EP3027516B1

EP3027516B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zuschnitten für kragen von packungen für zigaretten

Info

Publication number: EP3027516B1
Application number: EP14734741.3A
Authority: EP
Inventors: Holger Broek
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: EP3027516A1; CN105517905B; CN105517905A; DE102013012437A1; WO2015014426A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zuschnitten, insbesondere Kragen, aus Verpackungsmaterial, vorzugsweise für Packungen von Zigaretten, wobei eine Materialbahn mindestens einer Prägewalze zugeführt wird, die die Materialbahn bezogen auf eine volle Umdrehung der Prägewalze um 360° während mindestens einer Teilrotationsphase mit Prägungen versieht und die während mindestens einer anderen Teilrotationsphase keine Prägungen in die Materialbahn einbringt, und wobei eine nachfolgende Trennschnittwalze die Materialbahn zur Bildung von einzelnen Zuschnitten mit Trennschnitten versieht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Prägewalze, die in einer solchen Vorrichtung eingesetzt werden kann.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind in der DE 10 2005 056 627 A1 der Anmelderin offenbart. Darin ist gezeigt, die Umfangsfläche einer Prägewalze zur Prägung von Innenumhüllungen für Zigarettenpackungen mit einer Freimachung auszurüsten. Die auf diese Weise segmentierte Prägewalze ermöglicht es, den entsprechenden Zuschnitt mit einem ungeprägten Bereich zu versehen bzw. nicht den gesamten Zuschnitt prägen zu müssen. Sollten Fehlstellungen zwischen zu prägender Materialbahn und Prägewalze detektiert werden, kann zudem die Relativposition zwischen Prägewalze und Materialbahn angepasst werden. Eine Anpassung der Relativlage zwischen Materialbahn und Prägewalze erfolgt dabei in der DE 10 2005 056 627 A1 dadurch, dass in den Phasen, in denen die Materialbahn aufgrund der vorgenannten Ausnehmung von der Prägewalze nicht geprägt wird, also an der Prägewalze frei läuft, die Materialbahngeschwindigkeit verändert wird Hierzu wird die Geschwindigkeit einer separaten Vorzugswalze verändert. Die Verwendung solcher Vorzugswalzen hat allerdings Nachteile. Unter anderem haben diese Vorzugswalzen einen hohen Platzbedarf, sodass Trennschnittwalze, Prägewalze und Vorzugswalze regelmäßig nicht innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses Platz finden.
In der DE 10 2009 030 069 A1 wird eine Vorrichtung zum Prägen von insbesondere Kragen einer Klappschachtel für Zigaretten gezeigt, bei der ein Sensor Druckmarken an der Materialbahn abtastet und so die Walzen zum Prägen und Zuschneiden steuert. Auf diese Weise kann eine Prägung positionsgenau angebracht werden.
Die US 2009/0050001 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Verpackungsfolien. Darin sind Prägewalzen zum Prägen von Faltknicken vorgesehen, deren Rotationsgeschwindigkeit verändert werden kann. Beispielsweise werden die Prägewalzen vor dem Prägen abgebremst, so dass das Prägen mit verlangsamter Rotationsgeschwindigkeit erfolgt. Auf diese Weise soll die Qualität der Prägung verbessert werden. Anschließend, das heißt, in einer Phase, in der keine Prägung erfolgt, werden die Prägewalzen beschleunigt, damit die Position der Materialbahn wieder an den folgenden Prozess angepasst wird.
Aus der US 5,022,950 geht eine Vorrichtung zum Prägen und Schneiden von bedruckten Labels hervor. Dabei werden Fehlstellungen zwischen den Prägewalzen und der Materialbahn ausgeglichen.
Des Weiteren ist aus der WO 02/092295 A1 eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Position einer bedruckten und geprägten Materialbahn mit einer Trennschnittwalze synchronisiert wird. Dazu kann die Rotationsgeschwindigkeit der Prägewalzen verändert werden.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Vorrichtung weiterzuentwickeln. Dies insbesondere im Hinblick auf einen möglichst kompakten Herstellprozess mit möglichst wenigen Organen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, die segmentierte Prägewalze mit einer Antriebseinrichtung motorisch anzutreiben, sodass sie Förderkräfte auf die Materialbahn übertragen kann. Die Antriebseinrichtung kann ein ausschließlich der mindestens einen Prägewalze zugeordneter, lokaler Servomotor sein. Theoretisch kann die Antriebseinrichtung aber auch eine zentrale Antriebseinrichtung der Vorrichtung zur Herstellung der Zuschnitte sein, mit der die Prägewalze getrieblich verbunden ist. Wichtig ist, dass die Prägewalze mit anderen Worten die Funktion einer (angetriebenen) Vorzugswalze übernimmt. Regelmäßig werden erfindungsgemäß die vorgenannten Förderkräfte durch das mindestens eine bzw. die vorzugweise mehreren Prägesegment(e) der Prägewalze übertragen. Um gleichzeitig im Bedarfsfall eine Anpassung der Relativlage zwischen Prägewalze und Materialbahn zu ermöglichen, kann die Drehgeschwindigkeit der Prägewalze, die im Normal- bzw. Standardbetrieb, das heißt außerhalb der Anpassphase, zweckmäßigerweise an den Maschinentakt der Herstellvorrichtung gekoppelt ist, übergangsweise verändert bzw. variiert werden. Nämlich in der mindestens einen Teilrotationsphase bzw. in den Teilrotationsphasen, in der/in denen die Prägewalze keine Förderkräfte überträgt. Dies sind regelmäßig die Teilrotationsphasen, in denen die Materialbahn an der Prägewalze frei läuft, in denen also das Freisegment der Materialbahn gegenüberliegt, während die Materialbahn entlang des Freisegments geführt wird.
Die Geschwindigkeit der Prägewalze kann innerhalb dieser jeweiligen Teilrotationsphasen beispielsweise kurzzeitig über die vorherige, von dem Maschinentakt abgeleitete Standard-Drehgeschwindigkeit der Prägewalze erhöht oder erniedrigt und spätestens zum Abschluss dieser Teilrotationsphase wieder auf die Standard-Geschwindigkeit abgebremst bzw. beschleunigt werden. Nämlich spätestens bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das nächste Prägesegment im Rahmen der weiteren Drehung der Prägewalze mit der Materialbahn in Eingriff gerät und entsprechend wieder Förderkräfte überträgt. Mit anderen Worten werden die Teilrotationsphasen, in denen die Materialbahn an der Prägewalze frei läuft, ausgenutzt, um eine Änderung der Relativlage zwischen Prägewalze und Materialbahn herbeizuführen. Dies natürlich regelmäßig nur dann, wenn eine solche Änderung auch notwendig ist, also bedarfsweise. Wenn demnach mittels geeigneter, im Stand der Technik bekannter Maßnahmen eine Fehlstellung zwischen Materialbahn und Prägewalze detektiert wurde, die dazu führt oder führen würde, dass die Prägungen nicht positionsgerecht auf die Materialbahn aufgebracht werden/würden. Für die Detektion von Fehlstellungen können beispielsweise die Positionen von auf der Materialbahn bezogen auf die Materialbahnlängsrichtung in konstanten Abständen aufgebrachten Markierungen, insbesondere Druckmarken, erfasst und mit ermittelten Ist-Drehlagen der Prägewalze verglichen werden.
Alternativ oder zusätzlich (im Rahmen der Anmeldung, insbesondere den Ansprüchen, wird für die Wendung "alternativ oder zusätzlich" auch "und/oder" im Sinne von "und" oder "oder" benutzt) kann vorgesehen sein, durch übergangsweise Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit der Prägewalze auch bedarfsweise die Relativlage zwischen Trennschnittwalze einerseits und Materialbahn andererseits zu verändern. Dies allerdings durch Geschwindigkeitsanpassungen in Teilrotationsphasen, in denen die Prägewalze Förderkräfte auf die Materialbahn überträgt und die Prägewalze als Vorzugswalze die Geschwindigkeit (mit-)bestimmt, mit der die Materialbahn an der Trennschnittwalze entlang geführt wird, sodass entsprechend eine Drehgeschwindigkeitsanpassung der Prägewalze in diesen Phasen auch zu einer Anpassung der Materialbahngeschwindigkeit führt. Wenn die Materialbahn dabei gleichzeitig an der Trennschnittwalze frei bzw. im Wesentlichen frei läuft, kann auf diese Weise die Relativlage zwischen Materialbahn und Trennschnittwalze in gewünschter Weise beeinflusst werden.
Dabei kann die Geschwindigkeit der Prägewalze - ähnlich wie bei der Anpassung der Relativlage zwischen Prägewalze und Materialbahn - beispielsweise kurzzeitig über die von dem Maschinentakt abgeleitete Standard-Drehgeschwindigkeit der Prägewalze erhöht oder erniedrigt und spätestens zum Abschluss dieser Teilrotationsphase wieder auf die Standard-Geschwindigkeit abgebremst bzw. beschleunigt werden.
Indem die Prägewalze in der vorgenannten Weise als angetriebenes Förderorgan eingesetzt wird, kann erfindungsgemäß grundsätzlich auf eine separate Vorzugswalze verzichtet werden. Hierfür ist es allerdings zweckmäßig sicherzustellen, dass in den Teilrotationsphasen, in denen die Materialbahn an der Prägewalze frei läuft, ein anderes angetriebenes Förderorgan die Materialbahnförderung übernimmt.
Erfindungsgemäß übernimmt dies die vorzugsweise im Maschinentakt mittels einer geeigneten Antriebsteinrichtung angetriebene bzw. in einer daraus abgeleiteten Geschwindigkeit rotierende Trennschnittwalze, die hierfür mit mindestens einem geeigneten Mitnahmesegment, regelmäßig mehreren Mitnehmersegmenten, ausgestattet ist, mit dem bzw. mit denen in den genannten Teilrotationsphasen Förderkräfte auf die Materialbahn übertragen werden. Regelmäßig ist dabei die Antriebseinrichtung gleichzeitig der zentrale Maschinenantrieb, mit dem die Welle der Trennschnittwalze getrieblich verbunden ist. Alternativ kann aber auch ein der Trennschnittwalze zugeordneter Servomotor als separater bzw. lokaler Antrieb eingesetzt werden.
Mit anderen Worten sind die Trennschnittwalze einerseits und die Prägewalze andererseits bzw. deren Geschwindigkeiten und Relativdrehlagen im Standardbetrieb, das heißt außerhalb etwaiger Anpassphasen, in denen die Relativposition der Materialbahn in Bezug auf die Prägewalze oder die Trennschnittwalze angepasst wird, so aufeinander abgestimmt bzw. synchronisiert, dass mindestens entweder die eine Walze oder die andere Walze als Vorzugswalze die Materialbahn (weiter-)fördert.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt:

Fig. 1: eine Zigarettenpackung in Schrägansicht mit Prägungen im oberen Kragenbereich,
Fig. 2: einen Teilausschnitt einer im Vergleich zu der Kragenprägung aus Fig. 1 anderen Kragenprägung,
Fig. 3: einen Teilausschnitt der Kragenprägung aus Fig. 1,
Fig. 4: einen Teilausschnitt einer im Vergleich zu der Kragenprägung aus Fig. 1 anderen Kragenprägung,
Fig. 5: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Kragenzuschnitten zu einem ersten Bearbeitungszeitpunkt,
Fig. 6: eine Draufsicht auf eine fortlaufende Materialbahn sowie einen einzelnen Zuschnitt, die zu dem in Fig. 5 gezeigten Bearbeitungszeitpunkt der Vorrichtung bearbeitet wird,
Fig. 7: die Vorrichtung aus Fig. 5 zu einem zweiten, anderen Bearbeitungszeitpunkt, ebenfalls in Seitenansicht,
Fig. 8: eine Draufsicht auf die fortlaufende Materialbahn, die zu dem in Fig. 7 gezeigten Bearbeitungszeitpunkt der Vorrichtung bearbeitet wird,
Fig. 9: eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie IX-IX in Fig. 5,
Fig. 10: eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung in einer Darstellung entsprechend Fig. 9,
Fig. 11: einen Schnitt durch die Fig. 5 entlang der Schnittlinie XI-XI,
Fig. 12: die Einzelheit XII aus Fig. 7 in vergrößerter Darstellung.

Die Erfindung wird am Beispiel der Fertigung einer Packung 10 für Zigaretten des Typs Hinge-Lid näher beschrieben. Von dem gesamten Fertigungs- oder Verpackungsprozess für Zigarettenpackungen bzw. Zigaretten wird nur der für die Erfindung wichtige Teil dargestellt. Die nicht beschriebenen Teilprozesse der Herstellung von Zigarettenpackungen können in konventioneller und dem Fachmann bekannter Weise umgesetzt sein.
Die Packung 10 besteht aus den Komponenten Schachtelteil 11, Deckel 12 und Kragen 13". Der Kragen 13" (Fig. 1) ist, wie bei Hinge-Lid-Packungen üblich, im Inneren des Schachtelteils 11 angeordnet und steht aus dem oben offenen Schachtelteil 11 heraus. In Schließstellung des Deckels 12 wird der Kragen 13" von diesem umfasst. Der Kragen 13" erstreckt sich im Bereich von Schachtel-Vorderwand 14 und Schachtel-Seitenwänden 15. Im Bereich der Schachtel-Rückwand 16 ist kein Kragen 13" angeordnet. Der Kragen 13" wird entsprechend durch eine Kragen-Vorderwand 17 und Kragen-Seitenwände 18 gebildet, die sich entlang entsprechender Wandungen des Schachtelteils 11 erstrecken.
In an sich bekannter Weise dient das Schachtelteil 11 als Aufnahmeraum für einen Packungsinhalt, nämlich im vorliegenden Fall für einen Zigarettenblock. Bei dem Zigarettenblock handelt es sich um eine Gruppe von Zigaretten, die in eine gemeinsame Umhüllung bzw. einen Innerliner 19 eingehüllt ist. Bei der Packung 10 handelt es sich um eine an sich bekannte Oktogonal-Packung. Die Packung 10 kann natürlich auch andere Grundrissformen aufweisen.
Eine Besonderheit der Packung 10 besteht darin, dass der Kragen 13" Prägungen aufweist.
Bei dem Kragen 13" der Fig. 1 und 3 ist dies zum einen ein Prägemuster 20", das sich vorzugsweise vollflächig, insbesondere nahezu über die volle Kragenbreite, über einen Großteil des oberen, für den Konsumenten sichtbaren Bereich des Kragens 13" erstreckt. Vorliegend oberhalb einer Schließkante 21 des Schachtelteils 11.
Weiterhin ist eine ein gedrucktes, dekoratives Element 22 umgebende Prägung 23 zu erkennen.
Die Fig. 2 und 4 zeigen alternative Kragen 13"' bzw. 13' mit alternativen bzw. sich von den jeweils anderen Prägemustern unterscheidenden Prägemustern 20'" und 20'.
Bei dem dekorativen Element 22 handelt es sich um eine Bedruckung, die zusammen mit einer Druckmarke 24 auf den jeweiligen Kragen 13'-13"' aufgebracht wird.
Vorzugsweise werden die Bedruckungen, vorliegend das dekorative Element 22 und die Druckmarke 24, außerhalb des Verpackungsprozesses aufgebracht, das heißt, in einem separaten Prozess, innerhalb dessen die Materialbahn 25 hergestellt wird, auf die Materialbahn 25 aufgedruckt. Beispielsweise kann ein Zulieferer des Zigaretten(packungs)herstellers, der die Materialbahn 25 produziert, bereits die Bedruckungen 22, 24 aufbringen. Die Bedruckungen 22, 24 können aber natürlich auch im laufenden Verpackungsprozess erfolgen, in dem die Zigarettenpackungen 10 unter Befüllung mit entsprechenden Zigaretten produziert werden.
Die Materialbahn 25 ist in Längsrichtung in vorgegebenen Abständen mit den Bedruckungen 22, 24 versehen, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten identischen Bedruckungen, also beispielsweise zwei benachbarten dekorativen Elementen 22 und zwei benachbarten Druckmarken 24, der Länge eines einzelnen Zuschnitts 26 entspricht.
Hergestellt werden sämtliche Kragen 13'-13'" mit den jeweiligen Prägungen 20'-20'" bzw. 23 in einem gemeinsamen Herstellungsprozess, indem nach den Prägevorgängen aus ein und derselben fortlaufenden Materialbahn 25 einzelne Zuschnitte 26 herausgetrennt werden. Der Herstellungsprozess ist dabei Teil des übergeordneten Verpackungsprozesses zur Verpackung von Zigaretten. Er findet vorliegend im Bereich einer entsprechenden Verpackungsmaschine statt. Üblicherweise wird der Teil der Verpackungsmaschine, in dem der Kragen hergestellt wird, als Kragenapparat bezeichnet.
Im Rahmen des Kragenherstellprozesses wird die Materialbahn 25 zunächst mit den Prägungen 20'-20'" bzw. 23 versehen. Alternativ könnte auch wenigstens eine Prägung 20'-20'" bzw. 23 außerhalb des eigentlichen Verpackungsprozesses eingebracht werden, also beispielsweise ebenfalls im Rahmen der Vorfertigung der Materialbahn 25.
Die Prägungen 20'-20'" bzw. 23 werden mittels einer Prägeeinrichtung 27 eingebracht, die ein Prägewalzenpaar 28 umfasst.
Stromab des Prägewalzenpaares 28 ist eine Schneideinrichtung 29 mit einem Trennschnittwalzenpaar 37 angeordnet, mit der in die Materialbahn 25 unter Bildung einzelner Zuschnitte 26 bzw. einzelner Kragen 13'-13"' Trennschnitte eingebracht werden.
Ein Transportwalzenpaar 30 ist stromab der Schneideinrichtung 29 positioniert und führt die mit Trennschnitten versehene Materialbahn 25 weiter.
Ein Beschleunigerwalzenpaar 31 zieht schließlich von der mit den Trennschnitten versehenen Materialbahn 25 unter Beschleunigung derselben die einzelnen Zuschnitte 26 bzw. Kragen 13'-13"' ab.
Die Materialbahn 25 bzw. im Bereich des Beschleunigerwalzenpaares 31 nur noch einzelne Zuschnitte 26 werden dabei entlang einer vorliegend horizontalen Transportbahn 48 jeweils zwischen den aufeinander folgenden Walzenpaaren 28, 37, 30, 31 hindurch gefördert.
Im weiteren Verlauf werden die auf diese Weise hergestellten Kragen 13'-13'" im Rahmen des übergeordneten Verpackungsprozesses in der Verpackungsmaschine in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet.
Eine Besonderheit betrifft die Prägeeinrichtung 27. Sie verfügt über eine auf die Kragen-Vorderwand 17 einwirkende, im vorliegenden Fall obere Prägewalze 27a sowie über eine im vorliegenden Fall untere, betrieblich mit der Prägewalze 27a gekoppelte Gegenwalze 27b. Die Gegenwalze 27b ist gegenüber der Prägewalze 27a auf der entgegengesetzten Kragen-Seite angeordnet, vorliegend der Kragen-Rückwand. Die Prägewalze 27a weist mehrere, vorliegend drei, in Umfangsrichtung voneinander beabstandete bzw. verteilt angeordnete Prägesegmente 32a-32c auf. Die Prägesegmente 32a-32c sind jeweils um ca. 120° versetzt zueinander angeordnet.
Die getrieblich mit der Prägewalze 27a verbundene Gegenwalze 27b weist entsprechende, über den Umfang der Gegenwalze 27b verteilte, voneinander beabstandete Gegensegmente 34a-34c auf. Jeweils ein Gegensegment drückt während der Prägung durch das jeweilige Segment 32a-32c der Prägewalze 27a von unten gegen die Materialbahn 25. Die beiden Walzen 27a, 27b sind so gesteuert bzw. aufeinander abgestimmt, dass die vorgenannten Segmente 32a, 34a; 32b, 34b; 32c, 34c jeweils paarweise mindestens bereichsweise miteinander in Eingriff stehen, sodass die zwischen den beiden Walzen 27a, 27b hindurchgeführte Materialbahn 25 durch die jeweiligen Segmentpaare bereichsweise geprägt wird. Die Segmente 32a-32c bzw. 34a-34c sind dabei im Bereich ihrer jeweiligen Umfangsfläche mit kleinen Erhebungen und Vertiefungen als Prägemittel versehen, die zu den entsprechenden Prägungen 20'-20'" bzw. 23 führen.
Das Prägesegmentpaar 32a; 34a weist Prägemittel auf, die das Prägemuster 20"' einbringen, das Prägesegmentpaar 32b; 34b verfügt über andere Prägemittel, die das Prägemuster 20" einbringen und das Prägesegmentpaar 32c; 34c über nochmals andere Prägemittel für das Prägemuster 20'. Daneben wird von jedem Prägesegmentpaar bzw. von jedem Prägemittel des jeweiligen Prägesegmentpaares jeweils noch die Prägung 23 eingebracht.
Mit der Prägeeinrichtung 27 bzw. den auf diese Weise segmentierten Prägewalzen 27a, 27b können demnach im Ergebnis in ein und dieselbe Materialbahn 25 jeweils nacheinander mehrere unterschiedliche Prägungen eingebracht werden, was letztlich die Herstellung der drei unterschiedlichen Kragen 13'-13"' ermöglicht.
In Umfangsrichtung zwischen den einzelnen Prägesegmenten 32a-32c der Prägewalze 27a befinden sich jeweils Freisegmente 33a-33c. Vorliegend sind diese ebenfalls jeweils um 120° zueinander versetzt angeordnet. Bei den Freisegmenten 33a-33c handelt es sich um sich insbesondere über die volle Breite der Umfangsfläche erstreckende Vertiefungen oder Freimachungen in der Umfangsfläche der Prägewalze 27a.
Die Relativlage der Bedruckungen 22, 24 einerseits und der Prägungen 20'-20'" bzw. 23 andererseits bzw. der Bedruckungen 22, 24 und dem Prägewalzenpaar 28 wird über einen Druckmarkenleser 35 und einen das Walzenpaar 28 antreibenden Antrieb 36, vorliegend einen Servomotor, mittels einer geeigneten Steuerung so gesteuert, dass die Prägungen 20'-20"' bzw. 23 jeweils an der richtigen Stelle in Bezug auf die Druckmarken 24 bzw. die Bedruckungen 22 positioniert sind. Dies wird später noch näher erläutert.
Im vorliegenden Fall dient das Prägewalzenpaar 28 zudem als Förderorgan bzw. als Vorzugswalzenpaar, das jeweils Förderkräfte auf die Materialbahn 25 ausübt, sobald sich eines der Prägesegmente 32a-32c der Prägewalze 27a zusammen mit dem jeweiligen Prägesegment 34a-34c der Prägewalze 27b im Eingriff mit der Materialbahn 25 befindet bzw. die entsprechenden Prägungen einbringt.
Das Prägewalzenpaar 27a, 27b schiebt die Materialbahn 25 dabei stromab entlang des Trennschnittwalzenpaares 37 der Schneideinrichtung 29 in Richtung des Transportwalzenpaares 30. Auf ein separates Förderorgan bzw. eine separate Vorzugswalze kann somit verzichtet werden.
Der Vorschub der Materialbahn 25 erfolgt naturgemäß nicht, wenn die Materialbahn 25 durch das Prägewalzenpaar 28 hindurch läuft, während sich die Freisegmente 32a-32c entlang der Materialbahn 25 bewegen bzw. wenn keine Prägungen aufgebracht werden.
Um auch für diesen Fall für einen Weitertransport der Materialbahn 25 zu sorgen, ist die Schneideinrichtung 29 bzw. das Walzenpaar 37 derselben in besonderer Weise ausgebildet. Es umfasst ein obere, auf der Kragenvorderwandseite 17 angeordnete Messerwalze 38a und eine untere, an der Kragenrückwandseite angeordnete Gegenwalze 38b. Die Messerwalze 38a weist über ihre Umfangsfläche verteilt voneinander beabstandete Schneidmittel 39 auf, vorliegend Messer. Die Messer 39 weisen jeweils identische Konturen 40 auf. Dies muss aber nicht so sein. Die Konturen der einzelnen Messer 39 können sich vielmehr auch voneinander unterscheiden.
Die Messer 39 bringen in die Materialbahn 25 geeignete Trennschnitte ein. Die Kontur 40 des jeweiligen Messers 39 definiert den Verlauf der jeweiligen Oberkante bzw. der jeweiligen Unterkante des späteren Kragens 13'-13"'. Die Trennschnitte werden eingebracht, während die Materialbahn 25 zwischen den beiden Walzen 38a, 38b hindurchbewegt wird.
Besonders wichtig ist, dass jedem Messer 39 der Trennschnittwalze 38a ein bezogen auf die Drehrichtung der Messerwalze 38a vorauseilendes Mitnehmersegment 41 zugeordnet ist. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, weist das Mitnehmersegment 41 im vorliegenden Fall eine in einem Teilbereich der Umfangsfläche der Messerwalze 38a angeordnete Zackenfläche auf, die die Materialbahn 25 greift, und zwar kurz bevor das jeweilige Messer 39 den entsprechenden Trennschnitt einbringt. Das Mitnehmersegment 41 hinterlässt dabei an der Materialbahn 25 jeweils einen Greifflächenabdruck 43.
Im Normalbetrieb bzw. im Standardbetrieb des Kragenapparates bzw. der Herstellvorrichtung zur Herstellung von Kragen sind die Drehbewegungen des Prägewalzenpaares 28 und des Trennschnittwalzenpaares 37 so aufeinander abgestimmt, dass das Mitnehmersegment 41 der Messerwalze 38a die Materialbahn 25 zu den Zeiten weiterfördert bzw. ergreift, zu denen das Prägewalzenpaar 28 gerade keine Prägungen in die Materialbahn 25 einbringt bzw. keine Förderkräfte auf die Materialbahn 25 überträgt. Hierdurch ist insgesamt im besten Fall ein kontinuierlicher Vortrieb der Materialbahn 25 gewährleistet.
Sollte die Steuerung der Vorrichtung feststellen, dass die Relativlage der Materialbahn 25 in Bezug auf die Prägewalze 27a bzw. das Prägewalzenpaar 28 eine Fehlstellung aufweist, sodass die Positionen der einzubringenden bzw. bereits eingebrachten Prägungen 20'-20'" bzw. 23 relativ zu den Bedruckungen 22 bzw. 24 fehlerhaft sind oder wären, ändert die Steuerung diese Relativlage.
Dies, indem die Geschwindigkeit des Prägewalzenpaares 28 in den Teilrotationsphasen, in denen keine Förderkräfte auf die Materialbahn 25 aufgebracht werden, in denen die Materialbahn 25 also aufgrund der Freisegmente 33a-33c zwischen den Prägewalzen 27a, 27b frei hindurch läuft, jeweils kurzfristig bzw. übergangsweise zur Anpassung der Relativlage verändert wird, nämlich genau während dieser Teilrotationsphasen.
So kann das Prägewalzenpaar 28 in einer oder mehreren dieser Phasen beispielsweise vorübergehend beschleunigt werden, um die Relativlage anzupassen. Spätestens am Ende der Teilrotationsphase wird das Prägewalzenpaar dann wieder auf den ursprünglichen Geschwindigkeitswert abgebremst, nämlich den Wert, der im Standardbetrieb eingestellt ist und der regelmäßig von dem Maschinentakt bzw. der Maschinengeschwindigkeit abgeleitet ist. Alternativ kann das Prägewalzenpaar 28 in diesen Teilrotationsphasen natürlich auch zunächst kurzfristig abgebremst und anschließend wieder auf den Ursprungswert bzw. den Standardwert beschleunigt werden.
In Fig. 7 ist diejenige Drehlage des Prägewalzenpaares 28 zu erkennen, in der jeweils die Korrektur der Relativlage erfolgen kann. Bezogen auf die Materialbahn 25 kann die Korrektur in dem ungeprägten Bereich 42 (Fig. 8) zwischen zwei eingebrachten Prägemustern erfolgen, in der Fig. 8 beispielsweise den Prägemustern 20" und 20"'.
Während der Korrektur der Relativlage des Prägewalzenpaares 28 gegenüber der Materialbahn 25 durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit derselben läuft die Materialbahn 25 im Übrigen regelmäßig mit weiterhin konstanter Standardgeschwindigkeit durch die Prägewalzen 27a, 27b hindurch, nämlich vorliegend bedingt durch die Förderkräfte des als Vorzugswalzen eingesetzten Walzenpaares 37 der Schneideinrichtung 29, dessen Drehgeschwindigkeit an den Maschinentakt gekoppelt ist bzw. von diesem abgeleitet ist.
Falls die Steuerung anhand der Lage der Druckmarken 24 und der Drehlage des Walzenpaares 37 erkennt, dass eine Fehlstellung insbesondere der Messerwalze 38a relativ zur Materialbahn 25 vorliegt, dass demnach also die Trennschnitte an falschen Positionen erfolgen oder erfolgen würden, sorgt sie dafür, dass auch diese fehlerhafte Relativlage angepasst bzw. korrigiert wird.
Dies in Teilrotationsphasen des Walzenpaares 37, in denen sich die Mitnehmersegmente 41 der Messerwalze 38a nicht im Eingriff mit der Materialbahn 25 befinden und demnach keine Förderkräfte auf die Materialbahn 25 ausüben, vgl. Fig. 5. Bezogen auf die Materialbahn 25 entspricht diese Phase dem Bereich bzw. Abschnitt 56, vgl. Fig. 6. In diesen Phasen, insbesondere in den Rotationsphasen, in denen sich das jeweilige Mitnehmersegment 41 gerade von der Materialbahn 25 gelöst hat, bis zum nächsten Trennschnitt des in Drehrichtung nächst folgenden Messers 39 wird übergangsweise die (Förder-)Geschwindigkeit des Prägewalzenpaares 28 verändert. Nämlich bezogen auf die Drehungen des Prägewalzenpaares in den Phasen, in denen sich das Prägewalzenpaar 28 im prägenden und somit Förderkräfte übertragenden Eingriff mit der Materialbahn 25 befindet. Das Prägewalzenpaar 28 kann dann die Materialbahn 25 in geeigneter Weise beschleunigen oder abbremsen und entsprechend die Relativlage der Materialbahn 25 relativ zu dem Walzenpaar 38 beeinflussen bzw. anpassen.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, verfügt die Messerwalze 37a im Übrigen noch über mehrere in Umfangsrichtung umlaufende, jeweils in axialer Richtung parallel voneinander beabstandete Rilleneindrücker 54, mit denen parallel zu den Materialbahnlängskanten verlaufende, von diesen jeweils beabstandete Rilllinien 55 in die Materialbahn 25 eingedrückt werden können. Entlang dieser Rilllinien 55 kann der Kragen 13'-13'" später in die in Fig. 1 gezeigte Form gefaltet werden.
Eine weitere Besonderheit betrifft das Beschleunigerwalzenpaar 31. Es verfügt über eine vorliegend obere, der Kragenvorderwand 17 zugewandte Beschleunigerwalze 50a sowie über eine vorliegend untere, der Kragenrückwand zugewandte Gegenwalze 50b. Die Beschleunigerwalze 50a ist segmentiert. Deren Umfangsfläche verfügt über Freimachungen 51 und 52. Dabei dient die Freimachung 52 der Schonung der auf die jeweiligen Kragen 13'-13'" bzw. der einzelnen Zuschnitte 26 aufgebrachten Prägungen 20'-20'" bzw. 23. Die Beschleunigerwalze 50a ist so gesteuert, dass die Freimachung 52 den Prägungen 20'-20'" bzw. 23 beim Transport der fertigen Kragen 13'-13"' gegenüberliegt, sodass die Beschleunigerwalze 50a den Kragen 13'-13'" in den geprägten Bereichen nicht berührt. Die Freimachung 51 dient dem Eintauchen der jeweiligen Spitze der Kragen 13'-13", wenn sie jeweils in den Bereich der Walzen 50a, 50b übergeben werden. Zum Übertragen von Förderkräften bzw. zum Beschleunigen derselben werden die Kragen 13'-13" dann von einem Mitnehmersegment 53 in ungeprägten Bereichen des Zuschnitts gegriffen.
In der Fig. 10 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Messerwalze 38a - anders als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 - keine Rilleneindrücker 54 aufweist. Dies hat den Vorteil, das die Materialbahn 25 für den Fall, dass in der oben beschriebenen Weise eine Anpassung der Relativlage zwischen Messerwalze 37a und Materialbahn 25 notwendig sein sollte, vollständig frei relativ zu der Messerwalze 37a bewegbar ist und diese Bewegung nicht durch den von dem Rilleneindrücker 54 aufgebrachten Druck behindert wird. Um dennoch Rilllinien 55 einbringen zu können, ist für diesen Fall vorgesehen, dass die Beschleunigerwalze 50a entlang ihrer Umfangsfläche entsprechende Rilleneindrücker 54' aufweist, um die Rilllinien 55 zu erzeugen.
Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der Materialbahn 25 während des Vorschubtransports der Materialbahn 25 durch das Prägewalzenpaar 28 ist zwischen Prägewalzenpaar 28 und Schneideinrichtung 29 im Übrigen eine Einrichtung 44 zur Krümmung bzw. zum Biegen der Materialbahn 25 angeordnet. Vorliegend wird die Materialbahn 25 symmetrisch zur Längsmittelachse gewölbt, und zwar derart, dass die freien Längskanten derselben nach unten gebogen werden.
Die Einrichtung 44 umfasst ein erstes Führungsmittel 45, nämlich vorliegend eine an horizontalen Tragteilen 46 gelagerte Rolle. Die (vorliegend horizontale) Drehachse der Rolle ist quer zur Längserstreckung der Materialbahn 25 angeordnet. Die Rolle 45 ist zentral unterhalb der Längsmittelachse der Materialbahn 25 positioniert und dabei symmetrisch zu dieser ausgerichtet. Sie stützt die Materialbahn 25 von unten bzw. die Materialbahn 25 liegt in einem Mittelbereich auf der Umfangsfläche der Rolle 45 auf.

Im Bereich jeder der freien Längskanten der Materialbahn 25 ist, jeweils etwas nach innen bzw. zur Längsmittelachse versetzt, jeweils auf der oberen Materialbahnseite ein weiteres Führungsmittel 47a, 47b angeordnet, nämlich jeweils eine Rolle 47a bzw. 47b. Die Rollen 47a, 47b sind derart gelagert, dass deren Umfangsflächen zusammen mit der Umfangsfläche der Rolle 45 insgesamt eine symmetrisch zur Längsmittelachse der Materialbahn gekrümmte Transportbahn 49 für die Materialbahn 25 definieren. Dabei drücken die Rollen 47a, b die Materialbahn 25 im Bereich ihrer Längskanten - wie bereits angedeutet - von oben nach unten.

Bezugszeichenliste

10	Packung	32b	Prägesegment
11	Schachtelteil	32c	Prägesegment
12	Deckel	33a	Freisegment
13'	Kragen	33b	Freisegment
13"	Kragen	33c	Freisegment
13'"	Kragen	34a	Gegensegment
14	Schachtel-Vorderwand	34b	Gegensegment
15	Schachtel-Seitenwand	34c	Gegensegment
16	Schachtel-Rückwand	35	Druckmarkenleser
17	Kragen-Vorderwand	36	Antrieb
18	Kragen-Seitenwände	37	Trennschnittwalzenpaar
19	Innerliner	38a	Messerwalze
20'	Prägemuster	38b	Gegenwalze
20"	Prägemuster	39	Messer
20'"	Prägemuster	40	Messerkontur
21	Schließkante	41	Mitnehmersegment
22	Dekoratives Element	42	ungeprägter Bereich
23	Prägung	43	Greifflächenabdruck
24	Druckmarke	44	Einrichtung
25	Materialbahn	45	Rolle
26	Zuschnitte	46	Tragteil
27	Prägeeinrichtung	47a	Rolle
27a	Prägewalze	47b	Rolle
27b	Gegenwalze	48	Transportbahn
28	Prägewalzenpaar	49	Transportbahn
29	Schneideinrichtung	50a	Beschleunigerwalze
30	Transportwalzenpaar	50b	Beschleunigerwalze
31	Beschleunigerwalzenpaar	51	Freimachung
32a	Prägesegment	52	Freimachung
53	Mitnehmersegment
54	Rilleneindrücker
55	Rilllinien
56	Bereich

Claims

Verfahren zur Herstellung von Zuschnitten aus Verpackungsmaterial, vorzugsweise für Packungen von Zigaretten, wobei eine Materialbahn (25) mindestens einer Prägewalze (27a) zugeführt wird, die die Materialbahn (25) bezogen auf eine volle Umdrehung der Prägewalze (27a) um 360° während mindestens einer Teitrotationsphase mit Prägungen (20'-20"', 23) versieht und die während mindestens einer anderen Teilrotationsphase keine Prägungen (20'-20"', 23) in die Materialbahn (25) einbringt, und wobei eine nachfolgende Trennschnittwalze (38a) die Materialbahn (25) zur Bildung von einzelnen Zuschnitten (26) mit Trennschnitten versieht, dadurch gekennzeichnet dass die Prägewalze (27a) mit einer Antriebseinrichtung (36) angetrieben wird und insbesondere in den Phasen, in denen sie die Prägungen (20'-20"', 23) in die Materialbahn (25) einbringt, Förderkräfte auf die Materialbahn (25) überträgt, und dass die Trennschnittwalze (38a) in einer Teilrotationsphase, in der die Prägewalze (27a) keine Förderkräfte auf die Materialbahn (25) überträgt, mittels eines geeigneten Mitnehmersegments (41) ihrerseits Förderkräfte auf die Materialbahn (25) überträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (25) auf ihrem Weg von der Prägewalze (27a) zu der Trennschnittwalze (38a) entlang ihrer Längsmittelachse insbesondere nach oben gekrümmt wird und anschließend gekrümmt zu der Trennschnittwalze (38a) (weiter-)gefördert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Zuschnitte (26) stromab der Trennschnittwalze (38a) durch eine Beschleunigerwalze (50a) von der Materialbahn (25) abgezogen werden, die derart gesteuert ist, dass mindestens ein Mitnehmersegment (41) derselben während einer Teilrotationsphase der Beschleunigerwalze (50a) Förderkräfte auf einen ungeprägten Bereich des Zuschnitts (26) überträgt, und dass mindestens ein Freisegment (51, 52) der Beschleunigerwalze (50) auf einen geprägten Bereich des Zuschnitts (26) gerichtet ist, wenn der Zuschnitt während einer anderen Teilrotationsphase der Beschleunigerwalze (50a) entlang der Beschleunigerwalze (50a) geführt wird, derart, dass das Freisegment (51, 52) den geprägten Bereich nicht berührt.
Vorrichtung zur Herstellung von Zuschnitten, insbesondere Kragen, aus Verpackungsmaterial, vorzugsweise für Packungen für Zigaretten, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einer Prägewalze (27a) mit mindestens einem Prägesegment (32a-32c), mit dem eine Materialbahn (25) während einer Teilrotationsphase der Prägewalze (27a) mit Prägungen (20'-20"', 23) versehen werden kann, sowie mit mindestens einem Freisegment (33a-33c), das während einer anderen Teilrotationsphase keine Prägung (20'-20"', 23) einbringt, und mit einer stromab der Prägewalze (27a) angeordneten Trennschnittwalze (38a) mit einzelnen Trennmitteln (39), insbesondere Trennmessern, mit der die Materialbahn (25) insbesondere taktweise in einzelne Zuschnitte (26) trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägewalze (27a) mit einer Antriebseinrichtung (36) angetrieben ist und insbesondere in den Phasen, in denen sie die Prägungen (20'-20"', 23) in die Materialbahn (25) einbringt, Förderkräfte auf die Materialbahn (25) überträgt, und dass die Trennschnittwalze (38a) mindestens ein Mitnehmersegment (41) aufweist, mit dem durch die Trennschnittwalze (38a) während einer Teilrotationsphase, in der die Prägewalze (27a) keine Förderkräfte auf die Materialbahn (25) überträgt, Förderkräfte auf die Materialbahn (25) übertragbar sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Prägewalze (27a) und Trennschnittwalze (38a) eine Einrichtung (44) zum Biegen der Materialbahn (25) entlang ihrer Längsmittelachse angeordnet ist, insbesondere eine Einrichtung (44) mit mehreren Führungsmitteln (45, 47a, 47b), insbesondere Führungsrollen, zwischen denen die Materialbahn (25) transportierbar ist und die derart angeordnet sind, dass sie eine gekrümmte Transportbahn (48) definieren, entlang der die Materialbahn (25) geführt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (44) zum Biegen der Materialbahn (25) mindestens ein erstes, insbesondere im Bereich der Materialbahnlängsmittelachse angeordnetes Führungsmittel (45) aufweist, das gegen die Materialbahnunterseite drückt, sowie zwei im Bereich der seitlichen Längskanten der Materialbahn (25) angeordnete Führungsmittel (47a, 47b), die jeweils gegen die Materialbahnoberseite drücken.
Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschnittwalze (38a) in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Trennmesser (39) aufweist, wobei jedem Trennmesser (39) ein bezogen auf die Standarddrehrichtung des Trennschnittwalze diesem vorauseilendes Mitnehmersegment (41) zugeordnet ist, das jeweils die Förderkräfte auf die Materialbahn (25) übertragen kann.
Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der Trennschnittwalze (38a) eine Beschleunigerwalze (50a) angeordnet ist, mit der einzelne Zuschnitte (26) von der Materialbahn (25) abziehbar sind, wobei die Beschleunigerwalze (50a) über mindestens ein Mitnehmersegment (53) verfügt, mit dem während einer Teilrotationsphase der Beschleunigerwalze (50a) Förderkräfte auf den Zuschnitt (26) übertragbar sind und mindestens ein Freisegment (51, 52), das auf einen geprägten Bereich des Zuschnitts (26) gerichtet ist, wenn der Zuschnitt (26) während einer anderen Teilrotationsphase der Beschleunigerwalze (50a) entlang der Beschleunigerwalze (50a) geführt wird, derart, dass das Freisegment (51) den geprägten Bereich nicht berührt.