DE102016109980A1

DE102016109980A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel

Info

Publication number: DE102016109980A1
Application number: DE102016109980.5A
Authority: DE
Inventors: Felix Breitmar
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Combibloc Services AG
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-10-05
Also published as: WO2017174347A1; CN109311548B; WO2017174321A1; DE102016110008A1; EP3439970B1; US11203448B2; WO2017174280A1; CN108883847A; WO2017174318A1; CN108883845B; EP3581507A1; CN109311548A; US20190112081A1; DE102016109995A1; ES2793015T3; EP3439972A1; PL3439964T3; ES2792086T3; WO2017174497A1; CN108883850B

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (24) zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen (16) mit schrägem Giebel, umfassend: eine Fördereinrichtung (19) mit daran befestigten Zellen (20) zur Aufnahme der Verpackungen (16), wenigstens einen Giebelfalter (25) zum Falten einer Flossennaht (17) im Giebelbereich der Verpackungen (16), und wenigstens zwei Ohrenfalter (26A, 26B) zum Falten von Ohren (15) im Giebelbereich der Verpackungen (16). Um auch bei Verpackungen (16) mit schrägem Giebel eine schnelle und zuverlässige Formung des Giebels zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass sowohl der Giebelfalter (25) als auch die Ohrenfalter (26A, 26B) relativ zu der Fördereinrichtung (19) und den damit transportierten Verpackungen (16) beweglich gelagert sind. Dargestellt und beschrieben ist zudem ein Verfahren zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen (16) mit schrägem Giebel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel, umfassend: eine Fördereinrichtung mit daran befestigten Zellen zur Aufnahme der Verpackungen, wenigstens einen Giebelfalter zum Falten einer Flossennaht im Giebelbereich der Verpackungen, und wenigstens zwei Ohrenfalter zum Falten von Ohren im Giebelbereich der Verpackungen.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen von Verpackungen mit schrägen Giebeln, b) Falten der Flossennaht im Giebelbereich der Verpackungen durch einen Giebelfalter, und c) Falten der Ohren im Giebelbereich der Verpackungen durch zwei Ohrenfalter.
Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten Materialien hergestellt werden. Eine weit verbreitete Möglichkeit der Herstellung besteht darin, aus dem Verpackungsmaterial einen üblicherweise Faltlinien (auch „Rilllinien” genannt) aufweisenden Zuschnitt herzustellen, aus dem durch Falten und weitere Schritte zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht. Diese Variante hat unter anderem den Vorteil, dass die Zuschnitte sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden als die Faltung und Befüllung der Packungsmäntel erfolgt. Als Material werden häufig Verbundstoffe eingesetzt, beispielsweise ein Verbund aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall. Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung.
Verpackungen, die aus Zuschnitten hergestellt werden, sind beispielsweise aus der WO 2009/141389 A2 und der DE 38 35 390 A1 bekannt. Diese Verpackungen weisen überwiegend Giebelflächen auf, die beidseitig unter einem identischen Winkel zur Mitte hin ansteigen und somit symmetrisch geformt sind. Die Flossennaht bildet daher – jedenfalls bevor sie umgeklappt wird – die höchste Stelle der Verpackung.
Bei der Herstellung derartiger Verpackungen liegt eine Herausforderung darin, abstehende Bereiche wie Nähte oder „Ohren” an die Verpackung anzulegen. Bei quaderförmigen Verpackungen ist dies noch recht einfach möglich; eine Maschine hierzu ist beispielsweise aus der EP 0 061 663 A2 bekannt.
Aus Zuschnitten können auch Verpackungen mit asymmetrischem – also insgesamt schrägem – Giebel hergestellt werden. Derartige Verpackungen sind beispielsweise aus der WO 2009/030910 A2 und aus der EP 2 468 641 B1 bekannt. Bei diesen Verpackungen gestaltet sich das Anlegen von abstehenden Bereichen besonders schwierig, da bei derartigen Schräggiebelverpackungen oft nicht die Flossennaht, sondern die hintere Kante des Giebels die höchste Stelle der Verpackung bildet. Dies führt dazu, dass die Flossennaht für Werkzeuge schwieriger zugänglich ist. Insbesondere kann die Flossennaht bei derartigen Verpackungen nicht durch ein feststehendes Werkzeug angelegt werden, an dem die Verpackung vorbeigeführt wird.
In der EP 2 468 641 B1 erfolgt die Formgebung der Verpackung auf einem drehbaren Dornrad mit mehreren Stationen. Die Faltung der Ohren erfolgt zunächst durch feststehende Schienen, an denen die Verpackungen vorbeigeführt werden und anschließend durch bewegliche Faltwerkzeuge. Die Flossennaht im Giebelbereich der Verpackung wird dadurch umgelegt, dass die Verpackung mit dem Giebel voran zwischen zwei feststehende Stützen geschoben wird, bis die Flossennaht an einen ebenfalls feststehenden und schräg verlaufenden Anschlag stößt und dabei umgefaltet wird (Abs. [0068]). Ein Nachteil dieser Vorgehensweise liegt in dem hohen konstruktiven Aufwand. Denn die bereits befüllten und verschlossenen Verpackungen müssen allein zum Zwecke der Formgebung von einem speziell zu diesem Zweck vorgesehenen Dornrad befördert werden. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die meisten Faltvorgänge an feststehenden Faltwerkzeugen stattfinden, an denen die Verpackung vorbeigeführt wird. Dies führt zu ungewünschten Beschleunigungen der Verpackung und ihres empfindlichen Inhalts.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch bei Verpackungen mit schrägem Giebel eine schnelle und zuverlässige Formung des Giebels zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass sowohl der Giebelfalter als auch die Ohrenfalter relativ zu der Fördereinrichtung und den damit transportierten Verpackungen beweglich gelagert sind.
Bei der Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel, insbesondere mit durchgehend schrägem Giebel. (Um-)Geformt werden insbesondere die Flossennaht und die Ohren im Giebelbereich der Verpackung. Bei der Verpackung handelt es sich vorzugsweise um eine Verpackung für Nahrungsmittel, die aus einem Verbundmaterial hergestellt ist. Das Verbundmaterial kann mehrere dünne Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall aufweisen. Die Vorrichtung umfasst zunächst eine Fördereinrichtung mit daran befestigten Zellen zur Aufnahme der Verpackungen. Durch eine Fördereinrichtung (beispielsweise ein Transportriemen, ein Transportband oder eine Transportkette) können hohe Zugkräfte übertragen werden, die es erlauben, eine Vielzahl von Packungsmänteln in konstanten Abständen zueinander zu transportieren. Die Zellen dienen der Aufnahme der Packungsmäntel. Die Packungsmäntel können sowohl durch eine formschlüssige Verbindung als auch durch eine kraftschlüssige Verbindung in den Zellen gehalten werden. Die Fördereinrichtung ist vorzugsweise in einer horizontalen Ebene angeordnet. Die Vorrichtung umfasst zudem wenigstens einen Giebelfalter zum Falten einer Flossennaht im Giebelbereich der Verpackungen. Vorzugsweise ist der Giebelfalter zentral oberhalb der Fördereinrichtung und der darauf transportierten Verpackungen angeordnet. Zudem umfasst die Vorrichtung wenigstens zwei Ohrenfalter zum Falten von Ohren im Giebelbereich der Verpackungen. Vorzugsweise sind die beiden Ohrenfalter oberhalb der Fördereinrichtung und der darauf transportierten Verpackungen beidseitig neben dem Giebelfalter angeordnet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sowohl der Giebelfalter als auch die Ohrenfalter relativ zu der Fördereinrichtung und den damit transportierten Verpackungen beweglich gelagert sind. Mit anderen Worten sollen der Giebelfalter und die Ohrenfalter drehbar, schwenkbar, verschiebbar oder auf andere Weise beweglich gelagert sein. Durch diese konstruktive Maßnahme ist es möglich, dass die für die Formung erforderliche Relativbewegung zwischen den Faltwerkzeugen (also dem Giebelfalter und den Ohrenfaltern) und der Verpackung durch eine Bewegung der Faltwerkzeuge und nicht durch eine Bewegung der Verpackung erreicht wird. Dies hat zur Folge, dass die Verpackung während der Formgebung nicht bewegt werden braucht, so dass die Fördereinrichtung stillstehen kann. Es ist daher ein intermittierender, taktweise Betrieb der Fördereinrichtung möglich. Die Formgebung bei stillstehender Verpackung hat den Vorteil einer besonders einfachen Befüllung der Verpackungen, da die Befülleinrichtung nicht mitbewegt werden braucht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch beweglich gelagerte Faltwerkzeuge auch Verpackungen geformt werden können, bei denen nicht die Flossennaht, sondern die hintere Kante des Giebels die höchste Stelle der Verpackungen bilden. Die Faltwerkzeuge können neben dem Umlegen der Flossennaht und dem Anlegen der Ohren auch dazu genutzt werden, andere Bereiche des Giebels zu formen, beispielsweise die gekrümmte vordere Kante des Giebels.
Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Giebelfalter in einer Ebene beweglich gelagert ist, insbesondere in einer Ebene die durch die Transportrichtung und die Hochrichtung der Verpackungen gebildet wird. Der Giebelfalter soll also nicht lediglich linear verschoben werden können, sondern eine wenigstens zweidimensionale Beweglichkeit aufweisen. In der Bewegungsebene kann der Giebelfalter Translationsbewegungen, Rotationsbewegungen oder Kombinationen aus beidem ausführen (Überlagerung aus Translations- und Rotationsbewegungen). Vorzugsweise wird die Bewegungsebene des Giebelfalters durch die Transportrichtung und die Hochrichtung der Verpackungen gebildet.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Ohrenfalter in einer Ebene beweglich gelagert sind, insbesondere in einer Ebene die durch die Hochrichtung und die Querrichtung der Verpackungen gebildet wird. Auch die Ohrenfalter sollen nicht lediglich linear verschoben werden können, sondern eine wenigstens zweidimensionale Beweglichkeit aufweisen. In der Bewegungsebene können die Ohrenfalter Translationsbewegungen, Rotationsbewegungen oder Kombinationen aus beidem ausführen (Überlagerung aus Translations- und Rotationsbewegungen). Vorzugsweise wird die Bewegungsebene der Ohrenfalter durch die Hochrichtung und die Querrichtung der Verpackungen gebildet.
Nach einer Weiterbildung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass der Giebelfalter zwischen den beiden Ohrenfaltern angeordnet ist. Vorzugsweise sind der Giebelfalter und die Ohrenfalter oberhalb der Fördereinrichtung und der darauf transportierten Verpackungen angeordnet. Indem der Giebelfalter zwischen den beiden Ohrenfaltern angeordnet ist, wird eine besonders kompakte Bauweise erreicht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Anlagen, in denen mehrere parallele Reihen von Verpackungen gleichzeitig bearbeitet werden. Zudem hat sich bei Versuchen herausgestellt, dass der Giebelfalter die Flossennaht auch dann zuverlässig umlegen kann, wenn er nicht die gesamte Breite der Flossennaht abdeckt, sondern etwa die Breite der Verpackung (ohne abstehende Ohren) abdeckt.
Im Hinblick auf den Giebelfalter ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung vorgesehen, dass der Giebelfalter derart beweglich gelagert ist, dass er die Flossennaht im Giebelbereich der Verpackungen in Richtung der Transportrichtung der Verpackungen umlegen kann. Dies soll auch dann möglich sein, wenn die schrägen Giebel der Verpackungen in Richtung der Transportrichtung ansteigen; die Flossennaht soll also „nach oben” umgelegt werden. Dies wird konstruktiv dadurch erreicht, dass der Giebelfalter nicht allein in vertikaler Richtung beweglich ist, sondern auch in Richtung der Transportrichtung der Verpackungen beweglich gelagert ist. Die Bewegungsrichtung des Giebelfalters soll also (jedenfalls auch) eine Bewegungskomponente in Richtung der Transportrichtung der Verpackungen aufweisen, um die Flossennaht in diese Richtung umlegen zu können.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung ist gekennzeichnet durch wenigstens zwei, insbesondere wenigstens vier Giebelfalter zum Falten einer Flossennaht im Giebelbereich der Verpackungen, und wenigstens vier, insbesondere wenigstens acht Ohrenfalter zum Falten von Ohren im Giebelbereich der Verpackungen, wobei jeweils ein Giebelfalter und zwei Ohrenfalter eine Einheit zur Bearbeitung einer Verpackung bilden. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass mehrere Verpackungen gleichzeitig bearbeitet werden können. Hierzu können beispielsweise mehrere parallel verlaufende Transportbänder vorgesehen sein. Vorzugsweise ist jeder Reihe von zu bearbeitenden Verpackungen eine Einheit aus einem Giebelfalter und zwei Ohrenfaltern zugeordnet. Unter einer Einheit wird eine Gruppe von Faltwerkzeugen verstanden, die derart angeordnet sind, dass sie dieselbe Verpackung bearbeiten können.
Zu dieser Ausgestaltung wird weiter vorgeschlagen, dass alle Giebelfalter nebeneinander angeordnet sind und miteinander verbunden sind, und dass alle Ohrenfalter nebeneinander angeordnet sind und miteinander verbunden sind. Alle Giebelfalter sollen also miteinander verbunden sein, beispielsweise durch eine gemeinsame Schiene, an der alle Giebelfalter befestigt sind. Ebenso sollen alle Ohrenfalter miteinander verbunden sein; auch dies kann durch die Befestigung an einer gemeinsamen Schiene erfolgen. Die Verbindung der Giebelfalter hat den Vorteil, dass alle Giebelfalter durch einen gemeinsamen Antrieb synchron bewegt werden können. Ebenso können alle Ohrenfalter aufgrund ihrer Verbindung durch einen gemeinsamen Antrieb synchron bewegt werden.
Die eingangs beschriebene Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen von Verpackungen mit schrägen Giebeln, b) Falten der Flossennaht im Giebelbereich der Verpackungen durch einen Giebelfalter, und c) Falten der Ohren im Giebelbereich der Verpackungen durch zwei Ohrenfalter. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schritten b) und c) sowohl der Giebelfalter als auch die Ohrenfalter relativ zu der Fördereinrichtung und den damit transportierten Verpackungen bewegt werden. Das Bereitstellen der Verpackungen kann insbesondere durch eine Fördereinrichtung in Gestalt eines Transportbandes oder eines Transportriemens oder einer Transportkette mit daran befestigten Zellen zur Aufnahme der Verpackungen erfolgen. Das Transportband bzw. der Transportriemen bzw. die Transportkette ist vorzugsweise in einer horizontalen Ebene angeordnet. Wie bereits im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurde, soll die für die Formung erforderliche Relativbewegung zwischen den Faltwerkzeugen (also dem Giebelfalter und den Ohrenfaltern) und der Verpackung durch eine Bewegung der Faltwerkzeuge und nicht durch eine Bewegung der Verpackung erreicht werden. Dies hat zur Folge, dass die Verpackung während der Formgebung nicht bewegt werden braucht, was einen intermittierenden, taktweisen Betrieb der Fördereinrichtung ermöglicht. Die Formgebung bei stillstehender Verpackung hat den Vorteil, dass auch die Befüllung bei stillstehender Verpackung erfolgen kann und erlaubt zudem die Bearbeitung von Verpackungen, bei denen nicht die Flossennaht, sondern die hintere Kante des Giebels die höchste Stelle der Verpackungen bilden. Vorzugsweise wird das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verpackungen durch eine Fördereinrichtung mit daran befestigten Zellen bewegt werden. Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurde, können durch eine Fördereinrichtung (beispielsweise ein Transportriemen, ein Transportband oder eine Transportkette) hohe Zugkräfte übertragen werden, die es erlauben, eine Vielzahl von Packungsmänteln in konstanten Abständen zueinander zu transportieren. Die Zellen dienen der Aufnahme der Packungsmäntel. Die Packungsmäntel können sowohl durch eine formschlüssige Verbindung als auch durch eine kraftschlüssige Verbindung in den Zellen gehalten werden. Die Fördereinrichtung ist vorzugsweise in einer horizontalen Ebene angeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verpackungen intermittierend bewegt werden. Ein intermittierender, also taktweiser Betrieb hat den Vorteil, dass die Verpackungen kurzzeitig stillstehen und in dieser Phase präziser bearbeitet werden können. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Werkzeuge, welche die Verpackungen bearbeiten, nicht mit den Verpackungen mitbewegt werden brauchen.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Verpackungen während Schritt b) und während Schritt c) stillstehen. Die Schritte b) und c) dienen dazu, die Flossennaht umzulegen und die abstehenden Ohren anzulegen. Diese Schritte sollen möglichst präzise und schnell durchgeführt werden, ohne die Verpackungen hierbei zu beschädigen oder zu deformieren. Diese Anforderungen lassen sich bei stillstehenden Verpackungen einfacher erfüllen als bei sich kontinuierlich bewegenden Verpackungen.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass Schritt b) vor Schritt c) ausgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass Schritt b) und Schritt c) sich zeitlich überschneiden. Vorzugsweise wird die Flossennaht umgelegt (Schritt b), bevor die Ohren an die Verpackung angelegt werden (Schritt c). Ein Vorteil dieser Schrittfolge liegt darin, dass die Ohren leichter angelegt werden können, wenn die Flossennaht bereits umgelegt ist. Dies liegt daran, dass sich die Flossennaht auch bis in den Bereich der Ohren erstreckt. Gleichwohl kann eine zeitliche Überschneidung beider Schritte vorgesehen sein. Insbesondere kann mit dem Anlegen der Ohren bereits begonnen werden, bevor das Umlegen der Flossennaht vollständig beendet ist. Dies ermöglicht eine möglichst schnelle Giebelformung und somit kurze Taktzeiten.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Giebelfalter die Flossennaht im Giebelbereich der Verpackungen in Richtung der Transportrichtung der Verpackungen umlegt. Dies soll auch dann möglich sein, wenn die schrägen Giebel der Verpackungen in Richtung der Transportrichtung ansteigen; die Flossennaht soll also „nach oben” umgelegt werden. Ermöglicht wird dies dadurch, dass der Giebelfalter nicht allein in vertikaler Richtung bewegt wird, sondern auch in Richtung der Transportrichtung der Verpackungen bewegt wird. Die Bewegungsrichtung des Giebelfalters soll also (jedenfalls auch) eine Bewegungskomponente in Richtung der Transportrichtung der Verpackungen aufweisen, um die Flossennaht in diese Richtung umlegen zu können.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist schließlich vorgesehen, dass die Giebelflächen von wenigstens zwei, insbesondere von wenigstens vier Verpackungen gleichzeitig geformt werden. Durch diese Weiterbildung wird erreicht, dass mehrere Verpackungen gleichzeitig bearbeitet werden können. Hierzu können beispielsweise mehrere parallel verlaufende Transportbänder vorgesehen sein. Vorzugsweise ist jeder Reihe von zu bearbeitenden Verpackungen eine Einheit aus einem Giebelfalter und zwei Ohrenfaltern zugeordnet. Unter einer Einheit wird eine Gruppe von Faltwerkzeugen verstanden, die derart angeordnet sind, dass sie dieselbe Verpackung bearbeiten können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1A: einen Zuschnitt zum Falten eines Packungsmantels,
1B: einen Packungsmantel, der aus dem in 1A gezeigten Zuschnitt gebildet ist, im flach gefalteten Zustand in einer Vorderansicht,
1C: den Packungsmantel aus 1B in einer Rückansicht,
1D: den Packungsmantel aus 1B und 1C im aufgefalteten Zustand,
1E: den Packungsmantel aus 1B bis 1D mit geschlossenem Boden,
1F: den Packungsmantel aus 1B bis 1E mit vorgefalteten Giebelflächen,
1G: eine Verpackung, die aus dem in 1B bis 1F gezeigten Packungsmantel hergestellt ist, mit ungeformtem Giebel,
1H: die Verpackung aus 1G mit geformtem Giebel,
2: eine Anlage zum Befüllen und Verschließen von Verpackungen in einer Seitenansicht,
3A: eine erfindungsgemäße Vorrichtung 24 zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel in einer offenen Stellung in Seitenansicht,
3B: die Vorrichtung aus 3A in einer Vorderansicht,
3C: eine erfindungsgemäße Vorrichtung 24 zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel in einer halb geschlossenen Stellung in Seitenansicht,
3D: die Vorrichtung aus 3C in einer Vorderansicht,
3E: eine erfindungsgemäße Vorrichtung 24 zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel in einer geschlossenen Stellung in Seitenansicht, und
3F: die Vorrichtung aus 3E in einer Vorderansicht.
1A zeigt einen Zuschnitt 1 zum Falten eines Packungsmantels. Der Zuschnitt 1 kann mehrere Lagen unterschiedlicher Materialien umfassen, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Der Zuschnitt 1 weist mehrere Faltlinien 2 auf, die das Falten des Zuschnitts 1 erleichtern sollen und den Zuschnitt 1 in mehrere Flächen aufteilen. Der Zuschnitt 1 kann in eine Mantelfläche 3, Bodenflächen 4, Giebelflächen 5 und eine Siegelfläche 6 unterteilt werden. Die Bodenflächen 4 und die Giebelflächen 5 umfassen jeweils Rechtecksflächen 7, 7B, 7G und Dreiecksflächen 8. Die Giebelflächen 5 umfassen zudem eine zentral angeordnete Giebelhauptfläche 9. Die Mantelfläche 3 erstreckt sich – abgesehen von der Siegelfläche 6 – über die gesamte Breite des Zuschnitts 1. Aus dem Zuschnitt 1 kann ein Packungsmantel gebildet werden, indem der Zuschnitt 1 derart gefaltet wird, dass die Siegelfläche 6 mit dem gegenüberliegenden Ende der Mantelfläche 3 verbunden, insbesondere verschweißt wird.
Der in 1A gezeigte Zuschnitt 1 weist im Bereich der Mantelfläche 3 zwei Scheinfaltlinien 10 auf. Die beiden Scheinfaltlinien 10 verlaufen parallel zueinander und verlaufen durch einen Berührungspunkt SB von drei benachbarten Dreiecksflächen 8 der Bodenfläche 4 und durch einen Berührungspunkt SG von drei benachbarten Dreiecksflächen 8 der Giebelflächen 5. Durch die Scheinfaltlinien 10 wird die Mantelfläche 3 in einen inneren Teilbereich 3A und in zwei äußere Teilbereiche 3B geteilt. Der innere Teilbereich 3A liegt zwischen beiden Scheinfaitlinien 10 und die äußeren Teilbereiche 3B liegen außerhalb der beiden Scheinfaltlinien 10.
Während die Bodenfläche 4 eine Länge L4 aufweist, die über die gesamte Breite des Zuschnitts 1 konstant ist, nimmt die Länge der Giebelfläche 5 unterschiedliche Werte ein. Angrenzend an die äußeren Teilbereiche 3B der Mantelfläche 3 weist die Giebelfläche 5 eine verringerte Länge L5_min auf. Angrenzend an den inneren Teilbereich 3A der Mantelfläche 3 (also im Bereich der Giebelhauptfläche 9) weist die Giebelfläche 5 hingegen eine vergrößerte Länge L5_max auf. Diese Gestaltung führt dazu, dass der innere Teilbereich 3A eine geringere Höhe aufweist als die äußeren Teilbereiche 3B. Für die herzustellende Packung ergibt sich daraus ein geneigter, schräg nach vorn abfallender Giebelbereich.
Die Rechtecksflächen 7B im Bodenbereich des Zuschnitts sind rechteckig. Die beiden äußeren Rechtecksflächen 7G im Giebelbereich des Zuschnitts sind ebenfalls rechteckig. Die mittlere Giebelhauptfläche 9 ist hingegen nicht exakt rechteckig; sie ist stattdessen mit einer wenigstens abschnittsweise konvex gebogenen Vorderkante 11 gebildet. In den oberen Eckbereichen der Giebelhauptfläche 9 erkennt man zwei gebogene Prägelinien 12, die der Giebelhaupfläche 9 eine an eine Ellipse erinnernde Gestaltung verleihen. Zentral innerhalb der Giebelhaupfläche 9 ist eine kreisförmige Schwächungslinie S gezeigt. Dabei handelt es sich bevorzugt um eine kreisrunde Aussparung im Trägermaterial, welche mit den übrigen Kunststoff- und ggf. Al-Schichten des Verbundmaterials überspannt ist, ein sog. „überbeschichtetes Loch”. Dessen Durchmesser kann an die Größe des Schneidelements eines dort anzubringenden Ausgießelementes angepasst sein oder relativ klein ausgeführt sein, um das Eindringen eines Trinkhalms zu ermöglichen.
Die Bodenflächen 4 weisen zwei Eckpunkte E4 und die Giebelflächen 5 weisen zwei Eckpunkte ES auf. Die Eckpunkte E4, ES stellen Eckpunkte der aus dem Zuschnitt 1 herzustellenden Verpackung dar. Jedem Eckpunkt E4 einer Bodenfläche 4 ist ein entsprechender Eckpunkt E5 einer Giebelfläche 5 zugeordnet, bei dem es sich jeweils um denjenigen Eckpunkt E5 handelt, der bei stehender Verpackung oberhalb dieses Eckpunktes E4 angeordnet ist. Durch jeweils zwei korrespondierende Eckpunkte E4, E5 verläuft je eine Faltlinie 2', die jeweils zur Bildung einer hinteren (vertikal verlaufenden) Kante der herzustellenden Verpackung dient. Bei dem in 1A gezeigten Zuschnitt 1 sind jedoch – ebenso wie bei dem daraus hergestellten Packungsmantel und der daraus hergestellten Verpackung – nur zwei durchgehende Faltlinien 2' vorhanden. Zwischen den weiteren Eckpunkten der Bodenflächen 4 und den korrespondierenden Eckpunkten der Giebelflächen 5 – also auf der vorderen Mantelfläche 3A hingegen keine Faltlinien vorgesehen.
1B zeigt einen Packungsmantel 13, der aus dem in 1A gezeigten Zuschnitt 1 gebildet ist, im flach gefalteten Zustand in einer Vorderansicht. Die bereits im Zusammenhang mit 1A beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in 1B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Packungsmantel 13 ist durch zwei Schritte aus dem Zuschnitt 1 entstanden: Zunächst wird der Zuschnitt 1 entlang der beiden Scheinfaltlinien 10 gefaltet. Anschließend werden die beiden Teilbereiche 3B (links) und 3B (rechts) der Mantelfläche 3 im Bereich der Siegelfläche 6 miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, wodurch eine (in 1B verdeckte) Längsnaht 14 entsteht. Der Packungsmantel 1 hat also eine umlaufende, in Umfangsrichtung geschlossene Struktur mit einer Öffnung im Bereich der Bodenflächen 4 und mit einer Öffnung im Bereich der Giebelflächen 5. In der Vorderansicht ist der innere Teilbereich 3A der Mantelfläche 3 sichtbar, der beidseitig von den Scheinfaltlinien 10 begrenzt wird. Die übrigen Teilbereiche 3B der Mantelfläche 3 sind auf der Rückseite des Packungsmantels 13 und daher in 1B verdeckt.
In 1C ist der Packungsmantel 13 aus 1B in einer Rückansicht dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit 1A und 1B beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in 1C mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der Rückansicht sind die beiden äußeren Teilbereiche 3B der Mantelfläche 3 sichtbar, die durch die Längsnaht 14 miteinander verbunden sind und die beidseitig von den Scheinfaltlinien 10 begrenzt wird. Der vordere Teilbereich 3A der Mantelfläche 3 ist auf der Vorderseite des Packungsmantels 13 und daher in 1C verdeckt.
1D zeigt den Packungsmantel 13 aus 1B und 1C im aufgefalteten Zustand. Die bereits im Zusammenhang mit 1A bis 1C beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in 1D mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der aufgefaltete Zustand wird durch eine Rückfaltung des Packungsmantels 13 entlang der durch die Mantelfläche 3 verlaufenden Scheinfaltlinien 10 erreicht. Die Rückfaltung erfolgt um etwa 180°. Die Rückfaltung entlang der Scheinfaltlinien 10 hat zur Folge, dass die beiden an die Scheinfaltlinie 10 angrenzenden Teilbereiche 3A, 3B der Mantelfläche 3 nicht mehr flach aufeinander liegen, sondern in derselben Ebene angeordnet sind. Der Packungsmantel 13 ist daher nur in seinem flachen Zustand (1B, 1C) entlang der Scheinfaitlinien 10 gefaltet; im aufgefalteten Zustand (1D) ist der Packungsmantel 13 (ebenso wie die daraus herzustellende Verpackung) hingegen nicht mehr entlang der Scheinfaltlinien 10 gefaltet. Daher die Bezeichnung „Schein”-Faltlinien 10.
In 1E ist der Packungsmantel aus 1B bis 1D mit geschlossenem Boden dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit 1A bis 1D beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in 1D mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Boden kann beispielsweise verschlossen werden, während der aufgefaltete Packungsmantel 13 auf einen Dorn eines Dornrades aufgeschoben ist. Zum Verschließen des Bodens werden beispielsweise zunächst die unteren Dreiecksflächen 8 nach innen gefaltet, bevor die unteren Rechtecksflächen 7B nach innen gefaltet werden. Die zusammengefalteten Flächen werden anschließend durch Einwirkung von Druck und Temperatur verschweißt.
1F zeigt den Packungsmantel aus 1B bis 1E mit vorgefalteten Giebelflächen. Die bereits im Zusammenhang mit 1A bis 1E beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in 1F mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der vorgefalteten Zustand bezeichnet einen Zustand, in dem die Faltlinien 2 im Bereich der Giebelflächen 5 vorgefaltet worden sind. Die Rechtecksfläche 7G und die Giebelhauptfläche 9 werden bei der Vorfaltung nach innen gefaltet und bilden später den Giebel der Verpackung. Die Dreiecksflächen 8 werden bei der Vorfaltung hingegen nach außen gefaltet und bilden abstehende Bereiche aus überschüssigem Material, die auch als „Ohren” 15 bezeichnet werden und in einem späteren Herstellungsschritt – etwa durch Klebverfahren – an die Mantelfläche 3 der Verpackung angelegt werden.
1G zeigt eine Verpackung 16, die aus dem in 1B bis 1F gezeigten Packungsmantel 13 hergestellt ist, mit ungeformtem Giebel. Die bereits im Zusammenhang mit 1A bis 1F beschriebenen Bereiche der Verpackung sind in 1G mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die Verpackung 16 ist nach dem Verschweißen, also im befüllten und verschlossenen Zustand gezeigt. Aufgrund der vergrößerten Länge L5_max der Giebelhauptfläche 9 in ihrem an den inneren Teilbereich 3A der Mantelfläche 3 angrenzenden Bereich sowie der verringerten Länge L5_min der Giebelfläche 5 in ihrem an die äußeren Teilbereiche 3B der Mantelfläche 3 angrenzenden Bereich entsteht eine vergrößerte Giebelhauptfläche 9. Auf dieser Giebelhauptfläche 9 kann die Verpackung 16 mit einem Ausgießelement versehen werden, welches fast bis zur nach vorne gewölbten Vorderkante 11 heranreicht. Im Bereich der Giebelflächen 5 entsteht nach dem Verschließen eine Flossennaht 17. In 1G stehen die Ohren 15 und die Flossennaht 17 ab. Die Ohren 15 werden in einem späteren Herstellungsschritt, etwa durch Klebverfahren, angelegt, wodurch auch die Flossennaht 17 automatisch in einer flachen Stellung verbleibt.
In 1H ist die Verpackung 16 aus 1G mit geformtem Giebel, insbesondere mit angelegten Ohren 15 dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit 1A bis 2G beschriebenen Bereiche der Verpackung sind in 1H mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Neben den Ohren 15 ist auch die Flossennaht 17 an die Verpackung 16 angelegt. Die oberen, im Bereich der Giebelfläche 5 angeordneten Ohren 15 sind nach unten umgeklappt und flach an die Mantelfläche 3 angelegt. Vorzugsweise sind die Ohren 15 mit der Mantelfläche 3 verklebt oder verschweißt. Die in 1H dargestellte Verpackung 16 weist im Bereich der vorderen Mantelfläche 3A keine Faltkanten auf. Die nach vorne gewölbte Vorderseite der Verpackung lässt sich im rechts dargestellten Horizontalschnitt durch die Ebene E der Verpackung deutlich erkennen. Die geraden Faltlinien 2' an den hinteren Packungskanten verlaufen von den unteren Eckpunkten E4 bis zu den oberen Eckpunkten ES.
2 zeigt eine Anlage 18 zum Befüllen und Verschließen von Verpackungen in einer Seitenansicht. Die Anlage 18 umfasst eine umlaufende Fördereinrichtung 19 mit daran befestigten Zellen 20 zur Aufnahme von Packungsmänteln 13. Die Packungsmäntel 13 werden in dem in 1E dargestellten Zustand, also mit bereits verschlossenen Bodenflächen, in die Zellen 20 eingeschoben. Die Anlage 18 umfasst eine Vorrichtung 21 zur Vorfaltung der Giebelflächen, eine Vorrichtung 22 zum Befüllen der Packungsmäntel, eine Vorrichtung 23 zum Verschließen der Packungsmäntel und eine Vorrichtung 24 zum Formen der Giebel der Verpackungen 16. In der Vorrichtung 21 zur Vorfaltung der Giebelflächen werden die Giebelflächen in der bereits zuvor beschriebenen Weise vorgefaltet, wobei die Packungsmäntel 13 die in 1F gezeigte Form einnehmen. In der Vorrichtung 22 zum Befüllen der Packungsmäntel werden die Packungsmäntel 13 mit Inhalten befüllt. Anschließend werden die Packungsmäntel 13 in der Vorrichtung 23 zum Verschließen der Packungsmäntel verschlossen, wobei sie die in 1G gezeigte Form einnehmen. Nach dem Verschließen werden die Packungsmäntel 13 als Verpackungen 16 bezeichnet. Danach werden die Verpackungen 16 in der Vorrichtung 24 zum Formen der Giebel der Verpackungen derart bearbeitet, dass sie die in 1H gezeigte Form einnehmen. Die Bearbeitung umfasst ein Umlegen der Flossennaht 17 sowie ein Anlegen der Ohren 15. Im Anschluss daran werden die Verpackungen 16 aus den Zellen 20 der Fördereinrichtung 19 entnommen.
In 3A ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 24 zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel in einer offenen Stellung in Seitenansicht gezeigt. 3B zeigt die Vorrichtung 24 aus 3A in einer Vorderansicht. Die Vorrichtung 24 umfasst drei Faltwerkzeuge: einen zentral angeordneten Giebelfalter 25 und zwei daneben angeordnete Ohrenfalter 26A, 26B. Der Giebelfalter 25 ist beweglich gelagert und dient dazu, die Flossennaht 17 umzulegen. Die beiden Ohrenfalter 26A, 26B sind ebenfalls beweglich gelagert und dienen dazu, die beiden Ohren 15 umzulegen. Die bewegliche Lagerung des Giebelfalters 25 hat den Vorteil, dass die Flossennaht 17 gut erreicht werden kann, obgleich sie niedriger angeordnet sein kann als die höchste Kante der Verpackung 16. Der Giebelfalter 25 ist derart gelagert, dass er in einer Ebene bewegt werden kann, die durch die der Transportrichtung der Verpackungen 16 entsprechende Längsrichtung (in 3A bis 3F als X-Richtung dargestellt) und die Hochrichtung (in 3A bis 3F als Y-Richtung dargestellt) gebildet wird. Die beiden Ohrenfalter 26A, 26B sind hingegen derart gelagert, dass sie in einer Ebene bewegt werden können, die durch die Querrichtung (in 3A bis 3F als Z-Richtung dargestellt) und die Hochrichtung (in 3A bis 3F als Y-Richtung dargestellt) der Verpackungen 16 gebildet wird. Die Bewegungsrichtungen der Faltwerkzeuge 25, 26A, 26B sind jeweils durch Doppelpfeile schematisch dargestellt. Die in 3A und 3B dargestellte – offene – Stellung der Faltwerkzeuge zeichnet sich dadurch aus, dass keines der Faltwerkzeuge die Verpackung 16 berührt und dass die Verpackung 16 in Transportrichtung T kollisionsfrei zwischen den Faltwerkzeugen durchbewegt werden kann.
In 3C ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 24 zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel in einer halb geschlossenen Stellung in Seitenansicht gezeigt. 3D zeigt die Vorrichtung 24 aus 3C in einer Vorderansicht. Die bereits im Zusammenhang mit 1A bis 3B beschriebenen Bereiche der Vorrichtung sind in 3C und 3D mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die in 3C und 3D dargestellte – geschlossene – Stellung der Faltwerkzeuge zeichnet sich dadurch aus, dass der Giebelfalter 25 nach unten geschwenkt wurde und dabei die Flossennaht 17 in Richtung der Transportrichtung T umgelegt hat. Die beiden Ohrenfalter 26A, 26B wurden hingegen noch nicht bewegt und nehmen dieselbe Stellung ein wie in 3A und in 3B.
In 3E ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 24 zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen mit schrägem Giebel in einer geschlossenen Stellung in Seitenansicht gezeigt. 3F zeigt schließlich die Vorrichtung 24 aus 3E in einer Vorderansicht. Die bereits im Zusammenhang mit 1A bis 3D beschriebenen Bereiche der Vorrichtung sind in 3E und 3F mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die in 3E und 3F dargestellte – geschlossene – Stellung der Faltwerkzeuge zeichnet sich dadurch aus, dass sowohl der Giebelfalter 25 als auch die beiden Ohrenfalter 26A, 26B nach unten geschwenkt wurden. Dabei hat der Giebelfalter 25 die Flossennaht 17 in Richtung der Transportrichtung T umgelegt und die beiden Ohrenfalter 26A, 26B haben die Ohren 15 nach unten gefaltet und sie an die Mantelfläche 3 der Verpackung 16 angelegt.
Bezugszeichenliste

1: Zuschnitt
2, 2': Faltlinie
3: Mantelfläche
3A, 3B: Teilbereich (der Mantelfläche 3)
4: Bodenfläche
5: Giebelfläche
6: Siegelfläche
7, 7B, 7G: Rechtecksfläche
8: Dreiecksfläche
9: Giebelhauptfläche
10: Scheinfaltlinie
11: Vorderkante
12: Prägelinie
13: Packungsmantel
14: Längsnaht
15: Ohr
16: Verpackung
17: Flossennaht
18: Anlage
19: Fördereinrichtung
20: Zelle
21: Vorrichtung zur Vorfaltung
22: Vorrichtung zum Befüllen
23: Vorrichtung zum Verschließen
24: Vorrichtung zum Giebelformen
25: Giebelfalter
26A, 26B: Ohrenfalter
E4: Eckpunkt (der Bodenfläche 4)
E5: Eckpunkt (der Giebelfläche 5)
L4: Länge (der Bodenfläche 4)
L5_min: minimale Länge (der Giebelfläche 5)
L5_max: maximale Länge (der Giebelfläche 5)
S: Schwächungslinie
SB: Berührungspunkt (der Bodenfläche 4)
S: Berührungspunkt (der Giebelfläche 5)
T: Transportrichtung
X: Längsrichtung
Y: Hochrichtung
Z: Querrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2009/141389 A2 [0004]
DE 3835390 A1 [0004]
EP 0061663 A2 [0005]
WO 2009/030910 A2 [0006]
EP 2468641 B1 [0006, 0007]

Claims

Vorrichtung (24) zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen (16) mit schrägem Giebel, umfassend: – eine Fördereinrichtung (19) mit daran befestigten Zellen (20) zur Aufnahme der Verpackungen (16), – wenigstens einen Giebelfalter (25) zum Falten einer Flossennaht (17) im Giebelbereich der Verpackungen (16), und – wenigstens zwei Ohrenfalter (26A, 26B) zum Falten von Ohren (15) im Giebelbereich der Verpackungen (16), dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Giebelfalter (25) als auch die Ohrenfalter (26A, 26B) relativ zu der Fördereinrichtung (19) und den damit transportierten Verpackungen (16) beweglich gelagert sind.
Vorrichtung (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Giebelfalter (25) in einer Ebene beweglich gelagert ist, insbesondere in einer Ebene die durch die Transportrichtung (X) und die Hochrichtung (Y) der Verpackungen (16) gebildet wird.
Vorrichtung (24) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ohrenfalter (26A, 26B) in einer Ebene beweglich gelagert sind, insbesondere in einer Ebene die durch die Hochrichtung (Y) und die Querrichtung (Z) der Verpackungen (16) gebildet wird.
Vorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Giebelfalter (25) zwischen den beiden Ohrenfaltern (26A, 26B) angeordnet ist.
Vorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Giebelfalter (25) derart beweglich gelagert ist, dass er die Flossennaht (17) im Giebelbereich der Verpackungen (16) in Richtung der Transportrichtung (T) der Verpackungen (16) umlegen kann.
Vorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch – wenigstens zwei, insbesondere wenigstens vier Giebelfalter (25) zum Falten einer Flossennaht (17) im Giebelbereich der Verpackungen (16), und – wenigstens vier, insbesondere wenigstens acht Ohrenfalter (26A, 26B) zum Falten von Ohren (15) im Giebelbereich der Verpackungen (16), – wobei jeweils ein Giebelfalter (25) und zwei Ohrenfalter (26A, 26B) eine Einheit zur Bearbeitung einer Verpackung (16) bilden.
Vorrichtung (24) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Glebelfalter (25) nebeneinander angeordnet sind und miteinander verbunden sind, und dass alle Ohrenfalter (26A, 26B) nebeneinander angeordnet sind und miteinander verbunden sind.
Verfahren zum Formen der Giebelflächen von Verpackungen (16) mit schrägem Giebel, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen von Verpackungen (16) mit schrägen Giebeln, b) Falten der Flossennaht (17) im Giebelbereich der Verpackungen (16) durch einen Giebelfalter (25), und c) Falten der Ohren (15) im Giebelbereich der Verpackungen (16) durch zwei Ohrenfalter (26A, 26B), dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schritten b) und c) sowohl der Giebelfalter (25) als auch die Ohrenfalter (26A, 26B) relativ zu der Fördereinrichtung (19) und den damit transportierten Verpackungen (16) bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungen (16) durch eine Fördereinrichtung (19) mit daran befestigten Zellen (20) bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungen (16) intermittierend bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungen (16) während Schritt b) und während Schritt c) stillstehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) vor Schritt c) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) und Schritt c) sich zeitlich überschneiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Giebelfalter (25) die Flossennaht (17) im Giebelbereich der Verpackungen (16) in Richtung der Transportrichtung (T) der Verpackungen (16) umlegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Giebelflächen von wenigstens zwei, insbesondere von wenigstens vier Verpackungen (16) gleichzeitig geformt werden.