Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
WEAKENING APPARATUS AND METHOD FOR WEAKENING PACKAGING MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/099649
Kind Code:
A1
Abstract:
A weakening apparatus (14) for weakening packaging materials (4), in particular packaging material laminates, is described and illustrated, having at least one laser unit (17) comprising a laser (24) for irradiating and partially removing the packaging material (4) with a laser beam (8), and having at least one transport device (39) for, in particular continuously, transporting the packaging material (4) relative to the laser unit (17), wherein the at least one laser unit (17) has at least one focusing optical unit (27) for focusing the laser beam (8) on the packaging material (4) transported relative to the laser (24) by the transport device (39). In order to be able to draw straight weakening lines and also shapes made up of weakening lines into packaging materials more precisely and more quickly, provision is made for the laser unit (17) to have at least one scanner (29) for adjusting the laser beam (8) at least in a direction transversely to the transporting direction (T) in order to draw predetermined figures (9, 10) into the packaging material (4) transported past the laser (24), and for a beam switch (26) that optionally transfers the laser beam (8) into a liner position with respect to the focusing optical unit (27) or into a scanner position with respect to the scanner (29) to be provided in the beam path of the laser beam (8) in the laser unit (17).

Inventors:
CAPPEL, Daniel (Kiefernweg 8, Heinsberg, 52525, DE)
REMPEL, Gerhard (Kapellenstr. 88, Baesweiler, 52499, DE)
STEINFELS, Jörg (Auf der Hoven 14, Grevenbroich, 41515, DE)
Application Number:
EP2017/076722
Publication Date:
June 07, 2018
Filing Date:
October 19, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIG TECHNOLOGY AG (Laufengasse 18, 8212 Neuhausen am Rheinfall, 8212, CH)
International Classes:
B31B50/25; B23K26/364; B65D75/58
Foreign References:
US5001325A1991-03-19
US20100016137A12010-01-21
DE9402681U11994-04-21
DE102011116285A12013-04-25
US20110203229A12011-08-25
US20110150371A12011-06-23
EP3081372A12016-10-19
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (Bleichstraße 14, Düsseldorf, 40211, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

Schwächungsvorrichtung (14) zur Schwächung von Packstoffen (4),

insbesondere Packstofflaminaten, mit wenigstens einer Lasereinheit (17) umfassend einen Laser (24) zum Bestrahlen und teilweisen Abtragen des Packstoffs (4) mit einem Laserstrahl (8) und mit wenigstens einer

Transporteinrichtung (39) zum, insbesondere kontinuierlichen, Transport des Packstoffs (4) relativ zur Lasereinheit (17), wobei die wenigstens eine

Lasereinheit (17) wenigstens eine Fokussierungsoptik (27) zum Fokussieren des Laserstrahls (8) auf dem durch die Transporteinrichtung (39) relativ zum Laser (24) transportierten Packstoff (4) aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

die Lasereinheit (17) wenigstens einen Scanner (29) zum Verstellen des

Laserstrahls (8) wenigstens in einer Richtung quer zur Transportrichtung (T) zum Schreiben vorbestimmter Figuren (9,10) in den am Laser (24)

vorbeitransportierten Packstoff (4) aufweist und dass im Strahlengang des Laserstrahls (8) in der Lasereinheit (17) eine den Laserstrahl (8) wahlweise in einer Linerstellung zur Fokussierungsoptik (27) oder in einer Scannerstellung zum Scanner (29) weiterleitende Strahlweiche (26) vorgesehen ist.

Schwächungsvorrichtung nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

der Scanner (29) wenigstens einen im Strahlengang verstellbar angeordneten Spiegel (32) zum Verstellen des vom Spiegel (32) reflektierten Laserstrahls (8) aufweist und dass, vorzugsweise, der Scanner (29) zwei in zueinander wenigstens im Wesentlichen senkrechten Richtungen verstellbare Spiegel (32) aufweist und dass, weiter vorzugsweise, wenigstens ein Spiegel zum Verstellen des Laserstrahls in der Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) und wenigstens ein anderer Spiegel zur Verstellung des Laserstrahls (8) in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung (T) und parallel zum Packstoff (4) ausgebildet ist.

Schwächungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

die Strahlweiche (26), insbesondere wenigstens ein Umlenkspiegel der

Strahlweiche (26), wenigstens von einer Linerstellung zum Leiten des

Laserstrahls (8) zur Fokussierungsoptik (27) in eine Scannerstellung zum Leiten des Laserstrahls (8) zum Scanner (29) und zurück verstellbar, insbesondere drehbar, ausgebildet ist.

Schwächungsvorrichtung nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

die Strahlweiche (26), insbesondere wenigstens ein Umlenkspiegel der

Strahlweiche (26), in der Linearstellung und/oder in die Scannerstellung an einem Anschlag, vorzugsweise Endanschlag, anliegt.

Schwächungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

der Strahlweiche (26) ein elektrischer Antrieb oder pneumatischer Antrieb (35), vorzugsweise ein Doppelkolbenantrieb, insbesondere

Doppelkolbenschwenkantrieb, zum Verstellen der Strahlweiche (26),

insbesondere dem wenigstens einen Umlenkspiegel der Strahlweiche (26), von der Linerstellung in die Scannerstellung und/oder zurück zugeordnet ist.

Schwächungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

im Strahlengang und angrenzend zu dem Packstoff (4) eine Absaughaube (20) zum Absaugen des durch den Laserstrahl (8) abgetragenen Packstoff (4) vorgesehen ist und dass, vorzugsweise, die Absaughaube (20) einen offenen Gehäuseabschnitt oder einen für den Laserstrahl (8) transparenten

Gehäuseabschnitt (22) zum Eintreten des Laserstrahls (8) in die Absaughaube (20) aufweist.

Schwächungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

in dem den Scanner (29) passierenden Strahlengang eine Fokussierungsoptik (33) vorgesehen ist und dass, vorzugsweise, die dem Scanner (29) zugeordnete Fokussierungsoptik (33) zur Fokussierung des Laserstrahls (8) senkrecht zum Packstoff (4), insbesondere in Abhängigkeit der Ablenkung des Laserstrahls (8) durch den Scanner (29) in Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) und/oder in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung (T) und parallel zum Packstoff (4), ausgebildet ist.

Schwächungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

wenigstens der Laser (24), die Strahlweiche (26), die wenigstens eine

Fokussierungsoptik (27,33) und/oder der Scanner (29) der wenigstens einen Lasereinheit (17) ortsfest zueinander auf einer Halteeinrichtung der Lasereinheit (17) montiert sind und dass, vorzugsweise, die Halteeinrichtung in wenigstens einer Richtung verstellbar montiert ist.

Schwächungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens zwei, insbesondere wenigstens vier oder wenigstens sechs, Lasereinheiten (17) vorgesehen sind und dass, vorzugsweise, die Lasereinheiten (17) wenigstens teilweise in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) und parallel zum

Packstoff (4) nebeneinander und/oder wenigstens teilweise in

Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) hintereinander vorgesehen sind.

10. Schwächungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

ein Sensor (16) zur Erfassung von Steuerungsmarken (5), insbesondere in Form von Druckmarken und/oder Prägemarken, des Packstoffs (4) vorgesehen ist und dass, vorzugsweise, eine Steuerungseinrichtung (18) zur Steuerung des Scanners (29) in Abhängigkeit des Erfassens, insbesondere des Zeitpunkts des Erfassens, der Steuerungsmarken (5) durch den Sensor (16) vorgesehen ist.

11. Verfahren zum Schwächen von Packstoffen (4), insbesondere von

Packstofflaminaten, bei dem der Packstoff (4) von einer Transporteinrichtung (39) an wenigstens einer Lasereinheit (17), insbesondere kontinuierlich, vorbei transportiert wird,

bei dem die Lasereinheit (17) einen den Packstoff (4) bestrahlenden und teilweise abtragenden Laserstrahl (8) erzeugt und

bei dem der Laserstrahl (8) durch eine Strahlweiche (26) wahlweise in einer Linerstellung auf eine Fokussierungsoptik (27) zum Fokussieren des Laserstrahls (8) auf den Packstoff oder in einer Scannerstellung auf einen Scanner (29) zum Verstellen des Laserstrahls (8) wenigstens in einer Richtung quer zur

Transportrichtung (T) zum Schreiben vorbestimmter Figuren (9,10) auf dem Packstoff (4) gelenkt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

bei dem die Energie des auf den Packstoff (4) treffenden Laserstrahls (8) wenigstens zeitweise derart variiert, insbesondere gepulst, wird, dass an unterschiedlichen Stellen des Packstoffs (4) unterschiedlich viel Packstoff (4) abgetragen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,

bei dem ein die Strahlweiche (26) in der Linerstellung passierender Laserstrahl (8) eine zur Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) parallele Schwächungslinie (7) in den Packstoff (4) schreibt und/oder bei dem ein die Strahlweiche (26) in der Scannerstellung passierender

Laserstrahl (8) eine sich wenigstens teilweise in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung (T) und parallel zum Packstoff (4) verlaufende

Schwächungslinie (7) in den Packstoff (4) einschreibt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

bei dem der den Scanner (29) passierende Laserstrahl (8) während des

Schreibens einer Figur (9,10) auf dem Packstoff (4) in einer ersten Richtung verstellt wird und

bei dem, vorzugsweise, der den Scanner (29) passierende Laserstrahl (8) während des Schreibens einer Figur (9,10) auf dem Packstoff (4) in einer zweiten Richtung verstellt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,

bei dem mittels eines die Strahlweiche (26) in der Scannerstellung passierenden Laserstrahls (8) in, insbesondere regelmäßigen, Anständen gleichartige Figuren (9,10) in Form von Schwächungslinien (7) in den Packstoff (4) eingeschrieben werden und/oder

bei dem mittels eines die Strahlweiche (26) in der Linerstellung passierenden Laserstrahls (8) eine, bedarfsweise abschnittsweise unterbrochene,

insbesondere in regelmäßigen Abständen unterbrochene, gerade, insbesondere parallel zur Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) verlaufende

Schwächungslinie (7) in den Packstoff (4) eingeschrieben wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,

bei dem das Einschreiben einer Schwächungslinie (7), eines Teils einer

Schwächungslinie (7) und/oder einer Figur (9,10) durch das Ermitteln wenigstens einer Steuerungsmarke (5), insbesondere einer Druckmarke und/oder Prägemarke, durch wenigstens einen Sensor (16) initiiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16,

bei dem ein die Strahlweiche (26) in der Scannerstellung passierender

Laserstrahl (8) in Abhängigkeit der Auslenkung des Laserstrahls (8) in

Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) und/oder in Abhängigkeit der Auslenkung des Laserstrahls (8) in einer Richtung senkrecht zur

Transportrichtung (T) des Packstoffs (4) und parallel zum Packstoff (4) mittels einer Fokussierungsoptik (33) fokussiert wird.

Description:
Schwächungsvorrichtung und Verfahren zur Schwächung von Packstoffen

Die Erfindung betrifft eine Schwächungsvorrichtung zur Schwächung von Packstoffen, insbesondere Packstofflaminaten, mit wenigstens einer Lasereinheit umfassend einen Laser zum Bestrahlen und teilweise Abtragen des Packstoffs mit einem Laserstrahl und mit wenigstens einer Transporteinrichtung zum, insbesondere kontinuierlichen, Transport des Packstoffs relativ zur Lasereinheit, wobei die wenigstens eine

Lasereinheit wenigstens eine Fokussierungsoptik zum Fokussieren des Laserstrahls auf dem durch die Transporteinrichtung relativ zum Laser transportierten Packstoff aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schwächen von Packstoffen, insbesondere von Packstofflaminaten.

Schwächungsvorrichtungen dienen dazu, Packstoffe an bestimmten Stellen bzw.

entlang von sogenannten Schwächungslinien zu schwächen, indem ein Teil des Packstoffs abgetragen wird. Die aus dem so geschwächten Packstoff gebildete

Verpackung kann dann beispielsweise entlang der Schwächungslinie leicht

aufgerissen werden, um an den Inhalt der Verpackung zu gelangen. Recht genau und zudem recht schnell lassen sich die Schwächungslinien mit einem Laser in den

Packstoff einschreiben. Der Laser erhitzt den Packstoff lokal und führt so zu einem lokalen Verdampfen von Teilen des Packstoffs. Das Verdampfen von Teilen des Packstoffs kann das Absprengen von nicht verdampften Teilen des Packstoffs nach sich ziehen. Da die Packstoffe zur Bildung von Verpackungen vorgesehen sind, dringen die Laser typischerweise nicht durch die gesamte Schichtdicke des Packstoffs hindurch, sondern reduzieren nur entlang der Schwächungslinie die Schichtdicke des Packstoffs. Damit nicht zu viel Energie in den Packstoff eingetragen wird und damit die Steifigkeit und Festigkeit der Verpackung entlang der Schwächungslinie nicht zu stark beeinträchtigt wird, kann die Tiefe der Schwächungslinie im Packstoff variieren. Als Packstoffe kommen insbesondere Packstofflaminate in Frage. Der Schichtaufbau der Packstofflaminate kann genutzt werden, um den Laserstrahl in einer bestimmten Laminatschicht zu absorbieren. Zudem kann eine Laminatschicht vorgesehen sein, auf die der Laserstrahl nicht oder nur geringfügig einwirkt. So lässt sich die Tiefe der Schwächungslinie gezielt einstellen bzw. begrenzen.

Packstofflaminate umfassen beispielsweise eine Kartonschicht und äußere, insbesondere thermoplastische, Kunststoffschichten, etwa aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP). Der Karton verleiht den Verpackungen eine ausreichende

Stabilität, damit die Verpackungen einfach gehandhabt und beispielsweise gestapelt werden können. Die Kunststoffschichten schützen den Karton vor Feuchtigkeit und die Lebensmittel vor der Aufnahme von unerwünschten Stoffen aus der Packung. Zusätzlich können noch weitere Schichten, wie etwa eine Aluminiumschicht, vorgesehen sein, die eine Diffusion von Sauerstoff und anderen Gasen durch den Packstoff verhindert.

Derartige Packstofflaminate werden vielfach zu einseitig offenen Packungen geformt, die dann gefüllt und zu Verpackungen verschlossen werden. Dabei werden die Packungen regelmäßig mit Lebensmitteln, insbesondere fließfähigen Lebensmitteln, wie beispielsweise Getränken, gefüllt. Vor dem Bilden der einseitig offenen Packungen werden jedoch bedarfsweise Schwächungslinien in den Packstoff geschrieben, etwa um die Verpackungen später entlang der Schwächungslinien zu öffnen.

Die Lasereinheiten bekannter Schwächungsvorrichtungen weisen eine

Fokussierungseinrichtung auf, um den Laserstrahl sehr präzise und auf eine sehr kleine Fläche zu fokussieren. So kann eine große flächenspezifische Energiemenge nahezu punktförmig in den Packstoff eingebracht werden. Auf diese Weise kann die Schwächungslinie sehr schnell in den Packstoff geschrieben werden, ohne dass angrenzende Flächenbereiche des Packstoffs nennenswert beeinträchtigt würden. Der Einfachheit halber wird der Packstoff über eine Transporteinrichtung an der Lasereinheit der Schwächungsvorrichtung vorbeigeführt und dabei mit der

Schwächungslinie beschrieben.

Nachteilig an den entsprechenden Schwächungslinien ist, dass diese mit der

Lasereinheit lediglich gerade, bedarfsweise gestrichelt, in den Packstoff geschrieben werden können. Es sind zwar auch Lasereinheiten bekannt, die den Laserstrahl ablenken können, um mit der Schwächungslinie eine Form in den Packstoff

einzuschreiben, etwa um definierte Öffnungen für Ausgießer oder dergleichen vorzusehen. Um solche Schwächungslinien schreiben zu können, müssen die

Schwächungsvorrichtungen jedoch aufwendig umgerüstet werden. Mit entsprechend umgerüsteten Schwächungsvorrichtungen können zwar grundsätzlich auch gerade Schwächungslinien geschrieben werden, aber weniger schnell und präzise als dies mit Fokussierungsoptiken möglich ist, die nicht für das Ablenken des Laserstrahls ausgelegt sind.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die

Schwächungsvorrichtung und das Verfahren jeweils der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass genauer und schneller sowohl gerade Schwächungslinien als auch Formen aus Schwächungslinien in Packstoffe geschrieben werden können.

Diese Aufgabe ist bei einer Schwächungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Lasereinheit wenigstens einen Scanner zum Verstellen des Laserstrahls wenigstens in einer Richtung quer zur Transportrichtung zum Schreiben vorbestimmter Figuren in den am Laser vorbeitransportierten

Packstoff aufweist und dass im Strahlengang des Laserstrahls in der Lasereinheit eine den Laserstrahl wahlweise in einer Linerstellung zur Fokussierungsoptik oder in einer Scannerstellung zum Scanner weiterleitende Strahlweiche vorgesehen ist. Ferner ist die genannte Aufgabe gemäß Anspruch 11 durch ein Verfahren zum

Schwächen von Packstoffen, insbesondere Packstofflaminaten, gelöst, bei dem der Packstoff von einer Transporteinrichtung an wenigstens einer Lasereinheit, insbesondere kontinuierlich, vorbei transportiert wird,

bei dem die Lasereinheit einen den Packstoff bestrahlenden und teilweise abtragenden Laserstrahl erzeugt und

bei dem der Laserstrahl durch eine Strahlweiche wahlweise in einer Linerstellung auf eine Fokussierungsoptik zum Fokussieren des Laserstrahls auf den Packstoff oder in einer Scannerstellung auf einen Scanner zum Verstellen des Laserstrahls wenigstens in einer Richtung quer zur Transportrichtung zum Schreiben vorbestimmter Figuren auf dem Packstoff gelenkt wird.

Die Erfindung hat erkannt, dass Packstoffe sehr zweckmäßig auf unterschiedliche Weise mit verschiedenen Schwächungslinien versehen werden können, etwa um unterschiedlichen kundenseitigen Anforderungen zu entsprechen, wenn die

Lasereinheit wenigstens einen Scanner und eine Fokussierungsoptik aufweist, wobei dann über die Stellung einer Strahlweiche bestimmt werden kann, ob der Laserstrahl nach der Strahlweiche zur Fokussierungsoptik, die hinsichtlich ihrer Position zur Lasereinheit und/oder zum Packstoff verfahrbar ausgebildet sein kann, oder zum Scanner geleitet wird. Die Lasereinheit ist damit dazu ausgebildet, in der Linerstellung der Strahlweiche sehr schnell und genau geradlinige Schwächungslinien in den über die Transporteinrichtung am Laserstrahl vorbeitransportierten Packstoff

einzuschreiben. Zudem ist es aber durch Verstellen der Strahlweiche in die

Scannerstellung möglich, komplexere, wenigstens teilweise quer zur

Transportrichtung des Packstoffs im Bereich des auf den Packstoff treffenden

Laserstrahls verlaufende Schwächungslinien in den Packstoff einzuschreiben, beispielsweise als gerade Linien oder gekrümmte Linien.

Der Scanner ist dabei so ausgebildet, dass der Scanner den den Scanner passierenden Laserstrahl sehr schnell bezogen auf die Transportgeschwindigkeit des an der Lasereinheit vorbeitransportierten Packstoffs in variierender Weise wenigstens quer zur Transportrichtung des Packstoffs ablenken kann. Es wird also nicht lediglich eine konstante Ablenkung des Laserstrahls erreicht, wie dies bei einem gewöhnlichen Umlenkspiegel der Fall ist. Die Art oder der Umfang der Ablenkung variiert mit dem Transport des Packstoffs, um so eine Schwächungslinie in Form einer Figur in den Packstoff einzuschreiben, die sich wenigstens auch quer zur Transportrichtung des Packstoffs erstreckt. Wird der Packstoff kontinuierlich an der Lasereinheit

vorbeitransportiert, ist zu beachten, dass der Laserstrahl sowohl in Transportrichtung des Packstoffs als auch senkrecht zur Transportrichtung und parallel zum Packstoff bewegt werden muss, um eine Schwächungslinie zu erzeugen, die ausschließlich senkrecht zur Transportrichtung des Packstoffs und parallel zum Packstoff verläuft. Mithin ist die Bewegungsrichtung des Laserstrahls relativ zum Scanner bzw. zur Lasereinheit nicht identisch mit der Richtung der von dem Laserstrahl in den

Packstoff geschriebenen Schwächungslinie. Allerdings definieren die

Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Laserstrahls relativ zum Scanner bzw. zur Lasereinheit zusammen mit der Transportgeschwindigkeit der Packstoffbahn im Bereich der Lasereinheit die Form der Schwächungslinie auf dem Packstoff.

Die mit dem Scanner erzeugte Figur kann endlos hintereinander geschrieben werden. Es wird aber in vielen Fällen bevorzugst sein, wenn immer dieselben Figuren in immer denselben Abständen voneinander in den Packstoff geschrieben werden. Dabei wird dann vorzugsweise die Figur immer von demselben Startpunkt aus bis zu einem bestimmten Endpunkt geschrieben. Die Steuerung der Schwächungsvorrichtung würde es bedarfsweise aber auch ermöglichen, nacheinander unterschiedliche, insbesondere individuelle, Figuren in den Packstoff zu schreiben. Da aber aus den Packstoffen meist gleichartige Verpackungen erzeugt werden sollen, ist dies nur in besonderen Fällen vorgesehen und gewünscht.

Über die im Strahlengang des Laserstrahls vorgesehene Strahlweiche kann der Laserstrahl aber auch bedarfsweise durch die wenigstens eine Fokussierungsoptik anstelle des Scanners geleitet werden, wenn mittels der Schwächungslinie keine zweidimensionalen Figuren in den Packstoff geschrieben werden sollen. Zur Fokussierung kann die Fokussierungsoptik bedarfsweise ganz oder teilweise entlang des Strahlengangs, etwa in der Richtung des Laserstrahls oder entgegengesetzt dazu, verstellt, insbesondere verfahren, werden. Unter zweidimensionalen Figuren werden hier solche verstanden, bei denen sich die wenigstens eine Schwächungslinie wenigstens auch in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Packstoffs und parallel zum Packstoff erstreckt. Eine in Richtung der Transportrichtung des Packstoffs verlaufende Schwächungslinie mit einer nennenswerten Ausdehnung senkrecht dazu, sowohl parallel zum Packstoff als auch senkrecht zum Packstoff, bildet dagegen keine zweidimensionale Figur im vorliegenden Sinne, sondern eine eindimensionale Figur.

Ein arbeitsaufwendiges und zeitintensives Umrüsten der Schwächungsvorrichtung kann unterbleiben, wenn zwischen eindimensionalen und zweidimensionalen Figuren gewechselt werden soll, die mittels Schwächungslinien geschrieben werden sollen. Es muss lediglich die Strahlweiche verstellt werden, und zwar so, dass der Laserstrahl wahlweise durch die wenigstens eine Fokussierungsoptik oder durch den Scanner geleitet wird, je nachdem welche Art von Figur mittels der wenigstens einen

Schwächungslinien in den Packstoff geschriebenen werden soll. Unabhängig von der Form der Schwächungslinien, kann diese durchgängig mit konstanter Tiefe in den Packstoff eingebracht werden. Um die Stabilität und Festigkeit nicht zu sehr zu beeinträchtigen, kann die Tiefe, mit der eine Schwächungslinie in einen Packstoff eingeschrieben wird, entlang der Schwächungslinie variieren. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schwächungslinie gestrichelt oder gepunktet ausgeführt wird, wobei dann, insbesondere kurze, vertiefte Abschnitte der

Schwächungslinie, insbesondere kurzen, nicht vertieften Abschnitten der

Schwächungslinie nachfolgen und zwar abwechselnd. Sehr lange nicht vertiefte Abschnitte zwischen zwei vertieften Abschnitten können dagegen so ausgelegt werden, dass es sich um mehrere voneinander beabstandete Schwächungslinien handelt, insbesondere wenn die vertieften Abschnitte wenigstens im Wesentlichen gleichartig wenigstens in ihrer Richtung, bedarfsweise auch in ihrer Tiefe, ausgebildet sind.

Der besseren Verständlichkeit halber und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen werden nachfolgend die Schwächungsvorrichtung und das Verfahren zum Schwächen von Packstoffen nachfolgend gemeinsam beschrieben, ohne jeweils immer im

Einzelnen zwischen der Schwächungsvorrichtung und dem Verfahren zu

unterscheiden. Dem Fachmann ist jedoch anhand des Kontextes ersichtlich, welche Merkmale jeweils hinsichtlich der Schwächungsvorrichtung und des Verfahrens bevorzugt sind.

Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung der Schwächungsvorrichtung weist der Scanner wenigstens einen im Strahlengang verstellbar angeordneten Spiegel zum Verstellen des vom Spiegel reflektierten Laserstrahls auf. Der Spiegel kann dabei vorzugsweise um wenigstens eine Achse schwenkbar ausgebildet sein. Das

Schwenken des Spiegels kann einfach, präzise und schnell erfolgen, um sehr schnell bzw. in einen sich sehr schnell bewegenden Packstoff zweidimensionale Figuren mittels wenigstens einer Schwächungslinie einzuschreiben. Um eine variierende Ablenkung des Laserstrahls in wenigstens einer weiteren Richtung zu erreichen, kann der wenigstens eine schwenkbare Spiegel um wenigstens zwei Schwenkachsen schwenkbar sein, die nicht parallel, insbesondere senkrecht, zueinander verlaufen. Dadurch werden jedoch die Aufhängung und der Antrieb des Spiegels recht

aufwendig, so dass es bevorzugt sein kann, den Scanner mit wenigstens zwei zueinander geneigten, insbesondere wenigstens im Wesentlichen in senkrechte Richtungen verstellbaren Spiegeln zu versehen. Die Installation von mehreren

Spiegeln ist zwar grundsätzlich aufwendiger, allerdings können diese insgesamt einfacher ausgebildet und verstellt werden. Beispielsweise kann ein Spiegel eine Verstellung des Laserstahls in einer Richtung und ein anderer Spiegel ein Verstellen des Laserstrahls in einer anderen Richtung bewerkstelligen, um so eine

zweidimensionale Form mittels wenigstens einer Schwächungslinie in den Packstoff einzuschreiben. Der einfachen Ansteuerung der Scannereinheit halber kann wenigstens ein Spiegel zum Verstellen des Laserstrahls in der Transportrichtung des Packstoffs (x-Richtung) und wenigstens ein anderer Spiegel zur Verstellung des Laserstrahls in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung und parallel zum Packstoff (y-Richtung) ausgebildet sein. Infolge eines kontinuierlichen Transports des Packstoffs vorbei an der Lasereinheit, bedarf es für das Einschreiben einer

Schwächungslinie ausschließlich senkrecht zur Transportrichtung (y-Richtung) einer Verstellung des Laserstrahls in x-Richtung und in y-Richtung. Es ist daher von der Richtung der Verstellung des Laserstrahls und der Richtung der auf diese Weise in den Packstoff geschriebenen Schwächungslinie zu unterscheiden.

Das Verstellen des wenigstens einen Spiegels in einer Richtung kann der einfachen konstruktiven Ausgestaltung und der einfachen sowie schnellen Verstellbarkeit halber als Schwenken um wenigstens eine Schwenkachse verwirklicht werden. Bedarfsweise kann der wenigstens eine Spiegel um zwei zueinander geneigte, insbesondere zueinander wenigstens im Wesentlichen senkrecht angeordnete, Schwenkachsen schwenkbar sein. Bevorzugt wird es der einfacheren Verstellbarkeit halber aber insbesondere sein, wenn ein Spiegel im Strahlengang des Laserstrahls vorgesehen ist, der um eine Achse schwenkbar ist, während ein weiterer Spiegel im Strahlengang des Laserstrahls angeordnet ist, der um eine andere Schwenkachse schwenkbar ist. Die beiden Schwenkachsen sind dabei der einfacheren Steuerbarkeit des Verfahrens halber wenigstens im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet.

Das Umleiten des Laserstrahls mittels der Strahlweiche wahlweise auf die

Fokussierungsoptik und vorbei an dem Scanner oder auf den Scanner und vorbei an der Fokussierungsoptik kann sehr einfach und zugleich sehr genau mit hoher

Lebensdauer der Strahlweiche erreicht werden, wenn die Strahlweiche selbst wenigstens von einer Linerstellung zum Leiten des Laserstrahls zur

Fokussierungsoptik in eine Scannerstellung zum Leiten des Laserstrahls zum Scanner und zurück verstellbar ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird die Strahlweiche körperlich verstellt, um den Laserstrahl, insbesondere korrespondierend,

umzulenken. Besonders einfach ist es dabei, wenn ein drehbarer Umlenkspiegel verstellt wird, und zwar bedarfsweise zusammen mit der Strahlweiche selbst. Der Umlenkspiegel kann also ortsfest in der Strahlweiche vorgesehen sein und zusammen mit der Strahlweiche selbst verstellt werden. Dadurch werden Beschädigungen oder Abweichungen des Umlenkspiegels vermieden. Die Strahlweiche kann dabei einfach so stabil und dauerhaft ausgebildet werden, dass die Strahlweiche sehr viele

Verstellungszyklen schadlos übersteht. Der Umlenkspiegel kann bedarfsweise aber auch separat verstellbar sein. Zur Verstellung der Strahlweiche bzw. des

Umlenkspiegels kann vorzugsweise ein elektrischer Antrieb vorgesehen sein. So kann eine exakte und zuverlässige Verstellung der Strahlweiche erreicht und insbesondere in ein Steuerkonzept bzw. eine Steuerung eingebunden werden.

Zur Vereinfachung der Verstellung der Strahlweiche und um sicherzustellen, dass die Strahlweiche stets zuverlässig verstellt werden kann, bietet sich die Verwendung wenigstens eines Anschlags für die Strahlweiche an. Der wenigstens eine Anschlag kann dabei so vorgesehen sein, dass die Strahlweiche und/oder der wenigstens eine Umlenkspiegel der Strahlweiche in der Linerstellung und/oder der Scannerstellung an dem Anschlag anliegt. Dabei kann der wenigstens eine Anschlag einen Endanschlag für die Verstellbewegung der Strahlweiche bilden. Dann ist der Verstellweg in wenigstens einer Richtung durch den Endanschlag begrenzt.

Zur einfachen und zuverlässigen Verstellung der Strahlweiche zwischen der

Linerstellung und der Scannerstellung bietet sich alternativ oder zusätzlich die Verwendung eines pneumatischen Antriebs an. So kann bedarfsweise durch bloße Druckbeaufschlagung des Antriebs eine Verstellung der Strahlweiche herbeigeführt werden. Als besonders zweckmäßig hat sich dabei die Verwendung eines

Doppelkolbenantriebs erwiesen. So kann bedarfsweise durch die

Druckbeaufschlagung eines Kolbens die Verstellung der Strahlweiche in die

Linerstellung und durch Druckbeaufschlagung des anderen Kolbens eine Verteilung der Strahlweiche in die Scannerstellung herbeigeführt werden. Dabei kann die Endstellung der Strahlweiche oder des wenigstens einen Umlenkspiegels der

Strahlweiche in der Linerstellung und/oder in der Scannerstellung durch eine Endstellung des wenigstens einen Kolbens des pneumatischen Antriebs festgelegt sein. Die Endstellung des wenigstens einen Kolbens kann dann als der Anschlag, insbesondere der Endanschlag der Strahlweiche angesehen werden. Um eine Verschmutzung oder Beeinträchtigung der Lasereinheit durch den durch den Laser beim Schreiben der Schwächungslinie abgetragenen Packstoff zu vermeiden, kann zwischen der Lasereinheit und dem von dem Laser beschriebenen Bereich des Packstoffs eine Absaughaube angeordnet sein. Die Absaughaube ist dann im

Strahlengang des Lasers zwischen der Lasereinheit und dem Packstoff vorgesehen. Vorzugsweise ist die Absaughaube angrenzend zum Packstoff vorgesehen, so dass sich zwischen der Absaughaube und dem Packstoff ein Spalt zum Einsaugen von Frischluft ausbildet, die die aus der Absaughaube abgesaugte Luft ersetzt. Damit der Laserstrahl den von der Absaughaube abgedeckten Teil des Packstoffs mit einer Schwächungslinie beschreiben kann, kann die Lasereinheit zusätzlich oder alternativ einen für den Laserstrahl transparenten Gehäuseabschnitt aufweisen, durch den der Laserstrahl hindurchtreten kann. Verunreinigungen, wie etwa abgetragener Packstoff, können so von der Lasereinheit ferngehalten werden. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn sich die Absaughaube an den transparenten Gehäuseabschnitt anschließt bzw. den transparenten Gehäuseabschnitt umfasst. So wird ein für den Laserstrahl

transparenter Gehäuseabschnitt zum Eintreten des Laserstrahls in die Absaughaube bereitgestellt. Der entsprechende transparente Bereich ist dann vorzugsweise so vorgesehen, dass das Beschreiben des Packstoffs ohne eine zusätzliche Umlenkung des Laserstrahls in der Absaughaube erfolgen kann. Auch der durch den Scanner in seiner Strahlungsrichtung manipulierte Laserstrahl sollte vorzugsweise auf den Packstoff fokussiert sein. Daher bietet es sich an, in dem den Scanner passierenden Strahlengang eine Fokussierungsoptik vorzusehen. Da der Laserstrahl je nach Ablenkung in Richtung der Transportrichtung des Packstoffs (x- Richtung) und senkrecht dazu sowie parallel zum Packstoff (y-Richtung) eine unterschiedliche Wegstrecke zwischen dem wenigstens einen Scanner und dem Packstoff zurücklegt, sollte der Fokus in Strahlungsrichtung des Laserstrahls (z- Richtung) angepasst werden, so dass der Fokus unabhängig von der Ablenkung des Laserstrahls durch den Scanner und damit unabhängig von der Weglänge des

Strahlengangs des Lasers bis zum Auftreffen auf den Packstoff stets auf der Ebene des Packstoffs liegt. Anders ausgedrückt kann die dem Scanner zugeordnete

Fokussierungsoptik zur Fokussierung des Laserstrahls senkrecht zum Packstoff, insbesondere in Abhängigkeit der Ablenkung des Laserstrahls durch den Scanner ausgerichtet sein, wobei die Ablenkung als Ablenkung in x-Richtung und/oder in y- Richtung verstanden werden kann.

Um die Ausrichtung des durch die Lasereinheit mit der Strahlweiche in der

Linerstellung erzeugten Laserstrahls in Bezug auf den Packstoff zu vereinfachen, können wenigstens der Laser, die Strahlweiche, die wenigstens eine

Fokussierungsoptik und/oder der Scanner der wenigstens einen Lasereinheit ortsfest zueinander auf einer Halteeinrichtung der Lasereinheit montiert sein. Die

Halteeinrichtung kann dabei der Einfachheit halber als Halteplatte oder als Gehäuse ausgebildet sein. So kann die Lasereinheit in der entsprechenden Position montiert werden, ohne dass die Montageposition festgelegt ist und ohne dass eine Einstellung der Optik erforderlich wird. Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die

Halteeinrichtung in wenigstens einer Richtung verstellbar montiert ist. Die

Lasereinheit kann dann, etwa entlang wenigstens einer Schiene verschoben werden, bis die exakte Positionierung erreicht ist. In der entsprechenden Position der

Lasereinheit kann diese dann an der wenigstens einen Schiene festgelegt werden.

Packstoffe werden in vielen Fällen mit mehreren Nutzen nebeneinander hergestellt. Dies bedeutet, dass Packstoffabschnitte für das Herstellen unterschiedlicher

Verpackungen auf dem Packstoff nebeneinander angeordnet sind. Der Packstoff kann zu einem späteren Zeitpunkt in Längsrichtung zerschnitten werden, um die unterschiedlichen Packstoffabschnitte zu erhalten. Anders ausgedrückt kann die Packstoffbahn nebeneinander mehrere Reihen von Packstoffabschnitten aufweisen, die jeweils für die Herstellung einer Verpackung vorgesehen sind. Um diese Packstoffe schnell und effizient mit den den unterschiedlichen Packungsabschnitten zugeordneten Schwächungslinien zu versehen, bietet es sich an, wenn wenigstens zwei, insbesondere wenigstens vier oder wenigstens sechs, Lasereinheiten

vorgesehen sind. Diese können teilweise in einer Richtung senkrecht zur

Transportrichtung des Packstoffs und parallel zum Packstoff nebeneinander angeordnet sein. Gleichfalls ist es aber alternativ oder zusätzlich möglich, die

Lasereinheiten wenigstens teilweise in Transportrichtung des Packstoffs

hintereinander vorzusehen. So können die Lasereinheiten beispielsweise bei beengten Platzverhältnissen versetzt hintereinander angeordnet sein. Die zu bearbeitenden Packstoffe weisen aber nicht zwingend mehrere Nutzen

nebeneinander auf. Es können auch Packstoffe mit nur einem einzigen Nutzen verwendet und mittels eines Lasers lokal geschwächt werden. Im Falle von

Packstoffen mit einem einzigen Nutzen ist es bedarfsweise bevorzugt, wenn auch nur lediglich eine Lasereinheit zur Bearbeitung des Packstoffs, insbesondere zum

Einbringen von Schwächungslinien in den Packstoff, vorgesehen ist.

Damit die Packstoffe an der dafür vorgesehenen Stelle mit der wenigstens einen Schwächungslinie versehen werden oder damit die mittels der Schwächungslinie in den Packstoff einzuschreibenden zweidimensionalen Formen in den jeweils vorgesehenen Abständen sowie präzise in den Packstoff eingeschrieben werden können, ist es zweckmäßig, eine Referenzposition auf dem Packstoff, etwa in Form einer Steuerungsmarke, zu erfassen und aus den nacheinander erfassten

Referenzpositionen gegebenenfalls eine Transportgeschwindigkeit des Packstoffs zu ermitteln. In bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei der Steuerungsmarke um eine Druckmarke, also eine gedruckte Steuerungsmarke, und/oder um eine

Prägemarke, also eine in den Packstoff geprägte Steuerungsmarke. Es kommen aber grundsätzlich alle in geeigneter Weise zu erfassenden Steuerungsmarken in Frage. Da die Schwächungslinien meist an einer bestimmten Position der späteren

Verpackungen vorgesehen sein sollen, bietet es sich an, wiederkehrend eine bestimmte Position des Packstoffs zu erfassen, die bei allen späteren Verpackungen an derselben Stelle angeordnet ist. Mit anderen Worten kann eine Referenzposition oder eine Steuerungsmarke in Abständen erfasst werden, die den Abständen der späteren aus den Packstoffbahnen erzeugten Packstoffzuschnitten entspricht. Zur einfachen Erfassung der Referenzposition oder der Steuerungsmarke kann der Einfachheit halber ein, insbesondere optischer, Sensor zur Erfassung von auf dem Packstoff vorgesehenen Referenzpositionen oder Steuermarken vorgesehen sein. Dies bietet sich insbesondere im Fall von Druckmarken und/oder Prägemarken an. Zur zuverlässigen Steuerung des Prozesses bietet sich dann weiter an, wenn eine

Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Scanners in Abhängigkeit des Erfassens, insbesondere des Zeitpunkts des Erfassens, der Referenzpunkte oder

Steuerungsmarken durch den Sensor vorgesehen ist. Der Unterschied eines

Referenzpunkts und einer Steuerungsmarke kann dabei darin liegen, dass die

Steuermarke als Druckmarke auf den Packstoff gedruckt bzw. als Prägemarke in den Packstoff eingebracht worden ist, während eine Referenzposition aus anderen Gründen an den entsprechenden Stellen des Packstoffs vorgesehen und zugleich als solche detektierbar ist. Referenzpositionen sind bedarfsweise ohnehin vorhanden und müssen nicht extra zur Bildung einer Steuerungsmarke vorgesehen werden.

Verfahrensmäßig wird bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung die Energie des auf den Packstoff treffenden Laserstrahls wenigstens zeitweise variiert. Dies kann unabhängig davon erfolgen, ob die Strahlweiche in der Linerstellung oder in der Scannerstellung angeordnet ist. Durch die variierende Energie des Laserstrahls kann die geschriebene Schwächungslinie mit entsprechend variierenden Tiefen in den Packstoff geschrieben werden. So ist also die Variation oder gar die Taktung des Laserstrahls derart möglich, dass an unterschiedlichen Stellen des Packstoffs bzw. der Schwächungslinie unterschiedlich viel Packstoff abgetragen wird. Bei einem pulsierenden Laser kann beispielsweise die Pulslänge und/oder die Pulsrate variiert werden, um die mit dem Laserstrahl in den Packstoff eingebrachte Energie zu variieren. Bedarfsweise kann auch der Fokus verstellt werden, um die Energiedichte bzw. die flächenspezifische Energie des Laserstrahls auf dem Packstoff zu variieren. Alternativ oder zusätzlich lässt sich bei entsprechenden Lasern unter Umständen auch die Energie des Laserstahls selbst variieren. Um die wenigstens eine Schwächungslinie für bestimmte Anwendungsfälle in jeweils geeigneter Weise in den Packstoff einschreiben zu können, bietet es sich an, wenn ein die Strahlweiche in der Linerstellung passierender Laserstrahl eine zur

Transportrichtung des Packstoffs parallele Schwächungslinie in den Packstoff schreibt, während ein die Strahlweiche in der Scannerstellung passierender

Laserstrahl eine sich wenigstens teilweise in einer Richtung senkrecht zur

Transportrichtung und parallel zum Packstoff verlaufende Schwächungslinie in den Packstoff einschreibt. Der Laserstrahl, der über den Scanner geleitet wird und dabei eine Figur aus wenigstens einer Schwächungslinie in den Packstoff schreibt, wird wenigstens in einer Richtung (y-Richtung) verstellt. Bedarfsweise geht damit ein Verstellen des Laserstrahls in einer anderen Richtung einher, etwa in einer Richtung senkrecht zur y- Richtung , insbesondere in x-Richtung. Hierzu kann zur Einsparung von Bauraum ein einziger Spiegel verwendet werden. Einfacher ist es jedoch, wenn die Ablenkung in jede Richtung (z.B. x-Richtung und/oder y-Richtung) mit einem separaten Spiegel erfolgt.

Zur Herstellung gleichartiger Verpackungen ist es bevorzugt, wenn mittels eines die Strahlweiche in der Scannerstellung passierenden Laserstrahls voneinander beabstandete Figuren mittels wenigstens einer Schwächungslinie in den Packstoff eingeschrieben werden. Die Abstände dieser Figuren können dabei weiter bevorzugt regelmäßig sein. Ebenso werden gleichartige Verpackungen insbesondere dann erreicht, wenn die eingeschriebenen Figuren ebenfalls gleichartig sind. Alternativ kann es aus demselben Grunde zur Herstellung anderer Verpackungen bevorzugt sein, mittels eines die Strahlweiche in der Linerstellung passierenden Laserstrahls eine gerade Schwächungslinie in den Packstoff einzuschreiben, und zwar insbesondere parallel zur Transportrichtung des Packstoffs. Damit der Packstoff dabei nicht zu sehr geschwächt wird und eine ausreichende Festigkeit behält, kann die Schwächungslinie, sei sie mit der Strahlweiche in der Linerstellung oder in der Scannerstellung geschrieben, abschnittsweise unterbrochen vorgesehen sein, und zwar insbesondere in regelmäßigen Abständen unterbrochen geschrieben werden. Die Unterbrechung kann einzelne Schwächungslinien definieren oder zu einer Schwächungslinie mit variierender Tiefe, insbesondere zu einer gestrichelten oder gepunkteten

Schwächungslinie, führen.

Alternativ oder zusätzlich lässt sich die genaue Positionierung der wenigstens einen Schwächungslinie dadurch erreichen, dass das Einschreiben einer Schwächungslinie, eines Teils einer Schwächungslinie und/oder einer Figur durch das Ermitteln wenigstens einer Steuerungsmarke, insbesondere einer Druckmarke und/oder Prägemarke, oder durch das Ermitteln wenigstens einer Referenzposition durch wenigstens einen Sensor initiiert wird. Hierzu kann ein entsprechender Sensor zur Erfassung der Steuerungsmarke, der Referenzposition und/oder eine

Steuereinrichtung zum Steuern des Prozesses zum Einschreiben der wenigstens einen Schwächungslinien in den Packstoff von Vorteil sein.

Damit der Fokus des Laserstahls immer auf dem Packstoff liegt, auch wenn der Laserstrahl durch den Scanner in der x-Richtung und/oder in der y-Richtung gegenüber einer Ausgangsstellung abgelenkt wird, kann ein die Strahlweiche in der Scannerstellung passierender Laserstrahl in Abhängigkeit der Auslenkung des Laserstrahls in Transportrichtung des Packstoffs und/oder in Abhängigkeit der

Auslenkung des Laserstrahls in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Packstoffs und parallel zum Packstoff mittels einer Fokussierungsoptik fokussiert werden. Dies lässt sich beispielsweise der Einfachheit halber durch ein Verschieben der Fokussierungsoptik oder eines Teils davon, insbesondere einer Linse, entlang des Strahlengangs des Laserstrahls erreichen. In einem einfachen Fall kann die

Längenverstellung der Fokussierungsoptik der Längenveränderung des Laserstrahls in Relation zu der Ausgangsstellung des Laserstrahls entsprechen oder proportional sein. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt aus mit der erfindungsgemäßen Schwächungsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Packstoffbahnen ausgeschnittene Packstoffzuschnitte zur Bildung einer Packung in Draufsicht,

Fig. 2 eine von der erfindungsgemäßen Schwächungsvorrichtung und in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Packstoffbahn, Fig. 3 eine erfindungsgemäße Schwächungsvorrichtung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Packstoffbahn gemäß Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht,

Fig. 4A-B ein Detail der Schwächungsvorrichtung aus Fig. 3 und einer alternativen

Schwächungsvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,

Fig. 5 eine Lasereinheit der Schwächungsvorrichtung aus Fig. 3 mitsamt

Strahlengängen des Lasers in einer rein schematischen Darstellung, Fig. 6 eine rein schematische Darstellung des Einschreibens einer

Schwächungslinie in einen Packstoff mit der Schwächungsvorrichtung aus Fig. 3 und dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Fig. 7A-B die Strahlweiche der Schwächungsvorrichtung aus Fig. 3 in einer

perspektivischen Detailansicht.

In den Fig. 1A-C sind Packstoffzuschnitte 1,2,3 zur Herstellung unterschiedlicher Verpackungen dargestellt. Die Packstoffe 4 der Packstoffzuschnitte 1,2,3 sind als Packstofflaminate ausgebildet und umfassen demnach mehrere Schichten

unterschiedlicher Materialien. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Packstoff 4 handelt es sich um einen solchen mit äußeren Schichten aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere einem Olefin, besonders bevorzugt Polyethylen (PE), bedarfsweise aber auch Polypropylen (PP). Die bei der späteren Verpackung nach außen weisende und in den Fig. 1A-C dargestellte Seite des

Packstoffs 4 ist zudem bedruckt. Der Druck ist der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, da das Bedrucken von Packstoffen allgemein bekannt ist. Lediglich unten links ist jeweils schematisch eine Steuerungsmarke 5 in Form einer

aufgedruckten Druckmarke dargestellt, die die Beziehung zwischen einem

bestimmten Punkt auf dem Packstoff 4 einer Packstoffbahn und einem bestimmten Punkt des späteren Packstoffzuschnitts 1,2,3 festlegt. Die Steuerungsmarke 5 legt insbesondere auch fest, an welchen Stellen die Packstoffbahn zerschnitten wird, um die Packstoffzuschnitte 1,2,3 herzustellen. So wird sichergestellt, dass das

aufgedruckte Dekor immer an der dafür vorgesehenen Stelle und in der dafür vorgesehenen Weise auf der Verpackung vorgesehen ist.

Die dargestellten und insoweit bevorzugten Packungszuschnitte 1,2,3 weisen ferner sogenannte Rilllinien 6 oder Vorfaltlinien auf, an denen der Packstoff 4 bzw. der Packstoffzuschnitt 1,2,3 zur Bildung der Verpackung gefaltet wird. So wird die Bildung der Verpackung vereinfacht und sichergestellt, dass die Verpackungen mit der gewünschten Qualität und Form hergestellt werden. Regelmäßig, aber nicht zwingend, werden zunächst die Schichten des Packstofflaminats zu einer Packstoffbahn laminiert und zu Packstoffrollen aufgerollt. Anschließend wird die Packstoffbahn wieder abgerollt, um bedruckt zu werden. Die bedruckte Packstoffbahn wird regelmäßig wieder zu einer Packstoffrolle aufgerollt. Nach einem erneuten Abrollen der Packstoffbahn von der Packstoffrolle wird die Packstoffbahn mit

Schwächungslinien 7 und sodann mit den Rilllinien 6 oder Vorfaltlinien versehen. Anschließend wird die Packstoffbahn in Längsrichtung und Querrichtung

zerschnitten, um die einzelnen Packungszuschnitte 1,2,3 zu bilden. Auf einer

Packstoffbahn sind nämlich typischerweise nicht nur die späteren Packstoffzuschnitte 1,2,3 in Längsrichtung hintereinander vorgesehen. Vielmehr sind auf der

Packstoffbahn mehrere Reihen späterer Packstoffzuschnitte 1,2,3 nebeneinander vorgesehen. Die Anzahl der Reihen kann beliebig gewählt werden. Als besonders zweckmäßig haben sich jedoch zwei, vier oder sechs Reihen nebeneinander erwiesen.

Die in den Fig. 1A-C dargestellten Packstoffzuschnitte 1,2,3 unterscheiden sich hinsichtlich der Gestalt der in den jeweiligen Packstoff 4 eingebrachten

Schwächungslinien 7. Die Schwächungslinien 7 sind Linien entlang derer die

Schichtdicke des Packstoffs 4 wenigstens teilweise verringert ist, und zwar infolge eines Materialabtrags. Der Materialabtrag wird durch ein Beschreiben des Packstoffs 4 mit einem Laserstrahl 8 herbeigeführt, wobei vom Packstoff 4 so viel Energie absorbiert wird, dass bestimmte Teile des Packstofflaminats verdampft und bedarfsweise andere Teile des Packstofflaminats durch das Verdampfen abgesprengt werden. Bei den in den Fig. 1A-C dargestellten Packstofflaminaten sind die

Schwächungslinien 7 als gestrichelte Linien dargestellt und auch gestrichelt in den Packstoff eingeschrieben. Es folgen also wiederkehrend kurze geschwächte Abschnitte der Schwächungslinien 7 auf kurze nicht oder kaum geschwächte Abschnitte und umgekehrt.

In der Fig. 1A ist die Schwächungslinie 7 geradlinig und durchgängig über den gesamten Packstoffzuschnitt 1 vorgesehen. Die Schwächungslinie 7 ist dabei parallel zur Transportrichtung der Packstoffbahn entlang des Laserstrahls 8 ausgerichtet. Es handelt sich bei der vorliegenden Schwächungslinie 7 um eine Schwächungslinie 7, die eine sogenannte eindimensionale Form bildet, auch wenn die Schwächungslinie 7 selbstverständlich wenigstens abschnittsweise auch eine Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zur Schwächungslinie 7 und parallel zum Packstoff 4 sowie in einer Richtung senkrecht zur Schwächungslinie 7 und senkrecht zum Packstoff 4 aufweist. Dennoch erstreckt sich die Schwächungslinie 7 geradlinig entlang des Packstoffzuschnitts 1. Infolge der geradlinigen Schwächungslinie 7 kann die spätere Verpackung einfach über die gesamte Länge am Kopf der Verpackung aufgerissen werden, um beispielsweise ein darin verpacktes Lebensmittel ausgießen zu können. Die Schwächungslinien 7 der in den Fig. 1B-C dargestellten Packstoffzuschnitte 2,3 bilden dagegen eine zweidimensionale Figur 9,10. Die Schwächungslinien 7 erstrecken sich nämlich wenigstens auch in einer Richtung senkrecht zur

Transportrichtung der Packstoffbahn und parallel zum Packstoff 4. Bei dem

Packstoffzuschnitt 2 gemäß Fig. 1B bildet die Schwächungslinie 7 einen Kreis. Entlang der Schwächungslinie 7 kann der Packstoff 4 beispielsweise durch einen darüber vorgesehenen Ausgießer eingedrückt werden, um das in der Verpackung verpackte Lebensmittel ausgießen zu können. Bedarfsweise könnte die Figur 9 der

Schwächungslinie 7 auch abweichend von einer Kreisform und/oder nicht geschlossen in den Packstoff 4 eingeschrieben sein.

Die Schwächungslinie 7 des in der Fig. IC dargestellten Packstoffzuschnitts 3 bildet ebenfalls eine zweidimensionale Figur 10 und zwar eine annähernd V-förmige angrenzend zu einem Rand des Packstoffzuschnitts 3. Diese Schwächungslinie 7 erlaubt es später, eine Ecke von der Verpackung abzureißen, um beispielsweise durch die so gebildete Öffnung der Verpackung ein verpacktes Lebensmittel ausgießen zu können. Andere Schwächungslinien 7 sind ebenfalls denkbar.

In der Fig. 2 ist eine Packstoffbahn 11 nach dem Einbringen von Rilllinien 6 in den Packstoff 4 dargestellt. In der Praxis weist die Packstoffbahn 11 noch ein

aufgedrucktes Dekor und die Schwächungslinien 7 auf. Die Schwächungslinien 7 und das Dekor sind der besseren Übersichtlichkeit halber jedoch in der Fig. 2 weggelassen worden. Einzig die Steuerungsmarken 5 in Form aufgedruckter Druckmarken sind dargestellt, die bei der dargestellten Packstoffbahn 11 für jeden der späteren

Packstoffzuschnitte 12 separat aufgedruckt sind. Die Transportrichtung T der

Packstoffbahn 11 verläuft bei der in der Fig. 2 dargestellten Packstoffbahn 11 von rechts nach links. In Transportrichtung T nebeneinander sind vier spätere

Packstoffzuschnitte 12 vorgesehen. Mit anderen Worten kann die Packstoffbahn 11 in Längsrichtung bzw. in der Transportrichtung T der Packstoffbahn 11 in vier

Teilbahnen zerschnitten werden, entlang derer jeweils eine Reihe 13 von späteren Packstoffzuschnitten 12 vorgesehen sind. Jede dieser Teilbahnen kann dann in Querrichtung zur Teilbahn aufgeteilt werden, um die einzelnen Packstoffzuschnitte 12 zu bilden.

In der Fig. 3 ist eine Schwächungsvorrichtung 14 zum Einbringen von

Schwächungslinien 7 in eine Packstoffbahn 11 dargestellt. Die bedruckte aber noch nicht mit Schwächungslinien 7 oder Rilllinien 6 versehene Packstoffbahn 11 wird von einer Packstoffrolle 15 abgerollt und an wenigstens einem Sensor 16 vorbeigeführt, bei dem es sich bei der dargestellten und insoweit bevorzugten

Schwächungsvorrichtung 14 um einen optischen Sensor 16 handelt. Die

Transportgeschwindigkeit der Packstoffbahn 11 wird bedarfsweise geregelt oder erfasst. Wenn die Transportgeschwindigkeit der Packstoffbahn 11 vorgegeben oder bekannt ist und zudem über den wenigstens einen Sensor 16 erfasst worden ist, wo sich auf der Packstoffbahn 11 Steuerungsmarken 5 befinden, ergibt sich, wann die Lasereinheiten 17 eine Schwächungslinie 7 beginnen müssen und wie der Laserstrahl 8 zum Schreiben der Schwächungslinie 7 geführt werden muss, damit die

Schwächungslinien 7 jeweils an der gewünschten Stelle und in der gewünschten Form auf den Packstoffzuschnitten 12 vorhanden sind. Zur entsprechenden Steuerung der Lasereinheiten 17 ist eine Steuereinrichtung 18 vorgesehen, die bei Detektion wenigstens einer Steuerungsmarke 5 durch den wenigstens einen Sensor 16 ein entsprechendes Signal vom Sensor 16 enthält.

Zum Schreiben der Schwächungslinien 7 auf die Packstoffbahn 11 sind bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Schwächungsvorrichtung 14 vier

Lasereinheiten 17 vorgesehen. Die Lasereinheiten 17 schreiben Schwächungslinien 7 in quer zur Transportrichtung T der Packstoffbahn 11 nebeneinander angeordneten Reihen 13 auf die Packstoffbahn 11. Jede der Lasereinheiten 17 ist einer Reihe 13 von späteren Packstoffzuschnitten 12 zugeordnet. In dem Bereich, in dem die Lasereinheit 17 mit einem Laser 8 auf den Packstoff 4 schreibt, wird, die Packstoffbahn 11 zwischen zwei Walzen 19 wenigstens in etwa in einer Ebene ausgerichtet, um auch zweidimensionale Figuren 10 mit der Schwächungslinie 7 in den Packstoff 4 einschreiben zu können, ohne dabei eine etwaige Krümmung der Packstoffbahn 11 berücksichtigen zu müssen. Nachdem die Packstoffbahn 11 an allen vier Lasereinheiten 17 vorbeigelaufen ist, sind alle gewünschten Schwächungslinien 7 in den Packstoff 4 geschrieben, der anschließend einer Rillungsstation zugeführt wird, in der die Rilllinien 6 auf die Packstoffbahn 11 aufgebracht werden. Der Packstoff 4 bzw. die Packstoffbahn 11 wird mittels einer Transporteinrichtung 39 an den

Lasereinheiten 17 vorbeitransportiert.

In der Fig. 4A ist ein Detail der Schwächungsvorrichtung 14 der Fig. 3 dargestellt. Zwischen der Lasereinheit 17 und der Packstoffbahn 11 ist jeweils eine Absaughaube 20 vorgesehen. Alternativ können auch mehrere oder alle Absaughauben 20 zusammengefasst sein. Die Absaughauben 20 sind in der Fig. 3 der besseren

Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Absaughauben 20 sind angrenzend zu der Packstoffbahn 11 offen und über einen Spalt 21 von der Packstoffbahn 11 beabstandet. Die Absaughauben sind mit der zugehörigen Lasereinheit 17 verbunden, wobei die Lasereinheit 17, insbesondere die Fokussierungsoptik 27 und/oder der Scanner 29 eine Glasscheibe bzw. einen für den Laserstrahl 8 transparenten gehäuseabschnitt 22 auf, durch den der Laserstrahl 8 in die Absaughaube 20 hinein und auf den Packstoff 4 geleitet werden kann. Die Absaughaube 20 umfasst also bedarfsweise die transparente Scheibe oder den transparenten Gehäuseabschnitt 22 der Lasereinheit 17 mit. Anders ausgedrückt schließt sich die die Absaughaube 20 an die transparente Scheibe oder den transparenten Gehäuseabschnitt 22 der

Lasereinheit 17 an. Der Absaughaube 20 ist zudem eine Absaugung 23 zugeordnet, über die Luft aus der Absaughaube 20 abgezogen wird, die den durch den Laser 8 abgetragenen Packstoff 4 abführt.

In der Fig. 4B ist ein ähnliches Detail wie in der Fig. 4A einer alternativen

Schwächungsvorrichtung dargestellt, weshalb auch gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Zwischen der Lasereinheit 17 und der Packstoffbahn 11 ist eine Absaughaube 20 vorgesehen, die von der Lasereinheit 17 beabstandet ist und eine transparente Scheibe oder einen transparenten Gehäuseabschnitt 22 aufweist, über den der Laserstrahl 8 in die Absaughaube 20 und auf den Packstoff gelangen kann. Eine Verbindung zwischen der Absaughaube 20 und der zugehörigen Lasereinheit 17 ist nicht erforderlich. Auch die in der Fig. 4B dargestellte Absaughaube 20 ist angrenzend zu der Packstoffbahn 11 offen und über einen Spalt 21 von der Packstoffbahn 11 beabstandet. Der Absaughaube 20 ist zudem ebenso eine Absaugung 23 zugeordnet, über die Luft aus der Absaughaube 20 abgezogen wird, die den durch den Laser 8 abgetragenen Packstoff 4 abführt.

In der Fig. 5 ist die Lasereinheit 17 der Schwächungsvorrichtung 14 schematisch dargestellt. Die Lasereinheit 17 umfasst einen Laser 24 bzw. eine Laserquelle zur Erzeugung eines Laserstrahls 8. Der Laser 24 passiert zunächst in seinem

Strahlengang einen Shutter 25. Der Shutter 25 schließt und öffnet wiederholt in sehr kurzen zeitlichen Abständen. Wenn der Shutter 25 geschlossen ist, tritt der

Laserstrahl 8 nicht durch den Shutter 25 hindurch. Wenn der Laserstahl 8 geöffnet ist, ist dies jedoch der Fall. Ist der Shutter 25 länger offen und kürzer geschlossen, wird mehr Energie auf den Packstoff 4 übertragen und umgekehrt. Nach dem Passieren des Shutters 25 gelangt der Laserstrahl 8 in eine Strahlweiche 26, die zwei Stellungen einnehmen kann. In der Linerstellung wird der Laserstrahl 8 auf eine

Fokussierungsoptik 27 gelenkt, die den Laserstrahl 8 auf die Ebene des Packstoffs 4 fokussiert. Bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Lasereinheit 17 ist zwischen der Strahlweiche 26 und der Fokussierungsoptik 27 noch ein Umlenkspiegel 28 vorgesehen. Mit der Strahlweiche 27 in der Linerstellung schreibt der Laserstrahl 8 der Lasereinheit 17 eine geradlinige Schwächungslinie 7 in den Packstoff 4. So können beispielsweise Packstoffzuschnitte 1 gemäß der Fig. 1A erhalten werden. Um Packstoffzuschnitte 2,3 gemäß den Fig. 1B-C zu erhalten, muss die Strahlweise 26 von der Linerstellung in die Scannerstellung verstellt werden. In der Scannerstellung lenkt die Strahlweiche 26 den in die Strahlweiche 26 eintretenden Laserstrahl 8 auf einen Scanner 29. Bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Lasereinheit 17 passiert der Laserstrahl 8 zudem einen fest montierten Umlenkspiegel 30 und eine weitere Fokussierungsoptik 33. Beides wäre grundsätzlich entbehrlich oder könnte an anderer Stelle im Strahlengang vorgesehen sein. Der Scanner 29 weist bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Lasereinheit 17 einen Spiegel 32 auf, der um zwei zueinander senkrechte Achsen geschwenkt werden kann. Prinzipiell könnten aber auch zwei separate, um jeweils eine unterschiedliche Achse schwenkbare Spiegel vorgesehen sein. Durch die Verstellung des Spiegels 32 kann der Laserstrahl 8 in eine Richtung parallel zur Transportrichtung T der

Packstoffbahn 11 (x-Richtung) und alternativ oder zusätzlich in eine Richtung senkrecht zur Transportrichtung T und parallel zur Packstoffbahn 11 verstellt bzw. abgelenkt werden. Infolge dieser Ablenkung lassen sich Schwächungslinien 7 in den Packstoff 4 einschreiben, die eine zweidimensionale Figur 9,10 bilden.

Der Laserstrahl 8 kann also durch eine Verstellung des Scanners 29 über den

Packstoff 4 wandern, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist. Der Scanner 29 kann gezielt parallel zur Transportrichtung T des Packstoffs 4 (x-Richtung) oder senkrecht dazu entlang des Packstoffs 4 (y-Richtung) verstellt werden. Die Schwächungslinie 7 verläuft dann auf dem Packstoff 4 wenigstens auch in einer Richtung quer zur Transportrichtung T der Packstoffbahn 11.

Wenn der Laserstrahl 8 relativ zu einer Ausgangsstellung sehr weit in x-Richtung und/oder y-Richtung ausgelenkt wird, wird der Weg des Laserstrahls 8 zwischen der Lasereinheit 17 und dem Packstoff 4 in Richtung des Strahlengangs des Laserstrahls 8 (z-Richtung) länger. Die z-Koordinate wird dagegen grundsätzlich kürzer, wenn der Laserstrahl 8 von einer mittigen Ausgangsstellung weniger weit in x-Richtung und/oder y-Richtung verstellt wird. Unabhängig von der jeweiligen Auslenkung des Laserstrahls 8 soll der Fokus des Laserstrahls 8 dennoch weiter in der Ebene des Packstoffs 4 liegen. Daher ist im Strahlengang des den Scanner 29 passierenden Laserstrahls 8 eine weitere Fokussierungsoptik 33 vorgesehen, die dies ermöglicht. Diese kann dazu beispielsweise eine Linse 34 aufweisen, die in Richtung des

Strahlengangs verstellbar ist. Die Verstellung der Linse 34 kann dann abhängig von der Verstellung des Laserstrahls 8 über den Scanner 29 gesteuert werden. In den Fig. 7A-B ist die Strahlweiche 26 im Detail dargestellt. Die Strahlweiche 26 weist einen, insbesondere pneumatischen oder alternativ einen elektrischen, Antrieb

35 auf, der als pneumatischer Doppelkolbenantrieb ausgebildet ist. Zur Bewegung der Kolben sind zwei Druckluftanschlüsse 36,37 vorgesehen. Wird ein Druckluftanschluss

36 mit Druckluft beaufschlagt, ist eine Spiegeleinheit 38 der Strahlweise 26 in der in Fig. 7A dargestellten Linerstellung angeordnet, so dass der Laserstrahl 8 zur

Fokussierungsoptik 27 geleitet und eine geradlinige Schwächungslinie 7 in den Packstoff 4 geschrieben wird. Wird nun ein anderer Kolben über den anderen

Druckluftanschluss 37 mit Druckluft beaufschlagt, dreht sich die Spiegeleinheit 38 der Strahlweiche 26 in die in der Fig. 7B dargestellte Scannerstellung, in der die

Strahlweiche 26 den Laserstrahl 8 zum Scanner 29 lenkt, um mittels der

Schwächungslinie 7 eine zweidimensionale Figur 9,10 in den Packstoff 4

einzuschreiben. Bedarfsweise kann die Spiegeleinheit 38 durch erneute

Druckbeaufschlagung des anderen Druckluftanschlusses 36 wieder in die

Linerstellung gedreht werden.

Bezugszeichenliste

1 Packstoffzuschnitt

2 Packstoffzuschnitt

3 Packstoffzuschnitt 4 Packstoff

5 Steuerungsmarke

6 Rilllinien

7 Schwächungslinien

8 Laserstrahl

9 Figur

10 Figur

11 Packstoffbahn

12 Packstoffzuschnitt

13 Reihe

14 Schwächungsvorrichtung

15 Packstoffrolle

16 Sensor

17 Lasereinheit

18 Steuereinrichtung 19 Walzen

20 Absaughaube

21 Spalt

22 Gehäuseabschnitt

23 Absaugung

24 Laser

25 Shutter

26 Strahlweiche

27 Fokussierungsoptik

28 Umlenkspiegel

29 Scanner

30 Umlenkspiegel

32 Spiegel

33 Fokussierungsoptik

34 Linse

35 Antrieb

36 Druckluftanschluss

37 Druckluftanschluss

38 Spiegeleinheit

39 Transportiereinrichtung