EP1648774A2 - Wendeeinrichtung - Google Patents

Wendeeinrichtung

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EP1648774A2
EP1648774A2 EP04741109A EP04741109A EP1648774A2 EP 1648774 A2 EP1648774 A2 EP 1648774A2 EP 04741109 A EP04741109 A EP 04741109A EP 04741109 A EP04741109 A EP 04741109A EP 1648774 A2 EP1648774 A2 EP 1648774A2
Authority
EP
European Patent Office
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packaging
cap
carton
mandrel
turning device
Prior art date
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Application number
EP04741109A
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English (en)
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EP1648774B1 (de
Inventor
Robert Morgan
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Induflex Robert Morgan
Original Assignee
Induflex Robert Morgan
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Filing date
Publication date
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Application filed by Induflex Robert Morgan filed Critical Induflex Robert Morgan
Publication of EP1648774A2 publication Critical patent/EP1648774A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1648774B1 publication Critical patent/EP1648774B1/de
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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
    • 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
    • B65B7/28—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by applying separate preformed closures, e.g. lids, covers
    • B65B7/2835—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by applying separate preformed closures, e.g. lids, covers applying and rotating preformed threaded caps
    • 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
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/02—Machines characterised by the incorporation of means for making the containers or receptacles
    • B65B3/025—Making parallelepipedal containers from a single carton blank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/02—Feeding or positioning sheets, blanks or webs
    • B31B50/04—Feeding sheets or blanks
    • B31B50/046—Feeding sheets or blanks involving changing orientation or changing direction of transport
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
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    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/02—Feeding or positioning sheets, blanks or webs
    • B31B50/10—Feeding or positioning webs
    • B31B50/106—Feeding or positioning webs involving changing orientation or changing direction of transport
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/42—Feeding or positioning bags, boxes, or cartons in the distended, opened, or set-up state; Feeding preformed rigid containers, e.g. tins, capsules, glass tubes, glasses, to the packaging position; Locating containers or receptacles at the filling position; Supporting containers or receptacles during the filling operation
    • B65B43/50—Feeding or positioning bags, boxes, or cartons in the distended, opened, or set-up state; Feeding preformed rigid containers, e.g. tins, capsules, glass tubes, glasses, to the packaging position; Locating containers or receptacles at the filling position; Supporting containers or receptacles during the filling operation using rotary tables or turrets

Definitions

  • the invention relates to a turning device with a receptacle for boxes, in particular packaging boxes of the A-style or of the B-style type.
  • a receptacle for boxes, in particular packaging boxes of the A-style or of the B-style type.
  • Such a receptacle can be used to hold a packaging carton or corresponding semi-finished product, in order to then guide this carton past various further processing units.
  • the further processing can consist in that, in a certain processing step, the bottom of the packaging is folded in a predetermined manner or the bottom of the packaging is guided past a heater in order to seal and seal the bottom.
  • the folding of the bottom can be carried out by means of a corresponding folding device, the heating of the packaging on the bottom by a suitable sealing press, so that the cartons transported by the turning star according to the invention are already correctly aligned in the production line have further line processing and no longer have to be rotated specifically.
  • the receptacle for the carton is essentially formed by a drawing mandrel receptacle, which can be rotated at a certain point, for example by 90 45 ° (or more or less), so that the carton itself is also rotated in the reversible star in the longitudinal axis can be.
  • the carton on the mandrel holder is rotated by the fact that the mandrel holder either has its own rotary drive or is guided along a link with which the desired rotation of the pulling mandrel holder is automatically accomplished when the mandrel holder is guided past the backdrop.
  • the turning star consists of a rotatable device with star-shaped mandrel receptacles, by means of which packaging material can be picked up when a corresponding feed device for packaging material runs past.
  • the packaging material so taken is passed past processing stations, for example a folding device, a sealing press and the like, so that the packaging carton, which was initially still open, is folded at its rear end and then sealed and sealed and thus form the bottom can, for example, the bottom of a box to hold liquids (e.g. milk).
  • processing stations for example a folding device, a sealing press and the like
  • the mandrel also rotates, so that the packaging material can then be removed in one direction from the mandrel with the turning device, which at the same time corresponds to the correct orientation as for the further transport of the packaging materials in the production line necessary is.
  • the mandrel holder is rotated, for example by exactly 90 ° / 45 °, via a cam disc (link) K (see FIG. 4d).
  • the mandrel holder could also have its own drive, the solution described with the backdrop is simpler and cheaper, especially since the device can also be used for processing A-style packaging when the cam disc is removed which a rotation by the above-described angle is not necessary.
  • the beverage roofing tool opposite the turning points is essentially the same for both packages.
  • the turning device makes it possible to use the same device for forming the roof of the beverage cartons, whereby the carton is first turned, for example by 90 °, in the B-style packaging in such a way that the desired correct feeding to the tools for beverage roofing is given.
  • each individual mandrel holder is provided with a stop which moves on a cam disc when the turning star is rotated.
  • This cam disc has an elevation at a certain point in the direction of the turning star, so that the stop is guided by this elevation in such a way that the speaking mandrel rotates through the angle predetermined by the height of the cam at this point.
  • the cam itself is interchangeable. If the cam disc is omitted and replaced by a disc without an angle of attack, there is no rotation of a single mandrel holder when the turning device rotates.
  • the embodiment according to the invention is technically very simple, but very effective and, for the first time, enables a drawing mandrel to be picked up by rotating a single drawing mandrel at a desired point.
  • This further alternative possibility consists (of course, this can also be used together with the turning device), to use the mandrel receptacles - i.e. the mandrel - to put a cap or a closure on the outside of a box - before filling the box, the mandrel then itself forms a solid counter surface.
  • the cap is preferably designed in the manner of a Terxo or spike cap or another known cap, in which the cardboard is first broken through / cut through by rotating the cap and then preferably the broken-out (pushed out) piece of the cardboard adheres firmly to the inside of the cap and is removed after the cap has been removed.
  • the cap is preferably welded to the carton using hot air.
  • the cap is preferably made of plastic.
  • the individual caps are first presorted and then picked up by a tool and placed on the mandrel within a predetermined position Cardboard put on, but previously they were heated by hot air so that a safe and firm application is possible.
  • the cap it is therefore possible for the cap to be welded on in the entire filling area, so that a sufficiently large aseptic closure for the cap is possible, especially since the cap does not touch the interior of the carton before the entire carton is opened. Only when the cap is turned is a knife-like device pressed into the box, so that the box is opened.
  • the cap is applied to the mandrel during the turning station, which allows very precise positioning. Because the mandrel itself essentially - as shown in the drawings - enables a secure base, the cap can also be applied to the box with sufficient pressure without damaging the box itself.
  • this variant described can be carried out for packaging according to A-style as well as according to B-style with the described cap application.
  • the box In the area in which the cap is placed, the box is pre-punched in a so-called "half-cut", so that the detachment of a part of this box is facilitated.
  • the method according to the invention allows the cap to be applied before the carton is filled, and a relatively high pressure force (corresponding to approximately 7 to 20 kg, preferably more than 10 kg) can be applied, so that a safe application of the cap is possible.
  • a relatively high pressure force corresponding to approximately 7 to 20 kg, preferably more than 10 kg
  • the cap but also the carton, are heated by means of hot compressed air or a pulsed heater before the cap is applied.
  • a heating loop which is hollow on the inside, so that it can hold a certain volume of air. If the cap and / or the cardboard box is then to be heated, the air heated in the heating loop is brought to the underside of the cap or the cardboard box by means of compressed air, so that the desired parts of the cap are sufficiently heated for application on the Allow cardboard. The same applies to the box itself or to the region of the box in which the cap is to be placed.
  • the described application of the cap on the cardboard in the mandrel is particularly applicable for cardboard boxes in which an aseptic or ultra- clean or in some other way high-purity filling is required.
  • the further Figure 5 shows a heating block for cardboard heating and / or cap heating. It can be seen that several holes are arranged on a first outer ring and further small holes on a second inner ring. This heating block is placed exactly on the location of the box, which is provided with the "half-cut" and on which the cap is then to be applied.
  • An inner ring of the "half-cut” also shows that the cap is not only applied to the outer peripheral edge of the cardboard, but also with the inner “ejector”, ie the part which then forms the inner "half-cut”. Cut area "when opening the cap pushes inwards (or cuts through) and takes this part with you when the cap is removed.
  • Heating loops are formed within the block and the heating itself can be effected in a previously known manner, for example by means of a current resistance heater or the like. Similar to the heater for the carton shown, the heating device for the cap is designed so that only that part of the cap that is to come into direct contact with the carton is sufficiently heated.
  • the heat supply itself can be adjusted in time in the desired manner by means of a corresponding control mechanism, so that not only the time, but also the heating duration and the amount of heating is optimal and, consequently, a sufficient, safe application of the cap on the cardboard is possible without impairment the cap function.
  • caps in particular screw caps of various shapes, can be applied from outside to the beverage cartons by means of hot air. If this happens in the mandrel, for example, 2,500 to 4,000 caps can be safely applied per hour.
  • a particular advantage of the invention is that the design of the entire filling station is not changed by the invention, because the cap is securely applied to the beverage carton before filling. This allows a simple implementation of the invention in an existing filling station.
  • the caps to be applied are first aligned in the correct position from a loose fill using a sorting unit. Thereafter, the caps are separated and sufficiently heated in the manner described at the desired location so that the cap can be securely connected to the beverage carton.
  • a "finger device” is preferably used for the separation, by means of which the cap is guided to the heating in the desired position.
  • the cap is then heated in the manner described and is then conveyed to the application position by means of the finger in the next cycle
  • the cap is grasped and pressed against the cardboard at the predetermined position
  • the cap can also be cooled by means of an ice water jet, whereby - if desired - cooling liquid, such as ice water, also inside the cardboard can be introduced.
  • cooling with air is of course also possible.
  • Such a heater is shown in FIG. 6 and such a heater is either to be attached to an arm of the mandrel applicator, if this is desired, or such a heater is to be attached to a particular location, that of an arm of the mandrel applicator at a particular location opposite, arranged.
  • Figure 7 shows an alternative embodiment of the heater as already shown in Figure 5 or shown in Figure 6, wherein the air outlet is angled from the air supply, so that such a heater can also be used in an area of the machine that otherwise is difficult to reach.
  • FIG. 8 shows an inner part of the heater with the meandering air tube, so that a predetermined heated air volume can be formed by the inner volume of the air tube, which is heated by the heating rods. Further details of such a heater are shown in FIG. 9. Details of FIGS. 6 to 9 are not described further here because they are self-explanatory for the person skilled in the art from the drawings.
  • FIG. 10 shows an overview of a packaging machine according to the invention with a corresponding mandrel applicator and the functioning of the cap heater.
  • the plastic caps to be heated are provided for the application by a sorting system (as shown) and are preferably fed to an applicator via a JetStream conveyor.
  • the applicator heats the caps using hot air and the heating described above fuses the caps and the packaging under mechanical pressure.
  • the entire Mandrel cap applicator is connected to the filling machine by means of screw connections.
  • the applicator is integrated in the cooling circuit of the filling machine.
  • a certain amount of air is to be pumped through the heater, this can also be done by taking up a prescribed amount of air (not yet heated) within a certain cylinder, similar to a normal bicycle air pump, and this air is then generated by means of a cylinder pressed out inside the piston and pressed into the heater and its air tubes, and via the piston movement itself, i.e. its speed and other movement parameters such as the entire piston stroke path, it can be predetermined how quickly the heated air leaves the heater and how much air the Heating leaves, so as to bring the desired amount of heated air, as well as a desired amount of heat to the corresponding parts of the cap and / or the packaging unit and their parts.
  • the temperature of the heating can also be preset and changed in the desired case in order to be able to influence the sufficient amount of heat contained in the air when necessary and at the same time to avoid wasting energy can.
  • the entire device described can also be accommodated in a packaging machine in the part where the filling can already take place under aseptic conditions, that is to say under very sterile conditions, that is to say, for. B. the filling of juice or other beverages into the prefabricated packaging.
  • the packaging is manufactured in a sterile area and no longer has to be sterilized separately before it is filled, as was previously the case after it was finished, that is to say kinking and connecting. The latter happens regularly with hydrogen peroxide or other ingredients that stop bacterial growth immediately.
  • the invention now allows for the first time, also in the sterile area of a packaging and filling machine, to further process and apply appropriately sterilized materials such as prefabricated packaging, as well as their associated caps, together. This dramatically reduces both the cost of the entire packaging and the filling process, without requiring more space than before.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wendeeinrichtung mit einer Aufnahme für Kartons, insbesondere Verpackungskartons vom A-Style- oder vom B-Style-Typ. Mittels einer solchen Aufnahme kann ein Verpackungskarton oder entsprechendes Halbzeug hiervon aufgenommen werden, um dann diesen Karton an verschiedenen Weiterverarbeitungseinheiten vorbeizuführen. Wendeeinrichtung für Verpackungen, wobei die Wendeeinrichtung eine Antriebswelle aufweist, an welcher mehrere Aufnahmen angeordnet sind, mittels welcher jeweils eine Verpackung aufnehmbar ist und mittels welcher die jeweilige Verpackung an Einrichtungen zur Bearbeitung der Verpackung vorbeigeführt wird, wobei die Aufnahme einer Verpackung um einen vorbestimmten Winkel drehbar ist, um einen aufgenommenen Verpackungskarton um einen vorbestimmten Winkel in der Längsachse gedreht zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.

Description

Wendeeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Wendeeinrichtung mit einer Aufnahme für Kartons, insbesondere Verpackungskartons vom A-Style- oder vom B-Style-Typ. Mittels einer solchen Aufnahme kann ein Verpackungskarton oder entsprechendes Halbzeug hiervon aufgenommen werden, um dann diesen Karton an ver- schiedenen Weiterverarbeitungseinheiten vorbeizuführen.
Die Weiterverarbeitung kann darin bestehen, dass in einem bestimmten Verarbeitungsschritt der Boden der Verpackung in einer vorbestimmten Art und Weise gefaltet wird oder der Boden der Verpackung an einer Heizung vorbeigeführt wird, um somit den Boden zu dichten und zu versiegeln. Die Faltung des Bodens kann mittels einer entsprechenden Falzeinrichtung durchgeführt werden, die Aufheizung der Verpackung am Boden durch eine entsprechende Siegelpresse, so dass die von dem erfindungsgemäßen Wendestern transportierten Kartons in der Produktionslinie schon die richtige Ausrichtung für die weitere Linienverarbeitung haben und nicht mehr eigens gedreht werden müssen.
Bei dem erfindungsgemäßen Wendestern wird die Aufnahme für den Karton im Wesentlichen durch eine Ziehdornaufnahme gebildet, welche an einer be- stimmten Stelle um beispielsweise 90 45° (oder mehr oder weniger) drehbar ist, so dass der Karton noch irn Wendestern selbst in der Längsachse gedreht werden kann.
Die Drehung des Kartons an der Ziehdornaufnahme erfolgt dadurch, dass die Ziehdornaufnahme entweder über einen eigenen Drehantrieb verfügt oder entlang einer Kulisse geführt wird, mit welcher die gewünschte Drehung der Ziehdornauf nähme automatisch bewerkstelligt wird, wenn die Ziehdornaufnahme an der Kulisse vorbeigeführt wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels zeichnerisch dargestellt.
Wie in Fig. 1-4 dargestellt, besteht der Wendestern aus einer drehbaren Einrichtung mit sternförmig angeordneten Ziehdornaufnahmen, mittels denen jeweils Verpackungsmaterial bei Vorbeilaufen einer entsprechenden Zuführvorrichtung für Verpackungsmaterial aufnehmbar ist. Bei der weiteren Drehung des Wendesterns wird das so aufgenommene Verpackungsmaterial an Verarbeitungsstationen vorbeigeführt, beispielsweise an einer Falzeinrichtung, an einer Siegelpresse und dergl., so dass der zunächst noch offene Verpackungskarton an seinem hinteren Ende gefaltet und dann gedichtet und versiegelt wird und somit den Boden bilden kann, beispielsweise den Boden eines Kartons zur Aufnahme von Flüssigkeiten (z. B. Milch). Bei der weiteren Drehung des Wendesterns erfolgt auch eine Drehung des Ziehdorns, so dass das Verpackungsmaterial in einer Richtung vom Ziehdorn dann mit der Wendeeinrichtung abgenommen werden kann, der gleichzeitig der richtigen Ausrichtung entspricht, wie die für den weiteren Transport der Verpackungsmate- riale in der Produktionslinie notwendig ist. Die Drehung der Ziehdornaufnahme, beispielsweise um exakt 90°/45°, erfolgt über eine Kurvenscheibe (Kulisse) K (siehe Fig. 4d). Es ist zwar durchaus möglich, dass die Ziehdornaufnahme auch einen eigenen Antrieb aufweisen könnte, allerdings ist die beschriebene Lösung mit der Kulisse einfacher und billiger, zumal bei Entfernung der Kurvenscheibe die Einrichtung auch für die Verarbeitung von A-Style-Verpackungen eingesetzt werden kann, bei welchen eine Drehung um den vorbeschriebenen Winkel nicht notwendig ist.
Soweit in der vorliegenden Anmeldung A-Style- bzw. B-Style-Verpackungen erwähnt sind, handelt es sich hierbei um bekannte Verpackungen von Geträn- kekartons, die sich im Wesentlichen dadurch unterscheiden, dass die überei- nanderlappenden Falzkanten zur Dachbildung des Kartons einmal in einem Winkel ungleich der Falzkantenausbildung geknickt werden müssen (A-Style) und somit nicht der Dachschräge folgen und ein anderes Mal innerhalb der Dachschräge des Kartondachs liegen (B-Style).
Das den Wendestellen gegenüberstehende Werkzeug zur Getränkedachbil- dung ist bei beiden Verpackungen im Wesentlichen gleich. Durch die Wendeeinrichtung ist es aber möglich, die für die Dachbildung der Getränkekartons gleiche Einrichtung zu verwenden, wobei vorab die Wendung des Kartons, beispielsweise um 90°, bei der B-Style-Verpackung jedoch so erfolgt, dass die gewünschte lagerichtige Zuführung an die Werkzeuge zur Getränkedachbil- dung gegeben ist.
In den beigefügten Zeichnungen sind einzelne Elemente der Wendeeinrichtung in für den Fachmann verständlicher Weise gezeigt.
Zu sehen ist insbesondere, wie jede einzelne Ziehdornaufnahme mit einem Anschlag versehen ist, welcher sich bei Drehung des Wendesterns auf einer Kurvenscheibe bewegt. Diese Kurvenscheibe weist in Richtung des Wendesterns an einer bestimmten Stelle eine Erhöhung auf, so dass der Anschlag durch diese Erhöhung so geführt wird, dass sich dabei gleichzeitig der ent- sprechende Ziehdorn um den durch die Höhe der Kurvenscheibe an dieser Stelle vorbestimmten Winkel dreht.
Die Kurvenscheibe selbst ist auswechselbar. Wird die Kurvenscheibe weggelassen und durch eine Scheibe ohne Anstellwinkel ersetzt, so gibt es keine Drehung einer einzelnen Ziehdornaufnahme bei Drehung der Wendeeinrichtung.
Die erfindungsgemäße Ausführung ist technisch sehr einfach, jedoch sehr wirkungsvoll und ermöglicht erstmals eine Ziehdornaufnahme mit der Drehung eines einzelnen Ziehdorns an einer gewünschten Stelle.
Wie beschrieben, wird die Wendung eines einzelnen Ziehdorns durch die beschriebene Kurvenscheibe bewirkt. Im Nachfolgenden wird nunmehr dargestellt, wie ohne die Wendeeinrichtung des Mandrels auch eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht, diesen Mandrel einzusetzen.
Diese weitere alternative Möglichkeit besteht darin (natürlich kann diese auch zusammen mit der Wendeeinrichtung eingesetzt werden), die Ziehdornaufnahmen - also den Mandrel - dazu einzusetzen, auf einen Karton - vor Befül- lung des Kartons - von außen eine Kappe bzw. einen Verschluss aufzusetzen, wobei der Ziehdorn dann selbst eine feste Gegenfläche bildet. Bevorzugt ist die Kappe nach Art einer Terxo- oder Spike-Kappe oder einer sonstigen be- kannten Kappe ausgeführt, bei welcher durch Drehung der Kappe zunächst der Karton von außen nach innen durchbrochen/durchschnitten wird und dann bevorzugt das herausgebrochene (herausgedrückte) Stück des Kartons an der Kappeninnenseite fest haftet und nach Ablösung des Kappenverschlusses weggenommen wird. Der besondere Vorteil dieser vorbeschriebenen Variante besteht darin, dass mit einer sehr hohen Positioniergenauigkeit die Kappe aufgesetzt werden kann. Die Kappe wird bevorzugt mittels Heißluft mit dem Karton verschweißt. Die Kappe ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt. Die einzelnen Kappen werden zunächst vorsortiert und dann von einem Werkzeug aufgegriffen und innerhalb einer vorbestimmten Position des Mandrels auf den Karton aufgesetzt, zuvor wurden sie jedoch mittels Heißluft so erwärmt, dass eine sichere und feste Applikation möglich ist.
Mithin ist es möglich, dass die Kappe im ganzen Füllbereich aufgeschweißt wird, so dass ein hinreichend großer aseptischer Abschluss für die Kappe möglich ist, zumal die Kappe nicht vor dem Öffnen des gesamten Kartons den Innenraum des Kartons berührt. Erst durch das Verdrehen der Kappe wird eine messerartige Vorrichtung in den Karton eingedrückt, so dass damit der Karton geöffnet wird.
Der besondere Vorteil besteht darin, dass die Kappe während der Wendesta- tion auf dem Mandrel appliziert wird, was eine sehr genaue Positionierung erlaubt. Weil der Mandrel selbst im Wesentlichen - wie in den Zeichnungen dargestellt - eine sichere Unterlage ermöglicht, kann die Kappe auch mit hinreichendem Druck auf dem Karton aufgebracht werden, ohne den Karton selbst zu beschädigen.
Grundsätzlich ist diese beschriebene Variante sowohl für eine Verpackung nach A-Style, wie auch nach B-Style mit der beschriebenen Kappenapplikation durchführbar. In dem Bereich, in dem die Kappe aufgesetzt wird, ist der Karton in einem sogenannten „Half-Cut" vorgestanzt, so dass die Loslösung eines Teils dieses Kartons erleichtert wird.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass es zwar grundsätzlich bekannt ist, Kappen von außen auf den Karton aufzusetzen, dies geschieht bislang aber auf einen gefüllten Karton und dann direkt an der schrägen Dachebene. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt jedoch die Kappenapplikation vor der Befüllung des Kartons und hierbei kann eine relativ hohe Andruckkraft (entsprechend etwa 7 bis 20 Kilogramm, bevorzugt mehr als 10 Kilogramm) aufgebracht werden, so dass eine sichere Kappenapplikation möglich ist. Bei der bisherigen Kappenapplikation im Stand der Technik wird sowohl der Karton, wie auch die Kappe vor der Applikation im Durchlaufverfahren beheizt, indem Karton und Kappe an einer Durchströmheizung vorbeigeführt werden.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass die Kappe, wie aber auch der Karton vor der Kappenapplikation mittels heißer Pressluft bzw. einer gepulsten Heizung aufgeheizt werden.
Hierzu ist in einem Metallblock oder einem Block eines anderen Materials, z. B. in einem Stahlblock, eine Heizschleife eingebracht, welche innenseitig hohl ist, so dass sie ein bestimmtes Luftvolumen aufnehmen kann. Soll dann die Aufheizung der Kappe und/oder des Kartons erfolgen, so wird die in der Heizschleife erwärmte Luft mittels Pressluft auf die Unterseite der Kappe bzw. des Kartons gebracht, so dass die gewünschten Partien der Kappe hinreichend erwärmt werden, um eine Applikation auf dem Karton zu erlauben. Gleiches gilt auch für den Karton selbst bzw. für die Region des Kartons, in dem die Kappe aufgesetzt werden soll.
Mit dieser beschriebenen, „gepulsten" Heizung wird also Wärme auf die Kappe und/oder den Karton nur dann aufgebracht, wenn dies notwendig ist und darüber hinaus kann auf diese Art und Weise verhindert werden, dass unnötig Wärme entweicht und ein unkontrolliertes Erwärmen von Kappe und/oder Kar- ton erfolgt, was letztlich zu Lasten des Kartons oder der Applikation gehen könnte, insbesondere dann, wenn durch die Applikation aufgrund zu starker Wärmeeinwirkung der Bereich, in dem der „Half-Cut" aufgebracht ist, ein Durchschmelzen des Kartons (also eine unerwünschte Öffnung des Kartons) verhindert wird. Besonders vorteilhaft ist hierbei wiederum die Tatsache, dass die Kappenapplikation und damit die Kartonbeheizung auf dem Mandrel stattfindet, was ein Durchstoßen bzw. eine ungewünschte Öffnung des „Half-Cut- Bereichs" vermeidet.
Die beschriebene Applikation der Kappe auf dem Karton im Mandrel ist besonders für Kartonagen anwendbar, bei denen eine aseptische bzw. ultra- cleane oder auf eine andere Art und Weise hochreine Abfüllung erforderlich ist.
Die weitere Figur 5 zeigt einen Heizblock für die Kartonaufheizung und/oder Kappenheizung. Hierbei ist zu sehen, dass mehrere Löcher auf einem ersten äußeren Ring und weitere kleine Löcher auf einem zweiten inneren Ring angeordnet sind. Dieser Heizblock wird genau auf die Stelle des Kartons gebracht, der mit dem „Half-Cut" versehen ist und auf dem dann die Kappe appliziert werden soll.
Durch einen Innenring des „Half-Cut" ist auch zu erkennen, dass die Kappe nicht nur in ihrem äußeren umlaufenden Rand auf der Kartonage appliziert wird, sondern auch mit dem inneren „Auswerfer", also dem Teil, welches dann den inneren „Half-Cut-Bereich" bei Öffnung der Kappe nach innen wegdrückt (oder durchschneidet) und diesen Teil bei Ablösung der Kappe mitnimmt.
Innerhalb des Blocks sind Heizschleifen ausgebildet und die Aufheizung selbst kann auf bisher bekanntem Wege, beispielsweise durch eine Stromwiderstandsheizung oder dergleichen, bewirkt werden. Ähnlich wie die dargestellte Heizung für den Karton ist auch die Heizeinrichtung für die Kappe ausgebildet, so dass nur der Teil der Kappe hinreichend erwärmt wird, der in direkten Kontakt mit der Kartonage kommen soll.
Die Wärmezuführung selbst kann durch einen entsprechenden Steuermechanismus zeitlich in der gewünschten Weise eingestellt werden, so dass nicht nur der Zeitpunkt, sondern auch die Heizdauer und die Heizmenge optimal ist und mithin eine hinreichende, sichere Applikation der Kappe auf der Kartonage möglich ist, ohne eine Beeinträchtigung der Kappenfunktion zu bewerkstel- ligen.
Es versteht sich von selbst, dass die Heizleistung für die Kappe im gewünschten Fall eine andere ist als die Heizleistung für die Kartonage. Wie beschrieben, können also Kappen, insbesondere Schraubkappen der verschiedensten Form, mittels Heißluft auf die Getränkekartons von außen appliziert werden. Geschieht dies im Mandrel, so können beispielsweise 2.500 bis 4000 Kappen pro Stunde sicher appliziert werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist dabei, dass die Ausführung der gesamten Füllstation durch die Erfindung nicht verändert wird, weil die Kappe schon vor der Befüllung sicher auf dem Getränkekarton appliziert wird. Dies erlaubt eine einfache Implementierung der Erfindung in einer bestehenden Abfüllstation.
Die zu applizierenden Kappen selbst werden zunächst aus einer losen Schüt- tung heraus mittels einer Sortiereinheit lagerichtig ausgerichtet. Hiernach werden die Kappen vereinzelt und in der beschriebenen Weise an der gewünschten Stelle hinreichend erwärmt, so dass die sichere Verbindung der Kappe mit der Getränkekartonage möglich ist.
Für die Vereinzelung wird bevorzugt eine „Fingereinrichtung" eingesetzt, mit- tels der die Kappe in der gewünschten Position zur Heizung geleitet wird. Die Kappe wird dann in der beschriebenen Weise erhitzt und dann im nächsten Zyklus mittels des Fingers in die Applikationsposition befördert. Bei der Applikation wird die Kappe erfasst und gegen die Kartonage an der vorbestimmten Position gedrückt. Im Anschluss an die Applikation kann auch die Kappe mit- tels einem Eiswasserstrahl gekühlt werden, wobei - falls es gewünscht ist - auch Kühlflüssigkeit, wie Eiswasser, in das Innere des Kartons eingebracht werden kann.
Statt der Kühlung mit Eiswasser ist selbstverständlich auch die Kühlung mit Luft möglich.
Soweit zuvor beschrieben wurde wie eine Wärmezuführung erfolgen kann, mittels der die Kappe und/oder die Kartonage, dort wo die Kappe aufgesetzt wird, erwärmt wird, ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass eine ähnliche Heizvorrichtung auch vorteilhaft einzusetzen ist, um den Bodenbereich der Kartonage kurzzeitig zu erwärmen, um somit ein Verkleben dieses Bodenbe- reichs zu erlauben. Auch hierbei wird mittels einer Heizeinrichtung und mittels gepulster Luft, also eines Pulses, der eine bestimmte Luftmenge und einen bestimmten Wärmeinhalt innerhalb der Luftmenge aufweist, gearbeitet, so dass nicht ständig Warmluft in einem bestimmten Bereich der Verpackungs- maschine geblasen wird, sondern nur dann, wenn eine Wärmemenge an einem vorbestimmten Ort gebraucht wird, um somit einen gewünschten Verpackungsabschnitt der gesamten Verpackung zu erwärmen.
Auch eine solche Heizung, wie z. B. zum Aufheizen des Bodens der Verpackungseinheit besteht aus einer Heizung, die ein oder mehrere Heizstäbe aufweist sowie einen Luftkanal, dessen Innenvolumen bevorzugt so ausgelegt ist, dass mit einem einzigen Luftpuls die gewünschte Menge an erwärmter Luft und damit auch die gewünschte Wärmemenge auf den gewünschten Teil der Verpackung geblasen werden kann.
Eine solche Heizung ist in Figur 6 gezeigt und eine solche Heizung ist entwe- der an einem Arm des Mandrel-Applikators anzubringen, falls dies gewünscht ist oder eine solche Heizung wird an einer bestimmten Stelle, der einem Arm des Mandrel-Applikators an einer bestimmten Stelle gegenüberliegt, angeordnet.
Figur 7 zeigt eine alternative Ausführung der Heizung wie sie bereits in Figur 5 dargestellt ist bzw. auf Figur 6 gezeigt ist, wobei der Luftaustritt abgewinkelt von der Luftzuführung ist, so dass eine solche Heizung auch in einem Bereich der Maschine eingesetzt werden kann, der sonst schlecht zu erreichen ist.
Figur 8 zeigt einen Innenteil der Heizung mit dem mäanderförmig verlegten Luftrohr, so dass durch das Innenvolumen des Luftrohrs, welches sich durch die Heizstäbe erwärmt, ein vorbestimmtes erwärmtes Luftvolumen ausgebildet werden kann. Weitere Details einer solchen Heizung sind in Figur 9 gezeigt. Einzelheiten der Figuren 6 bis 9 werden hier nicht weiter beschrieben, weil sie für den Fachmann aus den Zeichnungen selbsterklärend sind.
Figur 10 zeigt eine Übersichtsdarstellung über eine erfindungsgemäße Verpa- ckungsmaschine mit einem entsprechenden Mandrel-Applikator und die Funktionsweise der Kappenheizung. Die jeweils zu erwärmenden Kunststoffkappen werden für die Applikation von einem Sortiersystem (wie dargestellt) bereitgestellt und bevorzugt über eine JetStream-Förderstrecke einem Applikator zugeführt. Der Applikator erhitzt die Kappen mittels heißer Luft und mittels der vorbeschriebenen Heizung verschmelzen die Kappe und die Verpackung unter mechanischem Druck.
Mittels einer Bedienung, im vorliegenden Fall eines Touch Panels, können einzelne Werte der Kappen-Applikation eingestellt und gesteuert werden.
Der gesamte Mandrel-Kappen-Applikator ist mittels Schraubverbindungen mit der Füllmaschine verbunden. Der Applikator ist dabei in den Kühlkreislauf der Füllmaschine eingebunden.
Wenn eine bestimmte Menge Luft durch die Heizung gepumpt werden soll, so kann dies auch dadurch geschehen, indem ähnlich wie bei einer normalen Fahrradluftpumpe innerhalb eines bestimmten Zylinders eine vorbeschriebene Menge an Luft (noch nicht erwärmt) aufgenommen wird und diese Luft wird dann mittels eines Zylinders innerhalb des Kolbens herausgedrückt und in die Heizung und in deren Luftröhren hineingedrückt, und über die Kolbenbewegung selbst, also deren Schnelligkeit und sonstigen Bewegungsparameter wie den gesamten Kolbenhubweg, kann vorbestimmt werden, wie schnell die er- wärmte Luft die Heizung verlässt und wie viel Luft die Heizung verlässt, um somit die gewünschte Menge an erwärmter Luft, wie auch eine gewünschte Menge an Wärme auf die entsprechenden Teile der Kappe und/oder der Verpackungseinheit und deren Teile zu bringen. Gleichzeitig ist selbstverständlich auch die Temperatur der Heizung voreinstellbar und im gewünschten Fall veränderbar, um somit auf diese Weise im Bedarfsfall einen Einfluss auf die ausreichende Wärmemenge, die in der Luft enthalten ist, nehmen zu können und gleichzeitig eine überflüssige Ver- schwendung von Energie vermeiden zu können.
Die gesamte beschriebene Einrichtung kann bei einer Verpackungsmaschine auch in dem Teil untergebracht sein, wo bereits unter aseptischen Bedingungen, also unter sehr sterilen Bedingungen, die Abfüllung erfolgen kann, also z. B. die Abfüllung von Saft oder sonstigen Getränken in die vorgefertigte Verpa- ckung.
Von besonderem Vorteil dabei ist, dass die Verpackungen im sterilen Bereich gefertigt werden und nicht mehr wie bisher nach ihrer Fertigstellung, also Knicken und Verbinden, vor Abfüllung nochmals separat aufwendig sterilisiert werden müssen. Letzteres geschieht regelmäßig mit Wasserstoffperoxid oder anderen Ingredienzien, die ein Bakterienwachstum sofort beenden.
Die Erfindung erlaubt es nunmehr erstmals, auch im sterilen Bereich einer Verpackungs- und Abfüllmaschine, entsprechend sterilisierte Materialien wie vorgefertigte Verpackungen, wie auch deren zugehörige Kappen weiterzuver- arbeiten und miteinander zu applizieren. Dies verringert dramatisch sowohl die Kosten der gesamten Verpackung als auch die der Abfüllung, ohne dass hierzu mehr Platz als bisher benötigt wird.

Claims

Ansprüche
1. Wendeeinrichtung für Verpackungen, wobei die Wendeeinrichtung eine Antriebswelle aufweist, an welcher mehrere Aufnahmen angeordnet sind, mittels welcher jeweils eine Verpackung aufnehmbar ist und mittels welcher die jeweilige Verpackung an Einrichtungen zur Bearbeitung der Verpackung vorbeigeführt wird, wobei die Aufnahme einer Verpackung um einen vorbestimmten Winkel drehbar ist, um einen aufgenommenen Verpackungskarton um einen vorbestimmten Winkel in der Längsachse gedreht zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.
2. Einrichtung zur Herstellung einer Verpackung mit einer Wendeeinrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Wendeeinrichtung in der Produktionslinie der Verpackung angeordnet ist und Verpackungsmaterial, welches noch nicht fertig ist, aufnimmt, eine Weiterverarbeitung dieses Verpackungsmaterials im Bereich der Wendeeinrichtung erfolgt und u. U. eine abschließende Fertigstel- lung der Verpackung in der Produktionslinie nach der Wendeeinrichtung erfolgt.
3. Verfahren zur Applikation einer Verschlusskappe auf einem Getränkekarton, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe vor Befüllung des Kartons mit einem Getränkeinhalt in einem Mandrel automatisch erfolgt.
4. Mandrel zur Herstellung einer Verpackung, insbesondere einer Getränkeverpackung mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Kappe und einer weiteren Einrichtung zur Applikation der Kappe auf dem Getränkekarton im Mandrel, wobei bevorzugt eine erste Heizeinrichtung zum Aufheizen der Un- terseite der Kappe und bevorzugt eine zweite Heizeinrichtung zum Aufheizen der Getränkekartonage im Bereich der Applikationsfläche ausgebildet ist.
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