DE102006048278A1 - Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunstoffkaschierten Zuschnitten - Google Patents
Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunstoffkaschierten Zuschnitten Download PDFInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten, insbesondere von PE-kaschierten Getränkekartonagen, angegeben, mit einer Schälstation zum selektiven Abschälen einer Kunststoffkaschierung eines Zuschnitts, mit einer Rillstation zur Erzeugung einer Faltlinie an einem Zuschnitt, mit einer Heizstation zur selektiven Erwärmung einer zu verklebenden Kunststoffkaschierung eines Zuschnitts, mit einer Faltstation zur Faltung eines Zuschnitts um eine Faltlinie, mit einer Pressstation zum Pressen und Verkleben eines gefalteten Zuschnitts und mit einer Transporteinrichtung zur Förderung von Zuschnitten durch die Stationen. Die Heizstation (18) weist einen Brenner (34) mit einem länglichen Brennraum (36) auf, der an seiner Oberseite eine Reihe von in Axialrichtung hintereinander angeordneten Flammöffnungen zum Flammaustritt (43) aufweist und der eine Flüssigkeit (46, 48) aufweist (Fig. 2).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten, insbesondere von PE-kaschierten Getränkekartonagen.
- Getränkeverpackungen, die für Milchgetränke und Fruchtgetränke verwendet werden, werden aus kunststoffkaschierten Zuschnitten hergestellt, insbesondere aus Zuschnitten, die mit Polyethylen (PE) kaschiert sind.
- Um aus einem ebenen Zuschnitt eine geschlossene Verpackung zu erzeugen, muss der Zuschnitt mehrfach gefaltet und verklebt werden. Außerdem muss bei der mit der gegenüberliegenden Fläche zu verklebenden Seitenfläche zuvor eine sog. Vorfaltung erzeugt werden, um Lebensmittelechtheit zu gewährleisten. Zur Vorfaltung wird die Kunststoffkaschierung zunächst randseitig selektiv abgeschält und dann nach Faltung um eine zuvor erzeugte Faltlinie mit dem angrenzenden Abschnitt des Zuschnittes unter Druck verklebt. Die Verklebung erfolgt hierbei durch die zuvor ausreichend lokal erwärmte Kunststoffkaschierung.
- Durch Benutzung im Stand der Technik bekannte Vorrichtungen zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten weisen somit folgende Stationen auf:
- – eine Schälstation zum selektiven Abschälen einer Kunststoffkaschierung eines Zuschnittes,
- – eine Rillstation zur Erzeugung einer Faltlinie an einem Zuschnitt,
- – eine Heizstation zur selektiven Erwärmung einer zu verklebenden Kunststoffkaschierung eines Zuschnittes,
- – eine Faltstation zur Faltung eines Zuschnittes um eine Faltlinie,
- – eine Pressstation zum Pressen und Verkleben eines gefalteten Zuschnittes und
- – eine Transporteinrichtung zur Förderung von Zuschnitten durch die Stationen.
- Die Heizstation muss hierbei eine Reihe von Anforderungen erfüllen. Flache Zuschnitte, die mit hoher Geschwindigkeit durch die Heizstation laufen, müssen lokal in dem Bereich der zu erstellenden Verklebung so stark erwärmt werden, dass die Kunststoffkaschierung ausreichend plastifiziert ist, so dass sie in der nachfolgenden Pressstation eine sichere Verklebung mit der gegenüberliegenden Kante des Zuschnittes eingeht. Da die Durchlaufgeschwindigkeiten für derartige Anlagen sehr hoch sind und im Bereich von bis zu etwa 1000 m/min liegen können, ist eine kurzzeitige lokale Erwärmung der Zuschnitte nicht einfach zu realisieren.
- Im Stand der Technik sind durch Benutzung hierzu mit Heißluft betriebene Systeme bekannt geworden.
- Derartige Systeme sind jedoch aufwändig, und es ist schwierig, mit derartigen Systemen eine ausreichende selektive Erwärmung des Zuschnittes auch bei sehr hohen Durchlaufgeschwindigkeiten zu gewährleisten.
- Die denkbare Verwendung eines Brenners zur gezielten Erwärmung des Zuschnittes würde zwar eine deutlich höhere Heizleistung ermöglichen, sofern die Zuschnitte direkt durch die Flammen erwärmt werden, jedoch besteht hierbei das Problem, dass ein länglicher Brenner, über den die Zuschnitte geführt werden, leicht zu einer lokalen Überhitzung führt und dass sich der Brenner selbst durch Erwärmung verzieht, so dass keine ausreichende Präzision mehr gewährleistet ist.
- Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten, insbesondere von PE-kaschierten Getränkekartonagen, zu schaffen, bei der die Heizstation eine selektive Erwärmung einer zu verklebenden Kunststoffkaschierung eines Zuschnittes mit hoher Präzision und mit ausreichender Aufheizgeschwindigkeit ermöglicht, so dass auch hohe Durchlaufgeschwindigkeiten möglich sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten, insbesondere von PE-kaschierten Getränkekartonagen, gelöst mit
- – einer Schälstation zum selektiven Abschälen einer Kunststoffkaschierung eines Zuschnittes,
- – einer Rillstation zur Erzeugung einer Faltlinie an einem Zuschnitt,
- – einer Heizstation zur selektiven Erwärmung einer zu verklebenden Kunststoffkaschierung eines Zuschnittes,
- – einer Faltstation zur Faltung eines Zuschnittes um eine Faltlinie,
- – einer Pressstation zum Pressen und Verkleben eines gefalteten Zuschnittes und
- – einer Transporteinrichtung zur Förderung von Zuschnitten durch die Stationen,
- – wobei die Heizstation einen Brenner mit einem länglichen Brennraum aufweist, der an seiner Oberseite eine Reihe von in Axialrichtung hintereinander angeordneten Flammöffnungen zum Flammaustritt aufweist und der eine Flüssigkühlung aufweist.
- Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
- Durch die Verwendung eines Brenners mit einem länglichen Brennraum, der an seiner Oberseite eine Reihe von in Axialrichtung hintereinander angeordneten Flammöffnungen zum Flammaustritt aufweist, ist eine direkte gezielte Erwärmung von Zuschnitten ermöglicht, die mit hoher Geschwindigkeit in Längsrichtung über die aus den Flammöffnungen austretenden Flammen geführt werden. Durch die Flüssigkühlung des Brenners kann dabei eine lokale Überhitzung vermieden werden und ein Verzug des Brenners weitgehend ausgeschlossen werden. Auf diese Weise ist eine präzise Justierung des Brenners in Bezug auf die darüber mit hoher Geschwindigkeit geführten Zuschnitte möglich, wodurch die gezielte selektive Erwärmung der Zuschnitte erleichtert wird und präzise gesteuert werden kann.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Brenner Flammleitflächen auf, die sich beidseits der Flammöffnungen erstrecken.
- Auf diese Weise wird die gezielte Führung der Flammen zu einem darüber geführten Zuschnitt gewährleistet und das Brennverhalten des Brenners verbessert.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Brennraum rohrförmig ausgebildet und beidseits der Flammöffnungen mit Kühlkörpern versehen, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar sind.
- Auf diese Weise ergibt sich eine einfache und stabile Brennerkonstruktion, wobei durch die beidseitig angeordneten Kühlkörper eine intensive Kühlung des Brenners gewährleistet ist, durch die nachteilige Einflüsse auf den Zuschnitt in solchen Bereichen, die nicht erwärmt werden sollen, vermieden werden und gleichzeitig ein Verzug des Brenners weitgehend ausgeschlossen ist.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kühlkörper jeweils an einem ersten axialen Ende eine Zuströmöffnung und an einem zweiten axialen Ende eine Abströmöffnung für Kühlflüssigkeit auf.
- Auf diese Weise ergibt sich eine einfache Konstruktion der Kühlkörper in Verbindung mit einer intensiven Kühlwirkung.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kühlkörper jeweils einen Hohlraum auf, der mit dem Brennraum verschraubt ist.
- Durch die Verschraubung des Kühlkörpers mit dem Brennraum lässt sich ein intensiver Kontakt des Kühlkörpers mit der Wandung des Brenners erzielen, wodurch die Kühlwirkung verbessert wird.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlkörper in Axialrichtung von einer Reihe von Hülsen durchsetzt, die sich jeweils zwischen einer dem Brennraum zugewandten Innenwand des Kühlkörpers und einer gegenüberliegenden Außenwand des Kühlkörpers erstrecken und gegenüber dem Hohlraum abgedichtet sind.
- Mit einer derartigen Ausgestaltung ist es ermöglicht, die Kühlkörper durch Schrauben, die sich durch die Hülsen erstrecken, mit dem Brennraum zu verschrauben.
- Auf diese Weise kann ein intensiver Kontakt der Kühlkörper mit der Außenwand des Brennraums über die gesamte Länge gewährleistet werden. Gegebenenfalls kann der Wärmefluss durch die Verwendung von Wärmeleitpaste zwischen Kühlkörper und Außenwand des Brennraums noch verbessert werden.
- Der Brenner ist vorzugsweise mit Gas betrieben, insbesondere mit Erdgas, Propan oder Butan oder einem anderen geeigneten Gasgemisch.
- Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau des Brenners und vermeidet eine Kontamination der Zuschnitte durch Flüssigbrennstoff.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Stelleinrichtungen zur Einstellung der Position des Brenners in Bezug auf die Transporteinrichtungen vorgesehen.
- Auf diese Weise ist eine genaue Positionierung des Brenners in Bezug auf die darüber geführten Zuschnitte ermöglicht, so dass eine sehr gezielte Erwärmung der Zuschnitte auch mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit erreicht werden kann.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten; -
2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Brennstation mit einem Brenner; -
3 eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers gemäß2 in verkleinerter Darstellung; -
4 einen Querschnitt durch den Brenner mit aufgeschraubtem Kühlkörper, in vergrößerter Darstellung und -
5 eine Abwandlung des Brenners gemäß4 im Querschnitt. - In
1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer10 bezeichnet. - Bei den Zuschnitten
32 handelt es sich um PE-kaschierte Getränkekartonagen, aus denen Getränkeverpackungen gefaltet und verklebt werden. Diese Zuschnitte sind auf der späteren Innenseite der herzustellenden Verpackung vollflächig mit einer dünnen Polyethylen-Kaschierung versehen. Die Zuschnitte32 werden mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit von mehreren hundert Meter pro Minute bis zu etwa 1000 Meter pro Minute mittels einer Transporteinrichtung12 durch die einzelnen Stationen14 ,16 ,18 ,20 ,22 der Vorrichtung10 hindurch bewegt. Die Transporteinrichtung12 weist mittels Rollen28 ,30 angetriebene Bänder24 ,26 auf, zwischen denen die Zuschnitte32 bewegt werden. In1 sind schematisch lediglich im Anfangsbereich der Vorrichtung10 einige Rollen28 oberhalb eines oberen Transportbandes24 und einige Rollen30 unterhalb eines unteren Transportbandes26 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass sich die beiden Transportbänder in geeignetem Abstand parallel zueinander durch die gesamte Vorrichtung erstrecken und jeweils durch geeignete Rollen oberhalb und unterhalb geführt sind. - In einer ersten Station
14 , die als Schälstation ausgebildet ist, werden die Zuschnitte32 an dem Bereich einer Seitenkante zunächst geschält, um die Kunststoffkaschierung selektiv abzuschälen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Glockenmessers in grundsätzlich bekannter Weise erfolgen. - Von der Schälstation
14 gelangen die Zuschnitte32 zu einer Rillstation16 , in der eine oder mehrere Rillen erzeugt werden, die als spätere Faltlinien dienen. Dies kann beispielsweise durch geeignete Rollen mit einem entsprechenden Vorsprung am Außenumfang einerseits und einer zugeordneten Gegenrolle mit einer entsprechenden Vertiefung andererseits erzeugt werden. - Von der Rillstation
16 gelangen die Zuschnitte32 zu einer Heizstation18 , in der die Zuschnitte im Bereich einer später zu erzeugenden Verklebung selektiv an einem Außenrand so weit aufgeheizt werden, dass die Kunststoffkaschierung ausreichend erhitzt ist, um eine spätere Verklebung unter Druckeinwirkung zu gewährleisten. Die Heizstation18 wird nachfolgend anhand der2 bis4 noch näher erläutert. - Von der Heizstation
18 gelangen die Zuschnitte32 zu einer Faltstation20 , in der eine einfache oder mehrfache Faltung der Zuschnitte32 um entsprechende Faltlinien erzeugt wird. - Eine Faltung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die Zuschnitte im Bereich der Faltlinie zwischen gegenüberliegenden Rollen hindurchgeführt werden, die über den Verlauf der Faltstation nach und nach jeweils um kleine Winkel zueinander versetzt sind, so dass schließlich das Rollenpaar am Ende der Faltstation um etwa 90° gegenüber dem Rollenpaar am Beginn der Faltstation versetzt ist, was eine Faltung um 90° bewirkt.
- Von der Faltstation
20 gelangen die Zuschnitte32 schließlich zur Pressstation22 , in der eine zuvor in der Heizstation18 ausreichend aufgeheizte randseitige Kunststoffkaschierung mit der gegenüberliegenden Kante des gefalteten Zuschnittes verklebt und verpresst wird. - Dies kann beispielsweise wiederum mittels geeigneter Rollenpaare erfolgen, durch die die Zuschnitte hindurchbewegt werden.
- Der Aufbau der Heizstation wird nunmehr im Folgenden anhand der
2 bis4 näher erläutert. Die Heizstation18 weist einen insgesamt mit34 bezeichneten Brenner auf, der als Gasbrenner ausgeführt ist. Der Brenner34 weist einen länglichen, rohrförmigen Brennraum36 auf (vgl.4 ), der einen quadratischen Querschnitt mit abgeflachten Ecken besitzt und der an seinen ersten axialen Ende mit einem Anschlussstutzen38 versehen ist. An der Oberseite der Brennkammer36 ist eine Folge von in Axialrichtung37 hintereinander angeordneten Flammöffnungen44 vorgesehen, durch die im Betrieb des Brenners34 Flammen nach oben austreten, um einen darüber geführten Zuschnitt32 unmittelbar zu erwärmen. - Der Brenner
34 weist beidseits der Flammöffnungen44 jeweils einen Kühlkanal46 ,48 auf, der sich über die gesamte Länge des Brennraums36 erstreckt und gemäß4 mit einer dem Brenner zugewandten ebenen Fläche auf der ebenen Außenoberfläche der jeweiligen Wandung der Brennkammer36 aufliegt. - Die Kühlkörper
46 ,48 sind als Hohlkörper ausgeführt, an deren axialen Enden jeweils ein Anschlussstutzen62 ,64 (vgl.3 ) zum Eintritt bzw. Austritt von Kühlflüssigkeit (in der Regel Wasser) vorgesehen ist. Die Kühlkörper46 ,48 sind durch eine Folge von Schrauben50 , die sich durch Hülsen60 erstrecken, jeweils mit der Wandung der Brennkammer36 verschraubt. Um eine flüssigkeitsdichte Befestigung der Kühlkörper46 ,48 an der Brennkammerwandung zu ermöglichen, erstrecken sich die Hülsen60 jeweils zwischen der der Brennkammer36 zugewandten Fläche eines Kühlkörpers46 ,48 und der gegenüberliegenden Außenfläche eines Kühlkörpers und sind flüssigkeitsdicht mit der jeweiligen Wandung verschweißt (vgl. Schweißnähte70 ,72 in4 ). Die Kühlkörper selbst sind aus zwei Winkelprofilen66 ,68 zusammengesetzt, die durch Schweißnähte74 ,78 flüssigkeitsdicht miteinander verschweißt sind. - Wie aus
4 näher zu ersehen ist, sind die Flammöffnungen44 beidseits von den zugewandten Innenflächen42 der betreffenden Kühlkörper46 ,48 eingeschlossen. Die Flächen42 sind somit als Flammleitflächen ausgebildet. Hierdurch wird ein gezielter Austritt der Flammen aus den Flammöffnungen44 nach oben gewährleistet und das Brennverhalten verbessert. - Wie durch den Pfeil
40 angedeutet ist, wird über den Anschlussstutzen38 Brenngasgemisch (z.B. Erdgas/Luft-Gemisch) in den Anschlussstutzen38 eingeführt. Durch eine Zündkerze52 am Anfang des Brenners34 kann eine Zündung des zugeführten Gasgemisches erreicht werden. - Im Betrieb werden Zuschnitte
32 , die zwischen den Transportbändern24 ,26 der Transporteinrichtung12 gehalten sind, seitlich parallel zum Brenner derart bewegt, dass der zu erwärmende Abschnitt des Zuschnittes32 in Axialrichtung37 über die am oberen Ende des Brenners34 austretenden Flammen43 bewegt wird. - Um eine korrekte Positionierung des Brenners
34 in Bezug auf einen darüber geführten Zuschnitt32 zu gewährleisten, ist der Brenner34 mittels Stelleinrichtungen54 in Vertikalrichtung positionierbar und mittels Stelleinrichtungen56 ,58 mittels Stellrädern57 ,59 in Horizontalrichtung justierbar bzw. feinjustierbar. - Während in
4 eine erste Ausführung des Brenners34 mit auf den beiden Seitenflächen der Brennkammerwandung aufliegenden Kühlkörpern46 ,48 gezeigt ist, zeigt5 eine zweite Ausführung des insgesamt mit34' bezeichneten Brenners. - Hierbei ist der Brennraum
36 identisch wie bei der Ausführung gemäß4 ausgebildet. Der Brenner34 unterscheidet sich von dem Brenner34 gemäß4 lediglich durch eine abgewandelte Ausführung der Kühlkörper46 ,48' . Diese erstrecken sich nicht nur um die ebenen Seitenflächen beidseits der Flammöffnungen44 , sondern sind zusätzlich nach unten verlängert, so dass sich auch ein Kühlkontakt mit den sich daran anschließenden abgeflachten Ecken des Brennraums36 ergibt. Auf diese Weise ist der Querschnitt der Kühlkörper46 ,48' deutlich gegenüber der Ausführung gemäß der1 bis4 erhöht, so dass sich eine weiter verbesserte Kühlwirkung ergibt.
Claims (10)
- Vorrichtung zum Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten, insbesondere von PE-kaschierten Getränkekartonagen, mit – einer Schälstation (
14 ) zum selektiven Abschälen einer Kunststoffkaschierung eines Zuschnittes (32 ), – einer Rillstation (16 ) zur Erzeugung einer Faltlinie an einem Zuschnitt (32 ), – einer Heizstation (18 ) zur selektiven Erwärmung einer zu verklebenden Kunststoffkaschierung eines Zuschnittes (32 ), – einer Faltstation (20 ) zur Faltung eines Zuschnittes (32 ) um eine Faltlinie, – einer Pressstation (22 ) zum Pressen und Verkleben eines gefalteten Zuschnittes und – einer Transporteinrichtung (12 ) zur Förderung von Zuschnitten (32 ) durch die Stationen (14 ,16 ,18 ,20 ,22 ), – wobei die Heizstation (18 ) einen Brenner (34 ;34' ) mit einem länglichen Brennraum (36 ) aufweist, der an seiner Oberseite eine Reihe von in Axialrichtung hintereinander angeordneten Flammöffnungen (44 ) zum Flammaustritt aufweist und der eine Flüssigkühlung (46 ,48 ;46' ,48' ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Brenner (
34 ;34' ) Flammleitflächen (42 ) aufweist, die sich beidseits der Flammöffnungen (44 ) erstrecken. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Brennraum (
36 ) rohrförmig ausgebildet ist und beidseits der Flammöffnungen (44 ) mit Kühlkörpern (46 ,48 ;46' ,48' ) versehen ist, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Kühlkörper (
46 ,48 ;46 ,48' ) jeweils an einem ersten axialen Ende eine Zuströmöffnung (62 ) und an einem zweiten axialen Ende eine Abströmöffnung (64 ) für Kühlflüssigkeit aufweisen. - Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Kühlkörper (
46 ,48 ;46' ,48' ) jeweils einen Hohlraum (76 ) aufweisen, der mit dem Brennraum (36 ) verschraubt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Kühlkörper (
46 ,48 ) in Axialrichtung von einer Reihe von Hülsen (60 ) durchsetzt sind, die sich jeweils zwischen einer dem Brennraum (36 ) zugewandten Innenwand des Kühlkörpers (46 ,48 ;46' ,48' ) und einer gegenüberliegenden Außenwand des Kühlkörpers (46 ,48 ;46' ,48' ) erstrecken und gegenüber dem Hohlraum (76 ) abgedichtet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Kühlkörper (
46 ,48 ;46' ,48' ) durch Schrauben (50 ), die sich durch die Hülsen (60 ) erstrecken, mit dem Brennraum (36 ) verschraubt sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Brenner (
34 ) mit Gas betrieben ist, insbesondere mit Erdgas, Propan oder Butan. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Stelleinrichtungen (
54 ,56 ,58 ) zur Einstellung der Position des Brenners (34 ;34' ) in Bezug auf die Transporteinrichtung (12 ). - Verwendung eines Brenners (
34 ;34' ) mit einem länglichen Brennraum (36 ), der an seiner Oberseite eine Reihe von in Axialrichtung hintereinander angeordneten Flammöffnungen (44 ) zum Flammaustritt aufweist und der eine Flüssigkühlung (46 ,48 ;46' ,48' ) aufweist, als Heizeinrichtung zur selektiven Erwärmung einer Kunststoffkaschierung beim Falten und Verkleben von kunststoffkaschierten Zuschnitten (32 ), insbesondere von PE-kaschierten Getränkekartonagen.
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