DE4342737A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von geprägten Folienzuschnitten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von geprägten Folienzuschnitten für Verpackungen, insbesondere für den Inneneinschlag von Zigaretten in Zigarettenpackungen, wobei in eine mit konstanter Geschwindigkeit und im Gleichlauf mit einer Prägewalzeneinrichtung bewegte Folienbahn ein Muster geprägt wird.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen von geprägten Folienzuschnitten für Verpackungen, insbesondere für den Inneneinschlag von Zigaretten in Zigarettenpackungen, mit einer mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Prägewalzeneinrichtung sowie mit eine Folienbahn durch die Prägewalzeneinrichtung hindurchführenden und relativ zu dieser im Geschwindigkeitsgleichlauf antreibbaren Bahnabzugsmitteln.

Verfahren und Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Art dienen zur Flexibilisierung und Kennzeichnung bzw. Beschriftung von Metallfolien und anderen auf Verpackungs- und ähnlichen Einhüllmaschinen verarbeiteten Materialen durch Prägung.

Die dabei eingesetzten Prägevorrichtungen können vielfältig ausgebildet sein und weisen im allgemeinen zwei parallele, sich drehende Walzen auf, zwischen denen das Material (zum Beispiel Aluminiumfolie) hindurchgeführt wird. In die Oberfläche der Walzen ist das Muster, das die Folie erhalten soll, erhaben bzw. vertieft eingraviert, wobei vorzugsweise eine der Walzen mit einem Antrieb versehen ist, während die Gegenwalze durch Abwälzen über die im Eingriff befindliche Umfangsgravur mitge­ nommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Prägen der Folienzuschnitte zu vereinfachen bzw. den Aufwand zum Prägen unterschiedlicher Zuschnittlängen zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Muster fortlaufend in jeweils die Folienzuschnitte auf der Folienbahn begrenzende, zueinander beabstandete Endabschnitte geprägt wird. Auf diese Weise ergeben sich von den geprägten Abschnitten begrenzte ungeprägte Zwischenabschnitte, welche in der Endverpackung bei den von den Folienzuschnitten umhüllten Zigarettenblöcken nicht sichtbar sind.

Zur gezielten Nutzung dieser ungeprägten Zwischenabschnitte wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vor­ geschlagen, daß die Bahngeschwindigkeit der Folienbahn zwischen den die Endabschnitte der Folienzuschnitte markierenden Präge­ phasen derart einstellbar ist, daß sie von der Gleichlauf­ geschwindigkeit mit der Prägewalzeneinrichtung abweicht. Auf diese Weise lassen sich beliebig lange ungeprägte Zwischen­ abschnitte erzeugen und damit unterschiedlich lange Folien­ zuschnitte herstellen.

Zweckmäßigerweise ist die Bahngeschwindigkeit zwischen den Prägephasen ausgehend von einer niedrigeren Gleichlaufgeschwin­ digkeit mit der Prägewalzeneinrichtung auf definierte höhere Werte einstellbar.

Diese Verfahrensweise ist ohne bauliche Veränderungen bzw. Formatanpassungen nach einem weiteren Vorschlag dadurch realisierbar, daß die Folienbahn von Bahnabzugsmitteln durch die Prägewalzeneinrichtung gezogen wird, wobei die Umfangs­ geschwindigkeit der Bahnabzugsmittel während der Förderung der Folienbahn um die Länge eines Bahnabschnitts zwischen zwei Prägephasen von der Prägegeschwindigkeit auf eine andere Geschwindigkeit geändert und dann wieder auf die Prägegeschwin­ digkeit gebracht wird.

Hierzu werden nach einem zusätzlichen Vorschlag die Bahnabzugs­ mittel von einem elektrischen Antrieb mit ungleichförmiger Drehbewegung während der Förderung der Folienbahn um eine Folienzuschnittlänge angetrieben.

Eine bevorzugte verfahrensmäßige Weiterbildung für eine beliebige Formatänderung der Folienzuschnitte besteht darin, daß der elektrische Antrieb der Bahnabzugsmittel von Steuer­ signalen gesteuert wird, die von der die Drehzahl der Präge­ walzeneinrichtung bestimmenden Maschinengeschwindigkeit abhängig sind, und daß der elektrische Antrieb der Bahnabzugs­ mittel zum Ändern der Bahngeschwindigkeit während der Förderung der Folienbahn um eine Folienzuschnittlänge zusätzlich von Steuersignalen gesteuert wird, die von der Länge der zu bilden­ den Folienzuschnitte abhängig sind.

Die Vorrichtung zur Durchführung des eingangs bezeichneten Verfahrens besteht darin, daß die Prägewalzeneinrichtung aus­ schließlich auf einem Teil des Umfangs einer Prägewalze mit einem die Folienbahn im Bereich der Enden der zu bildenden Folienzuschnitte beaufschlagenden Prägesegment und auf dem verbleibenden Umfangsabschnitt mit einer die Folienbahn frei führenden Ausnehmung versehen ist. Bei dieser Ausbildung wird die Folienbahn nur abschnittsweise geprägt und dabei mit der Umfangsgeschwindigkeit der miteinander kämmenden Prägewalzen vorbewegt, während die Folienbahn in dem außer Eingriff befind­ lichen Umfangsbereich der Prägewalzen in ihrer Bahngeschwindig­ keit beliebig manipulierbar ist.

Diese Gegebenheiten macht sich eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zwecks Erzeugung unterschiedlicher Zuschnitt­ längen der Folienzuschnitte zunutze, indem die Bahnabzugsmittel mit einem Antrieb ausgestattet sind, dem eine Steueranordnung zugeordnet ist, mit welcher die Umfangsgeschwindigkeit der Bahnabzugsmittel zum Abziehen der die freiführende Ausnehmung der Prägewalzeneinrichtung passierenden Bahnabschnitte der Folienbahn auf eine von der Gleichlaufgeschwindigkeit abweichende Größe einstellbar ist. Bei den auf diese Weise hergestellten Folienzuschnitten bestimmt die Länge der ungeprägten Abschnittsbereiche das hergestellte Format der Folienzuschnitte, wobei der ungeprägte Abschnittsbereich in der endgültigen Verpackung nicht sichtbar ist.

Eine bevorzugte steuertechnische Ausgestaltung besteht darin, daß die Steueranordnung einen Funktionsgeber aufweist, mit welchem der Antrieb abweichend von einer niedrigeren Gleich­ laufgeschwindigkeit im Sinne einer Geschwindigkeitserhöhung der Bahnabzugsmittel aktivierbar ist.

Definierte gleichbleibende bzw. formatunabhängige Prägeab­ schnitte sind nach einer Weiterbildung dadurch gewährleistet, daß die Steueranordnung für den elektrischen Antrieb der Bahn­ abzugsmittel Steuersignale erhält, die von der die Drehzahl der Prägewalzeneinrichtung bestimmenden Maschinengeschwindigkeit abhängig sind.

Bei geeigneter Ausbildung der die Folienbahn spendenden Bobine bzw. einer dieser zugeordneten Speichereinrichtung kann die variierende, formatbedingte Abzugsgeschwindigkeit gefahrlos realisiert werden. Um jedoch mit Sicherheit einen Bahnriß der Folienbahn zu verhindern, wird nach einer Weiterbildung vorge­ schlagen, daß, bezogen auf die Förderrichtung der Folienbahn, der Prägewalzeneinrichtung unmittelbar stromauf ein pneumati­ scher Bahnschleifenspeicher zugeordnet ist.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß mit einem einzigen Prägewalzenpaar innerhalb eines nach Breite und Länge definierten Größenbereiches zahlreiche unterschiedliche Zuschnittlängen erzeugt werden können, wodurch sich eine Montage der Prägewalzen zwecks Formatumstellung erübrigt und eine aufwendige und teure Lagerhaltung unterschiedlicher formatabhängiger Prägewalzen entfällt.

Die Erfindung wird anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Schemazeichnung von Antriebs- und Steuer­ mitteln zur Herstellung von geprägten Folienzu­ schnitten für eine Verpackungsmaschine der tabak­ verarbeitenden Industrie,

Fig. 2 ein Prägewalzenpaar in der Seitenansicht,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Prägewalzen und Figuren
4 und 5 unterschiedliche Formate bzw. Zuschnittlängen von Folienzuschnitten.

Gemäß Fig. 1 wird von einer nicht dargestellten Bobine, auf der streifenförmiges Umhüllungsmaterial für Packungen aufge­ wickelt ist, eine streifenförmige Folienbahn 1 dieses Umhül­ lungsmaterials abgezogen. Es handelt sich dabei vorteilhaft um Umhüllungsmaterial für Zigarettenpackungen, das vorzugsweise aus metallkaschiertem Papier besteht. Die Folienbahn 1 wird von einem durch einen elektrischen Antriebsmotor 2 angetriebenen Förderrollenpaar 3 in einen pneumatischen Schleifenspeicher 4 hineingefördert, dessen Größe von einer fotoelektronischen Lichtschranke 6 überwacht wird, die in Abhängigkeit von der Schleifengröße den elektrischen Antriebsmotor 2 des Förder­ rollenpaares 3 im Sinne einer Konstanthaltung der Schleife des Schleifenspeichers 4 steuert. Zu diesem Zweck werden einem steuerbaren Verstärker 7 außer den Signalen der Lichtschranke 6 Signale eines dem Antriebsmotor 2 zugeordneten Drehzahlgebers 8 sowie eines Impulsgebers 9 (Drehwinkelgeber) zugeführt, welcher einem Antriebsmotor 11 zum Antrieb eines Transportbandes 12 einer nicht weiter dargestellten Zigarettenpackmaschine zuge­ ordnet ist. Der elektrische Antriebsmotor 11 für das Transport­ band 12 erhält seine Steuerspannung von einem steuerbaren Ver­ stärker 13, welcher innerhalb eines unterlagerten Drehzahlregel­ kreises drehzahlabhängige Signale von dem Impulsgeber 9 erhält. Steuersignale, die auf nicht dargestellte Weise dem Verstärker 13 zugeführt werden, sind von der Geschwindigkeit der Pack­ maschine, von der das Transportband 12 ein Teil ist, abhängig. Die Drehzahl des Antriebsmotors 11 folgt somit der Packmaschi­ nengeschwindigkeit, d. h. deren Taktfrequenz.

Aus dem Schleifenspeicher 4 heraus fördern Bahnabzugsmittel in Form eines Abzugsrollenpaares 14 die Folienbahn 1 durch eine stromauf angeordnete Prägewalzeneinrichtung 16, die aus zwei in den Fig. 2 und 3 näher dargestellten Prägewalzen 17 und 18 besteht. Die durch einen elektrischen Antriebsmotor 19 ange­ triebene Prägewalze 18 ist federelastisch gegen die Umfangs­ fläche der Prägewalze 17 anstellbar, was durch eine Feder 21 verdeutlicht ist. Die gesamte Umfangsfläche der Prägewalze 18 ist mit einer Gravur versehen, welche in eine entsprechende Gravur der Prägewalze 17 eingreift und die Prägewalze 17 auf diese Weise form- und kraftschlüssig mit antreibt. Die Gravur der Prägewalze 17 ist in deren stirnseitigen Endbereichen über den gesamten Umfang und im mittleren Bereich nur über einen Teilumfang in Form eines Prägesegments 22 vorgesehen. Der rest­ liche Umfangsbereich der Prägewalze 17 weist eine Ausnehmung 23 auf, die im Bereich der Kontaktzone mit der Prägewalze 18 eine freie Führung für die Folienbahn 1 bildet. Der elektrische Antriebsmotor 19 für die Prägewalzeneinrichtung 16 ist von einem steuerbaren Verstärker 24 steuerbar, der seine Steuer­ signale von dem vom Hauptantrieb der Maschine geführten Impuls­ geber 9 und in einem unterlagerten Regelkreis von einem Dreh­ zahlgeber 26 des Antriebsmotors 19 erhält.

Eine der Abzugsrollen des Abzugsrollenpaares 14 wird von einem elektrischen Antriebsmotor 27 angetrieben, der von einem steuerbaren Verstärker 28 steuerbar ist, welcher seine Steuer­ signale ebenfalls von dem vom Hauptantrieb abhängigen Impuls­ geber 9 und einem unterlagerten Regelkreis von einem Drehzahl­ geber 29 des Antriebsmotors 27 erhält. Zusätzlich erhält der Verstärker 28 Signale von einem Funktionsgeber 31, die zur Steuerung von nachfolgend zu beschreibenden periodischen Dreh­ zahlerhöhungen des Abzugsrollenpaares 14 zwischen zwei Präge­ phasen der Prägewalzeneinrichtung 16 dienen. Zu diesem Zweck sind in dem Funktionsgeber 31 Funktionen 31.1 bis 31.n für n vorgesehene Formate bzw. Zuschnittlängen von Folienzuschnitten gespeichert. Die je nach gewünschter Zuschnittlänge einge­ stellten Signale 31.1 bis 31.n werden in einer Rechenanordnung innerhalb des Verstärkers 28 mit den vom Impulsgeber 9 abge­ gebenen Steuersignalen derart verarbeitet, daß zwischen den Prägephasen der Prägewalzeneinrichtung 16, deren Frequenz von der Maschinengeschwindigkeit abhängt und bei denen die Präge­ walzen 17 und 18 bzw. das Prägesegment 22 und die Folienbahn 1 im Gleichlauf sind, periodisch die Fördergeschwindigkeit des Abzugsrollenpaares 14 und damit der Folienbahn 1 durch die Aus­ nehmung 23 zwischen den Prägewalzen 17 und 18 hindurch von Gleichlauf auf eine den im Funktionsgeber 31 gespeicherten Längenfunktionen entsprechende Größe erhöht und dann wieder auf Gleichlauf abgesenkt wird.

Zwecks Synchronisation bzw. Langzeitsynchronisation erhält der Funktionsgeber 31 Signale von einem fotoelektronischen Taster 32, der das Ende eines von der Folienbahn angetrennten Folien­ zuschnitts 30 zur richtigen Zeit abtastet.

Das entweder im Gleichlauf mit der Prägewalzeneinrichtung 16 oder für größere Zuschnittlängen mit höheren Drehzahlen ange­ triebene Abzugsrollenpaar 14 fördert die Folienbahn 1 in einen weiteren pneumatischen Schleifenspeicher 33. Dem Schleifen­ speicher 33 sind in Förderrichtung ein weiteres Zugwalzenpaar 34 und Förderrollenpaar 36 für endlos umlaufende Saugförder­ bänder 37 nachgeordnet, die von einem gemeinsamen elektrischen Antriebsmotor 38 synchron antreibbar sind. Zu diesem Zweck erhält der Antriebsmotor 38 entsprechende Steuersignale von einem steuerbaren Verstärker 39, welchem Eingangssignale in einem unterlagerten Regelkreis von einem mit dem Antriebsmotor 38 gekoppelten Drehzahlgeber 41, vom Hauptantrieb abhängige Steuersignale des Impulsgebers 9, Korrektursignale des Tasters 32 sowie Steuersignale des Funktionsgebers 31 zuführbar sind, wobei die letzteren für eine periodische Erhöhung der Förder­ geschwindigkeit im Zuge der Weiterbehandlung der Folienbahn bzw. der Folienzuschnitte durch Perforierung, Abtrennung und Zigarettenumhüllung auf dem Transportband sorgen, wobei letzteres über den. Impulsgeber 9 und den Taster 32 eine takt­ bestimmende Führungsgröße darstellt.

Zwischen dem Zugwalzenpaar 34 und dem Förderrollen paar 36 ist der Folienbahn eine rotativ antreibbare Perforiereinrichtung 42 und zwischen dem Transportband 12 und dem Förderrollenpaar 36 eine rotativ antreibbare Schneideinrichtung 43 zugeordnet. Die Schneideinrichtung 43 trennt einzelne Folienzuschnitte 30 von der Folienbahn 1 ab, die anschließend um Zigarettenblöcke 44 herumgefaltet werden, welche mit Hilfe des Transportbandes 12 gemeinsam mit den Folienzuschnitten 30 in eine Falteinrichtung 46 eingestoßen werden.

Die je nach der Größe dieser Zigarettenblöcke 44 benötigten Zuschnittlängen der Folienzuschnitte 33, welche durch den Funktionsgeber 31 vorgegeben werden und durch entsprechenden schnelleren Bahnabzug durch die Ausnehmung 23 der Prägewalzen­ einrichtung 16 erhalten werden, sind in den Fig. 4 und 5 an zwei Beispielen unterschiedlich großer Zuschnittlängen von Folienzuschnitten 30a und 30b dargestellt, bei denen ersicht­ lich die geprägten Endabschnitte 47 und 48, durch die hindurch der Trennschnitt 49 erfolgt, immer gleich lang und der unge­ prägte Zwischenabschnitt 51 unterschiedlich lang sind. Mit 52 ist die durch die Perforiereinrichtung eingebrachte Perfora­ tionslinie bezeichnet.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von geprägten Folienzuschnitten für Verpackungen, insbesondere für den Inneneinschlag von Zigaretten in Zigarettenpackungen, wobei in eine mit konstanter Geschwindigkeit und im Gleichlauf mit einer Prägewalzeneinrich­ tung bewegte Folienbahn ein Muster geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster fortlaufend in jeweils die Folienzuschnitte auf der Folienbahn begrenzende, zueinander beabstandete Endabschnitte geprägt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahngeschwindigkeit der Folienbahn zwischen den die Endab­ schnitte der Folienzuschnitte markierenden Prägephasen derart einstellbar ist, daß sie von der Gleichlaufgeschwindigkeit mit der Prägewalzeneinrichtung abweicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahngeschwindigkeit zwischen den Prägephasen ausgehend von einer niedrigeren Gleichlaufgeschwindigkeit mit der Präge­ walzeneinrichtung auf definierte höhere Werte einstellbar ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Folienbahn von Bahnabzugsmitteln durch die Prägewalzeneinrichtung gezogen wird, wobei die Umfangsge­ schwindigkeit der Bahnabzugsmittel während der Förderung der Folienbahn um die Länge eines Bahnabschnitts zwischen zwei Prägephasen von der Prägegeschwindigkeit auf eine andere Geschwindigkeit geändert und dann wieder auf die Prägegeschwin­ digkeit gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnabzugsmittel von einem elektrischen Antrieb mit ungleich­ förmiger Drehbewegung während der Förderung der Folienbahn um eine Folienzuschnittlänge angetrieben werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb der Bahnabzugsmittel von Steuer­ signalen gesteuert wird, die von der die Drehzahl der Präge­ walzeneinrichtung bestimmenden Maschinengeschwindigkeit abhängig sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb der Bahnabzugs­ mittel zum Ändern der Bahngeschwindigkeit während der Förderung der Folienbahn um eine Folienzuschnittlänge zusätzlich von Steuersignalen gesteuert wird, die von der Länge der zu bilden­ den Folienzuschnitte abhängig sind.

8. Vorrichtung zum Herstellen von geprägten Folienzuschnitten für Verpackungen, insbesondere für den Inneneinschlag von Zigaretten in Zigarettenpackungen, mit einer mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Prägewalzeneinrichtung sowie mit eine Folienbahn durch die Prägewalzeneinrichtung hindurch­ führenden und relativ zu dieser im Geschwindigkeitsgleichlauf antreibbaren Bahnabzugsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalzeneinrichtung (16) ausschließlich auf einem Teil des Umfangs einer Prägewalze (17) mit einem die Folienbahn (1) im Bereich der Enden der zu bildenden Folienzuschnitte (30) beauf­ schlagenden Prägesegment (22) und auf dem verbleibenden Umfangsabschnitt mit einer die Folienbahn frei führenden Aus­ nehmung (23) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnabzugsmittel (14) mit einem Antrieb (27) ausgestattet sind, dem eine Steueranordnung (28, 31) zugeordnet ist, mit welcher die Umfangsgeschwindigkeit der Bahnabzugsmittel zum Abziehen der die frei führende Ausnehmung (23) der Prägewalzen­ einrichtung (14) passierenden Bahnabschnitte der Folienbahn (1) auf eine von der Gleichlaufgeschwindigkeit abweichende Größe einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (28, 31) einen Funktionsgeber (31) auf­ weist, mit welchem der Antrieb (27) abweichend von einer niedrigeren Gleichlaufgeschwindigkeit im Sinne einer Geschwin­ digkeitserhöhung der Bahnabzugsmittel (14) aktivierbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steueranordnung (28, 31) für den elektrischen Antrieb (27) der Bahnabzugsmittel (14) Steuersignale erhält, die von der die Drehzahl der Prägewalzeneinrichtung (16) bestimmenden Maschinengeschwindigkeit abhängig sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf die Förderrichtung der Folien­ bahn (1) der Prägewalzeneinrichtung (16), unmittelbar stromauf ein pneumatischer Bahnschleifenspeicher (4) zugeordnet ist.