DE102022113446A1

DE102022113446A1 - System zum umwandeln eines bahnförmigen ausgangsmaterials in verpackungstaschen

Info

Publication number: DE102022113446A1
Application number: DE102022113446.6A
Authority: DE
Inventors: Bastian Schalk
Original assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Current assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2023227778A3; WO2023227778A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen, umfassend eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt, der einen insbesondere durch wenigstens einen Faltungsfalz gebildeten, einen Verpackungstaschengrund bildenden Boden und zwei gegenüberliegende sich von dem Boden V- oder U-förmig weg erstreckende Längsbahnabschnitte aufweist, und einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum, wobei die Umformvorrichtung so angeordnet ist, dass die Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformvorrichtung im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist, und der Umformvorrichtung eine Beschickvorrichtung mit einer Beschicköffnung nachgeschaltet ist, durch die Versandartikel in einer quer zur Gravitationsrichtung, insbesondere im Wesentlichen horizontal, orientierten Beschickrichtung in den Aufnahmeraum einsetzbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen. Ein bahnförmiges Ausgangsmaterial definiert eine Bahnlängsrichtung und dehnt sich zwischen zwei gegenüberliegenden Längsrändern aus. Das bahnförmige Ausgangsmaterial besteht vorzugsweise aus Papier, Karton oder Pappe.
Verpackungstaschen, eine Verpackungsmaterialbahn und Verpackungsmaterialzuschnitte sind aus DE 10 2020 114 211 A1 bekannt. Solche Verpackungstaschen, etc. werden in der Verpackungsindustrie dazu eingesetzt, Gegenstände, insbesondere Versandartikel, zu verpacken, insbesondere um diese während dem Versand vor Beschädigungen zu schützen.
Es sind verschiedene Anlagen bekannt, um aus ebenen Verpackungsmaterialbahnen Verpackungstaschen zum Aufnehmen von Gegenständen wie Versandartikel, eine umgeformte Verpackungsmaterialbahn und Verpackungsmaterialzuschnitte zu bilden.
GB 1,067,166 beschreibt eine Anlage zum Verpacken von Gegenständen, mit der ein verschweißbares Ausgangsbahnmaterial wie Polyethylen oder Polypropylen verarbeitet wird und mittels eines quer zur Bahnlängsrichtung durch Seitenwände begrenzten Einführkanals geführt wird. Der Einführkanal ist nur für einen bestimmten Typ gleichartiger Versandartikel dimensioniert. Am Ende des Einführkanals werden die Ränder des Bahnmaterials durch ein Paar Faltlippen nach innen zusammengefaltet und mit einem ersten Stempel versiegelt, um einen Verpackungsmaterialschlauch zu bilden. Ein weiter förderstromabwärts angeordneter zweiter, in Vertikalrichtung bewegbarer Stempel versiegelt die in Bahnlängsrichtung vorderen bzw. hinteren Ränder des Schlauchs durch ein Verklemmen der Ränder zwischen zwei Siegelbacken. Ferner umfasst die Anlage eine Schneide zum Vereinzeln der hergestellten und befüllten Verpackungstaschen, die horizontal translatorisch, also quer, zur Längserstreckung des Schlauchs nach Art einer Stichsäge verfährt. Unter ökologischen Gesichtspunkten ist es erwünscht, verschweißbare Kunststoffmaterialbahnen zu vermeiden. Durch die liegende bzw. horizontale Anordnung und Materialbahnförderung bei der Maschine gemäß der GB 1,067,166 benötigt diese viel Platz bzw. Bauraum und ist somit nur bei speziell dafür vorgesehenen Verpackungsplätzen einsetzbar. Ferner ist es aufgrund der Größe der Maschine kaum effizient möglich, diese umzupositionieren. Sämtliche Komponenten sind in Bezug auf ihre Anordnung fixiert. Damit kann das bei allen Packstationen bzw. Verpackungsplätzen sich zuspitzende Problem des geringen Raums/Platzes für die Verpackungsmaschine nicht behoben werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein kompaktes System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen bereitzustellen, welches im Hinblick auf seine räumliche Ausdehnung optimiert und/oder flexibel an verschiedensten Verpackungsplätzen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen vorgesehen, wobei das Ausgangsmaterial eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt. Insbesondere umfasst das Ausgangsmaterial, insbesondere überwiegend, d. h. wenigstens 75 %, insbesondere wenigstens 80 %, vorzugsweise wenigstens 90 %, Papier, Karton oder Pappe oder besteht daraus.
Bahnförmiges Material oder Bahnmaterial, wie das Ausgangsmaterial, hat eine Bahnlängsrichtung. Das bahnförmige Material hat vorzugsweise eine konstante Bahn-/Materialdicke. Bahnförmiges Material dehnt sich im Allgemeinen in Bahnbreitenrichtung quer zur Bahnlängsrichtung aus und weist quer zur Bahnrichtung betrachtet insbesondere eine kontante Breite auf. In der Bahnbreitenrichtung hat das bahnförmige Material gegenüberliegende Längsränder. In Bahnbreitenrichtung endet die Verpackungsmaterialbahn an jeweils einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Längsrand bzw. an einer Längskante. Beispielsweise besitzt das bahnförmige Ausgangsmaterial eine Breite von wenigstens 200 mm und insbesondere von höchstens 2000 mm. Beispielsweise beträgt die Breite in etwa 500 mm. Bahnförmiges Material hat im Allgemeineren sehr viel größere Maße in der Bahnlängsrichtung als in der Bahnbreitenrichtung, beispielsweise kann die Erstreckung des Bahnmaterials in der Bahnlängsrichtung wenigstens 20-mal, wenigstens 50-mal, wenigstens 100-mal, wenigstens 1000-mal größer sein als in Bahnbreitenrichtung. Bahnförmiges Material hat im Allgemeineren sehr viel größere Maße in der Bahnbreitenrichtung als in der Dickenrichtung, beispielsweise kann die Erstreckung des Bahnmaterials in der Bahnbreitenrichtung wenigstens 20-mal, wenigstens 50-mal, wenigstens 100-mal, wenigstens 1000-mal größer sein als die Bahn/-Materialdicke. Optional ist wenigstens ein an einem Längsrand angrenzender Längsrandstreifen wenigstens abschnittsweise mit einem kaltsiegelfähigen Klebstoff versehen. Die Klebebreite des mit kaltsiegelfähigem Klebstoff versehenen Längsrandstreifens kann wenigstens 10 mm und insbesondere höchstens 300 mm, 250 mm oder höchstens 200 mm betragen. Beispielsweise können beide gegenüberliegenden Längsränder mit kaltsiegelfähigem Klebstoff versehen sein.
Das bahnförmige Material ist vorzugsweise überwiegend oder vollständig aus einem zellulosebasierten Werkstoff gebildet. Insbesondere kann das bahnförmige Material aus Papier, wie Recyclingpapier, und/oder Pappe, insbesondere Wellpappe, gebildet sein. Vorzugsweise ist ein bahnförmiges Material insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, insbesondere Wellpappe, bereitgestellt. Die Materialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, 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% Recyclingpapier, insbesondere auf Basis von 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/m^2 bis max. 140 g/m^2 auf. Das bahnförmige Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Das System umfasst eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum. Die Umformvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt oder eingerichtet, das, insbesondere ursprünglich flache bzw. zweidimensionale, bahnförmige Ausgangsmaterial in eine insbesondere dreidimensionale Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umzuformen. Ferner umfasst die Umformvorrichtung einen sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum. Vorzugsweise hat der Aufnahmeraum der Materialbahn eine sich in der Bahnlängsrichtung erstreckende Einlegeöffnung. Insbesondere wird der Aufnahmeraum begrenzt durch einen gegenüber der Einlegeöffnung gebildeten Taschengrund sowie seitlich durch hervorstehende Flügel der Materialbahn. Die Materialbahn kann beispielsweise mit einem V- förmigem Querschnitt geformt werden. Die Umformvorrichtung kann beispielsweise dazu ausgestaltet sein, ein ursprünglich flaches bahnförmiges Ausgangsmaterial umzuformen, indem wenigstens ein Flügel, der sich entlang einem ersten (beispielweise im Sinne der Förderrichtung rechten) oder zweiten (beispielsweise im Sinne der Förderrichtung linken) Längsrand erstreckt auf den anderen Flügel zu gebogen oder gefaltet wird. Alternativ kann die Materialbahn mit einem U-förmigem Querschnitt geformt werden. Die Umformvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, gegenüberliegende Flügel an beiden gegenüberliegenden Längsrändern des ursprünglich flachen bahnförmigen Ausgangsmaterials unter Ausbildung eines sich entlang der Mitte des Bahnmaterials erstreckenden Rückens aufeinander zu biegen oder zu falten. In dem System zum Umwandeln des bahnförmigen Ausgangsmaterials ist die Umformvorrichtung vorzugsweise in Förderrichtung nachfolgend zu einer Einzugsvorrichtung angeordnet.
Insbesondere umfasst die Umformvorrichtung wenigstens ein Faltmittel, wie eine Faltwalze, das mit der Materialbahn in einen Berührkontakt, wie einen Rollkontakt, einen Gleitkontakt oder dergleichen, bringbar oder gebracht ist. Das Faltmittel kann insbesondere dazu ausgelegt und eingerichtet sein, gegen die Materialbahn zu drängen. Das Faltmittel kann derart relativ zu wenigstens einem anderen den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel, insbesondere wenigstens einem förderstromaufwärts, förderstromabwärts, in Bezug auf die Förderrichtung rechts oder links relativ zu dem Faltmittel, angeordnet sein, dass das Faltmittel gemeinsam mit dem wenigstens einen anderen Mittel eine Deformation einer ursprünglich flachen bahnförmigen Erstreckung veranlasst. Insbesondere ist auch das wenigstens eine andere den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel in einen Berührkontakt mit dem Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht. Die Umformvorrichtung umfasst wenigstens ein Faltmittel, wie eine Faltwalze, das zum Einbringen von zwei von einem Taschengrund hervorstehenden Flügeln in das bahnförmige Ausgangsmaterial quer zur Bahnlängsrichtung zwischen den gegenüberliegenden Längsrändern gegen die Materialbahn drängt. Vorzugsweise drängt das Faltmittel in der Bahnbreitenrichtung insbesondere mittig zwischen den gegenüberliegenden Längsrändern gegen die Materialbahn.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Umformvorrichtung so angeordnet, dass die Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformvorrichtung im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist. Mit anderen Worten durchläuft das Ausgangsmaterial die Umformvorrichtung in einer im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientierten Förderrichtung, insbesondere von vertikal oben nach vertikal unten. Der Ausdruck im Bereich der Umformvorrichtung kann so verstanden werden, dass die Bahnlängsrichtung vom Eintritt in die Umformvorrichtung bis zum Verlassen der Umformvorrichtung im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist, beispielsweise bis hin zu einer der Umformvorrichtung nachgeschalteten Versiegelungseinheit, die auch als Press- und Trennvorrichtung zum Versiegeln und Vereinzeln einer Verpackungstasche bezeichnet werden kann. Ab dem Zeitpunkt, zu dem eine 3D-Umformung der flachen, zweidimensionalen Ausgangsmaterialbahn in die vorgeformte dreidimensionale Materialbahn erfolgt, insbesondere dort, wo die Ausgangsmaterialbahn zur Bildung des U- oder V-förmigen Querschnitts umgeformt bzw. umgefaltet wird, ist die Bahnlängsrichtung in Gravitationsrichtung orientiert.
Des Weiteren ist der Umformvorrichtung eine Beschickvorrichtung mit einer Beschicköffnung nachgeschaltet, durch die Versandartikel, in einer quer zur Gravitationsrichtung, insbesondere im Wesentlichen horizontal, orientierten Beschickrichtung in den Aufnahmeraum einsetzbar sind. Vorzugsweise ist die Beschickrichtung quer, insbesondere senkrecht, zur Förderrichtung im Bereich der Beschickvorrichtung ausgerichtet. Die Beschickvorrichtung kann eine Führung umfassen, um die V- oder U-Form der Materialbahn im Bereich der Beschickvorrichtung, insbesondere am Taschengrund und/oder an wenigstens einem Flügel, abzustützen. Die Beschickvorrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt und eingerichtet, die Materialbahn im Bereich der Beschicköffnung wangenförmig geöffnet zu halten.
Die Beschicköffnung kann von einem Rahmen umgeben sein, der eine lichte Breite und eine lichte Länge definiert, welche die Abmaße der einsetzbaren Versandartikel beschränken. Vorzugsweise umgibt der Rahmen die Beschicköffnung vollumfänglich. Die lichte Länge ist vorzugsweise in der Förderrichtung sowie gegebenenfalls der Bahnlängsrichtung orientiert. Die lichte Breite ist vorzugweise quer zur Förderrichtung sowie gegebenenfalls der Bahnbreitenrichtung orientiert. Insbesondere ist die Beschickvorrichtung zumindest an der mit der Beschicköffnung versehenen Seite mit Ausnahme der Beschicköffnung durch den Rahmen bedeckt. Es kann bevorzugt sein, dass die Beschicköffnung eine lichte Breite aufweist, welche im Wesentlichen der Breite des Taschengrunds entspricht. Insbesondere sind im Bereich der Beschickvorrichtung die Längsränder der Materialbahn, insbesondere die vom Taschengrund hervorstehenden Flügel, durch den Rahmen bedeckt. Insbesondere ist der Rahmen derart auf eine Führung für die Materialbahn in der Beschickvorrichtung, die förderstromaufwärts der Beschickvorrichtung angeordnete Umformvorrichtung, eine Fördervorrichtung, eine Versiegelungsvorrichtung und/oder eine Trennvorrichtung abgestimmt, dass die Längsränder der Materialbahn im Bereich der Beschickvorrichtung durch den Rahmen bedeckt sind. Insbesondere bildet der Rahmen eine Blende, die dazu ausgelegt und eingerichtet ist, einen Beschick-Zugriff zum Einlegen von Versandartikeln ausschließlich in den Aufnahmehohlraum der Materialbahn zu gestatten und/oder in einem Abdeckzustand einen Zugriff auf die Längsränder der Materialbahn zu verhindern. Die Breite des Rahmens ist größer als die lichte Breite, insbesondere wenigstens 50 % größer als, vorzugsweise wenigstens doppelt so groß wie, die lichte Breite. Die Länge des Rahmens ist größer als die lichte Länge, insbesondere wenigstens 10 % größer, vorzugsweise wenigstens 25 % größer. Die Länge des Rahmens ist vorzugsweise nicht größer als das Dreifache der lichten Länge, insbesondere nicht größer als das Doppelte der lichten Länge.
Das System gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Aspekt kann auch als stehende Ausführung oder Vertikalkonfiguration bezeichnet werden. Durch die in Gravitationsrichtung orientierte Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformung innerhalb des Systems ist ein besonders platzsparendes und kompaktes System geschaffen, wobei insbesondere dessen Platzbedarf in einer Horizontalebene verkleinert bzw. beschränkt ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Systems ist das System so ausgebildet, dass das Ausgangsmaterial von einem Ausgangsmaterialvorrat zunächst im Wesentlichen entgegen der Gravitationsrichtung um wenigstens das Einfache, insbesondere 1,5-Fache oder Zweifache, einer der Vertikalabmessung des im Ausgangsmaterialvorrat angeordneten Ausgangsmaterials insbesondere bis zu einer Umlenkvorrichtung geführt ist, bevor es in die Umformvorrichtung gelangt. Beispielsweise beträgt liegt ein Verhältnis aus Länge in Bahnlängsrichtung zur Breite in Breitenrichtung im Bereich von 100 bis 1000. Dadurch, dass auch die Materialzuführung des Ausgangsmaterials im Wesentlichen vertikal orientiert ist, wird der Platzbedarf des erfindungsgemäßen Systems in Horizontalebene weiter reduziert. Es sei klar, dass sich die Bezugnahme auf die Vertikalabmessung des im Ausgangsmaterialvorrat angeordneten Ausgangsmaterials, das beispielsweise in Leporellostapelform vorliegt oder zu einer Rolle aufgewickelt ist, auf dessen initiale Abmessung bei Bestückung des Systems mit dem Ausgangsmaterialvorrat bezieht, bei der das Ausgangsmaterial noch nicht aus dem Ausgangsmaterialvorrat abgezogen wurde.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Systems umfasst das System eine der Umformvorrichtung vorgelagerte, das Ausgangsmaterial hin zur Umformvorrichtung ausrichtende Umlenkvorrichtung, wie eine insbesondere freidrehende Umlenkwalze. Die Umlenkvorrichtung kann diejenige Stelle im System definieren, an der das Ausgangsmaterial am höchsten Punkt angeordnet ist. Die Umlenkvorrichtung kann demnach dazu eingerichtet sein, die im Wesentlichen in Gravitationsrichtung ankommende Ausgangmaterialbahn derart umzulenken, dass sie der nachgeschalteten Umformvorrichtung in Gravitationsrichtung zugeführt wird, bzw. im Bereich der Umformvorrichtung in Gravitationsrichtung orientiert ist. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist die Umlenkvorrichtung derart in Bezug auf die Umformvorrichtung angeordnet, dass das Ausgangsmaterial die Umlenkvorrichtung hin zur Umformvorrichtung im Wesentlichen in Gravitationsrichtung verlässt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist das Ausgangsmaterial derart von der Umformvorrichtung, insbesondere der vorzugsweise freidrehenden Umlenkwalze, geführt, dass sich ein Umschlingungswinkel von wenigstens 180°, insbesondere von wenigstens 225°, 270° oder von wenigstens 315°, ausbildet. Der Umschlingungswinkel gibt den Kontaktbereich in Winkelgeraden an, in denen eine biegsame Komponente, hier das bahnförmige Ausgangsmaterial, eine andere Komponente umschließt, hier die Umlenkvorrichtung, vorzugsweise die insbesondere freidrehende Umlenkwalze.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen vorgesehen, wobei das Ausgangsmaterial eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt. Insbesondere umfasst das Ausgangsmaterial, insbesondere überwiegend, d. h. wenigstens 75 %, insbesondere wenigstens 80 %, vorzugsweise wenigstens 90 %, Papier, Karton oder Pappe oder besteht daraus.
Bahnförmiges Material oder Bahnmaterial, wie das Ausgangsmaterial, hat eine Bahnlängsrichtung. Das bahnförmige Material hat vorzugsweise eine konstante Bahn-/Materialdicke. Bahnförmiges Material dehnt sich im Allgemeinen in Bahnbreitenrichtung quer zur Bahnlängsrichtung aus und weist quer zur Bahnrichtung betrachtet insbesondere eine kontante Breite auf. In der Bahnbreitenrichtung hat das bahnförmige Material gegenüberliegende Längsränder. In Bahnbreitenrichtung endet die Verpackungsmaterialbahn an jeweils einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Längsrand bzw. an einer Längskante. Beispielsweise besitzt das bahnförmige Ausgangsmaterial eine Breite von wenigstens 200 mm und insbesondere von höchstens 2000 mm. Beispielsweise beträgt die Breite in etwa 500 mm. Bahnförmiges Material hat im Allgemeineren sehr viel größere Maße in der Bahnlängsrichtung als in der Bahnbreitenrichtung, beispielsweise kann die Erstreckung des Bahnmaterials in der Bahnlängsrichtung wenigstens 20-mal, wenigstens 50-mal, wenigstens 100-mal, wenigstens 1000-mal größer sein als in Bahnbreitenrichtung. Bahnförmiges Material hat im Allgemeineren sehr viel größere Maße in der Bahnbreitenrichtung als in der Dickenrichtung, beispielsweise kann die Erstreckung des Bahnmaterials in der Bahnbreitenrichtung wenigstens 20-mal, wenigstens 50-mal, wenigstens 100-mal, wenigstens 1000-mal größer sein als die Bahn/-Materialdicke. Optional ist wenigstens ein an einem Längsrand angrenzender Längsrandstreifen wenigstens abschnittsweise mit einem kaltsiegelfähigen Klebstoff versehen. Die Klebebreite des mit kaltsiegelfähigem Klebstoff versehenen Längsrandstreifens kann wenigstens 10 mm und insbesondere höchstens 300 mm, 250 mm oder höchstens 200 mm betragen. Beispielsweise können beide gegenüberliegenden Längsränder mit kaltsiegelfähigem Klebstoff versehen sein.
Das bahnförmige Material ist vorzugsweise überwiegend oder vollständig aus einem zellulosebasierten Werkstoff gebildet. Insbesondere kann das bahnförmige Material aus Papier, wie Recyclingpapier, und/oder Pappe, insbesondere Wellpappe gebildet sein. Vorzugsweise ist ein bahnförmiges Material insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, insbesondere Wellpappe, bereitgestellt. Die Materialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, 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% Recyclingpapier, insbesondere auf Basis von 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/m^2 bis max. 140 g/m^2 auf. Das bahnförmige Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Das System umfasst eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum. Die Umformvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt oder eingerichtet, das, insbesondere ursprünglich flache bzw. zweidimensionale, bahnförmige Ausgangsmaterial in eine insbesondere dreidimensionale Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umzuformen. Ferner umfasst die Umformvorrichtung einen sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum. Vorzugsweise hat der Aufnahmeraum der Materialbahn eine sich in der Bahnlängsrichtung erstreckende Einlegeöffnung. Insbesondere wird der Aufnahmeraum begrenzt durch einen gegenüber der Einlegeöffnung gebildeten Taschengrund sowie seitlich durch hervorstehende Flügel der Materialbahn. Die Materialbahn kann beispielsweise mit einem V- förmigem Querschnitt geformt werden. Die Umformvorrichtung kann beispielsweise dazu ausgestaltet sein, ein ursprünglich flaches bahnförmiges Ausgangsmaterial umzuformen, indem wenigstens ein Flügel, der sich entlang einem ersten (beispielweise im Sinne der Förderrichtung rechten) oder zweiten (beispielsweise im Sinne der Förderrichtung linken) Längsrand erstreckt auf den anderen Flügel zu gebogen oder gefaltet wird. Alternativ kann die Materialbahn mit einem U-förmigem Querschnitt geformt werden. Die Umformvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, gegenüberliegende Flügel an beiden gegenüberliegenden Längsrändern des ursprünglich flachen bahnförmigen Ausgangsmaterials unter Ausbildung eines sich entlang der Mitte des Bahnmaterials erstreckenden Rückens aufeinander zu biegen oder zu falten.
In dem System zum Umwandeln des bahnförmigen Ausgangsmaterials ist die Umformvorrichtung vorzugsweise in Förderrichtung nachfolgend zu einer Einzugsvorrichtung angeordnet.
Insbesondere umfasst die Umformvorrichtung wenigstens ein Faltmittel, wie eine Faltwalze, das mit der Materialbahn in einen Berührkontakt, wie einen Rollkontakt, einen Gleitkontakt oder dergleichen, bringbar oder gebracht ist. Das Faltmittel kann insbesondere dazu ausgelegt und eingerichtet sein, gegen die Materialbahn zu drängen. Das Faltmittel kann derart relativ zu wenigstens einem anderen den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel, insbesondere wenigstens einem förderstromaufwärts, förderstromabwärts, in Bezug auf die Förderrichtung rechts oder links relativ zu dem Faltmittel, angeordnet sein, dass das Faltmittel gemeinsam mit dem wenigstens einen anderen Mittel eine Deformation einer ursprünglich flachen bahnförmigen Erstreckung veranlasst. Insbesondere ist auch das wenigstens eine andere den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel in einen Berührkontakt mit dem Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht. Die Umformvorrichtung umfasst wenigstens ein Faltmittel, wie eine Faltwalze, das zum Einbringen von zwei von einem Taschengrund hervorstehenden Flügeln in das bahnförmige Ausgangsmaterial quer zur Bahnlängsrichtung zwischen den gegenüberliegenden Längsrändern gegen die Materialbahn drängt. Vorzugsweise drängt das Faltmittel in der Bahnbreitenrichtung insbesondere mittig zwischen den gegenüberliegenden Längsrändern gegen die Materialbahn.
Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das System derart adaptierbar, insbesondere modular oder modulartig aufgebaut, dass die Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformvorrichtung sowohl im Wesentlichen in Gravitationsrichtung als auch quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Gravitationsrichtung orientierbar ist. Mit anderen Worten durchläuft das Ausgangsmaterial die Umformvorrichtung entweder in einer im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientierten Förderrichtung, insbesondere von vertikal oben nach vertikal unten, oder in einer quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Gravitationsrichtung orientierten Förderrichtung. Der Ausdruck im Bereich der Umformvorrichtung kann so verstanden werden, dass die Bahnlängsrichtung vom Eintritt in die Umformvorrichtung bis zum Verlassen der Umformvorrichtung im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist, beispielsweise bis hin zu einer der Umformvorrichtung nachgeschalteten Versiegelungseinheit, die auch als Press- und Trennvorrichtung zum Versiegeln und Vereinzeln einer Verpackungstasche bezeichnet werden kann. Ab dem Zeitpunkt, zu dem eine 3D-Umformung der flachen, zweidimensionalen Ausgangsmaterialbahn in die vorgeformte dreidimensionale Materialbahn erfolgt, insbesondere dort, wo die Ausgangsmaterialbahn zur Bildung des U- oder V-förmigen Querschnitts umgeformt bzw. umgefaltet wird, ist die Bahnlängsrichtung in Gravitationsrichtung orientiert.
Durch die Adaptierbarkeit zwischen wenigstens zwei unterschiedlichen Konfigurationen bezüglich der Umformvorrichtung kann das erfindungsgemäße System je nach Kundenwunsch und/oder je nach Platzbedarf eingerichtet werden. Bislang bekannte Systeme bzw. Maschinen waren stets dazu eingerichtet, in einer fixen, starren Konfiguration bzw. Ausrichtung der Komponenten zueinander aufgestellt zu werden. Die vorliegende Erfindung löst sich von diesem etablierten starren Anordnungskonzept unter Inkaufnahme einer gewissen Erhöhung der Komplexität des Systems, jedoch zugunsten einer bislang nicht dagewesenen Flexibilität bei der Anordnung der Komponenten zueinander und somit in Bezug auf den jeweiligen Kundenwunsch bzw. die räumlichen Gegebenheiten. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das erfindungsgemäße System nach Art eines modularen Baukastensystems aufgebaut. Dadurch ist eine weitere Flexibilität in Bezug auf die Anordnung der Komponenten des Systems und dem damit verbundenen Platzbedarf des Systems geschaffen.
Beispielsweise kann das System mehrteilig, insbesondere aus wenigstens zwei Baueinheiten, aufgebaut sein, die lösbar und/oder relativ zueinander bewegbar, miteinander gekoppelt sind.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Systems ist das System zwischen wenigstens einer Vertikalkonfiguration, in der die Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformvorrichtung im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist, und wenigstens einer horizontalen Konfiguration verstellbar, insbesondere verschwenkbar, in der die Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformvorrichtung quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Gravitationsrichtung orientiert ist. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße System so eingerichtet sein, dass wenigstens die eine Vertikalkonfiguration und die eine Horizontalkonfiguration eingenommen werden können. Durch das Vorsehen einer Verstellbarkeit, insbesondere Verschwenkbarkeit, können Benutzer auf einfache Art und Weise zwischen der wenigstens einen Vertikal- und der wenigstens einen Horizontalkonfiguration wählen und/oder das System zwischen diesen Konfigurationen verändern.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Systems umfasst das System ein die Umformvorrichtung tragendes Gestell und einen Verstellmechanismus zum Adaptieren der Orientierung des Systems, insbesondere zum Verstellen oder Verschwenken, insbesondere der Umformvorrichtung relativ zum Gestell. Beispielsweise legt der Verstellmechanismus wenigstens zwei insbesondere fixierbare Endpositionen fest, wobei eine Position die Vertikalkonfiguration darstellt und die andere Position die Horizontalkonfiguration.
In einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist der Verstellmechanismus durch ein die Umformvorrichtung relativ zum Gestell lagerndes Drehgelenk gebildet. Das Drehgelenk ermöglicht eine einfache Adaption des Systems. Beispielsweise kann das Drehgelenk mit einer Feder- und/oder Dämpferanordnung kombiniert sein, um die Verstellbewegung zu federn bzw. zu dämpfen, gegebenenfalls den dafür notwendigen Kraftaufwand zu unterstützen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Systems umfasst das System ferner ein die Umformvorrichtung tragendes Gestell mit wenigstens zwei Auflagern zum Abstellen auf einem Untergrund, die in einem Winkel insbesondere von etwa 90° zueinander angeordnet sind. Dabei kann ein Auflager der horizontalen Konfiguration und ein Auflager der vertikalen Konfiguration zugeordnet sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße System ein die Umformvorrichtung tragendes Gestell und eine Einzugsvorrichtung zum Einziehen des Ausgangsmaterials in das System, gegebenenfalls mit einem Bahnspeicher, dessen Orientierung und/oder Anordnung am Gestell unveränderlich fixiert ist oder die mittels eines weiteren Verstellmechanismus, wie einem Verschwenkmechanismus, relativ zum Gestell bewegbar ist, insbesondere um in Abhängigkeit der Orientierung des Systems flexibel anordenbar zu sein. Die Einzugsvorrichtung kann dazu ausgelegt sein, das bahnförmige Ausgangsmaterial von einem Materialbahnvorrat abzuziehen, beispielsweise einem zickzackgefalteten Vorratsstapel, der auch als Leporellostapel bezeichnet sein kann, oder von einer Vorratsrolle. Der Bahnspeicher kann beispielsweise durch eine bewegbar gelagerte Führungswalze gebildet sein.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems umfasst das System einen Rastmechanismus zum Verrasten der Einzugsvorrichtung in wenigstens einer vordefinierten Rastposition, insbesondere in wenigstens zwei vordefinierten Rastpositionen. Die Rastpositionen können auf die Orientierung des Systems, insbesondere die Vertikal- und Horizontalkonfiguration, abgestimmt sein. Mit anderen Worten kann die Einzugsvorrichtung je nach Konfiguration des Systems verstellt, insbesondere verschwenkt werden, um den optimalen Einschub zu gewährleisten. Mittels des Rastmechanismus kann die Einzugsvorrichtung dann in den verschiedenen Positionen verrastet werden, sodass die Einzugsvorrichtung beim Betrieb zuverlässig die Position einhält.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Systems umfasst das System eine der Umformvorrichtung nachgeschaltete Beschickvorrichtung mit einer Beschicköffnung, durch die Versandartikel in einer Beschickrichtung in den Aufnahmeraum einsetzbar sind, und eine der Umformvorrichtung vorgelagerte, das Ausgangsmaterial hin zur Umformvorrichtung ausrichtende Umlenkvorrichtung, wie eine insbesondere freidrehende Umlenkwalze. Dabei bilden die Umformvorrichtung und die Beschickvorrichtung und/oder die Umformvorrichtung und die Umlenkvorrichtung eine starre Einheit, die insbesondere nur im Gesamten bezüglich ihrer Orientierung adaptierbar, insbesondere verstell- oder verschwenkbar, ist.
Beispielsweise ist das erfindungsgemäße System aus wenigstens zwei Baueinheiten aufgebaut. Eine erste Baueinheit kann dabei den Materialvorrat an Ausgangsmaterial, die Einzugsvorrichtung und einen Bahnspeicher aufweisen. Die zweite Baueinheit kann die restlichen Komponenten umfassen, nämlich die Umlenkvorrichtung, die Umformvorrichtung und die Beschickvorrichtung. Ferner können Kopplungspunkte zum Andocken des Materialvorrats sowie zum Andocken der beiden Baueinheiten aneinander vorgesehen sein. In einer beispielhaften Weiterbildung bilden Umlenkvorrichtung, Umformvorrichtung, Beschickvorrichtung, Fördervorrichtung und Versiegelungseinheit eine starre Einheit, die in sich unveränderbar bzw. unverstellbar ist und nur im Gesamten in Bezug auf die restlichen Komponenten adaptierbar, also verstell- oder verschwenkbar sind. Dadurch ist ein einfacher und fehlerfreier Betrieb der Maschine sichergestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Verpackungstechnikfertigungsstation umfassend ein erfindungsgemäß ausgebildetes System und einen Ausgangsmaterialvorrat an bahnförmigem Ausgangsmaterial, das eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern aussteht, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, wie Wellpappe, aus dem das System das Ausgangsmaterial abziehen kann, bereitgestellt. Mit anderen Worten ist das System dazu eingerichtet, Ausgangsmaterial aus dem Ausgangsmaterialvorrat abzuziehen.
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1 eine schematische Prinzipskizze in perspektivischer Ansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Systems;
2 das System aus 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
3 eine weitere beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Systems in perspektivischer Ansicht;
4 das System aus 3 in Seitenansicht;
5, 6 schematische Prinzipskizzen zur Darstellung unterschiedlicher Konfigurationen des erfindungsgemäßen Systems; und
7-9 schematische Ansichten einer mittels eines erfindungsgemäßen Systems hergestellten Verpackungstasche.

Zur Vereinfachung der Lesbarkeit werden in der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungen der verschiedenen für sich genommen realisierbaren oder kombinierbaren Aspekte der Erfindung für die gleichen oder ähnliche Komponenten unterschiedlicher Ausführungen von Systemen zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen verwendet. Der Fachmann versteht, dass, obgleich die nachfolgend exemplarisch beschriebenen Ausführungen eines Systems mitunter mehrere miteinander kombinierte erfindungsgemäße Aspekte verkörpern, die verschiedenen Aspekte jeweils einzeln für sich genommen oder in beliebiger Kombination miteinander realisierbar sind.
Ein erfindungsgemäßes System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt, in Verpackungstaschen, ist im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 versehen. Das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 ist vorzugsweise aus Pappe, Karton oder Papier gebildet oder besteht daraus. Das Ausgangsmaterial 1 kann neben Pappe oder Papier einen Klebstoff oder dergleichen für eine Versiegelung der zu bildenden Verpackungstaschen 11 umfassen.
Wie in 1 oder 2 dargestellt, kann das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 für das System 100 als Materialbahnvorrat 2 beispielsweise in Form einer Vorratsrolle bereitgestellt sein. Der Materialbahnvorrat 2 ist bevorzugt in Bodennähe angeordnet, sodass auch schwere, große Materialbahnvorräte 2 ohne Kräne oder ähnliche Hilfsmittel zum Anheben in Verwendung genommen werden können. Stattdessen kann beispielsweise ein fahrbares Traggestell 20 für einen Materialbahnvorrat 2 verwendet werden, wie etwa in 2 zu sehen. Das Traggestell 20 selbst kann mit dem System 100 mechanisch gekoppelt sein, beispielsweise angesteckt, eingerastet, verschraubt oder verclipst sein, um eine optimierte Ausrichtung des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 relativ zu einer Einzugsvorrichtung 110 einzurichten. Das zum Materialbahnvorrat 2 aufgerollte bahnförmige Ausgangsmaterial 1 hat eine Bahnbreitenrichtung B. Die Erstreckung des Ausgangsmaterials 1 in der Bahnbreitenrichtung B entspricht der Zylinderhöhe des rollenförmigen Materialbahnvorrats 2. Die gegenüberliegenden, kreisförmigen Basisflächen des rollenförmigen bzw. zylindrischen Materialbahnvorrats 2 sind durch gegenüberliegende Längsränder 6 der Ausgangsmaterialbahn 1 gebildet. Zum Bilden des rollenförmigen Materialbahnvorrats 2 ist die Ausgangsmaterialbahn 1 im Sinne ihrer Bahnlängsrichtung L aufgewickelt.
Das System 100 sowie gegebenenfalls das Traggestell 20 stehen auf einer Oberfläche, wie einem Hallenboden, die sich im Wesentlichen horizontal ausdehnt. Eine Vertikalrichtung V erstreckt sich orthogonal auf dieser Oberfläche im Sinne der Schwerkraft.
Zur Verarbeitung des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 in eine Vielzahl von Verpackungstaschen 11 durch das System 100 wird die Ausgangsmaterialbahn 1 mit einer zu ihrer Bahnlängsrichtung L entsprechenden Förderrichtung durch das System 100 geführt, sowie hindurch gezogen und dabei von dem rollenförmigen Materialbahnvorrat 2 abgewickelt. Innerhalb der verschiedenen Komponenten des Systems 100 kann die lokale Förderrichtung, entlang welcher das bahnförmige Material 1 bewegt wird, in Bezug auf die Vertikalrichtung V wie auch in Bezug auf eine Horizontalrichtung veränderlich sein.
Der Förderpfad der Ausgangsmaterialbahn 1 durch das System 100 gemäß der in 1 oder 2 exemplarisch abgebildeten Ausführungen verläuft im Allgemeinen (in sukzessiver Reihenfolge entsprechend der nachfolgenden Auflistung der Systemkomponenten) von einem Materialbahnvorrat 2 durch eine Einzugsvorrichtung 110, entlang einem Spannmittel, wie einer Tragrolle, zu einer Umlenkung, wie einer Umlenkrolle 120, und sodann zu einer Umformvorrichtung 130 und einer darauf folgenden Beschickvorrichtung 150 sowie weiter zu einer Fördervorrichtung 170 und einer Press- und Trennvorrichtung 180.
Bei den hier exemplarisch dargestellten Ausführungen erstreckt sich das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 im Verlauf vom Materialbahnvorrat 2 bis zur Umlenkrolle 120 in der Bahnbreitenrichtung B im Wesentlichen flach, insbesondere in einer Horizontalrichtung. Ausgehend von der Umlenkung wird das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 in der Umformvorrichtung 130 zu einer Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt und einem sich in Bahnlängsrichtung L erstreckenden Aufnahmeraum geformt. Der Aufnahmeraum ist einerseits durch einen Taschengrund und beidseitig hiervon durch quer zur Förderrichtung und/oder Bahnlängsrichtung L hervorstehende Flügel begrenzt und dehnt sich in der Bahnlängsrichtung L aus. Aus der Umformvorrichtung 130 wird die zu einer Materialbahn vorgeformte Ausgangsmaterialbahn 1 mit V- oder U-förmigem Querschnitt an die Beschickvorrichtung 150 übergeben. Die Beschickvorrichtung 150 weist gegenüberliegend zum Taschengrund eine Beschicköffnung 151 auf, durch die Versandartikel 21 in den Aufnahmeraum einsetzbar sind. Mittels der Fördervorrichtung 170 wird die mit wenigstens einem Versandartikel 21 belegte, im Querschnitt V- oder U-förmige Materialbahn aus der Beschickvorrichtung 150 in Förderrichtung weiter gezogen. Eine Press- und Trennvorrichtung 180 dient zur Versiegelung der Verpackungstaschen 11 und im Wesentlichen simultanen Abtrennen der versiegelten, mit einem Versandartikel 21 belegten Verpackungstaschen 11 von der Materialbahn.
Die Einzugsvorrichtung 110 ist in Vertikalrichtung V oberhalb des Materialbahnvorrats 2 angeordnet. Förderstromabwärts der Einzugsvorrichtung 110 ist das bahnförmige Ausgangsmaterial 1, welches gegebenenfalls in der Einzugsvorrichtung 110 mittels eines Rillelements 105 zu einer gerillten Materialbahn geformt wurde, entlang einer Tragrolle geführt. Die Tragrolle kann als Losrolle oder Tänzer bezeichnet sein und dazu in der Lage sein, einen Bahnspeicher auszubilden. Die Tragrolle ist an dem System 100, bei der Ausführung gemäß 1 an der Einzugsvorrichtung 110, quer zur Förderrichtung beweglich gelagert. Die Tragrolle ist zur Durchführung einer Ausweichbewegung relativ zu Einzugsvorrichtung 110 und/oder einer Umlenkung 120 beweglich gehalten. Wie in 1 dargestellt, kann die Ausweichbewegung in der Vertikalrichtung V ausgerichtet sein.
Die Einzugsvorrichtung 110 umfasst Paare von Förderwalzen 111 und 112, zwischen denen hindurch das bahnförmige Ausgangsmaterialbahn förderbar ist, wobei wenigstens ein Förderwalzen-Paar angetrieben ist.
Im Vorlauf der Umformvorrichtung 130 ist eine Umlenkung, die bei der hier exemplarisch dargestellten Ausführung als Umlenkrolle 120 realisiert ist, angeordnet. Das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 stützt sich entlang der Umlenkachse U an der Umlenkrolle 120 ab, bevor es durch die Umformvorrichtung 130 gefördert wird. Die Umlenkrolle 120 oder Umlenkwalze erstreckt sich in Richtung der Umlenkachse U über mehr als die Ausgangsbreite b der Ausgangsmaterialbahn 1.
Die hier als Umlenkrolle 120 realisierte Umlenkung ist in der Vertikalrichtung V senkrecht oberhalb der Umformvorrichtung 130 angeordnet. Die Umlenkrolle 120 ist auch oberhalb der Einzugsvorrichtung 110 angeordnet, welche sich oberhalb des Materialbahnvorrats 2 befindet. Die Umlenkung bildet bei der Ausführung gemäß 1 oder 2 die oberste Komponente des Systems 100. Die Anordnung der Umlenkung zwischen der Einzugsvorrichtung 110 und der Umformvorrichtung 130 gestattet eine in Horizontalrichtung kompakte Bauweise, sodass das System 100 mit einem besonders schmalen Fußabdruck in einer Logistikhalle aufstellbar ist.
Eine beispielhafte Ausführung einer Umformvorrichtung 130 wird nachfolgend beschrieben. Ausgehend von der Umlenkung wird die Ausgangsmaterialbahn 1 in der Förderrichtung korrespondierend zur Vertikalrichtung V abwärts in und durch die Umformvorrichtung 130 gefördert. Die Längsränder 6 der Materialbahn können im Wesentlichen in der durch die Umlenkung 120 bestimmten Ebene verbleiben, welche sich von der Umlenkrolle 120 zur Förderung 170 erstreckt. Der Mittelbereich der Materialbahn in Bahnbreitenrichtung B wird der Umformvorrichtung 130 durch Faltmittel, die hier durch Faltwalzen 131, 132 realisiert sind, zu einem Taschengrund 7 einer Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt geformt, der beidseits durch Flügel eingerahmt ist, die sich bis hin zu den Längsrändern 6 erstrecken.
Die Umformvorrichtung 130 umfasst eine erste Faltwalze 131, deren Walzenachse W raumparallel zur Umlenkachse U ausgerichtet und versetzt zur Umlenkachse U angeordnet ist. In der Förderrichtung ist ein Achsenabstand zwischen der Walzenachse der ersten Faltwalze 131 und der Umlenkachse U vorgesehen. Quer zur Förderrichtung erstreckt sich ein Umschlagabstand zwischen der Umlenkachse U und der Walzenachse W der ersten Faltwalze 131. Eine zweite Faltwalze 132 sowie gegebenenfalls eine dritte, zwischen der ersten Faltwalze 131 und der zweiten Faltwalze 132 angeordnete Faltwalze 133 definieren den Pfad des Taschengrunds 7 durch die Umformvorrichtung 130.
Die Faltwalzen 131, 132, 133 sind durch ein paar Walzscheiben 135 gebildet, zwischen denen einen Abstandshalter angeordnet ist. Der durch den Abstandshalter definierte Abstand der Walzscheiben 135 relativ zueinander in der Richtung der Walzenachse W kann zu dem Abstand von Rillscheiben 107 eines Rillelements 105 förderstromaufwärts der Umformvorrichtung 130 korrespondieren.
Die Umformvorrichtung 130 hat eine Führungsfläche 140, die abschnittsweise durch den Faltwalzen 131, 132, 133 zugeordnete Gegenlagerrollen 141, 142, 143, 145 realisiert ist. Die V- oder U-förmige geformte Materialbahn, insbesondere der Taschengrund 7, kann an der Führungsfläche 140 entlanggeführt werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Führungsfläche 140 parallel zu der durch die Umlenkung 129 und die Fördervorrichtung 170 aufgespannten Ebene. Die Führungsfläche 140 erstreckt sich bei der Ausführung des Systems 100 gemäß der 1 oder 2 in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene. Die Führungsfläche 140 erstreckt sich durch sowohl die Umformvorrichtung 130 als auch die Beschickvorrichtung 150. Mehrere Abschnitte der Führungsfläche 140 und darin angeordnete Gegenlagerrollen 141, 142, 143 und 145 bilden eine Abschnittsfläche für die Außenseite der Materialbahn im Bereich des Taschengrunds 7.
Die Gegenlagerrollen 141, 142, 143 und 145 sind im Bereich der Beschickvorrichtung 150 in der Beschickrichtung E gegenüber zur Beschicköffnung 151 angeordnet. Die Gegenlagerrollen 141, 142, 143 und 145 begrenzen in der Beschickrichtung E die Tiefe, bis zu welcher ein (nicht näher dargestellter) Versandartikel 21 einsetzbar und mit dem Taschengrund 7 in Kontakt bringbar ist. Die Beschickrichtung E ist in Horizontalrichtung orientiert. In der Förderrichtung hat die Beschicköffnung 151 eine lichte Länge f. Quer zur Förderrichtung hat die Beschicköffnung 151 eine lichte Weite q. Die lichte Länge f und die lichte Weite q der Beschicköffnung 151 sind definiert durch einen die Beschicköffnung 151 vollumfänglich umgebenden Rahmen 155.
Förderstromabwärts der Beschickvorrichtung 150 ist eine Fördervorrichtung 170 angeordnet, die die Längsränder 6 der Materialbahn ergreifen und in der Förderrichtung fördern kann.
Nachfolgend zur Förderung 170 ist eine Press- und Trennvorrichtung 180 zum Bilden und Vereinzeln von Verpackungstaschen 11 aus dem bahnförmigen Ausgangsmaterial 1 vorgesehen.
Die 3 und 4 zeigen eine andere Ausführung eines Systems 100 zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen 11. Auch bei diesem System 100 ist die Umlenkrolle 220 in Vertikalrichtung V im obersten Bereich des Systems 100 angeordnet. Im Unterschied zu den oben beschriebenen Systemen 100 ist die Förderrichtung F allerdings in der Umformvorrichtung 130 wie auch am Ausgang der Einzugsvorrichtung 110 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Die erfindungsgemäße Adaptierbarkeit des Systems 100 zwischen einer Vertikalkonfiguration, in der die Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformvorrichtung 130 im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist, und einer Horizontalkonfiguration, in der die Bahnlängsrichtung im Bereich der Umformvorrichtung 130 im Wesentlichen in Horizontalrichtung orientiert ist, bietet einem Nutzer eine erhöhte Flexibilität bei dessen Positionierung an einem Verpackungsplatz bzw. in einer Verpackungshalle.
Für die Anordnung der Führungsfläche 140 und ihre Anordnung in Relation zu den Faltwalzen 131, 132 und 133 sowie der Umlenkrolle 120 gilt im Wesentlichen das zuvor in Bezug auf die 1 und 2 dargelegte. Die Führungsfläche 140 erstreckt sich durch sowohl die Umformvorrichtung 130 als auch die Beschickvorrichtung 150. Mehrere Abschnitte der Führungsfläche 140 und darin angeordnete Gegenlagerrollen 141, 142, 143 und 145 bilden eine Abschnittsfläche für die Außenseite der Materialbahn im Bereich des Taschengrunds 7.
Im Inneren der Umformvorrichtung 130 ist ein Paar gegenüberliegende Führungsstangen 136 vorgesehen, deren Querabstand sich in der Förderrichtung F verjüngt. Quer zur Förderrichtung F sind die Führungsstangen 136 beidseits der Faltwalzen 131, 132 und 133 angeordnet. In der Förderrichtung F erstrecken sich die Führungsstangen 136 im Wesentlichen von der Umlenkrolle 120 bis zur Beschickvorrichtung 150. Die Außenseiten der Flügel können zum Bilden der V- oder U-förmig umgeformten Materialbahn entlang der Führungsstangen 136 geführt werden. Die Gegenlagerrollen 141, 142 und 143 sind im Bereich der Umformvorrichtung 130 angeordnet und je einer Faltwalze 131, 132 und 133 zuordenbar. Die Gegenlagerrollen 145 sind im Bereich der Beschickvorrichtung 150 gegenüber zur Beschicköffnung 151 angeordnet. Die Führungsfläche 140 erstreckt sich bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführung des Systems 100 im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene.
Die Beschickvorrichtung 150 ist förderstromabwärts der Umformvorrichtung 130 angeordnet. Die Beschickvorrichtung 150 hat eine von einem massiven Rahmen 155 vollumfänglich umgebene Beschicköffnung 151. Der Innenraum der Beschickvorrichtung 150 erstreckt sich in Beschickrichtung E hinter dem Rahmen 155. In der Förderrichtung F hat die Beschicköffnung 151 eine lichte Länge f, welche die maximale Länge einlegbarer Versandartikel 21 bestimmt. Die Beschickrichtung E, durch welche (nicht näher dargestellte) Versandartikel 21 durch die Beschicköffnung 151 der Beschickvorrichtung 150 einsetzbar sind, erstreckt sich senkrecht zur Förderrichtung F und der durch die Führungsfläche 140 definierten Ebene.
Förderstromabwärts der Beschickvorrichtung 150 ist eine Fördervorrichtung 170 angeordnet, die die Längsränder 6 der Materialbahn 5 ergreifen und in der Förderrichtung F fördern kann. Nachfolgend zur Förderung 170 ist eine Versiegelungseinheit 180, auch Press- und Trennvorrichtung genannt, zum Bilden und Vereinzeln von Verpackungstaschen 11 aus dem bahnförmigen Ausgangsmaterial 1 vorgesehen.
Die 5 und 6 zeigen schematische Prinzipskizzen zweier unterschiedlicher Konfigurationen eines erfindungsgemäßen Systems 100, wobei die 5 die Vertikalkonfiguration 183 und die 6 die Horizontalkonfiguration 185 darstellt. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System 100 bereitgestellt, das zwischen der Vertikalkonfiguration 183 und der Horizontalkonfiguration 185 verstellbar, insbesondere verschwenkbar ist. Dazu weist das erfindungsgemäße System 100 zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Auflager 187, 189 auf, wobei das Auflager 187 der Vertikalkonfiguration 183 zugeordnet ist und das Auflager 189 der Horizontalkonfiguration 185. In den 5 und 6 ist ein Verstellmechanismus zum Verstellen zwischen den Konfigurationen des Systems 100 als Drehgelenk 193 realisiert, um das die Komponenten des Systems 100 rotierbar sind, um zwischen der in 5 dargestellten Vertikalkonfiguration 183 und der in 6 dargestellten Horizontalkonfiguration 185 verstellt zu werden. Der Förderrichtung F folgend gelangt das Ausgangsmaterial 1 in der Vertikalkonfiguration 183 über den Materialeinzug 110 gegebenenfalls unterstützt durch einen Bahnspeicher 113 in das System 100 und wird an einer Materialumlenkvorrichtung 120 derart umgelenkt, dass die Bahnlängsrichtung L in Vertikalrichtung V im Bereich der folgenden Umformvorrichtung 130 orientiert ist. Förderrichtungsabwärts der Umformvorrichtung 130 ist die Beschickvorrichtung 150 angeordnet, die gegebenenfalls mit einer Produktkennzeichnungseinheit 190 versehen sein kann, daran anschließend die Fördervorrichtung 170 und wiederum daran anschließend die Präge- und Trenneinrichtung 180.
Bezugnehmend auf die 6, in der die Horizontalkonfiguration 185 dargestellt ist, ergibt sich dieselbe Reihenfolge der Komponenten mit dem Unterschied, dass die Bahnlängsrichtung L im Bereich der Umformvorrichtung 130 in Horizontalrichtung orientiert ist.
Wie in 6 zu sehen ist, weist das System 100 einen weiteren Verstellmechanismus 195 auf, der ebenfalls als Drehgelenk 197 gebildet ist, über den eine Unter-Bau-Einheit bestehend aus Bahnspeicher 113 und Materialeinzug 110 relativ zu den anderen eine weitere Unter-Einheit bildenden Komponenten verstellbar ist.
7 zeigt eine Seitenansicht einer Versandtasche oder Verpackungstasche 11. Die Verpackungstasche 11 ist durch Querstreifen 15 und gegenüberliegend zum Taschengrund 7 durch einen Längsstreifen 16 versiegelt. Innerhalb der Verpackungstasche 11 befindet sich ein strichliert dargestellter Versandartikel 21. Der Versandartikel 21 hat eine Stücklänge SL und eine Stückhöhe sn. Die Gesamtlänge g der Verpackungstasche 11 korrespondiert zur Summe der Stücklänge SL, dem vorbestimmten Abstand c und dem zweiten Abstand d. Die 8 und 9 zeigen andere Ansichten der in 7 dargestellten Verpackungstasche 11.
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: bahnförmiges Ausgangsmaterial
2: Materialbahnvorrat
6: Längsrand
7: Taschengrund
11: Verpackungstasche
15: Querstreifen
16: Längsstreifen
20: fahrbares Traggestell
21: Versandartikel
100: System
105: Rillelement
107: Rillscheibe
110: Einzugsvorrichtung
111,112: Förderwalze
113: Bahnspeicher
120,220: Umlenkrolle
130: Umformvorrichtung
131, 132, 133: Faltwalze
135: Walzscheibe
136: Führungsstange
140: Führungsfläche
141, 142, 143, 145: Gegenlagerrolle
150: Beschickvorrichtung
151: Beschicköffnung
155: Rahmen
170: Fördervorrichtung
180: Press- und Trennvorrichtung
183: Vertikalkonfiguration
185: Horizontalkonfiguration
187, 189: Auflager
190: Produktkennzeichnungseinheit
193,197: Drehgelenk
195: Verstellmechanismus
b: Ausgangsbreite
c: vorbestimmter Abstand
d: zweiter Abstand
f: lichte Länge
g: Gesamtlänge
SL: Stücklänge
SH: Stückhöhe
L: Bahnlängsrichtung
B: Bahnbreitenrichtung
E: Beschickrichtung
F: Förderrichtung
U: Umlenkachse
V: Vertikalrichtung
W: Walzenachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020114211 A1 [0002]
GB 1067166 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 1924-2 [0009, 0022]
DIN EN ISO 1924-3 [0009, 0022]
DIN EN ISO 2758 [0009, 0022]

Claims

System (100) zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials (1), das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen (11), umfassend eine Umformvorrichtung (130) zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt, der einen insbesondere durch wenigstens einen Faltungsfalz gebildeten, einen Verpackungstaschengrund (7) bildenden Boden und zwei gegenüberliegende sich von dem Boden V- oder U-förmig weg erstreckende Längsbahnabschnitte aufweist, und einem sich in Bahnlängsrichtung (L) erstreckenden Aufnahmeraum, wobei die Umformvorrichtung (130) so angeordnet ist, dass die Bahnlängsrichtung (L) im Bereich der Umformvorrichtung (130) im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist, und der Umformvorrichtung (130) eine Beschickvorrichtung (150) mit einer Beschicköffnung (151) nachgeschaltet ist, durch die Versandartikel (21) in einer quer zur Gravitationsrichtung, insbesondere im Wesentlichen horizontal, orientierten Beschickrichtung (E) in den Aufnahmeraum einsetzbar sind.
System (100) nach Anspruch 1, das so ausgebildet ist, dass das Ausgangsmaterial (1) von einem Ausgangsmaterialvorrat zunächst im Wesentlichen entgegen der Gravitationsrichtung um wenigstens das einfache, insbesondere 1,5 fache oder zweifache, einer Vertikalabmessung des in dem Ausgangsmaterialvorrat angeordneten Ausgangsmaterials (1) insbesondere bis zu einer Umlenkvorrichtung geführt ist, bevor es in die Umformvorrichtung (130) gelangt.
System (100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine der Umformvorrichtung (130) vorgelagerte, das Ausgangsmaterial (1) hin zur Umformvorrichtung (130) ausrichtende Umlenkvorrichtung, wie eine insbesondere freidrehende Umlenkwalze, wobei insbesondere die Umlenkvorrichtung derart in Bezug auf die Umformvorrichtung (130) angeordnet ist, dass das Ausgangsmaterial (1) die Umlenkvorrichtung hin zur Umformvorrichtung (130) im Wesentlichen in Gravitationsrichtung verlässt.
System (100) nach Anspruch 3, wobei das Ausgangsmaterial (1) derart von der Umlenkvorrichtung geführt ist, dass sich ein Umschlingungswinkel von wenigstens 180°, insbesondere von wenigstens 225°, 270° oder von wenigstens 315°, ausbildet.
System (100), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials (1), das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen (11), umfassend eine Umformvorrichtung (130) zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt, der einen insbesondere durch wenigstens einen Faltungsfalz gebildeten, einen Verpackungstaschengrund (7) bildenden Boden und zwei gegenüberliegende sich von dem Boden V- oder U-förmig weg erstreckende Längsbahnabschnitte aufweist, und einem sich in Bahnlängsrichtung (L) erstreckenden Aufnahmeraum, wobei das System (100) derart adaptierbar ist, dass die Bahnlängsrichtung (L) im Bereich der Umformvorrichtung (130) sowohl im Wesentlichen in Gravitationsrichtung als auch quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Gravitationsrichtung orientierbar ist.
System (100) nach Anspruch 5, wobei das System (100) zwischen wenigstens einer Vertikalkonfiguration, in der die Bahnlängsrichtung (L) im Bereich der Umformvorrichtung (130) im Wesentlichen in Gravitationsrichtung orientiert ist, und wenigstens einer Horizontalkonfiguration verstellbar ist, insbesondere verschwenkbar ist, in der die Bahnlängsrichtung (L) im Bereich der Umformvorrichtung (130) quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Gravitationsrichtung orientiert ist.
System (100) nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend ein die Umformvorrichtung (130) tragendes Gestell und einen Verstellmechanismus zum Adaptieren der Orientierung des Systems (100), insbesondere zum Verstellen oder Verschwenken, insbesondere der Umformvorrichtung (130) relativ zu dem Gestell.
System (100) nach Anspruch 7, wobei der Verstellmechanismus durch ein die Umformvorrichtung (130) relativ zu dem Gestell lagerndes Drehgelenk gebildet ist.
System (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ferner umfassend ein die Umformvorrichtung (130) tragendes Gestell mit wenigstens zwei Auflagern zum Abstellen auf einem Untergrund, die in einem Winkel insbesondere von etwa 90° zueinander angeordnet sind.
System (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, ferner umfassend ein die Umformvorrichtung (130) tragendes Gestell und eine Einzugvorrichtung (110) zum Einziehen des Ausgangsmaterials (1) in das System (100) gegebenenfalls mit einem Bahnspeicher, dessen Orientierung und/oder Anordnung am Gestell unveränderlich fixiert ist oder die mittels eines weiteren Verstellmechanismus, wie eines Verschwenkmechanismus, relativ zu dem Gestell bewegbar ist, insbesondere um in Abhängigkeit der Orientierung des Systems (100) flexibel anordenbar zu sein.
System (100) nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Rastmechanismus zum Verrasten der Einzugvorrichtung (110) in wenigstens einer vordefinierten Rastposition, insbesondere wenigstens zwei vordefinierten Rastpositionen, wobei insbesondere die Rastpositionen auf die Orientierung des Systems (100), insbesondere die Vertikal- und Horizontalkonfiguration, abgestimmt sind.
System (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner umfassend eine der Umformvorrichtung (130) nachgeschaltete Beschickvorrichtung (150) mit einer Beschicköffnung (151), durch die Versandartikel (21) in einer Beschickrichtung (E) in den Aufnahmeraum einsetzbar sind, und eine der Umformvorrichtung (130) vorgelagerte, das Ausgangsmaterial (1) hin zur Umformvorrichtung (130) ausrichtende Umlenkvorrichtung, wie eine insbesondere freidrehende Umlenkwalze, wobei die Umformvorrichtung (130) und die Beschickvorrichtung (150) und/oder die Umlenkvorrichtung eine starre Einheit bilden, die im gesamten bzgl. ihrer Orientierung adaptierbar, insbesondere verstell- oder verschwenkbar, ist.
Verpackungstaschenfertigungsstation umfassend ein System (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche und einen Ausgangsmaterialvorrat an bahnförmigem Ausgangsmaterial (1), das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, wie Wellpappe, aus dem das System (100) das Ausgangsmaterial (1) abziehen kann.