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Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung für eine Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einer Schlauchbahn nach den Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung die Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern mit der Stanzvorrichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einer Schlauchbahn mittels dieser Stanzvorrichtung oder mittels dieser Vorrichtung.
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Die Schlauchbahn besteht aus einem flexiblen Material und weist mehrere Lagen auf. Insbesondere weist die Schlauchbahn eine Bodenlage, eine Deckenlage sowie zwischen der Bodenlage und der Deckenlage aus seitlichen Einfaltungen der Schlauchbahn gebildete und paarweise übereinander angeordnete innere Lagen auf.
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Eine bekannte Stanzvorrichtung einer Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einer derartigen Schlauchbahn weist einen Stanzmechanismus zum teilweisen Durchtrennen der Schlauchbahn, insbesondere zwischen herzustellenden Schlauchbahnabschnitten der Schlauchbahn, nur bis auf einen definierten Mindestabstand, wobei nicht alle Lagen der Schlauchbahn, insbesondere nur die Deckenlage und die inneren Lagen der Schlauchbahn, durchtrennt werden, auf. Dabei weist der Stanzmechanismus eine Gegenplatte und ein korrespondierend zur Gegenplatte, insbesondere oberhalb der Gegenplatte, angeordnetes Stanzmesser auf. Der Abstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte ist zum teilweisen Durchtrennen der zwischen der Gegenplatte und dem Stanzmesser hindurchgeführten Schlauchbahn bis zur Schnitttiefe zyklisch mit einer definierten Amplitude um einen mittleren Abstand herum veränderbar. Eine derartige Stanzvorrichtung ist aus der europäischen Patentschrift
EP 1 106 339 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind Abstandhalter vorgesehen, welche an der Gegenplatte angeordnet sind und dafür sorgen, dass das Stanzmesser nur bis auf den durch die Decke der Abstandhalter bestimmten Mindestabstand in Richtung der Gegenplatte bewegt werden kann und dadurch immer mindestens dieser Mindestabstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte verbleibt. Dieser Mindestabstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte ist somit fest eingestellt. Die Dicke von Schichten der Schlauchbahn muss exakt zu diesem fest eingestellten Mindestabstand zwischen Stanzmesser und Gegenplatte passen. Ein Justieren dieses Mindestabstandes ist nicht möglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Feinjustierung des Mindestabstandes zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte vornehmen zu können.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Stanzvorrichtung nach dem Patentanspruch 1, mit einer Vorrichtung nach dem Patentanspruch 11 sowie mit einem Verfahren nach dem Patentanspruch 17. Bei einer Stanzvorrichtung für eine Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einer Schlauchbahn, welche aus einem flexiblen Material besteht und mehrere Lagen, insbesondere eine Bodenlage, eine Deckenlage sowie zwischen der Bodenlage und der Deckenlage aus seitlichen Einfaltungen der Schlauchbahn gebildete und paarweise übereinander angeordnete innere Lagen, aufweist, mit einem Stanzmechanismus zum teilweisen Durchtrennen der Schlauchbahn, insbesondere zwischen herzustellenden Schlauchbahnabschnitten der Schlauchbahn, nur bis auf einen definierten Mindestabstand, wobei nicht alle Lagen der Schlauchbahn, insbesondere nur die Deckenlage und die inneren Lagen der Schlauchbahn, durchtrennt werden, wobei der Stanzmechanismus eine Gegenplatte und einen korrespondierend zur Gegenplatte, insbesondere oberhalb der Gegenplatte, angeordnetes Stanzmesser aufweist und wobei der Abstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte zum teilweisen Durchtrennen der zwischen der Gegenplatte und dem Stanzmesser hindurchgeführten Schlauchbahn bis auf den Mindestabstand zyklisch mit einer definierten Amplitude um einen mittleren Abstand herum veränderbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Stanzmechanismus für eine Feinjustierung des Mindestabstandes mit einem Verstellmechanismus zum Verstellen des mittleren Abstandes zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte gekoppelt ist.
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Durch das Verstellen des mittleren Abstandes zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte kann bei gleichbleibender Amplitude die Schnitttiefe und damit der Mindestabstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte eingestellt werden. Die Schlauchbahn wird bei jedem Schnitt immer nur bis auf diesen Mindestabstand durchtrennt.
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Der Verstellmechanismus ist besonders bevorzugt zum Verändern der Höhe der Gegenplatte, insbesondere zum Verändern der mittleren Höhe der Gegenplatte, mit der Gegenplatte gekoppelt. Die Lage des Stanzmessers bleibt dabei vorzugsweise durch den Verstellmechanismus unverändert. Dabei ist das Stanzmesser entweder ortsfest, wobei die Gegenplatte zum teilweisen Durchtrennen der Schlauchbahn auf- und abbewegt wird. Oder das Stanzmesser wird zum teilweisen Durchtrennen der Schlauchbahn auf- und abbewegt, wobei die Position der Gegenplatte lediglich für die Feinjustierung der Schnitttiefe und damit des Mindestabstandes verändert wird.
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Bei alternativen, jedoch weniger bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Verstellmechanismus zum Verändern der Höhe des Stanzmessers, insbesondere zum Verändern der mittleren Höhe des Stanzmessers, mit dem Stanzmesser gekoppelt ist. Auch bei diesen Ausführungsformen ist es möglich, dass das teilweise Durchtrennen der Schlauchbahn entweder durch eine Auf- und Abbewegung des Stanzmessers oder durch eine Auf- und Abbewegung der Gegenplatte erfolgt. Bei alternativen Ausführungsformen können auch sowohl das Stanzmesser, als auch die Gegenplatte zum Stanzen aufeinander zu- und voneinander wegbewegt werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verstellmechanismus wenigstens einen um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerten Verstellhebel aufweist, welcher über eine exzentrisch zur Schwenkachse angeordnete Anlenkposition mit dem Stanzmechanismus gekoppelt ist. Die Anlenkposition ist insbesondere eine Drehachse. Dank des Verstellhebels ist eine feine Verstellung mittels einer Hebelwirkung möglich. Die Verstellung kann dabei besonders fein erfolgen, wenn die Bewegung der Anlenkposition, welche auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse erfolgt, über diese Anlenkposition in eine Linearbewegung umgesetzt wird, die im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Anlenkposition erfolgt. Vergleichsweise große Drehwinkel des Verstellhebels ergeben dadurch eine sehr feine Verstellung des mittleren Abstandes zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass am Verstellhebel in der Anlenkposition eine Drehachse exzentrisch zur Schwenkachse angeordnet ist, dass am Verstellhebel ein um diese Drehachse drehbarer Exzenter mit einem exzentrisch zur Drehachse angeordneten Kurbelzapfen gelagert ist und dass am Kurbelzapfen ein Pleuel angelenkt ist, über welchen der Abstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte zum teilweisen Durchtrennen der Schlauchbahn zyklisch mit der Drehbewegung des Exzenters veränderbar ist. Der mittlere Abstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte wird darüber hinaus insofern verändert, indem die Position der Drehachse verändert wird. Die Drehbewegung des Exzenters um diese Drehachse wird über den Kurbelzapfen und den Pleuel in die lineare Auf- und Abbewegung der Gegenplatte oder des Stanzmessers umgesetzt, je nachdem, ob das Stanzmesser oder die Gegenplatte mit dem Pleuel gekoppelt ist.
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Bevorzugt ist der Pleuel mit der Gegenplatte gekoppelt und wird der Abstand des Stanzmessers zur Gegenplatte durch Bewegung der Gegenplatte, insbesondere bei feststehendem Stanzmesser, zyklisch zusammen mit der Drehbewegung des Exzenters verändert. Die Schlauchbahn wird somit von der Gegenplatte auf das Stanzmesser gedrückt. Alternativ ist der Pleuel mit dem Stanzmesser gekoppelt und wird der Abstand des Stanzmessers zur Gegenplatte durch Bewegung des Stanzmessers, insbesondere bei feststehender Gegenplatte, zyklisch zusammen mit der Drehbewegung des Exzenters verändert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Stanzmechanismus einen Riemenantrieb zum Antreiben der Drehbewegung des Exzenters um die Drehachse auf. Der Riemen wird dabei insbesondere um ein Rad geführt, welches sich um dieselbe Drehachse wie der Exzenter dreht und welches mit dem Exzenter gekoppelt ist. Optional ist der drehbare Exzenter selbst als Rad ausgebildet, an welchem ein Riemen des Riemenantriebs angreift. Der Riemenantrieb weist vorzugsweise den Riemen zum Antreiben der Drehbewegung des Exzenters sowie einen Servomotor zum Antreiben des Riemens auf. Dank des Riemenantriebs kann die Drehachse mittels des Verstellhebels verstellt werden und der Exzenter dabei angetrieben bleiben.
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Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verstellmechanismus einen Spindelantrieb aufweist. Der Spindelantrieb ist selbsthemmend, so dass die mittels des Spindelantriebs eingestellte Schnitttiefe auch ohne weitere Sicherungsmittel gegen ein unbeabsichtigtes Verstellen gesichert ist. Weiter weist der Verstellmechanismus gemäß besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eine mit dem Spindelantrieb gekoppelte und am Verstellhebel angelenkte Stange zum Verschwenken des Verstellhebels mittels des Spindelantriebs auf. Alternativ ist der Spindelantrieb direkt am Verstellhebel angelenkt. Die Stange oder der Verstellhebel ist dabei insbesondere an einer Position am Verstellhebel angelenkt, welche weiter von der Schwenkachse entfernt liegt, als die Anlenkposition, insbesondere die Drehachse des Exzenters, über welche die Kopplung mit dem Stanzmechanismus erfolgt. Dadurch wird eine Hebelwirkung erreicht, welche die Selbsthemmung gegen unbeabsichtigtes Verstellen des Verstellmechanismusses unterstützt und dank welcher eine besonders feine Verstellung des mittleren Abstandes zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte möglich ist.
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Besonders bevorzugt weist der Verstellmechanismus genau zwei Verstellhebel auf, wobei die mit dem Spindelantrieb gekoppelte Stange zum gleichzeitigen Verschwenken beider Verstellhebel an beiden Verstellhebeln angelenkt ist. Dadurch ändern sich die Anlenkpositionen, über welche die Verstellhebel mit dem Stanzmechanismus gekoppelt sind beim Verstellen mittels des Verstellmechanismusses gleichzeitig auf gleiche Weise, was dazu führt, dass das Stanzmesser und die Gegenplatte auch nach einer Verstellung des mittleren Abstandes zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte immer parallel zueinander ausgerichtet bleiben, so dass der Abstand, insbesondere der Mindestabstand, zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte über die Länge des Stanzmessers oder über die Breite der Schlauchbahn gleich bleibt.
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Der Verstellhebel ist vorzugsweise zum Verstellen der Gegenplatte mit der Gegenplatte gekoppelt. Insbesondere ist die Gegenplatte hängend am Verstellhebel oder an den Verstellhebeln befestigt. Alternativ ist der Verstellhebel zum Verstellen des Stanzmessers mit dem Stanzmesser gekoppelt.
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Die Gegenplatte weist insbesondere eine dem Stanzmesser zugewandte Oberfläche auf. Diese Oberfläche ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine eben geschliffene Oberfläche. Dadurch wird zum einen ein über die Länge des Stanzmessers besonders gleichmäßiger Abstand zwischen dem Stanzmesser und der Gegenplatte erreicht. Zum anderen sorgt die eben geschliffene Oberfläche dafür, dass die Schlauchbahn mit wenig Reibung über die Gegenplatte transportiert werden kann.
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Die Erfindung löst die Aufgabe auch mit einer Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern, welche mehrere Arbeitsstationen aufweist, an denen insbesondere jeweils einzelne Arbeitsschritte an der Schlauchbahn durchgeführt werden, wobei wenigstens eine Arbeitsstation von diesen Arbeitsstationen die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung aufweist. An einer anderen Arbeitsstation werden beispielsweise Teile der Schlauchbahn nach innen gefaltet, so dass die paarweise übereinander angeordneten inneren Lagen entstehen. Zwischen den Arbeitsstationen muss die Schlauchbahn insbesondere derart transportiert werden, dass Abschnitte der Schlauchbahn, aus denen jeweils ein Verpackungsbehälter hergestellt, wird, nacheinander möglichst an gleichen Positionen in den jeweiligen Arbeitsstationen angeordnet werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Vorrichtung mehrere servomotorisch angetriebene Schlauchbahnvorzüge zum positionsgenauen Transportieren der Schlauchbahn zwischen den Arbeitsstationen aufweist, mehrere erste Längsrichtungssensoriken zum Erfassen der Positionen von Schlauchbahnabschnitten der Schlauchbahn aufweist und eine erste Längsrichtungssteuerung, welche insbesondere eine elektronische Steuerung ist, zum Auswerten von Signalen, insbesondere Sensorwerten, von den ersten Längsrichtungssensoriken, zum Errechnen von Vorzugswegen für die Schlauchbahnvorzüge und zum Ansteuern der Schlauchbahnvorzüge in Abhängigkeit von den errechneten Vorzugswegen derart aufweist, dass die Schlauchbahnabschnitte positionsgenau zur jeweiligen Arbeitsstation transportiert werden und dabei die Bahnspannung der Schlauchbahn in einem vorgegebenen Bereich gehalten wird. Mittels den ersten Längsrichtungssensoriken, der ersten Längsrichtungssteuerung und den servomotorisch angetriebenen ersten Schlauchbahnvorzügen erfolgt somit eine Regelung des Vorzugs der Schlauchbahn in der Transportrichtung.
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Insbesondere weist die Vorrichtung wenigstens einen servomotorisch angetriebenen Schlauchbahnvorzug zur taktweisen Förderung der Schlauchbahn in Förderrichtung um jeweils einen der Länge eines Schlauchbahnabschnittes entsprechenden Förderweg pro Takt auf. Vorzugsweise ist dabei weiter vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine erste Längsrichtungssensorik zum Detektieren jeweils der Längsposition des jeweiligen Schlauchbahnabschnittes in Förderrichtung mittels einer auf dem jeweiligen Schlauchbahnabschnitt angebrachten Druckmarke in jedem Takt und zum Bereitstellen von Signalen, insbesondere von Sensorwerten, in Abhängigkeit von der jeweils detektierten Längsposition des jeweiligen Schlauchbahnabschnittes aufweist. Die Druckmarke ist eine auf die Schlauchbahn aufgebrachte charakteristische Bedruckung, welche von der ersten Längsrichtungssensorik erkannt wird. Die erste Längsrichtungssensorik weist hierfür insbesondere einen Kontrastsensor auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Längsrichtungssensorik einen anderen optischen Sensor wie beispielsweise eine Kamera auf. Bevorzugt ist die Druckmarke in einem Bereich des Schlauchbahnabschnittes angebracht, der später durch einen Trennschnitt entfernt wird, so dass die Druckmarke am fertiggestellten Verpackungsbehälter nicht vorhanden ist.
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Die Vorrichtung weist weiter bevorzugt eine erste Längsrichtungssteuerung zum Auswerten der Signale und zum Ansteuern des Schlauchbahnvorzugs derart auf, dass der Schlauchbahnvorzug im Fall einer erkannten Abweichung der detektierten Längsposition des jeweiligen Schlauchbahnabschnittes von einer vorgegebenen Längsposition des jeweiligen Schlauchbahnabschnittes den Förderweg pro Takt korrigiert. Wenn also beispielsweise die Druckmarke in Förderrichtung hinter einer Position detektiert wird, in welcher sie eigentlich sein sollte, wird der Förderweg der Schlauchbahn pro Takt erhöht, so dass sich eine Ist-Position der Druckmarke wieder einer Soll-Position der Druckmarke annähert. Im Fall mehrerer servomotorischer Vorzüge zwischen mehreren Arbeitsstationen werden dabei vorzugsweise gegebenenfalls auch die Vorzugswege von mehreren servomotorisch angetriebenen Schlauchbahnvorzügen angepasst, um die Bahnspannung der Schlauchbahn im vorgegebenen Bereich zu halten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, das die Vorrichtung Steuerrollen zum Korrigieren der quer zur Förderrichtung angeordneten Querposition der Schlauchbahn aufweist, dass die Vorrichtung eine erste Querrichtungssensorik zum Detektieren der Querrichtung der Schlauchbahn und zum Bereitstellen von Signalen, insbesondere Sensorwerten, in Abhängigkeit von der detektierten Querposition der Schlauchbahn aufweist und dass die Vorrichtung eine erste Querrichtungsteuerung zum Auswerten der Signale und zum Ansteuern der Steuerrollen in Abhängigkeit von den Signalen derart aufweist, dass die Steuerrollen im Fall einer erkannten Abweichung der detektierten Querposition der Schlauchbahn von einer vorgegebenen Querposition der Schlauchbahn die Querposition der Schlauchbahn korrigieren. Auch in Querrichtung zur Förderrichtung erfolgt somit eine Regelung des Vorlaufs der Schlauchbahn. Die Schlauchbahn wird insbesondere über Rollen und auch über die Steuerrollen gefördert. Die Steuerrollen sind insbesondere in ihrer Ausrichtung verstellbare Rollen, deren Drehachse von einer Ausrichtung quer zur Förderrichtung der Schlauchbahn, insbesondere servomotorisch, verstellbar ist.
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In den einzelnen Stationen der Vorrichtung erfolgt vorzugsweise zunächst eine Faltung, dann eine Hilfstrimmung durch Längsbesäumung eines Hilfszugträgers, dann eine Längsschweißung in den zwei Lagen an den Seiten, eine nachfolgende Längskühlung und in einer nachfolgenden Station eine erfindungsgemäße Stanzung durch die Rückseite und beide Lagen der Seitenfalte. Dadurch kann in einer nachfolgenden Öffnerstation ein flacher Boden aufgeklappt werden, auf welchen in einer Station mit einem Bodendeckblattspender ein Bodendeckblatt aufgebracht und durch Schweißung einer Ringkontur mit dem aufgeklappten flachen Boden verbunden werden kann. Das Bodendeckblatt wird insbesondere in Form einer Bodenfolie mit einer Vielzahl von aneinander gereihten Bodendeckblättern der Schlauchbahn zugeführt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen servomotorisch angetriebenen Bodenfolienvorzug zur taktweisen Förderung einer der Schlauchbahn in einer Zuführrichtung zugeführten Bodenfolie um jeweils einen der Länge eines Bodendeckblattes entsprechenden Zuführweg pro Takt aufweist. Weiter ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung eine zweite Längsrichtungssensorik zum Detektieren jeweils der Längsposition eines jeweiligen Bodendeckblattes in Zuführrichtung mittels einer auf dem jeweiligen Bodendeckblatt angebrachten Druckmarke in jedem Takt und zum Bereitstellen von Signalen, insbesondere Sensorwerten, in Abhängigkeit von der jeweils detektierten Längsposition des jeweiligen Bodendeckblattes aufweist. Außerdem ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung eine zweite Längsrichtungssteuerung zum Auswerten der Signale und zum Ansteuern des Bodenfolienvorzugs derart aufweist, dass der Bodenfolienvorzug im Fall einer erkannten Abweichung der detektierten Längsposition des jeweiligen Bodendeckblattes von einer vorgegebenen Längsposition des jeweiligen Bodendeckblattes den Zuführweg der Bodenfolie pro Takt korrigiert. Der Vorzug der Bodenfolie in Längsrichtung wird hierbei insbesondere entsprechend dem Vorzug der Schlauchbahn in Förderrichtung geregelt. Ein Bereich des Bodendeckblattes, auf dem die Druckmarke angebracht ist, wird vorzugsweise vor Fertigstellung des Verpackungsbehälters durch einen Trennschnitt entfernt.
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Auch in Querrichtung zur Zuführrichtung der Bodenfolie erfolgt vorzugsweise eine Regelung. Die Regelung der Querposition der Bodenfolie entspricht insbesondere der Regelung der Querposition der Schlauchbahn. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens ein Stellglied zum Korrigieren der quer zur einer Zuführrichtung angeordneten Querposition einer der Schlauchbahn in dieser Zuführrichtung zugeführten Bodenfolie aufweist und dass die Vorrichtung eine zweite Querrichtungssensorik zum kontinuierlichen Detektieren der Querposition der Bodenfolie und zum Bereitstellen von Signalen, insbesondere Sensorwerten, in Abhängigkeit von der detektierten Querposition aufweist und dass die Vorrichtung eine zweite Querrichtungsteuerung zum Auswerten der Signal und zum Ansteuern des Stellgliedes in Abhängigkeit von der Signalen derart aufweist, dass das Stellglied im Fall einer erkannten Abweichung der detektierten Querposition der Bodenfolie von einer vorgegebenen Querposition der Bodenfolie die Querposition der Bodenfolie korrigiert.
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In einer nachfolgenden Station erfolgt vorzugsweise ein Verschweißen der seitlichen Außenkanten des Bodendeckblattes mit den Unterkanten der Seitenfalten. Nachfolgend erfolgt eine Kühlung. Weiter nachfolgend wird der Boden zurückgefaltet und das Bodendeckblatt mittels Quernahtschweißungen mit der Vorderseite und der Rückseite der herzustellenden Schlauchbahnabschnittes verbunden. Es folgt jeweils eine Quernahtkühlung. Nachfolgend werden die Seitenränder der Schlauchbahn durch einen Randbeschnitt entfernt. Nachfolgend erfolgt wenigstens ein Querschnitt zwischen den einzelnen Schlauchbahnabschnitten mittels eines Querschneiders. Der Querschnitt erfolgt dabei in Form eines Trennschnittes, wobei der Querschneider alle Lagen der Schlauchbahn über die vollständige Breite der Schlauchbahn durchtrennt. Somit sind schließlich vereinzelte Verpackungsbehälter hergestellt. Vorzugsweise sind gegebenenfalls vorhandene Druckmarken jeweils in einem Bereich angeordnet, der mit zwei Trennschnitten zwischen den einzelnen Schlauchbahnabschnitten von der Schlauchbahn abgetrennt wird.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einer Schlauchbahn ist vorgesehen, dass dieses Verfahren mittels der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt ist. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens ist vorgesehen, dass einzelne, mehrere oder alle Verfahrensschritte durchgeführt werden, welche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere an den einzelnen Arbeitsstationen gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt werden können.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen, aus den Zeichnungen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:
- 1: eine Stanzvorrichtung für eine Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einer Schlauchbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht;
- 2: die Stanzvorrichtung des Ausführungsbeispiels von 1 in perspektivischer Ansicht;
- 3: einen Ausschnitt der Stanzvorrichtung des Ausführungsbeispiels von den 1 und 2 in perspektivischer Ansicht; und
- 4: eine Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter schematischer Darstellung.
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In den 1, 2 und 3 ist eine Stanzvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 1 zeigt die Stanzvorrichtung 1 dabei von einer Seite, welche senkrecht zur Bewegungsrichtung einer durch die Stanzvorrichtung 1 zu führenden und mittels der Stanzvorrichtung 1 zu stanzenden Schlauchbahn angeordnet ist. Die Schlauchbahn wird dabei zwischen einem Stanzmesser 2 und einer Gegenplatte 3 durch die Stanzvorrichtung 1 hindurchgeführt. Das Stanzmesser 2 und die Gegenplatte 3 gehören zu einem Stanzmechanismus 4 der Stanzvorrichtung 1. Der Stanzmechanismus 4 ist dazu ausgebildet, die Schlauchbahn teilweise zu durchtrennen und dabei teilweise unversehrt zu lassen. Insbesondere soll eine untere Lage der Schlauchbahn nicht durch den Stanzmechanismus 4 durchtrennt werden. Hierfür werden das Stanzmesser 2, welches in einer Halterung 5 gehalten ist, und die Gegenplatte 3 immer nur so weit aufeinander zubewegt, dass ein Mindestabstand zwischen dem Stanzmesser 2 und der Gegenplatte 3 verbleibt, welcher möglichst exakt der Dicke dieser unteren Lage der Schlauchbahn entspricht. Alle darüber angeordneten Lagen werden insofern vom Stanzmesser 2 durchtrennt.
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Bei jedem Stanzvorgang werden das Stanzmesser 2 und die Gegenplatte 3 aufeinander zu- und nachfolgend wieder voneinander wegbewegt. Die Amplitude dieser Bewegung ist konstant. Die Schnitttiefe und damit der Mindestabstand zwischen dem Stanzmesser 2 und der Gegenplatte 3 kann jedoch erfindungsgemäß dadurch eingestellt werden, dass der mittlere Abstand zwischen dem Stanzmesser 2 und der Gegenplatte 3 verstellt wird. Zum Verstellen dieses mittleren Abstandes zwischen dem Stanzmesser 2 und der Gegenplatte 3 ist ein Verstellmechanismus 6 vorgesehen.
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Der Stanzmechanismus 4 weist einen Riemenantrieb 7 mit einem Motor 8 und einem vom Motor 8 angetriebenen Riemen 9 auf. Der Riemen 9 treibt einen ersten Exzenter 10 und einen zweiten Exzenter 11 an. Der erste Exzenter 10 ist um eine erste Drehachse drehbar gelagert und weist exzentrisch zu dieser ersten Drehachse einen ersten Kurbelzapfen 12 auf, an welchem ein erster Pleuel 13 angelenkt und aufgehängt ist. Entsprechend weist der zweite Exzenter 11 exzentrisch zur zweiten Drehachse einen zweiten Kurbelzapfen 14 auf, an welchem ein zweiter Pleuel 15 angelenkt und aufgehängt ist. Die Pleuel 13 und 15 sind dabei jeweils in zwei parallel zueinander angeordneten Teilen doppelt ausgeführt, wobei die in 1 im Vordergrund angeordneten und sichtbaren Teile in 2 im Hintergrund angeordnet sind.
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Der Verstellmechanismus 6 für die Feinjustierung des Mindestabstandes zwischen dem Stanzmesser 2 und der Gegenplatte 3 weist einen in den 2 und 3 sichtbaren ersten Verstellhebel 17 und einen in 2 sichtbaren zweiten Verstellhebel 18 auf. Der erste Verstellhebel 17 ist um eine erste Schwenkachse schwenkbar und weist exzentrisch zu dieser Schwenkachse eine Anlenkposition für den ersten Exzenter 10 auf. Die erste Drehachse des ersten Exzenters 10 verläuft dabei durch diese erste Anlenkposition. Entsprechend ist der zweite Verstellhebel 18 um eine zweite Schwenkachse schwenkbar gelagert und weist exzentrisch zu dieser zweiten Schwenkachse eine zweite Anlenkposition für den zweiten Exzenter 11 auf, wobei die zweite Drehachse des zweiten Exzenters 11 durch diese zweite Anlenkposition verläuft. Weiter entfernt von der jeweiligen Schwenkachse als die jeweilige Anlenkposition ist an jedem Verstellhebel 17 und 18 eine Stange 19 angelenkt, deren Bewegung somit in eine Schwenkbewegung der Verstellhebel 17 und 18 und damit in eine Veränderung der Lage der Schwenkachsen für die Exzenter 10 und 11 umgesetzt wird. Dadurch, dass sich die Lage der Schwenkachsen der Exzenter 10 und 11 in ihrer Höhe ändert, ändert sich der mittlere Abstand zwischen dem Stanzmesser 2 und der Gegenplatte 3. Zum Verstellen dieses mittleren Abstandes ist ein Spindelantrieb 20 vorgesehen, welcher mit der Stange 19 gekoppelt ist.
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In 4 ist lediglich schematisch eine Vorrichtung 21 zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einer Schlauchbahn dargestellt. Die Vorrichtung 21 weist eine Vielzahl von Arbeitsstationen auf, von denen lediglich eine erste Arbeitsstation dargestellt und mit dem Bezugszeichen 22 sowie eine zweite Arbeitsstation dargestellt und mit dem Bezugszeigen 23 bezeichnet ist. Die Schlauchbahn durchläuft im Herstellungsprozess der Verpackungsbehälter nacheinander die einzelnen Arbeitsstationen und somit auch die erste Arbeitsstation 22 und die zweite Arbeitsstation 23 in einer Vorzugsrichtung. Zwischen den Arbeitsstationen 22 und 23 sowie in der Vorzugsrichtung vor der ersten Arbeitsstation 22 und nach der zweiten Arbeitsstation 23 sind vorzugsweise weitere, in 4 nicht dargestellte Arbeitsstationen angeordnet.
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Die Vorrichtung 21 zum Herstellen von Verpackungsbehältern weist weiter eine elektronische Steuerung 24 auf, welche den Transport der Schlauchbahn positionsgenau regelt und welche zusätzlich auch den Transport einer der Schlauchbahn hier beispielhaft in der zweiten Arbeitsstation 23 zugeführten Bodenfolie positionsgenau regelt. Für die positionsgenaue Regelung des Transports der Schlauchbahn weist die elektronische Steuerung 24 eine erste Längsrichtungssteuerung 25 und eine erste Querrichtungssteuerung 26 auf. Für das positionsgenaue Transportieren der Bodenfolie weist die elektronische Steuerung 24 eine zweite Längsrichtungssteuerung 27 und eine zweite Querrichtungssteuerung 28 auf.
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Die erste Arbeitsstation 22 weist die Stanzvorrichtung 1 mit dem Stanzmechanismus 4 auf. Der ersten Arbeitsstation 22 sind ferner eine erste Längsrichtungssensorik 29, ein Schlauchbahnvorzug 30, eine erste Querrichtungssensorik 31 und Steuerrollen 32 zugeordnet. Die erste Längsrichtungssensorik 29 sensiert die Lage einer auf dem jeweiligen Schlauchbahnabschnitt angebrachten Druckmarke und stellt Signale 33, insbesondere Sensorwerte, in Abhängigkeit von der jeweils detektierten Längsposition des jeweiligen Schlauchbahnabschnittes der ersten Längsrichtungsteuerung 25 bereit. Die erste Längsrichtungsteuerung 25 wertet diese Signale aus und sendet daraufhin Steuersignale 34 an den Schlauchvorzug 30, zumindest wenn eine Differenz zwischen einer ermittelten Ist-Position des Schlauchbahnabschnittes zu einer Soll-Position des Schlauchbahnabschnittes vermindert werden soll. Die Position des jeweiligen Schlauchbahnschnittes in Querrichtung wird von der ersten Querrichtungssensorik 31 ermittelt, welche daraufhin Signale 35, insbesondere Sensorwerte, an die erste Querrichtungsteuerung 26 übermittelt. Die erste Querrichtungsteuerung 26 berechnet die Position des Schlauchbahnabschnittes in Querrichtung und ermittelt insbesondere eine Abweichung von einer somit ermittelten Ist-Position von einer Soll-Position. In Abhängigkeit hiervon werden Steuersignale 37 generiert und an die Steuerrollen 32 übermittelt, um die Ist-Position in Querrichtung auf die Soll-Position der Schlauchbahn zurückzuführen.
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Die erste Längsrichtungssensorik 29 und die erste Querrichtungssensorik 31 sind entweder getrennt voneinander ausgebildet oder als eine Einheit, insbesondere genau eine Kammer, ausgebildet. Auch die Signale 33 und 35 sind optional zusammengefasst, wobei die elektronische Steuerung 24 nach Auswertung der Signale 33, 35 sowohl die Position der Schlauchbahnabschnitte in Förderrichtung als auch deren Querposition, insbesondere mittels einer auf dem Schlauchbahnabschnitt befindlichen Druckmarke, erkennt.
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Eine entsprechende Regelung der Position der Schlauchbahn in Längsrichtung und in Querrichtung findet vorzugsweise an mehreren Arbeitsstationen oder an jeder Arbeitsstation oder zwischen den Arbeitsstationen statt. Dabei ist die elektronische Steuerung derart ausgebildet, dass gegebenenfalls die Schlauchbahnvorzüge 30 von mehreren Arbeitsstationen angesteuert werden, um die Bahnspannung der Schlauchbahn in einem vorgegebenen Bereich zu halten.
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Die erste Längsrichtungssensorik 29, der Schlauchbahnvorzug 30, die erste Querrichtungssensorik 31 und die Steuerrollen 32 sind im Ausführungsbeispiel nach 4 auch bei der zweiten Arbeitsstation 23 vorgesehen und dort mit gleichen Bezugszeichen, denen lediglich ein Hochstrich hinzugefügt wurde, bezeichnet. Die entsprechenden Signalwege sind ebenfalls mit gleichen Bezugszeichen und einem hinzugefügten Hochstrich bezeichnet.
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An der zweiten Arbeitsstation 32 wird jedem Schlauchbahnabschnitt ein Bodendeckblatt zugeführt, welches jeweils ein Abschnitt einer Bodenfolie ist. Der Transport der Bodenfolie wird ähnlich geregelt, wie der Transport der Schlauchbahn, um zu erreichen, dass jedes Bodendeckblatt möglichst exakt an der vorgesehenen Position mit dem jeweiligen Schlauchbahnabschnitt zusammengeführt wird. Hierfür sind der zweiten Arbeitsstation 23 eine zweite Längsrichtungssensorik 37, ein Bodenfolienvorzug 38, eine zweite Querrichtungssensorik 39 und ein Stellglied 40 zugeordnet. Die zweite Längsrichtungssensorik 37 übermittelt Signale 41, insbesondere Sensorwerte, an die zweite Längsrichtungsteuerung 27, welche in Erwiderung darauf Steuersignale 42 berechnet und an den Bodenfolienvorzug 38 übermittelt. Entsprechend übermittelt die zweite Querrichtungssensorik 39 Signale 43, insbesondere Sensorwerte, an die zweite Querrichtungsteuerung 28, welche daraufhin Steuersignale 44 generiert und an das Stellglied 40 übermittelt, insbesondere wenn die von der zweiten Querrichtungsteuerung 28 ermittelte Ist-Position eines Bodendeckblattes von der Soll-Position des Bodendeckblattes um mehr als einen vordefinierten Grenzwert abweicht.
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Die Ist-Positionen der Schlauchbahnabschnitte und der Bodendeckblätter wird dabei mittels auf der Schlauchbahn in jedem Schlauchbahnabschnitt sowie auf der Bodenfolie in jedem Bodendeckblatt mittels einer darauf angebrachten Druckmarke erkannt. Insbesondere ist die Druckmarke jeweils auf der Bodenfalte des jeweiligen Schlauchbahnabschnittes bzw. Bodendeckblattes angeordnet.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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