EP2311611A2

EP2311611A2 - Verfahren und Werkzeug zum Herstellen von Zuschnitten aus bahnförmigem Material

Info

Publication number: EP2311611A2
Application number: EP10405193A
Authority: EP
Inventors: Martin Kropf; Andreas Hofer
Original assignee: Elag Verpackungen AG
Current assignee: Elag Verpackungen AG
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-04-20
Also published as: CH702012A1; EP2311611A3

Abstract

Bei der Herstellung von Zuschnitten (3, 4) aus bahnförmigem Material (1) werden im Material nacheinander Teilschnitte (5, 6) angebracht. Um unvermeidliche Toleranzen der gegenseitigen Lage der Teilschnitte auszugleichen, sind an den Stellen, an denen sich die Teilschnitte treffen Ausnehmungen (9, 10) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Zuschnitten aus bahnförmigem Material, wobei die Zuschnitte durch nacheinander angebrachte Teilschnitte von der Bahn abgetrennt werden.
Zuschnitte aus bahnförmigem Material werden beispielsweise in der Verpackungsbranche benötigt, beispielsweise bei der Herstellung von Schachteln, Umschlägen oder Beuteln. In vielen Fällen werden zum Schneiden des bahnförmigen Materials voneinander unabhängig angeordnete und bewegbare Werkzeuge verwendet, die nacheinander Teilschnitte im bahnförmigen Material anbringen. Die Position der Teilschnitte bezüglich der Bahn unterliegt dabei einer Toleranz, und zwar sowohl in Längs- als auch in Querrichtung der Bahn. Folglich ist es nicht zu vermeiden, dass sich Teilschnitte nicht exakt dort treffen, wo dies eigentlich erwünscht wäre. Dies kann zur Folge haben, dass Zuschnitte nicht wunschgemäss von der Bahn getrennt werden oder dass sich Teilschnitte kreuzen, wodurch benachbarte Zuschnitte in unerwünschter Weise eingeschnitten werden. Ein weiterer möglicher Effekt dieser Toleranzen besteht darin, dass Zuschnitte unerwünschte Materialteile enthalten, die eigentlich zu einem benachbarten Zuschnitt gehören würden.
In manchen Branchen ist es üblich, gewisse Teilschnitte so auszuführen, dass die erzeugten Zuschnitte nach dem Produktionsprozess noch leicht aneinander hängen und später manuell oder maschinell voneinander getrennt werden. Dies erreicht man beispielsweise durch Kerben in entsprechenden Schneidwerkzeugen, welche beim Schneiden schmale Materialbrücken zuwischen den Zuschnitten zurücklassen. Unter dem Begriff "abgetrennt" sollen im vorliegenden Zusammenhang auch solche Schnitte verstanden werden.
Um unerwünschte Einschnitte in benachbarten Zuschnitten zu vermeiden, ist es bekannt, zwischen benachbarten Zuschnitten einen Materialstreifen vorzusehen, der die Einschnitte aufnimmt und später entsorgt wird. Dies hat natürlich einen erhöhten Materialbedarf zur Folge, was sich negativ auf die Produktionskosten auswirkt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren um Herstellen von Zuschnitten aus bahnförmigem Material vorzuschlagen, bei dem unter minimalem Materialverlust Zuschnitte entstehen, die sicher getrennt werden und keine unerwünschten Materialteile enthalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an den Stellen, an denen sich die Teilschnitte treffen Ausnehmungen angebracht werden.
Diese erfindungsgemässe Lösung ermöglicht, dass die Teilschnitte sich nicht unbedingt exakt treffen müssen, damit die geschilderten Nachteile nicht eintreffen. Es genügt, wenn jeder Teilschnitt in einer Ausnehmung endet. Die Abmessungen der Ausnehmung bestimmt somit die Lagetoleranz der Teilschnitte.
Nach einer Ausführungsart weisen die Ausnehmungen gerundete Konturen auf. Dadurch wird ein ungewolltes, von den durch die Ausnehmungen in den Zuschnitten gebildeten Kerben ausgehendes und auf Kerbwirkung basierendes Einreissen der Zuschnitte verhindert.
Nach einer anderen Ausführungsart sind die Ausnehmungen spitz, um eine Einreisskerbe zu bilden.
Eine weitere Ausführungsart sieht vor, dass mindestens einer der Teilschnitte gebogen ausgeführt wird. Diese Ausführungsart ist insbesondere zur Herstellung von Zuschnitten mit gerundeten Ecken geeignet.
Gemäss einer weiteren Ausführungsart ist vorgesehen, dass mindestens einer der Teilschnitte und mindestens eine der Ausnehmungen gleichzeitig ausgeführt werden. Damit wird bei der Herstellung der Zuschnitte ein Arbeitsschritt eingespart.
Die Erfindung betrifft auch ein Werkzeug zum Herstellen von Zuschnitten, mit mindestens einer Klinge mit einem freien Ende und mindestens einer an der Klinge angeordneten Schneide.
Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, mit dem sich Zuschnitte der geschilderten Art rationell herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Klinge an ihrem freien Ende eine Erweiterung mit einer Schneidkante aufweist.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass durch die Schneide und die Erweiterung mit der Schneidkante ein Teilschnitt und eine Ausnehmung in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Zudem ist die Position des betreffenden Teilschnitts bezüglich der zugeordneten Ausnehmung keiner toleranzbedingten Schwankung unterworfen.
Nach einer Ausführungsart weist die Erweiterung gerundete Konturen auf. Dadurch wird ein ungewolltes, von den durch die Ausnehmungen in den Zuschnitten gebildeten Kerben ausgehendes und auf Kerbwirkung basierendes Einreissen der Zuschnitte verhindert.
Gemäss einer anderen Ausführungsart weist die Erweiterung eine in einem Winkel zur Schneide angeordnete Spitze auf. Dadurch lassen sich mit dem Werkzeug Zuschnitte mit Einreisskerben herstellen.
Nach einer weiteren Ausführungsart sind an der Klinge zwei Schneiden angeordnet. Dadurch lassen sich zwei Teilschnitte gleichzeitig herstellen.
Noch eine Ausführungsart sieht vor, dass die Schneiden gegen das freie Ende der Klinge aufeinander zu laufen. Ein solches Werkzeug ist vorteilhaft, wenn Ecken von benachbarten Zuschnitten abgeschrägt werden sollen.
Nach einer weiteren Ausführungsart ist mindestens eine Schneide konkav gebogen. Ein solches Werkzeug ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn Ecken von benachbarten Zuschnitten gerundet werden sollen.
Schliesslich sieht eine weitere Ausführungsart vor, dass das Werkzeug mindestens zwei Klingen aufweist, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Damit lassen sich mehrere Zuschnitte gleichzeitig bearbeiten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines bekannten Verfahrens;
Figur 2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens;
Figur 3: einen Ausschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten Schneidwerkzeuges;
Figur 4: zwei unter Einsatz des Werkzeuges gemäss Figur 3 hergestellte Zuschnitte bei wunschgemässer Lage eines Trennschnittes;
Figur 5: zwei unter Einsatz des Werkzeuges gemäss Figur 3 hergestellte Zuschnitte bei verschobener Lage eines Trennschnittes;
Figur 6: eine Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Werkzeuges;
Figur 7: Ausschnitte aus vier unter Einsatz des Werkzeuges gemäss Figur 6 hergestellten Zuschnitten bei wunschgemässer Lage von Trennschnitten und
Figur 8: Ausschnitte aus vier unter Einsatz des Werkzeuges gemäss Figur 6 hergestellten Zuschnitten bei verschobener Lage von Trennschnitten.

Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft, wie in bekannter Weise aus einer Materialbahn 1, die in Bahnrichtung 2 bewegt wird, Zuschnitte 3 und 4 hergestellt werden. In der Bahn 1 werden zuerst schräg verlaufende Teilschnitte 5 erzeugt, worauf durch weitere Teilschnitte 6 die Zuschnitte 3, 4 von der Bahn 1 abgetrennt werden. Um zu gewährleisten, dass sich die Teilschnitte 5 und 6 trotz der unvermeidlichen Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Teilschnitte treffen, wird der Teilschnitt 5 so lang gemacht, dass er den Teilschnitt 6 kreuzt. Damit durch den den Teilschnitt 6 überkreuzenden Abschnitt des Teilschnitts 5 nicht ein benachbarter Zuschnitt 3, 4 verletzt wird, wird parallel zum Teilschnitt 6 ein weiterer Teilschnitt 8 ausgeführt, wodurch ein Abfallstreifen 7 entsteht. Eine Verletzung von Zuschnitten 3, 4 durch kurze Einschnitte ist nicht nur aus ästhetischen Gründen unerwünscht, sondern auch deshalb, weil solche Einschnitte ungewollt wie Einreisskerben wirken können. Falls die Zuschnitte Beutel sind, können die genannten Einschnitte auch dazu führen, dass die Beutel undicht werden. Die Erfindung hat unter anderem zum Ziel, die Notwendigkeit der genannten Abfallstreifen 7 zu eliminieren.
Figur 2 zeigt schematisch, wie nach einem Verfahren gemäss der Erfindung Zuschnitte 3, 4 aus einer in Bahnrichtung 2 bewegten Materialbahn 1 hergestellt werden können. Dort wo sich die Teilschnitte 5 und 6 treffen werden vorgängig in der Materialbahn 1 Ausnehmungen 9 angebracht, beispielsweise durch Stanzen. Die Ausnehmungen 9 sind in diesem beispiel rund, damit von ihnen keine Kerbwirkung ausgeht. Der Durchmesser der Ausnehmungen 9 entspricht vorzugsweise mindestens der Toleranz der Positionierungenauigkeit der Teilschnitte. Dadurch müssen die Teilschnitte 5, 6 für ein sicheres Abtrennen der Zuschnitte 3, 4 von der Materialbahn 1 nicht mehr so ausgestaltet werden, dass sie sich überkreuzen. Vielmehr werden sich die Teilschnitte 5, 6 innerhalb der Positioniergenauigkeit immer in einer Ausnehmung 9 treffen. Zwar hinterlassen die Ausnehmungen 9 in den Zuschnitten 3, 4 nach dem Abtrennen von der Materialbahn 1 Kerben 10, jedoch wurde festgestellt, dass solche Kerben 10 optisch nicht störend sind. Und weil die Kerben 10 runde Konturen aufweisen, geht von ihnen keine Kerbwirkung aus.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen schematisch Einzelheiten der Herstellung von Zuschnitten 15, 16 nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren. In Figur 3 ist ein Ausschnitt eines Werkzeuges 11 zum Herstellen von Teilschnitten am Rand einer Materialbahn schematisch dargestellt. Zwei gerundete Schneiden 12 und 13 sind dazu bestimmt, vom Rand der Materialbahn aus Teilschnitte anzubringen, um die Ecken von zu bildenden Zuschnitten 16, 17 zu runden. Da aus Festigkeitsgründen die Klinge 14 zwischen den beiden Schneiden 12 und 13 nicht ganz spitz ausgestaltet werden kann, hat die Klinge 14 an ihrem freien Ende eine Breite 15. Nach dem Anbringen von der Form des Werkzeugs 11 entsprechenden Teilschnitten am Rand der Materialbahn werden die Zuschnitte 16, 17 durch einen weiteren Teilschnitt von der Bahn getrennt, wie man in Figur 4 sieht. Durch diesen weiteren Teilschnitt entstehen an den Zuschnitten die Kanten 18 und 19. Wenn der die Kanten 18, 19 bildende Teilschnitt exakt an der gewünschten Stelle ausgeführt wird, entstehen an den Zuschnitten 16, 17 kleine Absätze 20, die durch die erwähnte Breite 15 bedingt sind und im Allgemeinen nicht störend wirken. Bei der Darstellung nach Figur 5 ist die Lage des weiteren Teilschnittes auf Grund der beschriebenen Toleranz in Richtung auf den Zuschnitt 17 verschoben. In der Folge ist am Zuschnitt 17 eine kaum sichtbare Kante 21 am Übergang vom Radius zur Kante 19 entstanden. Hingegen kann am anderen Zuschnitt 16 ein Materialteil 22 zurückbleiben, der eigentlich zum Zuschnitt 17 gehören würde. Solche Materialteile 22 werden im Fachgebiet als Fähnchen bezeichnet. Derartige Fähnchen sind unerwünscht, weil sie die weitere Verarbeitung der Zuschnitte behindern können, beispielsweise indem sie sich ineinander verhaken. Besonders bei der Herstellung von Verpackungen sind Fähnchen sehr gefürchtet, weil sie abfallen und in der Folge in das Innere der Verpackung geraten können.
Die Figuren 6 bis 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Herstellung von Zuschnitten gemäss der Erfindung. Bei den Zuschnitten 24 bis 27 handelt es sich in diesem Beispiel um Verpackungsbeutel. In Figur 6 ist die Kontur eines Werkzeuges 23 zum Herstellen von Teilschnitten in einer Materialbahn schematisch dargestellt. Das Werkzeug 23 ist dazu bestimmt, gleichzeitig die Ecken von vier in einer Materialbahn benachbarten Zuschnitten 24 bis 27 zu runden, wie dies anschliessend an Hand der Figuren 7 und 8 noch näher beschrieben wird. Das Werkzeug 23 weist vier sternförmig angeordnete Klingen 32, 33, 36 und 37 auf, zwischen denen jeweils eine bogenförmige Schneidkante 28 bis 31 verläuft. Am Ende jeder Klinge ist eine Erweiterung 34, 35, 38 und 39 angeordnet, wobei die Erweiterungen 34 und 35 gerundet sind und die Erweiterungen 38 und 39 eine spitz zulaufende Kontur aufweisen. Sämtliche Erweiterungen weisen Schneidkanten auf, so dass mit dem Werkzeug in einer Materialbahn Ausschnitte herstellbar sind, deren Form der Kontur des Werkzeuges entsprechen. Der Zweck der spitz zulaufenden Kontur wird nachstehend erläutert. Die einzelnen Klingen 32, 33, 26 und 37 müssen nicht zwingend wie dargestellt jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet sein sondern können unter sich beliebige Winkeleinschliessen. Die Figuren 7 und 8 zeigten jeweils einen Ausschnitt aus einer Materialbahn, in dem die Ecken von vier Zuschnitten 24 bis 27 zusammentreffen. Die vier Zuschnitte sind durch einen in den Figuren horizontalen Teilschnitt 40 und einen in den Figuren vertikalen Teilschnitt 41 voneinander getrennt. Zur besseren Verständlichkeit sind die Zuschnitte voneinander distanziert dargestellt. Bei der Produktion, beim Anbringen der Teilschnitte 40 und 41 liegen die Kanten benachbarter Zuschnitte aneinander. Der Unterschied zwischen den Figuren 7 und 8 besteht darin, dass bei Figur 7 die Teilschnitte 40 und 41 exakt an der gewünschten Stelle positioniert sind, wogegen bei der Darstellung nach Figur 8 der Teilschnitt 40 in der Figur nach unten und der Teilschnitt 41 in der Figur nach rechts verschoben ist, wie dies auf Grund der erwähnten Positioniertoleranzen vorkommen kann.
Wie man in Figur 7 sieht, enden die an den horizontalen Teilschnitt 40 angrenzenden Rundungen der Zuschnitte 24 bis 27 in Kerben 42 bis 45, die am fertigen Produkt nicht weiter stören und auf Grund ihrer runden Form auch nicht ungewollt Ausgangspunkte von Rissen in den Zuschnitten bilden. Die an den vertikalen Teilschnitt 41 angrenzenden Rundungen der Zuschnitte 24 bis 27 enden in Kerben 46 bis 49, die an ihrer dem Teilschnitt 41 abgewandten Seite spitz zulaufen. Dadurch bilden diese Kerben 46 bis 49 Einreisskerben, die das Aufreissen der entsprechenden Verpackungsbeutel erleichtern. Wenn wie in Figur 8 dargestellt der Teilschnitt 40 auf Grund der Fertigungstoleranzen nach Unten verschoben ist, sind die Kerben 44 und 45 an den Zuschnitten 26 und 27 nur noch schwach zu sehen. Gegenüberliegend an den Zuschnitten 24 und 25 sind benachbart zu den Kerben 42 und 43 Absätze zu erkennen. Diesen Absätzen haften aber keine Materialbereiche an, wie die in Figur 5 gezeigten Fähnchen 22, die abfallen oder die weitere Verarbeitung der Zuschnitte 24 und 25 stören könnten. Weiter bemerkt man in Figur 8, dass der Teilschnitt 41 nach rechts verschoben ist, verglichen mit Figur 7. Dadurch sind zwar nahe bei den Kerben 46 und 48 der Zuschnitte 24 und 26 Absätze entstanden, jedoch haften auch hier den Zuschnitten keine Fähnchen oder dergleichen an. Auch wenn in Folge der Verschiebung des Teilschnitts 41 die Kerben 47 und 49 weniger tief sind als die Kerben 46 und 48, so erfüllen doch alle vier Kerben 46 bis 49 ihre Funktion als Einreisskerben.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass die Gegenstände in den Zeichnungen teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenliste

1: Materialbahn
2: Bahnrichtung
3: Zuschnitt
4: Zuschnitt
5: Teilschnitt
6: Teilschnitt
7: Abfallstreifen
8: Teilschnitt
9: Ausnehmung
10: Kerbe
11: Werkzeug
12: Schneide
13: Schneide
14: Klinge
15: Breite
16: Zuschnitt
17: Zuschnitt
18: Schnittkante
19: Schnittkante
20: Absätze
21: Kante
22: Fähnchen
23: Werkzeug
24: Zuschnitt
25: Zuschnitt
26: Zuschnitt
27: Zuschnitt
28: Radius
29: Radius
30: Radius
31: Radius
32: Klinge
33: Klinge
34: Erweiterung
35: Erweiterung
36: Klinge
37: Klinge
38: Erweiterung
39: Erweiterung
40: Teilschnitt
41: Teilschnitt
42: Kerbe
43: Kerbe
44: Kerbe
45: Kerbe
46: Einreisskerbe
47: Einreisskerbe
48: Einreisskerbe
49: Einreisskerbe
50

Claims

Verfahren zum Herstellen von Zuschnitten (3, 4; 24 bis 27) aus bahnförmigem Material (1), wobei die Zuschnitte durch nacheinander angebrachte Teilschnitte (5, 6; 40, 41) von der Bahn abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stellen, an denen sich die Teilschnitte treffen Ausnehmungen (9, 10; 42 bis 49) angebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (9, 10; 42 bis 45) gerundete Konturen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (46 bis 49) spitz sind, um eine Einreisskerbe zu bilden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Teilschnitte gebogen ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Teilschnitte und mindestens eine der Ausnehmungen gleichzeitig ausgeführt werden.
Werkzeug (23) zum Herstellen von Zuschnitten nach Anspruch 5, mit mindestens einer Klinge (32, 33, 36, 37) mit einem freien Ende und mindestens einer an der Klinge angeordneten Schneide (28 bis 31), dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge an ihrem freien Ende eine Erweiterung (34, 35, 38, 39) mit einer Schneidkante aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (34, 35) gerundete Konturen aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (38, 39) eine in einem Winkel zur Schneide angeordnete Spitze aufweist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Klinge (32, 33, 36, 37) zwei Schneiden (28 bis 31) angeordnet sind.
Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden gegen das freie Ende der Klinge aufeinander zu laufen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schneide (28 bis 31) konkav gebogen ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Klingen (32, 33, 36, 37) aufweist, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind.