DE602004011570T2

DE602004011570T2 - Mehrstufige einheit zur verarbeitung einer verpackungsmaterialbahn

Info

Publication number: DE602004011570T2
Application number: DE602004011570T
Authority: DE
Inventors: Magnus Skörvald; Per Svanberg; Fredrik Kullgren
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: WO2005068298A1; SE0400042D0; SE0400042L; MXPA06005531A; ATE384668T1; RU2344055C2; DE602004011570D1; EP1706321B1; RU2006115917A; EP1706321A1; JP4284365B2; SE526408C2; JP2007513025A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrstufige Einheit zum Bearbeiten einer Bahn aus Verpackungsmaterial, die eine erste und eine zweite Bearbeitungsstation umfasst.
STAND DER TECHNIK
In der Nahrungsmittelindustrie werden seit langem Verpackungen verwendet, die aus einem Verpackungsmaterial hergestellt werden, die eine Kernschicht zum Beispiel aus Papier oder Karton sowie äußere flüssigkeitsdichte Beschichtungen aus Kunststoff umfassen. Mitunter umfasst das Material weiterhin eine Gassperre, wie zum Beispiel in Form einer Aluminiumschicht.
Solche Verpackungsbehälter werden mitunter hergestellt, indem eine Bahn aus Verpackungsmaterial in einer Formeinheit in einer Füllmaschine in einen Schlauch umgebildet wird, wobei die eine Längskante der Materialbahn in Überlappung mit der zweiten Längskante verbunden wird, wonach der Schlauch mit dem vorgesehenen Inhalt gefüllt und entlang Quersiegelungsbereichen, die in einer beabstandeten Beziehung zueinander angeordnet sind, gesiegelt wird. Die gesiegelten Abschnitte des Schlauches, die somit Inhalt beinhalten, werden danach mittels Schnitten in den Siegelungsbereichen von dem Schlauch getrennt und gegebenenfalls durch Falten in Abhängigkeit davon, wie die beiden Versiegelungen, die quer zu der Längsrichtung des Schlauches angeordnet sind, ausgerichtet sind, in eine gewünschte geometrische Form gefaltet.
Vorgeschaltet vor der Formeinheit kann die Materialbahn durch eine mehrstufige Einheit zwecks Bearbeiten in mehreren sequentiellen Arbeitsvorgängen zugeführt werden. Wenn die hergestellten Verpackungen zum Beispiel mit Öffnungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Schraubkappen, faltbaren Oberteilen oder Zuglaschen, versehen werden sollen, können diese Arbeitsvorgänge Stanzen umfassen, um Löcher an gewünschten Positionen entlang der Bahn herzustellen, sowie Anbringen der Öffnungsvorrichtung über diesen Löchern. Die Öffnungsvorrichtungen können an der Position angebracht werden, indem sie direkt auf die Löcher spritzgegossen werden, wie zum Beispiel gemäß der Beschreibung in WO 98/18609 . Eine andere Alternative ist das Ankleben oder Schmelzkleben der Vorrichtung an der Position auf dem Verpackungsmaterial.
US 6,386,851 beschreibt eine mehrstufige Einheit, die eine Bearbeitungsstation umfasst, in der Löcher in die Verpackungsmaterial-Bahn gestanzt werden, sowie eine Bearbeitungsstation, in der Öffnungsvorrichtungen in die Löcher spritzgegossen werden. Beide Stationen umfassen jeweils eine Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen, die in einem bestimmten gegenseitigen Abstand entlang dem Weg der Materialbahn positioniert sind. Bei dieser Ausführung ist eine gleichzeitige Bearbeitung einer Strecke der Verpackungsmaterial-Bahn, die einer Anzahl von zukünftigen Verpackungen entspricht, zulässig. Mit einer Stanzstation, die drei Stanzwerkzeuge umfasst, können zum Beispiel drei Löcher gleichzeitig gestanzt werden, eines in einen jeden Bahnabschnitt, der in eine Verpackung auszubilden ist, das heißt in jeder von drei zukünftigen Verpackungen. Der gegenseitige Abstand zwischen den Bearbeitungswerkzeugen ist so mit abhängig von dem jeweiligen Verpackungsinhalt, das heißt von der Größe der herzustellenden Verpackung, so dass ein jedes jeweiliges Loch an einer gegebenen Stelle in einer jeden zukünftigen Verpackung gestanzt wird. Der gegenseitige Abstand zwischen den Bearbeitungswerkzeugen ist weiterhin abhängig davon, wie die Bahn getaktet wird; in einer Vielzahl von Fällen werden die Bearbeitungswerkzeuge dadurch in einem Abstand positioniert, der zwei oder mehr Verpackungsbahn-Abschnitten entspricht.
Bei der Anpassung der Füllmaschine an unterschiedliche Verpackungsinhalte muss die mehrstufige Einheit somit in zahlreichen Fällen ersetzt oder umgebaut werden, was in bestimmten Fällen eine beachtliche Zeit in Anspruch nehmen kann.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit in der Realisierung einer mehrstufigen Einheit, die auf einfache, schnelle und betriebszuverlässige Weise so eingestellt werden kann, dass die Bearbeitung von Verpackungsmaterial-Bahnen ermöglicht wird, die für die Herstellung jeweiliger unterschiedlicher Verpackungsgrößen ausgebildet werden. Die mehrstufige Einheit gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, zum Bearbeiten einer Bahn aus Verpackungsmaterial, eine erste Bearbeitungsstation, in der ein erster Bearbeitungsschritt an der Materialbahn durchgeführt wird, sowie eine zweite Bearbeitungsstation, an der ein zweiter Bearbeitungsschritt an der Materialbahn durchgeführt wird, wobei die erste Bearbeitungsstation umfasst: ein erstes Bearbeitungswerkzeug und wenigstens ein zweites Bearbeitungswerkzeug, angeordnet hinter dem ersten, wobei die zweite Bearbeitungsstation ein erstes Bearbeitungswerkzeug umfasst, und wobei die mehrstufige Einheit weiterhin eine Bahnspannvorrichtung für die Materialbahn umfasst, die zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass beide ersten Bearbeitungswerkzeuge in ihrer jeweiligen Station fest angeordnet sind, dass das wenigstens eine zweite Bearbeitungswerkzeug in der ersten Bearbeitungsstation in Bezug auf das erste Bearbeitungswerkzeug in einer Richtung entlang der Materialbahn bewegt werden kann und angepasst ist, um in einem ersten Abstand von dem ersten Bearbeitungswerkzeug angeordnet zu sein, und dass die Bahnspannvorrichtung bewegt werden kann und angepasst ist, so dass sie im Wesentlichen konstant in einem zweiten Abstand von dem Bearbeitungswerkzeug in der ersten Bearbeitungsstation, das am proximalsten an der Bahnspannvorrichtung gelegen ist, angeordnet ist, welches der erste Abstand, multipliziert mit einem Faktor
ist, wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der in der ersten Bearbeitungsstation angeordneten Bahnabschnitte ist und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation ist. Durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die mehrstufige Einheit auf einfache Weise an unterschiedliche Verpackungsinhalte anzupassen, indem die Bearbeitungswerkzeuge entlang der Materialbahn bewegt werden. Indem zum Beispiel die Bearbeitungswerkzeuge so auseinander bewegt werden, dass sich dadurch der Abstand zwischen ihnen erhöht, kann eine Materialbahn bearbeitet werden, die für größere Verpackungsgrößen vorgesehen ist. Zusätzlich ermöglicht es die bewegliche Bahnspannvorrichtung, dass in der mehrstufigen Einheit vollständige Bearbeitungszyklen aufrecht erhalten werden können. Somit können beide erste Bearbeitungswerkzeuge in der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation die gleiche Verpackung bearbeiten, was es in dem Fall einer Produktionsunterbrechung ermöglicht, dass keine Verpackung die mehrstufige Einheit unbearbeitet oder halbfertig bearbeitet verlässt, und was auch die Genauigkeit zwischen dem Stanzen und dem Spritzgießen erhöht.
Vorzugsweise sind die Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation so miteinander verbunden, dass bei einer ersten Änderung des Abstandes zwischen dem ersten Bearbeitungswerkzeug und dem zweiten Bearbeitungswerkzeug eine entsprechende Änderung eines jeden jeweiligen Abstandes zwischen allen möglichen zusätzlichen Bearbeitungswerkzeugen in der ersten Bearbeitungsstation erzielt wird, sowie eine zweite Änderung des Abstandes zwischen der Bahnspannvorrichtung und dem Bearbeitungswerkzeug, das am proximalsten an der Bahnspannvorrichtung gelegen ist, welches die erste Änderung, multipliziert mit dem Faktor
ist, wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der in der ersten Bearbeitungsstation angeordneten Bahnabschnitte ist und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine mehrstufige Einheit zum Bearbeiten einer Bahn aus Verpackungsmaterial, die umfasst: eine erste Bearbeitungsstation, in der ein erster Bearbeitungsschritt an der Materialbahn durchgeführt wird, eine zweite Bearbeitungsstation, in der ein zweiter Bearbeitungsschritt an der Materialbahn durchgeführt wird, wobei die erste Bearbeitungsstation ein erstes Bearbeitungswerkzeug und wenigstens ein zweites Bearbeitungswerkzeug, das hinter dem ersten angeordnet ist, umfasst und wobei die zweite Bearbeitungsstation ein erstes Bearbeitungswerkzeug umfasst, und die mehrstufige Einheit umfasst weiterhin eine Bahnspannvorrichtung für die Materialbahn, die zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass beide erste Bearbeitungswerkzeuge fest in ihrer jeweiligen Station angeordnet sind, dass das wenigstens eine zweite Bearbeitungswerkzeug in der ersten Bearbeitungsstation in Bezug auf das erste Bearbeitungswerkzeug in einer Richtung entlang der Materialbahn bewegt werden kann und angepasst ist, um in einem ersten Abstand von dem ersten Bearbeitungswerkzeug angeordnet zu sein, dass die Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation so miteinander verbunden sind, dass bei einer ersten Änderung des Abstandes zwischen dem ersten Bearbeitungswerkzeug und dem zweiten Bearbeitungswerkzeug eine entsprechende Änderung eines jeden jeweiligen Abstandes zwischen möglichen zusätzlichen Bearbeitungswerkzeugen in der ersten Bearbeitungsstation sowie eine zweite Änderung des Abstandes zwischen der Bahnspannvorrichtung und dem Bearbeitungswerkzeug, das am proximalsten an der Bahnspannvorrichtung gelegen ist, erzielt wird, welche die erste Änderung, multipliziert mit dem Faktor
ist, wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Bahnabschnitte in der ersten Bearbeitungsstation ist und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation ist. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht es, die mehrstufige Einheit so auszulegen, dass sie wie oben beschrieben einstellbar ist, selbst wenn die gesamte Einheit als solches auf eine bestimmte Höhe oder Länge beschränkt ist, um in die Füllmaschine zu passen. Die Bearbeitungswerkzeuge und/oder die Bahnspannvorrichtung kann oder können versetzt angeordnet werden, das heißt von der Mitte von Verbindungs schnittpunkten in einer Verbindungsanordnung, was bewirkt, dass die Einheit einstellbar sein wird.
Vorzugsweise ist die Bahnspannvorrichtung eine Spannvorrichtung für die Materialbahn, die eine Spannwalze umfasst, die mit dem Verpackungsmaterial und den elastischen Stützelementen für diese Spannwalze zusammenwirkt. Dieser Aufbau ist konventionell und einfach.
Vorzugsweise ist die erste Bearbeitungsstation eine Stanzstation, in der Löcher in der Materialbahn hergestellt werden.
Vorzugsweise ist die zweite Bearbeitungsstation eine Spritzgießstation zum Spritzgießen der Öffnungsvorrichtungen auf den Löchern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ANHÄNGENDEN ZEICHNUNGEN
Gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unten ausführlicher unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt schematisch einen Seitenriss einer mehrstufigen Einheit, die eine erste Bearbeitungsstation und eine zweite Bearbeitungsstation umfasst.
2 zeigt schematisch zwei Ansichten, eine in einem Seitenriss und eine in der Perspektive, einer Verbindungsanordnung, die die jeweiligen Bearbeitungswerkzeuge in der ers ten Station und die Bahnspannvorrichtung miteinander verbindet.
3 zeigt schematisch zwei Ansichten, wobei die linke Ansicht zeigt, wo eine Spannwalze mit einem Radius r_s in Bezug auf den Verbindungsschnittpunkt zu platzieren ist, damit das theoretische Modell erzielt wird, und die rechte Ansicht zeigt, wie eine Biegewalze mit einem Radius r_b das System beeinflusst.
4 veranschaulicht schematisch den Faktor f, das heißt die Beziehung zwischen der Positionierung der Bahnspannvorrichtung und den Bearbeitungswerkzeugen.
5 veranschaulicht schematisch den Faktor f.
6 veranschaulicht schematisch den Faktor f.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr zuerst mit Hilfe der 1 beschrieben werden, in der die mehrstufige Einheit die Verweisziffer 1 erhalten hat.
Die mehrstufige Einheit wird zum Bearbeiten einer Bahn 2 aus Verpackungsmaterial eingesetzt und ist in einer Füllmaschine (nicht gezeigt) zum Herstellen von Verpackungen, insbesondere von Nahrungsmittelverpackungen, beinhaltet. Die Bahn 2 wird entlang eines Weges P durch die mehrstufige Einheit 1 transportiert. In den Beispielen, die unten beschrieben werden, erfolgt der Transport durch eine 3:3-Taktung der Bahn, das heißt drei Bahnabschnitte werden in jedem Bearbeitungszyklus weitergeschaltet. Der Ausdruck Bahnabschnitt bedeutet da bei diejenige Länge des Verpackungsmaterials, die aufgebracht wird, um eine Verpackung auszubilden.
Die mehrstufige Einheit 1 umfasst eine erste Bearbeitungsstation 3, in der ein erster Bearbeitungsschritt an der Materialbahn 2 durchgeführt wird. Die erste Bearbeitungsstation 3 ist entlang einem ersten vertikalen Abschnitt P₁ des Weges P der Materialbahn angeordnet. In den Beispielen, die unten beschrieben werden, ist die erste Bearbeitungsstation eine Stanzstation 3, in der Öffnungen oder Löcher 4i das Verpackungsmaterial 2 gestanzt werden. Die Öffnungen oder Löcher 4, die zum Beispiel von kreisförmiger Form sind, werden mit einer gleichmäßigen Verteilung entlang der Bahn 2 gestanzt. Der Abstand zwischen den Öffnungen oder Löchern wird normalerweise die Verteilungslänge genannt und wird normalerweise als der Abstand zwischen einem Punkt auf der Bahn, zum Beispiel einem Punkt, an dem eine Öffnung zu stanzen ist, zu einem nächsten Punkt, das heißt wo die nächste Öffnung oder das nächste Loch herzustellen ist, definiert. In den Beispielen, die unten beschrieben werden, ist die Verteilungslänge so lang wie ein Bahnabschnitt, wobei eine Öffnung oder ein Loch 4 in jede zukünftige Verpackung gestanzt wird. In den Beispielen werden die Öffnungen oder Löcher 4 der besseren Übersichtlichkeit wegen im Wesentlichen zentral auf dem Bahnabschnitt hergestellt, und somit beginnen und enden die Verteilungslängen an einem Punkt, der zentral auf dem Bahnabschnitt gelegen ist. Somit ist zu erkennen, dass eine Verteilungslänge und ein Bahnabschnitt nicht an dem gleichen Punkt auf der Bahn beginnen müssen. Dies wird weiter unten ausführlicher beschrieben werden.
In den Beispielen umfasst die erste Bearbeitungsstation 3 ein erstes Bearbeitungswerkzeug 3a und wenigstens ein zweites Bearbeitungswerkzeug 3b, hinter dem ersten angeordnet. Die Station 3 umfasst weiterhin ein drittes Bearbeitungswerkzeug 3c, das hinter dem zweiten angeordnet ist. Die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge entspricht der Anzahl der in einem jeden Zyklus getakteten Bahnabschnitte. Die Bearbeitungswerkzeuge arbeiten „parallel", das heißt in ein und demselben Arbeitsvorgang, oder in einer raschen Folge, eine Öffnung oder ein Loch kann in einen jeden von drei Bahnabschnitten gestanzt werden. In dem Fall der 3:3-Taktung werden drei Bahnabschnitte in Folge gestanzt. Der Ausdruck „Werkzeug" bedeutet dabei die gesamte Stanzeinheit, einschließlich unter anderem eines Stanzelementes (das heißt des Teiles, das durch das Material gedrückt wird), eines umliegenden Gehäuses, von Antriebseinrichtungen u.s.w.
Die Einheit 1 umfasst weiterhin eine zweite Bearbeitungsstation 5, in der ein zweiter Bearbeitungsschritt an der Materialbahn durchgeführt wird. Die zweite Station ist hinter der ersten Station entlang eines horizontalen Abschnittes P₂ des Weges P der Materialbahn angeordnet. In dem Beispiel ist die zweite Station eine Spritzgießstation 5, in der Öffnungsvorrichtungen 6 aus thermoplastischem Material auf die Materialbahn 2 an ihrer Öffnung 4 spritzgegossen werden. Die zweite Bearbeitungsstation 5 umfasst ein erstes Bearbeitungswerkzeug 5a. Die Station 5 umfasst weiterhin ein zweites Bearbeitungswerkzeug und ein drittes Bearbeitungswerkzeug 5b und 5c, das heißt die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der zweiten Station 5 ist vorzugsweise gleich der Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Station 3.
Die Verweisziffer 7 betrifft allgemein ein System für den gestuften Vorschub der Bahn 2 durch die mehrstufige Einheit 1. Dieses Vorschubsystem 7 umfasst ein Paar Einzugswalzen 8, 9, von denen jeweils eine auf eine Seite der Materialbahn 2 ein wirkt. Die Walze 8 wird durch einen ersten Servomotor 10 mittels einer ersten synchronen Kraftübertragung 11, zum Beispiel eine Treibriemenübertragung, angetrieben. Die Walze 9 ist vorzugsweise mitlaufend und nur drehbar gelagert. Die Einzugswalzen 8 und 9 sind der ersten Bearbeitungsstation 3 entlang des Weges P der Materialbahn vorgeschaltet.
Der Servomotor 10 wird so gesteuert, dass die Bahn 2 schrittweise durch eine Steuereinheit 14 vorgeschoben wird, welche ein erstes Eingangssignal S₁ von einem Melder 15 empfängt, welcher in der Nähe des ersten Bearbeitungswerkzeuges 3 angeordnet ist. Das Signal S₁ kann zum Beispiel durch einen Strichcode oder ähnliches auf der Materialbahn erzeugt werden.
Das Vorschubsystem 7 weist weiterhin ein Paar Austragwalzen 16, 17 auf, die der ersten Bearbeitungsstation 3 entlang des Weges P nachgeschaltet sind. Diese Austragwalzen 16 und 17 wirken auf jede Seite der Materialbahn 2 ein. Ein Servomotor 18 treibt die Walze 16 über eine zweite synchrone Kraftübertragung 19, zum Beispiel eine Treibriemenübertragung, an. Die Walze 17 ist vorzugsweise mitlaufend und lediglich drehbar gelagert. Der Servomotor 18 wird durch die Steuereinheit 14 gesteuert, die ein zweites Eingangssignal S₂ von einem optischen Melder 20 empfängt, welcher in der Nähe der zweiten Bearbeitungsstation 5 angeordnet ist, zum Beispiel direkt vor dem ersten Spritzgießwerkzeug 5a vorgeschaltet. Der Melder 20 kann dabei zum Beispiel die Position derjenigen Löcher 4 ablesen, die durch die Stanzwerkzeuge 3a-c hergestellt werden, und die Steuereinheit 14 veranlassen, den Servomotor 18 auf Basis der Signale von dem Melder 20 anzuhalten, so dass die Löcher 4 innerhalb einer zulässigen Toleranz in einer jeden jeweiligen Spritzgießkavität in den Spritzgießwerkzeugen 5 positioniert werden.
Die mehrstufige Einheit 1 umfasst weiterhin eine Bahnspannvorrichtung 21 für die Materialbahn 2. Ihre Aufgabe besteht in dem Ausgleichen von Differenzen, die infolge der Tatsache auftreten können, dass der schrittweise Vorschub der Materialbahn 2 in den Einzugwalzen 8, 9 unabhängig von dem Vorschub der Austragswalzen 16, 17 ist. Die Bahnspannvorrichtung 21 ist entlang des Weges P zwischen der ersten Bearbeitungsstation und der zweiten Bearbeitungsstation 3, 5 angeordnet. Diese Differenzen, die die Bahnspannvorrichtung 21 normalerweise ausgleichen muss, sind gering und liegen innerhalb eines gegebenen engen Intervalls.
Die Bahnspannvorrichtung 21 ist eine Spannvorrichtung für die Materialbahn 2, die eine Spannwalze 23 mit einem Radius r_s umfasst, der mit dem Verpackungsmaterial 2 zusammenwirkt, sowie elastische Stützelemente (nicht gezeigt) für diese Spannwalze 23. Die Spannvorrichtung umfasst weiterhin einen Stützrahmen 22. Die Materialbahn 2 liegt mit einem Umfangswinkel von im Wesentlichen 180 Grad um die Spannwalze 23 an, so dass die Richtung der Bahn geändert wird und die Bahn 2 zu einer Biegewalze 24 mit einem Radius r_b geführt wird. An der Biegewalze 24 beginnt der Abschnitt P₂ des Weges P. Die Materialbahn 2 liegt mit einem Umfangswinkel von im Wesentlichen 90 Grad um die Biegewalze 24 an.
Die Spannwalze 23 kann sich um eine Achse A drehen, ist in den Beispielen rechtwinklig zu beiden Bahnabschnitten P₁ und P₂; siehe 2. Die Drehachse A liegt in einer Welle (nicht gezeigt), die an beiden Enden mit Armen 28 verbunden ist, die um die Achse B in dem Stützrahmen 22 drehbar gelagert sind. Ein jeder Arm 28 wird durch eines der elastischen Stützelemente vorgespannt, wobei dieses elastische Stützelement zwischen den Lagerpunkten des Armes 28 in dem Stützrahmen 22 und der Verankerung der Spannwalze 22 in dem Arm 28 angeordnet ist. Diese Anordnung verleiht der Materialbahn 2 eine voreingestellte, im Wesentlichen konstante Spannung.
Differenzen in dem Bahnvorschub an den Einzugswalzen 8, 9 beziehungsweise den Austragswalzen 16, 17 infolge des Umstandes, dass sie die Bahn 2 nicht vollständig synchron vorschieben, werden durch die „gleitende" Bewegung der Spannwalze 23 in der Bahnspannvorrichtung 21 ausgeglichen.
Um zu ermöglichen, dass Differenzen in dem Vorschub ausgeglichen werden, gibt es eine Materialbahn-Schleife, einen Schlupf zwischen der ersten Bearbeitungsstation und der zweiten Bearbeitungsstation 3, 5. Die Länge der Materialbahn-Schleife entspricht in dem Beispiel der Länge einer Taktung, das heißt entsprechend drei Bahnabschnitten, so dass eine Öffnung oder ein Loch 4, das in dem ersten Bearbeitungswerkzeug 3a gestanzt wird, nachfolgend dem ersten Bearbeitungswerkzeug 5a in der zweiten Bearbeitungsstation 5 spritzgegossen wird. Das gleiche Ergebnis kann in denjenigen Fällen erzielt werden, in denen die Länge der Materialbahn-Schleife ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Bahnabschnitte ist, die in der ersten Bearbeitungsstation 3 angeordnet sind, wie weiter unten detaillierter beschrieben werden wird.
Ein jedes jeweiliges Bearbeitungswerkzeug 3a-c in der ersten Bearbeitungsstation 3 und die Bahnspannvorrichtung 21 werden durch eine Verbindungsanordnung 25 eines herkömmlichen Gerüsts oder Portals verbunden, wie in 2 gezeigt und weiter unten detaillierter beschrieben werden wird. Eine Verbindungsanordnung 25 dieser Art wird ausziehbar beziehungsweise einziehbar sein, mit einem gleichmäßigen Abstand zwischen dem inneren beziehungsweise dem äußeren Verbindungsschnittpunkt 26, 27. Der Abstand zwischen einem ersten inneren Verbindungsschnittpunkt 26a und einem zweiten inneren Verbindungsschnittpunkt 26b wird mit L₁ bezeichnet. Der Abstand zwischen dem zweiten inneren Verbindungsschnittpunkt 26b und einem dritten Verbindungsschnittpunkt 26c wird mit L₂ bezeichnet. Die Bearbeitungswerkzeuge 3a-c werden auf diesen Verbindungsschnittpunkten platziert. Die Bahnspannvorrichtung wird ebenfalls an einem Verbindungsschnittpunkt gesichert, und der Abstand zwischen dem dritten Verbindungsschnittpunkt 26c und dem Verbindungsschnittpunkt, an dem die Bahnspannvorrichtung 21 gesichert wird, wird mit L_T bezeichnet.
In der folgenden Offenlegung wird ein theoretisches Modell der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei der Radius r_s der Spannwalze und der Radius r_b der Biegewalze beide sehr klein sind, zum Beispiel im Wesentlichen Null. Die Bearbeitungswerkzeuge 3a-c und die Bahnspannvorrichtung 21 werden so auf den Verbindungsschnittpunkten angeordnet, dass die Stanzelemente und der Punkt, der die „Spannwalze" darstellt (r_s fast gleich oder gleich Null), auf der gleichen Höhe angeordnet sind, das heißt in einer Linie mit einem jeweiligen Verbindungsschnittpunkt. Der Durchschnittsfachmann wird jedoch erkennen, dass in einem praktischeren Modell der vorliegenden Erfindung die Spannwalze 23 normalerweise einen beachtlichen Radius r_s und eine beachtliche Bogenlänge B_s aufweist. Damit sich das praktische Modell wie das theoretische Modell verhält, sind der Radius r_s und die darauf folgende Argumentation in 3 veranschaulicht. Da die Bogenlänge B_s der Spannwalze länger sein wird, siehe die linke Ansicht, als ein entsprechendes Maß in dem theoretischen Modell, muss die Spannwalze 23 um einen Abstand k zu der ersten Station 3 hin verschoben werden, wobei dieser Abstand k gemäß
berechnet wird.
Der Radius r_s bewirkt ebenfalls, dass die zweite Station 5 um einen horizontalen Abstand 2r_s in Bezug auf die Positionierung in dem theoretischen Modell verschoben werden muss.
In dem praktischen Modell weist die Biegewalze 24 ebenfalls einen beachtlichen Radius r_b auf, und dies bedeutet, dass die zweite Station 5 um einen weiteren Abstand a in der horizontalen Richtung verschoben werden muss, wobei der Abstand a gemäß
berechnet wird.
Der Grund dafür besteht darin, dass die Verpackungsmaterial-Bahn 2 in dem theoretischen Modell die Richtung an dem Punkt x ändert, was eine Länge 2r_b in Bezug auf die Bogenlänge r_b (die nicht fast gleich oder gleich Null ist) ergibt.
In der folgenden Offenlegung wird das theoretische Modell detaillierter beschrieben werden, und dabei müssen der Radius r_s der Spannwalze und der Radius r_b der Biegewalze äußerst klein sein, das heißt im Wesentlichen Null. Es ist jedoch zu beachten, dass 1, auf die Bezug genommen wird, nicht das theoretische Modell zeigt, sondern eine mehrstufige Einheit zeigt, die gemäß dem Vorgesagten ausgeglichen ist, damit sie sich wie das theoretische Modell verhalten kann.
In dem Beispiel wird die Mitte des Stanzelementes in dem ersten Bearbeitungswerkzeug 3a auf der gleichen Höhe mit dem ersten Verbindungsschnittpunkt 26a angeordnet, das heißt sie ist bündig mit diesem. Dementsprechend wird die Mitte des Stanzelementes in dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 3b auf der gleichen Höhe mit dem zweiten Verbindungsschnittpunkt 26b angeordnet, das heißt sie ist bündig mit diesem. Analog dazu wird die Mitte des dritten Stanzelementes auf der gleichen Höhe mit dem dritten Verbindungsschnittpunkt 26c angeordnet. Weiterhin wird die Bahnspannvorrichtung 21 in dem Beispiel auf einem vierten Verbindungsschnittpunkt 26d angeordnet, wie weiter unten detaillierter beschrieben werden wird, und der Punkt, der die „Spannwalze" darstellt, wird auf der gleichen Höhe mit diesem Verbindungsschnittpunkt 26d angeordnet, das heißt er ist bündig mit diesem.
Hierbei entsprechen L₁ und L₂ der bereits erwähnten Verteilungslänge und die Abstände L₁ und L₂ sind gleich. Nachfolgend wird der gegenseitige Abstand zwischen den Werkzeugen daher lediglich mit L₁ bezeichnet werden.
Der gegenseitige Abstand zwischen den Bearbeitungswerkzeugen 5a-c, das heißt die Verteilungslänge, ist vorzugsweise im Wesentlichen der gleiche wie in der ersten Bearbeitungsstation, das heißt der Abstand entspricht dem Abstand L₁. Mit einer solchen Vorrichtung und in 3:3-Taktung können drei gegenseitig nachfolgende gestanzte Öffnungen oder Löcher 4 bearbeitet werden.
Die mehrstufige Einheit 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist flexibel und kann für die Produktion von unterschiedlichen Verpackungsgrößen eingestellt werden. Dies bedeutet, dass der gegenseitige Abstand L₁ zwischen den Bearbeitungswerkzeugen in der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation 3, welcher der gleiche ist wie die Verteilungslänge, einge stellt werden kann. In dem Beispiel mit der 3:3-Taktung und in dem die Verteilungslänge gleich der Länge des Bahnabschnittes ist gilt, dass die Verteilungslänge zwischen den Werkzeugen gering ist, wenn kleine Verpackungen hergestellt werden, und dass sie größer ist, wenn größere Verpackungen hergestellt werden. Mit der ausgewählten Taktung ist die kleinste Verpackungsgröße, die hergestellt werden kann, durch das Maß eines jeden jeweiligen Werkzeuges entlang dem Weg der Bahn begrenzt, das heißt die kleinste Verteilungslänge wird in der Position erzielt, in der die Bearbeitungswerkzeuge möglichst nahe zueinander bewegt worden sind und infolgedessen ihre Gehäuse anstoßen.
Die beiden oben genannten ersten Bearbeitungswerkzeuge 3a, 5a sind fest in ihren jeweiligen Bearbeitungsstationen 3, 5 angeordnet. Dies bedeutet, dass das Gehäuse in dem ersten Stanzwerkzeug 3a fest in dem Rahmen der Füllmaschine verankert ist, wie das Gehäuse für das erste Spritzgießwerkzeug 5a. Weiterhin kann das zweite Bearbeitungswerkzeug 3b in der ersten Bearbeitungsstation 3 in Bezug auf das erste Bearbeitungswerkzeug 3a in einer Richtung entlang der Materialbahn 2 bewegt werden. Analog dazu kann das dritte Bearbeitungswerkzeug 3b in einer Richtung entlang der Materialbahn 2 bewegt werden. Weiterhin kann die Bahnspannvorrichtung 21 in Bezug auf das dritte Bearbeitungswerkzeug 3c bewegt werden.
Wie weiter oben bereits erwähnt worden ist, ist die Bahnspannvorrichtung 21 in einem Verbindungsschnittpunkt in einem Abstand L_T von dem Verbindungsabschnitt 26c gesichert, an dem das dritte Bearbeitungswerkzeug 3c gesichert ist. Welcher Verbindungsschnittpunkt relevant ist, ist von einer Anzahl von Faktoren abhängig. Der Abstand L_T ist der Abstand L₁, multipliziert mit dem Faktor f, wobei
wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Bahnabschnitte in der ersten Bearbeitungsstation 3 ist und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation 3 ist. Die Variable m bezieht sich auf die Länge der Materialschleife, um wie viele Male sie länger ist in Bezug auf die Länge der jeweiligen Anzahl von Bahnabschnitten in der ersten Station 3, und in dem beschriebenen Beispiel ist die Anzahl der Bahnabschnitte in der ersten Bearbeitungsstation gleich der Anzahl der Bahnabschnitte in der Materialschleife, in welchem Fall m gleich 1 ist. Weiterhin gibt es drei Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation 3, und n wird daher 3 sein. Somit ist der Faktor f, mit dem der Abstand L₁ zu multiplizieren ist, 1. Da es einen gleichen Abstand zwischen den Verbindungsschnittpunkten gibt, kann die Bahnspannvorrichtung 21 somit mit einem vierten inneren Verbindungsschnittpunkt 26d verbunden werden; siehe 4.
Infolge der Verbindungsanordnung wird die Bewegung der Bearbeitungswerkzeuge 3a-c in der ersten Bearbeitungsstation 3 und der Bahnspannvorrichtung ermöglicht. Die Verbindungsanordnung ist so ausgelegt, dass bei einer Änderung des Abstandes L₁ zwischen dem ersten Verarbeitungswerkzeug 3a und dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 3b eine entsprechende Änderung des Abstandes L₂ zwischen dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 3b und dem dritten Werkzeug 3c erzielt wird. Analog dazu wird eine Änderung des Abstandes L_T zwischen der Bahnspannvorrichtung 21 und dem dritten Bearbeitungswerkzeug 3c erzielt werden. Diese Änderung wird erzielt, indem die erste Änderung mit dem bereits erwähnten Faktor f multipliziert wird, wobei
wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Bahnabschnitte in der ersten Bearbeitungsstation (drei an der Zahl) ist und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation (drei an de Zahl) ist. In diesem Fall wird f, wie zuvor auch, 1 sein, in welchem Fall die Änderungen von gleicher Größe sind. Die Geometrie bewirkt, dass die Gesamtänderung des Abstandes von dem ersten Bearbeitungswerkzeug 3a zu der Bahnspannvorrichtung 21 so groß ist wie die Gesamtänderung des Materialbahn-Abstandes zwischen der Bahnspannvorrichtung und dem ersten Werkzeug 5a in der zweiten Bearbeitungsstation 5.
1 zeigt eine Position, an der die Bearbeitungswerkzeuge 3a-c in der ersten Bearbeitungsstation 3 in einer beabstandeten Beziehung zueinender angeordnet sind. Das zweite und das dritte Bearbeitungswerkzeug 3b, 3c sind daher von dem ersten, fest angeordneten Bearbeitungswerkzeug 3a in einer Richtung entlang der Materialbahn 2 verschoben worden, und die Bahnspannvorrichtung 21 ist um einen Abstand von dem dritten Bearbeitungswerkzeug 3c verschoben worden. Die Kreismarkierungen in der Figur betreffen gestanzte Öffnungen 4, das heißt den Beginn und das Ende einer jeden jeweiligen Verteilungslänge. Die Striche im rechten Winkel zu der Materialbahn 2 betreffen den Beginn und das Ende eines jeden jeweiligen Bahnabschnittes. Es ist zu erkennen, dass der erste Bahnabschnitt unmittelbar vor dem ersten Bearbeitungswerkzeug 3a in der ersten Station 3 beginnt und dass der dritte unmittelbar hinter dem dritten Bearbeitungswerkzeug 3c endet. Somit beginnt die erste Verteilungslänge in einer Hälfte des ersten Bahnabschnittes. Der vierte Bahnabschnitt wird über einen Punkt gefaltet, der die „Spannwalze 23" betrifft (die, in dem theoretischen Modell, den Radius r_s aufweist, der fast gleich oder gleich Null ist), so dass eine Öffnung oder ein Loch 4 im We sentlichen an diesem Punkt ankommt, das heißt die dritte Verteilungslänge endet im Wesentlichen zentral auf der Bahnspannvorrichtung 21. Der siebente Bahnabschnitt beginnt unmittelbar vor dem ersten Bearbeitungswerkzeug 5a in der zweiten Bearbeitungsstation 5, und die sechste Verteilungslänge beginnt zentral davon, das heißt die Öffnung oder das Loch 4 ist zentriert unter dem ersten Spritzgießwerkzeug 5a angeordnet. Somit werden ebenso viele gestanzte Öffnungen oder Löcher 4 in der Materialschleife angeordnet wie in der ersten Bearbeitungsstation 3 beziehungsweise der zweiten Bearbeitungsstation 5.
Die Verbindungsanordnung wird in der folgenden Offenlegung und unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Verbindungsanordnung, die in der Figur gezeigt wird, nicht vollständig mit dem theoretischen Modell übereinstimmt, da zu erkennen ist, dass weder die Stanzelemente noch die Bahnspannvorrichtung in Bezug auf die Mitte der Verbindungsschnittpunkte korrekt positioniert sind. Das zweite und das dritte Werkzeug 3b, 3c sowie die Bahnspannvorrichtung 21 können entlang von Führungen 29 bewegt werden, und die eigentliche Verschiebung wird mittels Kugelspindeln 30 realisiert, die in dem Gehäuse des dritten Werkzeuges gesichert sind. Die Kugelspindeln 30 werden von einem Servomotor (nicht gezeigt) angetrieben. Damit während des Betriebes der mehrstufigen Einheit, das heißt wenn die Werkzeuge und die Bahnspannvorrichtung betriebsbereit eingestellt werden, keine Kraft auf das Verbindungssystem aufgebracht wird, werden zwei Verriegelungsvorrichtungen 31 zwischen dem dritten Werkzeug 3c und der Bahnspannvorrichtung 21 angeordnet. Diese Verriegelungsvorrichtungen 31 umfassen jeweils einen Druckluftzylinder 32, der jeweils eine Welle 33 umgibt. Keine weitere Verriegelung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeug 3a, 3b beziehungsweise zwischen dem zweiten und dem dritten Werkzeug 3b, 3c ist erforderlich, da die Geometrie des Verbindungssystems automatisch Verriegelung aller Verbindungen durch die Verriegelungsvorrichtungen 31 bereitstellt.
Wie bereits erwähnt worden ist, wird die Positionierung der Bahnspannvorrichtung 21 in Bezug auf das dritte Bearbeitungswerkzeug 3c in der ersten Bearbeitungsstation 3 unter Verwendung des Faktors f berechnet. Der Faktor ist von n und m abhängig, das heißt, wenn die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation verändert wird und/oder die Anzahl der Bahnabschnitte in der Materialschleife verändert wird oder werden, wird der Faktor entsprechend geändert. In Tabelle 1 sind die verschiedenen Werte des Faktors f für unterschiedliche m und n ersichtlich.

Tabelle 1

n m f

3 1 1

3 2 2,5

3 3 4

4 1 1

4 2 3

4 3 5
Wenn m = 1, ist die Anzahl der Bahnabschnitte in der Materialschleife gleich der Anzahl der Bahnabschnitte in der ersten Station. Die Länge der Materialschleife kann jedoch ein Vielfaches m der Anzahl der Bahnabschnitte in der ersten Station sein, das heißt die Anzahl der Bahnabschnitte kann mit einer ganzen Zahl m multipliziert werden. Zum Beispiel ist es möglich, drei Bahnabschnitte in der ersten Bearbeitungsstation und sechs Bahnabschnitte in der Materialschleife (m = 2) zu haben. In dem obenstehenden Beispiel (mit n = 3) würde L_T da bei L₁, multipliziert mit 2,5, sein. Das Verbindungssystem würde sodann erweitert werden müssen, so dass die Bahnspannvorrichtung 21 mit einem Verbindungsschnittpunkt verbunden werden kann, der um 2,5 Schritte aufwärts angeordnet ist, das heißt die Bahnspannvorrichtung wird von dem vierten inneren Schnittpunkt 26d zu dem fünften äußeren Schnittpunkt 27e bewegt; siehe 5. Dementsprechend würde m = 3 (und n = 3) bewirken, dass die Bahnspannvorrichtung 21 um vier Stufen (f = 4) nach oben bewegt werden muss, das heißt zu einem siebenten inneren Schnittpunkt 26g in der Verbindungsanordnung; siehe 6. Es ist weiterhin in der Tabelle ersichtlich, welche Werte f aufweisen wird, wenn die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge (n) in der ersten Station 3 auf vier erhöht wird.
Die Bearbeitungswerkzeuge 5a-5c in der zweiten Station 5 sind vorzugsweise dementsprechend beweglich, das heißt das zweite Bearbeitungswerkzeug 5b in der zweiten Bearbeitungsstation 5 kann in Bezug auf das erste Bearbeitungswerkzeug 5a in einer Richtung entlang der Materialbahn 2 bewegt werden. Die Verbindung zwischen den Werkzeugen 5a-c kann bewirkt werden, indem ein Verbindungssystem gemäß dem Vorstehenden eingesetzt wird, zum Beispiel unter Verwendung eines Kugelspindelsystems, wobei der Motor an dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 5b positioniert ist.
Das theoretische Modell ist unter anderem unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden, die tatsächlich die mehrstufige Einheit zeigt, wenn die Spannwalze 23 in der Bahnspannvorrichtung 21 einen Radius r_s aufweist, und eine kurze Beschreibung folgt nunmehr. Um den Radius auszugleichen, so dass sich die mehrstufige Einheit wie in dem theoretischen Modell verhält, ist die Bahnspannvorrichtung 21 so bewegt worden, dass ihr oberster Punkt, das heißt die Tangente zu dem obersten Punkt in der Umfangsfläche der Spannwalze 23, in einem Abstand k unterhalb des vierten Verbindungsschnittpunktes 26d angeordnet ist. Wie bei dem theoretischen Modell, wird dabei eine Öffnung oder ein Loch 4 an dem obersten Punkt positioniert. Die zweite Station 5 ist um einen horizontalen Abstand 2r_s in der Figur nach rechts bewegt worden, das heißt in einer Richtung weg von der Bahnspannvorrichtung 21. Wenn ein neuer Radius auszuwählen ist, muss ein neuer Ausgleich vorgenommen werden, das heißt ein neuer Abstand k muss berechnet werden und die zweite Station muss um einen Abstand 2Δr_s , das heißt um die Differenz zwischen dem neuen und dem alten Radius, multipliziert mit 2, bewegt werden. Wenn dies erfolgt ist und die Teile in der mehrstufigen Einheit 1 verriegelt sind, arbeitet sie wie das theoretische Modell, das heißt die mehrstufige Einheit 1 kann mittels des Verbindungssystems 25 angepasst werden, um eine andere Länge von Bahnabschnitten zu bearbeiten.
Es gibt oft Einschränkungen des Raumes in der Füllmaschine, in dem die mehrstufige Einheit 1 anzuordnen ist, und in bestimmten Fällen kann es notwendig sein, von dem idealen Modell abzuweichen, da die mehrstufige Einheit 1 zum Beispiel auf eine gegebene Höhe oder Länge begrenzt ist. Das theoretische Modell muss sodann modifiziert werden, und in der folgenden Offenlegung wird ein zweites, praktischeres Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden. Hierbei werden die Stanzelemente versetzt angeordnet, das heißt von der Mitte der Verbindungsschnittpunkte verschoben, und die Bahnspannvorrichtung wird so angeordnet, dass die Spannwalze 23 mit ihrem Mittelpunkt auf einer Linie mit ihrem Verbindungsschnittpunkt positioniert ist. Die Abstände L₁, L₂ und L_T sind nach wie vor die Abstände zwischen den Verbindungsschnittpunkten, jedoch muss eine Anzahl von Konstanten, zum Beispiel k1 bis k4, eingeführt werden und in dem System berücksichtigt werden. Damit die mehrstufige Einheit wie das theoretische Modell arbeitet, ist es notwendig, dass die Bearbeitungswerkzeuge 3a-3c in der ersten Bearbeitungsstation 3 so miteinander verbunden werden, dass bei einer ersten Änderung des Abstandes L₁ zwischen dem ersten Bearbeitungswerkzeug und dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 3b eine entsprechende Änderung des Abstandes L₂ zwischen dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 3b und dem dritten Bearbeitungswerkzeug 3c sowie eine zweite Änderung des Abstandes L_T zwischen der Bahnspannvorrichtung 21 und dem dritten Bearbeitungswerkzeug 3c erzielt wird, welche die erste Änderung, multipliziert mit dem Faktor f
ist, wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl von Bahnabschnitten in der ersten Bearbeitungsstation 3 ist und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation 3 ist. Erst wenn dies in Bezug auf diejenigen Konstanten, die in dem System relevant sind, eingestellt worden ist, können die Abstände zwischen dem ersten Werkzeug 3a, 5a in einer jeden jeweiligen Station 3, 5 eingerichtet und mit der Füllmaschine verriegelt werden, das heißt die mehrstufige Einheit 1 muss als Reaktion auf bestimmte gegebene Voraussetzungen aufgebaut werden. Eine mehrstufige Einheit 1, die auf diese Weise aufgebraut worden ist, wird danach auf die gleiche Weise einstellbar sein wie das theoretische Modell, das heißt k1 bis k4 bleiben konstant, während L₁, L₂ und L_T durch die Verbindungsanordnung verändert werden können. Wenn jedoch beliebige der Konstanten k1 bis k4 verändert werden, das heißt die gegebenen Voraussetzungen, muss das System umgebaut werden und jedes jeweilige erste Bearbeitungswerkzeug 3a muss wahrscheinlich in Bezug auf einander bewegt werden. Alternativ da zu kann die Position der ersten Station und der zweiten Station 3, 5 natürlich von Anfang an gegeben sein, und sodann müssen die Konstanten k1 bis k4 so eingestellt werden, dass die richtigen Beziehungen zwischen den Teilen in der mehrstufigen Einheit 1 erzielt werden.
Wenngleich die vorliegende Erfindung nur in Bezug auf ein gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, ist es für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern dass eine Vielzahl von Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsbereich der anhängenden Patentansprüche abzuweichen. Zum Beispiel ist eine mehrstufige Einheit 1 beschrieben worden, die zwei Stationen 3, 5 umfasst. Jedoch ist es für den Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass die Anzahl der Stationen erhöht werden kann.
Analog dazu muss die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in einer jeden Station 3, 5 nicht wie in dem beschriebenen Beispiel drei sein, sondern kann eine unterschiedliche Anzahl sein. Zum Beispiel können gleich viele Werkzeuge in der ersten und der zweiten Station 3, 5 bereitgestellt werden. Geeignet wird auch eine andere Taktung ausgewählt, die der Anzahl der Werkzeuge entspricht, zum Beispiel eine 4:4-Taktung, wenn die Anzahl der Werkzeuge n auf vier erhöht wird.
In dem Beispiel ist eine 3:3-Taktung beschrieben worden. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Arten von Taktung funktioniert. Wenn die Bahnabschnitte kürzer sind als der kürzestmögliche Abstand zwischen den Werkzeugen, kann zum Beispiel die Taktung 1:5 eingesetzt werden. Diese Art von Taktung ist in der Patentschrift EP 1 249 399 beschrieben worden, und die Taktung an sich wird an dieser Stelle nicht detaillierter beschrieben werden. In der 1:5-Taktung gibt es sechs Bahnabschnitte in der ersten Station 3, wenn die Anzahl der Werkzeuge in derselben drei beträgt (das heißt n = 3), und sechs Bahnabschnitte in der Materialschleife (das heißt m = 1). Der Faktor f wird sodann 1 sein. In zwölf Bahnabschnitten in der Schleife (das heißt m = 2) wird der Faktor f wie oben beschrieben f = 2,5 sein.
Weiterhin ist die mehrstufige Einheit als eine Stanzstation umfassend beschrieben worden; es ist jedoch zu beachten, dass sie in verschiedenen Arten von praktischen Anwendungen eingesetzt werden kann und dabei andere Stationen enthalten kann. Zum Beispiel kann die zweite Bearbeitungsstation Anwendungen für Zuglaschen enthalten, die über jedes jeweilige Stanzloch zu siegeln sind. Eine weitere Alternative für die zweite Station kann Anwendungen für Öffnungsvorrichtungen der Art, die aus Schraubkappen u.s.w. bestehen, umfassen.
Es ist weiterhin zu beachten, dass der Aufbau des Vorschubsystems wie beschrieben verändert werden kann, ohne von dem Erfindungsbereich abzuweichen.
Analog dazu können beide Stationen der mehrstufigen Einheit alternativ entlang ein und derselben vertikalen Linie P₁ oder entlang der gleichen horizontalen Linie P₂ angeordnet werden.
Die Bearbeitungswerkzeuge 3a-c in der ersten Station und die Bahnspannvorrichtung 21 sind mittels des oben beschriebenen Verbindungssystems 25 miteinander verbunden. Alternative Vorrichtungen und Systeme können jedoch für die Verbindung eingesetzt werden; zum Beispiel können Kugelspindeln verwendet werden. Eine weitere Alternative ist die Verbindung in einem Servomotor zu einem jeden Werkzeug sowie zu der Bahnspannvorrichtung.
Schließlich ist eine Art von Bahnspannvorrichtung 21 beschrieben worden. Es ist jedoch zu beachten, dass ihr Aufbau von einer unterschiedlichen Art sein kann; zum Beispiel kann eine Druckluftflasche verwendet werden. Alternativ dazu kann eine Bahnspannvorrichtung der in US 6,396,851 beschriebenen Art eingesetzt werden.

Claims

Mehrstufige Einheit (1) zum Bearbeiten einer Bahn (2) aus Verpackungsmaterial, die umfasst: eine erste Bearbeitungsstation (3), in der ein erster Bearbeitungsschritt an der Materialbahn (2) durchgeführt wird; eine zweite Bearbeitungsstation (5), an der ein zweiter Bearbeitungsschritt an der Materialbahn (2) durchgeführt wird, wobei die erste Bearbeitungsstation (3) umfasst: ein erstes Bearbeitungswerkzeug (3a) und wenigstens ein zweites Bearbeitungswerkzeug (3b), angeordnet hinter dem ersten, wobei die zweite Bearbeitungsstation (5) ein erstes Bearbeitungswerkzeug (5a) umfasst und die mehrstufige Einheit (1) weiterhin eine Bahnspannvorrichtung (21) für die Materialbahn (2) umfasst, welche zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation (3, 5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass beide erste Bearbeitungswerkzeuge (3a, 5a) fest in jeder jeweiligen Station (3, 5) angeordnet sind, dass wenigstens das zweite Bearbeitungswerkzeug (3b) in der ersten Bearbeitungsstation (3) in Bezug auf das erste Bearbeitungswerkzeug (3a) in einer Richtung entlang der Materialbahn (2) bewegt werden kann und angepasst ist, um in einem ersten Abstand (L₁) von dem ersten Bearbeitungswerkzeug (3a) angeordnet zu werden, und dass die Bahnspannvorrichtung (21) bewegt werden kann und angepasst ist, um im Wesentlichen konstant in einem zweiten Abstand (L_T) von dem Bearbeitungswerkzeug in der ersten Bearbeitungsstation (3), das am proximalsten an der Bahnspannvorrichtung (21) gelegen ist, angeordnet zu sein, welches der erste Abstand (L₁), multipliziert mit einem Faktor f ist
wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Bahnabschnitte, die in der ersten Bearbeitungsstation (3) angeordnet sind, ist, und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation (3) ist.
Mehrstufige Einheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungswerkzeuge (3a-3c) in der ersten Bearbeitungsstation (3) so miteinander verbunden sind, dass bei einer ersten Änderung des Abstandes (L₁), zwischen dem ersten Bearbeitungswerkzeug (3a) und dem zweiten Bearbeitungswerkzeug (3b), eine entsprechende Änderung eines jeden jeweiligen Abstandes (L_x) zwischen allen möglichen zusätzlichen Bearbeitungswerkzeugen in der ersten Bearbeitungsstation (3) erzielt wird, ebenso wie eine zweite Änderung des Abstandes (L_T) zwischen der Bahnspannvorrichtung (21) und dem Bearbeitungswerkzeug (3c), das am proximalsten an der Bahnspannvorrichtung (21) angeordnet ist, welches die erste Änderung, multipliziert mit dem Faktor f, ist
wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Bahnabschnitte, die in der ersten Bearbeitungsstation (3) angeordnet sind, ist und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation (3) ist.
Mehrstufige Einheit (1) zum Bearbeiten einer Bahn (2) aus Verpackungsmaterial, die umfasst: eine erste Bearbeitungsstation (3), in der ein erster Bearbeitungsschritt an der Materialbahn (2) durchgeführt wird; eine zweite Bearbeitungsstation (5), an der ein zweiter Bearbeitungsschritt an der Materialbahn (2) durchgeführt wird, wobei die erste Bearbeitungsstati on (3) umfasst: ein erstes Bearbeitungswerkzeug (3a) und wenigstens ein zweites Bearbeitungswerkzeug (3b), angeordnet hinter dem ersten, wobei die zweite Bearbeitungsstation (5) ein erstes Bearbeitungswerkzeug (5a) umfasst und die mehrstufige Einheit (1) weiterhin eine Bahnspannvorrichtung (21) für die Materialbahn (2) umfasst, welche zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation (3, 5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass beide erste Bearbeitungswerkzeuge (3a, 5a) fest in jeder jeweiligen Station (3, 5) angeordnet sind, dass wenigstens das zweite Bearbeitungswerkzeug (3b) in der ersten Bearbeitungsstation (3) in Bezug auf das erste Bearbeitungswerkzeug (3a) in einer Richtung entlang der Materialbahn (2) bewegt werden kann und angepasst ist, um in einem ersten Abstand (L₁) von dem ersten Bearbeitungswerkzeug (3a) angeordnet zu werden, dass die Bearbeitungswerkzeuge (3a-3c) in der ersten Bearbeitungsstation (3) so miteinander verbunden sind, dass bei einer ersten Änderung des Abstandes (L₁) zwischen dem ersten Bearbeitungswerkzeug (3a) und dem zweiten Bearbeitungswerkzeug (3b) eine entsprechende Änderung eines jeden jeweiligen Abstandes (L_x) zwischen allen möglichen zusätzlichen Bearbeitungswerkzeugen in der ersten Bearbeitungsstation (3) erzielt wird, ebenso wie eine zweite Änderung des Abstandes (L₁) zwischen der Bahnspannvorrichtung (21) und dem Bearbeitungswerkzeug (3c), das am proximalsten zu der Bahnspannvorrichtung (21) angeordnet ist, welches der erste Abstand, multipliziert mit dem Faktor f, ist
wobei m ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Bahnabschnitte, die in der ersten Bearbeitungsstation (3) angeord net sind, ist, und wobei n die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge in der ersten Bearbeitungsstation (3) ist,
Mehrstufige Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnspannvorrichtung (21) eine Spannvorrichtung für die Materialbahn (2) ist, die eine Spannwalze (23) umfasst, die mit dem Verpackungsmaterial (2) zusammenwirkt, sowie Stützelemente für die Spannwalzen (23).
Mehrstufige Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bearbeitungsstation (3) eine Stanzstation ist, in der Öffnungen (4) in der Materialbahn (2) hergestellt werden.
Mehrstufige Einheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bearbeitungsstation (5) eine Spritzgießstation zum Spritzgießen von Öffnungsvorrichtungen auf den Öffnungen (4) ist.