DE102013107931A1 - Device for forming a flat material - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (4) zum Umformen eines flachliegenden Material-Zuschnittes (3) aus insbesondere Naturfasern, wie z.B. Papier oder Karton, in einen schalen- bzw. becherförmigen Gegenstand, wobei eine Zuführeinrichtung für das flachliegende Material vorgesehen ist, an welche eine Umformeinrichtung mit einem Stempel (6) und einer Matrize (5) anschließt, und dass mit geringem Abstand von der Matrize (5) ein sogenannter Faltenhalter (7) vorgesehen ist, wobei zwischen beiden der flachliegende Zuschnitt (3) einspannbar ist.Device (4) for forming a flat material blank (3) from in particular natural fibers, such as e.g. Paper or cardboard, in a cup-shaped or cup-shaped object, wherein a feed device for the flat lying material is provided, which is connected to a forming device with a punch (6) and a die (5), and that at a small distance from the die ( 5) a so-called fold holder (7) is provided, wherein between both the flat blank (3) can be clamped.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen eines flachliegenden Materials aus insbesondere Naturfasern, wie z.B. Papier oder Karton, in einen schalen- bzw. becherförmigen Gegenstand.The invention relates to a device for forming a flat material of, in particular, natural fibers, e.g. Paper or cardboard, in a cup or cup-shaped object.

Derartiges Material lässt sich aufgrund der Materialeigenschaften im herkömmlichen Sinn nicht tiefziehen. Wird ein derartiges Material beispielsweise durch einen Kolben in eine Form eingepresst, so bilden sich im Wandbereich unkontrolliert Falten, die nachträglich nicht mehr zu glätten sind.Such material can not be thermoformed due to the material properties in the conventional sense. If such a material is pressed into a mold, for example by a piston, uncontrolled wrinkles form in the wall region, which subsequently can no longer be smoothed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der die Umformung eines derartigen Materials mit zufriedenstellendem Ergebnis gelingt.The invention has for its object to provide a device with which the transformation of such a material succeeds with satisfactory result.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Zuführeinrichtung für das flachliegende Material vorgesehen ist, an welche eine Umformeinrichtung mit einem Stempel und einer Matrize anschließt, und dass mit geringem Abstand von der Matrize ein sogenannter Faltenhalter vorgesehen ist, wobei zwischen beiden das flachliegende Material einspannbar ist.This object is achieved in that a feeding device is provided for the flat lying material, which is followed by a forming device with a punch and a die, and that a so-called fold holder is provided at a small distance from the die, wherein between the two lying flat material clamped is.

Der Faltenhalter bewirkt dabei, dass nur soviel Material nachrutscht, wie in die Matrize hineingepresst wird.The fold holder causes that only as much material slips as is pressed into the die.

Durch dieses kontrollierte Nachrutschen werden kleine und gleichmäßig verteilte Falten im umgeformten Material gebildet, die später egalisiert werden können.By this controlled slipping small and evenly distributed folds formed in the formed material, which can be leveled later.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am Faltenhalter eine Anpresseinrichtung angreift, welche den Faltenhalter kontrolliert gegen die Matrize und damit gegen den flachliegenden Zuschnitt zu pressen vermag.It has proved to be particularly advantageous if, according to a further embodiment of the invention on the pleat holder a pressing device attacks, which controls the pleat holder controlled against the die and thus able to press against the flat blank.

Damit ist auch die Bildung der feinen Falten kontrolliert.This also controls the formation of the fine wrinkles.

Als sehr vorteilhaft hat es sich auch ergeben, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am Faltenhalter wenigstens eine Druckfeder angreift, welche den Faltenhalter gegen die Matrize und damit gegen den Materialzuschnitt presst.It has also proved to be very advantageous if, according to a further embodiment of the invention, at least one pressure spring acts on the fold holder, which presses the fold holder against the die and thus against the material blank.

Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, dass die am Faltenhalter angreifende Anpresseinrichtung hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist. However, it is also possible according to the invention that the pressing device acting on the fold holder is driven hydraulically or pneumatically.

Sowohl die Federbelastung als auch der hydraulisch/pneumatische Antrieb lassen sich auch kombinieren und ergeben eine optimale Einstellung des Anpressdruckes, insbesondere wenn der Anpressdruck geregelt oder gesteuert ist.Both the spring load and the hydraulic / pneumatic drive can be combined and provide an optimal adjustment of the contact pressure, especially when the contact pressure is regulated or controlled.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vor der Umformeinrichtung eine Stanzeinrichtung vorgesehen ist, welche Einzel-Zuschnitte aus einer Material-Bahn auszustanzen vermag.It is particularly advantageous if, according to a further embodiment of the invention, a stamping device is provided in front of the forming device, which can punch out individual blanks from a material web.

Damit kann das Material in vorteilhafter Weise als Bahn zugeführt werden und wird erst unmittelbar vor der Umformung in dazu notwendige Einzelzuschnitte umgewandelt.Thus, the material can be supplied in an advantageous manner as a web and is only converted immediately before the transformation into individual cuts required.

Als sehr vorteilhaft hat sich auch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung erwiesen, gemäß welcher eine Einrichtung zum wenigstens einseitigen Befeuchten des umzuformenden Materials vorgesehen ist.Another embodiment of the invention has proved to be very advantageous, according to which a device is provided for at least one-sided moistening of the material to be formed.

Es hat sich ergeben, dass ein befeuchteter Zuschnitt leichter Umzuformen ist als ein unbefeuchteter Material-Zuschnitt.It has been found that a moistened blank is easier to reshape than a non-moistened material blank.

Dabei ist es abhängig vom eingesetzten Material, ob eine ein- oder doppelseitige Befeuchtung sinnvoll ist.It depends on the material used, whether a single or double-sided humidification makes sense.

Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des umzuformenden Materials vorgesehen ist.It is also very advantageous if, according to a further embodiment of the invention, a heating device is provided for heating the material to be reshaped.

Durch das Aufheizen des Materials wird dessen Geschmeidigkeit erhöht und damit die Bildung sehr kleiner Falten gewährleistet.By heating the material, its suppleness is increased, thus ensuring the formation of very small wrinkles.

Die Heizeinrichtung kann erfindungsgemäß als Strahlungsheizung ausgebildet sein und den Material-Zuschnitt unmittelbar beheizen.The heater may be formed according to the invention as radiant heating and directly heat the material blank.

Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, dass der Stempel und/oder der Faltenhalter und/oder die Matrize beheizt sind.However, it is also possible according to the invention that the stamp and / or the fold holder and / or the die are heated.

Beide Möglichkeiten der Beheizung sind jedoch auch kombinierbar.However, both possibilities of heating can also be combined.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibriereinrichtung vorgesehen ist, in welche der Stempel den bereits vorgeformten Gegenstand einführt und in Zusammenwirkung von Stempel und Kalibriereinrichtung verpresst.A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that a calibration device is provided, in which the stamp introduces the already preformed article and compressed in cooperation of punch and calibration device.

Dabei werden die zuvor gebildeten kleinen Falten egalisiert.The previously formed small wrinkles are leveled.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass dem Stempel gegenüber liegend ein Gegenkolben angeordnet ist, der gegen die Unterseite des Material-Zuschnittes in dessen eingespanntem Zustand zu pressen vermag.A further advantageous embodiment of the invention is that the plunger opposite a counter-piston is arranged, which is able to press against the underside of the material blank in its clamped state.

Damit wird auch der Boden des zu bildenden Teil gehalten und kein Material kann in den Wandbereich abfließen, was zu erheblichen Störungen führen könnte.Thus, the bottom of the part to be formed is kept and no material can flow into the wall area, which could lead to significant disturbances.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Aufweiteinrichtung vorgesehen ist, in welcher das obere Ende des Gegenstandes aufgeweitet werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that a widening device is provided, in which the upper end of the article can be widened.

Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung flexibel gestaltet werden.Thus, the device of the invention can be made flexible.

Ebenfalls sehr vorteilhaft ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Einrichtung zum Umformen des oberen Randabschnittes des Gegenstandes zu einem Siegelrand oder dergleichen vorgesehen ist.Also very advantageous is a further embodiment of the invention, which is characterized in that a device for forming the upper edge portion of the article is provided to a sealing edge or the like.

Der Siegelrand kann dabei flach oder gewölbt, beispielsweise als Mundrolle, ausgebildet werden.The sealing edge can be flat or curved, for example, as a mouth roll, trained.

Sehr vorteilhaft ist es auch, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Auswerfer vorgesehen ist, der den fertigen bzw. teilweise fertigen Gegenstand auszuwerfen vermag.It is also very advantageous if according to a further embodiment of the invention, an ejector is provided which is able to eject the finished or partially finished object.

Damit ist ein leichtes Entnehmen des geformten Teils aus der Vorrichtung gewährleistet.This ensures easy removal of the molded part from the device.

Als Auswerfer kann dabei der ohnehin vorhandene Gegenkolben dienen.As ejector can serve the already existing counter-piston.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Dabei zeigt die Figur:
eine mehrstufige Vorrichtung zum Umformen von faserhaltigem Material.In the drawing, the invention is illustrated by means of an embodiment. The figure shows:
a multi-stage device for reshaping fibrous material.

Mit 1 ist in der Figur eine Materialbahn aus Papier bzw. einem vergleichbaren faserhaltigen Material bezeichnet, die in Rollenform vorliegt. In einer Stanzeinrichtung 2 werden einzelne Material-Zuschnitte 3 aus dieser Materialbahn ausgestanzt. Diese Material-Zuschnitte 3 werden in eine Umform-Vorrichtung 4 eingebracht, die eine Matrize 5 aufweist, in welche der Material-Zuschnitt hinein umgeformt wird. Dazu ist oberhalb der Matrize 5 ein Stempel 6 angeordnet der gegen die Matrize 5 verschiebbar gelagert ist. Oberhalb der Matrize 5 ist ein Faltenhalter 7 angeordnet, zwischen dem und der Matrize 5 der Material-Zuschnitt 3 eingelegt wird. Beim Eindrücken des Stempels 6 in die Matrize 5 wird der Material-Zuschnitt 3 in die Matrize 5 eingedrückt, wobei der Wandbereich des dabei gebildeten Teils Falten wirft. Durch den Faltenhalter 7 wird ein Nachfließen des Material so gesteuert, dass sich nur kleine und feinverteilte Falten bilden. Dabei kann der Anpressdruck des Faltenhalters 7 an die Matrize 5 in Abhängigkeit vom verwendeten Material eingestellt bzw. geregelt werden. Dazu können am Faltenhalter 7 nicht dargestellte Druckfedern angreifen. Darüber hinaus ist es möglich den Faltenhalter über hydraulische bzw. pneumatische Kolben anzupressen. Diese Kolben bzw. daraus resultierend die Anpresskraft des Faltenhalters kann dabei gesteuert bzw. geregelt sein.With 1 in the figure, a web of paper or a comparable fibrous material is referred to, which is in roll form. In a punching device 2 become individual material blanks 3 punched out of this material web. These material blanks 3 be in a forming device 4 introduced a die 5 has, in which the material blank is formed into it. This is above the matrix 5 a stamp 6 arranged against the die 5 is slidably mounted. Above the die 5 is a fold holder 7 arranged between the die and the die 5 the material blank 3 is inserted. When impressing the stamp 6 into the matrix 5 becomes the material blank 3 into the matrix 5 pressed in, wherein the wall portion of the part formed thereby wrinkles. Through the fold holder 7 a flow of the material is controlled so that form only small and finely divided wrinkles. In this case, the contact pressure of the wrinkle holder 7 to the matrix 5 be adjusted or regulated depending on the material used. This can be done on the fold holder 7 attack unillustrated springs. In addition, it is possible to press the fold holder via hydraulic or pneumatic pistons. This piston or the resulting pressing force of the pleat holder can be controlled or regulated.

Dem Stempel 6 gegenüberliegend ist ist ein Gegenkolben 8 vorgesehen, der an der Unterseite des Material-Zuschnittes 3 anzugreifen vermag und dabei ein Nachrutschen von Material in den umzuformenden Wandbereich verhindert.The stamp 6 Opposite is an opposing piston 8th provided at the bottom of the material blank 3 can attack and prevents slipping of material in the wall area to be reshaped.

Unterhalb der Matrize 5 ist eine Kalibriereinrichtung 9 angeordnet, in die der in der Matrize 5 umgeformte Material-Zuschnitt 3 vom Stempel 6 eingedrückt wird.Below the die 5 is a calibration device 9 arranged in the die 5 formed material blank 3 from the stamp 6 is pressed.

Hierin werden die beim Umformen entstehenden kleinen Falten in der Wand des gebildeten Teils egalisiert, so dass eine glatte Wand gebildet wird.Herein, the small wrinkles in the wall of the formed part resulting from forming are equalized, so that a smooth wall is formed.

Der Gegenkolben 8 dient dann als Auswerfer des fertigen Teils aus der Vorrichtung 4.The opposing piston 8th then serves as an ejector of the finished part of the device 4 ,

In der Kalibriereinrichtung 9 kann die Wand des gebildeten Teils am oberen Ende aufgeweitet werden.In the calibration device 9 the wall of the formed part can be widened at the upper end.

Es ist aber auch möglich einen glatten Siegelrand oder eine Mundrolle anzuformen.But it is also possible to form a smooth sealing edge or a mouth roll.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in den fertigen Gegenstand zu verpackende Gegenstände unmittelbar anschließend oder später eingebracht werden.In addition, it can be provided that objects to be packaged in the finished article are introduced immediately afterwards or later.

Desweiteren können die zu verpackenden Gegenstände beispielsweise durch eine Umreifung oder Umhüllung sowohl inline als auch später fixiert werden.Furthermore, the items to be packaged can be fixed, for example, by strapping or wrapping both inline and later.

Claims (17)

Vorrichtung (4) zum Umformen eines flachliegenden Material-Zuschnittes (3) aus insbesondere Naturfasern, wie z.B. Papier oder Karton, in einen schalen- bzw. becherförmigen Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung für das flachliegende Material vorgesehen ist, an welche eine Umformeinrichtung mit einem Stempel (6) und einer Matrize (5) anschließt, und dass mit geringem Abstand von der Matrize (5) ein sogenannter Faltenhalter (7) vorgesehen ist, wobei zwischen beiden der flachliegende Zuschnitt (3) einspannbar ist.Contraption ( 4 ) for forming a flat material blank ( 3 ) of particular natural fibers, such as paper or cardboard, in a cup-shaped or cup-shaped object, characterized in that a feed device for the flat lying material is provided, to which a forming device with a stamp ( 6 ) and a die ( 5 ) and that with slight distance from the die ( 5 ) a so-called fold holder ( 7 ) is provided, between both of the flat blank ( 3 ) is clamped. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Faltenhalter (7) eine Anpresseinrichtung angreift, welche den Faltenhalter kontrolliert gegen die Matrize (5) und damit gegen den flachliegenden Zuschnitt (3) zu pressen vermag.Apparatus according to claim 1, characterized in that the fold holder ( 7 ) attacks a pressing device, which controls the fold holder against the die ( 5 ) and thus against the flat blank ( 3 ) is able to squeeze. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Faltenhalter (7) wenigstens eine Druckfeder angreift, welche den Faltenhalter (7) gegen die Matrize (5) und damit gegen den Material-Zuschnitt (3) presst. Apparatus according to claim 2, characterized in that the fold holder ( 7 ) engages at least one compression spring, which the fold holder ( 7 ) against the die ( 5 ) and thus against the material blank ( 3 ) presses. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am Faltenhalter (7) angreifende Anpresseinrichtung hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the at the fold holder ( 7 ) engaging pressing device is driven hydraulically or pneumatically. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck des Faltenhalters (7) geregelt oder gesteuert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact pressure of the fold holder ( 7 ) is regulated or controlled. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umformeinrichtung eine Stanzeinrichtung (2) vorgesehen ist, welche Einzel-Zuschnitte (3) aus einer Material-Bahn (1) auszustanzen vermag.Device according to one of the preceding claims, characterized in that before the forming device, a punching device ( 2 ), which individual blanks ( 3 ) from a material web ( 1 ) can express. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum wenigstens einseitigen Befeuchten des umzuformenden Materials (1, 3) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a device for at least one side moistening of the material to be formed ( 1 . 3 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des umzuformenden Materials (1, 3) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a heating device for heating the material to be formed ( 1 . 3 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung als Strahlungsheizung ausgebildet ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the heating device is designed as a radiant heater. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (6) und/oder der Faltenhalter (7) und/oder die Matrize (5) beheizt sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stamp ( 6 ) and / or the fold holder ( 7 ) and / or the die ( 5 ) are heated. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibriereinrichtung (9) vorgesehen ist, in welche der Stempel (6) den bereits vorgeformten Gegenstand einführt und in Zusammenwirkung von Stempel (6) und Kalibriereinrichtung (9) verpresst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a calibration device ( 9 ) is provided, in which the stamp ( 6 ) introduces the already preformed article and in cooperation of stamp ( 6 ) and calibration device ( 9 ) pressed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stempel (6) gegenüber liegend ein Gegenkolben (8) angeordnet ist, der gegen die Unterseite des Material-Zuschnittes (3) in dessen eingespanntem Zustand zu pressen vermag. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the punch ( 6 ) lying opposite an opposing piston ( 8th ) is arranged, which against the underside of the material blank ( 3 ) in its clamped state is able to press. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufweiteinrichtung vorgesehen ist, in welcher das obere Ende des Gegenstandes aufgeweitet werden kann.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a widening device is provided, in which the upper end of the article can be widened. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Umformen des oberen Randabschnittes des Gegenstandes zu einem Siegelrand oder dergleichen vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a device for forming the upper edge portion of the article is provided to a sealing edge or the like. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auswerfer (8) vorgesehen ist, der den fertigen bzw. teilweise fertigen Gegenstand auszuwerfen vermag.Device according to one of the preceding claims, characterized in that an ejector ( 8th ) is provided, which is able to eject the finished or partially finished object. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den fertigen Gegenstand zu verpackende Gegenstände eingebracht werden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that articles to be packed are introduced into the finished article. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verpackenden Gegenstände beispielsweise durch eine Umreifung oder Umhüllung fixiert werden.Apparatus according to claim 16, characterized in that the objects to be packaged are fixed, for example by a strapping or wrapping.
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