EP1564143A1 - Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband auf Objekte - Google Patents

Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband auf Objekte Download PDF

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EP1564143A1
EP1564143A1 EP04405089A EP04405089A EP1564143A1 EP 1564143 A1 EP1564143 A1 EP 1564143A1 EP 04405089 A EP04405089 A EP 04405089A EP 04405089 A EP04405089 A EP 04405089A EP 1564143 A1 EP1564143 A1 EP 1564143A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
tools
objects
web
tracks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04405089A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Hodler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hans Rychiger AG
Original Assignee
Hans Rychiger AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Rychiger AG filed Critical Hans Rychiger AG
Priority to EP04405089A priority Critical patent/EP1564143A1/de
Priority to PCT/CH2005/000062 priority patent/WO2005077762A1/de
Publication of EP1564143A1 publication Critical patent/EP1564143A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B65B61/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages
    • B65B61/04—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for severing webs, or for separating joined packages
    • B65B61/06—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for severing webs, or for separating joined packages by cutting
    • B65B61/065—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for severing webs, or for separating joined packages by cutting by punching out
    • 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
    • B65B7/00—Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/162—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by feeding web material to securing means
    • B65B7/164—Securing by heat-sealing

Definitions

  • the invention relates to a device for applying film parts from a Film tape on objects, comprising means for feeding the film strip along a first direction, a transport system for stepwise transporting the Objects along at least a first track and a second track, wherein the tracks are parallel to each other and extend in a second direction, which to the first Direction an angle includes, and at least two tools for producing the Film parts from the film strip and for applying the film parts to a first object on the first track and on a second object on the second track.
  • the invention relates a tool and a slide for such a device and a Method for applying film parts.
  • Devices of the above type serve for example for Closing food-filled plastic or aluminum cups through foil lid.
  • Another application is the closing of punched out Openings in prefabricated lids of tinplate or aluminum for appropriate Cans.
  • a diaphragm closing the opening is so on the lid applied so that it is removable by tearing and so the opening is released.
  • the foil strip can accordingly made of a plastic, a metal or be made of a composite material. So that the band material is well used and not too much waste is obtained, the width of the film strip, the number of Lanes, the angle between the foil strip and the transport direction of the objects as well as the transport movements of the objects and the film strip to each other be matched. In the production of smaller pieces of film, for example, the Number of tracks increased.
  • the number of tracks is given in principle. If a change in the number of lanes is even possible, it requires one extensive, complex reconstruction of the device. This takes a long time in Claim, so any change to the configuration a significant Production interruption entails. Should slide parts of a different shape and / or Size are made of the film strip, in addition, the angle between the Modified film strip and the transport paths of the objects, so that the film material well can be exploited. But changing the angle also means one high workload.
  • the object of the invention is to provide a technical field mentioned above associated apparatus for applying film parts of a film strip To create objects that allow quick and easy adaptation to different Shapes and / or sizes of the film parts, a good utilization of the film material and high productivity.
  • the solution of the problem is defined by the features of claim 1.
  • the angle between the first direction and the second direction is fixed specified.
  • the transport system has interchangeable slides which extend over which extend at least two parallel paths and the number of parallel tracks and Determine distances between the tracks.
  • the tools are also interchangeable and their transverse distances are changeable.
  • the number of lanes will not be affected by the Device itself, but only by the (interchangeable) slides.
  • the number of lanes can be changed quickly and easily by replacing the slides be changed, it is not a costly conversion required.
  • the replacement of the slides and / or tools can be done within a very short time, so that by changing the shape or size of the lid to be produced hardly Production interruptions are caused.
  • a complex conversion to change the Number of transport tracks or to adjust the angle between the foil strip and the tracks is not necessary. Accordingly, there is a high productivity, especially for packaging machines, which are often adapted to other lid sizes become.
  • the device has a high flexibility, so that the existing film material can be optimally utilized.
  • the fixed angle between the first direction and the second direction 30-60 ° preferably 45-55 °.
  • Such an angle between the Transport direction of the objects and the feeding direction of the film strip allowed on the one hand the conflict-free arrangement of the film feed and the transport system. on the other hand can slide parts of many different shapes or sizes so from the foil tape be prepared that the film material is well used and produces little waste.
  • Particularly advantageous is an angle of about 52 ° has been found.
  • the device for feeding the film strip is designed such that Films of different widths can be processed.
  • the device for feeding for example, can have transport rollers of a certain maximum width, which also allow the supply of foil strips of a smaller width. Thereby the flexibility of the device is increased and optimal utilization of the Foil material allows.
  • the width of the film strip may be fixed, and the adaptation to different shapes or sizes of the film parts is done exclusively by the Change in the number of tracks, the tool spacing and / or the dimensions of the Slide.
  • the slides are transverse to the second direction, d. H. across to Transport direction of the objects.
  • This allows the coverage of the entire width of the Pathways through the shortest possible slides.
  • Such carriers can also be a simple Have rectangular base and along their long sides of the tracks on Transport system to be attached. This arrangement also allows a easy return transport of the slides, after the foil parts applied and the Objects have been removed from the carriers again.
  • the main axis of the slide can be oblique to the transport direction of the objects run.
  • the slides for example, a parallelogram-shaped Base area up.
  • rectangular slide perpendicular to the transport direction or parallelogram-shaped, used to slide obliquely arranged slide become. This provides additional flexibility in adapting to other objects.
  • the device has a cross member on which the tools different transverse positions are fastened.
  • a cross member allows the attachment of the Tools essentially over the entire width of the transport paths. He allows also a simple and inexpensive construction of the device.
  • the cross member at the different transverse positions differently trained recordings on, so that each of the tools only in certain of the Transverse positions can be recorded. This will change the arrangement of the tools impossible in a wrong position.
  • a device should, for example, a certain number of different container types with Cover different shapes and / or size can close.
  • the to be used Foil width, the number of webs and the position of the tools will now be for each Container or lid type specified so that the fastest possible processing as little scrap as possible is achieved.
  • a tool for a certain type of lid can now only on the for the each container type predetermined transverse positions on the cross member attach.
  • a plurality of groups of pins and / or recesses may be arranged, wherein the Tools have a plurality of recesses and / or pins, which with at least one of the groups of pens and / or recesses can interact.
  • the Pins or recesses of the tool thus act with a group of pins or Recesses on the cross member together like a key with a lock, putting in Recesses of the tool pins of the cross member and / or in recesses of the Cross-member pins of the tool engage.
  • the recording of the tools on the cross member takes place at different shaped profiles.
  • the recordings can all be identical, with the correct positioning of the tools, for example by markings or a Color coding is supported.
  • the tools can also take place on a cross member also, for example, on lateral holding elements or facing inwards, over the Transportation tracks arranged cantilevers be fastened.
  • the positioning and / or the replacement of tools can be automated, eg. B. by the tools are slidably mounted on a transverse rail, and by tools between the rail and a tool magazine can be replaced.
  • a tool for producing a film part from a film strip, in particular by Punching, and applying the foil tape to an object is in its transverse position changeable attachable to the inventive device.
  • the tool can For example, in addition to the punch a heating element for sealing the lid and / or a die for stripping the lid from the punching tool.
  • the tool with advantage a plurality of recesses and / or pins, which with one on the device arranged group of pins and / or recesses can cooperate.
  • a slide for use in the device according to the invention may be at least two objects, for example cup-shaped containers or prefabricated, with a membrane to be provided cover. It is mounted replaceably on the device.
  • the number of tracks in the device is determined by the number and arrangement of the Slides held objects determined, the carrier can, for example, transverse to the Run tracks and carry in a row a number of objects, which the number Tracks corresponds.
  • FIG. 1 is a schematic view of a device according to the invention. Shown are two tools 10, 20 for producing film parts from a Foil tape 30 and for applying the film parts on cup-like containers and their Storage and operation.
  • the device comprises further elements (not shown), namely a device for feeding the film strip 30 made of plastic, metal or a composite material which can be formed in a manner known per se, for example, by two pairs of rollers arranged in front of and behind the workstation, which can convey the film strip 30 stepwise in a film conveying direction 31.
  • Another element is a transport system for transporting on slides held container in a transport direction 41. This transport system is below the web of the film strip 30 is arranged.
  • the tools 10, 20 have essentially cubic bearing housings 11, 21 on, in which the punches are mounted vertically displaceable on ball guides.
  • the punches are at the bottom of vertically oriented actuators arranged.
  • the upper portions of these actuators pass through the Upper sides of the bearing housings 11, 21 therethrough, and at the upper ends is one each Flange 12, 22 attached.
  • the tools 10, 20 further comprise a cooling device for the punches, which ensures that the punched-out foil parts easily from release the stamps. This detachment process is performed by scrapers 13, 23 supported, which between the bearing housings 11, 21 and the film strip 30th are arranged and on which the film parts when moving back the stamp be stripped off.
  • the tools 10, 20 also comprise of the punches Independent heating devices for sealing the stamped foil parts on the Container edge. For this purpose, the film strip 30 on its underside a appropriate paint on.
  • the tools 10, 20 are removably attached to a frame 50.
  • the frame 50 has a transversely to the transport direction 41 arranged Breakthrough 51, the width of the width of the bearing housing 11, 21 of the tools 10, 20 corresponds.
  • the frame 50 has a plurality cylindrical openings 52 on.
  • the bearing housing 11 at its lower end lateral flanges 14 a, 14b, on which upwardly facing pins 15a, 15b are arranged.
  • the Dimensions and distances of these pins 15a, 15b correspond to the dimensions and Distances of the openings 52, so that the tool 10 are attached to the frame 50 can, by the pins 15 a, 15 b engage from below into the openings 52.
  • the pins 15a, 15b have a thread in their uppermost section, so that the tool 10 by means of nuts 15a, 15b in the opening 51 of the frame 50th can be releasably attached.
  • the fixation of the tool 10 may alternatively for example, by above the frame 50 to the pins 15a, 15b arranged Clamps or by a screw connection between the pins 15 a, 15 b and the Openings 52 take place.
  • the second tool 20 is in the same way on the frame 50th attached like the first tool 10.
  • the tools 10, 20 are arranged by a transversely disposed above the bar 60 actuated. This is horizontal and oblique to the opening 51 and thus obliquely to the Tools 10, 20 arranged. This creates more space and the Slide guides can be placed as close as possible to both sides of the tools become.
  • the crossbar 60 has two flange connectors 61, 62 on its underside. This is the top of the actuators of the punches arranged Flanges 12, 22 fixed immovably, allowing the movement of the punch through the crossbar 60 is positively controlled.
  • the crossbar 60 is with a linear drive (not shown) coupled, which causes its vertical up and down movement 63.
  • a die carrier 53 is arranged with a plurality of dies with which the Punches during punching and applying the film parts cooperates.
  • the frame 50 can be together with the tools used 10, 20 by one Fold swivel axle 54 up.
  • the crossbar 60 can be decoupled from its drive so that it can be folded up together with the frame 50.
  • To the Replacing the tools 10, 20 are first the flanges 12, 22 of the tools 10, 20 of the flange connectors 61, 62 on the crossbar 60 solved. Subsequently, the Frame 50 folded up to an angle of at least 90 °. Then the Fasteners for the tools 10, 20 solved and the tools 10, 20 of taken from below. New tools will turn into the below Breakthrough introduced, and fixed at its predetermined position. Now the Frame 50 and the crossbar 60 folded down and by means of a lock 55th fixed. Finally, the new tools are fixed to the flange connectors 61, 62 and the drive is again coupled to the crossbar 60.
  • the Film strip 30 is supplied stepwise along a film conveying direction 31. to better orientation is an arbitrary transverse line 32 of the film strip 30 by a indicated by dashed line.
  • To be closed containers 71, 72, ... are in Slides 81, 82, ... held, which along a transport direction 41 stepwise be transported.
  • the transport direction 41 and the film conveying direction 31 close an angle of about 50 °.
  • All slides 81, 82, ... are identical, for holding two transversely arranged containers 71, 72, ... are formed.
  • cups a slightly conical, upwardly widening shape can be closed These are simply held by placing them in openings whose Shape and size correspond to a cross-section at a certain height of the cup.
  • FIG. 2A shows the beginning of a packaging process.
  • the first to be closed Containers 71, 72 are held in the second slide 82. This is located in the Working position, d. H. he is positioned so that the container 71, 72 directly below the Punching tools are located.
  • the punching tools are lowered so that in cooperation with the arranged below the film web 30 matrices from the film web 30 simultaneously two Film parts are made of round shape.
  • the punching tools are then withdrawn, with the scraper arranged above the film web it is avoided that the film parts adhere to the punching tools.
  • the heaters of the tools are operated to push the lids on the edges the container 71, 72 to seal. Finally, the heater of the Retracted container edges.
  • both the film web 30 along the film conveying direction 31, as well as the slides 81, 82 along the Transport direction 41 are transported one step further. It turns out in the Figure 2B illustrated situation.
  • the second slide 82 is now at the previous position of the first slide 81, and a third slide 83 with the Containers 73, 74 now occupies the working position below the tools.
  • the Film web 30 has been transported so far that by the punching process resulting holes 91, 92 are removed from the work area, d. H. from that Area in which the film parts are to be punched out in the following step.
  • FIG. 2C shows the situation after the further transport of the film web 30 and the slide 82, 83. It is clearly visible that in the film web 30th resulting holes 91, 92, 93, 94 are arranged so that only very little rejects of the film material is obtained.
  • the packaging process can last so long in the continue to be shown how film can be nachge felicitt.
  • the containers 71, 72, ... are removed from the slides 81, 82, ... and removed from the Device carried away.
  • the empty slides 81, 82, ... are then returned to brought a loading position and there again provided with containers.
  • Return transport takes place in a known per se, for example, the Transport system formed by a circulating below the working plane conveyor belt to which the slides are attached, or the slides are from the Uncoupled transport system and by a separate mechanism asynchronous to Loading location transported back.
  • FIG. 3 is a schematic representation of the configuration of the slides and the Sheet. Shown are some typical given and variable parameters of Device for applying the film parts, the film web 30 and carried out Process.
  • the diameter D of the punched out foil parts is specified.
  • the diameter D determines together with the maximum width of the slide 81, 82 and the maximum width of the film web 30, which number N of tools can be arranged side by side, d. H. how many parts of the film are produced at the same time and can be applied to the containers.
  • a film width B is selected, which approximately the arrangement of N film parts of diameter D transverse to Film conveying direction 31 allowed.
  • the distance A between the containers 71, 72, the step size V B of a transport step in the transport direction 41 and the step size V F of the device for further conveying the film strip are now clear for optimum strip utilization 30.
  • the slides 81, 82 are thus selected so that the containers 71, 72 held therein have a distance A, and the device is controlled so that the particular increments V B , V F are maintained.
  • Figures 4A-C are schematic representations of various possible configurations for a given total width of the slide and a predetermined angle between the transport direction and the direction of the film web.
  • the predetermined angle ⁇ is approximately 38 ° in the example shown.
  • Figures 4A, 4B show the closure of the same container with a diameter D 1 , wherein in the first case ( Figure 4A) two containers 71, 72 are arranged side by side at a distance A 1 on a slide 82 and in the second case ( Figure 4B) three containers 71 ', 72', 73 'at the same distance A 1 side by side on a slide 82'.
  • the film width B 2 in the second case is chosen correspondingly wider than the film width B 1 in the first case.
  • containers 7 1 ", 72" with a larger diameter D 2 are intended to be closed by foil covers.
  • the dimensions of the device allow in this case only the simultaneous production and attachment of two lids. Therefore, only two covers are punched side by side out of the film web, and a corresponding film with the film width B 3 is selected.
  • the distance A 2 between the containers is selected so that the film parts to be punched out are arranged on the film web such that, while the film does not tear during the packaging process, but at the same time as little rejects as possible are produced.
  • the parameter values given in the following table for the configurations shown in FIGS. 4A-C are to be understood as examples only.
  • the angle ⁇ is constant 38 °: Conf. D [mm] N B [mm] A [mm] V B [mm] V F [mm] ⁇ [°] A 72 2 161 119.5 89 79 12 B 72 3 234 119.5 89 79 12 C 98 2 206 158 120 101 13
  • FIG. 6 is a schematic representation of various possible configurations of tools.
  • the configurations AC according to the above table are shown.
  • tools for making and sealing lids with a diameter D 1 of 72 mm and for the configuration C tools for lids with a diameter D 1 of 98 mm are required.
  • two pins pointing upwards are arranged on the lateral flanges, in the first case with a distance of 80 mm, in the second case with a distance of 100 mm.
  • openings 52 are to be arranged as shown in FIG.
  • the recesses 52 for the larger tool are shown as triangles, those for the smaller tool as circles symbolically.
  • recesses must be arranged on both sides of the symmetry axis at intervals of 19.75, 29, 40, 79.5, 99.75, 129 and 159.5 mm.
  • the tools can be fixed only at positions corresponding to the configurations AC. An incorrect positioning is not possible.
  • additional openings may be arranged along the aperture 51 to allow for further configurations.
  • the positioning of the tools can be further simplified by markings and / or different cross-sectional shapes of the pins.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment.
  • the Arrangement and operation of the punches can be done differently, for example
  • the tools can be driven individually and synchronized by a central control to be controlled.
  • the tools can also be in a different way above be attached to the film web, z. B. on the top of a frame or at an angle running rails.
  • containers can be closed with a Foliendeckel, in where the opening to be closed is not substantially round.
  • the holding elements for the containers can have different transverse positions and / or have different distances, or the slides are inclined to the Transport direction arranged.
  • the simultaneous closure different Shaped openings is possible when the slides are holding elements for have different containers.
  • a single slide can also have several have parallel rows with holding elements for containers, which in a row to be edited.
  • the device according to the invention can also be punched out for closing Openings in prefabricated lids, such as tinplate or aluminum, deploy.
  • a diaphragm closing the opening is so on the lid applied that the user can remove them by tearing and so on Opening is released.
  • the thus processed lid are on appropriate Cans of tinplate or aluminum applied.
  • the invention provides a device for Application of film parts is created from a foil strip on objects, which a quick and easy adaptation to different shapes and / or sizes of the Film parts, a good utilization of the film material and a high productivity allows.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closing Of Containers (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband (30) auf Objekte (71...76) umfasst eine Einrichtung zum Zuführen des Folienbandes (30) entlang einer ersten Richtung (31), ein Transportsystem zum schrittweisen Transportieren der Objekte entlang mindestens einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn, wobei die Bahnen parallel zueinander sind und in einer zweiten Richtung (41) verlaufen, welche zur ersten Richtung (31) einen Winkel einschliesst, und mindestens zwei Werkzeuge (10, 20) zum Herstellen der Folienteile aus dem Folienband (30) und zum Aufbringen der Folienteile auf ein erstes Objekt auf der ersten Bahn und auf ein zweites Objekt auf der zweiten Bahn. Der Winkel zwischen der ersten Richtung (31) und der zweiten Richtung (41 ) ist fest vorgegeben. Das Transportsystem weist auswechselbare Objektträger auf, die sich über die mindestens zwei parallelen Bahnen erstrecken und die Anzahl paralleler Bahnen und Abstände zwischen den Bahnen bestimmen. Die Werkzeuge (10, 20) sind auswechselbar und ihre Querabstände sind veränderbar. Der Austausch der Objektträger und/oder Werkzeuge (10, 20) kann innert kürzester Zeit erfolgen, so dass bei einer Änderung der Form bzw. Grösse der herzustellenden Folienteile kaum Produktionsunterbrüche notwendig sind. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband auf Objekte, umfassend eine Einrichtung zum Zuführen des Folienbandes entlang einer ersten Richtung, ein Transportsystem zum schrittweisen Transportieren der Objekte entlang mindestens einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn, wobei die Bahnen parallel zueinander sind und in einer zweiten Richtung verlaufen, welche zur ersten Richtung einen Winkel einschliesst, und mindestens zwei Werkzeuge zum Herstellen der Folienteile aus dem Folienband und zum Aufbringen der Folienteile auf ein erstes Objekt auf der ersten Bahn und auf ein zweites Objekt auf der zweiten Bahn. Die Erfindung betrifft ferner ein Werkzeug und einen Objektträger für eine solche Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Aufbringen von Folienteilen.
Stand der Technik
Vorrichtungen der oben genannten Art sind bekannt. Sie dienen beispielsweise zum Verschliessen von mit Nahrungsmitteln gefüllten Bechern aus Kunststoff oder Aluminium durch Foliendeckel. Eine weitere Anwendung ist das Verschliessen von ausgestanzten Öffnungen in vorgefertigten Deckeln aus Weissblech oder Aluminium für entsprechende Dosen. Dabei wird eine die Öffnung verschliessende Membran so auf den Deckel aufgebracht, dass sie durch Aufreissen wieder entfernbar ist und so die Öffnung freigegeben wird. Das Folienband kann entsprechend aus einem Kunststoff, einem Metall oder aus einem Verbundmaterial hergestellt sein. Damit das Bandmaterial gut genutzt wird und nicht zuviel Ausschuss anfällt, müssen die Breite des Folienbandes, die Anzahl der Bahnen, der Winkel zwischen dem Folienband und der Transportrichtung der Objekte sowie die Transportbewegungen der Objekte und des Folienbandes aufeinander abgestimmt werden. Bei der Herstellung kleinerer Folienteile wird beispielsweise die Anzahl Bahnen vergrössert.
Bei den bekannten Vorrichtungen ist die Anzahl der Bahnen im Prinzip vorgegeben. Falls eine Veränderung der Anzahl Bahnen überhaupt möglich ist, erfordert sie einen weitreichenden, aufwändigen Umbau der Vorrichtung. Dies nimmt eine geraume Zeit in Anspruch, so dass jede Änderung der Konfiguration einen erheblichen Produktionsunterbruch zur Folge hat. Sollen Folienteile einer anderen Form und/oder Grösse aus dem Folienband hergestellt werden, wird zudem der Winkel zwischen dem Folienband und den Transportbahnen der Objekte verändert, damit das Folienmaterial gut ausgenutzt werden kann. Die Veränderung des Winkels bedeutet aber ebenfalls einen hohen Arbeitsaufwand.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband auf Objekte zu schaffen, welche eine schnelle und einfache Anpassung an unterschiedliche Formen und/oder Grössen der Folienteile, eine gute Ausnutzung des Folienmaterials sowie eine hohe Produktivität ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung ist der Winkel zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung fest vorgegeben. Das Transportsystem weist auswechselbare Objektträger auf, die sich über die mindestens zwei parallelen Bahnen erstrecken und die Anzahl paralleler Bahnen und Abstände zwischen den Bahnen bestimmen. Die Werkzeuge sind zudem auswechselbar und ihre Querabstände sind veränderbar. Die Anzahl der Bahnen wird nicht durch die Vorrichtung an sich bestimmt, sondern lediglich durch die (auswechselbaren) Objektträger. Die Anzahl der Bahnen kann durch Auswechseln der Objektträger schnell und einfach geändert werden, es ist kein aufwändiger Umbau erforderlich. Die Anpassung der Konfiguration an unterschiedliche Formen und/oder Grössen der herzustellenden Folienteile erfolgt bei der erfindungsgemässen Vorrichtung also durch den Austausch der Objektträger (und gegebenenfalls einer entsprechenden Neueinstellung der Schrittweite) sowie durch Auswechseln und/oder Neupositionieren der Werkzeuge. Der Winkel zwischen dem Folienband und den Transportbahnen bleibt unverändert.
Der Austausch der Objektträger und/oder Werkzeuge kann innert kürzester Zeit erfolgen, so dass durch eine Änderung der Form bzw. Grösse der herzustellenden Deckel kaum Produktionsunterbrüche verursacht werden. Ein aufwändiger Umbau zur Änderung der Anzahl Transportbahnen oder zur Anpassung des Winkels zwischen dem Folienband und den Bahnen ist nicht notwendig. Entsprechend ergibt sich eine hohe Produktivität, besonders für Verpackungsmaschinen, welche oft an andere Deckelgrössen angepasst werden. Schliesslich weist die Vorrichtung eine hohe Flexibilität auf, so dass das vorhandene Folienmaterial optimal ausgenutzt werden kann.
Mit Vorteil beträgt der fest vorgegebene Winkel zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung 30-60°, bevorzugt 45-55°. Ein derartiger Winkel zwischen der Transportrichtung der Objekte und der Zuführrichtung des Folienbandes erlaubt einerseits die konfliktfreie Anordnung der Folienzuführung und des Transportsystems. Andererseits können Folienteile vieler unterschiedlicher Formen bzw. Grössen so aus dem Folienband hergestellt werden, dass das Folienmaterial gut genutzt wird und wenig Ausschuss anfällt. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Winkel von ca. 52° herausgestellt.
Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Zuführen des Folienbandes derart ausgebildet, dass Folien unterschiedlicher Breite verarbeitet werden können. Die Einrichtung zum Zuführen kann beispielsweise Transportwalzen einer bestimmten maximalen Breite aufweisen, welche auch die Zuführung von Folienbändern einer geringeren Breite zulassen. Dadurch wird die Flexibilität der Vorrichtung gesteigert und eine optimale Ausnutzung des Folienmaterials ermöglicht.
Alternativ kann die Breite des Folienbandes fest vorgegeben sein, und die Anpassung an unterschiedliche Formen bzw. Grössen der Folienteile erfolgt ausschliesslich durch die Änderung der Bahnzahl, des Werkzeugabstands und/oder der Dimensionen der Objektträger.
Bevorzugt verlaufen die Objektträger quer zur zweiten Richtung, d. h. quer zur Transportrichtung der Objekte. Dies ermöglicht die Abdeckung der gesamten Breite der Bahnen durch kürzestmögliche Objektträger. Solche Träger können zudem eine einfache rechteckige Grundfläche aufweisen und entlang ihrer Längsseiten seitlich der Bahnen am Transportsystem befestigt werden. Diese Anordnung ermöglicht ausserdem einen einfachen Rücktransport der Objektträger, nachdem die Folienteile aufgebracht und die Objekte wieder aus den Trägern entnommen worden sind.
Alternativ kann die Hauptachse der Objektträger schräg zur Transportrichtung der Objekte verlaufen. In diesem Fall weisen die Objektträger beispielsweise eine parallelogrammförmige Grundfläche auf. In derselben Vorrichtung können gegebenenfalls wahlweise rechteckige, zur Transportrichtung senkrecht angeordnete Objektträger oder parallelogrammförmige, zur Transportrichtung schräg angeordnete Objektträger verwendet werden. Dies schafft eine zusätzliche Flexibilität bei der Anpassung an andere Objekte.
Mit Vorteil weist die Vorrichtung einen Querträger auf, an welchem die Werkzeuge an verschiedenen Querpositionen befestigbar sind. Ein Querträger erlaubt die Befestigung der Werkzeuge im Wesentlichen über die gesamte Breite der Transportbahnen. Er ermöglicht zudem einen einfachen und kostengünstigen Aufbau der Vorrichtung.
Bevorzugt weist der Querträger an den verschiedenen Querpositionen unterschiedlich ausgebildete Aufnahmen auf, so dass jedes der Werkzeuge nur in bestimmten der Querpositionen aufgenommen werden kann. Dadurch wird die Anordnung der Werkzeuge an einer falschen Position verunmöglicht.
Eine Vorrichtung soll beispielsweise eine gewisse Anzahl verschiedener Behältertypen mit Deckeln verschiedener Form und/oder Grösse verschliessen können. Die zu verwendende Folienbreite, die Anzahl der Bahnen und die Position der Werkzeuge wird nun für jeden Behälter- bzw. Deckeltyp so vorgegeben, dass eine möglichst schnelle Verarbeitung bei möglichst wenig Ausschuss erreicht wird. Für jeden Deckeltyp steht eine gewisse Anzahl Werkzeuge zur Verfügung, welche sich nach der jeweiligen vorgegebenen Bahnanzahl richtet. Ein Werkzeug für einen bestimmten Deckeltyp lässt sich nun nur an den für den jeweiligen Behältertyp vorgegebenen Querpositionen am Querträger anbringen.
Am Querträger können zum Befestigen der Werkzeuge an der jeweils richtigen Position mehrere Gruppen von Stiften und/oder Ausnehmungen angeordnet sein, wobei die Werkzeuge mehrere Ausnehmungen und/oder Stifte aufweisen, welche mit mindestens einer der Gruppen von Stiften und/oder Ausnehmungen zusammenwirken können. Die Stifte bzw. Ausnehmungen des Werkzeugs wirken also mit einer Gruppe von Stiften bzw. Ausnehmungen am Querträger zusammen wie ein Schlüssel mit einem Schloss, indem in Ausnehmungen des Werkzeugs Stifte des Querträgers und/oder in Ausnehmungen des Querträgers Stifte des Werkzeugs eingreifen.
Alternativ erfolgt die Aufnahme der Werkzeuge am Querträger an unterschiedlich geformten Profilen. Auch können die Aufnahmen alle identisch ausgebildet sein, wobei die richtige Positionierung der Werkzeuge beispielsweise durch Markierungen oder eine Farbcodierung unterstützt wird. Die Werkzeuge können zudem statt an einem Querträger auch beispielsweise an seitlichen Halteelementen oder nach innen weisenden, über den Transportbahnen angeordneten Auslegern befestigbar sein. Die Positionierung und/oder das Auswechseln der Werkzeuge kann automatisiert werden, z. B. indem die Werkzeuge auf einer quer verlaufenden Schiene verschiebbar angeordnet sind, und indem Werkzeuge zwischen der Schiene und einem Werkzeugmagazin ausgetauscht werden können.
Ein Werkzeug zum Herstellen eines Folienteils aus einem Folienband, insbesondere durch Ausstanzen, und zum Aufbringen des Folienbandes auf ein Objekt ist in seiner Querposition veränderbar an der erfindungsgemässen Vorrichtung befestigbar. Das Werkzeug kann neben dem Stanzstempel beispielsweise noch ein Heizelement zum Siegeln des Deckels und/oder eine Matrize zum Abstreifen des Deckels vom Stanzwerkzeug aufweisen.
Zur Befestigung an der erfindungsgemässen Vorrichtung weist das Werkzeug mit Vorteil mehrere Ausnehmungen und/oder Stifte auf, welche mit einer an der Vorrichtung angeordneten Gruppe von Stiften und/oder Ausnehmungen zusammenwirken können.
Ein Objektträger zur Verwendung in der erfindungsgemässen Vorrichtung kann mindestens zwei Objekte, beispielsweise becherartige Behälter oder vorgefertigte, mit einer Membran zu versehende Deckel, aufnehmen. Er ist an der Vorrichtung auswechselbar angebracht. Die Anzahl Bahnen in der Vorrichtung wird durch die Anzahl und die Anordnung der vom Objektträger gehaltenen Objekte bestimmt, der Träger kann beispielsweise quer zu den Bahnen verlaufen und in einer Reihe eine Anzahl Objekte tragen, welche der Anzahl Bahnen entspricht.
Ein Verfahren zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband auf Objekte umfasst folgende Schritte:
  • a) Das Folienband wird entlang einer ersten Richtung zugeführt.
  • b) Die Objekte werden entlang mindestens einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn schrittweise transportiert, wobei die Bahnen parallel zueinander sind und in einer zweiten Richtung verlaufen, welche zur ersten Richtung einen fest vorgegebenen Winkel einschliesst.
  • c) Die Folienteile werden aus dem Folienband hergestellt und auf ein erstes Objekt auf der ersten Bahn und auf ein zweites Objekt auf der zweiten Bahn aufgebracht.
  • d) Die Objekte werden in auswechselbaren Objektträgern gehalten, die sich über die mindestens zwei parallelen Bahnen erstrecken und die Anzahl paralleler Bahnen und Abstände zwischen den Bahnen bestimmen.
    • Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
    Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
    Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung;
    Fig. 2A-C
    eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung der Konfiguration der Objektträger und der Folienbahn;
    Fig. 4A-C
    schematische Darstellungen verschiedener möglicher Konfigurationen bei vorgegebener Gesamtbreite der Objektträger und vorgegebenem Winkel zwischen der Transportrichtung und der Richtung der Folienbahn;
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung der Befestigung eines Werkzeugs der erfindungsgemässen Vorrichtung; und
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung verschiedener möglicher Konfigurationen von Werkzeugen.
    Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
    Die Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Dargestellt sind zwei Werkzeuge 10, 20 zum Herstellen von Folienteilen aus einem Folienband 30 und zum Aufbringen der Folienteile auf becherartige Behälter sowie deren Lagerung und Betätigung. Die Vorrichtung umfasst weitere (nicht dargestellte) Elemente, namentlich eine Einrichtung zum Zuführen des Folienbandes 30 aus Kunststoff, Metall oder einem Verbundmaterial, welche in an sich bekannter Weise ausgebildet werden kann, beispielsweise durch zwei vor und hinter der Arbeitsstelle angeordnete Walzenpaare, welche das Folienband 30 schrittweise in einer Folienförderrichtung 31 fördern können. Ein weiteres Element ist ein Transportsystem zum Transportieren der auf Objektträgern gehaltenen Behälter in einer Transportrichtung 41. Dieses Transportsystem ist unterhalb der Bahn des Folienbandes 30 angeordnet.
    Die Werkzeuge 10, 20 weisen im Wesentlichen kubisch ausgebildete Lagergehäuse 11, 21 auf, in welchen die Stanzstempel auf Kugelführungen vertikal verschiebbar gelagert sind. Die Stanzstempel sind am unteren Ende von vertikal orientierten Betätigungselementen angeordnet. Die oberen Abschnitte dieser Betätigungselemente treten durch die Oberseiten der Lagergehäuse 11, 21 hindurch, und an den oberen Enden ist jeweils ein Flansch 12, 22 befestigt. Die Werkzeuge 10, 20 umfassen weiter eine Kühlvorrichtung für die Stanzstempel, welche sicherstellt, dass sich die ausgestanzten Folienteile leicht von den Stempeln lösen lassen. Dieser Ablösungsprozess wird durch Abstreifer 13, 23 unterstützt, welche zwischen den Lagergehäusen 11, 21 und dem Folienband 30 angeordnet sind und an welchen die Folienteile beim Zurückbewegen der Stempel abgestreift werden. Die Werkzeuge 10, 20 umfassen ausserdem von den Stanzstempeln unabhängige Heizeinrichtungen zum Siegeln der ausgestanzten Folienteile auf den Behälterrand. Zu diesem Zweck weist das Folienband 30 auf seiner Unterseite einen entsprechenden Lack auf.
    Die Werkzeuge 10, 20 sind auswechselbar an einem Rahmen 50 befestigt. Zu diesem Zweck weist der Rahmen 50 einen quer zur Transportrichtung 41 angeordneten Durchbruch 51 auf, dessen Breite der Breite der Lagergehäuse 11, 21 der Werkzeuge 10, 20 entspricht. Entlang der Längsseiten des Durchbruchs 51 weist der Rahmen 50 mehrere zylindrische Öffnungen 52 auf. Wie in der Figur 5 am Beispiel des Werkzeugs 10 dargestellt, weist das Lagergehäuse 11 an seinem unteren Ende seitliche Flansche 14a, 14b auf, an welchen nach oben weisende Stifte 15a, 15b angeordnet sind. Die Dimensionen und Abstände dieser Stifte 15a, 15b entsprechen den Dimensionen und Abständen der Öffnungen 52, so dass das Werkzeug 10 am Rahmen 50 befestigt werden kann, indem die Stifte 15a, 15b von unten her in die Öffnungen 52 eingreifen. Dabei liegen die seitlichen Flansche 14a, 14b des Lagergehäuses 11 direkt an der Unterseite des Rahmens 50 an. Die Stifte 15a, 15b weisen in ihrem obersten Abschnitt ein Gewinde auf, so dass das Werkzeug 10 mittels Muttern 15a, 15b im Durchbruch 51 des Rahmens 50 lösbar befestigt werden kann. Die Fixierung des Werkzeugs 10 kann alternativ beispielsweise auch durch oberhalb des Rahmens 50 an den Stiften 15a, 15b angeordnete Klemmen oder durch eine Schraubverbindung zwischen den Stiften 15a, 15b und den Öffnungen 52 erfolgen. Das zweite Werkzeug 20 ist auf dieselbe Weise am Rahmen 50 befestigt wie das erste Werkzeug 10.
    Die Werkzeuge 10, 20 werden durch einen oberhalb derselben angeordneten Querbalken 60 betätigt. Dieser ist horizontal und schräg zum Durchbruch 51 und damit schräg zu den Werkzeugen 10, 20 angeordnet. Dadurch wird mehr Platz geschaffen und die Folienführungen können so nahe wie möglich beidseitig der Werkzeuge angeordnet werden. Der Querbalken 60 weist an seiner Unterseite zwei Flanschverbinder 61, 62 auf. Daran sind die oben an den Betätigungselementen der Stanzstempel angeordneten Flansche 12, 22 unverschiebbar befestigt, so dass die Bewegung der Stanzstempel durch den Querbalken 60 zwangsgesteuert ist. Der Querbalken 60 ist mit einem linearen Antrieb (nicht dargestellt) gekoppelt, welcher seine vertikale Auf- und Abbewegung 63 bewirkt.
    Unten am Rahmen, zwischen dem Folienband 30 und den zu verschliessenden Behältern ist ein Matrizenträger 53 mit einer Mehrzahl von Matrizen angeordnet, mit welchen der Stanzstempel beim Ausstanzen und Aufbringen der Folienteile zusammenwirkt.
    Der Rahmen 50 lässt sich mitsamt den eingesetzten Werkzeugen 10, 20 um eine Schwenkachse 54 hochklappen. Der Querbalken 60 kann von seinem Antrieb entkoppelt werden, so dass er gemeinsam mit dem Rahmen 50 hochgeklappt werden kann. Zum Auswechseln der Werkzeuge 10, 20 werden zuerst die Flansche 12, 22 der Werkzeuge 10, 20 von den Flanschverbindern 61, 62 am Querbalken 60 gelöst. Anschliessend wird der Rahmen 50 hochgeklappt, um einen Winkel von mindestens 90°. Daraufhin können die Befestigungselemente für die Werkzeuge 10, 20 gelöst und die Werkzeuge 10, 20 von unten her entnommen werden. Neue Werkzeuge werden wiederum von unten her in den Durchbruch eingeführt, und an ihrer vorbestimmten Position befestigt. Nun werden der Rahmen 50 und der Querbalken 60 heruntergeklappt und mittels einer Verriegelung 55 fixiert. Schliesslich werden die neuen Werkzeuge an den Flanschverbindern 61, 62 fixiert und der Antrieb wieder mit dem Querbalken 60 gekoppelt.
    In den Figuren 2A-C ist das erfindungsgemässe Verfahren schematisch dargestellt. Das Folienband 30 wird entlang einer Folienförderrichtung 31 schrittweise zugeführt. Zur besseren Orientierung ist eine willkürliche Querlinie 32 des Folienbandes 30 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die zu verschliessenden Behälter 71, 72,... sind in Objektträgern 81, 82,... gehalten, welche entlang einer Transportrichtung 41 schrittweise transportiert werden. Die Transportrichtung 41 und die Folienförderrichtung 31 schliessen einen Winkel von ca. 50° ein. Alle Objektträger 81, 82,... sind identisch, zum Halten zweier in Querrichtung angeordneter Behälter 71, 72,... ausgebildet. Sollen beispielsweise Becher einer leicht konischen, sich nach oben erweiternden Form verschlossen werden, können diese ganz einfach dadurch gehalten werden, dass sie in Öffnungen gestellt werden, deren Form und Grösse einem Querschnitt in einer bestimmten Höhe des Bechers entsprechen.
    Die Figur 2A zeigt den Beginn eines Verpackungsvorgangs. Die ersten zu verschliessenden Behälter 71, 72 sind im zweiten Objektträger 82 gehalten. Dieser befindet sich in der Arbeitsposition, d. h. er ist so positioniert, dass sich die Behälter 71, 72 direkt unter den Stanzwerkzeugen befinden. Während des Verschliessens der Behälter 71, 72 mit einem Foliendeckel stehen kurzzeitig sowohl die Folienbahn 30 als auch die Objektträger 81, 82 still. Die Stanzwerkzeuge werden abgesenkt, so dass in Zusammenwirkung mit den unterhalb der Folienbahn 30 angeordneten Matrizen aus der Folienbahn 30 simultan zwei Folienteile von runder Form hergestellt werden. Die Stanzwerkzeuge werden sodann zurückgezogen, wobei durch die oberhalb der Folienbahn angeordneten Abstreifer vermieden wird, dass die Folienteile an den Stanzwerkzeugen haften bleiben. Als Nächstes werden nun die Heizeinrichtungen der Werkzeuge betätigt, um die Deckel auf die Ränder der Behälter 71, 72 zu siegeln. Schliesslich wird die Heizeinrichtung von den Behälterrändern zurückgezogen.
    Sobald diese Schritte ausgeführt worden sind, können sowohl die Folienbahn 30 entlang der Folienförderrichtung 31, als auch die Objektträger 81, 82 entlang der Transportrichtung 41 einen Schritt weiter transportiert werden. Es ergibt sich die in der Figur 2B dargestellte Situation. Der zweite Objektträger 82 ist nun an die frühere Position des ersten Objektträgers 81 transportiert worden, und ein dritter Objektträger 83 mit den Behältern 73, 74 nimmt nun die Arbeitsposition unterhalb der Werkzeuge ein. Die Folienbahn 30 ist soweit transportiert worden, dass die durch den Stanzvorgang entstandenen Löcher 91, 92 aus dem Arbeitsbereich entfernt sind, d. h. aus jenem Bereich, in welchem im folgenden Schritt die Folienteile ausgestanzt werden sollen.
    Es schliesst sich nun erneut ein Arbeitsschritt an, bei welchem die Behälter 73, 74 mit Foliendeckeln verschlossen werden.
    Die Figur 2C zeigt die Situation nach dem erneuten Weitertransport der Folienbahn 30 und der Objektträger 82, 83. Es ist deutlich sichtbar, dass die in der Folienbahn 30 entstandenen Löcher 91, 92, 93, 94 so angeordnet sind, dass nur sehr wenig Ausschuss des Folienmaterials anfällt. Der Verpackungsprozess kann im Prinzip so lange in der dargestellten Art weiterlaufen wie Folie nachgefördert werden kann. Nach dem Aufbringen des Deckels und dem Wegtransport der Objektträger 81, 82,... aus der Arbeitsposition werden die Behälter 71, 72,... aus den Objektträgern 81, 82,... entfernt und aus der Vorrichtung wegbefördert. Die leeren Objektträger 81, 82, ... werden sodann wieder in eine Beschickungsposition gebracht und dort erneut mit Behältern versehen. Der Rücktransport erfolgt auf an sich bekannte Weise, beispielsweise kann das Transportsystem durch ein unterhalb der Arbeitsebene umlaufendes Förderband gebildet sein, an welches die Objektträger angekoppelt sind, oder die Objektträger werden vom Transportsystem abgekoppelt und durch einen separaten Mechanismus asynchron zum Beschickungsort zurück transportiert.
    Die Figur 3 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration der Objektträger und der Folienbahn. Dargestellt sind einige typische vorgegebene und variable Parameter der Vorrichtung zum Aufbringen der Folienteile, der Folienbahn 30 sowie des durchgeführten Verfahrens. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Winkel α zwischen der Folienförderrichtung 31 und der Transportrichtung 41 der Objektträger 81, 82 fest vorgegeben. In der Figur 3 dargestellt ist der Winkel β, welcher sich mit dem Winkel α zu einem rechten Winkel ergänzt, d. h. α+β=90°. Für einen bestimmten Verpackungsvorgang ist zudem der Durchmesser D der auszustanzenden Folienteile vorgegeben. Der Einfachheit halber gehen wir bei der schematischen Darstellung in der Figur 3 von kreisrunden Folienteilen aus. Selbstverständlich weisen die meisten herzustellenden Deckel aber eine kompliziertere Form auf, z. B. weil zusätzlich Abziehlaschen ausgebildet werden sollen, oder weil anders, z. B. rechteckig geformte Behälter verschlossen werden sollen. Dies hat aber lediglich zur Folge, dass zusätzlich die Orientierung der auszustanzenden Folienteile relevant ist. Diese sollte so gewählt werden, dass möglichst wenig Ausschuss produziert wird. Je nach Form und Orientierung ergibt sich ein anderer effektiver Wert des Durchmessers D.
    Der Durchmesser D bestimmt zusammen mit der maximalen Breite der Objektträger 81, 82 und der maximalen Breite der Folienbahn 30, welche Anzahl N von Werkzeugen nebeneinander angeordnet werden können, d. h. wie viele Folienteile gleichzeitig erzeugt und auf die Behälter aufgebracht werden können. Ausgehend vom Durchmesser D der Folienteile und der Anzahl N der Werkzeuge wird eine Folienbreite B gewählt, welche ungefähr die Anordnung von N Folienteilen des Durchmessers D quer zur Folienförderrichtung 31 erlaubt. Durch Wahl des Winkels γ zwischen der Querrichtung des Folienbandes und der Verbindungslinie der Mittelpunkte nebeneinander angeordneter Folienteile kann die Aufteilung so optimiert werden, dass seitlich der ausgestanzten Folienteile ein möglichst schmaler Reststreifen verbleibt. Hierbei ist allerdings darauf zu achten, dass es bei üblichen Einrichtungen zum Zuführen des Folienbandes 30 notwendig ist, dass beidseitig ein minimaler Streifen verbleibt, so dass die Folie im Arbeitsbereich stets gespannt werden kann.
    Aus den Parametern α, D, N, B und γ ergibt sich nun für eine optimale Bandausnutzung eindeutig der Abstand A zwischen den Behältern 71, 72, die Schrittweite VB eines Transportschritts in Transportrichtung 41 und die Schrittweite VF der Einrichtung zum Weiterfördern des Folienbandes 30. Die Objektträger 81, 82 werden also so gewählt, dass die darin gehaltenen Behälter 71, 72 einen Abstand A aufweisen, und die Vorrichtung wird so gesteuert, dass die bestimmten Schrittweiten VB, VF eingehalten werden.
    Die Figuren 4A-C sind schematische Darstellungen verschiedener möglicher Konfigurationen bei vorgegebener Gesamtbreite der Objektträger und vorgegebenem Winkel zwischen der Transportrichtung und der Richtung der Folienbahn. Der vorgegebene Winkel β beträgt im dargestellten Beispiel ca. 38°. Die Figuren 4A, 4B zeigen das Verschliessen derselben Behälter mit einem Durchmesser D1, wobei im ersten Fall (Figur 4A) zwei Behälter 71, 72 nebeneinander im Abstand A1 auf einem Objektträger 82 angeordnet sind und im zweiten Fall (Figur 4B) drei Behälter 71', 72', 73' im gleichen Abstand A1 nebeneinander auf einem Objektträger 82'. Die Folienbreite B2 im zweiten Fall ist entsprechend breiter gewählt als die Folienbreite B1 im ersten Fall.
    Im dritten, in der Figur 4C dargestellten Fall sollen Behälter 7 1 ", 72" mit einem grösseren Durchmesser D2 durch Foliendeckel verschlossen werden. Die Dimensionen der Vorrichtung erlauben in diesem Fall nur die gleichzeitige Herstellung und Anbringung zweier Deckel. Es werden deshalb nur zwei Deckel nebeneinander aus der Folienbahn ausgestanzt, und es wird eine entsprechende Folie mit der Folienbreite B3 gewählt. Der Abstand A2 zwischen den Behältern wird so gewählt, dass die auszustanzenden Folienteile derart auf der Folienbahn angeordnet sind, dass zwar die Folie während des Verpackungsvorgangs nicht reisst, dass aber gleichzeitig möglichst wenig Ausschuss produziert wird.
    Die in der folgenden Tabelle angegebenen Parameterwerte für die in den Figuren 4A-C dargestellten Konfigurationen sind lediglich als Beispiele zu verstehen. Der Winkel β beträgt konstant 38°:
    Konf. D [mm] N B [mm] A [mm] V B [mm] V F [mm] γ [°]
    A 72 2 161 119.5 89 79 12
    B 72 3 234 119.5 89 79 12
    C 98 2 206 158 120 101 13
    Die Figur 6 ist eine schematische Darstellung verschiedener möglicher Konfigurationen von Werkzeugen. Dargestellt sind wiederum die Konfigurationen A-C gemäss der oben stehenden Tabelle. Benötigt werden für die Konfigurationen A und B Werkzeuge zum Herstellen und Siegeln von Deckeln mit einem Durchmesser D1 von 72 mm und für die Konfiguration C Werkzeuge für Deckel mit einem Durchmesser D1 von 98 mm. Im dargestellten Beispiel sind an den seitlichen Flanschen je zwei nach oben weisende Stifte angeordnet, im ersten Fall mit einem Abstand von 80 mm, im zweiten Fall mit einem Abstand von 100 mm. Damit die Werkzeuge gemäss den Konfigurationen A-C im Durchbruch 51 des Rahmens 50 befestigt werden können, sind Öffnungen 52 so anzuordnen, wie in der Figur 6 dargestellt. Der Deutlichkeit halber sind die Ausnehmungen 52 für das grössere Werkzeug als Dreiecke, diejenigen für das kleinere Werkzeug als Kreise symbolisch dargestellt. Ausgehend von einer symmetrischen Anordnung der Werkzeuge in Querrichtung müssen Ausnehmungen beidseitig der Symmetrieachse in Abständen von 19.75, 29, 40, 79.5, 99.75, 129 und 159.5 mm angeordnet werden. Wie leicht anhand der Abstände festgestellt werden kann, können die Werkzeuge nur an Positionen fixiert werden, welche den Konfigurationen A-C entsprechen. Eine falsche Positionierung ist nicht möglich. Selbstverständlich lassen sich zusätzliche Öffnungen entlang des Durchbruchs 51 anordnen, um weitere Konfigurationen zu ermöglichen. Die Positionierung der Werkzeuge kann durch Markierungen und/oder unterschiedliche Querschnittsformen der Stifte weiter vereinfacht werden.
    Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Anordnung und Betätigung der Stanzwerkzeuge kann anders erfolgen, beispielsweise können die Werkzeuge einzeln angetrieben und von einer zentralen Steuerung synchron gesteuert werden. Die Werkzeuge können zudem auf eine andere Art und Weise oberhalb der Folienbahn befestigt sein, z. B. auf der Oberseite eines Rahmens oder an schräg verlaufenden Schienen.
    Neben den gezeigten ist eine Vielzahl weiterer Konfigurationen der Objektträger möglich. Insbesondere können auch Behälter mit einem Foliendeckel verschlossen werden, bei denen die zu verschliessende Öffnung nicht im Wesentlichen rund ist. In diesem Fall schaffen die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren eine grosse Flexibilität bei der Anordnung der auszustanzenden Folienteile auf dem Folienband; die einander folgenden Objektträger müssen beispielsweise nicht alle gleich ausgeformt sein, die Halteelemente für die Behälter können unterschiedliche Querpositionen und/oder unterschiedliche Abstände aufweisen, oder die Objektträger sind schräg zur Transportrichtung angeordnet. Auch das gleichzeitige Verschliessen unterschiedlich geformter Öffnungen ist möglich, wenn die Objektträger Halteelemente für unterschiedliche Behälter aufweisen. Ein einzelner Objektträger kann zudem mehrere parallele Reihen mit Halteelementen für Behälter aufweisen, welche hintereinander bearbeitet werden.
    Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich auch zum Verschliessen von ausgestanzten Öffnungen in vorgefertigten Deckeln, beispielsweise aus Weissblech oder Aluminium, einsetzen. Dabei wird eine die Öffnung verschliessende Membran so auf den Deckel aufgebracht, dass sie der Benutzer durch Aufreissen wieder entfernen kann und so die Öffnung freigegeben wird. Die derartig bearbeiteten Deckel werden auf entsprechende Dosen aus Weissblech oder Aluminium aufgebracht.
    Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband auf Objekte geschaffen wird, welche eine schnelle und einfache Anpassung an unterschiedliche Formen und/oder Grössen der Folienteile, eine gute Ausnutzung des Folienmaterials sowie eine hohe Produktivität ermöglicht.

    Claims (11)

    1. Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband (30) auf Objekte (71...76), umfassend
      a) eine Einrichtung zum Zuführen des Folienbandes (30) entlang einer ersten Richtung (31);
      b) ein Transportsystem zum schrittweisen Transportieren der Objekte (71...76) entlang mindestens einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn, wobei die Bahnen parallel zueinander sind und in einer zweiten Richtung (41) verlaufen, welche zur ersten Richtung (31) einen Winkel (α) einschliesst;
      c) mindestens zwei Werkzeuge (10, 20) zum Herstellen der Folienteile aus dem Folienband (30) und zum Aufbringen der Folienteile auf ein erstes Objekt (71) auf der ersten Bahn und auf ein zweites Objekt (72) auf der zweiten Bahn;
      dadurch gekennzeichnet, dass
      d) der Winkel (α) zwischen der ersten Richtung (31) und der zweiten Richtung (41) fest vorgegeben ist;
      e) dass das Transportsystem auswechselbare Objektträger (81...84) aufweist, die sich über die mindestens zwei parallelen Bahnen erstrecken und die Anzahl paralleler Bahnen und Abstände zwischen den Bahnen bestimmen; und
      f) dass die Werkzeuge (10, 20) auswechselbar und ihre Querabstände veränderbar sind.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der fest vorgegebene Winkel (α) zwischen der ersten Richtung (31) und der zweiten Richtung (41) 30-60°, bevorzugt 45-55°, beträgt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen des Folienbandes derart ausgebildet ist, dass Folienbänder (30) unterschiedlicher Breite verarbeitet werden können.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektträger (81...84) quer zur zweiten Richtung verlaufen.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Querträger (50), an welchem die Werkzeuge (10, 20) an verschiedenen Querpositionen befestigbar sind.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (50) an den verschiedenen Querpositionen unterschiedlich ausgebildete Aufnahmen (51, 52) aufweist, so dass jedes der Werkzeuge (10, 20) nur in bestimmten der Querpositionen aufgenommen werden kann.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befestigen der Werkzeuge (10, 20) am Querträger (50) mehrere Gruppen von Stiften und/oder Ausnehmungen (52) angeordnet sind und dass die Werkzeuge (10, 20) mehrere Ausnehmungen und/oder Stifte (15a, 15b) aufweisen, welche mit mindestens einer der Gruppen von Stiften und/oder Ausnehmungen (52) zusammenwirken können.
    8. Werkzeug (10, 20) zum Herstellen eines Folienteils aus einem Folienband (30), insbesondere durch Ausstanzen, und zum Aufbringen des Folienteils auf ein Objekt (71...76), für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es in seiner Querposition veränderbar an der Vorrichtung befestigbar ist.
    9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Befestigung an der Vorrichtung mehrere Ausnehmungen und/oder Stifte (15a, 15b) aufweist, welche mit einer an der Vorrichtung angeordneten Gruppe von Stiften und/oder Ausnehmungen (52) zusammenwirken können.
    10. Objektträger (81...84) für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei Objekte (71...76), insbesondere becherartige Behälter, aufnehmen kann und dass er an der Vorrichtung auswechselbar angebracht werden kann.
    11. Verfahren zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband (30) auf Objekte (71...76), wobei
      a) das Folienband (30) entlang einer ersten Richtung (31) zugeführt wird;
      b) die Objekte (71...76) mindestens entlang einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn schrittweise transportiert werden, wobei die Bahnen parallel zueinander sind und in einer zweiten Richtung (41) verlaufen, welche zur ersten Richtung (31) einen fest vorgegebenen Winkel (α) einschliesst;
      c) die Folienteile aus dem Folienband (30) hergestellt und auf ein erstes Objekt (71) auf der ersten Bahn und auf ein zweites Objekt (72) auf der zweiten Bahn aufgebracht werden;
      d) wobei die Objekte (71...76) in auswechselbaren Objektträgern (81...84) gehalten werden, die sich über die mindestens zwei parallelen Bahnen erstrecken und die Anzahl paralleler Bahnen und Abstände zwischen den Bahnen bestimmen.
    EP04405089A 2004-02-17 2004-02-17 Vorrichtung zum Aufbringen von Folienteilen aus einem Folienband auf Objekte Withdrawn EP1564143A1 (de)

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