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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zentrieren
des Aufdruckes auf einer Fläche
der Hülle
der Verpackunge von Gegenständen.
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Auf
dem Sektor der Verpackung von in Packen zusammengefassten Gegenständen ist
die Notwendigkeit bekannt, gedruckte Informationen auf der Verpackungshülle anzubringen,
zum Beispiel Handels- oder Werbeinformationen. Die Packen von Gegenständen sind
normalerweise in einer Hülle
verpackt, die unter Verwendung eines Materialbogens, wie Zellophan,
hergestellt wird. Bei einer bekannten Lösung wird der Zellophanbogen
von einer Bahn genommen, welche von einer Rolle abgewickelt ist,
gefaltet in Schlauchform und in Längsrichtung versiegelt. Der
auf diese Weise erhaltene Schlauch wird in Querrichtung versiegelt,
um eine Art von Beutel zu formen, der dazu bestimmt ist, den zu
verpackenden Packen von Gegenständen
aufzunehmen. Die Hülle wird
dann durch Versiegelung verschlossen und der Zellophanbogen an der
Rückseite
der verpackten Gegenstände
abgeschnitten, wobei er gleichzeitig die Basis der Hülle für die anschliessende
Verpackung bildet.
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Der
Aufdruck wird an der Zellophanbahn angebracht, und zwar mit entsprechenden
Intervallen, so dass er auf einer vorgegebenen Fläche der
hergestellten Hülle
angeordnet ist. Der Aufdruck kann in jeder Position als geeignet
betrachtet werden, mit Ausnahme natürlich in dem Siegelbereich
der Hülle.
Häufig
ist der Aufdruck zum Beispiel auf einer Seite der Verpackung vorhanden,
so dass er sichtbar ist, wenn die Verpackungen auf einer Palette
angeordnet oder anderweitig gelagert werden.
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Auf
diesem spezifischen Gebiet gibt es das Problem, die korrekte Positionierung
des Aufdruckes auf der vorgegebenen Fläche der Hülle innerhalb eines bestimmten
Abmessungsbereiches zu gewährleisten.
Der auf der Zellophanbahn angebrachte Aufdruck kann einen Fehler
haben, welcher auf der Verpackung wiederholt wird, oder der Fehler,
zum Beispiel ein verschobener Druck, so dass er im Verhältnis zu
dem anfänglich
erforderlichen Zustand vorgezogen oder verzögert ist, kann während der
Verpackungsphasen auftreten.
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Offensichtlich
neigen solche Positionierfehler des Aufdruckes dazu, wenn auch an
und für
sich begrenzt, sich zu summieren, sobald sich die Zahl der hergestellten
Verpackungen erhöht,
da der Aufdruck sich allmählich
im Verhältnis
zu der gewünschten
Position verschiebt, bis er sich in einer nicht mehr akzeptierbaren
Position befindet.
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Aus
dem Dokument
EP 0 761 546 ist
auch eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Bahn mit aufgedruckten
Barrencodes bekannt, jeder einen Behälterhersteller, ein Produkt
usw. identifizierend und angeordnet in Längsrichtung der Bahn mit einem
Abstand, der einem Behälter
entspricht, um jeden der Barrencodes in einer spezifischen Position
anzuordnen. Die Positioniervorrichtung enthält eine Zuführeinrichtung, zu betätigen durch
eine Hauptwelle, zum Transportieren der Bahn durch die vorgegebene
Position, einen Fühler
zum Abtasten des Drehwinkels der Hauptwelle, woraufhin sich der
Barrencode an der vorgegebenen Position vorbei bewegt, und eine Recheneinheit
zur Berechnung der durch den Fühler erfassten
Abweichung des Winkels.
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Zweck
der vorliegenden Erfindung ist, den oben erwähnten Nachteil zu vermeiden,
indem ein Verfahren vorgesehen wird, welches das automatische Zentrieren
des Aufdrucks auf einer vorgegebenen Fläche der Hülle von Verpackungen von Gegenständen erlaubt.
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Ein
anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren vorzusehen,
welches die Korrektur von allen Fehlern in Realzeit erlaubt.
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Ein
noch anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren
vorzusehen, welches das oben erwähnte
Zentrieren des Aufdruckes mit Hilfe einer Betriebsstruktur erlaubt,
welche eine einfache Auslegung hat und von zuverlässigem und
vielseitigen Betrieb ist.
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Die
vorgenannten Zwecke sind erreicht, wie in den Patentansprüchen beschrieben
ist.
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Die
Eigenschaften der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Maschine zum Verpacken von Gegenständen in Packen
zeigt, die den Aufdruck nach dem offengelegten Verfahren zentriert;
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2 ist
eine entsprechende Planansicht;
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3 und 4 zeigen
die oben erwähnte Seitenansicht
der Maschine in aufeinanderfolgenden Betriebsphasen des Verfahrens
nach der vorliegenden Erfindung;
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3A zeigt
eine Betriebsweise des Verfahrens, die sich auf eine anfängliche
Kalibrierphase bezieht;
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3B zeigt
eine alternative Ausführung der
in 3A gezeigten Weise.
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Unter
besonderer Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ist mit 1 insgesamt
eine Maschine zum Verpacken von Gegenständen 2 in Packen im
Inneren einer Hülle 3 bezeichnet,
die unter Verwendung eines Materialbogens wie Zellophan hergestellt
ist. Der Zellophanbogen ist von einer Bahn 30 erhalten,
welche von einer Rolle 31 abgewickelt ist und über eine
Reihe von Spannrollen 13 läuft.
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In
entsprechenden Intervallen angeordnet, hat die Zellophan bahn 30 eine
Reihe von aufgedruckten Informationen. Die genannten Aufdrucke enthalten
einen Bezugsabschnitt (Markierung), dazu bestimmt, durch geeignete
Fühlermittel 10 erfasst
zu werden, zum Beispiel vom Typ einer Fotozelle, angeordnet stromabwärts der
Rolle 31. Das durch die Fühlermittel 10 erfasste
Signal wird an elektronische Steuermittel 11 übertragen.
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Die
Zellophanbahn 30 wird einem Faltelement 4 mit
einer geformten Öffnung 41 zugeführt, dazu
bestimmt, die Bahn 30 (s. insbesondere 2) in
Form eines Schlauches zu falten. Das Faltelement 4 bildet
eine rohrförmige
Führung 40 mit
einem Querschnittsprofil, das im wesentlichen den Abmessungen der
zu verpackenden Gegenstände 2 entspricht. Längsverlaufende
Siegelmittel 42 sind dem Faltelement 4 zugeordnet.
Die Siegelmittel sind dazu vorgesehen, die schlauchförmig geschlossene
Zellophanbahn 30 zu versiegeln. Die längsverlaufende Siegelnaht der
schlauchförmig
gefalteten Bahn 30 ist normalerweise an der Mittellinie
der Packung positioniert.
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Die
Gegenstände 2 werden
an ein Hebeelement 5 geleitet, welches sie in eine angehobene
Position koplanar zu der Basis der rohrförmigen Führung 40 des Faltelementes 4 bringt.
Ein Schubelement 6 auf einer horizontalen Achse, betätigt durch einen
Trieb 60, ist dazu vorgesehen, die Gegenstände 2 in
einer Richtung längs
zu dem Faltelement 4 zu bewegen. Diese Bewegung des Schubelementes 6 ist durch
Abtastmittel 7 gesteuert, wie nachstehend noch besser erklärt wird.
Die Abtastmittel 7 sind an die elektronischen Steuermittel 11 angeschlossen, welche
den Trieb 60 des Schubelementes 6 entsprechend
steuern. Insbesondere sind die Abtastmittel 7 dazu bestimmt,
die Bewegung des Schubelementes 6 mit den Zyklusgraden
der Maschine zu vergleichen.
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Am
Ausgang des Faltelementes 4 sind querverlaufende Siegelmittel 8 angeordnet,
die dazu bestimmt sind, die zu einer Schlauchform gefaltete Zellophanbahn 30 in
Querrichtung zu versiegeln. Schneidmittel 9 sind an die
Siegelmittel 8 angeschlossen und zerschneiden gleichzeitig
die Bahn 30 entlang einer Schneidlinie, die der Mittellinie
zwischen zwei aneinandergrenzenden Siegelnähten entspricht.
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Das
offengelegte Verfahren zum Zentrieren eines Aufdruckes auf der Hülle 3 einer
Verpackung von Gegenständen 2 bezieht
eine anfängliche
Kalibrierphase mit ein, mit welcher Bezugsparameter an den Steuermitteln 11 gespeichert
werden, wie nachstehend erklärt
wird. Der erste Vorgang in der Kalibrierphase besteht in der Vorgabe
der korrekten Zentrierung eines ersten Aufdruckes auf einer ersten
Hülle an
der Verpackungsstation, gebildet durch die Faltmittel 4,
welche dazu bestimmt sind, die Zellophanbahn 30 in eine
Schlauchform zu bringen, und durch die längsverlaufenden Siegelmittel 42.
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Eine
manuelle Tippsteuerung wird benutzt, um die Maschine zum Zuführen eines
ersten Packens von Gegenständen 2 an
das Hebeelement 5 im Anschlag gegen eine Wand 15 zu
aktivieren.
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Der
Betrieb läuft
weiter, indem sich das Hebeelement 5 in seine angehobene
Position bewegt, in welcher ein erster Packen 2 koplanar
zu der Basis der rohrförmigen
Führung 40 des
Faltelementes 4 angeordnet wird.
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Im
Inneren der rohrförmigen
Führung,
an der geformten Öffnung 41,
ist die zu einer Schlauchform gefaltete Zellophanbahn 30 vorher
gedehnt worden, zum Beispiel von Hand. Der auf diese Weise erhaltene
Schlauch wird durch die Siegelmittel 8 in Querrichtung
versiegelt, um eine Art von Beutel zu bilden, dazu bestimmt, den
oben erwähnten
Packen von zu verpackenden Gegenständen 2 aufzunehmen.
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Es
muss bemerkt werden, dass bei diesem vorbereitenden Ablauf die Bahn 30 in
die rohrförmige Führung 40 geleitet
wird, bis sich ein erster an der Bahn 30 angebrachter Aufdruck
im Verhältnis
zu den Abmessungen des Packens von zu verpackenden Gegenständen in
der gewünschten
Position befindet. Die genannte Aufdruckposition befindet sich stromaufwärts der
Siegelmittel 8.
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Der
erste Packen von Gegenständen 2,
der in die angehobene Position gebracht ist, wird dann durch das
Schubelement 6 in Längsrichtung
in die erste, teilweise geformte Hülle 3 in der aus den
Faltmitteln 4 bestehenden Verpackungsstation bewegt.
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Die
Vorwärtsbewegung
des Schubelementes 6 bewegt den ersten Packen von Gegenständen 2 bis
dicht an die querverlaufende Siegelnaht, welche die Basis der Hülle bildet.
Die Maschinenteile öffnen die
Siegelmittel 8 in einer entsprechend synchronisierten Weise.
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Während der
weiteren Vorwärtsbewegung des
Schubelementes 6 zieht der erste Packen von Gegenständen 2 die
Bahn 30 mit, wobei sie diese von der Rolle 31 abwickelt.
Als Ergebnis dieser Vorwärtsbewegung
wird ein Bezugsabschnitt eines anschliessenden, an der Bahn 30 angebrachten
Aufdruckes durch den Fotozellenfühler 10 erfasst
(Linie „O" in 3A).
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In
dieser besonderen Situation übernehmen die
Abtastmittel 7 die sich auf die Position (erste typische
Position P; s. 3A) des Schubelementes 6 beziehenden
Parameter, sowie die entsprechenden Zyklusgrade der Maschine. Diese
Daten werden in den Steuermitteln 11 aufgezeichnet, welche
an diesem Punkt eine dreifache Verbindung in dem Speicher zwischen
der ersten, typischen Position P des Schubelementes 6,
den Zyklusgraden der Maschine und dem gleichzeitigen Erfassen des
Bezugsabschnittes herstellt, welche der Zentrierung des Aufdruckes
auf der Hülle
entspricht.
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Der
zweite Vorgang in der anfänglichen
Kalibrierphase bezieht die weitere Vorwärtsbewegung des Schubelementes 6 mit
ein, wiederum mit Tippsteuerung, bis dieses den idealen Hubendpunkt
erreicht, welcher der Bezugslinie „Ao" in 4 entspricht.
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Der
genannte Punkt ist auf solche Weise festgelegt, dass das anschliessende
Schliessen der Siegelelemente 8 eine erste Hülle 3 mit
den gewünschten
Spanneigenschaften bildet.
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Die
Hubendposition „Ao" des Schubelementes 6 ist
ebenfalls in den Steuermitteln 11 zusammen mit den Werten
der entsprechenden Zyklusgrade der Maschine gespeichert.
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Beim
Fortfahren im Handbetrieb erfolgt eine geeignete synchronisierte
Rückwärtsbewegung
des Schubelementes, und die Siegelelemente 8 bewegen sich
aufeinander zu, wobei sie die auf diese Weise hergestellte erste
Hülle 3 verschliessen,
die durch die gleichzeitige Wirkung der Schneidmittel 9 von
der schlauchförmigen
Bahn getrennt wird, und zur gleichen Zeit die Basis der Hülle verschliessen,
die dazu bestimmt ist, den nächsten
Packen von Gegenständen 2 (s. 1)
aufzunehmen. Die Hergestellte Verpackung bleibt auf einem Tisch 14 am
Ausgang des Faltelementes 4 stromabwärts der Siegelelemente 8 liegen.
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Der
normale automatische Zyklus zum Verpacken der Gegenstände 2 kann
dann eingeleitet werden, während
welchem das offengelegte Verfahren dazu bestimmt ist, die Position
des Aufdruckes an jeder nach und nach hergestellten Verpackung zu kontrollieren
und mit entsprechenden Korrekturen einzugreifen, wenn Positionierfehler
festgestellt werden. In einer entsprechend synchronisierten Weise werden
die zu verpackenden Packen von Gegenständen 2 von dem Hebeelement 5 in
die angehobene Position gebracht und durch das Schubelement 6 in
die schlauchförmige
Zellophanbahn an der Verpackungsstation geschoben.
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Während dem
Vorlauf des Schubelementes 6 zieht der zu verpackende Packen
von Gegenständen 2 die
Zellophanbahn 30 mit, welche so um diesen gewickelt wird.
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Der
Vorlauf des Schubelementes 6 geht weiter, bis die erste
Position (typische Position P) erreicht ist (3A). Wenn
die Abtastmittel 7 die erste typische Position P als korrekt
erfasst haben, muss diese mit dem Ablesen eines Bezugsabschnittes durch
den Fühler 10 übereinstimmen.
In solchem Falle lösen
die Steuermittel 11 beim Überprüfen der Übereinstimmung den Trieb 60 aus,
so dass das Schubelement 6 seinen Vorlauf bis zu dem vorher festgelegten
Punkt (Bezugslinie „Ao", 4)
vervollständigt.
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Die
Vervollständigung
des Vorlaufs des Schubelementes 6 bewirkt ebenfalls, dass
die vorher hergestellte Verpackung von dem Tisch 14 entladen wird.
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Der
zyklische Vergleich zwischen den durch die Abtastmittel 7 und
durch die Fühlermittel 10 erfassten
Parametern und den gespeicherten gewährleistet, dass die Position
des Aufdruckes auf der Hülle
korrekt ist, wenn die Übereinstimmung
zwischen den genannten Parametern überprüft ist.
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Die
Abweichung der Aufdruckposition im Verhältnis zu der vorgegebenen Position
P ist erfasst, wenn der Fühler 10 den
Bezugsabschnitt als vorgezogen oder verzögert (Linien 0+ und 0- in 3)
im Verhältnis
zu der Position erkennt, in welcher das Schubelement die erste typische
Position P erreicht.
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Der
Abweichungswert wird den entsprechenden Zyklusgraden der Maschine
zugeordnet, um festzustellen, ob er innerhalb eines vorgegebenen "Bereiches" liegt, in welchem
eine Korrektur mit einer einzigen Korrekturbewegung vorgenommen
werden kann.
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Die
genannte Korrektur erfolgt in Realzeit, wobei eingegriffen wird,
um die korrekte Position beginnend mit der nächsten Verpackung wiederherzustellen.
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Wenn
zum Beispiel eine Verzögerung
(Linie "0-" in 3)
im Verhältnis
zu der vorgegebenen Position P erfasst wird, so erfolgt automatisch
der Befehl zur Erhöhung
des Vorlaufs (Linie "A+" in 4) des
Schubelementes 6, was einen entsprechend verstärkten Zug
auf die schlauchförmige
Zellophanbahn bewirkt. Wenn andererseits ein Vorziehen des Aufdruckes
(Linie "0+" in 3 im
Fühler 10)
erfasst wird, erfolgt ein Befehl zur Verringerung des Vorlaufs des
Schubelementes 6 (Linie "A-" in 4),
wodurch der Zug auf die Bahn verringert wird.
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Die
genannte Korrektur kann allmählich über mehrere
aufeinanderfolgende Verpackungen angewandt werden, um unerwünschte Auswirkungen
auf die Spannung der Hülle
zu vermeiden.
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Bei
einer alternativen Ausführung
des Verfahrens wird bei dem ersten Vorgang der anfänglichen
Kalibrierphase die Position des Schubelementes 6, in welcher
sich der erste Packen von Gegenständen 2 dicht an der
Basis der Hülle
befindet, gespeichert, bevor sich die Siegelelemente 8 öffnen (Position
P* in 3B).
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Der
Fotozellenfühler 10 wird
gleichzeitig in der einen Richtung oder anderen (Pfeil F) reguliert, um
ihn zu dem Bezugsabschnitt eines Aufdruckes auszurichten, und zwar
nach dem auf der Hülle
zentrierten.
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Wie
bereits erwähnt,
stellt dies eine dreifache Verbindung zwischen in den Steuermitteln 11 gespeicherten
Daten her, welche in dem normalen Betriebszyklus der Maschine das Überprüfen der
korrekten Zentrierung des Aufdruckes erlaubt und, falls notwendig,
die Bestimmung des Umfanges der in der anschliessenden Hubendposition
des Schubelementes 6 vorzunehmenden Korrektur.
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Somit
erreicht das offengelegte Verfahren den Zweck, die Zentrierung des
Aufdruckes auf einer vorgegebenen Fläche der Hülle von in Packen zu verpackenden
Gegenständen
automatisch beizubehalten, und zwar innerhalb eines vorgegebenen
Toleranz-"Bereiches".
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Es
muss bemerkt werden, dass die Korrektur eines jeden Zentrierfehlers
des Aufdruckes auf der Zellophanbahn in Realzeit erfolgt, ohne den
normalen Maschinenbetrieb zu beeinträchtigen.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist die Tatsache, dass die oben erwähnte Zentrierung
des Aufdruckes nach dem offengelegten Verfahren durch eine Betriebsstruktur
von einfacher Auslegung und von zuverlässigem, vielseitigen Betrieb
ausgeführt
wird.
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Es
versteht sich, dass die obige Beschreibung mit Hilfe eines Beispiels
und in einer nicht begrenzenden Weise ausgeführt ist, weshalb alle alternativen
Konstruktionsvarianten nicht von dem erfinderischen Konzept der
vorliegenden technischen Lösung
abweichen, wie oben und in den anhängenden Patentansprüchen beschrieben
ist.