EP1339609B1 - Verfahren und vorrichtung zum positionieren von folienbahnen einer verpackungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum positionieren von folienbahnen einer verpackungsvorrichtung Download PDF

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EP1339609B1
EP1339609B1 EP01997437A EP01997437A EP1339609B1 EP 1339609 B1 EP1339609 B1 EP 1339609B1 EP 01997437 A EP01997437 A EP 01997437A EP 01997437 A EP01997437 A EP 01997437A EP 1339609 B1 EP1339609 B1 EP 1339609B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
web
recognition means
packaging device
positioning
Prior art date
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EP01997437A
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English (en)
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EP1339609A1 (de
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Dietmar Send
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GEA CFS Germany GmbH
Original Assignee
CFS Germany GmbH
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Priority to DK01997437T priority Critical patent/DK1339609T3/da
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B41/00—Supplying or feeding container-forming sheets or wrapping material
    • B65B41/18—Registering sheets, blanks, or webs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B41/00—Supplying or feeding container-forming sheets or wrapping material
    • B65B41/12—Feeding webs from rolls

Definitions

  • the invention relates to a method for positioning of Film webs of a packaging device, in which an in Feed direction moved first sheet goods in troughs this first sheet of film are inserted, then one of a Rail stock against the resistance of a brake subtracted second Film web placed on the first film web and with this is connected, wherein the feed of the second film web detected behind the track stock by a detection means and by varying the braking force of the brake as a function of Signal of the detection means is set, so that respectively a repeat as a defined region of the second film web the troughs of the first film web comes to rest. Further concerns the invention a packaging device for carrying out this procedure.
  • Such a method or such a packaging device is generally known from US 3427778 and from US 3979877 and from DE 4041547.
  • This is the first film web provided with the hollows, inserted in the goods to be packed become.
  • the second film web on this first placed with the goods stocked film web and either in vacuum technology or even with trapped air, for example in a sealing station welded with this.
  • This packaging technique is commonly used for food used, but is also common for other goods.
  • to Labeling of the packaging will usually be at least the second Printed film web, this often happens completely Thus, for example, the packaged goods protected from UV light can be.
  • the imprint is according to the packaging length subdivided into repeats, so that over each trough one each Rapport comes to rest.
  • the upper second film web is preferred under tension, so that in the later packaging no Wrinkles.
  • the second sheet of film withdrawn from a supply for example, may be formed by a roll.
  • About guides is the so under tension second Film web placed on the first film web and then welded, wherein by adjusting the braking force, the position and stretching the flexible film web can be adjusted.
  • the imprint is carried out in this way be that the desired picture only after a certain bias of the second film web results.
  • the position of the individual reports is via a detection means made, via a scheme, the braking force can be adjusted so that the feed speed the second film web adapted to that of the first film web can be.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for positioning the film web and a packaging device for exact and easy positioning of the repeats of the second Create film web over the troughs of the first film web.
  • This object is achieved according to the invention in that over a second detection means the exact position of the repeat is detected relative to the first film web and dimensional deviations the position of the first detection means relative is changed to the conveying direction of the second film web.
  • the position of the first recognition means becomes back-oriented, that is, against the direction of conveyance the second film web changed, making the first detection means register the report accordingly earlier and then the Brake correspondingly stronger pressed to a lesser extent Deduction of the second film web the position of the second film web Correct accordingly over the first film web.
  • the proposed method is particularly applicable to packaging devices, which run fully automatically.
  • the method is equally suitable, for example in be used in other manufacturing processes, in which it is particularly important to two slides over each other position.
  • the first film web, which picking up the goods to be packaged referred to as sub-rail
  • the second film web which closes the troughs becomes commonly referred to as upper web.
  • the inventive proposal ensures that a self-adjusting system is created.
  • the upper course with respect to the lower course when setting up the Machine is no longer highly accurate, because the two detection means in cooperation with the graduated intervention in the respective control circuit and the brake and the inherent elasticity the foil the appropriate positioning of the Reach the upper orbit on the lower runway.
  • the process is running fully automatic.
  • the proposal according to the invention is not only a Format change speeds up the necessary adjustments are reduced by the proposal according to the invention, but It also gives a higher stability during operation It has been found that the tension of a web supply withdrawn film web during processing is not always is equal to. The film becomes after the production for example Turned on a winding, where also the web something is stretched or wound under tension. This dimension is not always the same along the conveying direction, as a result, a certain offset of the Rapportes occurs, even if the rapport at the beginning exactly on the trough was aligned. This effect is also due to the inventive proposal automatically compensated. In the result the invention achieves a lower manual or Personnel positioning effort when changing a film web and a higher stability, that is, consistent Quality of the packaging.
  • the film web can be actuated due to its inherent elasticity the brake or release the brake in a certain Scope be offset so that with a corresponding signal of the first detection means, the controller a control intervention can make. Detects the second optical detection means a positional deviation of the repeat of the second film web relative to the trough in the first film web, then becomes the first detection means erwas, so that the brake either (something) to be solved or early attracted more. When releasing the brakes, the elasticity of the film is make sure that the rapport is pulled forward a bit.
  • the detection means The position of the report can determine what Conveniently done by so-called tax stamps, by the detection means of the remaining area of the film web can be distinguished.
  • Such control means can for example, (optical) markings on the film web, but it may also be possible that on the basis of certain imprints the position of the repeat is identified. Also one Detecting the position, especially the position of the lower one Foil tape over edges or other significant parts of the Slides is possible.
  • optical, ie visible tax stamps it is also possible that not visible marks, for example ultraviolet reflecting Tax stamps and so on. conveniently, is of course the training of the detection means of the tax stamp customized. But it is also possible, instead of detection means other sensors such as Hall sensors or to use different-acting sensors, the corresponding to Means are sensitive as control marks on the film web.
  • the optical detection means may be simple Photocells act that respond to a specific signal strength.
  • the necessary light that the photocell switches, either as reflected or transmitted light fall on the cell.
  • a transparent packaging can For example, a light beam, which also from a low-performance Laser beam can exist, through the packaging, the means to shine through the first and the second film web, so that when passing a dog tag this Beam is interrupted for a defined time.
  • a light beam which also from a low-performance Laser beam can exist, through the packaging, the means to shine through the first and the second film web, so that when passing a dog tag this Beam is interrupted for a defined time.
  • this Design it is possible in the first as well as in the second film web to provide a dog tag.
  • the tax stamps can be different Have expansions, so that a signal different Length of the photocell will be generated.
  • the second detection means in turn consists of several at a distance (in the conveying direction) arranged sensors consists.
  • Such an arrangement is favorable, for example, when the Conveying speed is not known exactly and by the second sensor a speed or time measurement and thus an offset measurement is possible.
  • the Recognition means provides only a time value on this Offset.
  • the second foil tape is usually provided with information about the goods to be packed and printed with promotional motifs be. However, it may also be possible that this second Foil tape is not printed and either from a transparent or a non-transparent, especially colored Plastic exists. In these cases, the tax stamp through additional tools such as dashes or other specifically arranged optical defects implemented become. Thus, for example, the rapport through a local Change the reflection properties to be marked. A Such changes can be made, for example, by matting one otherwise achieve a shiny surface. Also, for example possible, an ultraviolet radiation activatable Provide reflector layer as a tax stamp.
  • This means that the welding process is only triggered when the second optical detection means of the controller signals that the orientation of the two film webs relative to each other corresponds to the desired state. In this way It automatically avoids inaccuracies in the packaging occur.
  • the position is preferred the first and the second detection means in the feed direction adjustable.
  • the device in a simple way the device other Rapport- or packaging tray lengths are converted can.
  • this adjustability is electronic monitored and controlled mechanically or electromechanically.
  • the position in the direction perpendicular to the feed motion can be adjustable so that different widths of the Film webs can be processed.
  • the second detection means is arranged either before or after the sealing station.
  • the advantage of an arrangement after the sealing station is that here upper and lower web are already welded together so sure of the actual state, namely the state of the finished Packaging, is verifiable.
  • the disadvantage here is that the Packaging is already closed and possibly as a committee to treat.
  • the use of the second detection means before the sealing station still one certain correction possibility, so that the films in the sealing station correctly connected.
  • the measure of the position correction of the first detection means the dimensional deviation caused by the second detection means is determined corresponds substantially. It can in this case an interval of about 70% to 130% of the known dimensional deviation given in particular by the Elasitztician of the film and also by the way of Control loop depends.
  • the Measure the position correction of the first detection means by the dimensional deviation is limited as the maximum value. It is included also possible that in significantly smaller correction steps in Regarding the deviation is corrected to gradually to touch the right orientation.
  • the positioning method is periodic is performed, wherein the period is longer than that Processing time that passes while a rapport of the first conveyed to the second detecting means.
  • the control cycle is chosen shorter than itself a change made in the system has spread first, this results in fluctuations or beats in the System and the desired result is not achieved.
  • the control loop must have a certain "inertia", which in the present case by a distance of the two detection means on the one hand and through the average conveying speed is determined.
  • a packaging device in particular for carrying out the inventive Packing procedure stylized illustrated.
  • For the Packing of goods will be a first film web (sub-web) 1 in Moving feed direction, wherein in this first film web. 1 Trays 8 are introduced, in which the goods are stored.
  • a second film web (upper web) 2 deducted by deflection rollers (not shown here) on the first film web. 1 is hung up and then by a here also not illustrated seal in a sealing station with the first Film web 1 is welded.
  • the second film web 2 On the second film web 2 are usually imprints be arranged, which are divided into individual reports 7, so such a repeat over each of the troughs 8 to lie comes. These reports usually contain a print with which the goods advertised / described and other necessary information be made to the contents of the packaging container. Off (in particular For quality reasons, it is desirable that the repeat 7 is located just above the troughs 8 so that during the subsequent cutting process not part of the Rapportes 7 is cut off. In the worst case would thereby even legally prescribed information cut out so that the goods would no longer be marketable.
  • the illustrated packaging machine is a simple embodiment, usually several repeat reports 7 and troughs 8 be arranged in a row next to each other, so that in For example, you can have four packages at the same time can be produced.
  • the second film web 2 is by a pulling device of the Web supply 3 unrolled, where they by a brake 6 to tension is held. This voltage causes the over the Mulde 8 arranged film is under tension and so on smooth wrinkle-free surface is created during subsequent packaging.
  • a first (optical) recognition means 4 provided that when unwinding the second Film web 2 from the web supply 3 control marks on the second Film web recognizes and a control of the packaging machine the position of these tax stamps reports.
  • the inventive Packaging device a second (optical) detection means 5 on, before or after welding the first film web 1 with the second film web 2 the position of the report once again based on tax stamps.
  • the first detection means 4 is held movably on a guide 10.
  • the mobility is indicated by the double arrow 11, wherein this mobility parallel to the conveying direction of the upper web. 2 is.
  • the recognition means 4 moves vertically, but the same arrangement also possible in horizontal orientation or at an angle.
  • Tax stamps can be introduced auxiliary lines, optical defects, which are deliberately introduced into the film, or also the repeat itself or edges of the slides.
  • the optical detection means 4, 5 include a Light source and a photocell, which reflected the film Light of the light source absorbs and so passing the Detects tax stamps.
  • a transmitted light measurement could also be used take place, in which case the position of the first Film web 1 can be controlled well.
  • the brake 6 is in the case shown a simple friction brake, Of course, by slowing down the rolling process the web supply 3 a braking effect can be achieved. This would have the further advantage that by friction as a result of Brake operation of the repeat not scratched or other Way can be damaged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung, bei dem in eine in Vorschubrichtung bewegte erste Folienbahn Waren in Mulden dieser ersten Folienbahn eingelegt werden, dann eine von einem Bahnvorrat gegen den Widerstand einer Bremse abgezogene zweite Folienbahn auf die erste Folienbahn aufgelegt und mit dieser verbunden wird, wobei der Vorschub der zweiten Folienbahn hinter dem Bahnvorrat durch ein Erkennungsmittel erfasst und durch Variation der Bremskraft der Bremse in Abhängigkeit des Signals des Erkennungsmittel eingestellt wird, so dass jeweils ein Rapport als definierter Bereich der zweiten Folienbahn auf den Mulden der ersten Folienbahn zu liegen kommt. Ferner betrifft die Erfindung eine Verpackungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein solches Verfahren bzw. eine derartige Verpackungsvorrichtung ist aus US 3427778 und aus US 3979877 und aus DE 4041547 allgemein bekannt. Hierbei wird die erste Folienbahn mit den Mulden versehen, in die zu verpackende Waren eingelegt werden. Anschließend wird die zweite Folienbahn auf diese erste mit den Gütern bestückte Folienbahn aufgelegt und entweder in vakuumtechnik oder auch unter Lufteinschluss zum Beispiel in einer Siegelstation mit dieser verschweißt. Nachfolgend werden dann die einzelnen Mulden mit dem umgebenden Bereich der Folie voneinander getrennt und so einzelne Warenverpackungen hergestellt. Diese Verpackungstechnik wird häufig für Lebensmittel eingesetzt, ist jedoch auch für andere Waren gebräuchlich. Zur Beschriftung der Verpackung wird meist zumindest die zweite Folienbahn bedruckt, wobei dies häufig vollständig geschieht, damit beispielsweise die verpackte Ware vor UV-Licht geschützt werden kann. Der Aufdruck ist entsprechend der Verpackungslänge in Rapporte unterteilt, so dass über jede Mulde jeweils ein Rapport zum Liegen kommt.
Aus optischen Gründen und um eine luftsichere Verschweißung zu gewährleisten, steht die obere zweite Folienbahn bevorzugt unter Spannung, damit diese bei der späteren Verpackung keine Falten wirft. Hierzu wird gegen die Rückhaltekraft einer einstellbaren Bremse die zweite Folienbahn aus einem Vorrat abgezogen, der beispielsweise von einer Rolle gebildet sein kann. Über Führungen wird die so unter Spannung stehende zweite Folienbahn auf die erste Folienbahn aufgelegt und dann verschweißt, wobei durch Einstellung der Bremskraft die Position und Dehnung der flexiblen Folienbahn eingestellt werden kann. In der Praxis wird zum Beispiel der Aufdruck so ausgeführt sein, dass sich das gewünschte Bild erst nach einer gewissen vorspannung der zweiten Folienbahn ergibt.
Die Position der einzelnen Rapporte wird über ein Erkennungsmittel vorgenommen, wobei über eine Regelung die Bremskraft eingestellt werden kann, so dass die Vorschubgeschwindigkeit der zweiten Folienbahn an diejenige der ersten Folienbahn angepasst werden kann.
Obwohl dies zur generellen Regelung der verpackungsmaschinen ausreichend ist, hat es sich doch erwiesen, dass häufig geringe Positionsabweichungen möglich sind, so dass die Rapporte nicht hundertprozentig genau über den Mulden zum Liegen kommen. Insbesondere bei Verpackungen, die bis an den Rand bedruckt werden sollen, erweist sich dies als nachteilig, da zum einen ein schlechterer Qualitätseindruck der so verpackten Ware entsteht und zum anderen, sofern durch die Lageabweichung gar notwendige Angaben nicht mehr über der eigentlichen Verpackung zum Liegen kommen, sondern im Rahmen des späteren Schneidevorgangs weggeschnitten werden, die Ware nicht mehr verkehrsfähig ist. Beispielsweise dürfen Angaben wie das Mindesthaltbarkeitsdatum eines Lebensmittels oder die Gewichtsangabe auf diese Weise unter keinen Umständen aus dem Bereich der späteren Verpackung herausfallen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Positionieren der Folienbahn sowie eine Verpackungsvorrichtung zum genauen und einfachen Positionieren der Rapporte der zweiten Folienbahn über den Mulden der ersten Folienbahn zu schaffen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass über ein zweites Erkennungsmittel die genaue Position des Rapportes relativ zu der ersten Folienbahn detektiert wird und bei Maßabweichungen die Position des ersten Erkennungsmittels relativ zur Förderrichtung des zweiten Folienbahn verändert wird.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verpackungsverfahrens ist es nun möglich, über das zweite Erkennungsmittel eine genaue Lagedefinition vorzunehmen. Wird hierbei festgestellt, dass die Position von der Sollposition abweicht, so wird über die Änderung der Position des ersten Erkennungsmittels ein Regeleingriff vorgenommen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß von der Kontrolle des Ist-Zustandes durch das zweite Erkennungsmittel die Position des ersten Erkennungsmittels relativ zur Förderrichtung der zweiten Folienbahn verändert wird. Dies führt dazu, daß aufgrund des Regelkreises, welcher aus dem ersten Erkennungsmittel und der Bremskraft besteht, dieser Regelkreis entsprechend beeinflußt wird. Ergibt es sich beispielsweise, daß das zweite Erkennungsmittel feststellt, daß der Rapport etwas vor der geforderten Position angeordnet ist, also etwas vor den Mulden zu liegen kommt, so würde der vordere Bereich eines eventuell aufgebrachten Druckbildes abgeschnitten werden. In diesem Fall wird die Position des ersten Erkennungsmittels zurückorientiert, das heißt, gegen die Förderrichtung der zweiten Folienbahn verändert, wodurch das erste Erkennungsmittel den Rapport entsprechend früher registriert und dann die Bremse entsprechend stärker betätigt, um über einen geringeren Abzug der zweiten Folienbahn die Position der zweiten Folienbahn über der ersten Folienbahn entsprechend zu korrigieren.
Das vorgeschlagene Verfahren wird insbesondere bei Verpackungsvorrichtungen, die vollautomatisch ablaufen, durchgeführt. Das Verfahren ist aber in gleicher Weise geeignet, zum Beispiel in anderen Herstellungsprozessen eingesetzt zu werden, bei welchen es insbesondere darauf ankommt, zwei Folien übereinander zu positionieren. Üblicherweise wird die erste Folienbahn, welche die zu verpackenden Güter aufnimmt, als Unterbahn bezeichnet, die zweite Folienbahn, welche die Mulden verschließt, wird üblicherweise als Oberbahn bezeichnet.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß ein sich selbst justierendes System geschaffen wird. Auf die Anordnung der Oberbahn bezüglich der Unterbahn beim Einrichten der Maschine kommt es nicht mehr hochgenau an, da die beiden Erkennungsmittel im Zusammenwirken mit dem abgestuften Eingriff in den jeweiligen Regelkreis und der Bremse und der Eigenelastizität der Folie die entsprechende Positionierung der Oberbahn auf der Unterbahn erreichen. Der Prozeß läuft dabei vollautomatisch ab.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird aber nicht nur ein Formatwechsel beschleunigt, die notwendigen Einstellarbeiten werden durch den erfindungsgemäßen Vorschlag reduziert, sondern er gibt auch eine höhere Stabilität während des Betriebes, da es sich ergeben hat, daß die Zugspannung der von einem Bahnvorrat abgezogenen Folienbahn während der Bearbeitung nicht immer gleich ist. Die Folie wird nach der Herstellung zum Beispiel auf einen Wickel aufgedreht, wobei auch hier die Bahn etwas gedehnt wird beziehungsweise unter Spannung aufgewickelt ist. Dieses Maß ist längs der Förderrichtung nicht immer gleich, wodurch es sich ergibt, daß hieraus ein gewisser Versatz des Rapportes erfolgt, auch wenn der Rapport am Anfang exakt auf der Mulde ausgerichtet war. Auch dieser Effekt wird durch den erfindungsgemäßen Vorschlag automatisch kompensiert. Im Ergebnis erreicht die Erfindung einen geringeren händischen beziehungsweise personellen Positionieraufwand bei dem Wechseln einer Folienbahn und eine höhere Stabilität, das heißt, gleichbleibende Güte der Verpackungen.
Die Folienbahn kann aufgrund ihrer Eigenelastizität durch Betätigen der Bremse bzw. Lösen der Bremse in einem gewissen Umfang versetzt werden, so dass bei einem entsprechenden Signal des ersten Erkennungsmittels die Steuerung einen Regeleingriff vornehmen kann. Erkennt das zweite optische Erkennungsmittel eine Lageabweichung des Rapports der zweiten Folienbahn relativ zu der Mulde in der ersten Folienbahn, so wird das erste Erkennungsmittel erwas versetzt, derart, daß die Bremse entweder (etwas) gelöst werden oder frühzeitig stärker angezogen werden. Bei Lösen der Bremsen wird die Elastizität der Folie dafür sorgen, dass der Rapport ein Stück nach vorne gezogen wird.
Andererseits ist es möglich, dass die zweite Folienbahn dem Vorschub der ersten Folienbahn nachläuft, also der Rapport etwas hinter der Position der Mulde angeordnet ist. In diesem Fall kann die Bremse gelöst werden, bei konstanter Abzugskraft wird sich dabei die Vorschubgeschwindigkeit des zweiten Folienbandes erhöhen, und somit kann der Nachlauf wieder aufgeholt werden.
Dabei ist es möglich, eine Korrektur bzw. genaue Positionierung der Folienbahn entweder über ihre eigene Elastizität zu erreichen, die natürlich nur bis zur Reißfestigkeit beansprucht werden kann, oder aber, dass Vorschub bzw. Bremse für die Folienbahn so gesteuert werden, dass - ohne zusätzliche Ausnützung der Elastizität - die relative Lage der oberen Folienbahn auf der Folienbahn mit den Mulden verändert wird. Auch hierdurch ist es möglich, die relative Position des ersten Erkennungsmittels in Förderrichtung der zweiten Folienbahn zu verändern.
Zur Durchführung des genannten Verfahrens müssen die Erkennungsmittel die Position des Rapports ermitteln können, was günstigerweise durch sogenannte Steuermarken geschieht, die von den Erkennungsmitteln von dem übrigen Bereich der Folienbahn unterschieden werden können. Derartige Steuermittel können beispielsweise (optische) Markierungen auf der Folienbahn sein, es kann aber auch möglich sein, dass anhand bestimmter Aufdrucke die Position des Rapports identifiziert wird. Auch eine Erkennung der Position, insbesondere der Position des unteren Folienbandes über Kanten oder sonstige signifikante Stellen der Folien ist möglich. Alternativ zum Einsatz von optischen, also sichtbaren Steuermarken ist es aber auch möglich, daß nicht sichtbare Markierungen, zum Beispiel ultraviolett reflektierende Steuermarken und so weiter vorgesehen werden. Günstigerweise ist natürlich die Ausbildung des Erkennungsmittels der Steuermarke angepaßt. Es ist aber auch möglich, an Stelle von Erkennungsmitteln andere Sensoren wie zum Beispiel Hallsensoren oder anders wirkende Sensoren einzusetzen, die auf entsprechende Mittel als Steuermarken auf der Folienbahn sensitiv sind.
Bei den optischen Erkennungsmitteln kann es sich um einfache Fotozellen handeln, die auf eine bestimmte Signalstärke ansprechen. Hierbei kann das notwendige Licht, das die Fotozelle schaltet, entweder als reflektiertes oder transmittiertes Licht auf die Zelle fallen. Bei einer transparenten Verpackung kann beispielsweise ein Lichtstrahl, der auch aus einem leistungsschwachen Laserstrahl bestehen kann, durch die Verpackung, das heißt durch die erste und die zweite Folienbahn hindurchscheinen, so dass bei Passieren einer Erkennungsmarke dieser Strahl für eine definierte Zeit unterbrochen wird. Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, in der ersten als auch in der zweiten Folienbahn eine Erkennungsmarke vorzusehen.
Damit unterschieden werden kann, welche der Steuermarken zu welcher Folienbahn gehört, können die Steuermarken unterschiedliche Ausdehnungen aufweisen, so dass ein Signal unterschiedlicher Länge von der Fotozelle erzeugt werden wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens wird es nun möglich, nicht nur die Vorschubgeschwindigkeit des zweiten Folienbandes über die ersten optischen Erkennungsmittel zu detektieren und zu regeln, sondern es kann über das zweite Erkennungsmittel auch die Relativposition des ersten Folienbandes relativ zum zweiten Folienband bestimmt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das zweite Erkennungsmittel seinerseits aus mehreren mit Abstand (in Förderrichtung) angeordneten Sensoren besteht. Eine solche Anordnung ist zum Beispiel dann günstig, wenn die Fördergeschwindigkeit nicht genau bekannt ist und durch den zweiten Sensor eine Geschwindigkeits- beziehungsweise Zeitmessung und somit auch eine Versatzmessung möglich ist. Üblicherweise wird ansonsten der Versatz des ersten Erkennungsmittels über die bekannte Fördergeschwindigkeit ermittelt, das Erkennungsmittel liefert hierzu nur einen Zeitwert über diesen Versatz.
Anstelle der Fotozellen können auch andere optische Erkennungsmittel, wie zum Beispiel eine Zeilenkamera oder eine sonstige Kamera, verwendet werden. Durch die zunehmend raschere Bildverarbeitung kann über eine Kamera an einer definierten Position das zweite Folienband von oben aufgenommen werden und, sofern die Bedruckung des zweiten Folienbandes dies erlaubt, auch die Position des darunter liegenden ersten Folienbandes bestimmt werden. Ist dagegen ein Durchscheinen durch das zweite Folienband nicht möglich, kann durch den Einsatz einer zweiten Kamera auch das unten liegende erste Folienband genau bestimmt werden. Eine anschließende Bildauswertung erlaubt dann eine genaue Bestimmung der Position der beiden Bänder.
Das zweite Folienband wird üblicherweise mit Informationen über die zu verpackende Ware sowie mit werblichen Motiven bedruckt sein. Es kann jedoch auch möglich sein, dass dieses zweite Folienband nicht bedruckt ist und entweder aus einem transparenten oder einem nicht durchsichtigen, insbesondere gefärbten Kunststoff besteht. In diesen Fällen kann die Steuermarke durch zusätzliche Hilfsmittel wie beispielsweise Striche oder sonstige gezielt angeordnete optische Störstellen realisiert werden. So kann beispielsweise der Rapport durch eine lokale Änderung der Reflektionseigenschaften gekennzeichnet sein. Eine solche Änderung lässt sich zum Beispiel durch Mattieren einer ansonsten glänzenden Oberfläche erreichen. Auch ist zum Beispiel möglich, eine auf ultraviolette Strahlung aktivierbare Reflektorenschicht als Steuermarke vorzusehen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Verpackungsvorrichtung wird die Schweißvorrichtung, die nach Ausrichtung der ersten Folienbahn relativ zur zweiten Folienbahn die Mulde durch Verbinden der beiden Folienbahnen versiegelt (=Siegelstation), durch das zweite optische Erkennungsmittel getriggert. Dies bedeutet, dass der Schweißvorgang erst ausgelöst wird, wenn das zweite optische Erkennungsmittel der Steuerung signalisiert, dass die Ausrichtung der beiden Folienbahnen relativ zueinander dem Sollzustand entspricht. Auf diese Weise wird automatisch vermieden, dass Ungenauigkeiten bei der Verpackung auftreten.
Um eine Einstellbarkeit der Verpackungsvorrichtung auf eine Mehrzahl möglicher Maße zu erzielen, ist bevorzugt die Position des ersten und des zweiten Erkennungsmittels in Vorschubrichtung verstellbar. Durch die erfindungsgemäße Weiterentwicklung wird erreicht, daß in einfacher Weise die Vorrichtung auf andere Rapport- bzw. Verpackungsmuldenlängen umgerüstet werden kann. Günstigerweise ist diese Einstellbarkeit elektronisch überwacht und mechanisch bzw. elektromechanisch angesteuert. Auch die Position in zur Vorschubbewegung rechtwinkliger Richtung kann verstellbar sein, so dass verschiedene Breiten der Folienbahnen verarbeitet werden können.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß das zweite Erkennungsmittel entweder vor oder nach der Siegelstation angeordnet ist. Der Vorteil einer Anordnung nach der Siegelstation ist, daß hier Ober- und Unterbahn bereits miteinander verschweißt sind uns so sicher der Ist-Zustand, nämlich der Zustand der fertigen Verpackung, abprüfbar ist. Nachteilig hierbei ist aber, daß die Verpackung bereits geschlossen ist und gegebenenfalls als Ausschuß zu behandeln ist. Umgekehrt erlaubt der Einsatz des zweiten Erkennungsmittels vor der Siegelstation immer noch eine gewisse Korrekturmöglichkeit, so daß die Folien in der Siegelstation korrekt miteinander verbunden werden.
Es wurde bereits einleitend auf die Vorteile hingewiesen, die zeite Folienbahn, also die Oberbahn, unter Zugbeanspruchung mit der ersten Folienbahn zu verbinden. Dadurch wird vermieden, daß sich Falten oder Wellen ergeben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Maß der Positionskorrektur des ersten Erkennungsmittels der Maßabweichung, die durch das zweite Erkennungsmittel ermittelt wird, im Wesentlichen entspricht. Es kann hierbei ein Intervall von ca. 70% bis 130% der bekannten Maßabweichung vorgegeben werden, wobei dies insbesondere von der Elasitzität der Folie und auch von der Art und Weise des Steuerregelkreises abhängt. Alternativ ist vorgesehen, daß das Maß der Positionskorrektur des ersten Erkennungsmittels durch die Maßabweichung als Maximalwert begrenzt ist. Es ist dabei auch möglich, daß in deutlich kleineren Korrekturschritten im Bezug auf die Maßabweichung korrigiert wird, um sich schrittweise an die richtige Ausrichtung heranzutasten.
Günstig ist es dabei, daß das Positionierungsverfahren periodisch durchgeführt wird, wobei die Periode länger ist als die Bearbeitungszeit die vergeht, während ein Rapport von dem ersten bis zu dem zweiten Erfassungsmittel gefördert ist. Wird in einem Regelkreis der Regelzyklus kürzer gewählt, als sich eine zuerst durchgeführte Änderung im System ausgebreitet hat, so ergeben sich Schwankungen beziehungsweise Schwebungen im System und das gewünschte Ergebnis wird nicht erreicht. Der Regelkreis muß daher eine gewisse "Trägheit" aufweisen, die im vorliegenden Fall durch einen Abstand der beiden Erkennungsmittel einerseits und durch die mittlere Fördergeschwindigkeit bestimmt ist. Durch die erfindungsgemäße Weiterentwicklung wird vorgesehen, daß nicht zu frühzeitig eine Änderung wieder von der Steuerung angeordnet wird, bevor die erste Korrektur überprüft ist. Unter Umständen kann sich diese Länge auch noch bis zum Abstand des zweiten Erkennungsmittels von der Bremse erstrecken, da sich in diesem Bereich neue Eigenschaften ergeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine zeigt.
In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verpackungsverfahrens stilisiert dargestellt. Für das Verpacken von Waren wird eine erste Folienbahn (Unterbahn) 1 in Vorschubrichtung bewegt, wobei in diese erste Folienbahn 1 Mulden 8 eingebracht sind, in die die Waren abgelegt werden. Zum Versiegeln dieser Mulden 8 wird von einem Bahnvorrat 3 eine zweite Folienbahn (Oberbahn) 2 abgezogen, die durch Umlenkrollen (hier nicht dargestellt) auf die erste Folienbahn 1 aufgelegt wird und anschließend durch eine hier ebenfalls nicht dargestellte Versiegelung in einer Siegelstation mit der ersten Folienbahn 1 verschweißt wird.
Auf der zweiten Folienbahn 2 werden üblicherweise Aufdrucke angeordnet sein, die in einzelne Rapporte 7 unterteilt sind, so dass ein derartiger Rapport über jeder der Mulden 8 zum Liegen kommt. Diese Rapporte beinhalten meist einen Aufdruck, mit dem die Waren beworben/beschrieben und weitere notwendige Angaben zum Inhalt des Verpackungsbehälters gemacht werden. Aus (insbesondere optischen) Qualitätsgründen ist es erwünscht, dass der Rapport 7 genau über den Mulden 8 angeordnet ist, damit beim nachfolgenden Ausschneidevorgang nicht ein Teil des Rapportes 7 abgeschnitten wird. Im schlimmsten Fall würden hierdurch gar gesetzlich vorgeschriebene Angaben ausgeschnitten werden, so dass die Ware nicht mehr verkehrsfähig wäre.
Die dargestellte Verpackungsmaschine ist eine einfache Ausgestaltung, wobei üblicherweise mehrere Rapporte 7 und Mulden 8 in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein werden, so dass in einem Arbeitstakt beispielsweise vier Verpackungen gleichzeitig hergestellt werden können.
Die zweite Folienbahn 2 wird durch eine Zugvorrichtung von dem Bahnvorrat 3 abgerollt, wobei sie durch eine Bremse 6 auf Spannung gehalten ist. Diese Spannung bewirkt, dass die über der Mulde 8 angeordnete Folie unter Spannung steht und so eine glatte faltenfreie Oberfläche bei der späteren Verpackung entsteht. Um die Position des Rapportes 7 relativ zur Lage der Mulde 8 bestimmen zu können, ist ein erstes (optisches) Erkennungsmittel 4 vorgesehen, das bei Abwickeln der zweiten Folienbahn 2 von dem Bahnvorrat 3 Steuermarken auf der zweiten Folienbahn erkennt und einer Steuerung der Verpackungsmaschine die Position dieser Steuermarken meldet.
Durch die Eigenelastizität der Folie kann es jedoch passieren, dass trotz dieser Positionskontrolle die Rapporte 7 nicht exakt über den Mulden 8 zum Liegen kommen. Hierzu weist die erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung ein zweites (optisches) Erkennungsmittel 5 auf, das vor oder nach dem Verschweißen der ersten Folienbahn 1 mit der zweiten Folienbahn 2 die Position des Rapportes noch einmal anhand von Steuermarken kontrolliert.
In der Zeichnung ist dargestellt, daß das erste Erkennungsmittel 4 auf einer Führung 10 beweglich gehalten ist. Die Beweglichkeit ist durch den Doppelpfeil 11 angedeutet, wobei diese Beweglichkeit parallel zur Förderrichtung der Oberbahn 2 ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt sich das Erkennungsmittel 4 vertikal, die gleiche Anordnung ist aber auch in horizontaler Ausrichtung oder winkelig möglich.
Wird nun von dem zweiten Erkennungsmittel 5 ein Versatz der Oberbahn 2 bezüglich der Unterbahn 1 festgestellt (dies erfolgt normalerweise in der Steuerung 9, die über die Leitung 11 mit dem zweiten Erkennungsmittel 5 verbunden ist), so wird von der Steuerung 9 aus über die Leitung 12 der Antrieb des ersten Erkennungsmittels 4 derart aktiviert, daß das Erkennungsmittel 4 längs des Doppelpfeiles 11 in die entsprechend von der Steuerung vorgegebene Richtung versetzt wird. Dadurch ergibt es sich, daß von dem ersten Erkennungsmittel 4 die Steuermarke auf der Oberbahn 2 früher oder später detektiert wird, was über die Leitung 13 der Steuerung 9 mitgeteilt wird. Je nach dieser Information wird die Steuerung 9 über die Leitung 14 regelnd auf die Bremse 6 einwirken und diese schließen oder öffnen. Hierdurch kann exakt der Rapport 7 positioniert werden. Da bereits eine grobe Voreinstellung durch das erste Erkennungsmittel 4 erfolgt ist, wird sich der erforderliche Längenausgleich in Grenzen halten, so dass das auf dem Rapport 7 aufgedruckte Bild optisch nur unwesentlich durch die Dehnung der Folie verändert wird. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ist aber prinzipiell auch eine Selbstjustage möglich.
Steuermarken können eingebrachte Hilfslinien, optische Störstellen, die gezielt in die Folie eingebracht werden, oder auch der Rapport selbst bzw. Kanten der Folien sein. Im dargestellten Fall enthalten die optischen Erkennungsmittel 4, 5 eine Lichtquelle und eine Fotozelle, die das von der Folie reflektierte Licht der Lichtquelle aufnimmt und so das Passieren der Steuermarken erkennt. Alternativ könnte auch eine Durchlichtmessung erfolgen, wobei hier dann auch die Position der ersten Folienbahn 1 gut kontrolliert werden kann.
Die Bremse 6 ist im gezeigten Fall eine einfache Reibbremse, selbstverständlich kann auch durch Abbremsen des Abrollvorgangs des Bahnvorrats 3 eine Bremswirkung erzielt werden. Dies hätte den weiteren Vorteil, dass durch Reibvorgänge infolge der Bremsbetätigung der Rapport nicht zerkratzt oder auf sonstige Weise beschädigt werden kann.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen insbesondere einer Verpackungsvorrichtung, bei dem in eine in Vorschubrichtung bewegte erste Folienbahn (1) insbesondere Waren in Mulden dieser ersten Folienbahn (1) eingelegt werden, dann eine von einem Bahnvorrat (3) gegen den Widerstand einer Bremse abgezogene zweite Folienbahn (2) auf die erste Bahn (1) aufgelegt und mit dieser verbunden wird, wobei der Vorschub der zweiten Folienbahn (2) hinter dem Bahnvorrat (3) durch ein erstes Erkennungsmittel (4) erfasst und durch Variation der Bremskraft der Bremse (6) in Abhängigkeit des Signals des ersten Erkennungsmittels (4) eingestellt wird, so dass jeweils ein Rapport (7) als definierter Bereich der zweiten Folienbahn (2) auf der ersten Folienbahn (1), insbesondere auf den Mulden (8) zu liegen kommt, dadurch gekennzeichnet, dass über ein zweites Erkennungsmittel (5) die genaue Position des Rapportes (7) relativ zu der ersten Folienbahn detektiert wird und bei Maßabweichungen die Position des ersten Erkennungsmittels relativ zur Förderrichtung der zweiten Folienbahn verändert wird.
  2. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Folienbahn (2) mit Steuermarken versehen wird, die von dem ersten Erkennungsmittel (4) und dem zweiten Erkennungsmittel (5) erkannt werden.
  3. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Folienbahn (1) und die zweite Folienbahn (2) pro Rapport (7) jeweils mit wenigstens einer Steuermarke versehen wird und dass zur Bestimmung der relativen Lage der zweite Folienbahn (2) zur ersten Folienbahn (1) die Lageabweichungen der Steuermarken über das zweite Erkennungsmittel (5) ermittelt werden.
  4. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der ersten Folienbahn (1) über das zweite Erkennungsmittel (5) anhand einer definierten Kante der Mulde (8) als Steuerkante, insbesondere eine optisch detektierbare Steuerkante ermittelt wird.
  5. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Verbinden von erster und zweiter Folienbahn eine Siegelstation vorgesehen ist und das zweite Erkennungsmittel vor oder nach der Siegelstation angeordnet ist.
  6. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Folienbahn unter Zugbeanspruchung mit der ersten Folienbahn verbunden wird.
  7. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Positionskorrektur des ersten Erkennungsmittels der Maßabweichung, die durch das zweite Erkennungsmittel ermittelt wird, im Wesentlichen entspricht.
  8. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Positionskorrektur des ersten Erkennungsmittels durch die Maßabweichung als Maximalwert begrenzt ist.
  9. Verfahren zum Positionieren von Folienbahnen einer Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungsverfahren periodisch durchgeführt wird, wobei die Periode länger ist als die Bearbeitungszeit, die vergeht während ein Rapport von dem ersten bis zu dem zweiten Erfassungsmittel gefördert ist.
  10. Verpackungsvorrichtung, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens zum Positionieren von Folienbahnen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei eine erste Folienbahn (1) von einem Vorschub bewegt ist, und einer Abzugsvorrichtung zum Abziehen einer zweiten Folienbahn (2) aus dem Bahnvorrat (3) und einem im Bereich des Bahnvorrates (3) angeordneten ersten Erkennungsmittel (4) zum Aufnehmen der Bewegung der in einzelne Rapporte unterteilten zweiten Folienbahn (7), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich hinter dem Auflegen der zweiten Folienbahn (2) auf die erste Folienbahn (1) ein zweites Erkennungsmittel (5) vorgesehen ist, das die genaue Position der Rapporte (7) relativ zu den Mulden (8) in der ersten Folienbahn (1) bestimmt, und eine Steuerung vorgesehen ist, die die Position des ersten Erkennungsmittels (5) relativ zur Förderrichtung der ersten Folienbahn verändert.
  11. Verpackungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungsmittel (4, 5) eine Photozelle ist, die auf von der Folienbahn (1, 2) reflektiertes oder transmittiertes Licht reagiert.
  12. Verpackungsvorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Erkennungsmittel mindestens zwei Sensoren, zum Beispiel Photozellen aufweist.
  13. Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungsmittel (4) ein optisches Erkennungsmittel, eine Kamera, insbesondere eine Zeilenkamera ist.
  14. Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13 mit einer Schweißvorrichtung zum Verbinden der ersten Folienbahn (1) mit der zweiten Folienbahn (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung beziehungsweise die Siegelstation durch ein Signal des zweiten optischen Erkennungsmittels (5) triggerbar ist.
  15. Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Erkennungsmittels (4, 5) in Vorschubrichtung insbesondere entsprechend der Rapportlänge beziehungsweise des Abstandes zweier aufeinanderfolgender Mulden verstellbar beziehungsweise einstellbar ist.
  16. Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Erkennungsmittel (4) schlittenartig auf einer Führungsbahn (10) gelagert ist, und die Steuerung auf einen Antrieb wirkt, welcher das erste Erkennungsmittel längs der Führungsbahn versetzt.
  17. Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Erkennungsmittels (4, 5) in einer zur Vorschubrichtung rechtwinkligen Richtung verstellbar ist.
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