Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen von Materialverformungen bzw. Prägungen an Zuschnitten aus (dünnem) Karton oder ähnlichem Verpackungsmaterial für die Fertigung von Packungen, insbesondere Zigarettenpackungen, wobei die Zuschnitte oder eine Materialbahn zum Herstellen von Zuschnitten durch Abtrennen von der Materialbahn zwischen an gegenüberliegenden Seiten der Zuschnitte bzw. der Materialbahn angeordneten Prägeorganen, insbesondere Prägewalzen hindurchführbar und die Materialverformung bzw. Prägung durch Druckübertragung auf den Zuschnitt bzw. auf die Materialbahn durch die Prägeorgane herstellbar ist.

Die Anbringung von Materialverformungen, nämlich Prägungen, im Bereich eines Kragens einer Zigarettenpackung des Typs Klappschachtel während des Abtrennes eines Kragen-Zuschnitts von einer Materialbahn aus dünnem Karton ist bekannt durch WO 2006/012960 A1. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden Kragenzuschnitte im Bereich von Walzen von der Materialbahn abgetrennt. Eine der Walzen, nämlich eine Messerwalze, ist am Umfang mit konturierten Trennmessern bzw. Schneiden versehen. Die gegenüberliegende Walze, nämlich Gegenwalze, ist mit einer glatten Mantelfläche ausgebildet. An der Messerwalze sind benachbart zu den Schneidmessern Prägeorgane angebracht, die eine Verformung der Materialbahn bzw. des Kragenzuschnitts im Bereich zwischen den Walzen bewirken. Der Prägeeffekt ist jedoch unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so weiter zu entwickeln, dass optimale Prägungen in den Zuschnitten bzw. in der Materialbahn aus dünnem Karton oder ähnlichem Werkstoff, insbesondere im Bereich eines Kragenzuschnitts, hergestellt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenwirkenden Prägeorgane, insbesondere Prägewalzen, korrespondierende Prägebereiche oder Prägestücke aufweisen mit Erhöhungen und Vertiefungen einerseits und mit diesen korrespondierende Vertiefungen und Erhöhungen andererseits, derart, dass der zu verformende Werkstoff beidseitig mit formgebendem Druck beaufschlag bar ist.

Die Besonderheit der Erfindung besteht demnach darin, dass der dünne Karton durch Prägeorgane im Sinne von Matrize und Patrize beaufschlagt wird. Dadurch ergibt sich auch bei sehr kurzen Arbeitstakten eine auffällige und dauerhafte Prägeverformung. Insbesondere sind zusammenwirkende Prägebereiche bzw. Prägestücke an umlaufenden Walzen einer Messerwalzeneinheit zum Herstellen von Kragenzuschnitten angeordnet, wobei die Kragenzuschnitte für die Herstellung von Zigarettenpackung des Typs Klappschachtel eingesetzt werden. Alternativ können die Prägungen auch taktweise durch entsprechende, gegeneinander bewegbare Stempel mit korrespondierenden Prägebereichen hergestellt werden. Die wirksame Prägung wird mit der Anbringung eines Trennschnitts für den Zuschnitt kombiniert.

Die Prägestücke sind lösbar in Ausnehmungen der Walzen angeordnet, nämlich in der Messerwalze einerseits und der Gegenwalze andererseits, sodass diese während des Prägevorgangs zu beiden Seiten des Zuschnitts bzw. der Materialbahn liegen und aufgrund der formgebenden Druckübertragung die Prägung erzeugen. Vorsprünge des einen Prägestücks sind dabei im Bereich von korrespondierenden Vertiefungen des anderen Prägestücks wirksam. Mindestens eines der Prägestücke ist verstellbar angeordnet zur Veränderung der Relativstellung, insbesondere im Zusammenhang mit der Abmessung der am Umfang der Messerwalze angeordneten Messerschneiden.

Alternativ können korrespondierende Prägebereiche in Mantelflächen der zusammenwirkenden Walzen (Messerwalze und Gegenwalze) eingearbeitet bzw. eingeformt sein. Hierbei ist vorteilhaft, dass mindestens die Gegenwalze einen Mantel aus besonders hartem Werkstoff aufweist, nämlich einen Mantel aus Keramik oder Sintermetall. In den Mantel der betreffenden Walze, insbesondere in den aus hartem Werkstoff bestehenden Mantel, sind Prägebereiche mit Vorsprüngen und Vertiefungen eingearbeitet, insbesondere in der Funktion als Matrize.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine geöffnete Zigarettenpackung des Typs Klappschachtel mit Prägung am Kragen,

Fig. 2 einen Ausschnitt Il der Packung gemäß Fig. 1 , in vergrößertem

Maßstab,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Herstellen von Prägungen an (Kragen-)Zuschnitten in schematischer Seitenansicht bzw. im Längsschnitt,

Fig. 4 eine Queransicht der Walzen gemäß Sichtebene IV-IV der Fig. 3, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 ein Prägestück als Detail in nochmals vergrößertem Maßstab, Fig. 6 eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß Fig. 3, nämlich einen Ausschnitt VI, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 7 eine Queransicht VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 einen Querschnitt VIII-VIII in Fig. 6, Fig. 9 eine Einzelheit IX der Fig. 8 in veränderter Relativstellung, leicht vergrößert, Fig. 10 einen Querschnitt X-X der Fig. 4 durch Walzen, jedoch einer anderen Ausführung.

In den Zeichnungen ist das bevorzugte Anwendungsgebiet dargestellt, nämlich die Anbringung von Prägungen 10 an einer Zigarettenpackung aus dünnem Karton, hier in der Ausführung als Klappschachtel bzw. Hinge Lid Pack. Dieser Packungstyp besteht standardmäßig aus einem (unteren) Schachtelteil 1 1 , einem mit diesem schwenkbar verbundenen Deckel 12 und einem hier aus einem gesonderten Zuschnitt bestehenden Kragen 13. Dieser bildet eine Kragen- Vorderwand 14 und Kragen-Seitenlappen 15. Der Kragen 13 ist im Schachtelteil 11 angeordnet und innenseitig mindestens mit einer Schachtel-Vorderwand 16 verbunden. Ein oberer Teilbereich ragt aus dem Schachtelteil 11 heraus und ist bei offenem Deckel 12 sichtbar. Innerhalb der so ausgebildeten Klappschachtel ist ein quaderförmiger Zigarettenblock 17 als Packungsinhalt angeordnet.

Die Prägung 10 ist bei der Zigarettenpackung bzw. Klappschachtel mit vorstehendem Aufbau am Kragen 13 angebracht, und zwar an der Kragen- Vorderwand 14 in einem aus dem Schachtelteil 1 1 herausragenden Bereich. Die Prägung 10 ist hier als dekoratives Element ausgebildet. Es können aber alternativ oder zusätzlich Prägungen mit Informationen, also Schriftzeichen oder Symbole mit kennzeichnendem Charakter angebracht werden.

Die Prägung 10 wird in besonderer Weise hergestellt, nämlich mit einer Materialverformung, die aus der Ebene des Materials des Prägungsträgers einseitig oder beidseitig heraustritt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel (Fig. 6, Fig. 8) ist die Prägung so ausgebildet, dass sie einseitig, nämlich zur freien Sichtseite des Kragens 13, über die Ebene des Zuschnitts bzw. der Kragen- Vorderwand 14 hinweg ragt.

Die Prägung 10 wird im Bereich eines kontinuierlich arbeitenden Prägeaggregats angebracht mit drehenden Prägewalzen, zwischen denen der zu prägende Zuschnitt oder eine Materialbahn 18 aus (dünnem) Karton hindurch bewegt wird. Zum Anbringen der Prägung 10 an einem Kragen 13 wird ein Kragenapparat (Fig. 3) eingesetzt mit zu beiden Seiten der Materialbahn 18, insbesondere oberhalb und unterhalb, angeordneten Walzen. Es handelt sich dabei um eine (obere) Messerwalze 19 und eine (untere) Gegenwalze 20. Die Materialbahn 18 wird zwischen den beiden Walzen 19, 20 (kontinuierlich) hindurch gefördert, wobei positionsgenau die Prägung 10 angebracht und etwa zeitgleich ein Zuschnitt für den Kragen 13 abgetrennt wird. Die Materialbahn 18 wird durch ein Antriebsorgan gefördert, hier durch Vorschubwalzen 21 , 22. Mit Abstand vor den Walzen 19, 20 ist ein Organ zum Erfassen von Markierungen an der Materialbahn angeordnet, nämlich ein Sensor 23, der Druckmarken an der Materialbahn 18 abtastet und so die Walzen 19, 20 steuert. Am Umfang, nämlich an der Mantelfläche der Walzen 19, 20 sind Prägebereiche angebracht, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 bis Fig. 9 Prägestücke 24, 25. Es handelt sich dabei um gesonderte Formstücke, die in Ausnehmungen 26, 27 der beiden Walzen 19, 20 angeordnet sind. Beide Walzen 19, 20 sind demnach so ausgebildet, dass sie eine formgebende, prägende Wirkung auf die Materialbahn 18 bzw. den Zuschnitt ausüben. Die Prägestücke 24, 25 bzw. deren Prägeteil 28, 29 sind mit korrespondierenden Vorsprüngen 30 und Vertiefungen 31 ausgebildet. Die Formen bzw. Strukturen der Prägeteile 28, 29 der Walzen 19, 20 sind im Sinne von Positiv- und Negativform bzw. im Sinne von Patrize und Matrize aufeinander abgestimmt, sodass beispielsweise ein Vorsprung 30 des einen Prägeteils in die Vertiefung 31 des anderen Prägeteils eintritt, mit der Folge, dass im Bereich der Prägung 10 der Karton der Materialbahn 18 zur einen und/oder anderen Seite über die Ebene der Bahn hinweg ragt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Prägeteil 28 der Messerwalze 19 als Patrize und der Prägeteil 29 der Gegenwalze 20 als Matrize ausgebildet. Bei dem fertigen Zuschnitt bzw. Kragen 13 ist demnach die Prägung 10 zur Außenseite gerichtet, also zur sichtbaren Seite des Kragens 13 bei offenem Deckel.

Die Prägestücke 24, 25 sind lösbar in den taschenförmigen Ausnehmungen 26, 27 am Umfang der Walzen 19, 20 angeordnet. Bei dem vorliegenden

Ausführungsbeispiel (Fig. 6) ist neben dem Prägeteil 28, 29 jeweils ein Ansatz 32 als tiefer gesetzte Stufe gebildet. In diesem Bereich ist das Prägestück 24, 25 mit einem Befestigungsmittel, hier mittels Schraube 33, an der Walze 19, 20 befestigt. Die Schraube 30 bzw. ein Kopf derselben liegt in einer Vertiefung des Prägestücks 24, 25. Mindestens das Prägeteil 28, 29 ragt (geringfügig) über die

Mantelfläche der Walze 19, 20 hinweg.

Bei der Ausführung als Kragenapparat ist eine der Walzen 19, 20, nämlich die Messerwalze 19, mit einer Anzahl von Messern bzw. Schneiden 34 versehen, die der Kontur des herzustellenden Zuschnitts, hier der Kontur eines Kragens 13 entsprechen (Fig. 4). Die Prägestücke 24, 25 sind in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Schneide 34 angeordnet, wobei diese in Drehrichtung folgt. Die Prägestücke 24^ 25 sind einstellbar an den Walzen 19, 20 angebracht, nämlich hinsichtlich der Relativstellung der Prägeteile 28, 29 zur Mantelfläche der Walzen 19, 20. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Prägestück 24, 25 auf Distanzstücken innerhalb der Ausnehmung 26, 27 gelagert, nämlich auf Blechstücken 35, vorzugsweise aus Federstahl. Mehrere Blechstücke 35 sind unter Bildung eines Pakets als Abstützung für ein Prägestück 24, 25 am innenliegenden Boden der Ausnehmung 26, 27 angeordnet, und zwar vorzugsweise mit einer Bohrung im Bereich der Schraube 33, sodass die Blechstücke 35 fixiert sind. Durch Veränderung der Anzahl der Blechstücke 35, nämlich durch Entnahme oder Hinzufügen von Blechstücken 35, wird die Relativstellung des Prägestücks 24, 25 bestimmt. Eine Veränderung ist insbesondere unter Anpassung an die wirksame Arbeitstiefe der Schneiden 34 geboten.

Eine vorteilhafte Alternative arbeitet mit Prägestücken 24, 25 unterschiedlicher Abmessung bzw. (radialer) Tiefe. Für einen Kragenapparat wird demnach ein Satz mit Prägestücken 24 für die Messerwalze 19 bereitgestellt, die nach Abmessung der Messerwalze bzw. der Schneiden 34 eingesetzt bzw. beim Nachschleifen der Schneiden 34 ausgewechselt werden.

Die im Bereich der Walzen 19, 20 abgetrennten und mit mindestens einer Prägung 10 versehenen Zuschnitte eines Kragens 13 werden durch Förderorgane bzw. Förderwalzen 36 abtransportiert. Diese sind so ausgebildet, dass lediglich in seitlichen Bereichen eine Berührung der Förderwalzen 36 mit dem Zuschnitt für den Kragen 13 gegeben ist, während mindestens der Bereich der Prägung 10 durch reduzierten Durchmesser mindestens eine der Förderwalzen 36 einen Abstand bzw. Freiraum 43 schafft, um einen Kontakt der Walzenmäntel mit der Prägung 10 zu vermeiden.

Ein zur Anbringung der Prägung 10 durch die Prägeteile 28, 29 im Sinne einer Materialverformung beaufschlagter Bereich der Materialbahn 18 bzw. eines Zuschnitts ist durch Druckorgane fixiert, sodass Wellenbildungen in einem Bereich benachbart zur Prägung 10 vermieden werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Prägeorgan bzw. das Prägestück 24, 25 mit einem Stützrand bzw. Stützsteg 37 versehen, der vorliegend als Rahmen bzw. als geschlossene Umfassung ausgebildet ist (Fig. 5). Der Stützsteg 37 umgibt den Bereich der Vorsprünge 30 und/oder Vertiefungen 31. Vorteilhafterweise sind die Prägestücke 24, 25 so ausgebildet, dass der Stützsteg 37 an einem Prägestück angebracht ist, vorliegend am Prägestück der Messerwalze 19 (Fig. 8). Der Stützsteg 37 liegt mit erhöhtem Druck während des Prägevorgangs an der Materialbahn 18 an, sodass diese in Verbindung mit dem gegenüberliegenden Prägestück eingespannt ist (Fig. 9). Dadurch ist die Materialbahn 18 bzw. der Zuschnitt örtlich fixiert gegen Zusammenziehen unter Bildung von unerwünschten Falten. Der Stützsteg 37 kann korrespondierend an beiden Prägestücken 24, 25 angebracht sein. Der Stützsteg 37 kann im Bereich der Prägung 10 eine schwach erkennbare Umrandung 41 der Prägung 10 erzeugen (Fig. 2).

Eine vorteilhafte alternative Ausführung eines Prägeaggregats auf der Grundlage von Walzen ist in Fig. 10 gezeigt. Die obere Walze kann als Messerwalze 19 ausgebildet sein, und zwar vorzugsweise mit allen Merkmalen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. Abweichend ist die Gegenwalze 20 ausgebildet. Diese besteht aus einem Walzenkern 38 aus Stahl oder anderem

Werkstoff. Ein Walzenmantel 39 besteht aus einem hochfesten Werkstoff, insbesondere Keramik oder Sintermetall.

Der Walzenmantel 39 ist mit einer Mehrzahl von angeformten oder eingearbeiteten Prägebereichen 40 versehen. Diese sind hinsichtlich der Position und hinsichtlich der Ausgestaltung auf die an der Messerwalze 19 angeordneten Prägestücke 24 ausgerichtet, sodass durch Zusammenwirken der Prägebereiche 40 einerseits und der Prägestücke 24 andererseits die Prägung 10 in der beschriebenen Weise hergestellt wird. Eine so ausgebildete Prägevorrichtung ist hinsichtlich der Gegenwalze 20 mit geringerem Aufwand herstellbar. Bei dieser Ausführung einer Walze, insbesondere Gegenwalze 20, sind die Prägebereiche 40 als Matrize ausgebildet.

Mindestens der Gegenwalze 20 bzw. der Mantelfläche derselben ist ein Schaber 42 zugeordnet, der den Umfang der Gegenwalze 20 von Materialrückständen befreit. Die Vorrichtungen können in gleicher bzw. analoger Weise auch zum Anbringen von Prägungen an einzelnen, vorgefertigten Packungszuschnitten eingesetzt werden, insbesondere zum Prägen von Zuschnitten für Zigarettenpackungen des Typs Klappschachtel. Diese werden nacheinander zwischen den ausschließlich mit Prägeorganen versehenen Walzen hindurch gefördert.

Bezugszeichenliste

10 Prägung 39 Walzenmantel

11 Schachtelteil 40 Prägebereich

12 Deckel 41 Umrandung

13 Kragen 42 Schaber

14 Kragen-Vorderwand 43 Freiraum

15 Kragen-Seitenlappen

16 Schachtel-Vorderwand

17 Zigarettenblock

18 Materialbahn

19 Messerwalze 0 Gegenwalze 1 Vorschubwalze 2 Vorschubwalze 3 Sensor 4 Prägestück 5 Prägestück 6 Ausnehmung 7 Ausnehmung 8 Prägeteil 9 Prägeteil 0 Vorsprung 1 Vertiefung 2 Ansatz 3 Schraube 4 Schneide 5 Blechstück 6 Förderwalzen 7 Stützsteg 8 Walzenkern