TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
regelmäßigen Überführen von Laschen an eine kontinuierliche
Materialbahn mit Hilfe eines Rades, das gegen die Bahn anliegt
und dessen Umfangsgeschwindigkeit der Geschwindigkeit der Bahn
entspricht. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine
Vorrichtung zum Überführen von Laschen an eine kontinuierliche
Materialbahn in Ausrichtung mit vorher an der Bahn vorgesehenen
Markierungen, wobei die Vorrichtung ein Drehrad umfaßt, das
zwischen der Bahn und einer Laschenzufuhrstation angeordnet
ist.
STAND DER TECHNIK
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Verbraucherpackungen des Wegwerftyps zur einmaligen Verwendung,
z.B. für Saft und Milch werden normalerweise aus einem
laminierten Verpackungsmaterial hergestellt, das Schichten aus
Papier, einer Aluminiumfolie und Thermoplast umfaßt. Das Papier
verleiht einem aus dem Material hergestellten
Verpackungsbehälter die gewünschte Festigkeit, die Alumiumfolie liefert eine
gute Gas- und Lichtbarriere, und das Thermoplast dient dem
zweifachen Zweck, einerseits zu gewährleisten, daß das
Verpakkungsmaterial flüssigkeitsdicht ist und das Material
andererseits heißversiegelt (verschmolzen) werden kann.
Verpackungsbehälter,
die aus diesem Materialtyp hergestellt sind, sind auch
häufig mit Öffnungsanordnungen z.B. in Form von vorgefertigten
Öffnungen versehen, die von fest versiegelten Abreißstreifen
oder Laschen aus Kunststoff (sogenannten Aufreißlaschen)
überdeckt sind, oder in Form von zu öffnenden Falzverbindungen, die
einen Abreißstreifen umfassen, der von außerhalb des
Verpakkungsbehälters zugänglich ist.
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Wird das Verpackungsmaterial des oben erwähnten Typs in
Bogenoder Bahnform mittels bekannter Verpackungsmaschinen zu
gefüllten und versiegelten Verpackungsbehältern umgewandelt, dann
werden die Abreißstreifenteile oder -laschen, die zum Vorsehen
der betreffenden Öffnungsanordnung erforderlich sind, in
unmittelbarer Verbindung mit dem Umformen des Verpackungsmaterials
zu einzelnen Verpackungsbehältern aufgebracht, d.h. in oder
unmittelbar vor der Verpackungs- oder Füllmaschine. Da die
Materialbahn oder der Materialbogen in einem solchen Fall mit
einer Rate vorgeschoben wird, die der Produktionsausgaberate der
Verpackungsmaschine entspricht (normalerweise ein oder zwei
Verpackungsbehälter pro Sekunde), steht genug Zeit zur
Verfügung, um sowohl ein korrektes Aufbringen der Laschen auf das
Verpackungsmaterial als auch die Heißversiegelung an die
thermoplastbeschichtete Außenfläche des Materials zu
ermoglichen. Da einerseits die Anlage zum Aufbringen und
Heißversiegeln der Laschen auf die Verpackungsmaterialbahn oder die Bögen
die Verpackungsmaschine komplizierter macht und andererseits
die Zufuhr und Handhabung eines streifenförmigen Materials oder
fertiger Laschen erfordert, wurde auf diesem Gebiet der
Notwendigkeit Ausdruck gegeben, daß die Laschen bereits in Verbindung
mit der Herstellung an der richtigen Position auf dem
Verpakkungsmaterial angebracht werden, z.B. während es in Bahnform in
verschiedenen Umwandlungsmaschinen gehandhabt und mit
Falzlinienmustern, gedrucktem Text und ähnlichem versehen wird. Da
Umwandlungsmaschinen allerdings bei sehr hoher Geschwindigkeit,
typischerweise in der Größenordnung zwischen 400 und 500 Metern
pro Minute arbeiten, war es bis jetzt nicht möglich, Laschen
mit einer genügend hohen Geschwindigkeit an der richtigen
Position aufzubringen.
AUFGABEN DER ERFINDUNG - DAS VERFAHREN
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Aus den oben umrissenen Gründen ist es auf diesem Gebiet
wünschenswert, ein Verfahren zum Aufbringen von Laschen auf eine
kontinuierliche Materialbahn zu realisieren, das zum Aufbringen
von Laschen in einer Umwandlungsmaschine verwendet werden kann,
die mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, wobei die Materialbahn
mit ihrer normalen Betriebsgeschwindigkeit, d.h. mit 400 und
500 Metern/min vorgeschoben wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin,
ein Aufbringverfahren zu realisieren, das es ermöglicht, unter
den oben umrissenen Bedingungen Laschen mit hoher Genauigkeit
und Zuverlässigkeit registerhaltig auf eine bewegliche
Materialbahn aufzubringen.
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Darüber hinaus liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zum
Korrigieren der Position einer einzelnen Lasche während der Überführung
der Lasche zu realisieren, so daß die gewünschte
Registerhaltigkeit gewährleistet ist.
LÖSUNG
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Die obengenannten und weitere Aufgaben wurden nach der
vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß ein Verfahren des in der
Einleitung genannten Typs das kennzeichnende Merkmal erhielt,
daß die Laschen in einer Zufuhrstation jeweils zu einer
Haltebacke überführt werden, die entlang des Umfangs des Rades
verschiebbar ist, wobei die Backe, während sich das Rad in Drehung
befindet, die Lasche in Kontakt mit einem von mehreren
gleichmäßig beabstandeten Anschlägen bewegt, die entlang des Umfangs
des Rades angeordnet sind, woraufhin die Lasche in einer
Aufbringstation auf die Bahn überführt wird.
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Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung
erhielten ferner die in den beigefügten Unteransprüchen 2 und 3
dargelegten kennzeichnenden Merkmale.
AUFGABEN DER ERFINDUNG - DIE VORRICHTUNG
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Auf diesem Gebiet wünscht man ferner, eine Vorrichtung zum
Aufbringen von Laschen auf eine kontinuierliche Materialbahn
vorzusehen, wobei die Vorrichtung in einer Umwandlungsmaschine
angeordnet werden und während ihres Betriebs Laschen mit guter
Genauigkeit und Zuverlässigkeit aufbringen kann, während sie
mit ihrer normalen Geschwindigkeit, d.h. zwischen 400 und 500
Metern/min arbeitet.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin,
eine Aufbringvorrichtung zu realisieren, die nicht nur Laschen
an der richtigen Position auf eine Materialbahn aufbringt,
sondem die Laschen mit der gewünschten Geschwindigkeit auch von
einer kontinuierlichen Materialbahn entfernt, die den
eigentlichen Laschen zugeordnet ist.
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Ferner liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
eine Aufbringvorrichtung zu realisieren, die kompakt,
unkompliziert ist und mit relativ niedrigen Kosten hergestellt werden
kann.
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Darüber hinaus liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Aufbringvorrichtung für Laschen zu realisieren, die
nicht an den Nachteilen leidet, die den Vorrichtungen aus dem
Stand der Technik innewohnen.
LÖSUNG
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Diese und weitere Aufgaben wurden nach der vorliegenden
Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung des in der Einleitung
offenbarten Typs das kennzeichnende Merkmal erhielt, daß das
Rad entlang seines Umfangs eine Anzahl von Anschlägen, die in
gleichmäßig beabstandeter Beziehung angeordnet ist, sowie eine
Anzahl von Haltebacken trägt, die am Umfang bezüglich der
Anschläge hin- und herverschiebbar sind.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung erhielten ferner die in den beigefügten
Unteransprüchen 5 und 10 dargelegten kennzeichnenden Merkmale.
VORTEILE
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Die richtige Anbringung der einzelnen Laschen in Ausrichtung zu
an der Materialbahn vorliegenden Unregelmäßigkeiten, z.B. von
vorgefertigten Gießtüllen oder Öffnungen, Falzlinien oder
Druckmustern wird gewährleistet, indem ein Verfahren und eine
Vorrichtung vorgesehen sind, um die Position der Lasche während
der Überführung der einzelnen Laschen von der Zufuhrstation zu
einer Anbringstation auf die richtige Positionierung gegen den
festliegenden Anschlag einzustellen. Das unkomplizierte
Bewegungsmuster und die relativ kurzen Bewegungsentfernungen
gewährleisten einen harmonischen und glatten Betrieb, der sowohl
bei Hochgeschwindigkeit als auch während eines längeren
Betriebs einen harmonischen und glatten Betrieb garantiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
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Im folgenden wird nun eine bevorzugte Ausführungsform des
Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
unter speziellem Bezug auf die beigefügten schematischen
Zeichnungen im einzelnen beschrieben, die nur die zum Verständnis
der vorliegenden Erfindung wesentlichen Einzelheiten
darstellen; darin zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des
Betriebsprinzips bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens und
der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung; und
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Fig. 2 einen Teil einer Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die schematische Seitenansicht von Fig. 1 zeigt im Prinzip das
Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
so, wie diese zum registerhaltigen Überführen von Laschen an
eine Bahn ausgelegt sein kann, die mit hoher Geschwindigkeit
durch eine Umwandlungsmaschine befördert wird. In einem solchen
Fall wird ein Rad 1 verwendet, daß in einer Anbringstation 2
mit seinem Umfang gegen eine Materialbahn 3 anliegt, die von
der Umwandlungsmaschine in Fig. 1 von links nach rechts
vorgeschoben wird. An der diametral entgegengesetzten Seite des
Rades
1 ist eine Zufuhrstation 4 angeordnet, in der Laschen 5 mit
Hilfe eines Magazin- oder Trägerstreif ens 6 zum Umfang des
Rades überführt werden, wenn der Streifen 6 an einer
Umlenkeinrichtung 7 vorbeiläuft.
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Das zwischen der Zufuhrstation 4 und der Anbringstation 2
angeordnete Rad 1 zeigt eine Nut 8, die sich gegen seinen Umfang
-erstreckt und eine Anzahl (acht) von Haltebacken 9 aufnimmt,
die um den Umfang des Rades verschiebbar sind. Das Rad 1 ist in
eine Anzahl von Kreissektoren unterteilt, in denen jeweils eine
Haltebacke 9 zur Hin- und Herbewegung in der Nut 8 angeordnet
ist (aus der Sicht in Drehrichtung des Rades). Jede Haltebacke
9 umfaßt eine aktive Fläche oder eine Arbeitsfläche 10, die mit
der Umfangsfläche des Rades zusammenfällt und in die eine
Anzahl von Vakuumleitungen 11 münden. Am vorderen Ende der
Arbeitsfläche 10 (aus der Sicht in Drehrichtung des Rades, d.h.
gegen den Uhrzeigersinn) sind eine Anzahl von länglichen
Stiftnuten 12 vorgesehen, die sich radial durch die Backe 9
erstrecken und in denen Stifte 13 untergebracht sind, die als
Anschläge dienen, wobei sich die Stifte leicht radial außerhalb
der Arbeitsfläche 10 der Backe erstrecken, so daß sie an einer
Seite eine Anlagefläche aufweisen, die bündig mit der Fläche
der Backe abschließt. Die Stifte 13 sind bezüglich des Rades 1
(am Boden der Nut 8) fest angeordnet, wobei die Stiftnuten 12
eine solche Länge aufweisen, daß sich die Backe innerhalb des
Kreissektors ohne Behinderung durch die Stifte 13 hin- und
herbewegen kann. Die Stifte können zum Zentrum des Rades hin
eingedrückt werden, d.h. sie sind gegen die Wirkung von (nicht
gezeigten) Federn radial bewegbar.
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Jede Haltebacke 9 ist mit einer Antriebsanrichtung 14
verbunden, die aus einer fest angeordneten Steuerkurve besteht, in
der ein mit jeder Haltebacke 9 verbundener Nockenstößel 15
läuft. Die Nockenstößel 15 weisen Winkelhebel auf, die an ihrem
gekrümmten Abschnitt schwenkbar in dem Rad 1 gelagert sind und
an ihrem von der Steuerkurveabgewandten Ende schwenkbar in der
Haltebacke 9 gelagert sind. Die Nockenkurve ist derart
ausgeführt, daß jede Haltebacke mit Hilfe des Nockenstößels 15
während
einer Umdrehung des Rades 1 innerhalb jedes entsprechenden
Kreissektors zwischen einer vorderen und einer hinteren
Position verschoben wird.
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Die in die Arbeitsfläche 10 der Haltebacke mündenden
Vakuumleitungen 11 sind über (nicht gezeigte) flexible Anschlußleitungen
mit einer Vakuumquelle eines bekannten Typs, z.B. einem Gebläse
oder einem Vakuumtank verbunden, die mit einem Kompressor
verbunden ist. Die Stärke des Vakuums ist selbstverständlich wie
die Zeit, während derer die Vakuumquelle mit den
Vakuumleitungen 1 jeder entsprechenden Haltebacke 9 verbunden werden soll,
einstellbar. Die physikalische Mechanik der Haltebacke, d.h.
die Hublänge und das Bewegungsmuster können natürlich ebenfalls
auf herkömmliche Weise eingestellt werden.
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Das Rad 1 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben,
die völlig der Bewegungsgeschwindigkeit der Materialbahn 3
entspricht. In einem solchen Fall ist gewährleistet, daß das Rad 1
oder, genauer, die in gleichem Abstand angeordneten Anschläge
oder Stifte 3 registerhaltig zu den wiederholt wiederkehrenden
Unregelmäßigkeiten an der Materialbahn 3 gedreht werden, die
die Anordnung der einzelnen Laschen 5 bestimmen. Diese
Unregelmäßigkeiten können beispielsweise in Form von vorgefertigten
Gießöffnungen oder Löchern 16 vorliegen oder aus einem anderen
Typ einer Unregelmäßigkeit bestehen, z.B. Querfalzlinien,
gedruckten Markierungen oder ähnlichem.
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Sollen die Laschen 5 unter Verwendung des Verfahrens und der
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an die Materialbahn
3 überführt werden, dann läßt man das Rad 1 zunächst mit einer
Umfangsgeschwindigkeit drehen, die der Vorschubgeschwindigkeit
der Materialbahn 3 entspricht, wobei gleichzeitig die
Drehposition des Rades 1 eingestellt wird, bis die Anschläge oder
Stifte 13 bezüglich der Unregelmäßigkeiten oder Löcher 16 an der
Materialbahn in korrekter Registerposition liegen. Das Rad 1
wird in Anlage gegen die Materialbahn 3 gebracht, wobei
gleichzeitig der Vorschub der einzelnen Laschen 5 zur
Versorgungsstation 4 beginnt. Dies wird durchgeführt, indem der Magazin- oder
Trägerstreifen 6 an der Umlenkeinrichtung 7 vorbeigeführt wird,
die den Streifen derart doppelt faltet, daß sich einzelne
lösbare Laschen 5, die mit dem Magazinstreifen 6 verbunden sind,
von dem Streifen lösen und zu der Arbeitsfläche 10 an einer der
Haltebacken 9 des Rades 1 überführt werden. Der Magazin- oder
Trägerstreifen 6 wird durch einen (nicht gezeigten)
Antriebsmotor vorgeschoben, der gewährleistet, daß der Streifen 6 auf
eine (nicht gezeigte) Magazinrolle gewickelt wird, wenn die
Laschen abgenommen sind. Wird eine Lasche 5 zu dem Rad 1
überführt, d.h. gelangt sie fortschreitend mit der Arbeitsfläche 10
einer Haltebacke 9 in Kontakt, dann stehen die Vakuumleitungen
11 der Haltebacke in Verbindung mit der Vakuumquelle, so daß
die Lasche dann, wenn sie an dem Bereich der Arbeitsfläche
angeordnet ist, der ein Muster von einmmündenden Vakuumleitungen
11 zeigt, mittels des Vakuums an der Arbeitsfläche gehalten
wird. In dieser Situation sollte das Vakuum nicht stärker als
erforderlich sein, um die Verschiebung der Lasche über die
Oberfläche gegen einen gewissen Widerstand zu ermöglichen, was
im folgenden genauer erläutert wird.
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Beim Überführen einer einzelnen Lasche 5 zu einer Haltebacke 9
ist die Haltebacke aus der Sicht in Drehrichtung des Rades 1 an
ihrer hinteren Position angeordnet, d.h. an der hintersten
Umkehrposition der Hin- und Herbewegung, die die Backe mit Hilfe
der Antriebseinrichtung 14 innerhalb ihres Kreissektors bei der
Drehung des Rades 1 beschreibt (wie in Fig. 1 gezeigt). In
diesem Fall überdeckt die überführte Lasche 5 wenigstens einen
Teil der in die Arbeitsfläche mündenden Vakuumleitungen 11 und
wird dadurch nach dem Überführen von dem Magazin- oder
Trägerstreifen 6 gehalten. Bei weiterer Drehung des Rades gegen den
Uhrzeigersinn treibt die Steuerkurve 14 die entsprechende
Haltebacke 9 über den Nockenstößel 15 fortschreitend nach vorne in
Drehrichtung des Rades 1, bis die Haltebacke 9 so weit nach
vorne verschoben ist, daß die gesamte Länge der Stiftnut 12
benutzt ist, d.h. der Stift 13 befindet sich nahe an dem hinteren
Ende der Nut 12 (aus der Sicht in Drehrichtung des Rades 1).
Während der Vorwärtsbewegung der Haltebacke 9 gelangt die von
dem Vakuum gehaltene Lasche 5 mit ihrem vorderen Ende mit den
Anschlägen oder Stiften 13 in Kontakt, wodurch verhindert wird,
daß die Lasche 5 die Haltebacke 9 bei ihrer weiteren
Vorwärtsbewegung in Richtung zu der vorderen Umkehrposition der Backe
begleitet. Die Lasche 5 bleibt also gegen die Wirkung des
Vakuums und die Vorwärtsbewgung der Haltebacke 9 in einer
definierten Position, wobei ihre Vorderkante gegen die stationären
Anschläge oder Stifte 13 positioniert ist, wodurch die Position
der Lasche innerhalb ihres relevanten Kreissektors wohl
definiert ist. Da das Rad 1 vorher derart orientiert wurde, daß die
Anschläge 13 mit der Materialbahn in der gewünschten
Registerhaltigkeit in Kontakt gelangen, können die einzelnen Laschen 5
nun in der korrekten, vorbestimmten Registerposition zu der
Bahn überführt werden, d.h. derart, daß sie bezüglich der oben
erwähnten Unregelmäßigkeiten oder Löcher 16 an der korrekten
Registerposition angeordnet sind, wenn sie mit der Materialbahn
3 in Kontakt gelangen. Die Überführung zu der Materialbahn 3
wird durch den Anlagedruck der Bahn gegen den Umfang des Rades
1 (oder genauer die Arbeitsfläche 10 der Haltebacke 9)
geleistet, wobei ein Leim oder ein Kleber, der die Laschen 5 mit dem
Magazin- oder Trägerstreifen 6 verbindet, verwendet werden
kann, um zu gewährleisten, daß die einzelnen Laschen 5 an der
Materialbahn 3 haften und sich nicht mit den Arbeitsflächen 10
der Haltebacken 9 verbinden. Um die Überführung zu
vereinfachen, kann die Verbindung zwischen der Vakuumquelle und den
Vakuumleitungen 11 möglicherweise in Verbindung mit jeder
entsprechenden Haltebacke 9 unterbrochen werden, die an der
Anbringstation 2 vorbeiläuft.
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Da der Typ der Lasche und der Materialbahn innerhalb weiter
Grenzen variieren kann, können das Verfahren und die
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Arten
verändert werden, ohne vom Geist und Umfang des hier
offenbarten Erfindungsgedanken abzuweichen. So können die Laschen
selbstverständlich auf verschiedene Arten zugeführt werden,
z.B. durch Abtrennen von einem Streifen, durch Stanzen gegen
die Arbeitsfläche, durch Aufnahme aus einem Magazin oder durch
andere Mittel. Ebenso können die Laschen unter Verwendung
unterschiedlicher Verfahren, z.B. durch Heißversiegelung, eine
Heißschmelzanwendung oder ähnliches auf die Materialbahn
aufgebracht werden.
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Es hat sich erwiesen, daß das Verfahren und die Vorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung bei sehr hohen
Arbeitsgeschwindigkeiten zufriedenstellend arbeiten, und daß die
Anordnungsgenauigkeit und allgemein die Zuverlässigkeit den höchsten
Standards genügen. Die potentiell hohe Arbeitsrate sorgt dafür, daß
das Verpackungsmaterial bei der Herstellung rationell mit den
gewünschten Laschen oder Streifenabschnitten versehen wird, die
als Abreißstreifen oder Aufreißlaschen an den fertigen und
gefüllten Verpackungsbehältern dienen, zu denen die Materialbahn
dann in Verpackungs- oder Füllmaschinen des bekannten Typs
umgewandelt wird.
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Die vorliegende Erfindung sollte nicht als auf das oben
Beschriebene und in den Zeichnungen Gezeigte begrenzt gelten,
wobei viele Veränderungen denkbar sind, ohne den Umfang der
beigefügten Ansprüche zu verlassen.