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Vorrichtung zum Herstellen von becher-oder napfförmigen Kappen Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von becher- oder napfförmigen
Kappen aus Papier, aus mit Metallfolie überzogenem Papier, einfacher Metallfolie
oder ähMchem Bogenmaterial, in der das Material zuerst um einen kegelstumpfförmigen
Dom gewickelt wird, so daß ein Teil des Materials über das Domende vorsteht, und
der vorstehende Materialteil nach innen gegen das Stimende des Domes gefaltet wird,
um den Deckel der Kappe zu bilden.
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Die bekannte Maschine, von der die Erfindung ausgeht, sieht eine gesonderte
Wickelvorrichtung außerhalb der Faltvorrichtung vor, in der ein Rohr durch schraubenhmenförnüges
Wickeln einer Materialbahn um einen Dom erzeugt wird. Das so erzeugte Rohr wird
kontinuierlich vorgeschoben und mittels einer mitwandemden Säge 'in gewünschten
Längen abgeschnitten und dann erst zusammen mit einem Deckelteil, um den das Rohrende
gefaltet wird, von einem Dom aufgenommen. Dieses verhältnismäßig steife Rohr, das
sich durch Sägen trennen läßt, kann mit dem erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden
dünnen Material nicht verglichen werden, da bei Folienmaterial ganz andere und wesentlich
schwierigere Probleme auftreten als beim Falten verhältnismäßig steifen Materials.
Aus diesem Grund kommt die bekannte Vorrichtung auch mit einer Faltung in einem
einzigen Arbeitsgang aus, was aber bei dünnem Material nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben
beschriebenen Art zu schaffen, mit der becher- oder napfförmige Kappen aus dünnem
Material mit einer sauberen, glatten Faltung herstellbar ist.
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Es hat sich gezeigt, daß ein in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführter
Faltvorgang, wie es die bekannte Vorrichtung lehrt, bei dem dünnen, erfindungsgemäß
zur Verarbeitung kommenden Folienmaterial nicht möglich ist und daß es weiterer
Schritte bedarf, um eine einwandfreie, die Kappe verschließende Faltung zu erzielen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Vorrichtung eine Vorfaltvorrichtung aufweist, die aus zwei kreisförmig angeordneten
Reihen von Vorsprüngen besteht, die in der Arbeitsstellung des Doms und der Vorfaltvorrichtung
koaxial mit dem Dorn verlaufen, ferner zum Dorn gerichtet und so angeordnet sind,
daß bei Vorschub der Vorsprünge koaxial zum Dorn die innere Reihe von nach außen
geneigten Vorsprüngen sich an den Außenumfang des vorstehenden Materialteils anlegt
und diesen Teil nach innen faltet, und die Vorsprünge der äußeren Reihe in das Innere
des vorstehenden Materials eindringen, so daß bei Vorschub der Vorfaltvorrichtung
die Vorsprünge der beiden Reihen auf das Material in entgegengesetzter Richtung
einwirken und sich in ihrer Wirkung gegenseitig unterstützen, um das vorstehende
Material in scharfen, glatten Falten nach innen über das Stimende des Doms zu formen,
und daß ferner eine Fertigfaltvorrichtung vorhanden ist, die den vorgefalteten vorstehenden
Materialte-il anschließend bündig an den Dom anlegt.
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Erst durch die Kombination der Vorfaltvorrichtung mit der Fertigfaltvorrichtung
kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in überraschend wirksamer Weise
g gelöst werden.
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Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fertigfaltvorrichtung eine
Hülse aufweist, die auf einem axial beweglich in einem Fertigfaltkopf geführten,
in axialer Richtung zum Wickeldorn beweglichen Stempel und dem Faltkopf axial gleitend
gegen einen auf dem Stempel angeordneten Anschlag beweglich ist und einen das freie
Ende des Wickeldorns mit der darauf befindlichen, vorgefalteten, Kappe eng anliegend
übergreifenden Endteil aufweist, und daß der Faltkopf gegenüber der Hülse und der
Stempel gegenüber der Hülse und dem Faltkopf unabhängig voneinander nacheinander
in axialer Richtung gegen die Kraft von Federn bei fortgesetzter Bewegung des Stempels
zum
Wickeldorn hin beweglich sind, um das vorgefaltete Material
fest an die Stimfläche des Wickeld(>ms zu
drücken, wobei der Faltkopf eine,
hohlkegelstumpfförinige konkave Stimfläche aufweist, in der zur Aufnahme der Außenfalten
des vorgefalteten Materials entsprechend angeordnete und profilierte Radialnuten
vorgesehen sind.
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Weitere Merkmale -und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnungen zu entnehmen. In
den Zeichnungen ist Fig. 1 eine Seitenansicht nach Linie 1-1 der Fig.
2 des auf den Dom aufgewickelten Materials und einer teilweise geschnitten dargestellten
Vorfaltvorrichtung, die vorgeschoben werden kann, um eine Vorfaltarbeit an dem vorstehenden
Materialteil auszuführen, Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 11-II der Fig.
1,
Fig. 3 eine Seitenansicht, in der die Vorfaltvorrichtung vorgeschoben
worden ist und die Vorfaltarbeit ausgeführt hat, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV
der Fig. 3,
Fig. 5 eine Ansicht des auf dem Dorn befindlichen Materials,
nachdem der vorstehende Materialteil vorfaltet worden ist., Fig. 6 eine der
Fig. 1 ähnliche Seitenansicht einer abgeänderten Ausführung der Vorfaltvorrichtung
nach der ersten Vorschubstufe, Fig. 7 eine Seitenansicht, in der die abgeänderte
Vorfaltvorrichtung vollständig vorgeschoben und der Vorfaltvorgang beendet ist,
Fig. 8 ein Schnitt durch die Vorrichtung, wobei der vorstehende Teil des
auf dem Dom befindlichen Materials vorgefaltet und eine Fertigfalt- und Preßvorrichtung
angeordnet ist, die den vorstehenden Materialteil völlig faltet und ihn gegen die
Stirnseite des Doms drückt, Fig. 9 ein ähnlicher Schnitt, wobei die Fertigfalt-und
Preßvorrichtung einen Anfangsabschnitt des Fertigfaltvorganges beendet hat, Fig.
10 ein ähnlicher Schnitt, wobei die Fertigfalt-und Preßvorrichtung den Endabschnitt
des Falt- und Preßvorganges beendet hat, und Fig. 11 eine Ansicht der fertiggestellten,
vom Dom abgenommenen Kappe.
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Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführung der Vorrichtung
ist das Material 1 auf einem kegelstumpfförmigen Dom 2 aufgewickelt, über
dessen Stimende 3 das Material vorsteht. Mit dem Dom fluchtet in Axialrichtung
eine Vorfaltvorrichtung, die aus einer waagerecht angeordneten Stange 4 mit einer
am Ende befindlichen Verbreiterung 5 besteht, deren lotrechte Stirnfläche
zwei Reihen kreisförmig angeordneter Faltstifte trägt. Die Faltstifte
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der einen Reihe, die nachstehend mit »nach innen geneigte Reihe« bezeichnet
wird, sind auf dieser Stirnfläche mit gleichen Winkelabständen und auf einem gemeinsamen
Kreis um die Achse verteilt, wobei jeder Faltstift nach innen zur Achse geneigt
ist. Die Faltstifte 7 der anderen Reihe, die nachstehend mit »nach außen
geneigte Reihe« bezeichnet wird, sind ebenfalls auf dieser Stimfläche mit gleichen
Winkelabständen und auf einem gemeinsamen Kreis um die Achse verteilt, jedoch ist
jeder Faltstift von der Achse weg nach außen geneigt. Die Zahl der Faltstifte jeder
Reihe ist gleich groß. Der Winkelabstand der einen Reihe ist in bezug auf den Winkelabstand
der anderen Reihe versetzt, und der Radius des Kreises, auf dem die Faltstifte
6 der nach innen geneigten Reihe angeordnet sind, ist größer als der Radius
des Kreises, auf dem sich die Faltstifte 7 der nach außen geneigten Reihe
befinden, so daß also die die eine Stiftreihe enthaltende Kegelfläche die die andere
Stiftreihe enthaltende Kegelfläche schneidet und die Enden der Faltstifte
6 der nach innen geneigten Reihe auf einem kleineren Kreis liegen als die
Enden der Faltstifte 7 der nach außen geneigten Reihe.
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Der Dom 2 und die Stange 4 liegen koaxial. Die Faltstifte
6 und 7 weisen zum vorstehenden Teil des aufgewickelten Materials
1 (Fig. 1). Die Stange 4 wird in Axialrichtung zum Dorn 2 vorgeschoben.
Hierbei legen sich die Faltstifte 6 der nach innen geneigten Reihe an die
Innenseite des vorstehenden Materialteils an, während sich die Faltstifte
7 der nach außen geneigten Reihe an die Außenseite des vorstehenden Materialteils
anlegen. Bei der weiter fortgesetzten Axialbewegung der Stange 4 drücken die Faltstifte
7 der nach außen geneigten Reihe infolge ihrer Schrägstellung das aufgewickelte
Material radial nach innen, und zwar an den Berührungslinien mit dem Material, während
die Faltstifte 6 der nach innen geneigten Reihe infolge ihrer Schrägstellung
das aufgewickelte Material radial nach außen längs Linien drücken, auf denen die
Faltstifte am vorstehenden Material anliegen. Infolgedessen wird der vorstehende
Materialteil zu einem sternartigen Querschnitt gefaltet, der so scharfe Winkel hat,
daß das Material seine Falten beibehält, dann anschließend läng gs dieser Vorfaltlinien
noch tiefer gefaltet wird und schließlich mit regelmäßig sich überlappenden Falten
zusammengepreßt werden kann, um einen dichten Boden aus sich regelmäßig überlappenden
dreieckigen Materialabschnitten zu bilden.
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Die Stange 4 wird an einer zweckdienlichen Stelle vor derjenigen Stellung
zum Stillstand gebracht, an der ein durch die Faltstifte veranlaßtes Einreißen des
Materials erfolgen würde. Diese Stellung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
Fig. 4 zeigt die Sternforin, die dem Material gegeben worden ist.
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Nach Beendigung des Vorfaltens wird die Stange 4 zurückgezogen.
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Fig. 5 zeigt das Material auf dem Dom nach Beendigung des Vorfaltens.
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In der in den Fig. 6 und 7 dargestellten abgeänderten
Vorfaltvorrichtung sitzen die Faltstifte 7 der nach außen geneigten Reihe
auf einem an dem Vorderende der Stange 9 befindlichen vergrößerten Kopf
8, und die Faltstifte 6 der nach innen geneigten Reihe sitzen auf
dem im Durchmesser verhältnismäßig großen vorderen Flanschring 10 einer ringförmigen
Hülse, deren im Durchmesser kleinerer Hülsenteil 11 auf der Stange
9 gleitet. Die Hülse 10 wird von einer Feder 12 auf eine vordere EndsteRung
gedrückt, an der das Vorderende des Hülsenteils 11 am Kopf 8 anliegt.
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Die Stange 9 trägt einen Längskeil 13, der in eine im
Hülsenteil 11 befindliche Führung eingreift, so daß die beiden Stiftreihen
in ihrer gestaffelten Winkelstellung wie bei der zuerst beschriebenen Ausführung
gehalten werden. Ist die Hülse 10, 11 auf ihre vordere Stellung bewegt worden,
wie dies für gewöhnlich der Fall ist, dann stehen die Spitzen der Stifte
6 der nach innen geneigten Reihe vor den Spitzen der Stifte 7 der
nach außen geneigten Reihe.
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Bei Beginn des Faltvorganges befindet sich die Vorfaltvorrichtung
mit ihrer Stange 9 und ihrer ringförinigen Hülse 10, 11, die ihre
in Fig. 6 gezeigten üblichen gegenseitigen a Normalstellungen einnehmen,
in
einem kleinen Abstand rechts von der in Fig. 6
dargestellten Stellung, so
daß alle Außenenden der Stifte sich rechts von der vorstehenden Materialkante des
Materials 1 befinden. Die Stange 9 liegt koaxial zum Dom 2. Die Stange
9 wird dann nach links geschoben und nimmt die Hülse 10, 11 mit. Erreicht
die Stange 9 die in Fig. 6 dargestellte Zwischenstellung, dann wird
die Hülse 10, 11 von einem ortsfesten Anschlag (nicht dargestellt) stillgesetzt.
In dieser Stellung befinden sich die Faltstifte 6 der nach innen geneigten
Reihe noch im Abstand von der Innenkante des vorstehenden Materials 1. Die
Faltstifte 7 der nach außen geneigten Reihe haben sich in der Darstellung
an die Außenkante des vorstehenden Materials 1 angelegt, jedoch ist dieses
Anlegen zu diesem Zeitpunkt nicht notwendig.
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Die Stange 9 zusammen mit den Faltstiften 7 der nach
außen geneigten Reihe bewegt sich weiter zum Dom 2. Die Faltstifte 7 legen
sich infolgedessen an die Außenseitenflächen des Materials an und drücken das Material
an den Anlegelinien der Faltstifte radial so weit nach innen, bis eine Endstellung
erreicht ist, an der die Innenseitenfläche des vorstehenden Materialteils an den
jetzt ortsfesten Faltstiften 6 der nach innen geneigten Reihe anliegt und
das Material in Sternform gespannt wird (Fig. 4). An dieser in Fig. 7
dargestellten
Endstellung wird die Bewegung der Stange 9 stillgesetzt. Die Stange
9 wird dann zurückgezogen, bis die Faltstifte beider Reihen aus dem Material
vollständig herausgezogen worden sind.
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Nunmehr wird eine Endfaltvorrichtung in axiale Ausrichtung mit dem
Dorn 2 gebracht. Diese Vorrichtung besteht aus einer in Längsrichtung hin- und herbewegbaren
Stange 14 (Fig. 8), deren Vorderende 15 zum Dorn gerichtet ist. Die
Stange 14 trägt gleitbar eine Rohrhülse 16 und eine diese Rohrhülse
16
umgebende Außenhülse 17. Die Rohrhülse 16 und die Außenhülse
17 werden in bezug auf die Stange 14 nach vom auf eine Endstellung gedrückt,
bei der das Vorderende der Außenhülse 17 ziemlich weit jenseits des Vorderendes
der Stange 14 steht, während das Vorderende der Rohrhülse 16 ebenfalls über
das Vorderende der Stange 14, jedoch nicht so weit wie das Vorderende der Rohrlülse
16 ragt.
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Die Rohrhülse 16 wird relativ zur Stange 14 nach vom von einer
Schraubenfeder 18 gedrückt, die zwischen dem Hinterende der Rohrhülse
16 und einem auf der Stange 14 befestigten Ring 19 unter Spannung
eingesetzt ist. Die Vorwärtsbewegung erfolgt bis zu einer vorderen Bewegungsgrenze,
die durch einen auf der Rohrhülse 16 befestigten Zapfen 20 bestimmt wird,
der in einen Schlitz 21 der Stange 14 eingreift und sich an der Vorderkante des
Schlitzes 21 anlegt. Die Außenhälse 17 wird in bezug auf die Stange 14 nach
vorn von einer Schraubenfeder 22 gedrückt, die zwischen einem auf der Stange 14
befestigten hinteren Ring 23 und einer Unterlegscheibe 24 eingespannt ist,
die auf der Außenseite der Außenhülse 17 gleitet und sich an einer vorderen
Schulter der Außenhülse 17
abstützt (Fig. 8). Der Vorwärtsdruck auf
die Außenhülse 17 wird durch eine an dem Hinterende der Außenhülse
17 befindliche Innenschulter begrenzt, die sich an einen auf der Stange 14
befestigten Ring 25 anlegt.
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Nach dem Ausrichten mit dem Dom 2 nehmen die Teile der Endfaltvorrichtung
die in Fig. 8 dargestellte gegenseitige Normalstellung ein, wobei die gesamte
Vorrichtung sich etwas weiter rechts befindet als in Fig. Ö, so daß sie völlig
frei von dem vorgefalteten vorstehenden Ende des umgewickelten Materials
1 ist. Die Stange 14 wird dann nach links geschoben und nimmt die Rohrhülse
16 und die Außenhülse 17 mit.
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Zuerst legt sich die Außenhülse 17 an den Dorn 2 (Fig.
8). Die Außenhülse ist so geformt, daß sie dicht um den Endabschnitt dieses
Doms paßt. Ferner hat die Außenhülse 17 eine schmale Innenschulter, die über
die Endkante dieses Doms greift. Beim Anlegen dieser Schulter an die Endkante wird
daher die Außenhülse 17 stillgesetzt. Das Vorderende der Außenhülse
17 hält hierbei das Material 1 fest am Dorn 2, so daß ein Welligwerden
des Materials verhütel wird.
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Die Stange 14 wird zusammen mit der Rohrhülse 16 weiter nach
vom geschoben. Die Vorderendfläche 26 der Rohrhülse 16 ist konkav
oder hohlkegelig ausgeführt, wobei der Kegelwinkel des Kegels beispielsweise 45
bis 70 Winkelgrade in bezug auf die Achse beträgt. Die Vorderendfläche weist
mehrere gleich weit voneinander im Abstand stehende Radialnuten auf, deren Zahl
der Zahl der Außenfalten des von dem Dorn 2 vorstehenden umgefalteten Materials
1
entspricht. Die Rohrhülse 16 wird von dem Zapfen 20 und dem Schlitz
21 gegen Drehung in bezug auf die Stange 14 gehalten. Die Radialmiten sind so angeordnet,
daß sie die Außenfalten des vorstehenden Materials aufnehmen. Die Nuten sind ferner
so profiliert, daß bei einer weiter fortgesetzten Vorwärtsbewegung der Stange 14
und der Rohrhülse 16 diese Rohrhülse 16 den vorstehenden Materialabschnitt
allmählich nach innen biegt und alle Falten gleichzeitig in der gleichen Richtung
umlegt, bis der vorstehende Abschnitt eine Winkelstellung zur Achse einnimmt, die
vorzugsweise nicht weniger als 60 Winkelgrade zur Achse geneigt ist.
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An dieser Stelle legt sich das Ende der Rohrhülse 16 mit seinem
Rand an das Stimende des Doms 2 (Fig. 9), so daß die Rohrhülse
16 stillgesetzt wird. Die Stange 14 schiebt sich weiter vor, wobei sich das
flache Vorderende 15 an den nach innen gebogenen und vorgefalteten Materialabschnitt
anlegt und diesen Abschnitt flach an das Stimende des Doms preßt, so daß sich alle
Falten längs der vorgefalteten Linien umlegen und sich überlappen. Die Stellung
entspricht nun der in Fig. 10 dargestellten Stellung, in der das Material
1 zu einer fertigen Kappe geformt ist.
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Die Stange 14 wird dann zusammen mit der Außenhülse 17 und
der Rohrhülse 16 auf ihre Ausgangsstellung zurückgezogen. Die Hülsen
16 und 17
kehren unter dem Druck ihrer Federn in ihre vorderen Endstellungen
in bezug auf die Stange 14 zurück.
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Mittels der beschriebenen Vorrichtung und des beschriebenen Verfahrens
ist der anfangs vorstehende Materialteil jetzt an das Domende so regelmäßig und
flach angelegt, daß kein Unterseitenabschnitt des Materials an der oberen Fläche
zu sehen ist.
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Es ist manchmal erwünscht, die Kohärenz der Kappenoberseite, die aus
zusammengefalteten Falten sehr dünnen Materials besteht, zu verbessern. In einem
Vorschlag ist eine Kappe beschrieben, bei der die Kappenoberseite durch eine geg
genseitige Verbindung der zusammengepreßten Falten mittels eines Wärmeverschlusses
verstärkt wird, und zwar entweder durch Verwendung der Klebmasse, durch die ein
Papierbogen und eine Metallfolie zusammengeklebt sind, oder durch Aufbringen eines
wärmeklebenden
Lackes auf die Oberfläche des Kappenmaterials. Die
mit den beschriebenen Vorrichtungen hergestellte neue Kappe kann dann durch Anwendung
des einen oder des anderen Verfahrens bei Einwirk-ung von Wärme gedichtet werden.
Beim ersten Verfahren wird ein Druckstempel oder -stößel mit einem beheizten Stößelkopf
gegen das über das flache Stimende des Doms gefaltete Material gedrückt, so daß
dieMaterialfalten miteinanderverbunden werden und eine kräftige, flache, undurchlässige
Decke für die Kappe gebildet wird. Zu diesem Zweck muß das Kappenmaterial aus Papier
und aus einer Metallfohe bestehen, die mittels einer durch Wärme klebend werdenden
Klebverbindung miteinander verbunden sind, die bei Erwärmung durch den Stößeldruck
durch das Papier dringen und die angrenzenden Materialflächen durchZusammenkleben
miteinanderverbinden.
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Bei dem anderen Verfahren wird das Material vor der Einwirkung des
warmen Druckstößels auf der Außenseite mit einem thermoplastischen Lack od. dgl.
überzogen, der bei Einwirkung von Wärme klebrig wird. In diesem Falle kann es vorkommen,
daß die Kappenoberseite an dem warmen Druckstößel festklebt. Zur Verhütung dieses
Nachteils werden nacheinander zwei Druckstößel verwendet. Der erste Druckstößel
ist kalt und bringt lediglich einen Druck zur Einwirkung. Der zweite Druckstößel
ist warm und wird so leicht angedrückt, daß er nicht an der Kappe haftet. Die Oberfläche
dieses Druckstößels kann aber auch mit einem Material belegt sein, daß an dem erwärmten
Lack nicht haftet. Ein solches Material ist ein Gewebe aus Glasfasern. Jeder Druckstößel
kann mit Gravierungen versehen sein, die in den Boden der Kappe geprägte Zeichen
oder eine geprägte Beschriftung einpressen.