DE102016010625A1

DE102016010625A1 - Verfahren zum maschinellen Stanzen von Nutzen sowie zugehörige Vorrichtung, Faltschachtel und Kodierungsverfahren

Info

Publication number: DE102016010625A1
Application number: DE102016010625.5A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Moser
Original assignee: August Faller GmbH and Co
Current assignee: August Faller GmbH and Co
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2018-03-08

Abstract

Zur Verbesserung der Transportfähigkeit eines Bogens (2) aus faltbarem Material während der Förderung durch eine Stanzmaschine wird eine neue Form der Ausgestaltung von Haltepunkten (4) vorgeschlagen, die beim Stanzen des Bogens (2) erzeugte Nutzen (1) mit dem Bogen (2) oder mit benachbarten Nutzen (1) verbinden (Vgl. 1). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Haltepunkte (4) einerseits so klein und fein auszugestalten, dass ein einzelner Haltepunkt (4) eine Haltekraft bereit stellt, die nicht ausreicht, um eine bei der Förderung des Bogens (2) auf den Nutzen (1) wirkende Zugkraft (3) zu kompensieren, andererseits die Haltepunkte (4) jedoch in hoher Anzahl, zumindest jedoch mit Mindestabständen oder, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, mit einer gewissen Dichte, entlang von Schneidlinien anzuordnen, welche den Nutzen (1) von dem umgebenden Bogen (2) oder von benachbarten Nutzen (1) trennen. Durch diese Ausgestaltungen kann eine zügige Förderung des Bogens (2) bei gleichzeitig einfachem Heraustrennen der Nutzen (1) erreicht werden. Aufgrund der hohen Anzahl an Haltepunkten (4) wird es zudem möglich, die Nutzen (1) mittels der Haltepunkte (4) zu kodieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinellen Stanzen mindestens eines Nutzens aus einem Bogen aus faltbarem Material, wobei der Bogen durch eine Stanzmaschine gefördert wird, wobei aufgrund der Förderung des Bogens durch die Stanzmaschine eine Zugkraft auf den mindestens einen Nutzen wirkt und wobei der mindestens eine Nutzen nach dem Stanzen durch Haltepunkte mit dem Rest des Bogens verbunden ist.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Stanzen mindestens eines Nutzens aus einem Bogen aus faltbarem Material, insbesondere nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Vorrichtung den mindestens einen Nutzen so stanzt, dass dieser durch Haltepunkte mit dem Rest des Bogens verbunden ist. Die Vorrichtung weist zudem Stanzmesser auf, die zum Stanzen des Bogens an eine Stanzplatte bei dazwischen angeordnetem Bogen anpressbar sind.
Ferner betrifft die Erfindung Faltschachteln, welche sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellen lassen.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kodierung von Faltschachteln, das auf dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Stanzen von Nutzen aufbaut.
Stanzverfahren wie eingangs beschrieben sind an sich im Stand der Technik bekannt und werden insbesondere benutzt, um Nutzen aus einem Bogen maschinell heraus zu stanzen. Aus solchen Nutzen lassen sich durch nachfolgende Falt- und Klebeprozesse Faltschachteln herstellen, die beispielsweise als Verpackung für Pharmazeutika weit verbreitet sind.
Auch die eingangs beschriebenen Vorrichtungen sind an sich im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart DE 203 14 293 U1 eine Vorrichtung zum maschinellen Stanzen von Nutzen aus Bogen aus faltbarem Material mit dem Ziel Haltepunkte mit konstanter Haltekraft zu erzeugen, die teilweise und einseitig durchtrennt sind. Insbesondere bei bedruckten Kartonbögen soll damit ein ansprechendes Erscheinungsbild erreicht werden. Dazu schlägt die DE 203 14 293 U1 vor, in einer Stanzmessern zugewandten Oberfläche einer Gegenstanzplatte, bevorzugt durch Fräsen, Ausnehmungen mit einer wohl definierten Tiefe einzubringen, um somit zu den Ausnehmungen korrespondierende und wie zuvor beschriebene Haltepunkte beim Stanzen der Bögen zu erzeugen.
Typischerweise werden zum Stanzen von Nutzen aus einem Bogen aus faltbarem Material zunächst mehrere solcher Bögen gestapelt in eine Ladestation einer Stanzmaschine eingelegt, von wo sie einzeln zu einer Stanzstation gefördert werden. In der Stanzstation wird dann eine Vielzahl an sogenannten Nutzen aus dem einzelnen Bogen gleichzeitig gestanzt, wobei die Nutzen noch nicht vollständig von dem Bogen abgetrennt werden. Vielmehr sind die die Nutzen begrenzenden Schnittlinien jeweils durch einzelne Haltepunkte unterbrochen.
Diese Haltepunkte, die zuweilen auch mit dem englischen Begriff „nick” (Kerbe) bezeichnet werden, können als Stege oder Brücken ausgebildet sein und verbinden nach dem Stanzen den jeweiligen Nutzen mit dem Rest des Bogens. Aufgrund der Haltepunkte können somit auch nach dem Stanzen weiterhin Kräfte auf den Nutzen ausgehend von dem Bogen übertragen werden, sodass sich der Bogen samt der Nutzen nach dem Stanzen mittels Zugkräften zu einer nachfolgenden Nutzentrennstation fördern lässt. In der Nutzentrennstation können dann die einzelnen Nutzen durch Aufbrechen der jeweiligen Haltepunkte von dem Bogen abgetrennt und entnommen werden. Hierbei ist auch entscheidend, dass der verbleibende Rest des Bogen keine Risse zeigt und somit idealerweise in einem Stück effizient aus der Nutzentrennstation entnommen werden kann.
Ferner sind im Stand der Technik auch Haltepunkte bekannt, welche innerhalb einer Außenkontur eines Nutzens angelegt werden. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn sogenannte Couponperforationen innerhalb der Außenkontur des Nutzens gestanzt werden sollen. Mittels einer Couponperforation kann beispielsweise eine von einem Benutzer durch Eindrücken erzeugbare Öffnung in einer Faltschachtel angelegt werden oder aber ein aus einer Faltschachtel heraustrennbarer Coupon. In diesen Fällen verbinden die jeweiligen Haltepunkte also eine aus dem Nutzen/aus der Faltschachtel heraustrennbare Couponfläche mit dem umgebenden Nutzen. Auch für solche Haltepunkte, die innerhalb einer Außenkontur eines Nutzens liegen, müssen Risse und Ablösungen während des Transports durch die Stanzmaschine vermieden werden.
Bei vielen maschinellen Stanzverfahren besteht somit das Problem, dass sich Nutzen ganz oder auch nur teilweise beim Transport durch die Stanzmaschine von dem Bogen lösen oder dass Risse in dem Bogen, insbesondere nach dem Stanzen, entstehen. Solche Nutzen- und/oder Couponablösungen und Bogenrisse führen oftmals zu einem Ausfall der Stanzmaschine mit nachfolgender aufwendiger und vor allem zeitraubender Wieder-Inbetriebnahme. Im schlimmsten Fall kann es zu Brüchen an Gegenstanzplatten kommen, welche dann zeit- und kostenaufwändig ausgebaut und ersetzt werden müssen. Ein weiteres Problem stellt kostenintensive Nacharbeit dar, die insbesondere dann erforderlich wird, wenn Ausrisse in der bedruckten Oberseite von Kartonbögen auftreten.
Im Sinne einer effizienten und kostengünstigen Produktion ohne längere Unterbrechungszeiten ist es daher von entscheidender Bedeutung, einen fehlerfreien Transport der Bögen durch die Stanzmaschine zu ermöglichen. Dabei wird auch eine möglichst hohe Fördergeschwindigkeit angestrebt, um einen hohen Durchsatz in Bögen/Stunde mit der Stanzmaschine zu erreichen und somit wirtschaftlich produzieren zu können.
Dies gilt insbesondere dann, wenn Bögen aus Gründen der effizienteren Flächen- und damit Materialausnutzung in der sogenannten Breitbahn(BB)-Konfiguration durch eine Stanzmaschine gefördert werden sollen. Bei einer BB-Konfiguration verlaufen die Fasern des Materials (beispielsweise Karton) parallel zu einer kurzen Seite des typischerweise rechteckigen Bogens, während die Fasern bei einer Schmalbahn(SB)-Konfiguration parallel zu einer langen Seite des Bogens verlaufen.
Werden Bögen mit ihrer langen Seite voran durch eine Stanzmaschine gefördert, so verlaufen demnach die Fasern eines Bogens bei BB-Konfiguration in Förderrichtung, während sie bei Verwendung eines Bogens in SB-Konfiguration gerade senkrecht zur Förderrichtung verlaufen. Als Folge weisen Haltepunkte von Bögen in BB-Konfiguration bei Förderung durch solche Stanzmaschinen regelmäßig geringere Haltekräfte auf als geometrisch identisch ausgebildete Haltepunkte von Bögen in SB-Konfiguration.
In der Praxis treten daher die zuvor beschriebenen Probleme von Nutzenablösungen und Bogenrissen bei Verwendung von BB-Konfiguration wesentlich häufiger auf. Je nach Gestaltung und Positionierung der Nutzen auf dem Bogen kann eine BB-Konfiguration jedoch Materialeinsparungen von bis zu ca. 30% verschaffen, weshalb die Ausnutzung der Breitbahnkonfiguration Wettbewerbsvorteile verschaffen kann und daher unter Umständen bevorzugt gegenüber einer SB-Konfiguration sein kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transportfähigkeit von gestanzten Bögen durch eine Stanzmaschine zu verbessern. Dadurch soll primär ein höherer Durchsatz der Stanzmaschine und sekundär eine verbesserte Materialausnutzung des Bogens ermöglicht werden. Daneben besteht eine weitere Aufgabe darin, eine mittels maschinellem Stanzen hergestellte Faltschachtel in Ihrem äußeren Erscheinungsbild zu verbessern. Insbesondere soll eine höhere Präzision sowie eine geringere Anzahl an Störungen erreicht werden, wenn die Faltschachtel in automatisierten Verpackungsmaschinen verwendet wird. Schließlich besteht eine weitere Aufgabe darin, eine Möglichkeit der Kodierung von Faltschachteln zum Zwecke eines Schutzes vor Nachahmungen zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgaben sind erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum maschinellen Stanzen von Nutzen aus einem Bogen aus faltbarem Material die Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass ein Haltepunkt des mindestens eines Nutzens eine Haltekraft bereitstellt, welche kleiner als die Zugkraft ist, die aufgrund der Förderung des Bogens durch die Stanzmaschine auf den mindestens einen Nutzen wirkt. Es versteht sich, dass dabei insbesondere eine Summe der Haltekräfte von entlang einer vorzugsweise geraden Schnittlinie angeordneten Haltepunkten größer als die Zugkraft sein kann.
Zur Erläuterung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sei angemerkt, dass für den Fall, dass der Bogen aus einem homogenen Material besteht, dieser eine das Material charakterisierende Zugfestigkeit σ_M [N/m²] aufweist, welche unabhängig von der Geometrie des Bogens ist. Bei typischerweise konstanter Materialstärke t des Bogens und Breite w eines einzelnen Haltepunkts, weist der einzelne Haltepunkt somit eine Querschnittsfläche A = t·w [m²] auf und stellt somit, in erster Näherung, eine Haltekraft von F_HP = σ_M t·w [N] bereit. Bei einer aufgrund der Förderung des Bogens durch die Stanzmaschine auf den Nutzen wirkenden Zugkraft F_N [N] sieht das erfindungsgemäße Verfahren demnach bei gegebenem σ_M und t vor, die Breite des Haltepunkts w so zu wählen, dass gilt F_HP < F_N.
Von Vorteil ist dabei, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 einerseits in einem stabilen Bogen resultiert, der sich mit hoher Geschwindigkeit durch typische Stanzmaschinen fördern lässt, sodass sich ein hoher Durchsatz in Bögen/Stunden ergibt. Gleichzeitig weisen mittels des Verfahrens hergestellte Nutzen für einen Betrachter besonders unauffällige Haltepunkte auf. Damit kann im Endergebnis aus den Nutzen eine Faltschachtel hergestellt werden, die aufgrund der verkleinerten Haltepunkte optisch ansprechend wirkt.
Für gängige Materialstärken von Bögen, beispielsweise [0.2–0.8] mm für Kartonbögen und 0.8 mm bis zu mehreren mm für Wellkartonbögen, können sich erfindungsgemäß beispielsweise Werte für die Breite w eines Haltepunkts von w = [0.2–2.0] mm sowie Werte für den Abstand d zwischen benachbarten Haltepunkten von d = [0.5–30] mm ergeben. Somit können erfindungsgemäß beispielsweise entlang einer Schnittlinie im Mittel 20 Haltepunkte pro cm Schnittlinie oder aber nur ein Haltepunkt pro 3 cm Schnittlinie platziert werden.
Ferner können erfindungsgemäße Haltepunkte sowohl entlang der Außenkontur eines einzelnen Nutzens als auch innerhalb der Außenkontur eines Nutzens platziert werden. Letztere Variante ist insbesondere vorteilhaft, um Couponperforationen innerhalb der Außenkontur eines Nutzens zu stanzen deren Trennlinien nach dem Heraustrennen der Coupons optisch ansprechend wirken.
Die Erfindung hat erkannt, dass insbesondere Ausfaserungen an den Haltepunkten, wie sie typischerweise nach dem Heraustrennen der Nutzen aus dem Bogen oder nach dem Heraustrennen von Couponperforationen aus dem Nutzen entstehen, wesentlich reduziert werden können. Dieser Aspekt ist insbesondere dann von Relevanz, wenn die Faltschachteln als Verpackung für Pharmazeutika verwendet werden sollen, welche typischerweise in Reinräumen mit hohen Anforderungen an Partikelbelastungen verpackt werden.
Ferner kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine hohe Anzahl an Haltepunkten genutzt werden, ohne dass, wie bei im Stand der Technik bekannten Haltepunkten, das Trennen der Nutzen nachteilig beeinflusst wird.
Als Leistung der Erfindung kann somit insbesondere die Erkenntnis angesehen werden, dass sich Haltepunkte umso leichter von einem umgebenden Bogen trennen lassen, je kleiner und feiner diese ausgestaltet sind und dass jedoch die damit notwendigerweise einhergehende Abnahme der Haltekraft eines einzelnen Haltepunktes einer schnellen Förderung des zugehörigen Bogens durch eine Stanzmaschine gerade nicht grundlegend entgegen steht.
Zu dem hier verwendeten Begriff „faltbares Material” sei angemerkt, dass dieser beispielsweise sowohl Papier, Karton, oder Wellpappe, als auch Kunststoffe oder dergleichen umfasst. Somit kann erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass bei einem der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren oder mit einer der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen als Material für den Bogen Papier, Karton, Wellpappe, oder Kunststoff verwendet wird.
Gilt für die Haltekraft F_HP eines einzelnen Haltepunkts beispielsweise 2F_HP< F_N, so können erfindungsgemäß mindestens drei eine Schnittlinie zwischen einem Nutzen und einem Bogen überbrückende Haltepunkte vorgesehen werden, sodass die Summe der von diesen drei Haltepunkten bereitgestellten Haltekraft größer als die auf den Nutzen wirkende Zugkraft ist und sich somit der Bogen ohne Abriss durch die Stanzmaschine fördern lässt.
Daher kann erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 insbesondere vorgesehen sein, dass die von einem Haltepunkt bereitgestellte Haltekraft F_HP mehr als zweimal kleiner, insbesondere mehr als dreimal kleiner, insbesondere mehr als viermal kleiner, insbesondere mehr als fünfmal kleiner, vorzugsweise mehr als neunmal kleiner als die Zugkraft F_N gewählt wird. Entsprechend kann erfindungsgemäß beispielsweise eine Schnittlinie durch mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens sechs, vorzugsweise mindestens zehn Haltepunkte unterbrochen sein. Dabei können Haltepunkte erfindungsgemäß auch mit unterschiedlichen Haltekräften ausgelegt werden. Durch die soeben beschriebenen Verfahren kann ein schneller und fehlerfreier Transport eines Bogens durch eine Stanzmaschine auch dann gewährleistet werden, wenn die Haltepunkte sehr klein, also insbesondere sehr schmal in Richtung der Schnittlinie zwischen Nutzen und Bogen, ausgestaltet werden.
Bei dem eingangs beschriebenen oder einer der danach beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Nutzen insbesondere mit mindestens drei Haltepunkten versehen sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn für mindestens drei, bevorzugt für mindestens fünf Haltepunkte, der jeweilige Abstand vom Mittelpunkt des Haltepunkts zum Mittelpunkt eines benachbarten, eine gemeinsame Schnittlinie unterbrechenden Haltepunkts, kleiner als das Dreißigfache, insbesondere kleiner als das Zwanzigfache, vorzugsweise kleiner als das Zehnfache, besonders bevorzugt kleiner als das Fünffache der Materialstärke des Bogens gewählt werden. Damit ist ein Verfahren beschrieben, dass maximale Abstände zwischen den Mittelpunkten dreier Haltepunkte, die entlang einer Schnittlinie angeordnet sind, vorsieht. Dabei können erfindungsgemäß auch noch weitere Haltepunkte, zum Beispiel entlang dieser Schnittlinie, vorgesehen sein, wobei vorzugsweise auch für diese zusätzlichen Haltepunkte, die Abstände abhängig von der Materialstärke t eines zu stanzenden Bogens zu wählen sind. Durch dieses Verfahren kann gewährleistet werden, dass die mindestens drei Haltepunkte lokal zusammenwirken, sodass sich ihre Haltekräfte addieren, um die auf den Nutzen im Bereich der mindestens drei Haltepunkte wirkende Zugkraft aufnehmen zu können.
Ein weiteres Verfahren zum maschinellen Stanzen mindestens eines Nutzens von eigenständigem erfinderischem Charakter, das jedoch auch die bereits beschriebenen Verfahren fortbilden kann, sieht vor, dass der mindestens eine Nutzen mit mindestens drei Haltepunkten versehen wird, wobei ein durchschnittlicher Abstand zwischen, vorzugsweise mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens fünf Haltepunkten, kleiner als das Dreißigfache, insbesondere kleiner als das Zwanzigfache, vorzugsweise kleiner als das Zehnfache, besonders bevorzugt kleiner als das Fünffache der Materialstärke des Bogens gewählt wird. Hierbei kann der durchschnittliche Abstand d_ave insbesondere bestimmt sein durch einen Quotienten aus einer Länge L_ij einer Schnittlinie zwischen einem ersten Haltepunkt i und einem letzten Haltepunkt j und der um eins verminderten Anzahl N an Haltepunkten an und entlang dieser Länge der Schnittlinie, wobei N aufsummiert wird von dem ersten bis zu dem letzten Haltepunkt: d_ave = L_ij/(N – 1).
Dieses Verfahren sieht demnach vor, die Haltepunkte mit einer gewissen Mindestdichte entlang der Schnittlinie zu verteilen. Damit kann eine gleichmäßige Verteilung der Haltekräfte und damit eine optimierte Aufnahme der auf den Nutzen wirkenden Zugkraft gewährleistet werden. Die Erfindung hat dabei erkannt, dass die Zugkraft über den Bogen auf den Nutzen übertragen wird und dass daher die Zugkraft in einer Ebene und an vielen Stellen mittels Haltepunkten auf den Nutzen wirken kann. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Stabilität der Bögen und damit eine hoher Durchsatz der Stanzmaschine erreichbar sind. Insbesondere lassen sich mit diesem Verfahren Bögen in BB-Konfiguration bei hoher Laufleistung stanzen, die mit im Stand der Technik bekannten Verfahren nicht wirtschaftlich fertigbar sind.
Zur Fortbildung der bisher diskutierten erfindungsgemäßen Verfahren, wie auch des eingangs erwähnten Verfahrens zum maschinellen Stanzen von Nutzen kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass für den mindestens einen Nutzen eine Anzahl von mindestens fünf, insbesondere mindestens zehn, insbesondere mindestens zwanzig, insbesondere mindestens dreißig, insbesondere mindestens vierzig, vorzugsweise mindestens fünfzig Haltepunkten gewählt wird. Der Stand der Technik sieht vor, Haltepunkte umso größer auszulegen, je größer die Zugkräfte sind, die von diesen aufgenommen werden müssen. Im Gegensatz dazu ermöglicht das eben beschriebene Verfahren, dass ein erschwertes Herauslösen aufgrund zu großer Haltepunkte vermieden wird, da aufgrund der hohen Anzahl der Haltepunkte, diese einzeln oder bevorzugt allesamt klein und fein ausgestaltet werden können. Diese Herangehensweise hat zudem den Vorteil, dass eine glatte Rückseite der Bögen ohne Hervorhebungen im Bereich von Haltepunkten ermöglicht wird, was bei bekannten großen Haltepunkten ein häufiges Problem darstellt.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zum maschinellen Stanzen mindestens eines Nutzens aus einem Bogen aus faltbarem Material kann vorgesehen sein, dass für den mindestens einen Nutzen eine Breite eines Haltepunkts in Richtung einer durch den Haltepunkt unterbrochenen Schnittlinie kleiner als das Fünffache der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als das Dreifache der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als das Doppelte der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als die Materialstärke des verwendeten Bogens, vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens gewählt wird. Die Breite kann somit beispielsweise kleiner als 2.0 mm, insbesondere kleiner als 1.0 mm, vorzugsweise kleiner als 0.5 mm, ganz bevorzugt kleiner als 0.25 mm gewählt werden.
Durch dieses Verfahren lassen sich sehr feine Haltepunkte definieren, die insbesondere nach dem Abtrennen der Nutzen von dem Bogen optisch wenig störend sind und insbesondere nicht dazu neigen, als Ausgangspunkt für Risse in dem Bogen zu wirken. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn die Breite der Haltepunkte gemäß dem Verfahren auf die Materialstärke des verwendeten Bogens abgestimmt wird. Somit lässt sich sowohl ein fehlerfreier Transport des Bogens erreichen als auch eine optisch ansprechende Faltschachtel aus dem Nutzen fertigen. Im Vergleich zu Bögen mit großen Haltepunkten, lassen sich mittels dieses Verfahrens hergestellte Bögen auch wesentlich einfacher aus der Maschine entnehmen, ohne dass diese dabei zerfallen, da es sehr viel seltener zu Rissbildungen in den Bögen kommt.
Je nach Materialtyp des verwendeten Bogens, d. h. insbesondere je nach Zugfestigkeit σ_M des verwendeten Bogenmaterials, kann eine geeignete Kombination aus einer Breite w eines einzelnen Haltepunkts und einer Anzahl an Haltepunkten beziehungsweise Haltepunktabständen gewählt werden. Beispielsweise kann bei hoher Zugfestigkeit die Breite w typischerweise kleiner gewählt werden als bei niedriger Zugfestigkeit. Auch die Anzahl der Nutzen und Ihre Anordnung auf dem Bogen kann beim Anlegen von erfindungsgemäßen Haltepunkten berücksichtigt werden. Beispielsweise ist es vorteilhaft, die Anzahl von Haltepunkten entlang einer Schnittlinie zu erhöhen und/oder die betreffenden Haltepunktabstände zu verringern, wenn die Nutzen eine große Länge in Förderrichtung aufweisen oder wenn mehrere Nutzen in Förderrichtung hintereinander angeordnet und jeweils über Haltepunkte miteinander verbunden sind. Durch die Erhöhung der Dichte von erfindungsgemäß fein ausgestalteten Haltepunkten entlang der Schnittlinien oder entlang von Perforationslinien von Coupons können die Zugkräfte besonders gleichmäßig aufgenommen werden, sodass Risse und Ablösungen beim Transport des Bogens wirksam vermieden werden können ohne jedoch das Herauslösen der Nutzen oder der Coupons zu beeinträchtigen.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben wird erfindungsgemäß auch eine Vorrichtung zum Stanzen mindestens eines Nutzens aus einem Bogen aus faltbarem Material vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung den mindestens einen Nutzen so stanzt, dass dieser durch Haltepunkte mit dem Rest des Bogens verbunden ist und die Vorrichtung Stanzmesser aufweist, die zum Stanzen des Bogens an eine Stanzplatte bei dazwischen angeordnetem Bogen anpressbar sind. Erfindungsgemäß ist für eine derartige Vorrichtung vorgesehen, dass die Stanzplatte zu Haltepunkten korrespondierende Perforationen aufweist.
Korrespondierend meint hier wie auch im Folgenden, dass die Vorrichtung, genauer die (Gegen-)Stanzplatte an denjenigen Stellen einer durch ein Schnittmesser vorgegebenen Schnittlinie, an welchen ein Haltepunkt beim Stanzen erzeugt werden soll, eine Perforation oder eine Ausnehmung aufweist. Diese korrespondierende Perforation oder Ausnehmung wechselwirkt mit dem Stanzmesser und verhindert dadurch ein Durchtrennen des Bogens mit dem Stanzmesser an der Stelle der Perforation/der Ausnehmung.
Die erfindungsgemäßen Perforationen in der Stanzplatte können auch als die Stanzplatte durchbrechende Öffnungen beschrieben werden, die insbesondere in Form länglicher Schlitze ausgestaltet sein können.
Die Erfindung hat somit erkannt, dass sich Haltepunkte nicht nur, wie im Stand der Technik bekannt, durch in Stanzmesser eingebrachte Kerben oder durch in eine Gegenstanzplatte eingebrachte Ausnehmungen mit vorgegebener Tiefe definiert werden können, sondern auch durch, insbesondere sehr feine, vorzugsweise schlitzförmige, durchgehende Perforationen in einer Stanzplatte. Dieser Ansatz hat den entscheidenden Vorteil, dass sich solche Stanzplatten wesentlich kostengünstiger fertigen lassen, insbesondere dann, wenn, wie erfindungsgemäß bevorzugt ist, jeder Nutzen mit einer hohen Anzahl an Haltepunkten zu versehen ist.
Durch das Vorgeben von Haltepunkten mittels Perforationen in der Stanzplatte kann zudem ein Satz Stanzmesser mit verschiedenen Stanzplatten eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise zu Kosteneinsparungen im Vergleich zu Vorrichtungen führen, bei denen die Haltepunkte durch Kerben in den Stanzmessern definiert sind. Zum anderen kann im Verlaufe einer Produktion die Lage, die Breite, die Form, oder die Dichte von Haltepunkten entlang von durch Schneidmessern vorgegebenen Schnittlinien durch einfachen Austausch der Stanzplatte oder eine Nachbearbeitung der Stanzplatte verändert werden. Dies eröffnet Möglichkeiten für ein später noch genauer zu beschreibendes Kodierungsverfahren von Nutzen beziehungsweise daraus hergestellten Faltschachteln.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen von Nutzen kann vorgesehen sein, dass eine Breite der Perforationen in Richtung einer durch ein Stanzmesser definierten Schnittlinie kleiner als das Fünffache der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als das Dreifache der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als das Doppelte der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als die Materialstärke des verwendeten Bogens, vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens ist. Durch diese Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass die Haltepunkte so klein ausgestaltet werden, dass insbesondere eine Rissbildung im umgebenden Bogen weitgehend ausgeschlossen werden kann. Zudem haben Versuche gezeigt, dass damit auch Ausfaserungen an Haltepunkten wesentlich reduziert werden können, was aus den zuvor beschriebenen Gründen vorteilhaft ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen von Nutzen von eigenständigem erfinderischen Charakter, die jedoch auch die bereits beschriebenen Vorrichtungen weiterbilden kann, sieht vor, dass die Stanzplatte in einer den Stanzmessern gegenüberliegenden Oberfläche zu gewünschten Haltepunkten korrespondierende Ausnehmungen aufweist und dass eine Breite der Ausnehmungen in Richtung einer durch ein Stanzmesser definierten Schnittlinie kleiner als das Fünffache der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als das Dreifache der Materialstärke des verwendeten Bogens insbesondere kleiner als das Doppelte der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere kleiner als die Materialstärke des verwendeten Bogens, vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens ist. Anders als im Stand der Technik schlägt die Erfindung somit vor, nicht die Tiefe sondern die Breite von zu Haltepunkten korrespondierenden Ausnehmungen auf die Materialstärke eines verwendeten Bogens abzustimmen. Denn die Erfindung hat erkannt, dass die Breite w einer Ausnehmung entlang einer durch ein Schneidmesser definierten Schnittlinie eine entscheidende Größe ist, um die Ausgestaltung von möglichst homogenen Haltepunkten zu kontrollieren, welche weder zu Rissbildung noch zu übermäßigem Ausfransen neigen. Somit kann die eben beschriebene Vorrichtung dazu dienen, Nutzen und daraus hergestellte Faltschachteln mit einer Vielzahl von besonders kleinen und daher optisch kaum störenden Haltepunkten zu versehen.
Für eine weitere Vorrichtung gemäß dem eingangs eingeführten Oberbegriff oder mit Merkmalen der bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen kann vorgesehen sein, dass die Stanzplatte zu Haltepunkten korrespondierende Perforationen und/oder korrespondierende Ausnehmungen aufweist. Hierbei kann eine Breite der Perforationen und/oder der Ausnehmungen in Richtung einer durch ein Stanzmesser definierten Schnittlinie weniger als 2.0 mm, insbesondere weniger als 1.0 mm, vorzugsweise weniger als 0.5 mm, ganz bevorzugt weniger als 0.25 mm betragen. Somit kann insbesondere eine Kombination von Perforationen und, beispielsweise als Sacklöcher mit definierter Tiefe ausgebildeten, Ausnehmungen in der Stanzplatte vorgesehen sein. Die angegebenen Werte für die Breite der Perforationen und/oder Ausnehmungen haben den Vorteil, dass diese bei Verwendung von Bögen mit gängigen Materialstärken zu besonders fein ausgebildeten Haltepunkten führen, die sich sehr leicht trennen lassen und dennoch genügend Haltekraft für den Transport des Bogens durch die Stanzmaschine bereitstellen.
Eine höhere Anzahl an Haltepunkten führt in der Regel zu mehr Bearbeitungsschritten für die Stanzplatte, was die Herstellungskosten erhöht. Um dennoch eine kostengünstige Herstellung von gestanzten Nutzen zu ermöglichen schlägt die Erfindung vor, dass die Perforationen und/oder die Ausnehmungen in die Stanzplatte mittels Laserbearbeitung eingebracht sind. Denn es hat sich gezeigt, dass eine Laserbearbeitung hervorragend geeignet ist, um kostengünstig, hoch flexibel und mit hoher Präzision wohl definierte Perforationen, insbesondere in Form länglicher Schlitze in eine Stanzplatte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einzubringen, sodass die Vorteile der Erfindung auch wirtschaftlich genutzt werden können.
Wie bereits erwähnt, eröffnet die erfindungsgemäß hohe Anzahl an Haltepunkten pro Nutzen Möglichkeiten, um Nutzen und daraus hergestellte Faltschachteln zu kodieren und somit eine Sicherheitsmerkmal auszubilden anhand dessen die betreffenden Nutzen/Faltschachteln im Verkehr beispielsweise auf Fälschungen überprüfbar sind. Eine solche Überprüfbarkeit ist insbesondere für Verpackungen von Pharmazeutika von Relevanz, bei denen Fälschungen oftmals alleine anhand der Verpackung im Verkehr nicht von Originalen unterschieden werden können.
Die Erfindung schlägt daher ein Verfahren zur Kodierung eines gestanzten und Haltepunkte aufweisenden Nutzens, insbesondere eines Nutzens hergestellt mittels eines der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren oder hergestellt mittels einer der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung der Haltepunkte und/oder eine Form der Haltepunkte und/oder eine Anzahl der Haltepunkte oder eine Kombination dieser Merkmale der Haltepunkte zur Kodierung des Nutzens verwendet wird. Hierbei umfasst der Begriff Anordnung sowohl Variationen der Abstände von Haltepunkten, als auch deren konkrete Verteilung entlang einer Schnittlinie. Von Vorteil ist dabei, dass Informationen wie Herstellungsdatum und/oder -ort, Materialcharge- oder -typ, Auftraggeber, etc. durch Haltepunkte kodiert auf dem Nutzen und damit auf einer aus dem Nutzen hergestellten Faltschachtel(-Verpackung) angebracht werden können. Diese Informationen können beispielsweise von Abnehmern mit Hilfe von Dekodierungstabellen entschlüsselt werden, um eine im Verkehr aufgetauchte Faltschachtelpackung rückverfolgen und somit als mögliche Fälschung identifizieren zu können.
Um die Kodierung von Nutzen möglichst einfach während einer laufenden Produktion verändern zu können, sieht die Erfindung insbesondere vor, dass die oben beschriebenen Merkmale der Haltepunkte, also beispielsweise Anordnung der Haltepunkte und/oder Form der Haltepunkte und/oder Anzahl der Haltepunkte oder eine Kombination dieser Merkmale, durch Austausch und/oder durch Nachbearbeitung einer oder der Stanzplatte verändert werden. Damit sind zwei Möglichkeiten benannt, wie auf einfache und effiziente Weise, die Kodierung angepasst werden kann, um ständig zu aktualisierende Information wie beispielsweise ein Herstellungsdatum an den Nutzen anzubringen.
Bei allen der bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Stanzen von Nutzen und/oder zum Kodieren von Nutzen ist es besonders günstig, wenn dabei eine erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere wie zuvor beschrieben oder nach einem der auf eine Vorrichtung zum Stanzen von Nutzen gerichteten Schutzansprüche, verwendet wird. Die Erfindung umfasst weiter insbesondere solche Vorrichtungen die der Nutzung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Stanzen von Nutzen oder der Nutzung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Kodieren von Nutzen dienen.
Schließlich betrifft die Erfindung auch Faltschachteln, und zwar solche die aus gestanzten Nutzen durch einfache Falt- und Klebeprozess herstellbar sind und die sich dadurch auszeichnen, dass die Faltschachtel an einer durch Stanzen erzeugten Schnittlinie mindestens fünf, vorzugsweise mindestens 10, ganz bevorzugt mindestens 15 durchtrennte Haltepunkte aufweist. Hierbei ist es bevorzugt, wenn für mindestens drei, bevorzugt mindestens fünf dieser durchtrennten Haltepunkte der jeweilige Abstand vom Mittelpunkt des durchtrennten Haltepunkts zum Mittelpunkt eines durchtrennten, benachbarten, eine gemeinsame Schnittlinie unterbrechenden, Haltepunkts, weniger als das Dreißigfache, insbesondere weniger als das Zwanzigfache, vorzugsweise weniger als das Zehnfache, besonders bevorzugt weniger als das Fünffache der Materialstärke des Nutzens beträgt.
Eine derartig ausgestaltete Faltschachtel hat den Vorteil, dass der sie bildende Nutzen sich leicht von einem umgebenden Bogen trennen lässt, da durch die beschriebene spezifische Ausgestaltung der Haltepunkte diese sehr viel kleiner als im Stand der Technik bekannt ausgebildet werden können. Dies hat insbesondere dann große Vorteile, wenn die aus diesem Nutzen hergestellte Faltschachtel in automatisierten Verpackungsmaschinen verwendet wird. Denn durch die verringerte Größe als auch die verringerte Ausfransungen der (nach dem Vereinzeln der Nutzen durchtrennten) Haltepunkte kann die Faltschachtel mit einer hohen Genauigkeit und Wiederholbarkeit, beispielsweise an Anschlägen der Verpackungsmaschine, positioniert werden. Damit ist ein hoher Durchsatz der Verpackungsmaschine aufgrund einer geringeren Anzahl an auftretenden Störungen erreichbar.
Für eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Faltschachtel sieht die Erfindung vor, dass die Faltschachtel an durch Stanzen erzeugten Schnittlinien mindestens fünf durchtrennte Haltepunkte aufweist, vorzugsweise wobei ein durchschnittlicher Abstand zwischen mindestens drei, vorzugsweise mindestens fünf durchtrennten Haltepunkten weniger als das das Dreißigfache, insbesondere weniger als das Zwanzigfache, vorzugsweise weniger als das Zehnfache, besonders bevorzugt weniger als das Fünffache der Materialstärke des Nutzens beträgt. Der durchschnittliche Abstand kann hierbei insbesondere bestimmt sein durch einen Quotienten aus einer Länge einer Schnittlinie L_ij zwischen einem ersten durchtrennten Haltepunkt i und einem letzten durchtrennten Haltepunkt j und der um eins verminderten Anzahl N an durchtrennten Haltepunkten an und entlang dieser Länge L_ij der Schnittlinie, aufsummiert von dem ersten bis zu dem letzten durchtrennten Haltepunkt.
Erfindungsgemäß kann bei einer aus einem gestanzten Nutzen hergestellten Faltschachtel, die insbesondere auch erfindungsgemäße Merkmale wie soeben beschrieben aufweisen kann, vorgesehen sein, dass die Faltschachtel mindestens fünf, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens acht, insbesondere mindestens zehn, vorzugsweise mindestens fünfzehn durchtrennte Haltepunkte aufweist.
Alternativ oder ergänzend zu den bereits beschriebenen Ausgestaltungen von aus einem gestanzten Nutzen hergestellten Faltschachteln kann für eine solche erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass eine Breite der durchtrennten Haltepunkte in Richtung einer durch die Haltepunkte unterbrochenen Schnittlinie weniger als das Fünffache der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere weniger als das Dreifache der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere weniger als das Doppelte der Materialstärke der Materialstärke des verwendeten Bogens, insbesondere weniger als die Materialstärke der Materialstärke des verwendeten Bogens, vorzugsweise weniger als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens beträgt. Die Breite eines durchtrennten Haltepunkts kann somit beispielsweise kleiner als 2.0 mm, insbesondere kleiner als 1.0 mm, vorzugsweise kleiner als 0.5 mm, ganz bevorzugt kleiner als 0.25 mm gewählt werden, um eine optisch ansprechende Faltschachtel zu erhalten, die sich effizient maschinell befüllen lässt.
Schließlich sind zur Lösung einer der genannten Teilaufgaben, nämlich der Nutzung einer Kodierungsmöglichkeit, erfindungsgemäß bei einer Verwendung einer Faltschachtel die Merkmale des nebengeordneten, auf eine Verwendung gerichteten Anspruchs vorgesehen. Somit kann zum Zwecke der Ermittlung eines Sicherheitsmerkmals erfindungsgemäß bei einer Verwendung einer Faltschachtel, insbesondere einer Faltschachtel mit erfindungsgemäßen Merkmalen wie hierin beschrieben, vorgesehen sein, dass eine mittels Haltepunkten kodierte Information anhand einer Begutachtung der Faltschachtel oder anhand eines Photos oder Videos der Faltschachtel ausgelesen wird. Von Vorteil ist dabei, dass das Auslesen insbesondere automatisiert und mit hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden kann, vergleichbar mit dem Auslesen von aufgedruckten Strich- oder QR-Codes. Damit lässt sich beispielsweise auch beim Befüllen und Verpacken der Faltschachteln, eine vollständige Rückverfolgbarkeit der Faltschachteln sicherstellen.
Abschließend seien hier noch einige wesentliche Vorteile aufgezählt, die die vorliegende Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik auszeichnen:
Die Erfindung ermöglicht unter anderem

– die Ausnutzung einer hohen Anzahl an Haltepunkten, ohne eine nachteilige Beeinflussung des Trennens der Nutzen von dem Bogen;
– eine hohe Stabilität der Bögen und damit eine hohe Laufleistung der Stanzmaschine;
– das Stanzen von BB-Bögen bei hoher Laufleistung, welche mit im Stand der Technik bekannten Verfahren nicht wirtschaftlich fertigbar sind;
– die Vermeidung von erschwertem Herauslösen aufgrund zu großer Haltepunkte;
– eine glatte Rückseite der Bögen ohne Hervorhebungen im Bereich von Haltepunkten;
– generell höhere Laufleistungen (d. h. Maschinendurchsatz in Bögen/h), bei Vermeidung von Bogenabrissen und Nacharbeit sowie von Rissen in bedruckten Kartonoberseiten;
– ein im Vergleich zu Bögen mit großen Haltepunkten vereinfachtes Entnehmen der Bögen aus einer Stanzmaschine ohne dass die Bögen dabei zerfallen;
– ein vereinfachtes Trennen der Nutzen vom Bogenrand;
– das Vermeiden des Liegenbleibens von abgetrennten Abfallteilen in der Stanzmaschine sowie von dadurch verursachten Rillerbrüchen, insbesondere für Kartonbögen mit einer hohen Anzahl an (Loch-)Ausstanzungen (beispielsweise > 800/Bogen); im Gegensatz zu im Stand der Technik bekannten Verfahren werden dadurch bestimmte Nutzen-Layouts mit einer hohen Anzahl an Lochausstanzungen überhaupt erst fertigbar;
– ein Umordnen von Haltepunkten ohne einen teuren Austausch des Schneidwerkzeugs durch Austausch der vergleichsweise günstigen Stanzplatte;
– die Vermeidung von Schneidwerkzeugwechseln bei Wechsel des Bogenmaterials, was Kosten und Zeit für die Umrüstung spart;
– geringere Kosten für die Herstellung von Stanzplatten;
– die Erhöhung der Anzahl an Haltepunkten pro Nutzen im Vergleich zu im Stand der Technik bekannten Verfahren;
– eine verdeckte Kodierung von Nutzen/Faltschachteln als Sicherheitsmerkmal, beispielsweise durch Variation der Position und oder Länge/Form/Anzahl an Haltepunkten;
– das Vermeiden größerer Ausbuchtungen an Schnittkanten durch die sehr kleine Ausgestaltung der Haltepunkte;
– eine im Vergleich zum Stand der Technik höhere Genauigkeit bei einer Anlage eines Nutzens in einem Magazin einer Verpackungsmaschine;
– einen geringeren Kraftaufwand für das Trennen der Nutzen und/oder
– einen flexiblen Einsatz von Stanzplatten auch für unterschiedliche Materialdicken, ohne aufwendige Nachbearbeitung von Ausnehmungen in Stanzmessern oder Stanzplatten;

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des jeweiligen Ausführungsbeispiels. Insbesondere können somit Ausbildungen der Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der allgemeinen Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen gewonnen werden.
Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf einen Bogen mit Nutzen, die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gestanzt worden sind,
2 die Draufsicht auf einen einzelnen dieser Nutzen, nach Heraustrennen aus dem Bogen,
3 die Draufsicht auf eine Stanzplatte mit erfindungsgemäß gestalteten Perforationen,
4 eine Detailansicht dreier Perforationen der in 3 dargestellten Stanzplatte,
5 einen Längsschnitt entlang der Linie D-D durch eine der erfindungsgemäßen Perforationen der in 3 dargestellten Stanzplatte, sowie
6 einen Querschnitt durch die in 3 dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Stanzplatte entlang der Linie E-E.
1 zeigt einen mit 2 bezeichneten Bogen, der eine rechteckige Grundform aufweist, mit einer langen Seite 7 sowie einer kurzen Seite 8. In dem Bogen 2 sind durch Stanzen insgesamt neun jeweils mit 1 bezeichnete Nutzen definiert worden, die durch Schnittlinien 5 von dem umgebenden Bogen oder von benachbarten Nutzen 1 getrennt sind. Wie durch die Querstriche in 1 angedeutet, sind manche dieser Schnittlinien durch mehrere Haltepunkte 4 unterbrochen, d. h. an diesen Stellen besteht auch nach dem Stanzen noch eine Verbindung zwischen dem jeweiligen Nutzen und dem umgebenden Bogen 2 beziehungsweise einem benachbarten Nutzen 1.
Der große Pfeil ganz links in 1 veranschaulicht eine Gesamtzugkraft, die aufgrund einer Förderung des Bogens 2 durch eine Stanzmaschine auf den Bogen 2 wirkt. Diese Gesamtzugkraft teilt sich auf in einzelne Zugkräfte 3, jeweils dargestellt durch die kleineren Pfeile innerhalb des Bogens 2, die jeweils auf die einzelnen Nutzen 1 wirken.
Erfindungsgemäß ist ein einzelner der dargestellten Haltepunkte 4 gerade so ausgestaltet, dass die von ihm bereitgestellte Haltekraft gerade nicht ausreicht, um die auf den Nutzen 1 wirkende Zugkraft 3 aufzufangen. Da jedoch mehrere dieser Haltepunkte 4 entlang einer Schnittlinie 5 eines Nutzens 1 verteilt angebracht sind, kann der Nutzen 1 dennoch mit hoher Geschwindigkeit durch die Stanzmaschine gefördert werden, ohne dass es zu einem Abriss eines der Nutzen 1 von dem Bogen 2 oder von einem benachbarten Nutzen 1 kommt.
Wie in 2 gezeigt, kann ein einzelner Nutzen 1 neben den ihn begrenzenden Schnittlinien 5, welche insbesondere eine Außenkontur des Nutzens definieren können, weitere Falzlinien 6 aufweisen, die gleichzeitig mit den Schnittlinien 5 beim Stanzen in den Bogen 2 eingebracht werden. Ferner können auch innerhalb der Außenkontur sogenannte Couponperforationen (in 2 nicht gezeigt) mittels erfindungsgemäß ausgestalteten Haltepunkten eingebracht werden.
Der in 2 gezeigte Nutzen 1, dargestellt nach dem Heraustrennen des Nutzens aus dem Bogen 2, veranschaulicht, wie erfindungsgemäß eine Reihe von Haltepunkten 4 an einer den Nutzen 1 begrenzenden Schnittlinie 5 angeordnet werden können. So ist die ganz links dargestellte Schnittlinie 5, welche der langen Seite 7 des Bogens 2 zugewandt ist, durch insgesamt 21 äquidistant angeordnete Haltepunkte 4 unterbrochen. Durch diese hohe Anzahl an Haltepunkten entlang der vorderen Schnittlinie 5 kann ein einzelner dieser Haltepunkte eine Haltekraft zur Verfügung stellen, die sehr viel kleiner als die auf den Nutzen 1 wirkende Zugkraft 3 ist. Somit wird verständlich, dass die Haltekraft eines einzelnen Haltepunkts 4 insbesondere zweimal, dreimal, viermal, siebenmal oder gar bis zu elfmal kleiner als die auf den Nutzen wirkende Zugkraft 3 gewählt werden kann. Die Anpassung der von einem einzelnen Haltepunkt 4 bereitgestellten Haltekraft kann im einfachsten Fall dadurch geschehen, dass eine Breite w des Haltepunkts in Richtung einer von ihm durchbrochenen Schnittlinie 5 und damit seine Querschnittsfläche A = t·w variiert wird, mit t der Materialstärke des Bogens 2.
Im rechten Bereich der 2 sind mehrere gestrichelte Linien gezeichnet. Die beiden oberen gestrichelten Linien illustrieren einen Abstand 10 zwischen Mittelpunkten von zwei benachbarten Haltepunkten 4. Die beiden langen gestrichelten Linien definieren dagegen eine Länge derjenigen Schnittlinie 5, die am äußeren rechten Rand des Nutzens 1 ausgebildet ist und die geradlinig verläuft. Hierbei wird die Länge der Schnittlinie 5 gemessen ausgehend von einem ersten Haltepunkt 4, dargestellt durch den obersten Querstrich in 2, bis zu einem letzten Haltepunkt 4, der dem untersten Querstrich entspricht, welcher in Richtung der unteren gestrichelten Linie verläuft. Bei einer beispielsweise geschwungenen Schnittlinie 5 würde dagegen die Länge durch den Verlauf dieser Schnittlinie 5 bestimmt.
Der in 2 mit 10 bezeichnete Abstand zweier Mittelpunkte von benachbarten Haltepunkten 4 kann erfindungsgemäß in Abhängigkeit der Materialstärke t des verwendeten Bogens 2 gewählt werden. Dabei kann dieser Abstand 10 erfindungsgemäß, wie bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, für alle Haltepunkte 4 gleich oder aber nur für einzelne der an einem Nutzen 1 ausgebildeten Haltepunkte 4 gewählt werden. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite eines einzelnen Haltepunkts w = 0.3 mm, der Abstand zwischen benachbarten Haltepunkten d = 5 mm und die Materialstärke des Bogens t = 0.4 mm.
Anhand der 2 ist auch ersichtlich, wie erfindungsgemäß Haltepunkte 4, also insbesondere mindestens drei Haltepunkte 4, mit einem wohldefinierten durchschnittlichen Abstand, jeweils gemessen zwischen Mittelpunkten von Haltepunkten 4, angeordnet werden können. Dabei müssen nicht wie in 2 dargestellt alle Haltepunkte 4 entlang einer Schnittlinie 5 den gleichen durchschnittlichen Abstand aufweisen. Vielmehr kann, wie bereits weiter oben beschrieben, der durchschnittliche Abstand durch einen Quotienten berechnet werden, sodass Abstände zwischen Mittelpunkten benachbarter Haltepunkte 4 entlang einer Schnittlinie variieren können. Beispielsweise könnte bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel jeder dritte Haltepunkt 4 ausgelassen werden, wodurch sich zwei unterschiedliche Werte für diese Abstände ergäben.
Dieses Aus- beziehungsweise Weglassen von einzelnen Haltepunkten führt zu einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, nämlich der Möglichkeit durch Variation der Lage Position, Anzahl, Form oder einer kombinierten Variation dieser Merkmale eine Kodierung des Nutzens 1 vorzunehmen.
Beispielsweise kann bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die ganz rechts befindliche Schnittlinie 5 und die an ihr ausgebildeten 21 Haltepunkte 4 als eine binäre Kodierung aufgefasst werden, bei welcher jeder der einzelnen 21 Haltepunkte 4 genau einer Stelle eines 21-stelligen Binär-Codes entspricht. Eine binäre „0” könnte beispielsweise durch das Nichtvorhandensein eines Haltepunkts 4 und eine binäre „1” durch das Ausgestalten eines Haltepunkts 4 an den durch Querstriche in der 2 dargestellten Stellen kodiert werden.
Eine alternative Möglichkeit bestünde beispielsweise darin, Haltepunkte 4 jeweils von den durch Querstriche in 2 definierten Positionen zu verschieben, zum Beispiel durch ein seitliches Versetzen des Haltepunkts 4 in Bezug auf diese Positionen. Ein Übereinstimmen der realen Position des Haltepunkts 4 mit der durch die Querstriche vorgegebenen Position könnte somit als binäre „1” und ein Abweichen der realen Position des Haltepunkts 4 von der durch Querstriche definierten Stelle als eine binäre „0” interpretiert werden.
Der in 2 gezeigte Nutzen 1 weist insgesamt 42 Haltepunkte 4 auf. Eine derart hohe Anzahl an Haltepunkten ist im Stand der Technik nicht vorgesehen, da die im Stand der Technik verwendeten Haltepunkte typischerweise so groß sind, dass eine derart hohe Anzahl zu einem sehr erschwerten Herauslösen des Nutzens aus dem Bogen 2 führen würde. Durch die erfindungsgemäß besonders kleine und feine Ausgestaltung der Haltepunkte 4 kann dagegen auch bei einer solch hohen Anzahl an Haltepunkten 4 ein einfaches und reproduzierbares Herauslösen des Nutzens 1 aus dem Bogen 2 gewährleistet werden.
3 zeigt eine Stanzplatte 11, bei der mehrere erfindungsgemäße Perforationen 12 ausgebildet sind. Die in 3 mit E-E bezeichnete Schnittlinie 5 ist dadurch definiert, dass beim Stanzen ein entsprechendes Stanzmesser entlang dieser Schnittlinie 5 bei dazwischen angeordnetem Bogen 2 an die Stanzplatte 11 angepresst wird, um einen Nutzen 1 aus dem Bogen 2 heraus zu stanzen. Wie 3 zeigt, sind die durchgehenden Perforationen 12 quer zu dieser Schnittlinie 5 angeordnet. Hierbei sind die Perforationen 12 in Draufsicht als längliche Schlitze ausgebildet, welche die Stanzplatte 11, das heißt insbesondere ein an der Stanzplatte 11 ausgebildetes Stanzblech, durchbrechen, wie in 6 illustriert ist. Dies ist auch anhand des in 5 gezeigten Längsschnitts durch eine der Perforationen 12 der in 3 dargestellten Stanzplatte 11 ersichtlich.
4 zeigt eine vergrößerte Draufsicht des in 3 mit „Detail” bezeichneten Bereichs der Schnittlinie 5. Die drei in Form von Schlitzen und benachbart sowie kollinear ausgestalteten Perforationen 12 zeigen alle eine gemeinsame Breite 13, die erfindungsgemäß abhängig von der Materialstärke des Bogens 2 gewählt werden kann. Diese Breite 13 der Perforationen 12 ist in 4 senkrecht zur Schnittlinie 5 bestimmt. Zur Bestimmung des Abstandes 10 zwischen Mittelpunkten zweier benachbarter Perforationen 12 sind Mittelpunktlinien eingezeichnet, welche senkrecht zu der in 3 gezeigten Schnittlinie 5 verlaufen. Ebenfalls gezeigt ist eine Möglichkeit der Bestimmung der Länge 14 einer Perforation 12. Anhand der 3 und 4 ist zudem ersichtlich, dass erfindungsgemäß die Perforationen in der Stanzplatte 11 insbesondere derart gestaltet werden können, dass diese quer, insbesondere senkrecht, zu einer Schnittlinie 5 verlaufen und/oder insbesondere über diese Schnittlinie 5 hinausgehen.
Wie bereits weiter oben beschrieben, können erfindungsgemäß die Perforationen 12 auch durch Ausnehmungen ersetzt werden, die in die Stanzplatte 11 eingebracht werden. Beispielsweise kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die in den 3 und 4 mit 12 bezeichneten Strukturen als Ausnehmungen mit einer wohldefinierten Tiefe in die Stanzplatte 11 eingefräst werden. Hierbei ist erfindungsgemäß eine genaue Kontrolle der Breite 13 der dann vorliegenden Ausnehmungen vorgesehen, um die Form, insbesondere die Querschnittsfläche, und damit die Haltekraft der jeweiligen Haltepunkte 4 genau kontrollieren zu können.
Anhand der 3 ist auch ersichtlich, wie durch einen einfachen Austausch und/oder durch eine Nachbearbeitung der Stanzplatte 11 Merkmale von Haltepunkten 4 wie deren Anzahl, ihre Anordnung, ihre Form, ihre Abstände, ihre Dichte oder einer Kombination dieser Merkmale verändert werden kann. Beispielsweise könnte durch eine Nachbearbeitung die Breite einer der in 3 dargestellten Perforationen 12 nachträglich vergrößert werden, wodurch sich die Form, insbesondere ein nach dem Heraustrennen des Nutzens 1 aus dem Bogen 2 untersuchbarer Querschnitt eines durchtrennten Haltepunkts 4, verändert werden könnte.
Die in 2 ganz links ausgebildete Schnittlinie 5, die insgesamt von 21 Haltepunkten 4 unterbrochen ist, stellt genau genommen die linke Begrenzung einer an dem dargestellten Nutzen 1 ausgebildeten Klebelasche dar. Somit ist ein Beispiel illustriert, wie mithilfe eines in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Nutzen 1 durch einfaches Falten entlang der Falzlinien 6 sowie durch Verkleben von Klebelaschen eine erfindungsgemäße Faltschachtel hergestellt werden kann. Es versteht sich, dass auch an dieser Faltschachtel die durchtrennten Haltepunkte 4, die entlang der Schnittlinie 5 der beschriebenen Klebelasche ausgebildet sind, analysiert werden können. Somit kann durch eine einfache visuelle Begutachtung der Faltschachtel oder eines Fotos der Faltschachtel oder auch automatisiert, beispielsweise durch ein Kamerasystem, insbesondere ein Videosystem, eine mittels der Haltepunkte 4 kodierte Information ausgelesen werden. Damit ist eine neue, noch nicht im Stand der Technik bekannte, Verwendung einer Faltschachtel beschrieben.
Zur Verbesserung der Transportfähigkeit von Bögen 2 aus faltbarem Material bei der Förderung durch Stanzmaschinen wird eine neue Form der Ausgestaltung von Haltepunkten 4 vorgeschlagen, die beim Stanzen des Bogens 2 erzeugte Nutzen 1 mit dem umgebenden Bogen 2 oder mit benachbarten Nutzen 1 verbinden (vgl. 1). Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, die Haltepunkte 4 einerseits so klein und fein auszugestalten, dass ein einzelner Haltepunkt 4 eine Haltekraft bereit stellt, die nicht ausreicht, um eine bei der Förderung des Bogens 2 auf den Nutzen 1 wirkende Zugkraft 3 zu kompensieren, andererseits die Haltepunkte 4 jedoch in hoher Anzahl, zumindest jedoch mit Mindestabständen oder, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, mit einer gewissen Dichte, entlang von Schneidlinien anzuordnen, welche den Nutzen 1 von dem umgebenden Bogen 2 oder von benachbarten Nutzen 1 trennen. Durch diese Ausgestaltungen kann eine zügige Förderung des Bogens 2 bei gleichzeitig einfachem Heraustrennen der Nutzen 1 erreicht werden. Aufgrund der hohen Anzahl an Haltepunkten 4 wird es zudem möglich, die Nutzen 1 mittels der Haltepunkte 4 zu kodieren.
Bezugszeichenliste

1: Nutzen
2: Bogen
3: Zugkraft
4: Haltepunkt
5: Schnittlinie
6: Falzlinie
7: lange Seite
8: kurze Seite
9: Länge einer Schnittlinie
10: Abstand zwischen Mittelpunkten
11: Stanzplatte
12: Perforation
13: Breite einer Perforation/Breite einer Ausnehmung
14: Länge einer Perforation/Länger einer Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20314293 U1 [0006, 0006]

Claims

Verfahren zum maschinellen Stanzen mindestens eines Nutzens (1) aus einem Bogen (2) aus faltbarem Material, wobei der Bogen (2) durch eine Stanzmaschine gefördert wird, wobei aufgrund der Förderung des Bogens (2) durch die Stanzmaschine eine Zugkraft (3) auf den mindestens einen Nutzen wirkt und wobei der mindestens eine Nutzen (1) nach dem Stanzen durch Haltepunkte (4) mit dem Rest des Bogens (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haltepunkt (4) des mindestens eines Nutzens (1) eine Haltekraft bereitstellt, welche kleiner als die Zugkraft (3) ist, insbesondere wobei eine Summe der Haltekräfte von entlang einer vorzugsweise geraden Schnittlinie (5) angeordneten Haltepunkten (4) größer als die Zugkraft (3) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekraft mehr als zweimal kleiner, insbesondere mehr als dreimal kleiner, insbesondere mehr als viermal kleiner, insbesondere mehr als fünfmal kleiner, vorzugsweise mehr als neunmal kleiner als die Zugkraft (3) gewählt wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Nutzen (1) mit mindestens drei Haltepunkten (4) versehen wird, wobei vorzugsweise für mindestens drei Haltepunkte (4) der jeweilige Abstand vom Mittelpunkt des Haltepunkts (4) zum Mittelpunkt eines benachbarten eine gemeinsame Schnittlinie (5) unterbrechenden Haltepunkts (4), kleiner als das Dreißigfache, insbesondere kleiner als das Zwanzigfache, vorzugsweise kleiner als das Zehnfache, besonders bevorzugt kleiner als das Fünffache der Materialstärke des Bogens (2) gewählt wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Nutzen (1) mit mindestens drei Haltepunkten (4) versehen wird, wobei ein durchschnittlicher Abstand zwischen, vorzugsweise mindestens drei, Haltepunkten (4), kleiner als das Dreißigfache, insbesondere kleiner als das Zwanzigfache, vorzugsweise kleiner als das Zehnfache, besonders bevorzugt kleiner als das Fünffache der Materialstärke des Bogens (2) gewählt wird, insbesondere wobei der durchschnittliche Abstand bestimmt ist durch einen Quotienten aus einer Länge einer Schnittlinie (5) zwischen einem ersten Haltepunkt (4) und einem letzten Haltepunkt (4) und der um eins verminderten Anzahl an Haltepunkten (4) an und entlang dieser Länge der Schnittlinie (5), aufsummiert von dem ersten bis zu dem letzten Haltepunkt (4).
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den mindestens einen Nutzen (1) eine Anzahl von mindestens fünf, insbesondere mindestens zehn, insbesondere mindestens zwanzig, insbesondere mindestens dreißig, insbesondere mindestens vierzig, vorzugsweise mindestens fünfzig Haltepunkten gewählt wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den mindestens einen Nutzen eine Breite eines Haltepunkts (4) in Richtung einer durch den Haltepunkt (4) unterbrochenen Schnittlinie (5) kleiner als das Fünffache, insbesondere kleiner als das Dreifache, insbesondere kleiner als das Doppelte der Materialstärke, insbesondere kleiner als die Materialstärke, vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens (2) gewählt wird.
Vorrichtung zum Stanzen mindestens eines Nutzens aus einem Bogen (2) aus faltbarem Material, wobei die Vorrichtung den mindestens einen Nutzen (1) so stanzt, dass dieser durch Haltepunkte (4) mit dem Rest des Bogens (2) verbunden ist, mit Stanzmessern, die zum Stanzen des Bogens (2) an eine Stanzplatte (11) bei dazwischen angeordnetem Bogen (2) anpressbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (11) zu Haltepunkten (4) korrespondierende Perforationen (12) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der Perforationen (12) in Richtung einer durch ein Stanzmesser definierten Schnittlinie (5) kleiner als das Fünffache, insbesondere kleiner als das Dreifache, insbesondere kleiner als das Doppelte der Materialstärke, insbesondere kleiner als die Materialstärke, vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens (2) ist.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 oder nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (11) in einer den Stanzmessern gegenüberliegenden Oberfläche zu gewünschten Haltepunkten (4) korrespondierende Ausnehmungen aufweist und dass eine Breite der Ausnehmungen in Richtung einer durch ein Stanzmesser definierten Schnittlinie (5) kleiner als das Fünffache, insbesondere kleiner als das Dreifache, insbesondere kleiner als das Doppelte der Materialstärke, insbesondere kleiner als die Materialstärke, vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens (2) ist.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 7 oder nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (11) zu Haltepunkten (4) korrespondierende Perforationen (12) und/oder korrespondierende Ausnehmungen aufweist und/oder dass eine Breite der Perforationen (13) und/oder eine Breite der Ausnehmungen (13) in Richtung einer durch ein Stanzmesser definierten Schnittlinie (5) weniger als 2.0 mm, insbesondere weniger als 1.0 mm, vorzugsweise weniger als 0.5 mm, ganz bevorzugt weniger als 0.25 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen (12) und/oder die Ausnehmungen in die Stanzplatte (11) mittels Laserbearbeitung eingebracht sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für den Bogen (2) Papier, Karton, Wellpappe, oder Kunststoff verwendet wird.
Verfahren zur Kodierung eines gestanzten und Haltepunkte aufweisenden Nutzens, insbesondere eines Nutzens hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung der Haltepunkte und/oder eine Form der Haltepunkte und/oder eine Anzahl der Haltepunkte oder eine Kombination dieser Merkmale der Haltepunkte zur Kodierung des Nutzens verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmale der Haltepunkte durch Austausch und/oder durch Nachbearbeitung einer oder der Stanzplatte verändert werden.
Vorrichtung zum Stanzen von Nutzen mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder zum Kodieren von Nutzen mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 bis 14.
Faltschachtel, hergestellt aus einem Nutzen, der mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder 13 oder 14 und/oder mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12 gestanzt und/oder kodiert ist.
Faltschachtel, hergestellt aus einem gestanzten Nutzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltschachtel an durch Stanzen erzeugten Schnittlinien mindestens fünf, vorzugsweise mindestens 10, ganz bevorzugt mindestens 15 durchtrennte Haltepunkte aufweist, vorzugsweise wobei für mindestens drei dieser durchtrennten Haltepunkte der jeweilige Abstand vom Mittelpunkt des durchtrennten Haltepunkts zum Mittelpunkt eines durchtrennten, benachbarten, eine gemeinsame Schnittlinie unterbrechenden, Haltepunkts, weniger als das Dreißigfache, insbesondere weniger als das Zwanzigfache, vorzugsweise weniger als das Zehnfache, besonders bevorzugt weniger als das Fünffache der Materialstärke des Nutzens beträgt.
Faltschachtel hergestellt aus einem gestanzten Nutzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltschachtel an durch Stanzen erzeugten Schnittlinien mindestens fünf durchtrennte Haltepunkte aufweist, vorzugsweise wobei ein durchschnittlicher Abstand zwischen mindestens drei durchtrennten Haltepunkten weniger als das Dreißigfache, insbesondere weniger als das Zwanzigfache, vorzugsweise weniger als das Zehnfache, besonders bevorzugt weniger als das Fünffache der Materialstärke des Nutzens beträgt, insbesondere wobei der durchschnittliche Abstand bestimmt ist durch einen Quotienten aus einer Länge einer Schnittlinie zwischen einem ersten durchtrennten Haltepunkt und einem letzten durchtrennten Haltepunkt und der um eins verminderten Anzahl an durchtrennten Haltepunkten an und entlang dieser Länge der Schnittlinie, aufsummiert von dem ersten bis zu dem letzten durchtrennten Haltepunkt.
Faltschachtel hergestellt aus einem gestanzten Nutzen oder nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltschachtel mindestens fünf, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens acht, insbesondere mindestens zehn, vorzugsweise mindestens fünfzehn durchtrennte Haltepunkte aufweist.
Faltschachtel hergestellt aus einem gestanzten Nutzen oder nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der durchtrennten Haltepunkte in Richtung einer durch die Haltepunkte unterbrochenen Schnittlinie weniger als das Fünffache, insbesondere weniger als das Dreifache, insbesondere weniger als das Doppelte der Materialstärke, insbesondere weniger als die Materialstärke, vorzugsweise weniger als die Hälfte der Materialstärke des verwendeten Bogens (2) beträgt.
Verwendung einer Faltschachtel, insbesondere nach einem der Ansprüche 17 bis 20, zur Ermittlung eines Sicherheitsmerkmals, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittels Haltepunkten kodierte Information anhand einer Begutachtung der Faltschachtel oder anhand eines Photos oder Videos der Faltschachtel ausgelesen wird.