weist wenigstens einen Anreiber und einen diesem Anreiber zugeordneten Gegenhalter auf. Der Gegenhalter taucht in die Rohschachtel ein. Anschließend reibt der Anreiber den entsprechenden Wandbereich des Nutzenzuschnittes an die zugeordnete Wand der Rohschachtel gegen den Gegenhalter. Dazu überstreicht der Anreiber in einer Anreibebewegung die Wand der Schachtel. Das Anreiben erfolgt bei andauernder Transportbewegung der Rohschachtel. Dabei ist es unerheblich, ob der Anreiber durch eine Leiste, eine Bürste oder eine ggf. angetriebene Walze gebildet wird.

Dazu weist die Vorrichtung ein erstes Führungssystem des Anreibers auf, welches die Bewegungsbahn des Anreibers festlegt. Ein zweites Führungssystem des Gegenhalters legt die Bewegungsbahn des Gegenhalters fest. Diese

Bewegungsbahn des Gegenhalters umfasst zumindest einen Abschnitt, welcher parallel zu dem Transportpfad der Rohschachtel orientiert ist. Das Anreiben während des andauernden Transportes der Schachtel erlaubt eine zeitliche Überschneidung von Bewegungen, so dass ein gesteigerter Durchsatz möglich wird.

In vorteilhafter Weise setzt sich die Bewegung des Gegenhalters aus mehreren linearen Bewegungsanteilen zusammen. Insbesondere bilden zwei zueinander orthogonal verlaufende Anteile die Bewegung des Gegenhalters. Diese Bewegungsanteile erfolgen nicht notwendigerweise sukzessiv. Vielmehr können sie sich zeitlich überschneiden, so dass sich eine gekrümmte Gesamtbewegung des Gegenhalters ergibt.

Vorzugsweise verläuft dabei ein erster linearer Bewegungsanteil parallel zu einer Flächennormalen des Bodens des Schachtelrohlings. Der erste Bewegungsanteil ist dann auf die Bodenfläche zu gerichtet oder von ihr weg. Ein zweiter linearer Bewegungsanteil verläuft orthogonal zu diesem ersten Bewegungsanteil und damit parallel zu dem Boden des Schachtelrohlings und parallel zu der Transportrichtung des Schachtelrohlings.

Der zweite Bewegungsanteil ist vorteilhafterweise wenigstens zeitweise in Richtung und in Betrag gleich der andauernden Transportbewegung der Schachtel. Indem der in die Schachtel eingetauchte Gegenhalter während des Anrollens in gleicher Weise wie die Rohschachtel bewegt wird, wird eine Relativbewegung zwischen Gegenhalter und Rohschachtel ausgeschlossen, solange der Anreiber eine Kraft auf Wand und Gegenhalter ausübt. Der Gegenhalter kann formatgenau gestaltet sein und die Wand vollflächig abstützen.

Vorteilhaft ist eine geschlossene, umlaufende Bewegung wenigstens des Gegenhalters. Auf diese Weise können sich die Bewegungsabläufe der einzelnen Elemente besonders zeitsparend überschneiden.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung weist das dem Gegenhalter zugeordnete zweite Führungssystem zumindest eine erste Linearführung auf. Wobei diese erste Linearführung parallel zu der Transportrichtung ausgerichtet ist. Auf diese Weise können unerwünschte, die Qualität der Schachtel beeinträchtigende

Bewegungen des Gegenhalters quer zu der Transportrichtung sicher vermieden werden.

Vorzugsweise umfasst das dem Gegenhalter zugeordnete zweite Führungssystem eine zweite Linearführung, welche gemeinsam mit der ersten Linearführung eine Bewegungsebene aufspannt. Der erste Bewegungsanteil und der zweite Bewegungsanteil verlaufen parallel zu dieser von den Linearführungen aufgespannten Ebene. Auf diese Weise können dem Gegenhalter beliebige zweidimensionale, insbesondere gekrümmte Bewegungsformen aufgeprägt werden. Die zweite Linearführung ist zu der ersten Linearführung vorzugsweise orthogonal angeordnet.

Alternativ zu mehreren Linearführungen kann das dem Gegenhalter zugeordnete zweite Führungssystem auch eine gekrümmte Führung aufweisen. Dabei legt diese gekrümmte Führung den ersten linearen Bewegungsabschnitt und den zweiten linearen Bewegungsabschnitt fest. In besonderer Ausgestaltung entspricht die Breite des Gegenhalters der Innenlänge der Rohschachtel. Damit wird die zugeordnete Wand vollflächig unterstützt und unerwünschte Beschädigungen werden vermieden. Dabei folgt einer seiner Bewegungsanteile der Transportbewegung des Schachtelrohlings in Richtung und Geschwindigkeit. Diese Synchronbewegung von Schachtel und Gegenhalter vermeidet Relativbewegungen zwischen Schachtel und Gegenhalter, solange der Anreiber eine Kraft auf die Wand ausübt. Qualitätseinbußen können auf diese Weise verhindert werden.

Vorzugsweise ist Gegenhalter aus zwei miteinander verbundenen Leisten gebildet. Wenigstens jeweils ein Abschnitt der Leisten ist sowohl zeitlich als auch räumlich wenigstens abschnittweise dem Anreiber gegenüberliegend angeordnet. Diese Leisten sind vorzugsweise derart zueinander beabstandet, dass die gemeinsam gebildete Kontur schmaler ist als die Innenseite der zugeordneten Wand der Rohschachtel. So lässt sich der Gegenhalter einfach in die Rohschachtel einbringen und damit unbeabsichtigtes Verschieben oder Beschädigen der Rohschachtel vermeiden. Dabei ist ein möglichst weiter Abstand der Leisten zueinander vorteilhaft, um die unerwünschte Neigung der Schachtel sicher zu vermeiden, sich beim Anrollen um die Leisten zu drehen.

Vorzugsweise ist die Ausdehnung der einzelnen den Gegenhalter bildenden Leisten in Transportrichtung der Schachtelrohlinge klein bezogen auf das Längenmaß des Schachtelrohlings in derselben Richtung. Zur Überbrückung der dadurch entstehenden Lücke ist zwischen den Leisten eine Stützplatte angebracht. Die Stützplatte bildet gemeinsam mit den Leisten den Gegenhalter. Damit kann der Gegenhalter durch einfaches Austauschen der Stützplatte auf unterschiedliche Längen eingestellt werden.

Für einen einfachen Aufbau und eine gute Zugänglichkeit, ist der Boden der Schachtel während des gesamten Anreibeprozesses horizontal ausgerichtet.

Die Schachtelkaschiermaschine umfasst entlang des Transportpfades vorzugsweise mehrere solcher Seitenanrollvorrichtungen, so dass in einem Durchlauf der Schachtel alle Wände des Rohlings bezogen werden können.

Ausführungsbeispiel

Anschließend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen: Fig. 1 schematische Darstellung des Produktflusses und der zugehörigen

Transporteinrichtungen einer Vorrichtung zum Beziehen von Schachteln; Fig. 2 schematische Darstellung einer Seitenanrollvorrichtung und Laschenanreibevorrichtung; Fig. 3 Gegenhalter einer Seitenanrollvorrichtung;

Fig. 4 Bewegungsdiagramm.

In Fig. 1 ist der Produktfluss beim Beziehen von Schachteln schematisch dargestellt. Dabei werden die Rohschachteln 2 von einer Zufuhr 7 jeweils in einer Bereitstellungsposition zur Verfügung gestellt. Dazu weist die Schachtelzufuhr 7 eine Transportvorrichtung mit ersten Transportriemen 31 auf. Die Rohschachteln 2 werden mit ihrem nach unten weisenden und horizontal ausgerichteten Boden 21 in die Bereitstellungsposition verbracht. Die Stirnwände 22 der Rohschachtel 2 sind dabei parallel zu der Zuführrichtung orientiert, während die Seitenwände 23 quer zu der Zuführrichtung orientiert sind. Die Zuführrichtung verläuft quer zu der Transportbahn 1000, an welcher die Bearbeitungsvorrichtungen 100, 200 angeordnet sind. Die Bereitstellungsposition der Rohschachteln ist einem die Nutzenzuschnitte 1 zuführenden Transportband 30 der Nutzenzufuhr 8 benachbart angeordnet.

Die Nutzenzuschnitte 1 werden einzeln beleimt und von dem Transportband 30 übernommen und entlang einer linearen Transportbahn 1000 bewegt. Geeignete Vorrichtungen für den Klebstoffauftrag auf den Nutzen 1 sind hinreichend bekannt, sind nicht in den Figuren dargestellt und werden nicht weiter erläutert. Ein ebenfalls nicht dargestellter Roboter übernimmt die bereitgestellte Rohschachtel 2 und setzt sie in einer gekrümmten Aufsetzbewegung 1010 positionsgenau auf den Bodenbereich 11 des Bezugsnutzens 1. Die jetzt verbundene Einheit 3 aus

Rohschachtel 2 mit dem an ihrem Boden 21 angeklebten Nutzenzuschnitt 1 wird an eine sich an das Transportband 30 anschließende Fördereinrichtung 9 mit derselben Transportrichtung 1000 übergeben.

Die Transportriemen 32 dieser Fördereinrichtung 9 transportieren die Schachteleinheiten 3 durch die entlang der T ransportbahn 1000 angeordneten Bearbeitungsvorrichtungen 100, 200 zum vollständigen Beziehen der Schachteleinheiten 3. Die mit der Schachtel einheit 3 interagierenden Elemente 101 , 105, 106 einer Seitenanrolleinrichtung 100 sind in Fig. 2 dargestellt. Eine zweite gegenüberliegend angeordnete gleichartige Seitenanrollvorrichtung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Eine Anreiberolle 105 ist in ihrer Startposition unterhalb der Bewegungsbahn der Schachteleinheiten 3 dargestellt. Die Anreiberolle 105 ist im wesentlichen zylindrisch. Ihre Drehachse verläuft parallel zu der Transportrichtung 1000 der Schachteleinheiten 3. Aus ihrer Startposition kommend wälzt die Anreiberolle 105 in einem vertikalen Bewegungsanteil 1004 auf der Seitenwand 23 ab und rollt dabei den zugeordneten Außenbereich 13 des Nutzenzuschnittes 1 an der Seitenwand 23 an.

Um die Seitenwand 23 beim Anrollen gegen die Anreiberolle 105 abzustützen ist ein Gegenhalter 101 vorgesehen. Dieser Gegenhalter 101 wird von einem Paar Stempel 102, 103 gebildet. Für eine vollflächige Abstützung ist zwischen den Stempeln 102, 103 eine Stützplatte 104 angebracht. Gemeinsam bilden diese eine zu der zugeordneten Schachtelwand 23 parallele Stützfläche 115. Um eine umlaufende Bewegung 1005 des Gegenhalters 101 zu ermöglichen, sind lineare Führungssysteme vorgesehen. Eine horizontal orientierte Linearführung 111 ist parallel zu der Transportbahn 1000 der Schachteleinheiten 3 angeordnet. Sie nimmt nach Art eines Koordinatentisches eine vertikal ausgerichtete Linearführung 109 auf. Die Stempel 102, 103 des Gegenhalters 101 sind in der vertikalen Linearführung 109 aufgenommen. Die Vertikalführung 109 ist derart mit einem Antrieb 112 verbunden, dass sie entlang der Florizontalführung 111 bewegt werden kann. Den vertikalen Bewegungsanteil 1002 des Gegenhalters 101 erzeugt ein auf die Stempel 102, 103 wirkender weiterer Antrieb 110. Dieser Antrieb 110 für den vertikalen Bewegungsanteil 1002 des Gegenhalters 101 umfasst eine motorisch vertikal bewegbare Führungsbahn 114. Diese verläuft parallel zu der Transportrichtung 1000 der Schachteleinheiten 3. In der Führungsbahn 114 läuft zur Übertragung deren Vertikalbewegung 1002 auf den Gegenhalter 101 eine an einem Stempel 103 des Gegenhalters angebrachte Rolle 113. Während die Schachtel 3 durch die Riemen 32 kontinuierlich in der vorgegebenen Richtung 1000 transportiert wird, taucht der Gegenhalter 101 aus seiner Startposition 1100 oberhalb der Schachteleinheit 3 kommend während einer geschlossen umlaufenden Bewegung 1005 an der Seitenwand 23 in die Rohschachtel 1 ein. Die Umlaufbewegung 1005 des Gegenhalters 101 erfolgt im wesentlichen in einer zu dessen Stützfläche 115 parallelen Ebene. In Fig. 2 wird diese von der in einer horizontalen x-Richtung verlaufenden Transportbahn 1000 der Schachteleinheiten 3 und einer vertikalen y-Richtung aufgespannt. Die Umlaufbewegung 1005 setzt sich aus mehreren Abschnitten zusammen. Das Einsenken 1006 in die Schachtel 3 beginnt in der Startposition 1100 oberhalb der Schachteleinheit 3 und endet innerhalb der Schachteleinheit 3 an oder etwas oberhalb zu deren Boden 21. Es lässt sich in einen vertikalen Anteil 1002 und einen gleichzeitigen horizontalen Anteil 1001 zerlegen. Im wesentlichen ist das Einsenken 1006 durch eine relativ zu der Schachtel vertikalen Abwärtsbewegung beschrieben. Auf das Einsenken 1006 folgt ein Halteabschnitt 1007, während welchem der Gegenhalter 101 eine relativ zu der Schachteleinheit 3 feste Position beibehält. Der Gegenhalter 101 bewegt sich synchron mit der Schachteleinheit 3 in deren Transportrichtung 1000. Während dieses Halteabschnittes 1007 erfolgt das eigentliche Anreiben eines Außenbereiches 13 des Nutzenzuschnittes 1 an die Außenfläche der zugeordneten Schachtelwand 23 durch die Anreiberolle 105. Das sich anschließende Ausheben 1007 entspricht dem Einsenken 1006 mit umgekehrtem vertikalen Bewegungsanteil 1002. Abschließend kehrt der Gegenhalter 101 in einer horizontalen Rückbewegung 1009 in seine Startposition 1100 zurück. Die zeitlichen Zusammenhänge der räumlichen Bewegungsanteile 1000, 1001 , 1002, 1004 entsprechend der Koordinatensysteme aus den Darstellungen Fig. 1 bis 3 zeigt Fig. 4 in einem Bewegungsdiagramm. Dabei sind alle Bewegungen 1000, 1001 , 1002, 1004 vereinfacht aus linearen Anteilen unterschiedlicher Steigungen zusammengesetzt dargestellt. Die Transportbewegung 1000 der Schachteleinheiten 3 ist gepunktet dargestellt. Sie verläuft als steigende Gerade in x-Richtung über der Zeit t. Die gestrichelt dargestellte Horizontalbewegung 1001 des Gegenhalters 101 unterteilt sich in den Halteabschnitt 1007 und die Rückbewegung 1009. Während des Halteabschnittes 1007 ist der Verlauf der Horizontalbewegung 1001 mit der Transportbewegung 1000 der Schachteleinheiten 3 identisch. Mit durchgezogener Linie gezeigt ist der vertikale Bewegungsanteil 1002 des Gegenhalters 101. Die zeitlich zusammenfallenden Steigungssprünge des vertikalen Bewegungsanteils 1002 mit dem horizontalen Bewegungsanteil 1001 des Gegenhalters 101 kennzeichnet dessen Startposition 1100. Der Halteabschnitt 1007 ist durch die untere Endlage der Vertikalbewegung 1002 festgelegt. Aus Fig. 4 wird deutlich, dass der mit der T ransportbewegung 1000 synchrone Abschnitt der

Horizontalbewegung 1001 zeitlich die Bewegungsabschnitte Einsenken 1006, Halten 1007 und Ausheben 1008 umfasst.

Ebenfalls mit durchgezogener Linie dargestellt ist der vertikale Bewegungsanteil 1004 der Anreiberolle 105. Das Anreiben erfolgt während der Aufwärtsbewegung. Diese fällt zeitlich mit dem Halteabschnitt 1007 des Gegenhalters 101 zusammen. Der horizontale Bewegungsanteil der Anreiberolle 105 sorgt für eine Wälzbewegung auf der Schachteleinheit 3 nur senkrecht zu dem Boden 21. Eine Relativbewegung der Anreiberolle 105 quer zur Schachtel 3 wird verhindert. Der horizontale Bewegungsanteil der Anreiberolle 105 ist nicht dargestellt, ist aber in einfacherWeise mit dem horizontalen Bewegungsanteil 1001 des Gegenhalters identisch.

Das Bewegungsdiagramm aus Fig. 4 zeigt die Bewegungsabläufe schematisch vereinfacht. Anstelle der Steigungssprünge können gekrümmte Übergänge gewählt werden. Insbesondere kann so die Maschinendynamik günstig beeinflusst werden. Außerdem können sich die gezeigten Bewegungsabschnitte und

Bewegungsanteile zueinander verschieben oder überschneiden. So können die durch die Maschinendynamik auftretenden Belastungen weiter reduziert und Prozesszeiten verbessert werden. Diese Anpassungen können in Abhängigkeit von den Abmaßen der Schachteln 2 oder der Nutzenzuschnitte 1 optimiert werden. Bezugszeichen Nutzenzuschnitt 105 Anreiber, links Rohschachtel 106 Einschlagschiene, links teilbezogene Schachtel 107 Anreiber, links vorne Schachtel, fertig 108 Anreiber, links hinten Klebstoff 109 Linearführung, vertikal Rohschachtelzufuhr 110 Antrieb, Vertikalhub Nutzenzufuhr 111 Linearführung, horizontal Schachteltransport 112 Antrieb, Horizontalhub Bodenbereich 113 Rolle Außenbereich, Stirnwand 114 Schiene, ggf. Kurve Außenbereich, Seitenwand 115 Stützfläche, Gegenhalter Seitenlasche, links 200 Laschenanreibevorrichtung Seitenlasche, rechts 1000 Transportbahn, Schachtel Einschlag, Stirnwand 1001 Bewegungsanteil, Einschlag, Seitenwand Gegenhalter horizontal (x) Klebeseite 1002 Bewegungsanteil, Außenseite Gegenhalter vertikal (y) Boden 1003 Bewegungsanteil, Stirnwand Gegenhalter quer (z) Seitenwand 1004 Bewegungsanteil, Anreiber Transportband vertikal (y) erste Transportriemen, 1005 Umlaufbewegung, Schachtelzufuhr Gegenhalter zweite Transportriemen, 1006 Einsenken, Gegenhalter Schachtelbeziehen 1007 Halten, Gegenhalter Seitenanrollvorrichtung, 1008 Ausheben, Gegenhalter Seitenwand links 1009 Rückbewegung, Gegenhalter Gegenhalter, links 1010 Aufsetzbewegung, Stempel, links hinten Rohschachtel Stempel, links vorne 1100 Startposition, Gegenhalter Stützplatte