DE102021125092A1

DE102021125092A1 - Umformstation mit Führungswandung

Info

Publication number: DE102021125092A1
Application number: DE102021125092.7A
Authority: DE
Inventors: Bastian Schalk; Erik ALBERT; Vitali Krebs
Original assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Current assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2023-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial, wobei die Vorrichtung eine Umformstation mit einem Konvergenzkanal zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder Einrollen, des Ausgangsmaterials, und einer Fördereinrichtung zum Abziehen des Ausgangsmaterials von einem förderrichtungsaufwärts der Umformstation anordenbaren Ausgangsmaterialvorrat aufweist, wobei die Umformstation eine Montageplatte aufweist, an deren dem Konvergenzkanal zugewandten Führungsseite in die Umformstation eintretendes Ausgangsmaterial geführt wird und an der wenigstens ein Antriebsmittel der Fördereinrichtung drehbar gelagert ist und ein das wenigstens eine Antriebsmittel antreibender Motor befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einem bahnförmiges Ausgangsmaterial. Außerdem betrifft die Erfindung ein mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einem System hergestelltes Verpackungserzeugnis.
Gattungsgemäße Verpackungserzeugnisse sind flexibel und stoßdämpfend und werden dazu eingesetzt, in Transportkisten oder -Kartons eingefüllt zu werden, um Transportgegenstände zu schützen. Ein Verpackungserzeugnis kann demnach auch als stoßdämpfendes Füllmaterialerzeugnis bezeichnet werden. Ein dreidimensionales Verpackungserzeugnis entsteht dadurch, dass ein zweidimensionales Ausgangsmaterial auf eine vorbestimmte Weise umgeformt wird, um das dreidimensionale Verpackungserzeugnis unbegrenzt wiederholbar herzustellen.
Für das bahnförmige Ausgangsmaterial wird insbesondere Papiermaterial verwendet. Für das Papiermaterial wird vor allem aus ökologischen Gründen immer häufiger Altpapier eingesetzt, das allerdings auf Grund dessen Inhomogenität nur schwierig umgeformt werden kann, vor allem wenn das dreidimensionale Verpackungserzeugnis stets gleichmäßig und möglichst einfach und ökonomisch zu fertigen ist. Das bahnförmige Ausgangsmaterial - das auch als Verpackungsmaterialbahn bezeichnet werden kann - kann aus Papier, wie Recyclingpapier, insbesondere Altpapier und/oder 100 % recyclingfähigem Papier, das ohne chemische Inhaltsstoffe hergestellt sein kann, hergestellt sein. Recyclingpapier sind insbesondere Papiermaterialien mit einem geringen Anteil (weniger als 50%) an frischfaserhaltigem Papiermaterial. Beispielswiese werden Papiermaterialien, die 70% bis 100% Altpapier enthalten, verwendet. Das Recyclingpapier im Sinne dieser Erfindung kann Papiermaterial sein, das einen Zugfestigkeitsindex längs zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 90 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 15 Nm/g bis 60 Nm/g, und einen Zugfestigkeitsindex quer zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 60 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 5 Nm/g bis 40 Nm/g. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit bzw. des Zugfestigkeitsindex kann eine Norm DIN EN ISO 1924-2 oder DIN EN ISO 1924-3 herangezogen werden. Zudem oder alternativ kann eine Recyclingpapiereigenschaft oder Altpapiereigenschaft durch den sogenannten Berstwiderstand charakterisiert werden. Ein Material in diesem Sinne ist Recyclingpapier mit einem Berstindex von höchstens 3,0 kPa*m^2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*m^2/g bis 2,5 kPa*m^2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/m2 bis max. 140 g/m2 auf. Das Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Ein Beispiel für ein gattungsgemäßes Verpackungserzeugnis ist in EP 2 711167 B1 angegeben. In einem ersten Umformschritt werden gemäß EP 2 711 167 B1 die Längsrandstreifen der Materialbahn im Wesentlichen locker einwärts gerollt. In einem zentralen Verbindungsabschnitt oder Mittelbereich, der die beiden eingerollten Längsrandstreifen des Papierbahnabschnittes verbindet und die jeweils einen Knautsch-Hohlraum realisieren, ist zum Versteifen und Fixieren der Längsrandstreifen des Verpackungserzeugnisses eine Prägung eingebracht, welche durch eine Folge von Tal- und Erhebungsabschnitten gebildet ist. Auf diese Weise soll der seitlich eingerollte Kissenabschnitt, der zur Bildung einer Knautschzone einen Hohlraum begrenzt, wesentlich dicker als der geprägte Mittelbereich sein. In der geprägten Deformations- oder Befestigungszone im Mittelbereich können außerdem Perforationen eingebracht werden, die ein ineinander Verhaken der übereinanderliegenden Bahnlagen bewirkt.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses ist aus WO95/31296 bekannt. Diese umfasst eine Umformstation mit einem sich in Förderrichtung verjüngenden Kanal zum Querkomprimieren von bahnförmigem Ausgangsmaterial. In der Umformstation sind drei Paare von Antriebsrädern integriert, die für den Einzug und das Fördern des Ausgangsmaterials verantwortlich sind. Stromabwärts der Umformstation ist eine Prägestation mit zwei Prägerädern angeordnet, mittels denen ein mittiger Abschnitt des querkomprimierten Verpackungszeugnisses deformiert und geprägt wird. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Motor, der sowohl die Prägeräder als auch die drei Paare von Antriebsrädern antreibt. Dabei wird die Antriebskraft zunächst auf die Prägeräder übertragen und schließlich über ein Riemengetriebe auf die Antriebsräder. Dabei soll die Übertragung so eingestellt werden, dass die Antriebsräder dem Ausgangsmaterial eine größere Fördergeschwindigkeit mitteilen als die Prägeräder, sodass das Ausgangsmaterial in Förderrichtung gestaucht wird.
Nachteilhaft an der Vorrichtung aus WO95/31296 ist, dass die Vielzahl an eingesetzten Förderradpaaren in Kombination mit der Übertragung der Antriebskräfte über ein Riemengetriebe den Bauraumbedarf der Vorrichtung erhöhen. Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass die Stauchung des Ausgangsmaterials in Förderrichtung das Risiko von Verstopfungen in der Vorrichtung erhöht. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Verringerung des Staurisikos einerseits und die Verringerung des Bauraumbedarfs andererseits einen Interessenskonflikt darstellen, der vor der vorliegenden Erfindung nicht zufriedenstellend gelöst werden konnte.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben darüber hinaus erkannt, dass ein Bedürfnis für kleine, d.h. in ihrer Breitendimension quer zur Längserstreckung reduzierte, Verpackungserzeugnisse besteht, weil diese leichter in engen auszupolsternden Volumina in Verpackungskartons oder -Taschen integrierbar sind. In der Vergangenheit wurden stets Verpackungserzeugnisse der gattungsgemäßen Form mit einem wellenförmigen, sich in Längsrichtung erstreckenden Prägeabschnitt und seitlichen symmetrisch anschließenden, schlauchförmigen Knautsch-Hohlräumen, die durch einstückiges Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials hergestellt wurden, zu einer recht einheitlichen Größe hergestellt, wobei die Zwänge des Ausgangsmaterials sowie der zur Herstellung vorgesehenen Vorrichtungen eine Breite von weniger als 15 cm nicht zugelassen haben. Den Erfindern der vorliegenden Erfindung ist es nun gelungen, Vorrichtungen zu schaffen, mit denen Verpackungserzeugnisse der oben genannten Struktur mit einer Breite von weniger als 15 cm herstellbar sind. Darüber hinaus ist es gelungen die Dimensionierung der Vorrichtung gegenüber bisherigen Vorrichtungen deutlich zu reduzieren.
Insbesondere wegen der komplizierten Kraftführung des Riemengetriebes lässt sich die Vorrichtung in WO95/31296 nicht ohne weiteres so umgestalten, dass die hohe Nachfrage nach kleinen Papier-Verpackungserzeugnissen und/oder in ihrem Bauraum begrenzte Vorrichtungen befriedigt werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden, insbesondere eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial dahingehend zu verbessern, dass das Risiko der Stauerzeugung verkleinert und/oder die Vorrichtung bauraumoptimiert ist.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses, wie eines Polsterproduktes, aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, wie einer ein- oder mehrlagigen Papierbahn, insbesondere aus Papier vorgesehen. Unter dem Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses ist insbesondere das Überführen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in einen Zustand mit gegenüber dem Ausgangsmaterial größerer Erstreckung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zu verstehen. Für das Papiermaterial wird vor allem aus ökologischen Gründen immer häufiger Altpapier eingesetzt, das allerdings auf Grund dessen Inhomogenität nur schwierig umgeformt werden kann, vor allem wenn das dreidimensionale Verpackungserzeugnis stets gleichmäßig und möglichst einfach und ökonomisch zu fertigen ist. Die Ausgangsmaterialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, insbesondere Altpapier und/oder 100 % recyclingfähigem Papier, das ohne chemische Inhaltsstoffe hergestellt sein kann, hergestellt sein. Recyclingpapier sind insbesondere Papiermaterialien mit einem geringen Anteil (weniger als 50%) an frischfaserhaltigem Papiermaterial. Beispielswiese werden Papiermaterialien, die 70% bis 100% Altpapier enthalten, verwendet. Das Recyclingpapier im Sinne dieser Erfindung kann Papiermaterial sein, das einen Zugfestigkeitsindex längs zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 90 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 15 Nm/g bis 60 Nm/g, und einen Zugfestigkeitsindex quer zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 60 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 5 Nm/g bis 40 Nm/g. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit bzw. des Zugfestigkeitsindex kann eine Norm DIN EN ISO 1924-2 oder DIN EN ISO 1924-3 herangezogen werden. Zudem oder alternativ kann eine Recyclingpapiereigenschaft oder Altpapiereigenschaft durch den sogenannten Berstwiderstand charakterisiert werden. Ein Material in diesem Sinne ist Recyclingpapier mit einem Berstindex von höchstens 3,0 kPa*^2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*m^2/g bis 2,5 kPa*m^2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/m2 bis max. 140 g/m2 auf. Das Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Die Vorrichtung kann grundsätzlich so bemessen und dazu ausgelegt sein, dass sie miniaturisiert ist, d. h. deutlich kleiner bemessen ist als entsprechende Vorrichtungen aus dem Stand der Technik und/oder dazu in der Lage ist, deutlich kleinere Verpackungserzeugnisse zu erzeugen. Damit kann der Bedarf nach kleinen Verpackungserzeugnisse befriedigt werden. Zum anderen werden erfindungsgemäße Vorrichtungen der Forderung nach immer kleiner werdenden zur Verfügung stehenden Abstellflächen für derartige Vorrichtungen gerecht. Beispielsweise wurde als Daumenregel für die Gesamtabmessung gattungsgemäßer Vorrichtungen gefordert, dass diese die Außenabmessung einer Standard-Industriepalette nicht übersteigen dürfen. Beispielsweise weisen erfindungsgemäße Vorrichtungen eine Gesamtabmessung von weniger als 650 mm Länge in Fördereinrichtung, von weniger als 450 mm Breite quer zur Fördereinrichtung und von weniger als 300 mm Höhe quer zur Förder- und Breitenrichtung auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, kleine bzw. Miniatur-Verpackungserzeugnisse bzw.-Polster zu erzeugen. Derartige kleine bzw. Miniatur-Verpackungserzeugnisse können eine Länge in Fördereinrichtung von weniger als 30 mm, eine Breite von weniger als 120 mm, insbesondere im Bereich von 80 bis 90 mm, und eine Höhe von weniger als 40 mm, insbesondere im Bereich von 20 bis 30 mm, aufweisen.
Ein erster Aspekt Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial. Die Vorrichtung umfasst eine Umformstation mit einem Konvergenzkanal zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder Einrollen, des Ausgangsmaterials, und einer Fördereinrichtung zum Abziehen des Ausgangsmaterials von einem förderrichtungsaufwärts der Umformstation anordenbaren Ausgangsmaterialvorrat.
Ferner umfasst die Umformstation eine Montageplatte, an deren dem Konvergenzkanal zugewandten Führungsseite in die Umformstation eintretendes Ausgangsmaterial geführt wird und an der wenigstens ein Antriebsmittel der Fördereinrichtungen drehbar gelagert ist und ein das wenigstens eine Antriebsmittel antreibender Motor befestigt ist.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Montageplatte der Bauraumbedarf der Vorrichtung reduziert werden kann, ohne das Risiko von Materialstau zu erhöhen. Es hat sich herausgestellt, dass die Funktionsunion aus Montageplatte zum Befestigen des Motors und des wenigstens einen Antriebsmittels und der Führung des in die Umformstation eintretenden Ausgangsmaterials an der Führungsseite der Montageplatte den bisherigen Zielkonflikt zwischen einer möglichst kleinen Vorrichtung und einem möglichst geringen Staurisiko auflöst. So konnte beispielsweise durch die Montage des Antriebs und des wenigstens einen Antriebsmittels an der Montageplatte, die gleichzeitig als Führungsseite dient, auf eine bauraumintensive Riemenführung verzichtet werden. Der dadurch eingesparte Bauraum konnte wiederum für größere Motoren und/oder Antriebsmittel eingesetzt werden, was sich positiv auf das Staurisiko ausgewirkt hat. Ferner hat sich gezeigt, dass die Montage des Motors und der Antriebsmittel an der Montageplatte, die gleichzeitig der Führung des Ausgangsmaterials dient, aus Bauraumeffizienzgründen sinnvoll ist, da die Führung des zunächst bahnförmigen Ausgangsmaterials eine große Erstreckung der Führungsseite in Förderrichtung und in Ausgangsmaterialbreitenrichtung erfordert. Diese große Erstreckung kann vorteilhaft dazu genutzt werden, Komponenten, wie Antriebsmittel und Motoren flächig auf der Montageplatte zu verteilen und dadurch den Bauraumbedarf der Vorrichtung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zu reduzieren.
Vorzugsweise ist die Montageplatte trapezförmig ausgebildet. Vorzugsweise verjüngt sich die Montageplatte in Förderrichtung, insbesondere trapezförmig. Vorzugsweise ist die Führungsseite die Seite der Montageplatte, die dem Führungskanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zugewandt ist. Insbesondere ist unter einer Montageplatte eine Führungswandung zu verstehen, an der wenigstens ein Antriebsmittel der Fördereinrichtung drehbar gelagert ist und ein das wenigstens eine Antriebsmittel antreibender Motor befestigt ist
Unter dem Führen des Ausgangsmaterials durch die Führungsseite ist insbesondere zu verstehen, dass das Ausgangsmaterial beim Eintritt in den Konvergenzkanal, insbesondere bevor es querkomprimiert wird, die Führungsseite kontaktiert oder nah an der Führungsseite geführt wird. Unter nah ist insbesondere ein Abstand des Ausgangsmaterials von der Führungsseite von weniger als 20 mm, 16 mm, 12 mm oder 8 mm zu verstehen. Vorzugsweise wird die Führung des Ausgangsmaterials an der Führungsseite insbesondere dadurch realisiert, dass der Kraftübertragungskontakt zwischen dem wenigstens einen Antriebsmittel und dem Ausgangsmaterial, wenn es durch die Vorrichtung gefördert wird, in Ausgangsmaterialstärkenrichtung maximal 20 mm, 16 mm, 12 mm oder 8 mm von der Führungsseite beabstandet ist. Alternativ zur Definition der Führungsseite über die Führung des Ausgangsmaterials kann die Führungsseite auch als die den Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung begrenzende Seite definiert sein, an der sich das Ausgangsmaterial beim Querkomprimieren in Ausgangsmaterialstärkenrichtung abstützt. Insbesondere ist die Führungsseite die Seite, an der sich der Mittelbereich des Ausgangsmaterials abstützt, wenn die Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials beim Querkomprimieren in Ausgangsmaterialstärkenrichtung eingeschlagen werden. Alternativ kann die Führungsseite als die dem Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zugewandte Seite derjenigen Begrenzungswandung definiert sein, die den Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung begrenzt und die dem Ausgangsmaterial bei dessen Eintritt in den Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung am nächsten ist. Besonders bevorzugt ist die Führungsseite als die dem Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zugewandte Seite derjenigen Führungswandung definiert, die den Konvergenzkanal in Gravitationsrichtung begrenzt.
Bevorzugt ist das wenigstens eine Antriebsmittel und/oder der Motor an einer dem Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung abgewandten Montageseite der Montageplatte befestigt. Insbesondere ist die Montageseite die der Führungsseite gegenüberliegende Seite der Montageplatte. Vorzugsweise erstrecken sich die Montageseite und die Führungsseite parallel zueinander.
Vorzugsweise erstrecken sich die Führungsseite und/oder die Montageseite flächig, insbesondere trapezförmig. Vorzugsweise verjüngen sich die Führungsseite und/oder die Montageseite jeweils in Förderrichtung insbesondere trapezförmig. Insbesondere erstrecken sich die Führungsseite und die Montageseite in Förderrichtung und in Ausgangsmaterialbreitenrichtung.
Durch die Befestigung des Motors an der Montageplatte, kann das Gewicht der verstellbaren Begrenzungswandung und somit die über die nachfolgend beschriebene verstellbare Begrenzungswandung auf das drehbare Antriebsmittel wirkende Gewichtskraft besser eingestellt werden, was sich positiv auf das Risiko von Materialstau auswirkt.
Unter dem Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses ist insbesondere das Überführen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in einen Zustand mit gegenüber dem Ausgangsmaterial größerer Erstreckung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zu verstehen. Dies kann beispielsweise durch das zuvor und nachfolgend beschriebene Querkomprimieren erreicht werden. Besonders bevorzugt ist dem Querkomprimieren noch ein Befestigen von beim Querkomprimieren eingeschlagenen oder eingerollten Längsstreifen nachgelagert. Hierzu weist die Vorrichtung insbesondere eine förderrichtungsabwärts der Umformstation angeordnete Präge- und/oder Perforationsstation auf.
Unter der Förderrichtung ist insbesondere die Richtung zu verstehen, in der das Ausgangsmaterial im Betrieb von dem Ausgangsmaterialvorrat, wie einer Ausgangsmaterialrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, oder einen Leporellostapel, abgezogen und durch die Vorrichtung gefördert wird. Diese Richtung kann auch als Ausgangsmateriallängsrichtung bezeichnet werden.
Unter der Ausgangsmaterialbreitenrichtung ist insbesondere die Richtung zu verstehen, in der das Ausgangsmaterial sich zwischen Längsrändern des bahnförmigen Ausgangsmaterials erstreckt. Insbesondere erstrecken sich die Längsränder in Förderrichtung. Insbesondere ist die Ausgangsmaterialbreitenrichtung die Richtung, in der das Ausgangsmaterial beim Hindurchfördern durch die Umformstation querkomprimiert wird.
Unter einem bahnförmigen Ausgangsmaterial ist insbesondere ein Ausgangsmaterial zu verstehen, das sich insbesondere flächig entlang der Ausgangsmateriallängsrichtung (Förderrichtung) und der Ausgangsmaterialbreitenrichtung erstreckt. Insbesondere orthogonal zu einer durch die Ausgangsmateriallängsrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung definierten Fläche erstreckt sich das bahnförmige Ausgangsmaterial in eine Ausgangsmaterialstärkenrichtung. Insbesondere ist die Erstreckung, insbesondere Stärke bzw. Dicke, des bahnförmigen Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialstärkenrichtung deutlich kleiner als die Erstreckung, insbesondere Breite, des bahnförmigen Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialbreitenrichtung. Unter deutlich kleiner ist insbesondere eine Erstreckung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung von maximal 20%, 10%, 5%, 3%, 2%, 1% oder 0,5 % der Erstreckung des Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zu verstehen.
Insbesondere definieren die Ausgangsmateriallängsrichtung, die Ausgangsmaterialbreitenrichtung und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung ein Koordinatensystem mit drei jeweils orthogonal zueinander verlaufenden Richtungen, auch bekannt als kartesisches Koordinatensystem. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen das Ausgangsmaterial umgelenkt wird, wandert das Koordinatensystem mit dem Ausgangsmaterial mit. Beispielsweise kann das Ausgangsmaterial in einer Ausführungsform in Horizontalrichtung von dem Ausgangsmaterialvorrat zu der Vorrichtung gefördert werden. An der Vorrichtung kann das Ausgangsmaterial dann in eine Horizontalrichtung umgelenkt werden, in der es die Vorrichtung durchläuft. In diesem Fall entsprechen vor dem Eintritt in die Umformstation die Förderrichtung einer Vertikalrichtung und die Ausgangsmaterialstärken- und Breitenrichtung jeweils Horizontalrichtungen. Innerhalb der Vorrichtung entsprechen dann die Förderrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung jeweils einer Horizontalrichtung und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung einer Vertikalrichtung.
Angaben zu Merkmalen der Vorrichtung und ihrer Komponenten, wie der Umformstation, die in Bezug auf die Förderrichtung, Ausgangsmaterialstärkenrichtung und/oder Ausgangsmaterialbreitenrichtung gemacht werden, beziehen sich daher stets auf das Koordinatensystem, wie es auf Förderrichtungshöhe der entsprechenden Komponente oder eines Abschnitts der Komponente ausgerichtet ist.
Da die Richtungen, in die sich das Ausgangsmaterial der Breite und Stärke nach erstreckt während und nach dem Querkomprimieren ändern und teilweise überschneiden können wird das mitwandernde Koordinatensystem in dem Zustand des Ausgangsmaterials vor dessen Querkomprimierung, insbesondere in dem Ausgangsmaterialvorrat, zwischen Ausgangsmaterialvorrat und Vorrichtung oder unmittelbar vor der ersten Querkomprimierung, bestimmt. Insbesondere wird das Koordinatensystem beim Eintritt in die Umformstation bestimmt. Bei einem Beispiel, bei dem das Ausgangsmaterial horizontal in die Vorrichtung eintritt, entsprechen die Förderrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung jeweils orthogonal zueinander verlaufenden Horizontalrichtungen und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung einer Vertikalrichtung. Sofern bei diesem Beispiel das Ausgangsmaterial anschließend in die Vertikalrichtung umgelenkt würde, würde das Koordinatensystem entsprechend mit dem Ausgangsmaterial bzw. dem querkomprimierten Material mitwandern, sodass anschließend die Ausgangsmaterialstärkenrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung jeweils zueinander orthogonalen Horizontalrichtungen und die Förderrichtung einer Vertikalrichtung entsprechen würden.
Insbesondere innerhalb der Umformstation kann die Ausgangsmaterialbreitenrichtung alternativ als Konvergenzrichtung bezeichnet werden. Die Konvergenzrichtung verläuft insbesondere orthogonal zu der Förderrichtung und beschreibt die Richtung in der die Erstreckung des Konvergenzkanals in Förderrichtung abnimmt, insbesondere auf Grund des sich in Förderrichtung verjüngenden Kanals abnimmt. Alternativ oder Zusätzlich kann die Ausgangsmaterialstärkenrichtung insbesondere innerhalb der Umformstation als Normalenrichtung bezeichnet werden. Die Normalenrichtung ist die Richtung, die eine Normale zu einer durch die Förderrichtung und die Konvergenzrichtung definierte Ebene beschreibt. Es sei klar, dass sämtliche zuvor und nachfolgend über die Ausgangsmaterialbreitenrichtung und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung gemachten Angaben innerhalb der Vorrichtung, insbesondere Umformstation, auch anhand der Konvergenzrichtung und der Normalenrichtung gemacht werden können.
Unter dem Konvergenzkanal ist insbesondere ein sich in Förderrichtung verjüngender Kanal zu verstehen. Insbesondere verjüngt sich der Konvergenzkanal in Förderrichtung trichterförmig. Insbesondere ist der Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung wenigstens von einer Seite durch wenigstens eine, Begrenzungswandung begrenzt. Insbesondere ist die wenigstens eine Begrenzungswandung trichterförmig ausgebildet und/oder verjüngt sich insbesondere in Förderrichtung trichterförmig. Insbesondere erstreckt sich die wenigstens eine Begrenzungswandung insbesondere im Betriebszustand flächig in Förderrichtung und Ausgangsmaterialstärkenrichtung. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Begrenzungswandung durch die Montageplatte gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder durch eine Führungswandung gemäß dem weiter unter beschriebenen zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung ausgebildet.
Insbesondere weist die wenigstens eine Begrenzungswandung zwei sich insbesondere im Betriebszustand in Ausgangsmaterialstärkenrichtung gegenüberliegende, insbesondere parallel zueinander erstreckende, Begrenzungswandungen auf. Insbesondere sind beide Begrenzungswandungen trapezförmig ausgebildet und/oder verjüngen sich in Förderrichtung trapezförmig. Insbesondere wird der Konvergenzkanal insbesondere im Betriebszustand in Ausgangsmaterialstärkenrichtung beidseitig durch die zwei Begrenzungswandungen begrenzt. Vorzugsweise ist eine der zwei Begrenzungswandungen durch die Montageplatte gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder durch eine Führungswandung gemäß dem weiter unter beschriebenen zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Die zweite Begrenzungswandung ist vorzugsweise zwischen einer Betriebsstellung, in der das Ausgangsmaterial beim Hindurchfördern querkomprimiert wird, und einer Freigabestellung verstellbar, insbesondere schwenkbar ist, in der ein Zugriff in den Konvergenzkanal freigegeben wird. Diese Begrenzungswandung wird nachfolgend zur vereinfachten Lesbarkeit auch als Deckel bezeichnet. Die Führungswandung wird nachfolgend zur vereinfachten Lesbarkeit auch als Boden bezeichnet. Es sei jedoch klar, dass diese Begriffe (Deckel und Boden) lediglich der vereinfachten Lesbarkeit dienen und keinerlei zwingenden Einschränkungen mit sich bringen sollen.
Alternativ oder zusätzlich weist die Umformstation wenigstens zwei Seitenwandung auf, die den Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialbreitenrichtung begrenzen. Insbesondere weist die wenigstens eine Seitenwandung zwei Seitenwandungen auf, die in Förderrichtung aufeinander zu laufen. Insbesondere begrenzen die zwei Seitenwandungen den Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialbreitenrichtung beidseitig. Insbesondere verjüngt sich der Konvergenzkanal durch das aufeinander zu Laufen der Seitenwandungen in Förderrichtung, sodass die Erstreckung des Konvergenzkanals in Ausgangsmaterialbreitenrichtung am förderrichtungsaufwärtigen Ende der Umformstation größer, insbesondere wenigstens 100 %, 150%, 200% oder 300% größer, ist als am förderrichtungsabwärtigen Ende der Umformstation.
Vorzugsweise weist die Umformstation einen Ausgangsmaterialeingang auf, über die das Ausgangsmaterial in die Umformstation einziehbar ist, und einen Ausgangsmaterialausgang, über die das querkomprimierte Ausgangsmaterial aus der Umformstation abführbar ist. Insbesondere ist die Umformstation zwischen dem Ausgangsmaterialeingang und dem Ausgangsmaterialausgang durch eine oder mehrere der zuvor beschriebenen Begrenzungswandungen und/oder Seitenwandungen in Ausgangsmaterialbreitenrichtung und/oder in Ausgangsmaterialstärkenrichtung begrenzt. Insbesondere begrenzen die wenigstens zwei Seitenwandungen zusammen mit den trapezförmigen Begrenzungswandungen den Konvergenzkanal in der Betriebsstellung zwischen dem Ausgangsmaterialeingang und dem Ausgangsmaterialausgang umfänglich. Vorzugsweise begrenzen die Seitenwandungen, die verstellbare Begrenzungswandung und/oder die Führungswandung den Konvergenzkanal bis zum Kanalausgang. Vorzugsweise ist der Kanalausgang maximal 200 mm, 150 mm, 100 mm, 75 mm, 50 mm, 30 mm, 15 mm oder 5 mm von einer Präge- und/oder Perforationszone einer in Förderrichtung an die Umformstation anschließenden Präge- und/oder Perforationsstation beabstandet. Dadurch kann insbesondere das querkomprimierte Ausgangsmaterial bis zur Präge- und/oder Perforationszone gerade gehalten werden, was insbesondere das Einreißen von seitlich eingeschlagenen Längsrandstreifen und somit das Entstehen von Abrissen und Papierstau verhindert.
Wie zuvor und nachfolgend beschrieben wird das Ausgangsmaterial beim Durchfahren des Konvergenzkanals vorzugsweise Querkomprimiert. Vorzugsweise ist unter Querkomprimieren ein Einschlagen oder Einrollen von Längsstreifen der Ausgangsmaterialbahn zu verstehen, insbesondere um an in Ausgangsmaterialbreitenrichtung außenliegende Knautsch-Hohlräume zu bilden.
Hierzu wird das Ausgangsmaterial in der Betriebsstellung vorzugsweise über eine Begrenzungswandung, insbesondere eine der zuvor beschriebenen trapezförmigen Begrenzungswandungen, aufgenommen und geführt, insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung abgestützt. Vorzugsweise ist diese Begrenzungswandung durch die Montageplatte gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder durch eine Führungswandung gemäß dem weiter unter beschriebenen zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Vorzugsweise stoßen beim weiteren Hindurchfördern des Ausgangsmaterials in Förderrichtung durch den Konvergenzkanal die in Ausgangsmaterialbreitenrichtung außenliegenden Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials an den Seitenwandungen an und werden durch diese in Ausgangsmaterialstärkenrichtung umgelenkt, insbesondere eingeschlagen. Durch die in Förderrichtung aufeinander zu laufenden Seitenwandungen werden die Längsrandstreifen beim weiteren Hindurchfördern durch den Konvergenzkanal weiter in Ausgangsmaterialstärkenrichtung umgelenkt bis sie vorzugsweise an Umschlagwangen übergeben werden, an denen die umgelenkten Längsrandstreifen beim weiteren Hindurchfördern in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zurückgelenkt, insbesondere eingerollt, werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Einrollen dadurch erfolgen, dass die Längsrandstreifen an eine weitere Begrenzungswandung, insbesondere die zweite zuvor beschriebene trapezförmige Begrenzungswandung, stoßen, an der die umgelenkten Längsrandstreifen beim weiteren Hindurchfördern in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zurückgelenkt, insbesondere eingerollt, werden.
Vorzugsweise bildet die die Längsrandstreifen zurücklenkende Begrenzungswandung und/oder die die Umschlagwangen tragende Begrenzungswandung die zuvor beschriebene verstellbare Begrenzungswandung. Beim Versetzen der verstellbaren Begrenzungswandung in die Freigabestellung wird der zuvor durch die verstellbare Begrenzungswandung abgedeckte Bereich des Konvergenzkanals freigegeben, sodass ein Eingriff in den Konvergenzkanal ermöglicht ist.
Alternativ oder zusätzlich kann unter Querkomprimieren auch ein einfaches Stauchen, insbesondere ziehharmonikaartiges Stauchen, des Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zu verstehen sein.
Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen drehbar an der Montageplatte gelagerten Antriebsmittel um wenigstens ein Förderrad und/oder wenigstens eine Förderwalze. Die zuvor und nachfolgend im Zusammenhang mit der Montageplatte erläuterten bevorzugten Ausführungen der Fördereinrichtung können im Zusammenhang mit dem zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung auch auf die Führungswandung angewendet werden. Unter einer Förderwalze ist insbesondere ein drehbar gelagertes Antriebsmittel zu verstehen, dessen Axialerstreckung größer, vorzugsweise wenigstens 10%, 30%, 50 %, 70%, 100%, 150%, 200% oder 300% größer, ist als dessen Radialerstreckung. Vorzugsweise weist das wenigstens eine drehbar an der Montageplatte gelagerte Antriebsmittel wenigstens zwei drehbar an der Montageplatte gelagerte Antriebsmittel auf.
Vorzugsweise weist die Fördereinrichtung wenigstens ein Paar drehbar gelagerter Antriebsmittel, insbesondere wenigstens ein Förderradpaar oder ein Förderwalzenpaar, auf, die vorzugsweise in der Betriebsstellung unter Ausbildung eines Kraftübertragungskontaktes mit dem Ausgangsmaterial gegeneinander verspannt sind und in der Freigabestellung voneinander beabstandet sind. Insbesondere bildet das wenigstens eine an der Montageplatte gelagerte Antriebsmittel ein Antriebsmittel des wenigstens einen Antriebsmittelpaares, wobei vorzugsweise das andere Antriebsmittel des wenigstens einen Antriebsmittelpaares drehbar an einer der Montageplatte gegenüberliegenden Begrenzungswandung, insbesondere an der zuvor beschriebenen verstellbaren Begrenzungswandung, gelagert ist. Vorzugsweise ist ein Antriebsmittel des wenigstens einen Antriebsmittelpaares mit dem Motor, insbesondere über ein Getriebe, insbesondere Zahnradgetriebe, gekoppelt und das andere Antriebsmittel des wenigstens einen Antriebsmittelpaares frei drehbar gelagert. Vorzugsweise ist das wenigstens eine an der Montageplatte gelagerte Antriebsmittel das mit dem Motor gekoppelte Antriebsmittel. Alternativ oder zusätzlich ist das frei drehbar gelagerte Antriebsmittel an einer der Montageplatte in Ausgangsmaterialstärkenrichtung gegenüberliegenden Begrenzungswandung, insbesondere an der verstellbaren Begrenzungswandung, gelagert.
Es hat sich als besonders bevorzugt herausgestellt, das an der Montageplatte befestigte Antriebsmittel als Förderrad oder Förderwalze auszubilden dessen Radius größer ist als der Radius des an der gegenüberliegenden Begrenzungswandung gelagerten als Förderrad oder Förderwalze ausgebildeten Antriebsmittels.
Besonders bevorzugt weist die Fördereinrichtungen wenigstens zwei der zuvor beschriebenen Antriebsmittelpaare, insbesondere Förderradpaar, auf, die insbesondere in Ausgangsmaterialbreitenrichtung voneinander beabstandet sind und/oder auf der gleichen Förderrichtungshöhe angeordnet sind.
Vorzugsweise weist das wenigstens eine Antriebsmittel wenigstens ein Förderrad oder eine Förderwalze auf, dessen Drehachse außerhalb des Konvergenzkanals angeordnet ist und das durch eine Aussparung der Montageplatte in den Konvergenzkanal hineinragt, insbesondere um wenigstens 1 %, 3 %, 5 %, 10 % oder 15 % und/oder höchstens 20%, 25%, 30%, 40% oder 45 % der Radialerstreckung des wenigstens einen Antriebsmittels über die Führungsseite hinaus in den Konvergenzkanal hineinragt. Vorzugsweise ragt das wenigstens eine Antriebsmittel in Ausgangsmaterialstärkenrichtung in den Konvergenzkanal hinein. Vorzugsweise ist die Aussparung derart an die Dimension des wenigstens einen Antriebsmittels angepasst, dass zwischen Antriebsmittel und Aussparung in Förderrichtung und/oder in Ausgangsmaterialbreitenrichtung jeweils ein Abstand von wenigstens 1 mm, 3 mm, 5 mm oder 10 mm und/oder höchstens 15 mm, 20 mm, 25 mm oder 30 mm besteht.
In einer Ausführungsform weist das wenigstens eine Antriebsmittel wenigstens zwei Antriebsmittel, insbesondere Förderräder oder Förderwalzen, auf. In dieser Ausführungsform weist die Montageplatte bevorzugt zwei der zuvor beschriebenen Aussparungen auf. Bevorzugt sind die wenigstens zwei Förderräder und/oder Aussparungen in Ausgangsmaterialbreitenrichtung voneinander beabstandet. Bei dieser Ausführungsform ist der Motor vorzugsweise in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zwischen den zwei Antriebsmittel angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist ein Getriebe in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zwischen den Antriebsmitteln angeordnet. Vorzugsweise ist das Getriebe an der Montageplatte, insbesondere Montageseite, befestigt. Besonders bevorzugt sind sowohl das Getriebe als auch der Motor in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zwischen den Förderrädern angeordnet. Dabei ist vorzugsweise das Getriebe auf gleicher Förderrichtungshöhe der wenigstens zwei Förderräder angeordnet. Vorzugsweise ist der Motor förderrichtungsabwärts der wenigstens zwei Förderräder und/oder des Getriebes angeordnet. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Motorabtriebswelle des Motors ausgehend von dem Motor förderrichtungsaufwärts zu dem Getriebe, ist insbesondere förderrichtungsaufwärts mit dem Getriebe gekoppelt.
Besonders bevorzugt ist das wenigstens eine Antriebsmittel an einem förderrichtungsaufwärtigen Endabschnitt der Montageplatte drehbar gelagert. Der förderrichtungsaufwärtigen Endabschnitt der Montageplatte entspricht insbesondere dem Bereich der Montageplatte, der sich in Förderrichtung ausgehend von dem förderrichtungsaufwärtigen Ende der Montageplatte in Förderrichtung um 30 %, 25 %, 20 %, 15 % oder 10 % der Gesamterstreckung der Montageplatte in Förderrichtung erstreckt.
Vorzugsweise ist die drehbare Lagerung des wenigstens einen Antriebsmittels über eine sich insbesondere in Ausgangsmaterialbreitenrichtung erstreckende Antriebswelle realisiert. Insbesondere ist die Antriebswelle über wenigstens zwei, insbesondere drei, Lager an der Montageplatte befestigt. Besonders bevorzugt wird das wenigstens eine Antriebsmittel in Ausgangsmaterialbreitenrichtung von den zwei Lagern flankiert. Besonders bevorzugt sind die zwei Lager in Ausgangsmaterialbreitenrichtung um maximal 50 mm, 30 mm, 20 mm oder 10 mm von dem wenigstens einen Antriebsmittel beabstandet. Bei einer Ausführungsform mit wenigstens zwei Antriebsmitteln ist jeweils ein Lager in Ausgangsmaterialbreitenrichtung außenseitigen maximalen um diesen Abstand von jeweils einem Förderrad beabstandet. Bei einer Ausführungsform mit einer Förderwalze ist vorzugsweise jeweils ein Lager um diesen Abstand von jeweils einem axialen Ende der Förderwalze beabstandet. Besonders bevorzugt ist die Antriebswelle in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zwischen den wenigstens zwei Antriebsmitteln mit dem Getriebe gekoppelt.
Vorzugsweise weist der Motor eine Motorabtriebswelle auf, die sich längs, insbesondere parallel zur Förderrichtung erstreckt. Alternativ oder zusätzlich ragt die Motorabtriebswelle in der zur Förderrichtung entgegengesetzten Richtung aus dem Motor heraus. Alternativ oder zusätzlich ist ein Getriebe, insbesondere Umlenkgetriebe, an der Montageplatte befestigt, über das die Motorabtriebswelle mit dem wenigstens einen Antriebsmittel gekoppelt ist. Insbesondere wandelt das Umlenkgetriebe die Drehbewegung der sich in Förderrichtung erstreckenden Motorabtriebswelle in eine Drehbewegung einer sich in Ausgangsmaterialbreitenrichtung erstreckenden Antriebswelle des wenigstens einen Antriebsmittels um. Vorzugsweise sind der Motor und oder das Getriebe in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zwischen zwei drehbar gelagerten Antriebsmitteln des wenigstens einen Antriebsmittels an der Montageplatte, insbesondere an der Montageseite, befestigt.
Vorzugsweise weist die Montageplatte eine Wandstärke von wenigstens 1 mm und höchstens 12 mm, vorzugsweise von wenigstens 2 mm und höchstens 8 mm, besonders bevorzugt von wenigstens 2,5 mm höchstens 3,5 mm auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Montageplatte eine Biegewechselfestigkeit von wenigstens 80 N/mm², 160 N/mm² oder 320 N/mm² und/oder von höchstens 375 N/mm², 500 N/mm² oder 625 N/mm² auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Montageplatte aus einem Metall, insbesondere aus Stahl, gebildet. Durch diese Ausgestaltungen kann insbesondere eine Montageplatte bereitgestellt werden, die einerseits eine ausreichende Festigkeit zum Aufnehmen des wenigstens einen Antriebsmittels der Fördereinrichtung bereitstellt und andererseits einen möglichst geringen Materialbedarf aufweist.
Vorzugsweise weist die Montageplatte eine sich in Förderrichtung verjüngende Trapezform auf. Besonders bevorzugt weist die dem Konvergenzkanal zugewandte Führungsseite und/oder die dem Konvergenzkanal abgewandte Montageseite der Montageplatte eine sich in Förderrichtung verjüngende Trapezform auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Montageplatte eine im Wesentlichen konstante Wandstärke auf. Unter einer im Wesentlichen konstante Wandstärke ist insbesondere eine Wandstärke zu verstehen, die entlang der Erstreckung der Montageplatte um maximal 50 %, 30 % oder 10 % schwankt.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung zwei insbesondere in Förderrichtung aufeinander zu laufende Blenden auf, die zusammen mit der Montageplatte eine Umhausung des wenigstens einen Antriebsmittels und des Motors bilden. Insbesondere sind die Blenden und die Montageplatte aus einem Stück geformt, insbesondere gebogen. Insbesondere weisen die Blenden und die Montageplatte die im Wesentlichen gleichen Materialstärke auf. Vorzugsweise erstrecken sich die Blenden ausgehend von der Montageplatte in Ausgangsmaterialstärkenrichtung wenigstens bis zu 50 % 70 %, 90 % oder 100 % der Radialerstreckung des wenigstens einen Antriebsmittels, besonders bevorzugt über das wenigstens eine Antriebsmittel hinaus. Dadurch können insbesondere unbeabsichtigte Eingriffe einer Person in die drehenden Teile der Fördereinrichtung vermieden werden. Die Umhausung muss den Motor und das wenigstens eine Antriebsmittel nicht vollständig einschließen. Daher kann die Umhausung auch als wenigstens teilweise Umhausung bezeichnet werden. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Blenden in Förderrichtung entlang der trapezförmigen Verjüngung der Montageplatte, insbesondere entlang der gesamten Erstreckung der Montageplatte.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial. Die Vorrichtung umfasst eine Umformstation mit einem Konvergenzkanal zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder Einrollen, des Ausgangsmaterials und eine Führungswandung, an der in die Umformstation eintretendes Ausgangsmaterial geführt wird. Die Führungswandung kann als Montageplatte gemäß dem ersten Aspekt Erfindung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die dem Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zugewandte Seite der Führungswandung wie die zuvor beschriebene Führungsseite ausgebildet sein. Die Umformstation weist ferner einen quer zur Förderrichtung, insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung, um wenigstens 0,1 mm und höchstens 20 mm von der Führungswandung beabstandeten Wellenbegrenzer auf, um die Erstreckung von aufgestauchtem, insbesondere gewelltem, Ausgangsmaterial quer zur Förderrichtung, insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung, zwischen dem Wellenbegrenzer und der Führungswandung zu begrenzen.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass es zur Bildung möglichst kleiner Verpackungserzeugnisse von Vorteil ist, das Ausgangsmaterial bzw. das querkomprimierte Ausgangsmaterial in Förderrichtung zu stauchen. Dadurch weist das resultierende Verpackungserzeugnis eine erhöhte Dämpfungseigenschaft in Ausgangsmateriallängsrichtung weist. Um dies zu erreichen kann die Vorrichtung gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung vorzugsweise zwei Fördereinrichtungen aufweisen. Vorzugsweise ist eine Fördereinrichtung eine Fördereinrichtung der Umformstation, insbesondere die im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt Erfindung beschriebene Fördereinrichtung. Die zweite Fördereinrichtung ist vorzugsweise eine der Umformstation in Förderrichtung nachgelagerte Abfördereinrichtung, insbesondere eine Präge und/oder Perforationsstation. Vorzugsweise sind die zwei Fördereinrichtungen derart ausgebildet, dass das Ausgangsmaterial zwischen den beiden Fördereinrichtungen gestaucht werden kann. Hierzu kann eine der Förderrichtung, beispielsweise die Fördereinrichtung der Umformstation, derart ausgebildet sein, dass sie dem Ausgangsmaterial eine größere Fördergeschwindigkeit mitteilen kann als die andere Fördereinrichtung, beispielsweise die Präge- und/oder Perforationsstation. Bei einer ausreichend hohen Geschwindigkeitsdifferenz, beispielsweise bei einer um wenigstens 10 %, 15 %, 20 % oder 30 % höheren Fördergeschwindigkeit, zwischen den zwei Fördereinrichtungen wird das Ausgangsmaterial derart stark gestaucht, dass es Wellen schlägt. Insbesondere werden dabei in Ausgangsmaterialstärkenrichtung voneinander beabstandet Wellenberge und Wellentäler gebildet.
Während sich diese Wellenbildung als vorteilhaft für die Dämpfungseigenschaften des Verpackungserzeugnisses herausgestellt hat, hat sich gezeigt, dass die Wellenbildung ein erhöhtes Risiko für Materialstau mit sich bringt. Denn die gebildeten Wellen stellen einen Widerstand im Umformungsprozess dar und müssen während des Umformungsprozesses fortlaufend weggeknickt werden. Je größer die Amplitude der Wellen ist, desto größer der Widerstand beim Umformungsprozess. Insbesondere durch den erfindungsgemäßen Wellenbegrenzer kann die Amplitude einer Welle auf den Abstand zwischen Wellenbegrenzer und Führungswandung begrenzt werden. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass dadurch das erhöhte Staurisiko unter Aufrechterhaltung der erhöhten Dämpfungseigenschaften durch die Wellenbildung reduziert werden kann. Dies scheint insbesondere daran zu liegen, dass die Wellenberge durch den Wellenbegrenzer in Richtung der Wellentäler umgeklappt werden, was überraschenderweise einerseits die Dämpfungseigenschaften aufrechterhält und andererseits die Erstreckung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung reduziert, was wiederum das Staurisiko reduziert. Unter dem Umklappen der Wellenberge ist insbesondere ein Brechen der Wellenberge zu verstehen, wie dies bei einer auf ein flaches Ufer zuströmenden Welle beobachtet werden kann.
Die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt Erfindung kann gemäß der Vorrichtung des ersten Aspekts der Erfindung ausgebildet sein und umgekehrt. Ferner können bevorzugte Ausführungsformen einzelner Bestandteile der Vorrichtung, die im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind vorteilhaft auch bei der Vorrichtung gemäß den zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet sein und umgekehrt.
Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen der Führungswandung und dem Wellenbegrenzer quer zur Förderrichtung, insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung, wenigstens 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm, 0,7 mm oder 1,0 mm und/oder höchstens 20 mm, 15 mm, 10 mm, 8 mm, 5 mm, 3 mm oder 2 mm.
Insbesondere ein Abstand zwischen 1 mm und 2 mm hat sich als besonders bevorzugt herausgestellt, um eine möglichst große Dämpfungseigenschaft in Ausgangsmateriallängsrichtung bereitzustellen und gleichzeitig das Risiko für Materialstau möglichst gering zu halten.
Besonders bevorzugt wird die Länge des Konvergenzkanals in Förderrichtung durch einen Kanaleingang, über den das Ausgangsmaterial in den Konvergenzkanal eingezogen wird, und einen Kanalausgang, über den das querkomprimierte Ausgangsmaterial den Konvergenzkanal verlässt, definiert. Dabei erstreckt sich der Wellenbegrenzer in Förderrichtung vorzugsweise über wenigstens 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 % oder 60 % und/oder höchstens 70 %, 80 %, 90 % oder 100 % der Konvergenzkanallänge. Insbesondere ist ein Ausgabebereich des Konvergenzkanals, der sich insbesondere ausgehend von dem Kanalausgang um wenigstens 10 %, 20 % oder 25 % und/oder höchstens um 30 %, 40 % oder 50 % der Konvergenzkanallänge in die zur Förderrichtung entgegengesetzte Richtung erstreckt, frei von dem Wellenbegrenzer.
Es hat sich herausstellt, dass der Wellenbegrenzer zwar vorteilhaft eingesetzt werden kann, um das Risiko der Staubildung durch Aufstauchen des Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zu reduzieren. Jedoch hat sich auch herausgestellt, dass der Wellenbegrenzer andererseits das Risiko birgt, dass sich das Ausgangsmaterial beim Querkomprimieren mit dem Wellenbegrenzer verfängt. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass eine Positionierung des Wellenbegrenzers in dem zuvor definierten Bereich das Potenzial des Wellenbegrenzers zur Vermeidung von Materialstau aufgrund der Stauchung weitestgehend ausschöpft und andererseits in diesem Bereich kein oder zumindest nur ein geringes Risiko der Staubildung durch die Querkomprimierung besteht.
Vorzugsweise erstreckt sich der Wellenbegrenzer parallel zu der Führungswandung. Insbesondere wird dabei ein Begrenzungskanal zwischen dem Wellenbegrenzer und der Führungswandung gebildet. Besonders bevorzugt erstreckt sich der Wellenbegrenzer plattenförmig. Alternativ kann der Wellenbegrenzer gitterförmig oder stabförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist der Wellenbegrenzer trichterförmig ausgebildet. Insbesondere verjüngt sich der Wellenbegrenzer in Förderrichtung insbesondere trichterförmig. Insbesondere verjüngt sich der Wellenbegrenzer in dem gleichen Verjüngungswinkel, wie der Konvergenzkanal. Insbesondere begrenzen der Wellenbegrenzer und die Führungswandung einen sich in Förderrichtung verjüngenden Begrenzungskanals. Insbesondere sind die zuvor beschriebenen Seitenwandungen in Ausgangsmaterialbreitenrichtung von dem Wellenbegrenzer beabstandet. Insbesondere können die Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials dadurch zwischen dem Wellenbegrenzer und den Seitenwandungen in Ausgangsmaterialstärkenrichtung eingeschlagen werden. Insbesondere laufen die Seitenwandungen in dem gleichen Winkel aufeinander zu, in dem sich der Wellenbegrenzer verjüngt. Besonders bevorzugt sind an dem Wellenbegrenzer Umschlagwangen befestigt, die in Förderrichtung aufeinander zu laufen, insbesondere in dem gleichen Winkel aufeinander zu laufen, wie sich der Wellenbegrenzer in Förderrichtung verjüngt. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Umschlagwangen in Förderrichtung über den Wellenbegrenzer hinaus. Dadurch kann insbesondere gewährleistet werden, dass das Einrollen der Längsrandstreifen förderrichtungsaufwärts des Wellenbegrenzers abgeschlossen wird.
Alternativ oder zusätzlich zur zuvor beschriebenen plattenförmig Ausgestaltung des Wellenbegrenzers kann dieser einen sich in Förderrichtung erstreckenden Stab aufweisen, der quer zur Förderrichtung, insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung, um den erfindungsgemäßen Abstand von wenigstens 0,1 mm und höchstens 20 mm von der Führungswandung beabstandet ist. Besonders bevorzugt weist der Wellenbegrenzer zwei derartige Stäbe auf, die in Ausgangsmaterialbreitenrichtung voneinander beabstandet sind. Bei einer Ausführungsform mit zwei an der Montageplatte gelagerten Antriebsmitteln sind die zwei Stäbe des Wellenbegrenzers vorzugsweise in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zwischen den Antriebsmitteln positioniert.
Vorzugsweise ist der Wellenbegrenzer an einer Begrenzungswandung des Konvergenzkanals befestigt, der aus einer Betriebsstellung, in der das Ausgangsmaterial beim Hindurchfördern querkomprimiert wird und einer Freigabestellung verstellbar, insbesondere schwenkbar, ist, in der ein Zugriff in den Konvergenzkanal freigegeben wird. In einer Ausführungsform, in der der Wellenbegrenzer durch einen oder zwei Stäbe, wie zuvor beschrieben, gebildet wird, können diese U-förmige ausgebildet sein und insbesondere über ihre Schenkel an der verstellbaren Begrenzungswandung befestigt, insbesondere verschweißt oder verschraubt, sein.
Wie zuvor beschrieben weist die Vorrichtung vorzugsweise wenigstens ein Paar drehbar gelagerter Antriebsmittel auf, von denen eines an der Führungswandung, insbesondere Montageplatte, gelagert ist und das andere an der der Führungswandung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung gegenüberliegenden Begrenzungswandung, insbesondere Deckel, gelagert ist. Die Drehachse des an dem Deckel gelagerten Antriebsmittels in Ausgangsmaterialstärkenrichtung vorzugsweise zwischen dem Deckel und dem Wellenbegrenzer angeordnet. In der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführung, in der der Wellenbegrenzer plattenförmig ausgebildet ist, weist der Wellenbegrenzer vorzugsweise eine Aussparung auf, durch die das Antriebsmittel in den von dem Wellenbegrenzer und der Führungswandung definierten Begrenzungskanals hineinragt. Vorzugsweise ist die Aussparung ausgebildet, wie die zuvor bezüglich der Montageplatte beschriebene Aussparung. Insbesondere sind der Deckel, der plattenförmige Wellenbegrenzer und das wenigstens eine an dem Deckel drehbar gelagerte Antriebsmittel derart zueinander ausgerichtet, dass das Antriebsmittel um wenigstens 1 %, 3 %, 5 %, 10 % oder 15 % und/oder höchstens 20%, 25%, 30%, 40% oder 45 % der Radialerstreckung des wenigstens einen Antriebsmittels über den Wellenbegrenzer hinaus in den Begrenzungskanal hineinragt.
Besonders bevorzugt ist das wenigstens eine an Antriebsmittel über eine Lagerung an dem Deckel befestigt, die gleichzeitig als Befestigung des Wellenbegrenzers an dem Deckel dient. Insbesondere dient die Lagerung des Antriebsmittels dabei ferner als Abstandshalter zwischen dem Wellenbegrenzer und dem Deckel. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen Wellenbegrenzer und Deckel wenigstens zweimal, dreimal, viermal, fünfmal oder sechsmal so groß, wie der Abstand zwischen Wellenbegrenzer und Führungswandung. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dieser Lagerung um eine Federlagerung, die gleichzeitig eine Bewegung des wenigstens einen Antriebsmittels in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zulässt. Insbesondere bewirkt eine derartige Bewegung ein Spannen einer Feder der Federlagerung, sodass das Antriebsmittel in Richtung des Begrenzungskanals vorgespannt wird.
Besonders bevorzugt weist die Fördereinrichtungen zwei Paare drehbar gelagerter Antriebsmittel auf, von denen jeweils eins wie das zuvor beschriebene wenigstens eine Antriebsmittel ausgestaltet ist. Besonders bevorzugt ist das jeweils andere Antriebsmittel des Paares von Antriebsmittel drehbar an der Führungswandung gelagert, insbesondere wie zuvor im Zusammenhang mit der Montageplatte beschrieben an der Führungswandung gelagert.
Bei den zuvor gemachten Angaben zu Dimensionierungspositionierung des Wellenbegrenzers ist, der Antriebsmittel und/oder des Deckels handelt es sich insbesondere um Angaben in der Betriebsstellung des Deckels.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial. Die Vorrichtung umfasst eine Umformstation mit einem Konvergenzkanal zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder Einrollen, des Ausgangsmaterials. Die Umformstation weist ferner eine Führungswandung, insbesondere Montageplatte, auf an der in die Umformstation eintretendes Ausgangsmaterial geführt wird. Ferner weist die Umformstation zwei den Konvergenzkanal in Ausgangsmaterialbreitenrichtung begrenzende Seitenwandungen auf, die in Förderrichtung aufeinander zu laufen, um Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials, das die Vorrichtung durchläuft, über die Seitenwandungen einzuschlagen. Die dem Konvergenzkanal zugewandten Umschlagseiten der Seitenwandungen sind mit einem Krümmungsradius von wenigstens 5 mm und höchstens 60 mm konkav gekrümmt.
Es hat sich herausgestellt, dass durch die erfindungsgemäße konkave Krümmung der Seitenwandungen neben dem Einschlagen der Längsrandstreifen in Ausgangsmaterialstärkenrichtung ein dieses überlagerndes Einrollen der Längsrandstreifen in Ausgangsmaterialbreitenrichtung nach innen bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann dadurch bereits über die Seitenwandungen ein Umlenken der Längsrandstreifen um bis zu 180° gewährleistet werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Konvergenzkanälen können die eingeschlagenen Längsrandstreifen dadurch umgeschlagen werden, ohne dafür an dem Deckel stoßen zu müssen. Dadurch kann das Risiko von Materialverstopfungen reduziert werden. Ferner kann durch die erfindungsgemäße Wahl des Krümmungsradius das Umschlagen auf möglichst geringem Raum erfolgen ohne ein schneckenartiges Einrollen der Längsrandstreifen durch einen zu kleinen Krümmungsradius zu riskieren. Somit kann durch den dritten Aspekt der Erfindung insbesondere die Dimensionierung der Vorrichtung, insbesondere der Umformstation, reduziert werden ohne das Risiko von Materialverstopfungen zu erhöhen.
Besonders bevorzugt erstreckt sich die Krümmung der Seitenwandungen um wenigstens 90°, besonders bevorzugt um wenigstens 120° oder 150°. Alternativ oder zusätzlich ragen die Seitenwandungen in der Betriebsstellung in Ausgangsmaterialbreitenrichtung in den Konvergenzkanal hinein. Insbesondere erstrecken sich die Seitenwandungen in Ausgangsmaterialbreitenrichtung nach innen über einen sich in Ausgangsmaterialstärkenrichtung erstreckenden Außenrand des Deckels hinaus. Dadurch kann insbesondere vermieden werden, dass die eingeschlagenen bzw. eingerollten Längsrandstreifen sich in einem Spalt zwischen Deckel und Seitenwandung verfangen.
Die Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt Erfindung kann gemäß der Vorrichtung des ersten und/oder zweiten Aspekts der Erfindung ausgebildet sein und umgekehrt. Ferner können bevorzugte Ausführungsformen einzelne Bestandteile der Vorrichtung, die im Zusammenhang mit dem ersten und/oder zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben sind vorteilhaft auch bei der Vorrichtung gemäß den dritten Aspekt der Erfindung ausgebildet sein und umgekehrt.
Vorzugsweise beträgt der Krümmungsradius wenigstens 10 mm, 15 mm, 20 mm oder 25 mm und/oder höchstens 30 mm, 35 mm, 40 mm oder 50 mm. Alternativ oder zusätzlich sind die Seitenwandungen vorzugsweise hohlzylinderabschnittsförmig ausgebildet. Bevorzugt ragt der Mantel der hohlzylinderabschnittsförmigen Seitenwandungen in Ausgangsmaterialbreitenrichtung nach innen über den Außenrand der verstellbaren Begrenzungswandung hinaus in den Konvergenzkanal hinein. Vorzugsweise ragen die Mäntel der hohlzylinderförmigen Seitenwandungen wenigstens 1 mm, 3 mm, 5 mm oder 10 mm in den Konvergenzkanal hinein. Der Krümmungsradius kann entlang der Erstreckung der Seitenwandungen in Förderrichtung konstant sein oder variieren.
Vorzugsweise laufen die Seitenwandungen in einem Winkel von wenigstens 60°, 70°, 80° oder 90° und/oder höchstens 170°, 150°, 130° oder 110° aufeinander zu. Alternativ oder zusätzlich verjüngt sich der Konvergenzkanal in einem derartigen Winkel in Förderrichtung. Alternativ oder zusätzlich verjüngt sich ist die Führungswandung, die Montageplatte und/oder der Deckel insbesondere trapezförmig in einem derartigen Winkel in Förderrichtung.
Die Vorrichtung gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung weist vorzugsweise eine förderrichtungsabwärts der Umformstation angeordnete Präge- und/oder Perforationsstation auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Vorrichtung förderrichtungsabwärts der Umformstation eine Abtrennstation insbesondere mit einer translatorisch geführten Schneide zum Abtrennen eines Verpackungserzeugnisses einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial auf. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung sowohl eine Präge- und/oder Perforationsstation als auch eine Abtrenneinrichtung auf, wobei die Abtrenneinrichtung förderrichtungsabwärts der Präge- und/oder Perforationsstation angeordnet ist. Ferner weist die Vorrichtung bevorzugt eine Ausgabevorrichtung zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses auf.
Ferner betrifft die Erfindung ein System, umfassend eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Aspekte der Erfindung und einen insbesondere förderrichtungsaufwärts der Vorrichtung angeordneten Ausgangsmaterialvorrat, insbesondere eine Ausgangsmaterialrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, oder einen Leporello Stapel, wobei sich vorzugsweise ein bahnförmiges Ausgangsmaterial von dem Ausgangsmaterialvorrat, insbesondere von dem Außenumfang der Ausgangsmaterialrolle, in die Vorformstation erstreckt.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Aspekte zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial, wobei das bahnförmige Ausgangsmaterial von dem Außenumfang der Ausgangsmaterialrolle , insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, abgezogen wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verpackungserzeugnis, das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial, mittels einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Aspekte oder im zuvor beschriebenen System hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung bemessene Breite weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist. Es hat sich im Stand der Technik herausgestellt, dass ein großes Bedürfnis nach Miniatur-Verpackungserzeugnissen besteht, das durch die erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisse befriedigt werden kann.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus in einer Materialbahnrolle bereitgestelltem bahnförmigen Ausgangsmaterial;
2: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus in einem Leporellostapel bereitgestelltem bahnförmigen Ausgangsmaterial;
3: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisses;
4: eine perspektivische Schnitt-Seitenansicht einer Vorrichtung mit Umformstation in Betriebsstellung;
5: eine weitere Schnitt-Seitenansicht der Umformstation aus 4 in Betriebsstellung;
6: eine perspektivische Seitenansicht auf die Umformstation aus 4 in Betriebsstellung;
7: eine Seitenansicht auf die Umformstation aus 4 in Freigabestellung;
8a: eine Ansicht von hinten in die Umformstation in Freigabestellung aus 7;
8b: eine perspektivische Ansicht von de Seite auf eine gegenüber 8a alternative Umformstation in Freigabestellung;
9: eine perspektivische Ansicht von der Seite auf die Umformstation aus 8a in einer weniger weit geöffneten Freigabestellung;
10: eine perspektivische Ansicht von der Seite auf eine gegenüber 6 alternative Umformstation in Schließstellung;
11: eine perspektivische Schnitt-Ansicht von hinten in die Umformstation aus 6 in Betriebsstellung;
12: eine Detailansicht einer Anpresseinrichtung aus 11;
13: eine perspektivische Schnitt-Ansicht von hinten in eine gegenüber 10 alternative Umformstation in Betriebsstellung;
14: eine weitere perspektivische Schnitt-Ansicht in die Umformstation aus 13 in Betriebsstellung;
15a: eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Vorrichtung mit Förderrollen;
15b: eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Vorrichtung mit Förderwalzen; und
16 bis 20: Alternative Ausführungsformen von Fördereinrichtungen der Umformstation.

In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial, im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Für die Beschreibung der folgenden Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Figuren sei davon auszugehen, dass die Gesamtabmessung der abgebildeten Vorrichtungen 1 so bemessen ist, dass die Vorrichtung 1 auf einer Standard-Industriepalette abstellbar ist und deren Maße nicht überschreitet. Beispielsweise beträgt die Gesamtlänge der Vorrichtung weniger als 650 mm, die Gesamtbreite weniger als 450 mm und die Gesamthöhe weniger als 300 mm. Die Vorrichtung 1 der in den Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiele ist dazu eingerichtet, kleine bzw. sogenannte Miniatur-Verpackungspolster herzustellen, deren Länge in Bahnrichtung des Ausgangsmaterials weniger als 120 mm betragen, insbesondere im Bereich vom 80 mm bis 90 mm liegen, deren quer zur Längsrichtung gemessene Breite weniger als 120 mm betragen, insbesondere im Bereich von 80 mm bis 90 mm liegen, und deren Höhe weniger als 40 mm betragen, insbesondere im Bereich von 20 mm bis 30 mm liegen.
In den 1 und 2 sind schematische Prinzipskizzen beispielhafter Ausführungen von erfindungsgemäßen Systemen mit jeweils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und einem förderrichtungsaufwärts der Vorrichtung 1 angeordneten Ausgangsmaterialvorrat 3, der beispielsweise in Form eines Leporello-Stapels (2) oder in Form einer Ausgangsmaterialrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, (1) vorliegen kann, gezeigt. In 1 ist gezeigt, wie ein bahnförmiges Ausgangsmaterial 5 sich von dem Außenumfang der Ausgangsmaterialrolle 3 in die Vorrichtung 1 erstreckt. In 2 ist der geknickte Verlauf eines bahnförmigen Ausgangsmaterials 5 dargestellt, das sich von einem Leporellostapel in die Vorrichtung 1 erstreckt. In den 1 und 2 ist die Umformstation zum querkomprimieren des Ausgangsmaterial mit dem Bezugszeichen 7 angedeutet.
Die Vorrichtung 1 kann ferner mit einem Ständer 9 versehen sein, mit dem die Vorrichtung 1 auf dem Untergrund abstellbar ist und bezüglich dem die Vorrichtung 1 in ihrer Orientierung verstellbar ist und an dem die Vorrichtung 1 in der Höhe justierbar ist.
In 3 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisses 100 abgebildet, das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial 2 mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung bemessene Breite a weniger als 12 cm beträgt, dessen Länge c in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist, dessen vertikale Erstreckung b im Bereich von 2 cm bis 3 cm liegt. Die erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisse 100 umfassen zwei laterale, sich in Bahnlängsrichtung erstreckende Knautsch-Hohlräume 103, 105, die durch radiales nach innen Falten bzw. nach innen Einrollen von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten, die zuvor und nachfolgend auch als Längsrandstreifen bezeichnet sind, des Ausgangsmaterials gebildet werden. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verpackungserzeugnis 100 eine zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone 107, die zuvor und nachfolgend auch als Mittelbereich des Ausgangsmaterials bezeichnet wird, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen und aneinandergebunden sind. Eine in Breitenrichtung gemessene Breite d der Befestigungs- und/oder Deformationszone kann im Bereich von 2 cm bis 2,5 cm liegen, dessen vertikale Erstreckung e unterhalb von 1,5 cm bzw. unterhalb von 1 cm liegt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 (4 und 5) lässt sich in die folgenden Hauptkomponenten in Förderrichtung, die durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen F in 4 und 5 angedeutet ist, gliedern:

eine Umformstation 7, die auch Vorformstation 7 genannt werden kann, mit einem Konvergenzkanal zum Querkomprimierung des bahnförmigen Ausgangsmaterials 5, insbesondere zum Einschlagen und Einrollen des bahnförmigen Ausgangsmaterials 5 zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautsch-Hohlraum 103, 105;
eine in Förderrichtung F an die Umformstation 7 anschließende Präge- und/oder Perforationsstation 13 mit einem Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder 15, 17, die dazu eingerichtet sind, Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials längs mit dem sich in Bahnrichtung erstreckenden Mittelberiech des Ausgangsmaterials zu verbinden;
eine in Förderrichtung F an die Präge- und/oder Perforationsstation 7 anschließende Abtrennstation 19 mit einer translatorisch geführten Schneide 21 zum Abtrennen eines Verpackungserzeugnisses 100 einer gewünschten Länge von der Ausgangsmaterialbahn 5; und
eine in Förderrichtung F an die Abtrennstation 19 anschließende Ausgabevorrichtung 23 mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern 25, 27 zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses 100.

Nachfolgend wird im Detail auf unterschiedliche Ausführungen und Ansichten der Umformstation 7 eingegangen.
Die Ausgangsmaterialstärkenrichtung S ist in den Figuren mit dem Pfeil S und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung mit dem Pfeil B angedeutet.
Die Umformstation 7 weist einen Konvergenzkanal zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder einrollen, des Ausgangsmaterials (nicht gezeigt) auf. Am besten ist der Konvergenzkanal in 13 zu erkennen. Der Konvergenzkanal wird in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S durch zwei sich gegenüberliegende Begrenzungswandungen 29, 65 begrenzt. Die Begrenzungswandungen 29, 65 sind trapezförmig ausgebildet und verjüngen sich in Förderrichtung F. In Ausgangsmaterialbreitenrichtung ist der Konvergenzkanal durch Seitenwandungen 67 begrenzt. Die Seitenwandungen 67 laufen in Förderrichtung F aufeinander zu. Die Begrenzungswandungen 29, 65 und die Seitenwandungen 67 begrenzen den Konvergenzkanal in der Betriebsstellung umfänglich. Dadurch wird in Förderrichtung F in die Umformstation 7 eintretendes Ausgangsmaterial zunächst über eine Begrenzungswandung 65 aufgenommen, an der das Ausgangsmaterial geführt, insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S abgestützt wird. Diese Begrenzungswandung 65 kann auch als Führungswandung 65 oder Montageplatte 65 bezeichnet werden. Durch den sich in Förderrichtung F verjüngenden Verlauf des Konvergenzkanals werden Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials an den Seitenwandungen 67 in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S eingeschlagen. Zur Unterstützung dieses Einschlagens sind die Seitenwandungen 67 an ihrer den Konvergenzkanal zugewandten Seite konkav gekrümmt. Der Krümmungsradius ist mit dem Pfeil r angedeutet. Beim weiteren Durchlaufen des Konvergenzkanals können die eingeschlagenen Längsrandstreifen bei weniger bevorzugten Ausführungsformen an die Begrenzungswandung 29 anstoßen, wo sie in die entgegengesetzte Ausgangsmaterialstärkenrichtung zurückgerollt werden, sodass sich Knautsch-Hohlräumen bilden. In der hier dargestellten Ausführungsform wird dieses Anstoßen durch in den Führungskanal ragende Abschnitte 99 der Seitenwandungen vermieden, welche die Längsrandstreifen direkt zu Umschlagwangen 73 leiten, an denen die Längsrandstreifen dann in die entgegengesetzte Ausgangsmaterialstärkenrichtung S zurückgerollt werden. In der an die Umformstation anschließenden Präge- und/oder Perforationsstation 13 werden die umgeschlagenen Längsrandstreifen dann mit einem Mittelbereich des Ausgangsmaterials verbunden.
Wie beispielsweise 4 und 5 entnehmbar ist weist die Umformstation 7 vorzugsweise zwei Führungseinrichtungen 69, 71 in Form von Umlenkrolle 69,71 zum ausgerichteten Zuführen des Ausgangsmaterials in die Umformstation 7 auf. In der Betriebsstellung kann ein schmaler Spalt zwischen den zwei Umlenkrolle 69, 71 ausgebildet sein, über den das Ausgangsmaterial in die Umformstation 7 eingeführt werden kann. Die Umlenkrollen können insbesondere frei drehbar gelagert sein. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der beide Umlenkrolle 69, 71 an einem führungswandungsseitigen Befestigungsabschnitt 91 befestigt sind. Dadurch bleiben die Umlenkrolle 69, 71 unabhängig von der Stellung der verstellbaren Begrenzungswandung 29 nah beieinander. 9 zeigt eine alternative Ausführungsformen, bei der eine der Umlenkrollen 69 an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 angebracht ist. Dadurch kann die Umlenkrolle 69 in der Freigabestellung von der anderen Umlenkrolle 71 beabstandet sein, was sowohl das Einführen von Ausgangsmaterial als auch die Beseitigung von Materialstau erleichtert.
Der Konvergenzkanal 11 wird in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S von einer Führungswandung 65 und einer verstellbaren Begrenzungswandung 29 begrenzt.
Das Ausgangsmaterial, das in den Konvergenzkanal 11 eintritt, wird an der dem Konvergenzkanal 11 zugewandten Führungsseite der Führungswandung 65 geführt. An der dem Konvergenzkanal 11 abgewandten Montageseite der Führungswandung ist ein Motor 39 befestigt und wenigstens ein drehbar gelagertes Antriebsmittel 33, hier in Form von wenigstens zwei Förderrädern 33 (8a und 8b). Da die Führungswandung 65 diese drei Funktion, nämlich das Führen des Ausgangsmaterials, das Tragen des Motors sowie das drehbare Lagern des wenigstens einen Antriebsmittels bereitstellt, kann die Führungswandung 65 auch als Montageplatte 65 bezeichnet werden. Nachfolgend wird die Führungswandung 65 und die Montageplatte auch als Boden 65 bezeichnet. Quer zur Förderrichtung F, hier in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S, ist ein plattenförmig ausgebildeter Wellenbegrenzer 83 dargestellt, dessen Abstand zur Führungswandung 65 in 5 mit der Bezugsziffer k angedeutet ist.
Die verstellbare Begrenzungswandung 29 ist die um eine Schwenkachse 57 schwenkbar, die sich in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B erstreckt. Dabei ist die Schwenkachse 57 an einem förderrichtungsabwärtigen Endabschnitt, der in 6 mit der Bezugsziffer 95 angedeutet ist, angeordnet. Die Schwenkbarkeit wird durch ein Scharnier 59 bereitgestellt, das zwei Scharnierglieder 61,63 aufweist. Ein Scharnierglied 61 ist an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 befestigt. Das andere Scharnierglied 63 ist an der Präge-und/oder Perforationsstation 13 angebracht. In 4 ist eine der Radwelle 43 zum Aufnehmen von drehbaren Antriebsmitteln (in 4 nicht gezeigt), wie Förderrädern (8a, 8b, 9, 11 und 12) und/oder Förderwalzen (13 und 14), gezeigt sowie ein die Radwelle 43 aufnehmendes U-förmige Lager 45. Des Weiteren ist 4 eine bevorzugte Positionierung der Umschlagwangen 73 an ihrem förderrichtungsabwärtigen Ende vor der Präge-und/oder Perforationszone 77 entnehmbar. Des Weiteren ist in 4 eine Struktur gezeigt, welche die weiter unten im Detail beschriebene Lasche 49 bereitstellt.
5 zeigt die Vorrichtung aus 4, jedoch nicht in perspektivischer Ansicht, sondern in Seitenansicht sowie mit einem in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B mittigen Schnitt durch die Vorrichtung 1. Demgegenüber ist in 4 der Schnitt gegenüber der Mitte der Vorrichtung 1 in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B zu einer Seite versetzt. Ferner unterscheidet sich 5 dadurch von 4, dass die in 4 ausgeblendeten Antriebsmittel 31, 33 sichtbar sind. Gleiche oder ähnliche Komponenten werden in den folgenden Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Wie 5 entnehmbar ist, ist der Motor 39 derart in Förderrichtung F ausgerichtet, dass sein Motorabtriebswelle sich längs, insbesondere parallel, zur Förderrichtung erstreckt und in der zur Förderrichtung F entgegengesetzte Richtung aus dem Motor 39 herausragt und mit dem Getriebe 97 gekoppelt ist. Dabei ist der Motor 39 über das Getriebe 97 an der Montageplatte 65 befestigt. Das Getriebe 97 überträgt die Drehantriebsbewegung der Motorabtriebswelle wiederum über eine Antriebswelle 81 auf das wenigstens eine Antriebsmittel, hier in Form von zwei Förderrädern 33 (vergleiche 11). Wie insbesondere 11 entnehmbar ist, ist die drehbare Lagerung des wenigstens einen Antriebsmittels, in 11 zwei Förderräder 33, über die sich in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B erstreckende Antriebswelle 81 realisiert, die über zwei Drehlager 109 an der Montageplatte 65 befestigt sind. Wie insbesondere den 8b und 11 entnehmbar ist, sind das Getriebe 97 und der Motor 39 bei Ausführungsformen mit zwei drehbar an der Montageplatte 65 befestigten Antriebsmittel, hier Antriebsrädern 33, in Ausgangsmateriabreitenrichtung B zwischen den zwei drehbar gelagerten Antriebsmitteln befestigt. Die Wandstärke der Montageplatte ist in 5 mit dem Bezugszeichen m gekennzeichnet.
In der in 5 dargestellten Betriebsstellung erstreckt sich der Wellenbegrenzer 83 parallel zu der Führungswandung 65. Dabei wird zwischen dem Wellenbegrenzer 83 und der Führungswandung 65 ein Begrenzungskanal gebildet. Wie insbesondere 8a und 8b entnehmbar, sind der Wellenbegrenzer 83 und die Führungswandung 65 trapezförmig ausgebildet und verjüngen sich in Förderrichtung F. Insbesondere verjüngen sich der Wellenbegrenzer 83 und die Führungswandung 65 in dem gleichen Verjüngungswinkel. Durch die Trapezform des Wellenbegrenzer 83 und der Führungswandung 65 ist auch der Begrenzungskanal trapezförmig ausgebildet. Wie insbesondere den in den 13 und 14 dargestellten Ausführungsformen mit Förderwalzen 35, 37 anstelle von Antriebsrädern entnehmbar ist, ist der Begrenzungskanal in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B vorzugsweise weder durch die Führungswandung 65 noch durch den Wellenbegrenzer 83 begrenzt. Dadurch können Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials den Begrenzungskanal beim Hindurchfördern in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B verlassen, um insbesondere über die Seitenwandungen 67 und/oder die Umschlagwangen 73 querkomprimiert zu werden.
Die Länge des Konvergenzkanals 11 in Förderrichtung F zwischen dem Kanaleingang, über den das Ausgangsmaterial in den Konvergenzkanal 11 eingezogen wird, und dem Kanalausgang, über den das querkomprimierte Ausgangsmaterial den Konvergenzkanal 11 verlässt, ist in 5 mit dem Bezugszeichen n angedeutet und kann auch als Konvergenzkanallänge n bezeichnet werden. Die Erstreckung des Wellenbegrenzers in Förderrichtung F ist in 5 mit der Bezugsziffer o angedeutet und kann auch als Wellenbegrenzerlänge bezeichnet werden. Wie zuvor beschrieben beträgt die Wellenbegrenzerlänge o vorzugsweise wenigstens 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 % oder 60 % und/oder höchstens 70 %, 80 % oder 90 % der Konvergenzkanallänge n. Ein Ausgabebereich des Konvergenzkanals, der sich ausgehend von dem Kanalausgang um wenigstens 10 %, 20 % oder 25 % und/oder höchstens 30 %, 40 % oder 50 % der Konvergenzkanallänge n in die zur Förderrichtung F entgegengesetzte Richtung erstreckt ist in 5 mit dem Bezugszeichen p angedeutet. Wie zuvor beschrieben ist der Ausgabebereich vorzugsweise frei von dem Wellenbegrenzer 83. Anders ausgedrückt erstreckt sich der Wellenbegrenzer 83 in Förderrichtung F vorzugsweise maximal bis zum förderrichtungsaufwärtigen Ende des Ausgabebereichs.
In 5 ist ein drehbar an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 gelagertes Antriebsmittel 31 sichtbar. Das Antriebsmittel 31 ist über die Radwelle 43 an den U-förmigen Lagern 45 gelagert, die wiederum an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 befestigt sind (8b). Zwischen der Radwelle 43 und dem Lager 45 ist eine Feder 47 angedeutet, über welche die Radwelle 43 und das daran angebrachte wenigstens eine Antriebsmittel 31 in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S beweglich, insbesondere federgelagert, sind. Die Beweglichkeit ist über dem Pfeil 89 angedeutet. Die Federung ist in den weiteren Figuren allgemeinen mit der Bezugsziffer 41 angedeutet. Wie insbesondere 11 entnehmbar ist, weist die Umformstation 7 vorzugsweise zwei in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B voneinander beabstandet Federungen 41 auf, über welche die Radwelle 43 gegenüber der verstellbaren Begrenzungswandung 29 federnd gelagert ist. Eine Detailansicht der Federung 41 ist 12 entnehmbar.
In 5 ist die Umformstation 7 in einer Betriebsstellung dargestellt, in der das wenigstens eine an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 befestigte Antriebsmittel 31 gegen das wenigstens eine an der Führungswandung, insbesondere Montageplatte, befestigte Antriebsmittel 33 verpresst ist. Diese Verbesserung kann durch die zuvor beschriebene Federung 41 gewährleistet werden. Hierzu kann die verstellbaren Begrenzungswandung 29 zunächst, beispielsweise von einer Person durch Drücken in Richtung der Führungswandung 65, gegen eine durch die wenigstens eine Feder 47 bereitgestellte Rückstellkraft in die Betriebsstellung versetzt werden und anschließend über ein Verbindungselemente 49, 51, 53, 55 in der Betriebsstellung fixiert werden.
Alternativ zu einer Feder 47 kann der Kraftübertragungskontakt auch durch Deformationsrückstellkräfte von in der Betriebsstellung gegeneinander verspannten Förderrädern 31, 33 oder Förderwalzen 35, 37 bereitgestellt werden.
Ein Beispiel für Verbindungselemente 49, 51 ist in 5 gezeigt. Darin umgreift eine Lasche 49 der verstellbaren Begrenzungswandung 29 eine Nase 51 eines führungswandungsseitigen Befestigungsabschnitts 91, der sich in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S erstreckt, sodass die verstellbaren Begrenzungswandung 29 in der Betriebsstellung gehalten ist.
Alternative Verbindungselemente 53, 55 sind in 10 gezeigt. Darin ist ein Bolzen 53 an einem sich in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S erstreckenden Befestigungsabschnitt 93, insbesondere deckelseitigen Befestigungsabschnitt 93, der verstellbaren Begrenzungswandung 29 angebracht. Beim Versetzen der verstellbaren Begrenzungswandung 29 von der Freigabestellung in die Betriebsstellung greift der Bolzen 53 in eine Kulissenaussparung 55 eines führungswandungsseitigen Befestigungsabschnitts 93 ein. Vorliegend ist die Kulissenaussparung 55 als Kurvenkulisse, insbesondere als J-förmige Kulisse 55 ausgebildet. Diese erstreckt sich zunächst in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S anschließend in Förderrichtung F und abschließend in die entgegengesetzte Ausgangsmaterialstärkenrichtung S zurück. Dadurch kann entlang der Kulissenaussparung 55 zuerst ein Versetzen der verstellbaren Begrenzungswandung 29 in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S und anschließend in Förderrichtung F erfolgen. In Förderrichtung F wird die Bewegung dann durch die in die entgegengesetzte Ausgangsmaterialstärkenrichtung S verlaufende Kulisse begrenzt, die ein Verhaken des Bolzens 53 ermöglicht. Insbesondere wird der Bolzen 53 durch die Rückstellkraft der Feder 47 in den in die entgegensetzte Ausgangsmaterialstärkenrichtung S verlaufenden Abschnitt der Kulissenaussparung 55 gedrängt. Dadurch kann verhindert werden, dass die verstellbare Begrenzungswandung von alleine aus der Betriebsstellung in die Freigabestellung übergeht. Für ein Versetzen in die Freigabestellung muss die Begrenzungswandung 29 zunächst entgegen der Rückstellkraft der Feder heruntergedrückt werden und anschließend in die zur Förderrichtung F entgegengesetzte Richtung versetzt werden, wo die Federkraft dann den Versatz der Begrenzungswandung 29 in die Freigabestellung unterstützt.
In 6 ist die zuvor den 4 und 5 beschriebene Umformstation 7 in einer Betriebsstellung gezeigt, in der das Ausgangsmaterial beim Hindurchfördern wie zuvor beschrieben querkomprimiert, insbesondere eingeschlagen und eingerollt wird. 7 die Umformstation 7 in einer Freigabestellung, in der ein Zugriff in den Konvergenzkanal freigegeben wird. Wie insbesondere 7 entnehmbar ist, kann durch die Befestigung des Wellenbegrenzer 83, des wenigstens einen Antriebsmittels 31,35 und/oder der Umschlagwangen 73 an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 gewährleistet werden, dass sämtliche dieser Komponenten von der Führungswandung 65 und den Seitenwandungen 67 wegbewegt, insbesondere weggeschwenkt, werden können, was den Zugriff in den Konvergenzkanal 11 erleichtert.
Wie insbesondere den 8a, 8b und 13 entnehmbar ist, weist die Umformstation 72 in Förderrichtung F aufeinander zu laufende Umschlagwangen 73 auf, um welche Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials, das die Vorrichtung 1 durchläuft, umgeschlagen werden. Die Umschlagwangen 73 sind rohrförmig ausgebildet. Wie insbesondere 13 entnehmbar ist, verlaufen die Umschlagwangen 73 vorzugsweise parallel zu den Seitenwandungen 67. Dabei ist zwischen den Umschlagwangen 73 und den Seitenwandungen 67 in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B ein Abstand vorgesehen, der ein Umschlagen der Längsrandstreifen zwischen den Umschlagwangen 73 und den Seitenwandungen 67 ermöglicht. Wie insbesondere den 8a und 8b entnehmbar ist, sind die Umschlagwangen 73 an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 befestigt.
Wie insbesondere den 8a und 8b entnehmbar ist, ist in der Führungswandung 65 vorzugsweise wenigstens eine, insbesondere zwei, Aussparung 79 eingebracht, durch welche die Antriebsmittel 33 abschnittsweise in den Konvergenzkanal hineinragen. Dadurch können die Drehachsen, insbesondere die Antriebswelle 81, der Antriebsmittel 33 außerhalb des Konvergenzkanals angeordnet werden. Dadurch kann insbesondere vermieden werden, dass sich Ausgangsmaterial mit drehenden Teil, wie der Antriebswelle 81 und der Antriebsmittel 33, verfängt und somit das Risiko von Materialstau verringert werden.
Ferner sind in den in 8a dargestellten plattenförmigen Wellenbegrenzer 83, Aussparungen 85 eingebracht, über die sich die Antriebsmittel 31 in den zuvor beschriebenen Begrenzungskanal erstrecken können. Bei den in den 13 und 14 dargestellten Ausführungsformen mit Antriebswalzen 35, 37 sind die Aussparungen 79, 85 an die Axialerstreckung der Förderwalze 35 angepasst. Wie insbesondere 8b entnehmbar ist kann der Wellenbegrenzer 83 über Abstandshalter 39 an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 befestigt sein, um einen Montageraum für die Antriebsmittel 31, 35 zwischen der verstellbaren Begrenzungswandung 29 und dem Wellenbegrenzer bereitzustellen. In der hier dargestellten Ausführungsform wirken die Abstandshalter 39 gleichzeitig als Drehlager und Federlagerung für die Antriebsmittel 31, 35.
In 8b ist eine Ausführungsform dargestellt, in der der Wellenbegrenzer zwei sich in Förderrichtung F erstreckende Stäbe 87 aufweist, die quer zur Förderrichtung um den erfindungsgemäßen Abstand des Wellenbegrenzers zu der Führungswandung 65 beabstandet sind. Auch wenn 8b die Kombination eines plattenförmigen Wellenbegrenzer 83 mit sich in Förderrichtung F erstreckenden Stäben 87 zeigt sei klar, dass der Wellenbegrenzer nicht zwingend plattenförmig ausgebildet sein muss. Vielmehr kann der Wellenbegrenzer auch lediglich durch wenigstens eine, bevorzugt zwei, sich in Förderrichtung F erstreckende Stäbe 87, wie in 8b dargestellt gebildet sein. In einer Ausführungsform mit zwei den Wellenbegrenzer bildenden Stäbe 87 sind diese vorzugsweise in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B zueinander beabstandet, insbesondere um wenigstens 10 %, 20 % oder 30 % der Erstreckung des Konvergenzkanals in Ausgangsmaterialbreitenrichtung auf Förderrichtungshöhe des Kanaleingangs.
In 8a ist der Winkel, in dem die Seitenwandungen 67 in Förderrichtung F aufeinander zu laufen mit dem Bezugszeichen β angedeutet. Wie 8a entnehmbar ist, entspricht der Winkel β, in dem die Seitenwandungen 67 in Förderrichtung aufeinander zu laufen, im Wesentlichen dem Winkel α, in dem die Umschlagwangen 73 aufeinander zu laufen und/oder dem Winkel, in dem sich der Konvergenzkanal 11, die Führungswandung 65 und/oder die verstellbare Begrenzungswandung 29 in Förderrichtung F trapezförmig verjüngen.
Wie beispielsweise in 11 gezeigt, weist die Vorrichtung 1, insbesondere die Umformstation 7, zwei in Förderrichtung F aufeinander zu laufende Blenden 111 auf, die zusammen mit der Montageplatte 65 eine Umhausung des wenigstens einen Antriebsmittels 33 und des Motors 43 sowie des Getriebes 97 bilden. In der in 11 dargestellten Ausführungsform sind die Blenden 111 und die Montageplatte 65 aus einem Stück geformt, insbesondere gebogen.
Die zuvor beschriebenen, den Konvergenzkanal 11 in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B begrenzenden Seitenwandungen 67, die in Förderrichtung F aufeinander zu laufen, um Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials, das die Vorrichtung 1 durchläuft, über die Seitenwandungen 67 einzuschlagen, können insbesondere 11 entnommen werden. Der erfindungsgemäße Krümmungsradius r ist darin mit der Bezugsziffer r angedeutet. Die Seitenwandungen 67 sind hohlzylinderabschnittsförmig ausgebildet. Dabei ragt der Mantel der hohlzylinderabschnittsförmigen Seitenwandungen 67 in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B nach innen über den Außenrand 113 der verstellbaren Begrenzungswandung 29 hinaus in den Konvergenzkanal 11 hinein. Der über den Außenrand 113 hinausragende Abschnitt ist mit der Bezugsziffer 99 versehen. Wie insbesondere im Vergleich von 6 und 7 ersichtlich ist, sind die Seitenwandungen 67 vorzugsweise an der Montageplatte 79 befestigt.
Das wenigstens eine an der Führungswandung drehbar gelagerte Antriebsmittel 33, 37, kann beispielsweise zwei Antriebsmittel, insbesondere Antriebsräder 33, aufweisen, die in Förderrichtung F auf gleicher Höhe und in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B voneinander beabstandet sind (8a, 8a, 11 und 15a). Alternativ kann das wenigstens eine drehbar gelagerte Antriebsmittel 33, 37 als wenigstens eine Förderwalze 35 ausgebildet sein (13, 14 und 15b). Zum Abziehen des Ausgangsmaterials wird das wenigstens eine Antriebsmittel 33, 37 über den Motor 39 angetrieben.
Ferner weist die Vorrichtung in sämtlichen der dargestellten Figuren wenigstens eine an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 drehbar gelagertes Antriebsmittel 31, 35 auf, das frei drehbar ist, insbesondere im Leerlauf ist. Das wenigstens eine frei drehbare Antriebsmittel kann ebenfalls wenigstens zwei Antriebsmittel 31, 35, insbesondere Antriebsräder 31 aufweisen, die im Betriebszustand in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S jeweils gegenüberliegend zu den wenigstens zwei Antriebsmitteln 33 angeordnet sind (11). Alternativ kann das wenigstens eine frei drehbare Antriebsmittel 31, 35 eine Förderwalze 35 sein, die im Betriebszustand in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S gegenüberliegend zu der angetriebenen Förderwalze 37 angeordnet ist (13 und 14). Zwei einander in der Betriebsstellung gegenüberliegende drehbare Antriebsmittel bilden dabei ein Paar drehbar gelagerter Antriebsmittel.
Wie den 11, 13 und 14 entnehmbar ist, weist bei dem Vorliegen von Paaren drehbarer Antriebsmittel vorzugsweise das an der verstellbaren Begrenzungswandung 29 angebrachte wenigstens eine Antriebsmittel 31, 35 einen kleineren Radius auf als das Antriebsmittel 30, 37, das an der in Ausgangsmaterialstärkenrichtung S gegenüberliegenden Begrenzungswandung 65 gelagert ist.
Die 15a und 15b unterscheiden sich lediglich dadurch, dass in 15a Förderräder 31, 33 und in 15b Förderwalzen 35,37 als Antriebsmittel eingesetzt werden. In den 15a und 15b sind die Umschlagwangen 73 derart zueinander ausgerichtet, dass ein gedachter Kreuzungspunkt maximal 30 mm förderrichtungsaufwärts von der Präge-und/oder Perforationszone entfernt ist. Der gedachte Kreuzungspunkt ist durch den Schnittpunkt 75 der gestrichelten Linien angedeutet. Die Präge- und/oder Perforationszone ist durch die angedeutete Rotationsachse 77 von zwei auf gleicher Förderrichtungshöhe montierten Präge- und/oder Perforationsrädern angedeutet. Der bevorzugte maximale förderrichtungsaufwärtige Abstand des Kreuzungspunktes von der Präge- und/oder Perforationszone 77 ist mit dem Buchstaben f gekennzeichnet und beträgt vorzugsweise maximal 30 mm, besonders bevorzugt maximal 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm oder 5 mm. Der bevorzugte maximale förderrichtungsabwärtige Abstand des Kreuzungspunktes von der Präge- und/oder Perforationszone 77 ist mit dem Buchstaben g gekennzeichnet und beträgt vorzugsweise maximal 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm oder 5 mm. Weiterhin ist der Winkel, in dem die Umschlagwangen 73 in Förderrichtung F aufeinander zu laufen mit dem Bezugszeichen α gekennzeichnet. Der Abstand in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B zwischen den Umschlagwangen 73 an ihrem förderrichtungsabwärtigen Ende ist mit dem Buchstaben h gekennzeichnet. Der Abstand zwischen den Umschlagwangen 73 und der Führungswandung 65 ist in 5 mit dem Buchstaben i gekennzeichnet.
In den 16 bis 20 sind unterschiedliche Ausführungsformen der Fördereinrichtung schematisch angedeutet.
16 zeigt eine Ausführungsform, bei der wenigstens ein Antriebsmittel als Förderwalze 35, 37 ausgebildet ist. Dabei ist unter einer Förderwalze 35, 37 insbesondere ein Antriebsmittel zu verstehen, dessen Axialerstreckung größer ist als dessen Radialerstreckung. Vorzugsweise erstreckt sich der Mantel der Förderwalze 35, 37 in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B um wenigstens 20 %, 30%, 40%, 50 %, 60 %, 70 % oder 80% der Breitenerstreckung des Konvergenzkanals 11 auf Förderrichtungshöhe des Förderwalze 35, 37.
17 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Förderwalzen 35, 37. Vorzugsweise beträgt die aufsummierte Breitenerstreckung der Mäntel der zwei Förderwalzen in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B wenigstens 20 %, 30%, 40%, 50 %, 60 %, 70 % oder 80% der Streckung des Konvergenzkanals auf Förderrichtung der zwei Förderwalzen 35, 37.
18 zeigt eine Ausführungsform mit wenigstens drei sich auf gleicher Förderrichtungshöhe erstreckenden Förderrädern 31, 33, die in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B voneinander beabstandet sind.
19 zeigt eine Ausführungsform mit vier Förderrädern 31, 33, die wenigstens zwei Förderdoppelräder bilden, wobei der Abstand in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B der Förderdoppelräder voneinander größer ist als der Abstand in Ausgangsmaterialbreitenrichtung B zwischen den Förderrädern jeweils eines Förderdoppelrads.
20 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Förderrädern 31, 33, die in Förderrichtung F miteinander fluchten.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
3: Ausgangsmaterialvorrat
5: bahnförmiges Ausgangsmaterial
7: Umformstation
9: Ständer
11: Konvergenzkanal
13: Präge- und/oder Perforationsstation
15, 17: Präge- und/oder Perforationsräder
19: Abtrennstation
21: Schneide
23: Ausgabevorrichtung
25, 27: Stetigförderer
29: verstellbare / schwenkbare Begrenzungswandung / Deckel
31: Förderrad an verstellbarer Begrenzungswandung
33: Förderrad an Führungswandung
35: Förderwalze an verstellbarer Begrenzungswandung
37: Förderwalze an Führungswandung
39: Motor
41: Federung / Lagerung / Abstandshalter
43: Radwelle
45: U-förmiges Lager
47: Feder
49: Lasche
51: Nase
53: Bolzen
55: Kulissenaussparung
57: Schwenkachse
59: Scharnier
61, 63: Scharnierglied
65: Begrenzungswandung / Führungswandung / Boden / Montageplatte
67: Seitenwandungen
69, 71: Umlenkrollen
73: Umschlagwangen
75: Kreuzungspunkt
77: Rotationsachse der Präge- und/oder Perforationsräder
79: Aussparungen Führungswandung
81: Antriebswelle
83: Wellenbegrenzer / Zwischenwandung
85: Aussparungen Zwischenwandung
87: Stab
89: Beweglichkeit des Antriebsmittels
91: führungswandungsseitiger Befestigungsabschnitt
93: deckelseitiger Befestigungsabschnitt
95: förderrichtungsabwärtiger Endabschnitt der Begrenzungswandung 29
97: Getriebe
99: Abschnitt Seitenwandung
100: Verpackungserzeugnis
103, 105: Knautsch-Hohlraum
107: Mittelbereich / zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone
109: Drehlager
111: Blenden
113: Außenrand des Deckels
a: Breite des Verpackungserzeugnisses
b: Vertikalerstreckung des Verpackungserzeugnisses
c: Länge des Verpackungserzeugnisses
d: Breite der Befestigungs- und/oder Deformationszone
e: Vertikalerstreckung der Befestigungs- und/oder Deformationszone
f: förderrichtungsaufwärtiger Abstand des Kreuzungspunktes
g: förderrichtungsabwärtiger Abstand des Kreuzungspunktes
h: förderrichtungsabwärtiger Abstand zwischen den Umschlagwangen
i: Abstand zwischen Umschlagwangen und Führungswandung
k: Abstand zwischen Wellenbegrenzer und Montageplatte
m: Wandstärke Montageplatte
n: Konvergenzkanallänge
o: Wellenbegrenzerlänge
p: Ausgabebereich
r: Krümmungsradius Seitenwandung
α: Winkel in dem die Umschlagwangen aufeinander zu laufen
β: Winkel in dem die Seitenwandungen aufeinander zu laufen
F: Förderrichtung
S: Ausgangsmaterialstärkenrichtung
B: Ausgangsmaterialbreitenrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2711167 B1 [0004]
WO 9531296 [0005, 0006, 0008]

Claims

Vorrichtung (1) zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (5), insbesondere Papierausgangsmaterial, umfassend: - eine Umformstation (7) mit einem Konvergenzkanal (11) zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder Einrollen, des Ausgangsmaterials (5) und einer Fördereinrichtung zum Abziehen des Ausgangsmaterials (5) von einem förderrichtungsaufwärts der Umformstation (7) anordenbaren Ausgangsmaterialvorrat (3), insbesondere einer hülsenlosen Ausgangsmaterialrolle, dadurch gekennzeichnet, dass - die Umformstation (7) eine Montageplatte (65) aufweist, an deren dem Konvergenzkanal (11) zugewandten Führungsseite in die Umformstation (7) eintretendes Ausgangsmaterial (5) geführt wird und an der wenigstens ein Antriebsmittel (33, 37) der Fördereinrichtung drehbar gelagert ist und ein das wenigstens eine Antriebsmittel antreibender Motor (39) befestigt ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Antriebsmittel (33, 37) wenigstens ein Förderrad (33) oder eine Förderwalze (37) aufweist, dessen Drehachse außerhalb des Konvergenzkanals (11) angeordnet ist und das durch eine Aussparung (79) in der Montageplatte (65) in den Konvergenzkanal (11) hineinragt, insbesondere um wenigstens 1 %, 3 %, 5 %, 10 % oder 15 % und/oder höchstens 20%, 25%, 30%, 40% oder 45 % der Radialerstreckung des wenigstens einen Antriebsmittels (33,37) über die Führungsseite hinaus in den Konvergenzkanal (11) hineinragt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Lagerung des wenigstens einen Antriebsmittels (33, 37) über eine sich insbesondere in Ausgangsmaterialbreitenrichtung (B) erstreckende Antriebswelle (81) realisiert ist, die über wenigstens zwei, insbesondere drei, Lager (109) an der Montageplatte (65) befestigt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (39) eine Motorabtriebswelle aufweist, die sich längs, insbesondere parallel, zur Förderrichtung (F) erstreckt und/oder in der zur Förderrichtung entgegengesetzten Richtung aus dem Motor (39) herausragt, und/oder dass ein Getriebe (97), insbesondere ein Umlenkgetriebe, an der Montageplatte (65) befestigt ist, über das die Motorabtriebswelle mit dem wenigstens einen Antriebsmittel (33, 37) gekoppelt ist und/oder dass der Motor (39) und/oder das Getriebe (97) in Ausgangsmaterialbreitenrichtung (B) zwischen zwei drehbar gelagerten Antriebsmitteln (33) des wenigstens einen Antriebsmittels an der Montageplatte (65) befestigt sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageplatte (65) eine Wandstärke (m) von wenigstens 1 mm und höchstens 12 mm, vorzugsweise von wenigstens 2 mm und höchstens 8 mm, besonders bevorzugt von wenigstens 2,5 mm und höchstens 3,5 mm, aufweist und/oder eine Biegewechselfestigkeit von wenigstens 80 N/mm², 160 N/mm² oder 320 N/mm² und/oder von höchstens 375 N/mm², 500 N/mm² oder 625 N/mm² aufweist und/oder aus einem Metall, insbesondere aus Stahl, gebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageplatte (65) eine sich in Förderrichtung (F) verjüngende Trapezform aufweist, insbesondere die Führungsseite und/oder die dem Konvergenzkanal (11) abgewandte Montageseite der Montageplatte (65) eine sich in Förderrichtung (F) verjüngende Trapezform aufweist, und/oder die Montageplatte (65) eine im Wesentlichen konstante Wandstärke (m) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwei insbesondere in Förderrichtung (F) aufeinander zu laufende Blenden (111) zusammen mit der Montageplatte (65) eine Umhausung des wenigstens einen Antriebsmittels (33, 37) und des Motors (39) bilden, insbesondere wobei die Blenden (111) und die Montageplatte (65) aus einem Stück geformt, insbesondere gebogen sind.
Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (5), insbesondere Papierausgangsmaterial, umfassend: eine Umformstation (7) mit einem Konvergenzkanal (11) zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder Einrollen, des Ausgangsmaterials (5), und einer Führungswandung (65), insbesondere Montageplatte, an der in die Umformstation (7) eintretendes Ausgangsmaterial (5) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformstation (7) einen quer zur Förderrichtung (F) um wenigstens 0,1 mm und höchstens 20 mm von der Führungswandung (65) beabstandeten Wellenbegrenzer (83) aufweist, um die Erstreckung von aufgestauchtem, insbesondere gewelltem, Ausgangsmaterial (5) quer zur Förderrichtung (F), insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung (S), zwischen dem Wellenbegrenzer (83) und der Führungswandung (65) zu begrenzen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (k) zwischen der Führungswandung (65) und dem Wellenbegrenzer (83) quer zur Förderrichtung (F) wenigstens 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm, 0,7 mm oder 1,0 mm und/oder höchstens 20 mm, 15 mm, 10 mm, 8 mm, 5 mm, 3 mm oder 2 mm beträgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Länge (n) des Konvergenzkanals (11) in Förderrichtung (F) durch einen Kanaleingang, über den das Ausgangsmaterial (5) in den Konvergenzkanal (11) eingezogen wird, und einen Kanalausgang, über den das querkomprimierte Ausgangsmaterial den Konvergenzkanal (11) verlässt, definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenbegrenzer (83) sich in Förderrichtung (F) über wenigstens 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50% oder 60% und/oder höchstens 70 %, 80 %, 90 % oder 100 % der Konvergenzkanallänge (n) erstreckt, insbesondere wobei ein Ausgabebereich des Konvergenzkanals (11), der sich insbesondere ausgehend von dem Kanalausgang um wenigstens 10 %, 20 % oder 25% und/oder höchstens 30%, 40 % oder 50 % der Konvergenzkanallänge (n) in die zur Förderrichtung (F) entgegengesetzte Richtung erstreckt, frei von dem Wellenbegrenzer (83) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenbegrenzer (83) sich insbesondere unter Ausbildung eines Begrenzungskanals zwischen dem Wellenbegrenzer (83) und der Führungswandung im Wesentlichen parallel zur Führungswandung (65) erstreckt und/oder plattenförmig, gitterförmig oder stabförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenbegrenzer (83) wenigstens einen sich in Förderrichtung (F) erstreckenden Stab (87) aufweist, der quer zur Förderrichtung, insbesondere in Ausgangsmaterialstärkenrichtung (S), um wenigstens 0,1 mm und höchstens 20 mm von der Führungswandung (65) beabstandet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenbegrenzer (83) an einer Begrenzungswandung (29) des Konvergenzkanals (11) befestigt ist, die aus einer Betriebsstellung, in der das Ausgangsmaterial (5) beim Hindurchfördern querkomprimiert wird, und einer Freigabestellung verstellbar, insbesondere schwenkbar, ist, in der ein Zugriff in den Konvergenzkanal (11) freigegeben wird.
Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (5), insbesondere Papierausgangsmaterial, umfassend: eine Umformstation (7) mit einem Konvergenzkanal (11) zum Querkomprimieren, insbesondere Einschlagen oder Einrollen, des Ausgangsmaterials (5), einer Führungswandung (65), insbesondere Montageplatte, an der in die Umformstation eintretendes Ausgangsmaterial (5) geführt wird, und zwei den Konvergenzkanal (11) in Ausgangsmaterialbreitenrichtung begrenzende Seitenwandungen (67), die in Förderrichtung (F) aufeinander zu laufen, um Längsrandstreifen des Ausgangsmaterials (5), das die Vorrichtung (1) durchläuft, über die Seitenwandungen (67) einzuschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konvergenzkanal (11) zugewandte Umschlagseiten der Seitenwandungen (67) mit einem Krümmungsradius (r) von wenigstens 5 mm und höchstens 60 mm konkav gekrümmt sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (r) wenigstens 10 mm, 15 mm, 20 mm oder 25 mm und/oder höchstens 30 mm, 35 mm, 40 mm oder 50 mm beträgt und/oder die Seitenwandungen (67) hohlzylinderabschnittsförmig ausgebildet sind und/oder dass der Krümmungsradius (r) entlang der Erstreckung der Seitenwandungen (67) in Förderrichtung (F) konstant ist oder variiert.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandungen (67) in einem Winkel ((3) von wenigstens 60°, 70°, 80 ° oder 90° und/oder höchstens 170°, 150°, 130° oder 110° aufeinander zu laufen und/oder wobei die Seitenwandungen (67) beweglich oder unbeweglich gegenüber, insbesondere an, der Führungswandung (65) befestigt sind.
System, umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche und einen, insbesondere förderrichtungsaufwärts der Vorrichtung angeordneten, Ausgangsmaterialvorrat (3), insbesondere eine Ausgangsmaterialrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, oder einen Leporello Stapel, wobei sich vorzugsweise ein bahnförmiges Ausgangsmaterial (5) von dem Ausgangsmaterialvorrat, insbesondere von dem Außenumfang der Ausgangsmaterialrolle, in die Umformstation (7) erstreckt.
Verpackungserzeugnis, (100) das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (5), insbesondere Papierausgangsmaterial, mittels einer nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildeten Vorrichtung (1) oder einem nach Anspruch 17 ausgebildetem System hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung bemessene Breite (a) weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge (c) in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist.