EP4667208A2 - Verfahren und station zum beschichten einer verpackungsschale - Google Patents

Verfahren und station zum beschichten einer verpackungsschale

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Publication number
EP4667208A2
EP4667208A2 EP25175238.2A EP25175238A EP4667208A2 EP 4667208 A2 EP4667208 A2 EP 4667208A2 EP 25175238 A EP25175238 A EP 25175238A EP 4667208 A2 EP4667208 A2 EP 4667208A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
area
coating film
packaging tray
tray
dome
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25175238.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lars Ickert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Original Assignee
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG filed Critical Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Publication of EP4667208A2 publication Critical patent/EP4667208A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B31B50/74—Auxiliary operations
    • B31B50/742—Coating; Impregnating; Waterproofing; Decoating
    • B31B50/745—Coating or impregnating formed boxes
    • 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
    • B31B2120/00—Construction of rigid or semi-rigid containers
    • B31B2120/40—Construction of rigid or semi-rigid containers lined or internally reinforced
    • B31B2120/402—Construction of rigid or semi-rigid containers lined or internally reinforced by applying a liner to already made boxes, e.g. opening or distending of the liner or the box
    • B31B2120/404—Construction of rigid or semi-rigid containers lined or internally reinforced by applying a liner to already made boxes, e.g. opening or distending of the liner or the box using vacuum or pressure means to force the liner against the wall

Definitions

  • the present invention relates to a method for coating a packaging tray with a coating film using a tray coating station, a tray coating station or a packaging machine comprising a tray coating station.
  • the technical problem to be solved is to specify a method and/or a device that enables the simple and reliable coating of a packaging tray with a film.
  • the film should be easily removable from the packaging tray after coating, in order to recycle at least the packaging tray.
  • the packaging tray can be flat and have a circumferential rim.
  • the packaging tray can have a contour, in particular a recess, with the circumferential rim, at least in sections.
  • the rim can have a first side and a second side, in particular wherein the second side is opposite the first side.
  • the second side can have an inner and an outer section, in particular wherein the inner section is located between the outer section.
  • the packaging tray receptacle can contact the inner section of the rim of the packaging tray and optionally an intermediate section of the packaging tray to receive the packaging tray.
  • the packaging tray receptacle can be configured to not contact the outer section of the rim of the packaging tray.
  • the outer clamping area and/or the inner clamping area can be completely enclosed.
  • multiple clamping areas, in particular opposing clamping areas, can be provided.
  • the clamping of the coating film between the upper and lower tool parts can be understood spatially, thus representing both direct and indirect clamping.
  • the outer clamping area can be clamped directly via the upper tool part, in particular a clamping surface of the upper tool part, and the lower tool part, in particular a clamping surface of the lower tool part.
  • the outer clamping area can be clamped indirectly to the upper tool part via a clamping frame, in particular a clamping frame surface.
  • the clamping frame can be movably mounted on the upper tool part.
  • the clamping frame can have at least one drive, in particular a pneumatic one. The drive can be mounted between the upper tool part and the clamping frame, in particular outside the area in which the coating film is arranged.
  • the clamping frame can be moved towards the upper tool part so that the outer clamping area of the coating film is clamped between them.
  • the clamping frame can be moved to varying distances towards the upper tool part.
  • the clamping force can be generated between the upper tool part and the clamping frame.
  • a gap can exist between the clamping frame and the upper tool part, while the outer clamping area of the coating film is clamped between the upper tool part and the clamping frame.
  • the clamping frame can, for example, be plate-shaped.
  • the clamping frame can be spatially arranged between the upper tool part and the lower tool part.
  • the upper tool part and the clamping frame can be moved together towards the lower tool part, in particular pressed against it.
  • the lower tool part can be moved towards the upper tool part, in particular the clamping frame, in particular pressed against it. This closes the gap between the clamping frame and the upper tool part.
  • the clamping of the coating film arranged between the upper tool part and the clamping frame, in particular the clamping force acting on the coating film can be increased.
  • the clamping force can be generated between the upper tool part and the lower tool part.
  • the upper tool part can therefore be moved towards the lower tool part, in particular pressed against it, or vice versa.
  • the lower tool part can be moved towards the clamping frame, in particular pressed against it.
  • the upper tool part, together with the clamping frame and the clamped outer clamping area can be moved relative to the lower tool part, in particular towards the lower tool part, in particular pressed against it.
  • the dome can be moved towards the lower part of the tool or the packaging tray holder to clamp the inner clamping area.
  • a drive device in particular an electric, pneumatic, or hydraulic one.
  • the dome in particular a dome clamping surface, can be pressed against the packaging tray, in particular the first side of the edge of the packaging tray, at the packaging tray receptacle, in order to clamp the inner clamping area.
  • the protruding area can be located between the outer and inner clamping areas. To bulge the protruding area, it can be drawn under the edge of the packaging tray, particularly the second side of the edge, especially its outer section, using a suction and/or blowing device, or pressed with compressed air.
  • the protruding area can be bent under the edge, particularly the outer section of the edge. Before the protruding area is bent, a first distance of the dome clamping surface with respect to the base of the lower tool part can be greater than a second distance of the upper tool clamping surface with respect to the base of the lower tool part, particularly in a side view. This allows the protruding area to be easily bent under the edge of the packaging tray.
  • the upper tool part and/or the lower tool part can each have at least one opening for introducing air into and exhausting it from the closed tray coating station. Before arching, the overhanging area can be heated by the heated dome to such an extent that the overhanging area is stretchable.
  • the double fold can be formed on the outer section of the rim.
  • the curved overhang can be pressed against the packaging tray by means of the press insert, in particular a press insert surface.
  • the press insert can be mounted, for example, on the lower part of the tool or the packaging tray holder and moved towards the rim of the packaging tray.
  • the press insert surface can be as large as or smaller than the outer section, in particular its surface, of the second side of the rim.
  • the press insert, in particular the press insert surface can be heated by means of a heating device, in particular an electric one.
  • the temperature of the press insert can depend on the coating film, in particular its material and/or its thickness.
  • the temperature of the press insert can be lower than the melting point of the coating film.
  • the temperature of the press insert can be high enough that the coating film is stretchable.
  • the temperature of the press insert can be greater than 80 °C, preferably greater than 100 °C, preferably greater than 120 °C.
  • the temperature of the press insert can be less than 250 °C, in particular less than 200 °C, preferably less than 180 °C.
  • air can be blown into the tray coating station through the opening in the upper part of the tool and/or through an opening in the dome.
  • air can be drawn out of the tray coating station through the opening in the lower part of the tool. This presses the coating film against the packaging tray to prevent it from detaching.
  • the double fold is positively connected to the packaging tray, and in particular, not materially bonded.
  • This allows the packaging tray and the coating film to be completely separated. This can be particularly advantageous for recycling the packaging tray and/or the coating film.
  • the process and/or the design of the tray coating station is ideally simplified. A heating device and the energy required to seal the coating film to the packaging tray can be eliminated.
  • a unit for applying the adhesive can also be omitted. Ideally, the installation space can be reduced, maintenance requirements lowered, and/or operating and manufacturing costs reduced.
  • the packaging tray comprises fibrous material, in particular paper or cardboard.
  • fibrous material in particular paper or cardboard.
  • the packaging tray and/or the coating film can comprise recyclable material.
  • the coating film is a mono-film, in particular consisting of amorphous polyethylene terephthalate (APET).
  • APET amorphous polyethylene terephthalate
  • the coating film can comprise plastic.
  • the thickness of the coating film can be less than 150 ⁇ m, preferably less than 100 ⁇ m, and particularly less than 90 ⁇ m, especially in its unformed state.
  • the thickness of the coating film can be greater than 60 ⁇ m, preferably greater than 70 ⁇ m, and particularly greater than 80 ⁇ m, especially in its unformed state.
  • the thickness of the coating film can be constant, especially in its unformed state.
  • the coating film can comprise several film layers. The film layers can be the same or different.
  • the inner clamping area is clamped to the first side of the rim, and the double fold is formed on the second side of the rim, which faces the first.
  • the first side of the rim can face the upper part of the tool, in particular the dome, especially the dome clamping surface.
  • the second side of the rim can face the lower part of the tool, in particular the packaging tray receptacle.
  • the double fold comprises a first layer and a second layer, the first layer abutting the second side of the edge of the packaging tray and the second layer abutting the first layer.
  • the first layer can be bonded to the second layer.
  • This allows for a secure attachment of the coating film to the packaging tray, especially in contrast to a simple fold, thus enabling a reliable coating.
  • a bond between the first and second layers of the double fold is not necessary.
  • a bond between the first and second layers can make the double fold and the coating particularly stable and secure.
  • the second layer can be heated, particularly by the heat from the heated dome and/or upon contact with the heated press insert, to such an extent that it melts, at least partially.
  • the molten second layer can then be bonded to the first layer by pressing it against the first layer.
  • the heated press insert can be heated to a temperature above the melting point of the coating film.
  • the temperature of the press insert can be at least as high as the melting point.
  • the size of the first layer and/or the second layer can depend on the edge of the packaging tray, in particular the outer section of the second side of the edge, and/or the press insert, in particular the press insert surface, and/or the method of separating the coating film.
  • the first layer and the second layer in particular their areas, can be substantially the same size.
  • the second layer especially after separation, can be smaller than the first layer.
  • the second layer can, especially when separated with a knife, completely cover the first layer. Especially when separated without a knife, the second layer can partially cover the first layer.
  • the coating film is separated while the inner clamping area and the packaging tray are clamped, and while the double fold and the packaging tray are clamped.
  • This allows for safe and precise separation. It prevents the double fold from being damaged by forces acting during separation or even the coating film from being detached from the packaging tray.
  • the coating film is cut, particularly with a knife, or torn, particularly by means of compressed air and/or tensile force.
  • the coating film can be cut, particularly in the separation zone, upon contact with the knife.
  • the coating film, particularly the separation zone can be moved relative to the knife, or vice versa.
  • the knife can be fixed to the lower part of the tool.
  • the packaging tray holder can be connected to the lower part of the tool, particularly via at least one The (compression) spring connected to the packaging tray holder can be movably mounted on the lower tool part. The packaging tray holder, together with the clamped coating film, can be moved towards the lower tool part and the blade.
  • the blade can be movably mounted on the lower tool part, in particular the packaging tray holder.
  • a drive unit in particular an electric, pneumatic, or hydraulic one.
  • the blade can be moved towards the upper tool part to cut the coating film.
  • the blade can be arranged spatially outside the packaging tray holder, in particular the press insert, in particular such that the blade can move outside the packaging tray holder, in particular the press insert.
  • the blade when the blade is moved towards the upper tool part, it can move past the edge of the packaging tray. This ensures that the coating film is cut in the separation area.
  • the tensile stress in the separation zone is increased to at least the tensile strength of the coating film in order to separate the coating film in the separation zone.
  • the tensile stress can be generated by means of the suction and/or blowing device, in particular by drawing air from or blowing it into the closed tray coating station.
  • the tensile stress of the coating film is at least equal to its tensile strength, it can tear.
  • the tensile strength of the coating film can be its tear strength. It can indicate the maximum mechanical tensile stress with which the coating film can be subjected before it tears.
  • the tensile stress required to separate the coating film can depend on the temperature of the press insert and/or the heated dome described below.
  • its tear strength can be locally reduced.
  • the heating can be carried out by means of the heated press insert and/or by means of a heated dome and/or outer dome such that the separation area of the coating film has a temperature gradient that increases towards the inner clamping area and/or curved overhang area and/or double fold.
  • the temperature gradient can reduce the tensile strength of the heated separation area, particularly compared to a cold state, i.e., at room temperature, at least section by section, especially in the warmest section, by 4–15 N/ mm2 .
  • the tensile strength of the coating film in a cold state can be approximately 20 N/ mm2 .
  • the warmest section of the coating film can be heated to a temperature at which the tensile strength is only approximately 10 to 16 N/ mm2 .
  • the temperature at the warmest section of the separation zone can be equal to or less than the temperature of the press insert, the dome, and/or the outer dome.
  • the temperature gradient at the separation zone can be less than 90 °C, particularly less than 70 °C.
  • the temperature gradient at the separation zone can be greater than 40 °C, particularly greater than 50 °C.
  • the coating film can be separated at the warmest section.
  • the warmest section can be adjacent, particularly directly, to the double fold, particularly its second layer.
  • the dome, the packaging tray holder, and the press insert are moved relative to the lower tool section, or vice versa, to increase the tensile stress in the separation area.
  • This has the advantage that no additional component is required to tension the coating film.
  • the dome, the packaging tray holder, and the press insert can therefore each perform a dual function: on the one hand, clamping the inner clamping area of the coating film to the packaging tray, holding the packaging tray, or pressing the double fold; and on the other hand, generating or increasing the tensile stress in the separation area of the coating film.
  • the dome's drive device can be designed to actively move the dome and passively move the packaging tray holder and the press insert.
  • the packaging tray holder and the press insert can move along with it without an additional drive. This reduces the required installation space, maintenance requirements, and costs for the tray coating station and the process.
  • the packaging tray holder can be movable relative to the lower tool part via a drive, particularly an electric, pneumatic, or hydraulic one. Relative movement is particularly possible when the inner clamping area and the packaging tray are clamped, and when the double fold and the packaging tray are clamped. If the coating film is to be tensioned but not torn, the relative movement must be limited to the extent that the tensile stress of the coating film does not increase to its tensile strength.
  • the relative movement must be limited to the extent that the tensile stress of the coating film increases at least to its tensile strength.
  • the degree of relative movement for tensioning and/or tearing can depend on the deformability and/or tear resistance of the coating film.
  • the relative movement can be limited by a stop. In the simplest case, the lower or upper part of the tool can limit the movement.
  • a section of the coating film between the outer clamping area is drawn against an inner surface of the dome, which is preferably heated, or pressed with compressed air to stretch the coating film.
  • the coating film can be drawn against the inner surface by means of the suction and/or blowing device.
  • the dome can have an opening for introducing or expelling air.
  • the section of the coating film between the outer clamping area can comprise the overhang, the inner clamping area, an inner area between the inner clamping area, and optionally the separation area.
  • the dome can have the dome clamping surface and an inner surface arranged between them.
  • the dome clamping surface can be completely closed or have recesses.
  • the dome can be flat.
  • the dome can have a flat dome clamping surface and a flat inner surface.
  • the dome can have at least one concavity.
  • the dome can have a flat clamping surface and a concave inner surface.
  • the dome, in particular the clamping surface and the inner surface can be heated by means of a heating device, especially an electric one. This warms the coating film, which can improve, and in particular increase, the stretchability of the coating film.
  • the temperature of the dome can depend on the coating film, in particular its material and/or thickness.
  • the temperature of the dome can be lower than the melting point of the coating film.
  • the temperature of the dome can be high enough to allow the coating film to stretch.
  • the temperature of the dome can be greater than 50 °C, preferably greater than 70 °C, and preferably greater than 100 °C.
  • the temperature of the dome can be less than 160 °C, preferably less than 140 °C, and preferably less than 120 °C.
  • the tray coating station can be evacuated during the stretching of the coating film.
  • the tray coating station comprises an outer dome, which is particularly heatable. Specifically, after the outer clamping area is clamped, the area of the coating film between the outer clamping area and the outer dome is drawn against it or pressed against it using compressed air to stretch the coating film. The coating film can thus be drawn/pressed against a larger contact area formed by the dome and the outer dome.
  • the dome can be located between the outer dome and the outer dome.
  • the dome clamping surface and an outer dome surface that can contact the coating film can, preferably almost, lie on the same plane. This allows the coating film to be stretched easily and evenly, particularly without damaging it.
  • the outer dome, and in particular the outer dome surface can be heated by means of the heating device.
  • the dome can be heated.
  • the dome and the outer dome can be heated via separate heating devices.
  • the outer dome can be heated to essentially the same temperature as the dome.
  • the inner area of the coating film is formed against the packaging tray, particularly the first side of the packaging tray.
  • This allows the heated, stretched coating film to be easily shaped to the form of the packaging tray.
  • the inner area can be drawn against the packaging tray, particularly by means of a suction and/or blowing device, or pressed against it using compressed air.
  • the inner area of the coating film can cool and harden according to the contour of the packaging tray.
  • the packaging tray holder can be cooled, particularly to less than 25 °C, preferably to less than 20 °C, and preferably to less than 10 °C.
  • a further aspect of the invention relates to a tray coating station for coating a packaging tray with a coating film
  • the tray coating station comprises: a tool upper part and a tool lower part for clamping an outer clamping area of the coating film, a packaging tray holder for receiving the packaging tray, a dome for clamping an inner clamping area of the coating film to the packaging tray, wherein the dome is movably arranged on the tool upper part, the inner clamping area being located within the outer clamping area, a suction and/or blowing device for forming an overhang of the coating film onto the packaging tray such that the overhang curves under an edge of the packaging tray, the overhang being located between the outer clamping area and the inner clamping area, and a heated press insert for pressing the curved overhang against the edge of the packaging tray such that a double fold is formed, the press insert being movable relative to the packaging tray holder, and a release agent for separating the coating film in a Separation area, wherein the separation area is located between the double fold and the outer clamp
  • the release agent is a knife, and/or the release agent is formed by the suction and/or blowing device, wherein the suction and/or blowing device is designed to increase a tensile stress of the separation area, in particular to at least a tensile strength of the coating film, and/or the release agent is formed by the dome, the packaging tray holder and the press insert, wherein the dome, the packaging tray holder and the press insert are movable relative to the lower part of the tool. are to increase the tensile stress of the separation area, in particular to at least the tensile strength.
  • the upper part of the tool comprises a clamping frame, which is movable relative to it, wherein the outer clamping area can be clamped indirectly between the upper part of the tool and the lower part of the tool via the clamping frame.
  • the press insert is movably mounted on the lower part of the tool, in particular the packaging tray holder, and/or the packaging tray holder is movably mounted on the lower part of the tool.
  • Another aspect of the invention relates to a packaging machine, preferably a tray sealing machine, comprising a tray coating station configured to carry out the method in at least one of the variants disclosed in this patent.
  • the tray coating station can be in at least one of the variants disclosed in this patent.
  • Figure 1 shows a schematic side view of a packaging machine 1 according to one embodiment. It may include a frame 2. The packaging machine 1 may also have a feed conveyor 3. It may also have a tray coating station 4, which will be described in more detail later. Empty packaging trays 5 can be conveyed to the tray coating station 4 via the feed conveyor 3. The packaging trays 5 can be transferred to the tray coating station 4 by a gripper 6 and reversibly coated there with a coating film 7. After coating, areas corresponding to the packages or packaging units can be cut out of the web of the coating film 7. A film remnant grid 8 of the coating film 7 remains, which is wound up by a device 9 for winding the film remnant grid 8. The packages coated in this way can be transferred from the tray coating station 4 to a discharge conveyor 10 via the gripper 6. From there, it can, for example, be forwarded to a filling station (not shown) to be filled with a product.
  • a filling station not shown
  • Figures 4 to 9 show the tray coating station 4 in a schematic sectional view at different phases of the coating process.
  • the tray coating station 4 includes a packaging tray holder 13.
  • a single packaging tray 5 is arranged on the packaging tray holder 13.
  • Packaging tray 5 is described in detail in Figure 3
  • the packaging tray 5, as shown in the present embodiment, comprises cardboard. This allows the packaging tray 5 to be manufactured in an environmentally friendly manner. Furthermore, the packaging tray 5 coated according to the described method can be easily separated from the coating film 7 and is therefore easily recyclable.
  • Figure 3 shows only a section of the packaging tray 5 in which The state in which it is held by the packaging tray holder 13. The section shows the right side of the packaging tray 5; that is, the section can be mirrored on the left edge of the image to show the complete sectional view.
  • the packaging tray 5 has a recess 14 with the surrounding rim 15.
  • the rim 15 has a first side 16 and a second side 17 opposite the first side 16.
  • the packaging tray 5 is arranged in the tray coating station 4 such that the first side 16 faces the upper tool part 11 and the second side 17 faces the lower tool part 12 (see Figure 1).
  • Figure 2 The second side 17 has an inner section 18 and an outer section 19, with the inner section 18 located between the outer section 19.
  • the packaging tray receptacle 13 contacts the inner section 18 of the packaging tray 5 as well as the side walls 20 of the packaging tray 5 located between the rim 15.
  • the packaging tray receptacle 13 does not contact the outer section 19 of the rim 15 of the packaging tray 5. This is particularly necessary so that the coating process, as detailed below, can be carried out.
  • the tray coating station 4 further comprises a tool upper part 11, a tool lower part 12 and a clamping frame 21. These serve to clamp a circumferentially closed outer clamping area 22 of the coating film 7 (see Figure 4
  • the coating film 7 is placed between the clamping frame 21 and the tool upper part 11, and the clamping frame 21 is moved upwards to a tool upper clamping surface 23 of the tool upper part 11 and pressed against it (see Figure 4
  • the coating film 7 is a monofilm consisting of amorphous polyethylene terephthalate (APET) with a constant thickness of approximately 80 ⁇ m (in its unformed state). This improves the durability of the coating film 7 and reduces its weight.
  • APET amorphous polyethylene terephthalate
  • the coating film 7, as in Figure 5 shown heated, and stretched.
  • a dome 26 with a heated concave inner surface 27 is provided at the shell coating station 4.
  • a section 25 of the coating film 7, located between the outer clamping area 22, is drawn onto the heated inner surface 27 by means of a suction device (not shown).
  • an opening 24 for air extraction is provided in the dome 26.
  • the stretched coating film 7 can then be used in a subsequent step (see Figure 7 ) simply adapted to the size of the packaging tray 5 and molded to it.
  • the stretched area 25 of the coating film 7 includes a protruding area 28, described in more detail below, and a completely closed inner clamping area 29, an inner area 30 between the inner clamping area 29 and a separation area 31 (see Figure 6 , 7 , 9, 10 , 12
  • the dome 26 comprises, in addition to the heated concave inner surface 27, a similarly heated flat dome clamping surface 32 that surrounds the inner surface 27.
  • the dome 26 is heated by an electric heating device (not shown) to a temperature below the melting point of the coating film 7, in this case to approximately 60 °C.
  • the coating film 7 is heated sufficiently to become more easily and widely stretched.
  • contact with the heated dome 26 also heats the protruding area 28 of the coating film 7, located between the outer clamping area 22 and the inner clamping area 29, to the point where it becomes stretchable.
  • the tray coating station 4 While the coating film 7 is suctioned onto the dome 26, as in Figure 6 As shown, the tray coating station 4 is closed. For this purpose, the lower tool part 12 is moved upwards towards the upper tool part 11 and the clamping frame 21 and pressed against it. In the present embodiment, the coating film 7 is thus indirectly clamped between the upper tool part 11 and the lower tool part 12 via the clamping frame 21. Closing the tray coating station 4 also further reinforces the clamping of the outer clamping area 22 of the coating film 7, so that the subsequent steps of the coating process can be carried out.
  • the packaging tray holder 13 along with the packaging tray 5 mounted on it, moves along with it.
  • the dome 26 moves towards the lower tool part 12.
  • the dome 26, the lower tool part 12, and the packaging tray holder 13 are moved until the coating film 7 contacts a dome clamping surface 32 of the dome 26 at the inner clamping area 29, thus clamping the inner clamping area 29 to the first side 16 of the edge 15 of the packaging tray 5.
  • the inner clamping area 29 is located within the outer clamping area 22.
  • the tray coating station 4 was evacuated in the previous process step, it is possible to apply the coating film 7 to the packaging tray 5 particularly quickly and without wrinkling. Furthermore, the heating and stretching of the coating film 7 carried out in the previous step contributes to the fact that the coating film 7 can be easily shaped to the form of the packaging tray 5 without being damaged.
  • the coating film 7 cools and hardens according to the contour of the packaging tray 5.
  • the suction action shapes the heated overhang 28 against the packaging tray 5 in such a way that the overhang 28 curves under the edge 15 of the packaging tray 5.
  • the overhang area 28 is curved so that it is curved into the area of the outer section 19 of the second side 17 of the edge 15.
  • the curvature is favored by the fact that a first distance 34 of the dome clamping surface 32 with respect to a base 35 of the lower tool part 12 is greater than a second distance 36 of the upper tool clamping surface 23 with respect to the base 35.
  • the curved overhang 28 is formed into a double fold 37.
  • air is preferably blown through the openings 24 and 38 into the tray coating station 4 to press the coating film 7 against the packaging tray 5.
  • a heated press insert 39 is movably mounted on the packaging tray holder 13 to form the double fold 37.
  • a press insert surface 40 of the press insert 39 is heated by an electric heating device (not shown) to a temperature below the melting point of the coating film 7, in this embodiment to approximately 60 °C.
  • the press insert 39 is moved upwards towards the packaging tray 5 and presses the curved overhang 28 against the outer section with its heated press insert surface 40.
  • the resulting double fold 37 has two layers.
  • a first layer 41 lies directly against the second side 17 of the rim 15 of the packaging tray 5.
  • a second layer 42 lies directly against the first layer 41.
  • the double fold 37 in contrast to a simple fold, enables a particularly secure attachment of the coating film 7 to the packaging tray 5 and thus a particularly secure coating.
  • the inner clamping area 29 of the coating film 7 is clamped to the first side 16 of the rim 15, and the double fold 37 is formed on the second side 17 of the rim 15, which is opposite the first side 16.
  • the coating film 7 and the packaging tray 5 There is no material bond between the coating film 7 and the packaging tray 5, but rather a purely form-fit connection.
  • This makes it possible to attach the coating film 7 to the packaging tray 5 simply and reliably.
  • the packaging tray 5 and the coating film 7 can be completely separated from each other. This is particularly advantageous for recycling the packaging tray 5 and/or the coating film 7.
  • the coating process and the design of the tray coating station 4 are also simplified, for example, by eliminating the need for an adhesive and a device for applying it to the coating film 7 or the packaging tray 5. Ideally, the installation space of the shell coating station 4 will be reduced, maintenance effort reduced and/or operating and manufacturing costs lowered.
  • the dome 26, the packaging tray holder 13, and the press insert 39, together with the clamped coating film 7, are lowered relative to the tool base 12 to increase the tensile stress of the separation area 31.
  • the separation area 31 is located between the double fold 37 and the outer clamping area 22.
  • the described relative movement has the advantage that no additional component is required to tension the coating film 7.
  • the dome 26, the packaging tray holder 13, and the press insert 39 each perform a dual function: firstly, clamping the inner clamping area 29 of the coating film 7 to the packaging tray 5, holding the packaging tray 5, or pressing the double fold 37; and secondly, generating or increasing the tensile stress in the separation area 31 of the coating film 7.
  • the dome 26 is actively driven by an electrical drive device (not shown).
  • the packaging tray holder 13 and the press insert 39 are passively moved along with the dome 26. That is, there is only one drive device. This is necessary, which saves installation space and reduces the effort and costs for the operation and maintenance of the tray coating station 4.
  • the described movement is carried out to such an extent that the coating film 7 is stretched but not torn.
  • the tensile stress is increased to such an extent that the tensile strength of the coating film 7 is not reached.
  • the tensile strength of the coating film indicates its tear resistance. It specifies the maximum mechanical tensile stress with which the coating film 7 can be subjected before it tears. Tensioning the separation area 31 is particularly advantageous for the separation of the coating film 7 described below.
  • the coating film 7 is separated while the inner clamping area 29 and the packaging tray 5 are clamped, and the double fold 37 and the packaging tray 5 are clamped. This enables safe and controlled separation. Furthermore, it prevents the double fold 37 from being damaged by forces acting during separation or even the coating film 7 from being detached from the packaging tray 5.
  • the tensile stress required to separate the coating film 7 is further reduced by the heat exerted on the separation area 31 by the press insert 39 and the heated dome 26, thereby lowering the tear strength of the coating film 7.
  • the press insert 39 and the dome 26 heat the coating film 7 at the inner clamping area 29 and at the double fold 37 (see figure). Figures 5 to 8 ), so that the separation area 31 experiences a temperature gradient increasing towards the inner clamping area 29 and double fold 37.
  • the temperature gradient reduces the tensile strength of the heated separation area 31, particularly compared to a cold state (i.e., at room temperature), at least sectionally, especially at a warmest section 43, by about 10 N/ mm2 .
  • the temperature at the warmest section 43 of the separation area 31 is about 80% of the temperature of the press insert 39 or the dome 26. Due to the action of temperature, tensile stress, and atmospheric pressure, the coating film 7 tears at the warmest section 43 of the separation area 31, which is directly adjacent to the second layer 42 of the double fold 37 (see Figure 13 ).
  • Figure 10 Figure 1 shows an alternative method of separating the coating film 7 using the previously described tray coating station 4.
  • the [details of the process] Figures 2 and 4 to 8 The process steps shown are applied identically in this second embodiment.
  • the dome 26, the packaging tray holder 13, and the press insert 39 form the separating agent 47.
  • the dome 26, the packaging tray holder 13, and the press insert 39, together with the clamped coating film 7 are lowered further relative to the tool base 12 to increase the tensile stress of the separation area 31 to at least its tensile strength.
  • the coating film 7 tears. This enables particularly easy and reliable separation of the coating film 7.
  • the degree of relative movement required depends on the deformability and/or tear resistance of the coating film 7.
  • the tool base 12 forms a stop for the packaging tray holder 13 and limits the relative movement.
  • the Figures 11, 12 and 14 show a shell coating station 4 according to a further embodiment in a schematic sectional view in different phases of the coating process, in particular during the pressing of the double fold 37 ( Figure 11 ) and when separating the coating film 7 ( Figure 12 ).
  • the shell coating station 4 comprises, in addition to the dome 26, an outer dome 44 enclosing the dome 26.
  • the outer dome 44 in particular an outer dome surface 45, is heatable and movably mounted on the upper part of the tool 11. After the outer clamping area 22 of the coating film 7 is clamped, the coating film 7 is, as shown in Figure 15 As shown, the coating film 7 is stretched.
  • the area 25 of the coating film 7, located between the outer clamping area 22, is drawn against both the heated dome 26 and the heated outer dome 44.
  • This provides a larger contact area for stretching the coating film 7, and the coating film 7 can be adapted particularly well to the size of the packaging tray 7.
  • the dome 26 and the outer dome 44 are heated to approximately the same temperature by means of the same heating device.
  • the dome clamping surface 32 and the outer dome surface 45, which each contact the coating film 7, are located almost on the same plane, i.e., equidistant from the base 35 of the tool lower part 12. This allows the coating film 7 to be stretched easily and evenly, and in particular without being damaged.
  • the packaging tray is cut by a knife 46 as a separating agent 47.
  • the knife 46 is fixedly mounted on the lower part of the tool 12. Spatially, the knife 46 is arranged outside the packaging tray receptacle 13, in particular the press insert 39, such that the packaging tray receptacle 13 and the packaging tray 5 can move past the knife 46 within the tool 46 (see figure).
  • Figure 12 When the cutting area 31 comes into contact with the blade 46, it is cut. For this to occur, the packaging tray holder 13, together with the clamped coating film 7, is moved towards the lower tool part 12 and the blade 46.
  • the relative movement required for cutting is at most large enough to increase the tensile stress of the coating film 7 at least to its tensile strength.
  • the degree of relative movement required depends on the deformability and/or tear resistance of the coating film 7.
  • the lower tool part 12 forms a stop for the packaging tray holder 13 and limits the relative movement.
  • the coating film 7 is cut with the knife 46, it is advantageous that the coating film 7 is prepared before and during cutting, as shown in Figure 8
  • the described downward movement of the dome 26, the packaging tray holder 13 and the press insert 39 together with the clamped coating film 7 relative to the tool base 12) is tensioned. This enables a particularly precise cut.
  • FIG. 13 The coating film 7 is illustrated after separation by tearing using air pressure or by the relative movement of the dome 26, the packaging tray holder 13, and the press insert 39.
  • the double fold 37 varies in size, especially after separation, depending on the size of the outer section 19 of the second side 17 of the edge 15 of the packaging tray 5, the size of the press insert 39, and the release agent 47 used.
  • the release agent 47 influences the surface area of the second layer 42 of the double fold 37 compared to the first layer 41.
  • the second layer 42 is smaller than the first layer 41.
  • the second layer 42 only partially overlaps the first layer 41.
  • the press insert area 40 is smaller than the outer section 19 of the second side 17 of the edge 15.
  • the coating film 7 is torn at the warmest section 43 of the separation area 31, which is directly adjacent to the second layer 42 of the double fold 37.
  • the warmest section 43 is located spatially outside the press insert 39 and even below the outer section 19 of the second side 17 of the edge 15.
  • the second side 42 of the double fold 37 is smaller than its first layer 41.
  • the first layer 41 and the second layer 42 of the double fold 37 are essentially the same size, and the second layer 42 completely covers the first layer 41 (see Figure 14 ). This is the case because the knife 46 cuts the coating film 7 outside the edge 15.

Landscapes

  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Beschichten einer Verpackungsschale (5) mit einer Beschichtungsfolie (7) mittels einer Schalenbeschichtungsstation (4), wobei die Schalenbeschichtungsstation (4) eine Verpackungsschalenaufnahme (13) zum Aufnehmen der Verpackungsschale (5), ein Werkzeugoberteil (11) und ein Werkzeugunterteil (12) aufweist, wobei am Werkzeugoberteil (11) ein bewegbarer Dom (26) angebracht ist, wobei am Werkzeugunterteil (12) ein Presseinsatz (39) angebracht ist, umfasst die folgenden Schritte: Klemmen von einem äußeren Klemmbereich (22) der Beschichtungsfolie (7) zwischen dem Werkzeugoberteil (11) und dem Werkzeugunterteil (12), Klemmen eines inneren Klemmbereichs (29) der Beschichtungsfolie (7) mittels des Doms (26) an die Verpackungsschale (5), wobei sich der innere Klemmbereich (29) zwischen dem äußeren Klemmbereich (22) befindet, Formen eines Überstandsbereichs (28) der Beschichtungsfolie (7) derart an die Verpackungsschale (5), dass sich der Überstandsbereich (28) unter einen Rand (15) der Verpackungsschale (5) wölbt, wobei sich der Überstandsbereich (28) zwischen dem äußeren Klemmbereich (22) und dem inneren Klemmbereich (29) befindet, Pressen des gewölbten Überstandsbereichs (28) mittels des Presseinsatzes (39) an den Rand (15) der Verpackungsschale (5) derart, dass ein Doppelfalz (37) gebildet wird, und Trennen der Beschichtungsfolie (7) in einem Trennbereich (31), wobei sich der Trennbereich (31) zwischen dem Doppelfalz (37) und dem äußeren Klemmbereich (22) befindet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschichten einer Verpackungsschale mit einer Beschichtungsfolie mittels einer Schalenbeschichtungsstation, eine Schalenbeschichtungsstation oder eine Verpackungsmaschine aufweisend eine Schalenbeschichtungsstation.
    • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Beschichten von Verpackungsschalen mit einer Folie bekannt. Üblicherweise wird dabei die Folie stoffschlüssig auf die Verpackungsschale gesiegelt.
  • Der Nachteil dieser Anwendungen besteht darin, dass die Folie nach dem Beschichten irreversibel mit der Verpackungsschale verbunden ist. Dies ist insbesondere von Nachteil, wenn die Folie wieder von der Verpackungsschale getrennt werden soll, zum Beispiel um die Verpackungsschale zu recyceln. Dies ist bei einer mit einem herkömmlichen Verfahren beschichteten Verpackungsschale nicht möglich.
    • Aufgabe
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe darin, ein Verfahren und/oder eine Vorrichtung anzugeben, die ein einfaches und zuverlässiges Beschichten einer Verpackungsschale mit einer Folie ermöglichen. Im Idealfall soll die Folie nach dem Beschichten einfach wieder von der Verpackungsschale getrennt werden können, um zumindest die Verpackungsschale zu recyceln.
    • Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Beschichten einer Verpackungsschale mit einer Beschichtungsfolie mittels einer Schalenbeschichtungsstation gemäß dem Anspruch 1, eine Schalenbeschichtungsstation zum Beschichten einer Verpackungsschale mit einer Beschichtungsfolie gemäß dem Anspruch 11 oder eine Verpackungsmaschine, vorzugsweise Schalenverschließmaschine, aufweisend eine Schalenbeschichtungsstation zum Beschichten einer Verpackungsschale mit einer Beschichtungsfolie gemäß dem Anspruch 15 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Verpackungsschale mit einer Beschichtungsfolie mittels einer Schalenbeschichtungsstation. Die Schalenbeschichtungsstation umfasst eine Verpackungsschalenaufnahme zum Aufnehmen der Verpackungsschale, ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil. Am Werkzeugoberteil ist ein bewegbarer Dom angebracht. Am Werkzeugunterteil ist ein Presseinsatz angebracht. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    • Klemmen von einem äußeren Klemmbereich der Beschichtungsfolie zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil,
    • Klemmen eines inneren Klemmbereichs der Beschichtungsfolie mittels des Doms an die Verpackungsschale, wobei sich der innere Klemmbereich innerhalb des äußeren Klemmbereichs befindet,
    • Formen eines Überstandsbereichs der Beschichtungsfolie derart an die Verpackungsschale, dass sich der Überstandsbereich unter einen Rand der Verpackungsschale wölbt, wobei sich der Überstandsbereich zwischen dem äußeren Klemmbereich und dem inneren Klemmbereich befindet,
    • Pressen des gewölbten Überstandsbereichs mittels des Presseinsatzes an den Rand der Verpackungsschale derart, dass ein Doppelfalz gebildet wird, und
    • Trennen der Beschichtungsfolie in einem Trennbereich, wobei sich der Trennbereich zwischen dem Doppelfalz und dem äußeren Klemmbereich befindet.
  • Das Verfahren bietet die Möglichkeit, die Beschichtungsfolie und die Verpackungsschale reversibel miteinander zu verbinden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Beschichtungsfolie wieder von der Verpackungsschale getrennt werden soll, zum Beispiel um die Verpackungsschale und/oder die Beschichtungsfolie zu recyceln.
  • Die Verpackungsschale kann flach ausgebildet sein und einen umlaufenden Rand aufweisen. Optional kann die Verpackungsschale zumindest abschnittsweise eine Kontur, insbesondere eine Vertiefung, mit dem umlaufenden Rand aufweisen. Der Rand kann eine erste Seite und eine zweite Seite aufweisen, insbesondere wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt. Die zweite Seite kann einen inneren und einen äußeren Abschnitt aufweisen, insbesondere wobei sich der innere Abschnitt zwischen dem äußeren Abschnitt befindet. Die Verpackungsschalenaufnahme kann zum Aufnehmen der Verpackungsschale den inneren Abschnitt des Rands der Verpackungsschale und optional einen dazwischenliegenden Abschnitt der Verpackungsschale kontaktieren. Die Verpackungsschalenaufnahme kann den äußeren Abschnitt des Rands der Verpackungsschale nicht kontaktieren.
  • Der äußere Klemmbereich und/oder der innere Klemmbereich kann umlaufend geschlossen sein. Optional können mehrere Klemmbereiche, insbesondere einander gegenüberliegende Klemmebereiche, vorgesehen sein.
  • Eine Klemmung der Beschichtungsfolie zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil kann grundsätzlich räumlich verstanden werden, also sowohl eine unmittelbare als auch eine mittelbare Klemmung darstellen. Der äußere Klemmbereich kann unmittelbar über das Werkzeugoberteil, insbesondere eine Werkzeugoberteilklemmfläche, und das Werkzeugunterteil, insbesondere eine Werkzeugunterteilklemmfläche, geklemmt werden. Optional kann der äußere Klemmbereich mittelbar über einen Klemmrahmen, insbesondere eine Klemmrahmenfläche, an dem Werkzeugoberteil geklemmt werden. Der Klemmrahmen kann an dem Werkzeugoberteil bewegbar montiert sein. Dazu kann der Klemmrahmen zumindest einen, insbesondere pneumatischen, Antrieb aufweisen. Der Antrieb kann zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Klemmrahmen montiert sein, insbesondere außerhalb eines Bereichs in dem die Beschichtungsfolie angeordnet wird. Der Klemmrahmen kann in Richtung des Werkzeugoberteils bewegt werden, sodass der äußere Klemmbereich der Beschichtungsfolie dazwischen eingeklemmt wird. Der Klemmrahmen kann abhängig von der Beschichtungsfolie, insbesondere deren Dicke, und/oder einer erforderlichen Klemmkraft zum Klemmen der Beschichtungsfolie unterschiedlich weit an das Werkzeugoberteil bewegt werden. Die Klemmkraft kann zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Klemmrahmen erzeugt werden. Zwischen dem Klemmrahmen und dem Werkzeugoberteil kann ein Spalt bestehen, während der äußere Klemmbereich der Beschichtungsfolie zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Klemmrahmen geklemmt ist. Der Klemmrahmen kann beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein. Der Klemmrahmen kann räumlich zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil angeordnet sein. Das Werkzeugoberteil und der Klemmrahmen können gemeinsam in Richtung des Werkzeugunterteils bewegt, insbesondere dagegen gedrückt, werden. Optional kann das Werkzeugunterteil in Richtung des Werkzeugoberteils, insbesondere des Klemmrahmens, bewegt, insbesondere dagegen gedrückt, werden. Dadurch kann der Spalt zwischen dem Klemmrahmen und dem Werkzeugoberteil geschlossen werden. Es kann die Klemmung der zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Klemmrahmen angeordneten Beschichtungsfolie, insbesondere die auf die Beschichtungsfolie wirkende Klemmkraft, erhöht werden. Die Klemmkraft kann zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil erzeugt werden. Um die Schalenbeschichtungsstation zu schließen, kann also das Werkzeugoberteil in Richtung des Werkzeugunterteils bewegt, insbesondere daran gepresst, werden oder umgekehrt. Optional kann das Werkzeugunterteil in Richtung des Klemmrahmens bewegt, insbesondere daran gepresst, werden. Optional kann das Werkzeugoberteil gemeinsam mit dem Klemmrahmen und dem geklemmten äußeren Klemmbereich gegenüber dem Werkzeugunterteil, insbesondere in Richtung des Werkzeugunterteils, bewegt, insbesondere daran gepresst, werden.
  • Der Dom kann zum Klemmen des inneren Klemmbereichs in Richtung des Werkzeugunterteils oder der Verpackungsschalenaufnahme bewegt werden. Um den Dom zu bewegen, kann dieser über eine, insbesondere elektrische, pneumatische oder hydraulische, Antriebsvorrichtung angetrieben werden. Der Dom, insbesondere eine Domklemmfläche, kann an die Verpackungsschale, insbesondere die erste Seite des Rands der Verpackungsschale, an der Verpackungsschalenaufnahme gedrückt werden, um den inneren Klemmbereich zu klemmen.
  • Der Überstandsbereich kann sich zwischen dem äußeren Klemmbereich und dem inneren Klemmbereich befinden. Zum Wölben des Überstandsbereichs kann dieser, insbesondere mit einer Saug- und/oder Gebläsevorrichtung, unter den Rand der Verpackungsschale, insbesondere die zweite Seite des Rands, insbesondere den äußeren Abschnitt davon, gesaugt oder mittels Druckluft gedrückt werden. Der Überstandsbereich kann unter den Rand, insbesondere den äußeren Abschnitt des Rands, gewölbt werden. Vor dem Wölben des Überstandsbereichs kann, insbesondere in einer Seitenansicht, ein erster Abstand der Domklemmfläche in Bezug auf einen Boden des Werkzeugunterteils größer als ein zweiter Abstand der Werkzeugoberteilklemmfläche in Bezug auf den Boden des Werkzeugunterteils sein. Dadurch kann erreicht werden, dass der Überstandsbereich einfach unter den Rand der Verpackungsschale gewölbt werden kann. Das Werkzeugoberteil und/oder das Werkzeugunterteil kann je wenigstens eine Öffnung zum Einleiten von Luft in die geschlossene Schalenbeschichtungsstation und zum Ausleiten daraus aufweisen. Vor dem Wölben kann der Überstandsbereich durch den beheizten Dom so weit erwärmt werden, dass der Überstandsbereich dehnbar ist.
  • Der Doppelfalz kann an dem äußeren Abschnitt des Rands gebildet werden. Um den Doppelfalz zu formen, kann der gewölbte Überstandsbereich mittels des Presseinsatzes, insbesondere einer Presseinsatzfläche, an die Verpackungsschale gepresst werden. Dazu kann der Presseinsatz zum Beispiel an dem Werkzeugunterteil oder der Verpackungsschalenaufnahme montiert und in Richtung des Rands der Verpackungsschale bewegt werden. Die Presseinsatzfläche kann so groß wie oder kleiner als der äußere Abschnitt, insbesondere dessen Fläche, der zweiten Seite des Rands sein. Der Presseinsatz, insbesondere die Presseinsatzfläche kann mittels einer, insbesondere elektrischen, Heizvorrichtung beheizt werden. Eine Temperatur des Presseinsatzes kann von der Beschichtungsfolie, insbesondere deren Material und/oder deren Dicke, abhängen. Die Temperatur des Presseinsatzes kann niedriger als eine Schmelztemperatur der Beschichtungsfolie sein. Die Temperatur des Presseinsatzes kann so groß sein, dass die Beschichtungsfolie dehnbar ist. Die Temperatur des Presseinsatzes kann größer als 80 °C, vorzugsweise größer als 100 °C, vorzugsweise größer als 120 °C, sein. Die Temperatur des Presseinsatzes kann kleiner als 250 °C, insbesondere kleiner als 200 °C, vorzugsweise kleiner als 180 °C, sein. Während der Doppelfalz geformt wird, kann Luft durch die Öffnung im Werkzeugoberteil und/oder durch eine Öffnung im Dom in die Schalenbeschichtungsstation geblasen werden. Optional kann Luft durch die Öffnung im Werkzeugunterteil aus der Schalenbeschichtungsstation gesaugt werden. Dadurch kann die Beschichtungsfolie an die Verpackungsschale gedrückt werden, um ein Ablösen dieser von der Verpackungsschale zu verhindern.
  • Vorzugsweise ist der Doppelfalz mit der Verpackungsschale formschlüssig, und insbesondere nicht stoffschlüssig, verbunden. Dadurch können die Verpackungsschale und die Beschichtungsfolie vollständig wieder voneinander getrennt werden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, um die Verpackungsschale und/oder die Beschichtungsfolie zu recyceln. Indem keine stoffschlüssige Verbindung, z.B. durch Aufschmelzen der Verpackungsschale und/oder der Beschichtungsfolie oder durch Verkleben der Verpackungsschale und der Beschichtungsfolie mittels eines Klebstoffs, erzeugt wird, wird im Idealfall das Verfahren und/oder der Aufbau der Schalenbeschichtungsstation vereinfacht. Es kann auf eine Heizvorrichtung und Heizenergie zum Siegeln der Beschichtungsfolie an die Verpackungsschale verzichtet werden. Es kann auf eine Einheit zum Aufbringen des Klebstoffs verzichtet werden. Im Idealfall können ein Bauraum verkleinert, ein Wartungsaufwand reduziert und/oder Betriebs- und Herstellungskosten gesenkt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Verpackungsschale Fasermaterial, insbesondere Papier oder Karton. Dadurch kann die Verpackungsschale umweltfreundlich hergestellt und/oder recycelbar sein. Grundsätzlich kann die Verpackungsschale und/oder die Beschichtungsfolie recycelbares Material umfassen.
  • Vorzugsweise ist die Beschichtungsfolie eine Monofolie, insbesondere bestehend aus amorphem Polyethylenterephthalat (APET). Dadurch kann eine Recycelbarkeit der Beschichtungsfolie verbessert werden. Optional kann eine Haltbarkeit der Beschichtungsfolie verbessert und/oder deren Gewicht reduziert werden. Im Idealfall können Herstellungskosten zum Beschichten der Verpackungsschale reduziert werden. Optional kann die Beschichtungsfolie amorphes Polyethylenterephthalat (APET) umfassen. Die Beschichtungsfolie kann Kunststoff umfassen. Eine Dicke der Beschichtungsfolie kann, insbesondere in ungeformtem Zustand, kleiner als 150 µm, vorzugsweise kleiner als 100 µm, insbesondere kleiner als 90 µm, sein. Die Dicke der Beschichtungsfolie kann, insbesondere in ungeformtem Zustand, größer als 60 µm, vorzugsweise größer als 70 µm, insbesondere größer als 80 µm, sein. Die Dicke der Beschichtungsfolie kann, insbesondere in ungeformtem Zustand, konstant sein. Optional kann die Beschichtungsfolie mehrere Folienschichten umfassen. Die Folienschichten können gleich oder unterschiedlich sein.
  • Vorzugsweise wird der innere Klemmbereich an die erste Seite des Rands geklemmt und der Doppelfalz wird an der zweiten Seite des Rands, die der ersten Seite gegenüberliegt, gebildet. Dadurch kann die Beschichtungsfolie einfach und zuverlässig an der Verpackungsschale befestigt werden. Die erste Seite des Rands kann dem Werkzeugoberteil, insbesondere dem Dom, insbesondere der Domklemmfläche, zugewandt sein. Die zweite Seite des Rands kann dem Werkzeugunterteil, insbesondere der Verpackungsschalenaufnahme, zugewandt sein.
  • Vorzugsweise umfasst der Doppelfalz eine erste Lage und eine zweite Lage, wobei die erste Lage an der zweiten Seite des Rands der Verpackungsschale anliegt und wobei die zweite Lage an der ersten Lage anliegt. Insbesondere kann die erste Lage mit der zweiten Lage stoffschlüssig verbunden sein. Dadurch kann, insbesondere im Gegensatz zu einem einfachen Falz, eine sichere Befestigung der Beschichtungsfolie an der Verpackungsschale erzeugt und damit eine sichere Beschichtung ermöglicht werden. Um die Beschichtungsfolie an der Verpackungsschale zu befestigen, muss keine stoffschlüssige Verbindung der ersten und zweiten Lage des Doppelfalzes erzeugt werden. Jedoch können durch die stoffschlüssige Verbindung der ersten und zweiten Lage der Doppelfalz und die Beschichtung besonders stabil und sicher ausgebildet werden. Für die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung kann die zweite Lage, insbesondere durch den Wärmeeinfluss des beheizten Doms und/oder beim Kontakt mit dem beheizten Presseinsatz, so weit erwärmt werden, dass sie, zumindest abschnittsweise, schmilzt. Die aufgeschmolzene zweite Lage kann durch Pressen an die erste Lage mit dieser stoffschlüssig verbunden werden. Dazu kann der beheizte Presseinsatz auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Beschichtungsfolie beheizt werden. Die Temperatur des Presseinsatzes kann mindestens so groß wie die Schmelztemperatur sein.
  • Die Größe der ersten Lage und/oder der zweiten Lage kann vom Rand der Verpackungsschale, insbesondere dem äußeren Abschnitt der zweiten Seite des Rands, und/oder dem Presseinsatz, insbesondere der Presseinsatzfläche, und/oder der Art des Trennens der Beschichtungsfolie abhängen. Die erste Lage und die zweite Lage, insbesondere deren Flächen, können im Wesentlichen gleich groß sein. Optional kann die zweite Lage, insbesondere nach dem Trennen, kleiner als die erste Lage sein. Die zweite Lage kann, insbesondere beim Trennen mit einem Messer, die erste Lage vollständig bedecken. Insbesondere beim Trennen ohne Messer kann die zweite Lage die erste Lage teilweise bedecken.
  • Vorzugsweise erfolgt das Trennen der Beschichtungsfolie während der innere Klemmbereich und die Verpackungsschale geklemmt und während der Doppelfalz und die Verpackungsschale geklemmt sind. Dadurch kann ein sicheres und gezieltes Trennen ermöglicht werden. Es kann vermieden werden, dass der Doppelfalz durch beim Trennen einwirkende Kräfte beschädigt oder gar die Beschichtungsfolie von der Verpackungsschale gelöst wird.
  • Vorzugsweise wird die Beschichtungsfolie, insbesondere mit einem Messer, zerschnitten oder, insbesondere mittels Druckluft und/oder Zugkraft, zerrissen. Dadurch kann die Beschichtungsfolie einfach und zuverlässig getrennt werden. Die Beschichtungsfolie kann, insbesondere im Trennbereich, beim Kontakt mit dem Messer geschnitten werden. Dazu kann die Beschichtungsfolie, insbesondere der Trennbereich, relativ zum Messer bewegt werden oder andersherum. Zum Beispiel kann das Messer fest an dem Werkzeugunterteil montiert sein. Die Verpackungsschalenaufnahme kann, insbesondere über wenigstens eine mit dem Werkzeugunterteil und der Verpackungsschalenaufnahme verbundene (Druck-)Feder, an dem Werkzeugunterteil bewegbar montiert sein. Die Verpackungsschalenaufnahme kann gemeinsam mit der geklemmten Beschichtungsfolie in Richtung des Werkzeugunterteils und des Messers bewegt werden. Sobald das Messer die Beschichtungsfolie kontaktiert, kann diese getrennt werden. Optional kann das Messer bewegbar an dem Werkzeugunterteil, insbesondere der Verpackungsschalenaufnahme, montiert sein. Um das Messer zu bewegen, kann dieses über eine, insbesondere elektrische, pneumatische oder hydraulische, Antriebseinheit angetrieben werden. Das Messer kann in Richtung des Werkzeugoberteils bewegt werden, um die Beschichtungsfolie zu trennen. Das Messer kann räumlich außerhalb der Verpackungsschalenaufnahme, insbesondere des Presseinsatzes, angeordnet sein, insbesondere derart, dass das Messer sich außerhalb der Verpackungsschalenaufnahme, insbesondere des Presseinsatzes, bewegen kann. Insbesondere wenn das Messer in Richtung des Werkzeugoberteils bewegt wird, kann es sich an dem Rand der Verpackungsschale vorbeibewegen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Beschichtungsfolie im Trennbereich getrennt wird..
  • Vorzugsweise wird eine Zugspannung des Trennbereichs auf mindestens eine Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie erhöht, um die Beschichtungsfolie im Trennbereich zu trennen. Dadurch kann die Beschichtungsfolie einfach und zuverlässig getrennt, insbesondere zerrissen, werden. Die Zugspannung kann mittels der Saug- und/oder Gebläsevorrichtung erzeugt werden, insbesondere indem diese Luft aus der geschlossenen Schalenbeschichtungsstation saugt oder hineinbläst. Wenn die Zugspannung der Beschichtungsfolie mindestens der Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie entspricht, kann diese reißen. Die Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie kann im Kontext der Erfindung eine Reißfestigkeit der Beschichtungsfolie sein. Sie kann die maximale mechanische Zugspannung angeben, mit der die Beschichtungsfolie belastet werden kann, bis sie reißt. Die zum Trennen der Beschichtungsfolie erforderliche Zugspannung kann von einer Temperatur des Presseinsatzes und/oder des nachfolgend beschriebenen beheizten Doms abhängen. Indem die Beschichtungsfolie, wie nachfolgend beschrieben, erwärmt wird, kann lokal ihre Reißfestigkeit abgesenkt werden. Vorzugsweise kann die Erwärmung mittels des beheizten Presseinsatzes und/oder mittels eines beheizten Doms und/oder Außendoms derart erfolgen, dass der Trennbereich der Beschichtungsfolie einen zum inneren Klemmbereich und/oder gewölbten Überstandsbereich und/oder Doppelfalz ansteigenden Temperaturgradienten erhält. Der Temperaturgradient kann die Zugfestigkeit des erwärmten Trennbereichs, insbesondere gegenüber einem kalten Zustand, d.h. bei Raumtemperatur, zumindest abschnittsweise, insbesondere an einem wärmsten Abschnitt, insbesondere um 4 - 15 N/mm2, senken. Beispielsweise kann die Reißfestigkeit der Beschichtungsfolie in einem kalten Zustand ungefähr 20 N/mm2 betragen. Beispielsweise kann der wärmste Abschnitt der Beschichtungsfolie auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der die Reißfestigkeit nur noch ungefähr 10 N/mm2 bis 16 N/mm2 beträgt. Die Temperatur an dem wärmsten Abschnitt des Trennbereichs kann gleich der oder kleiner als die Temperatur des Presseinsatzes, des Doms und/oder des Außendoms sein. Der Temperaturgradient am Trennbereich kann kleiner als 90 °C, insbesondere kleiner als 70 °C, sein. Der Temperaturgradient am Trennbereich kann größer als 40 °C, insbesondere größer als 50 °C, sein. Vorzugsweise kann die Beschichtungsfolie am wärmsten Abschnitt getrennt werden. Der wärmste Abschnitt kann, insbesondere unmittelbar, an den Doppelfalz, insbesondere dessen insbesondere zweite Lage, angrenzen.
  • Vorzugsweise werden der Dom, die Verpackungsschalenaufnahme und der Presseinsatz, insbesondere gemeinsam mit der geklemmten Beschichtungsfolie, relativ zum Werkzeugunterteil bewegt oder umgekehrt, um eine Zugspannung des Trennbereichs zu erhöhen. Dies hat den Vorteil, dass kein zusätzliches Bauteil benötigt wird, um die Beschichtungsfolie zu spannen. Der Dom, die Verpackungsschalenaufnahme und der Presseinsatz können also je eine Doppelfunktion ausführen, nämlich einerseits den inneren Klemmbereich der Beschichtungsfolie an die Verpackungsschale klemmen, die Verpackungsschale aufnehmen oder den Doppelfalz pressen und andererseits die Zugspannung im Trennbereich der Beschichtungsfolie erzeugen bzw. erhöhen. Die Antriebsvorrichtung des Doms kann derart ausgebildet sein, dass sie aktiv den Dom und passiv die Verpackungsschalenaufnahme und den Presseinsatz bewegen kann. Das heißt, wenn sich der Dom bewegt, können die Verpackungsschalenaufnahme und der Presseinsatz ohne einen zusätzlichen Antrieb mitbewegt werden. Dadurch können ein Bauraum verkleinert, ein Wartungsaufwand reduziert und Kosten für die Schalenbeschichtungsstation und das Verfahren gesenkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Verpackungsschalenaufnahme über einen, insbesondere elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen, Antrieb relativ zu dem Werkzeugunterteil bewegbar sein. Die Relativbewegung kann insbesondere erfolgen, wenn der innere Klemmbereich und die Verpackungsschale geklemmt sind und wenn der Doppelfalz und die Verpackungsschale geklemmt sind. Soll die Beschichtungsfolie gespannt aber nicht zerrissen werden, kann die Relativbewegung höchstens so groß sein, dass die Zugspannung der Beschichtungsfolie nicht bis zur Zugfestigkeit erhöht wird. Insbesondere wenn die Beschichtungsfolie mit dem Messer zerschnitten werden soll, kann es vorteilhaft sein, dass die Beschichtungsfolie vor und während des Trennens gespannt wird. Dies kann einen besonders präzisen Schnitt ermöglichen. Soll die Beschichtungsfolie zerrissen werden, kann die Relativbewegung höchstens so groß sein, dass die Zugspannung der Beschichtungsfolie mindestens bis zur Zugfestigkeit erhöht wird. Das Maß der Relativbewegung zum Spannen und/oder Zerreißen kann von einer Verformbarkeit und/oder Reißfestigkeit der Beschichtungsfolie abhängen. Die Relativbewegung kann durch einen Anschlag begrenzt werden. Im einfachsten Fall kann das Werkzeugunterteil oder das Werkzeugoberteil die Bewegung begrenzen.
  • Vorzugsweise wird, insbesondere nach dem Klemmen des äußeren Klemmbereichs, ein Bereich der Beschichtungsfolie zwischen dem äußeren Klemmbereich an eine, insbesondere beheizbare, Innenfläche des Doms gesaugt oder mittels Druckluft gedrückt, um den Bereich der Beschichtungsfolie zu dehnen. Dadurch kann die Beschichtungsfolie an eine Größe der Verpackungsschale angepasst werden. Die Beschichtungsfolie kann mittels der Saug- und/oder Gebläsevorrichtung an die Innenfläche gesaugt/gedrückt werden. Dazu kann der Dom eine Öffnung zum Ein- oder Ausbringen von Luft aufweisen. Der Bereich der Beschichtungsfolie zwischen dem äußeren Klemmbereich kann den Überstandsbereich, den inneren Klemmbereich, einen Innenbereich zwischen dem inneren Klemmbereich und optional den Trennbereich umfassen. Der Dom kann die Domklemmfläche und eine dazwischen angeordnete Innenfläche aufweisen. Die Domklemmfläche kann umlaufend geschlossen sein oder Aussparungen aufweisen. Der Dom kann flach ausgebildet sein. Zum Beispiel kann der Dom eine flache Domklemmfläche und eine flache Innenfläche aufweisen. Oder der Dom kann zumindest eine Konkavität aufweisen. Zum Beispiel kann der Dom eine flache Domklemmfläche und eine konkave Innenfläche aufweisen. Der Dom, insbesondere die Domklemmfläche und die Innenfläche kann mittels einer, insbesondere elektrischen, Heizvorrichtung beheizt werden. Dadurch kann die Beschichtungsfolie erwärmt werden. Dies kann die Dehnbarkeit der Beschichtungsfolie verbessern, insbesondere erhöhen. Eine Temperatur des Doms kann von der Beschichtungsfolie, insbesondere deren Material und/oder deren Dicke, abhängen. Die Temperatur des Doms kann niedriger als eine Schmelztemperatur der Beschichtungsfolie sein. Die Temperatur des Doms kann so groß sein, dass die Beschichtungsfolie dehnbar ist. Die Temperatur des Doms kann z.B. größer als 50 °C, vorzugsweise größer als 70 °C, vorzugsweise größer als 100 °C, sein. Die Temperatur des Doms kann kleiner als 160 °C, vorzugsweise kleiner als 140 °C, vorzugsweise kleiner als 120 °C, sein. Während des Dehnens der Beschichtungsfolie kann die Schalenbeschichtungsstation evakuiert werden. Vorzugsweise umfasst die Schalenbeschichtungsstation einen, insbesondere beheizbaren, Außendom, wobei insbesondere nach dem Klemmen des äußeren Klemmbereichs, der Bereich der Beschichtungsfolie zwischen dem äußeren Klemmbereich an den Außendom gesaugt oder mittels Druckluft gedrückt wird, um den Bereich der Beschichtungsfolie zu dehnen. Die Beschichtungsfolie kann somit an eine größere Kontaktfläche, die von dem Dom und dem Außendom gebildet wird, gesaugt/gedrückt werden. Dadurch kann die Beschichtungsfolie besonders gut an eine Größe der Verpackungsschale angepasst werden. Der Dom kann sich zwischen dem Außendom befinden. Während des Dehnens der Beschichtungsfolie können die Domklemmfläche und eine Außendomfläche, die die Beschichtungsfolie kontaktieren kann, vorzugsweise nahezu, auf einer Ebene liegen. Dadurch kann die Beschichtungsfolie einfach und gleichmäßig gedehnt werden, insbesondere ohne sie zu verletzen. Der Außendom, insbesondere die Außendomfläche, kann mittels der Heizvorrichtung für den Dom beheizt werden. Optional können der Dom und der Außendom über separate Heizvorrichtungen beheizt werden. Der Außendom kann im Wesentlichen auf dieselbe Temperatur beheizt werden wie der Dom.
  • Vorzugsweise wird nach oder während des Klemmens des inneren Klemmbereichs der Innenbereich der Beschichtungsfolie an die Verpackungsschale, insbesondere die erste Seite der Verpackungsschale, geformt. Dadurch kann die erwärmte, gedehnte Beschichtungsfolie einfach an die Form der Verpackungsschale geformt werden. Der Innenbereich kann dazu, insbesondere mittels der Saug- und/oder Gebläsevorrichtung, an die Verpackungsschale gesaugt oder mittels Druckluft gedrückt werden. Der Innenbereich der Beschichtungsfolie kann beim Anliegen an der Verpackungsschale entsprechend der Kontur der Verpackungsschale abkühlen und aushärten. Um das Abkühlen zu beschleunigen, kann die Verpackungsschalenaufnahme gekühlt werden, insbesondere auf weniger als 25 °C, vorzugsweise auf weniger als 20 °C, vorzugsweise auf weniger als 10 °C.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Schalenbeschichtungsstation zum Beschichten einer Verpackungsschale mit einer Beschichtungsfolie, wobei die Schalenbeschichtungsstation aufweist: ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil zum Klemmen eines äußeren Klemmbereichs der Beschichtungsfolie, eine Verpackungsschalenaufnahme zum Aufnehmen der Verpackungsschale, einen Dom zum Klemmen eines inneren Klemmbereichs der Beschichtungsfolie an die Verpackungsschale, wobei der Dom am Werkzeugoberteil bewegbar angeordnet ist, wobei sich der innere Klemmbereich innerhalb des äußeren Klemmbereichs befindet, eine Saug- und/oder Gebläsevorrichtung zum Formen eines Überstandsbereichs der Beschichtungsfolie derart an die Verpackungsschale, dass sich der Überstandsbereich unter einen Rand der Verpackungsschale wölbt, wobei sich der Überstandsbereich zwischen dem äußeren Klemmbereich und dem inneren Klemmbereich befindet, und einen beheizten Presseinsatz zum Pressen des gewölbten Überstandsbereichs an den Rand der Verpackungsschale derart, dass ein Doppelfalz gebildet wird, wobei der Presseinsatz relativ zur Verpackungsschalenaufnahme bewegbar ist, und ein Trennmittel zum Trennen der Beschichtungsfolie in einem Trennbereich, wobei sich der Trennbereich zwischen dem Doppelfalz und dem äußeren Klemmbereich befindet.
  • Vorzugsweise ist das Trennmittel ein Messer, und/oder ist das Trennmittel durch die Saug- und/oder Gebläsevorrichtung gebildet, wobei die Saug- und/oder Gebläsevorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Zugspannung des Trennbereichs, insbesondere auf mindestens eine Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie, zu erhöhen, und/oder ist das Trennmittel durch den Dom, die Verpackungsschalenaufnahme und den Presseinsatz gebildet, wobei der Dom, die Verpackungsschalenaufnahme und der Presseinsatz gegenüber dem Werkzeugunterteil bewegbar sind, um die Zugspannung des Trennbereichs, insbesondere auf mindestens die Zugfestigkeit, zu erhöhen.
  • Vorzugsweise umfasst das Werkzeugoberteil einen, insbesondere relativ zu diesem bewegbaren, Klemmrahmen, wobei der äußere Klemmbereich über den Klemmrahmen mittelbar zwischen Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil klemmbar ist.
  • Vorzugsweise ist der Presseinsatz an dem Werkzeugunterteil, insbesondere der Verpackungsschalenaufnahme, bewegbar montiert und/oder ist die Verpackungsschalenaufnahme an dem Werkzeugunterteil bewegbar montiert.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine, vorzugsweise Schalenverschließmaschine, umfassend eine Schalenbeschichtungsstation, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren in wenigstens einer der in diesem Schutzrechtrecht offenbarten Varianten auszuführen. Die Schalenbeschichtungsstation kann in wenigstens einer der in diesem Schutzrechtrecht offenbarten Varianten vorliegen.
  • Die von einem der Aspekte (Verfahren, Schalenbeschichtungsstation oder Verpackungsmaschine) beschriebenen Merkmale oder Erläuterungen können einzeln oder in Kombination auf die anderen Aspekte übertragen und mit diesen kombiniert werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform;
    • Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß einer ersten Ausführungsform zu einem ersten Betriebszustand;
    • Figur 3 eine schematische ausschnittsweise Seitenansicht einer Verpackungsschale;
    • Figur 4 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der ersten Ausführungsform zu einem zweiten Betriebszustand;
    • Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der ersten Ausführungsform zu einem dritten Betriebszustand;
    • Figur 6 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der ersten Ausführungsform zu einem vierten Betriebszustand;
    • Figur 7 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der ersten Ausführungsform zu einem fünften Betriebszustand;
    • Figur 8 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der ersten Ausführungsform zu einem sechsten Betriebszustand;
    • Figur 9 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der ersten Ausführungsform zu einem siebten Betriebszustand;
    • Figur 10 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß einer zweiten Ausführungsform zu einem siebten Betriebszustand;
    • Figur 11 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß einer dritten Ausführungsform zu einem sechsten Betriebszustand;
    • Figur 12 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der dritten Ausführungsform zu einem siebten Betriebszustand;
    • Figur 13 eine schematische ausschnittsweise Seitenansicht einer beschichteten Verpackungsschale nach dem Zerreißen einer Beschichtungsfolie;
    • Figur 14 eine schematische ausschnittsweise Seitenansicht der beschichteten Verpackungsschale nach dem Zerschneiden der Beschichtungsfolie; und
    • Figur 15 eine schematische Seitenansicht einer Schalenbeschichtungsstation gemäß der dritten Ausführungsform zu einem zweiten Betriebszustand.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform. Sie kann ein Gestell 2 umfassen. Die Verpackungsmaschine 1 kann des Weiteren ein Zuführband 3 aufweisen. Sie kann außerdem eine Schalenbeschichtungsstation 4 aufweisen, die später noch näher beschrieben werden wird. Durch das Zuführband 3 können leere Verpackungsschalen 5 zur Schalenbeschichtungsstation 4 befördert werden. Die Verpackungsschalen 5 können mit einer Greifereinrichtung 6 in die Schalenbeschichtungsstation 4 umgesetzt werden und dort mit einer Beschichtungsfolie 7 reversibel beschichtet werden. Nach dem Beschichten können den Verpackungen bzw. Verpackungsverbünden entsprechende Bereiche aus der Bahn der Beschichtungsfolie 7 ausgeschnitten werden. Es verbleibt ein Folienrestgitter 8 der Beschichtungsfolie 7, welches mit einer Vorrichtung 9 zum Aufwickeln des Folienrestgitters 8 aufgewickelt wird. Die derart beschichteten Verpackungen können über die Greifereinrichtung 6 aus der Schalenbeschichtungsstation 4 auf ein Abführband 10 umgesetzt werden. Von dort kann es zum Beispiel zu einer nicht dargestellten Befüllstation weitergeleitet werden, um mit einem Produkt befüllt zu werden.
  • In den Figuren 2 sowie 4 bis 9 ist die Schalenbeschichtungsstation 4 in einer schematischen Schnittansicht in unterschiedlichen Phasen des Beschichtungsvorgangs dargestellt. Gemäß Figur 2 umfasst die Schalenbeschichtungsstation 4 eine Verpackungsschalenaufnahme 13. An der Verpackungsschalenaufnahme 13 ist eine einzelne Verpackungsschale 5 angeordnet.
  • Die Verpackungsschale 5 ist im Detail in Figur 3 dargestellt. Die Verpackungsschale 5 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel Karton. Dadurch kann die Verpackungsschale 5 umweltfreundlich hergestellt werden. Auch kann die nach dem beschriebenen Verfahren beschichtete Verpackungsschale 5 einfach wieder von der Beschichtungsfolie 7 getrennt werden und ist damit einfach recycelbar. Figur 3 zeigt lediglich einen Ausschnitt der Verpackungsschale 5 in dem Zustand, in dem sie von der Verpackungsschalenaufnahme 13 gehalten wird. Der Ausschnitt zeigt die rechte Seite der Verpackungsschale 5, d.h. der Ausschnitt kann am linken Bildrand gespiegelt werden, um die vollständige Schnittansicht darzustellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Verpackungsschale 5 eine Vertiefung 14 mit dem umlaufenden Rand 15 auf. Der Rand 15 weist eine erste Seite 16 und eine der ersten Seite 16 gegenüberliegende zweite Seite 17 auf. Die verpackungsschale 5 ist in der Schalenbeschichtungsstation 4 derart angeordnet, dass die erste Seite 16 dem Werkzeugoberteil 11 und die zweite Seite 17 dem Werkzeugunterteil 12 zugewandt ist (siehe Figur 2). Die zweite Seite 17 weist einen inneren Abschnitt 18 und einen äußeren Abschnitt 19 auf, wobei sich der innere Abschnitt 18 zwischen dem äußeren Abschnitt 19 befindet. Die Verpackungsschalenaufnahme 13 kontaktiert den inneren Abschnitt 18 der Verpackungsschale 5 sowie zwischen dem Rand 15 liegende Seitenwände 20 der Verpackungsschale 5. Die Verpackungsschalenaufnahme 13 kontaktiert nicht den äußeren Abschnitt 19 des Rands 15 der Verpackungsschale 5. Dies ist insbesondere erforderlich, damit das Beschichtungsverfahren, wie im Folgenden detailliert dargelegt wird, durchgeführt werden kann.
  • Wie aus Figur 2 ersichtlich, umfasst die Schalenbeschichtungsstation 4 ferner ein Werkzeugoberteil 11, ein Werkzeugunterteil 12 und einen Klemmrahmen 21. Diese dienen dazu, einen umlaufend geschlossenen äußeren Klemmbereichs 22 der Beschichtungsfolie 7 zu klemmen (siehe Figur 4). Dazu wird die Beschichtungsfolie 7 zwischen dem Klemmrahmen 21 und dem Werkzeugoberteil 11 platziert und der Klemmrahmen 21 nach oben an eine Werkzeugoberteilklemmfläche 23 des Werkzeugoberteils 11 bewegt und daran gedrückt (siehe Figur 4). Zum Bewegen des Klemmrahmens 21 ist dieser an dem Werkzeugoberteil 11 bewegbar montiert und wird über einen nicht dargestellten pneumatischen Antrieb angetrieben. Die Beschichtungsfolie 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Monofolie bestehend aus amorphem Polyethylenterephthalat (APET) mit einer (in ungeformtem Zustand) konstanten Dicke von etwa 80 µm. Dadurch wird eine Haltbarkeit der Beschichtungsfolie 7 verbessert und deren Gewicht reduziert.
  • Nachdem der äußere Klemmbereichs 22 der Beschichtungsfolie 7 geklemmt ist (siehe Figur 4), wird die Beschichtungsfolie 7, wie in Figur 5 gezeigt, erwärmt und gedehnt. Dazu ist an der Schalenbeschichtungsstation 4 ein Dom 26 mit einer beheizten konkaven Innenfläche 27 vorgesehen. Ein Bereich 25 der Beschichtungsfolie 7, der sich zwischen dem äußeren Klemmbereich 22 befindet, wird mittels einer nicht dargestellten Saugvorrichtung an die beheizte Innenfläche 27 gesaugt. Dazu ist in dem Dom 26 eine Öffnung 24 zum Absaugen von Luft vorgesehen. Beim Ansaugen der Beschichtungsfolie 7 dehnt sich diese. Die gedehnte Beschichtungsfolie 7 kann so in einem nachfolgenden Schritt (siehe Figur 7) einfach an eine Größe der Verpackungsschale 5 angepasst und daran angeformt werden. Der gedehnte Bereich 25 der Beschichtungsfolie 7 umfasst einen nachfolgend detaillierter beschriebenen Überstandsbereich 28, einen umlaufend geschlossenen inneren Klemmbereich 29, einen Innenbereich 30 zwischen dem inneren Klemmbereich 29 und einen Trennbereich 31 (siehe Figuren 6, 7, 9, 10, 12). Der Dom 26 umfasst neben der beheizten konkaven Innenfläche 27 eine ebenfalls beheizte flache Domklemmfläche 32, die die Innenfläche 27 umgibt. Der Dom 26 wird mittels einer nicht dargestellten elektrischen Heizvorrichtung auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der Beschichtungsfolie 7, im vorliegenden Fall auf etwa 60 °C, beheizt. Beim Kontakt mit dem Dom 26 wird die Beschichtungsfolie 7 so weit erwärmt, dass sie leichter und weiter gedehnt werden kann. Außerdem wird durch den Kontakt mit dem beheizten Dom 26 auch der Überstandsbereich 28 der Beschichtungsfolie 7, der sich zwischen dem äußeren Klemmbereich 22 und dem inneren Klemmbereich 29 befindet, so weit erwärmt, dass dieser dehnbar ist.
  • Während die Beschichtungsfolie 7 an den Dom 26 gesaugt wird, wird, wie in Figur 6 gezeigt, die Schalenbeschichtungsstation 4 geschlossen. Dazu wird das Werkzeugunterteil 12nach oben in Richtung des Werkzeugoberteils 11 und des Klemmrahmens 21 bewegt und daran gedrückt. In der vorliegenden Ausführungsform ist also die Beschichtungsfolie 7 über den Klemmrahmen 21 mittelbar zwischen dem Werkzeugoberteil 11 und dem Werkzeugunterteil 12 geklemmt. Durch das Schließen der Schalenbeschichtungsstation 4 wird außerdem die Klemmung des äußeren Klemmbereichs 22 der Beschichtungsfolie 7 weiter verstärkt, sodass die nachfolgenden Schritte des Beschichtungsverfahrens ausgeführt werden können.
  • Wie aus Figur 6 weiter hervorgeht, wird, wenn das Werkzeugunterteil 12 in Richtung des Werkzeugoberteils 11 und des Klemmrahmens 21 bewegt wird, die Verpackungsschalenaufnahme 13 mit der daran gelagerten Verpackungsschale 5 mitbewegt. Zugleich bewegt sich der Dom 26 in Richtung des Werkzeugunterteils 12. Der Dom 26 sowie das Werkzeugunterteil 12 und die Verpackungsschalenaufnahme 13 werden so weit bewegt, dass die Beschichtungsfolie 7 am inneren Klemmbereich 29 eine Domklemmfläche 32 des Doms 26 kontaktiert und den inneren Klemmbereich 29 somit an die erste Seite 16 des Rands 15 der Verpackungsschale 5 klemmt. Wie Figur 6 veranschaulicht, befindet sich der innere Klemmbereich 29 innerhalb des äußeren Klemmbereichs 22.
  • Während der innere Klemmbereich 29 an die erste Seite 16 des Rands 15 der Verpackungsschale 5 geklemmt wird, wird zusätzlich zu der Absaugung von Luft durch die Öffnung 24 im Dom 26 Luft durch eine Öffnung 38 in dem Werkzeugoberteil 11 aus der Schalenbeschichtungsstation 4 gesaugt. Dazu ist an dem Werkzeugoberteil 11 eine Saug- und Gebläsevorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet. Die Saugwirkung verhindert, dass die Beschichtungsfolie 7 beim Klemmen des inneren Klemmbereichs 29 verrutscht oder gar beschädigt wird. Außerdem wird Luft mittels einer an dem Werkzeugunterteil 12 angeordneten Saug- und Gebläsevorrichtung (nicht dargestellt) in Richtung des Werkzeugunterteils 12 gesaugt. Dazu ist an dem Werkzeugunterteil 12 eine Öffnung 48 vorgesehen. Aufgrund dieser Saugwirkungen wird im Inneren der Schalenbeschichtungsstation 4 befindliche Luft nahezu vollständig herausgesaugt, d.h. die Schalenbeschichtungsstation 4 evakuiert.
  • Wie aus Figur 7 hervorgeht, wird, nachdem der innere Klemmbereich 29 an die erste Seite 16 des Rands 15 der Verpackungsschale 5 geklemmt wurde und der äußere Klemmbereich 22 zwischen dem Werkzeugoberteil 11 und dem Werkzeugunterteil 12 geklemmt wurde, die Beschichtungsfolie 7 nicht mehr an eine beheizte Innenfläche 27 gesaugt. Anstatt dass Luft nach oben durch die Öffnung 24 im Dom 26 und die Öffnung 38 im Werkzeugoberteil 11 gesaugt wird, wird Luft durch diese beiden Öffnungen in die Schalenbeschichtungsstation 4 geblasen. Außerdem wird Luft durch die Öffnung 48 in Richtung des Werkzeugunterteils 12 gesaugt. Aufgrund der Saugwirkung wird zum einen der Innenbereich 30 der Beschichtungsfolie 7 an die Verpackungsschale 5 geformt, insbesondere an der Vertiefung 14 zugewandte Flächen der Seitenwände 20 und einer Basis 33 der Verpackungsschale 5 gedrückt. Da die Schalenbeschichtungsstation 4 im vorhergehenden Verfahrensschritt evakuiert wurde, ist es möglich, die Beschichtungsfolie 7 besonders schnell und ohne Faltenbildung an die Verpackungsschale 5 zu saugen. Außerdem trägt das im vorhergehenden Schritt durchgeführte Erwärmen und Dehnen der Beschichtungsfolie 7 dazu bei, dass die Beschichtungsfolie 7 einfach an die Form der Verpackungsschale 5 geformt werden kann ohne beschädigt zu werden. Beim Anliegen an der Verpackungsschale 5 kühlt die Beschichtungsfolie 7 ab und härtet entsprechend der Kontur der Verpackungsschale 5 aus. Zum anderen wird durch die Saugwirkung der erwärmte Überstandsbereich 28 an die Verpackungsschale 5 geformt und zwar derart, dass sich der Überstandsbereich 28 unter den Rand 15 der Verpackungsschale 5 wölbt. Wie aus Figur 7 hervorgeht, wird der Überstandsbereich 28 so gewölbt, dass er in den Bereich des äußeren Abschnitts 19 der zweiten Seite 17 des Rands 15 gewölbt wird. Das Wölben wird dadurch begünstigt, dass ein erster Abstand 34 der Domklemmfläche 32 in Bezug auf einen Boden 35 des Werkzeugunterteils 12 größer als ein zweiter Abstand 36 der Werkzeugoberteilklemmfläche 23 in Bezug auf den Boden 35 ist.
  • Als nächstes wird, wie in Figur 8 dargestellt, der gewölbte Überstandsbereich 28 zu einem Doppelfalz 37 geformt. Während dieses Verfahrensschritts wird vorzugsweise weiterhin Luft durch die Öffnungen 24 und 38 in die Schalenbeschichtungsstation 4 geblasen, um die Beschichtungsfolie 7 an die Verpackungsschale 5 zu drücken. Zum Formen des Doppelfalzes 37 ist an der Verpackungsschalenaufnahme 13 ein beheizter Presseinsatz 39 bewegbar montiert. Eine Presseinsatzfläche 40 des Presseinsatzes 39 wird mittels einer nicht dargestellten elektrischen Heizvorrichtung auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der Beschichtungsfolie 7, im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf etwa 60 °C, beheizt. Um den Doppelfalz 37 zu formen, wird der Presseinsatz 39 nach oben in Richtung der Verpackungsschale 5 bewegt und presst mit seiner warmen Presseinsatzfläche 40 den gewölbten Überstandsbereich 28 an den äußeren Abschnitt 19 des Rands 15 die Verpackungsschale 5 (siehe auch Figur 13). Der so gebildete Doppelfalz 37 weist zwei Lagen auf. Eine erste Lage 41 liegt unmittelbar an der der zweiten Seite 17 des Rands 15 der Verpackungsschale 5 an. Eine zweite Lage 42 liegt unmittelbar an der ersten Lage 41 an. Der Doppelfalz 37 ermöglicht, insbesondere im Gegensatz zu einem einfachen Falz, eine besonders sichere Befestigung der Beschichtungsfolie 7 an der Verpackungsschale 5 und damit eine besonders sichere Beschichtung.
  • Am Ende des in Figur 8 veranschaulichten Verfahrensschritts ist der innere Klemmbereich 29 der Beschichtungsfolie 7 an die erste Seite 16 des Rands 15 geklemmt und der Doppelfalz 37 an der zweiten Seite 17 des Rands 15, die der ersten Seite 16 gegenüberliegt, gebildet. Zwischen der Beschichtungsfolie 7 und der Verpackungsschale 5 besteht keine stoffschlüssige, sondern eine rein formschlüssige Verbindung. Dadurch ist es möglich die Beschichtungsfolie 7 einfach und zuverlässig an der Verpackungsschale 5 zu befestigen. Andererseits können die Verpackungsschale 5 und die Beschichtungsfolie 7 vollständig wieder voneinander getrennt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um die Verpackungsschale 5 und/oder die Beschichtungsfolie 7 zu recyceln. Auch werden das Beschichtungsverfahren und der Aufbau der Schalenbeschichtungsstation 4 vereinfacht, indem zum Beispiel auf einen Klebstoff und eine Vorrichtung zum Aufbringen desselben auf die Beschichtungsfolie 7 oder die Verpackungsschale 5, verzichtet werden kann. Im Idealfall wird der Bauraum der Schalenbeschichtungsstation 4 verkleinert, ein Wartungsaufwand reduziert und/oder Betriebs- und Herstellungskosten gesenkt.
  • Während der innere Klemmbereich 29 und die Verpackungsschale 5 geklemmt sind und der Doppelfalz 37 und die Verpackungsschale 5 geklemmt sind, werden außerdem der Dom 26, die Verpackungsschalenaufnahme 13 und der Presseinsatz 39 gemeinsam mit der geklemmten Beschichtungsfolie 7 relativ zum Werkzeugunterteil 12 abgesenkt, um eine Zugspannung des Trennbereichs 31 zu erhöhen. Der Trennbereich 31 befindet sich zwischen dem Doppelfalz 37 und dem äußeren Klemmbereich 22. Damit die Verpackungsschalenaufnahme 13 bewegt werden kann, ist diese an dem Werkzeugunterteil 12 über eine mit dem Werkzeugunterteil 12 und der Verpackungsschalenaufnahme 13 verbundene (nicht dargestellte) (Druck-)Feder an dem Werkzeugunterteil 12 bewegbar montiert. Die beschriebene Relativbewegung hat den Vorteil, dass kein zusätzliches Bauteil benötigt wird, um die Beschichtungsfolie 7 zu spannen. Der Dom 26, die Verpackungsschalenaufnahme 13 und der Presseinsatz 39 führen also je eine Doppelfunktion aus, nämlich einerseits den inneren Klemmbereich 29 der Beschichtungsfolie 7 an die Verpackungsschale 5 klemmen, die Verpackungsschale 5 aufnehmen oder den Doppelfalz 37 pressen und andererseits die Zugspannung im Trennbereich 31 der Beschichtungsfolie 7 erzeugen bzw. erhöhen. Für diese Abwärtsbewegung wird der Dom 26 aktiv über eine nicht dargestellte elektrische Antriebsvorrichtung angetrieben. Die Verpackungsschalenaufnahme 13 und der Presseinsatz 39 werden passiv vom Dom 26 mitbewegt. Das heißt, es ist nur eine Antriebsvorrichtung erforderlich, wodurch Bauraum gespart und ein Aufwand und Kosten für den Betrieb und die Wartung der Schalenbeschichtungsstation 4 gesenkt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die beschriebene Bewegung so weit, dass die Beschichtungsfolie 7 gespannt aber nicht zerrissen wird. Das heißt, in diesem Verfahrensschritt wird die Zugspannung so weit erhöht, dass nicht die Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie 7 erreicht wird. Die Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie gibt im Kontext der Erfindung eine Reißfestigkeit der Beschichtungsfolie 7. Sie gibt die maximale mechanische Zugspannung an, mit der die Beschichtungsfolie 7 belastet werden kann, bis sie reißt. Das Spannen des Trennbereichs 31 ist für das nachfolgend beschriebene Trennen der Beschichtungsfolie 7 besonders vorteilhaft.
  • Das Trennen der Beschichtungsfolie 7 erfolgt während der innere Klemmbereich 29 und die Verpackungsschale 5 geklemmt sind und der Doppelfalz 37 und die Verpackungsschale 5 geklemmt sind. Dadurch wird ein sicheres und gezieltes Trennen ermöglicht. Es wird ferner vermieden, dass der Doppelfalz 37 durch beim Trennen einwirkende Kräfte beschädigt oder gar die Beschichtungsfolie 7 von der Verpackungsschale 5 gelöst wird. Um die Beschichtungsfolie 7 zu trennen, wird gemäß der ersten Ausführungsform, ähnlich wie in dem in Figur 7 dargestellten Verfahrensschritt, Luft mittels des an dem Werkzeugoberteil 11 angeordneten Saug- und Gebläsevorrichtung und der an dem Werkzeugunterteil 12 angeordneten Saug- und Gebläsevorrichtung in Richtung des Werkzeugunterteils 12 gesaugt und gedrückt (siehe Figur 9). Dadurch erhöht sich die Zugspannung im Trennbereich 31 weiter bis zur Zugfestigkeit, sodass die Beschichtungsfolie 7 im Trennbereich 31 reißt. Gemäß der ersten Ausführungsform bilden also die Saug- und Gebläsevorrichtungen ein Trennmittel 47 zum Trennen der Beschichtungsfolie 7. Ist die Beschichtungsfolie 7 bereits vorgespannt, ist eine schwächere Saugwirkung ausreichend, um die Beschichtungsfolie 7 zu trennen. Die zum Trennen der Beschichtungsfolie 7 erforderliche Zugspannung wird ferner durch den Wärmeeinfluss des Presseinsatzes 39 und des beheizten Doms 26 auf den Trennbereich 31 reduziert bzw. die Reißfestigkeit der Beschichtungsfolie 7 wird dadurch abgesenkt. Der Presseinsatz 39 und der Dom 26 erwärmen die Beschichtungsfolie 7 am inneren Klemmbereich 29 und am Doppelfalz 37 (siehe Figuren 5 bis 8), sodass der Trennbereich 31 einen zum inneren Klemmbereich 29 und Doppelfalz 37 ansteigenden Temperaturgradienten erhält. Der Temperaturgradient senkt die Zugfestigkeit des erwärmten Trennbereichs 31, insbesondere gegenüber einem kalten Zustand (d.h. bei Raumtemperatur) zumindest abschnittsweise, insbesondere an einem wärmsten Abschnitt 43, insbesondere um etwa 10 N/mm2. Die Temperatur am wärmsten Abschnitt 43 des Trennbereichs 31 beträgt etwa 80% der Temperatur des Presseinsatzes 39 bzw. des Doms 26. Durch das Einwirken von Temperatur, Zugspannung und Luftdruck reißt die Beschichtungsfolie 7 am wärmsten Abschnitt 43 des Trennbereichs 31, der unmittelbar an die zweite Lage 42 des Doppelfalzes 37 angrenzt (siehe Figur 13).
  • Figur 10 zeigt eine alternative Form des Trennens der Beschichtungsfolie 7 mittels der vorgehend beschriebenen Schalenbeschichtungsstation 4. Die in den Figuren 2 und 4 bis 8 gezeigten Verfahrensschritte werden bei dieser zweiten Ausführungsform identisch angewendet. Anstelle des in Figur 9 veranschaulichten Trennens mittels der Saug- und Gebläsevorrichtungen bilden aber der Dom 26, die Verpackungsschalenaufnahme 13 und der Presseinsatz 39 das Trennmittel 47. Ausgehend von der abgesenkten Position des Doms 26, der Verpackungsschalenaufnahme 13 und des Presseinsatzes 39 in Figur 8 werden der Dom 26, die Verpackungsschalenaufnahme 13 und der Presseinsatz 39 gemeinsam mit der geklemmten Beschichtungsfolie 7 relativ zum Werkzeugunterteil 12 noch weiter abgesenkt, um die Zugspannung des Trennbereichs 31 auf mindestens deren Zugfestigkeit zu erhöhen. Beim Erreichen der Zugfestigkeit reißt die Beschichtungsfolie 7. Dies ermöglicht ebenso ein besonders einfaches und zuverlässiges Trennen der Beschichtungsfolie 7. Das Maß der dafür erforderlichen Relativbewegung hängt von der Verformbarkeit und/oder Reißfestigkeit der Beschichtungsfolie 7 ab. In diesem Zusammenhang bildet das Werkzeugunterteil 12 einen Anschlag für die Verpackungsschalenaufnahme 13 aus und begrenzt die Relativbewegung.
  • Die Figuren 11, 12 und 14 zeigen eine Schalenbeschichtungsstation 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen Schnittansicht in unterschiedlichen Phasen des Beschichtungsvorgangs, insbesondere beim Pressen des Doppelfalzes 37 (Figur 11) und beim Trennen der Beschichtungsfolie 7 (Figur 12). Die in den Figuren 2 und 4 bis 8 gezeigten Verfahrensschritte werden bei dieser dritten Ausführungsform nahezu identisch angewendet. Gemäß der dritten Ausführungsform umfasst die Schalenbeschichtungsstation 4 neben dem Dom 26 zusätzlich einen den Dom 26 umschließenden Außendom 44. Der Außendom 44, insbesondere eine Außendomfläche 45, ist beheizbar und an dem Werkzeugoberteil 11 bewegbar montiert. Nachdem der äußere Klemmbereichs 22 der Beschichtungsfolie 7 geklemmt ist, wird die Beschichtungsfolie 7, wie in Figur 15 gezeigt, gedehnt. Dazu wird der Bereich 25 der Beschichtungsfolie 7, der sich zwischen dem äußeren Klemmbereich 22 befindet, sowohl an den beheizten Dom 26 als auch an den beheizten Außendom 44 gesaugt. Somit ergibt steht eine größere Kontaktfläche zum Dehnen der Beschichtungsfolie 7 zur Verfügung und die Beschichtungsfolie 7 kann besonders gut an die Größe der Verpackungsschale 7 angepasst werden. Der Dom 26 und der Außendom 44 werden mittels der gleichen Heizvorrichtung auf etwa die gleiche Temperatur erwärmt. Während des Dehnens der Beschichtungsfolie 7 befinden sich die Domklemmfläche 32 und die Außendomfläche 45, die je die Beschichtungsfolie 7 kontaktieren, nahezu, auf einer Ebene, d.h. gleich weit vom Boden 35 des Werkzeugunterteils 12 entfernt. Dadurch wird die Beschichtungsfolie 7 einfach und gleichmäßig gedehnt, insbesondere ohne sie zu verletzen.
  • Anstelle des in Figur 9 veranschaulichten Trennens durch Saugwirkung bzw. des in Figur 10 veranschaulichten Trennens durch Relativbewegung wird die Beschichtungsfolie 7 gemäß der dritten Ausführungsform mit einem Messer 46 als Trennmittel 47 zerschnitten. Das Messer 46 ist fest am Werkzeugunterteil 12 montiert. Räumlich ist das Messer 46 außerhalb der Verpackungsschalenaufnahme 13, insbesondere des Presseinsatzes 39, angeordnet und zwar derart, dass die Verpackungsschalenaufnahme 13 und die Verpackungsschale 5 sich innerhalb des Messers 46 an diesem vorbeibewegen können (siehe Figur 12). Gelangt der Trennbereich 31 mit dem Messer 46 in Kontakt, wird er zerschnitten. Dazu wird die Verpackungsschalenaufnahme 13 gemeinsam mit der geklemmten Beschichtungsfolie 7 in Richtung des Werkzeugunterteils 12 und des Messers 46 bewegt. Die zum Zerschneiden erforderliche Relativbewegung ist höchstens so groß, dass die Zugspannung der Beschichtungsfolie 7 mindestens bis zur Zugfestigkeit erhöht wird. Das Maß der dafür erforderlichen Relativbewegung hängt von der Verformbarkeit und/oder Reißfestigkeit der Beschichtungsfolie 7 ab. In diesem Zusammenhang bildet das Werkzeugunterteil 12 einen Anschlag für die Verpackungsschalenaufnahme 13 aus und begrenzt die Relativbewegung.
  • Insbesondere wenn die Beschichtungsfolie 7 mit dem Messer 46 zerschnitten wird, ist es vorteilhaft, dass die Beschichtungsfolie 7 vor und während des Zerschneidens, wie in Figur 8 beschrieben (Abwärtsbewegung des Doms 26, der Verpackungsschalenaufnahme 13 und des Presseinsatzes 39 gemeinsam mit der geklemmten Beschichtungsfolie 7 relativ zum Werkzeugunterteil 12) gespannt wird. Dies ermöglicht einen besonders präzisen Schnitt.
  • Figur 13 veranschaulicht die Beschichtungsfolie 7 nach dem Trennen durch Zerrreißen mittels Luftdruck oder mittels der Relativbewegung des Doms 26, der Verpackungsschalenaufnahme 13 und des Presseinsatzes 39). Grundsätzlich ist je nachdem wie groß der äußere Abschnitt 19 der zweiten Seite 17 des Rands 15 der Verpackungsschale 5 ist, wie groß der Presseinsatz 39 ist und welches Trennmittel 47 verwendet wird, der Doppelfalz 37, insbesondere nach dem Trennen, unterschiedlich groß. Insbesondere das Trennmittel 47 beeinflusst die flächenmäßige Größe der zweiten Lage 42 des Doppelfalzes 37 im Vergleich zur ersten Lage 41. Beim Trennen mit der Saug- und Gebläsevorrichtung oder mit dem Dom 26, der Verpackungsschalenaufnahme 13 und dem Presseinsatz 39 als Trennmittel 47 ist die zweite Lage 42 kleiner als die erste Lage 41. Die zweite Lage 42 überlappt die erste Lage 41 nur teilweise. Dies ist der Fall, da die Presseinsatzfläche 40 kleiner als der äußere Abschnitt 19 der zweiten Seite 17 des Rands 15 ist. Die Beschichtungsfolie 7 wird am wärmsten Abschnitt 43 des Trennbereichs 31, der unmittelbar an die zweite Lage 42 des Doppelfalzes 37 angrenzt, zerrissen. Der wärmste Abschnitt 43 befindet sich räumlich außerhalb des Presseinsatzes 39 und noch unterhalb des äußeren Abschnitts 19 der zweiten Seite 17 des Rands 15. Somit ist nach dem Zerreißen der Beschichtungsfolie 7 am wärmsten Abschnitt 43 die zweite Seite 42 des Doppelfalzes 37 kleiner als dessen erste Lage 41.
  • Hingegen sind beim Trennen mit dem Messer 46 die erste Lage 41 und die zweite Lage 42 des Doppelfalzes 37 im Wesentlichen gleich groß und die zweite Lage 42 bedeckt die erste Lage 41 vollständig (siehe Figur 14). Dies ist der Fall, da das Messer 46 die Beschichtungsfolie 7 außerhalb des Randes 15 schneidet.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Beschichten einer Verpackungsschale (5) mit einer Beschichtungsfolie (7) mittels einer Schalenbeschichtungsstation (4), wobei die Schalenbeschichtungsstation (4) eine Verpackungsschalenaufnahme (13) zum Aufnehmen der Verpackungsschale (5), ein Werkzeugoberteil (11) und ein Werkzeugunterteil (12) aufweist, wobei am Werkzeugoberteil (11) ein bewegbarer Dom (26) angebracht ist, wobei am Werkzeugunterteil (12) ein Presseinsatz (39) angebracht ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    Klemmen von einem äußeren Klemmbereich (22) der Beschichtungsfolie (7) zwischen dem Werkzeugoberteil (11) und dem Werkzeugunterteil (12),
    Klemmen eines inneren Klemmbereichs (29) der Beschichtungsfolie (7) mittels des Doms (26) an die Verpackungsschale (5), wobei sich der innere Klemmbereich (29) innerhalb des äußeren Klemmbereichs (22) befindet,
    Formen eines Überstandsbereichs (28) der Beschichtungsfolie (7) derart an die Verpackungsschale (5), dass sich der Überstandsbereich (28) unter einen Rand (15) der Verpackungsschale (5) wölbt, wobei sich der Überstandsbereich (28) zwischen dem äußeren Klemmbereich (22) und dem inneren Klemmbereich (29) befindet,
    Pressen des gewölbten Überstandsbereichs (28) mittels des Presseinsatzes (39) an den Rand (15) der Verpackungsschale (5) derart, dass ein Doppelfalz (37) gebildet wird, und
    Trennen der Beschichtungsfolie (7) in einem Trennbereich (31), wobei sich der Trennbereich (31) zwischen dem Doppelfalz (37) und dem äußeren Klemmbereich (22) befindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der innere Klemmbereich (29) an eine erste Seite (16) des Rands (15) geklemmt wird und wobei der Doppelfalz (37) an einer zweiten Seite (17) des Rands (15), die der ersten Seite (16) gegenüberliegt, gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Doppelfalz (37) eine erste Lage (41) und eine zweite Lage (42) umfasst, wobei die erste Lage (41) an der zweiten Seite (17) des Rands (15) der Verpackungsschale (5) anliegt und wobei die zweite Lage (42) an der ersten Lage (41) anliegt.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Trennen der Beschichtungsfolie (7) erfolgt, während der innere Klemmbereich (29) und die Verpackungsschale (5) geklemmt und während der Doppelfalz (37) und die Verpackungsschale (5) geklemmt sind.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungsfolie (7), insbesondere mit einem Messer (46), zerschnitten oder, insbesondere mittels Druckluft und/oder Zugkraft, zerrissen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Zugspannung des Trennbereichs (31) auf mindestens eine Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie (7) erhöht wird, um die Beschichtungsfolie (7) im Trennbereich (31) zu trennen.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der bewegbare Dom (37), die Verpackungsschalenaufnahme (13) und der Presseinsatz (39) gegenüber dem Werkzeugunterteil (12) bewegt werden oder umgekehrt, um eine Zugspannung des Trennbereichs (31) zu erhöhen.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, insbesondere nach dem Klemmen des äußeren Klemmbereichs (22), ein Bereich (25) der Beschichtungsfolie (7) zwischen dem äußeren Klemmbereich (22) an eine, insbesondere beheizbare, Innenfläche (27) des Doms (26) gesaugt oder mittels Druckluft gedrückt wird, um den Bereich (25) zu dehnen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schalenbeschichtungsstation (4) einen, insbesondere beheizbaren, Außendom (44) umfasst, wobei insbesondere nach dem Klemmen des äußeren Klemmbereichs (22), der Bereich (25) an den Außendom (44) gesaugt oder mittels Druckluft gedrückt wird, um den Bereich (25) zu dehnen.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach oder während des Klemmens des inneren Klemmbereichs (29) ein Innenbereich (30) der Beschichtungsfolie (7) an die Verpackungsschale (5), insbesondere deren erste Seite (16), geformt wird, wobei sich der Innenbereich (30) zwischen dem inneren Klemmbereich (29) befindet.
  11. Schalenbeschichtungsstation (4) zum Beschichten einer Verpackungsschale (5) mit einer Beschichtungsfolie (7), wobei die Schalenbeschichtungsstation (4) aufweist:
    ein Werkzeugoberteil (11) und ein Werkzeugunterteil (12) zum Klemmen eines äußeren Klemmbereichs (22) der Beschichtungsfolie (7),
    eine Verpackungsschalenaufnahme (13) zum Aufnehmen der Verpackungsschale (5),
    einen Dom (26) zum Klemmen eines inneren Klemmbereichs (29) der Beschichtungsfolie (7) an die Verpackungsschale (5), wobei der Dom (26) am Werkzeugoberteil (11) bewegbar angeordnet ist, wobei sich der innere Klemmbereich (29) innerhalb des äußeren Klemmbereichs (22) befindet,
    eine Saug- und/oder Gebläsevorrichtung zum Formen eines Überstandsbereichs (28) der Beschichtungsfolie (7) derart an die Verpackungsschale (5), dass sich der Überstandsbereich (28) unter einen Rand (15) der Verpackungsschale (5) wölbt, wobei sich der Überstandsbereich (28) zwischen dem äußeren Klemmbereich (22) und dem inneren Klemmbereich (29) befindet, und
    einen Presseinsatz (5) zum Pressen des gewölbten Überstandsbereichs (28) an den Rand (15) der Verpackungsschale (5) derart, dass ein Doppelfalz (37) gebildet wird, wobei der Presseinsatz (39) relativ zur Verpackungsschalenaufnahme (13) bewegbar ist, und
    ein Trennmittel (47) zum Trennen der Beschichtungsfolie (7) in einem Trennbereich (31), wobei sich der Trennbereich (31) zwischen dem Doppelfalz (37) und dem äußeren Klemmbereich (22) befindet.
  12. Schalenbeschichtungsstation nach Anspruch 11, wobei das Trennmittel (47) ein Messer (46) ist, und/oder
    wobei das Trennmittel (47) durch die Saug- und/oder Gebläsevorrichtung gebildet ist, wobei die Saug- und/oder Gebläsevorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Zugspannung des Trennbereichs (31), insbesondere auf mindestens eine Zugfestigkeit der Beschichtungsfolie (7), zu erhöhen, und/oder
    wobei das Trennmittel (47) durch den Dom (26), die Verpackungsschalenaufnahme (13) und den Presseinsatz (39) gebildet ist, wobei der Dom (26), die Verpackungsschalenaufnahme (13) und der Presseinsatz (39) gegenüber dem Werkzeugunterteil (12) bewegbar sind, um die Zugspannung des Trennbereichs (31), insbesondere auf mindestens die Zugfestigkeit, zu erhöhen.
  13. Schalenbeschichtungsstation (4) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Werkzeugoberteil (11) einen, insbesondere relativ zu diesem bewegbaren, Klemmrahmen (21) aufweist, wobei der äußere Klemmbereich (22) über den Klemmrahmen (21) mittelbar zwischen Werkzeugoberteil (11) und dem Werkzeugunterteil (12) klemmbar ist.
  14. Schalenbeschichtungsstation (4) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Presseinsatz (39) an dem Werkzeugunterteil (12), insbesondere der Verpackungsschalenaufnahme (13), bewegbar montiert ist und/oder wobei die Verpackungsschalenaufnahme (13) an dem Werkzeugunterteil (12) bewegbar montiert ist.
  15. Verpackungsmaschine (1), vorzugsweise Schalenverschließmaschine, umfassend eine Schalenbeschichtungsstation (4), insbesondere nach einem der Ansprüche 11 bis 14, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
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