Titel

Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten einer Abdeckung einer Verpackung

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Abdeckung einer Verpackung, insbesondere eines

beschichteten Deckpapiers zum Verschließen eines tief gezogenen Behälters sowie eine Verpackungsmaschine.

Bei Verpackungen, beispielsweise Verpackungen für Lebensmittel, ist es bekannt, dass aus einer Rollenbahn ein Verpackungskörper, beispielsweise mittels Tiefziehen, hergestellt wird, welcher dann mit einer Deckfolie einer weiteren Rollenbahn verschlossen wird. Hierbei erfolgt eine Ausrichtung der Deckbahn an den Kanten des geformten und zwischenzeitlich mit dem zu verpackenden Gut gefüllten Verpackungskörper. Dieses Verfahren hat sich grundsätzlich bewährt und wird insbesondere bei thermoplastischen Materialien angewandt. Aus Umweltgesichtspunkten wird jedoch in jüngster Zeit versucht, Verpackungen möglichst aus recyclebaren Materialien, wie beispielsweise Papiermaterialien, herzustellen. Hierbei können ausschließlich Papiermaterialien verwendet werden oder beispielsweise auch Verbundmaterialien, welche aus einem mit Kunststoff beschichteten Papiermaterial bestehen. Da die

Papiermaterialien aus Fasern bestehen, kann eine Ausrichtung der Deckel- Rollenbahn bezüglich der Verpackungskörper an den Kanten erschwert sein bzw. zu optisch unschönen Ergebnissen führen.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten einer Abdeckungs-Rollenbahn einer Verpackung zum Verschließen eines Verpackungskörpers mit den

Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine einfache und sichere Synchronisation zwischen dem Verpackungskörper, welcher das zu verpackende Gut aufnimmt, und der Abdeckungs-Rollenbahn, welche den Deckel der Verpackung bildet, möglich ist, sodass anschließend eine optimale und positionsgenaue Fixierung der Abdeckungs-Rollenbahn auf dem Verpackungskörper möglich ist. Somit kann erfindungsgemäß eine richtige Positionierung des Deckels auf dem Verpackungskörper ermöglicht werden, sodass die Verpackung ein optisch ansprechendes Gesamtbild ergibt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass Verfahren die Schritte des Abziehens der Abdeckungs-Rollenbahn von einer Endlosrolle und des Spannens der abgezogenen Abdeckungs-Rollenbahn umfasst. Anschließend wird ein Versatz zwischen einer ersten Markierung auf der Abdeckungs-Rollenbahn für die Abdeckung und einer zweiten Markierung auf dem Verpackungskörper, welcher vorzugsweise ebenfalls aus einer Rollenbahn geformt ist oder einer

Verpackungskörper-Rollenbahn, bestimmt. Anschließend erfolgt ein Recken bzw. Dehnen der Abdeckungs-Rollenbahn in Abhängigkeit des bestimmten Versatzes zwischen der ersten und zweiten Markierung. Das Recken führt zu einer plastischen Verformung der Abdeckungs-Rollenbahn, wobei die plastische Verformung in allen nachfolgenden Verfahrensschritten beibehalten wird. Somit kann ein individuell für jede einzelne Verpackung exakt gesteuerte Ausrichtung der Abdeckung für den jeweiligen Verpackungskörper ermöglicht werden, so dass die Abdeckung immer positionsgenau auf dem Verpackungskörper fixiert werden kann.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise wird die Abdeckungs-Rollenbahn nach dem Abrollen von der Endlosrolle über eine Tänzerrollenanordnung geführt. Die

T änzerrollenanordnung ist hierbei eine Anordnung mehrerer Rollen,

insbesondere von mindestens drei Rollen, wobei wenigstens eine der Rollen senkrecht zu ihrer Drehachse bewegbar ist. Dadurch kann ein kontinuierliches Abziehen der Abdeckungsrollenbahn von der Rolle ermöglicht werden und der Reckvorgang während eines Stillstandes der Abdeckungs-Rollenbahn ausgeführt werden. Somit dient die T änzerrollenanordnung zum Ausgleich der durch die intermittierende Bearbeitung an der Reckstation auftretenden, kurzen

Stillstandszeiten der Bewegung der Rollenbahn. Das Recken der Abdeckungs-Rollenbahn erfolgt vorzugsweise nur in eine Richtung. Besonders bevorzugt erfolgt das Recken in der T ransportrichtung der Abdeckungs-Rollenbahn.

Die Abdeckungs-Rollenbahn ist vorzugsweise ein Verbundmaterial, umfassend ein Papiermaterial mit einer Beschichtung, insbesondere einer

Kunststoffbeschichtung. Alternativ ist das Abdeckungs-Rollenbahn-Material ausschließlich ein Papiermaterial ohne jegliche Beschichtung.

Weiter bevorzugt wird während des Schrittes des Reckens die Abdeckungs- Rollenbahn an mindestens zwei Stellen geklemmt und anschließend der Reckvorgang mittels einer länglichen Dehnvorrichtung, beispielsweise einer länglichen Rolle oder einem länglichen Balken, durchgeführt. Vorzugsweise ist dabei eine Breite der Abdeckungs-Rollenbahn kleiner als eine Länge der Dehnvorrichtung. Weiter bevorzugt ist die längliche Dehnvorrichtung dabei quer zur T ransportrichtung der Abdeckungs-Rollenbahn angeordnet. Dadurch kann ein gleichmäßiger Dehnvorgang in Transportrichtung der Abdeckungs- Rollenbahn sichergestellt werden.

Besonders bevorzugt wird zum Recken ein Verfahrweg der länglichen

Dehnvorrichtung senkrecht zu einer Längsachse der länglichen Dehnvorrichtung in Abhängigkeit des bestimmten Versatzes zwischen der ersten und zweiten Markierung ausgeführt. Der Verfahrweg, welcher senkrecht zur Abdeckungs- Rollenbahn ist, stellt somit die einzustellende Größe für den Dehnvorgang für die Abdeckungs-Rollenbahn dar und kann so individuell für jeden Reckvorgang eingestellt werden.

Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren in einem anschließenden Schritt nach dem Recken den Schritt des Fixierens der Abdeckungs-Rollenbahn auf dem Verpackungskörper, in welchen zwischenzeitlich das abzufüllende Gut eingebracht wurde. Anschließend erfolgt dann ein teilweises oder bevorzugt vollständiges Trennen der einzelnen Verpackungen, welche immer noch über die Abdeckungs-Rollenbahn bzw. die Verpackungskörper-Rollenbahn, aus welcher die Verpackungskörper hergestellt wurden, zusammenhängt.

Der Verpackungskörper, welcher mit der Abdeckungs-Rollenbahn verschlossen wird, ist vorzugsweise ebenfalls aus einem Verbundmaterial, umfassend Papier, und eine Beschichtung oder alternativ vollständig aus einem Papiermaterial ohne Beschichtung hergestellt.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Abdeckungs-Rollenbahn einer Verpackung, welche eine Abzugsvorrichtung zum Abziehen der Abdeckungs-Rollenbahn von einer Endlosrolle, einen ersten Markierungs-Erfassungssensor und einen zweiten Markierungs- Erfassungssensor umfasst. Der erste Markierungs-Erfassungssensor ist eingerichtet, eine erste Markierung auf der Abdeckungs-Rollenbahn zu erfassen. Der zweite Markierungs-Erfassungssensor ist eingerichtet, eine zweite

Markierung auf einem Verpackungskörper der Verpackung, in welchen das abzufüllende Gut in eine Vertiefung oder dergleichen eingefüllt wird oder einer Verpackungskörper-Rollenbahn, zu erfassen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Reckvorrichtung, welche eingerichtet ist, einen Reckvorgang an der

Abdeckungs-Rollenbahn auszuführen. Ferner ist eine Steuereinheit vorgesehen, welche eingerichtet ist, basierend auf einem erfassten Versatz zwischen der ersten und zweiten Markierung den Reckvorgang auszuführen. Dadurch werden die obenstehend erläuterten Vorteile zum erfindungsgemäßen Verfahren erreicht.

Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Steuereinheit auf, welche eingerichtet ist, auf einen zu reckenden Abschnitt der Abdeckungs-Rollenbahn auszuübende Kraft basierend auf dem erfassten Versatz zu bestimmen. Die auszuübende Kraft wird dabei bevorzugt durch eine vorbestimmte Wegstrecke bestimmt, welche die Reckvorrichtung im Kontakt mit der Abdeckungs-Rollenbahn zurücklegt, um den Reckvorgang auszuführen.

Die Reckvorrichtung umfasst besonders bevorzugt eine längliche

Dehnvorrichtung, welche quer zur T ransportrichtung angeordnet ist. Die längliche Dehnvorrichtung ist beispielsweise eine längliche Rolle oder ein länglicher Balken. Vorzugsweise ist dabei eine Länge der länglichen Dehnvorrichtung größer als eine Breite der Abdeckungs-Rollenbahn.

Weiter bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Klemmeinrichtung. Die

Klemmeinrichtung ist eingerichtet, einen zu reckenden Abschnitt der

Abdeckungs-Rollenbahn während des Reckvorgangs zu klemmen. Dadurch wird eine hohe Genauigkeit des Reckvorgangs sichergestellt. Die Klemmeinrichtung ist ferner bevorzugt dazu eingerichtet, den zu reckenden Abschnitt auch faltenfrei vorzuspannen.

Weiter bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine T änzerrollenanordnung mit mindestens drei Rollen. Dadurch kann ein kontinuierliches Abziehen der

Abdeckungs-Rollenbahn von der Endlosrolle ermöglicht werden und der

Reckvorgang während eines Stillstandes der Abdeckungs-Rollenbahn ausgeführt werden. Die T änzerrollenanordnung stellt dabei sicher, dass ein Ausgleich ermöglicht wird, da die Abdeckungs-Rollenbahn weiter kontinuierlich von der Rolle abgezogen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise bei einem Material verwendet, welches Papier mit einer Beschichtung aufweist oder ausschließlich aus Papier hergestellt ist.

Ferner betrifft die Erfindung eine Verpackungsmaschine mit einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Bearbeiten einer Abdeckungs-Rollenbahn in Gesamtschau mit einer Verpackungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer Reckvorrichtung von

Figur 1 und

Figur 3 eine schematische Draufsicht der Reckvorrichtung von Figur 2.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 eine Vorrichtung 1 zum Bearbeiten einer Abdeckungs-Rollenbahn 20 sowie ein zugehöriges

Bearbeitungsverfahren der Abdeckungs-Rollenbahn 20 im Detail beschrieben.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die Vorrichtung 1 zum Bearbeiten der

Abdeckungs-Rollenbahn Teil einer Verpackungsmaschine 100 zur Herstellung und Befüllung einer Verpackung 5. Die Verpackung 5 umfasst einen

Verpackungskörper 51 und einen Deckel 52. Der Verpackungskörper 51 weist einen Hohlraum 53 zur Aufnahme eines zu verpackenden Gutes, beispielsweise eines Lebensmittels, auf und der Deckel 52 deckt die Verpackung 5 ab.

Die Verpackungsmaschine 100 umfasst neben der Vorrichtung 1 zur Bearbeitung der Abdeckungs-Rollenbahn 20 auch einen Maschinenteil 10 zur Herstellung des Verpackungskörpers 51. Der Maschinenteil 10 umfasst dabei eine Endlosrolle 11 mit einer Abzugseinrichtung und einer Tänzerrollenanordnung 12 sowie eine Formgebungseinheit 13, welche in die Endlosbahn 14 des Verpackungskörpers eine Vertiefung 15 einbringt, die den Hohlraum 53 der Verpackung definiert. In die Vertiefung 15 wird ein abzupackendes Gut eingefüllt, was in Figur 1 durch den Pfeil 16 schematisch angedeutet ist. Anschließend wird die befüllte

Vertiefung 15 durch eine Deckbahn verschlossen, was nachfolgend im Detail erläutert wird.

Die Vorrichtung 1 zum Bearbeiten der Abdeckungs-Rollenbahn 20 umfasst dabei eine Abzugsvorrichtung 2, welche die Abdeckungs-Rollenbahn von einer

Endlosrolle 22 abzieht. Das Abziehen erfolgt dabei kontinuierlich. Ferner umfasst die Abzugsvorrichtung 2 eine T änzerrollenanordnung 21 mit drei Rollen 21a, 21 b, 21c. Die T änzerrollenanordnung 21 ermöglicht dabei, dass die Abdeckungs- Rollenbahn 20 kontinuierlich von der Rolle 22 abgezogen werden kann und trotzdem eine Bearbeitung der Abdeckungs-Rollenbahn 20 im Stillstand in einer Reckvorrichtung 4 vorgenommen werden kann.

Die Reckvorrichtung 4 ist ebenfalls Teil der Vorrichtung 1 zur Bearbeitung der Abdeckungs-Rollenbahn 20 und ist im Detail in den Figuren 2 und 3 gezeigt. Die Reckvorrichtung 4 umfasst dabei eine längliche Dehnvorrichtung 41 in Form eines länglichen Balkens. Die Abdeckungs-Rollenbahn 20 weist dabei eine erste Breite B1 auf, welche kleiner ist als eine zweite Breite B2 der länglichen

Dehnvorrichtung 41. Wie in Figur 3 gezeigt, ist die längliche Dehnvorrichtung 41 dabei quer zu einer Transportrichtung 6 der Abdeckungs-Rollenbahn 20 angeordnet.

Die Reckvorrichtung 4 umfasst ferner eine Klemmvorrichtung 42, welche die Abdeckungs-Rollenbahn 20 an beiden freien Seiten klemmen kann. Hierzu weist die Klemmvorrichtung 42 vier Klemmbacken 43 auf.

Ferner umfasst die Reckvorrichtung 4 einen fluidischen Antrieb 44, welcher die längliche Dehnvorrichtung 41 in Richtung des Pfeils A nach unten bewegt. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist die längliche Dehnvorrichtung 41 dabei in dem Abschnitt zwischen den Klemmbacken 43 angeordnet, welche die Abdeckungs- Rollenbahn 20 klemmen.

Ferner umfasst die Vorrichtung 1 zum Bearbeiten der Abdeckungs-Rollenbahn 20 eine Sensoreinrichtung mit einem ersten Erfassungssensor 31 und einem zweiten Erfassungssensor 32. Der erste Erfassungssensor 31 erfasst dabei eine erste Markierung 33, welche auf der Abdeckungs-Rollenbahn 20 vorgesehen ist. Der zweite Erfassungssensor 32 erfasst eine zweite Markierung 34, welche auf der Rollenbahn 14 für den Verpackungskörper 51 angeordnet ist. Hierbei ist pro Verpackungskörper 51 bzw. pro Deckel 52 eine entsprechende Markierung auf jeder der Rollenbahnen vorgesehen. Die zweite Markierung 34 ist schematisch in Figur 1 angedeutet.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Steuereinheit 7, welche mit dem ersten Erfassungssensor 31 und dem zweiten Erfassungssensor 32 verbunden ist. Die Steuereinheit 7 ist ferner auch mit der Reckvorrichtung 4 verbunden und steuert diese.

Die erfassten Positionen der Markierungen 33, 34, welche mittels des ersten und zweiten Erfassungssensors 31 , 32 erfasst werden, werden der Steuereinheit 7 zugeführt. Die Steuereinheit 7 führt dann einen Soll-Ist-Vergleich mit

gespeicherten Soll-Positionen für die Markierungen durch und bestimmt dabei einen möglichen Versatz zwischen der ersten und zweiten Markierung 33, 34.

Die Steuereinheit 7 ist damit eingerichtet, basierend auf diesem möglichen Versatz die Reckvorrichtung 4 anzusteuern. Hierbei wird basierend auf dem erfassten Versatz eine Wegstrecke W bestimmt, mit welcher die längliche Dehnvorrichtung 4 in Richtung des Pfeils A bewegt wird, um ein Recken bzw. Dehnen des zwischen den Klemmbacken 43 geklemmten Abschnitts der Abdeckungs-Rollenbahn 20 zu ermöglichen. In Figur 2 ist die Wegstrecke W auch in gestrichelten Linien die Position der Abdeckungs-Rollenbahn 20‘ und der länglichen Dehnvorrichtung 41‘ angedeutet.

Somit erfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten der

Abdeckungs-Rollenbahn 20 zur Bereitstellung einer Abdeckung 52 für den Verpackungskörper 51 die Schritte des Abziehens der Abdeckungs-Rollenbahn 20 von der Endlosrolle 22 und des Spannens der Abdeckungs-Rollenbahn 20 durch Klemmen der Abdeckungs-Rollenbahn 20 zwischen den Klemmbalken 43. Bevorzugt gleichzeitig wurde auch ein möglicher Versatz zwischen der ersten Markierung 33 auf der Abdeckungs-Rollenbahn 20 und der zweiten Markierung 34 auf der Rollenbahn 14 für den Verpackungskörper 51 bestimmt und der Steuereinheit 7 zugeführt. Anschließend erfolgt ein Schritt des Reckens der Abdeckungs-Rollenbahn 20 im geklemmten Zustand in Abhängigkeit des bestimmten Versatzes zwischen der ersten und zweiten Markierung 33, 34.

Der Schritt des Reckens erfolgt dabei im geklemmten Zustand der Abdeckungs- Rollenbahn 20, d. h. dieser Bereich der Rollenbahn befindet sich im Stillstand. Damit die Abdeckungs-Rollenbahn 20 weiterhin kontinuierlich von der Endlosrolle 22 abgezogen werden kann, ist die Tänzerrollenanordnung 21 vorgesehen, welche während des Stillstandes der Abdeckungs-Rollenbahn 20 beim Schritt des Reckens einen Ausgleich für die kontinuierlich weiterhin abgezogene Endlosrolle 22 ermöglicht. Dabei wird wenigstens eine der Rollen der

T änzerrollenanordnung 21 senkrecht zu ihrer Rotationsachse bewegt.

Durch das Recken der Abdeckungs-Rollenbahn 20 kann somit eine

Fehlausrichtung zwischen den beiden Markierungen in einem nachfolgenden Schritt des Zusammenfügens der Verpackung vermieden werden. Somit werden die Abdeckungs-Rollenbahn 20 und die Rollenbahn 14 für den

Verpackungskörper 51 synchronisiert zu einer Siegelstation 17 zugeführt. In der Siegelstation 17 werden dann die beiden Rollenbahnen miteinander gesiegelt. Anschließend erfolgt in einer Trennstation 18 ein Ausstanzen der gesiegelten Verpackung und ein Abtransport (Pfeil 19) der so hergestellten Verpackung 5. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich dabei besonders dann, wenn für die Verpackung Papiermaterial verwendet wird. Hierbei kann sowohl für das Unterteil als auch den Deckel der Verpackung ausschließlich Papiermaterial verwendet werden. Alternativ kann insbesondere für den Deckel der Verpackung ein Verbundmaterial, umfassend ein Papiermaterial und eine Kunststoffbeschichtung, verwendet werden. Dadurch kann der Reckschritt besonders effizient ausgeführt werden und insbesondere auch der anschließende Siegelschritt problemlos ausgeführt werden.

Durch das Synchronisieren können insbesondere Positions-Abweichungen, welche beispielsweise auch aufgrund der Verwendung von Papiermaterialien für die Verpackung auftreten können, ausgeglichen werden. Da die Verpackungen üblicherweise bedruckt sind, können somit insbesondere auch Schwankungen im Druckbild ausgeglichen werden. Dadurch weist die hergestellte Verpackung 5 ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild auf. Weiterhin kann durch den Schritt des Reckens auch eine Länge der Abdeckungs-Rollenbahn 20, welche für den Deckel ausgerichtet wird, variiert werden. Eine Längenanpassung kann hierbei ebenfalls durch Bestimmung des Versatzes zwischen der ersten und zweiten Markierung 33, 34 bestimmt werden.

Es sei angemerkt, dass der Schritt des Reckens üblicherweise eine plastische Verformung der Deckbahn bildet. Hierbei sei angemerkt, dass die Deckbahn auch eine Beschichtung sowohl an der Oberseite als auch der Unterseite, welche später zum Produkt gerichtet ist, aufweisen kann.