WO2015124396A9 - Vorrichtung und verfahren zur vorfaltung von packungsmänteln - Google Patents

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folding
packing
tools
jacket
packaging
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Markus Jenkel
Klaus Naber
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Sig Technology Ag
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    • B31B50/002—Prebreaking

Definitions

  • the invention relates to a device for the prefolding of packing coats, comprising: at least one folding device with folding tools for prefolding the bottom surfaces of a packing jacket, and at least one folding device with folding tools for prefolding the gable surfaces of a packing jacket.
  • the invention also relates to a method for the prefolding of packing coats.
  • Packaging can be done in different ways and in different ways
  • Materials are produced.
  • a widespread possibility of production consists in producing from the packaging material a cut which usually has a creasing line and from which by folding and further steps first a packing jacket and finally a packaging is produced.
  • This variant has the advantage, among other things, that the blanks are very flat and can therefore be stacked to save space. In this way, the blanks or packing coats can be made at a different location than the folding and filling of the packaging coats done.
  • a material composites are often used, for example, a composite of several thin layers of paper, cardboard, plastic or metal.
  • Such packaging is widely used, especially in the food industry.
  • prefolding the packing shells has other advantages: first, the pre-folding, unlike the final folding, can be done prior to sterilization and / or filling the packing shells, so that in the pre-folding and folding tools can be used, which are introduced into the interior of the packaging coats. It is therefore possible in the pre-folding, the folding tools on both sides, so attack both from the inside and from the outside of the packaging coats. This is hardly possible after sterilization and / or the filling of the packaging coats for reasons of hygiene. By using folding tools acting on both sides, the packing shells can be prefolded particularly precisely, in particular very precise fold edges can be produced. In addition, by the prefolding already a certain
  • Folder direction can be specified, so that particularly simple tools can be used for the final folding.
  • These simple tools may, for example, be fixed rails that fold over the prefolded portions of the packing sheaths passed by the rails.
  • EP 0 112 605 A2 discloses a system for folding and filling cardboard boxes with liquids such as milk or juice.
  • the packing shells are moved through pockets, which are connected to a circumferential
  • Conveyor chain are attached.
  • the plant also includes stations for pre-breaking the packing shells
  • Top closure pre-braking turret 6 After which the lower regions of the packaging coats are pre-folded in a second station ("bottom closure pre-breaker 8").
  • Pre-folding of the packaging coats two separate stations are required. This has the consequence that the system must have a particularly large extent in order to accommodate both prefolding stations can.
  • a further disadvantage is that different folding tools are used for the prefolding of the upper regions of the packing shells than for the prefolding of the lower regions of the packing shells. This is due, among other things, to the fact that the packing shells move along a circular path during the prefolding of the upper regions, ie one
  • Conveyor belts which are arranged in two superimposed planes.
  • the packaging coats must therefore be transferred in the course of their processing from the lower conveyor belt to the upper conveyor belt. The handover of the
  • Packing coats are carried out in a transfer section ("transfer portion 16") in which six packing coats are pushed by means of a transfer bridge 20 arranged below the packing coats from the carriers of the lower conveyor belt into the carriers of the upper conveyor belt.
  • Lifting devices Shortly before the end of the transfer, the packing shells also touch prefolding devices 41 with their upper side. Due to the V-shaped design of the lifting devices and the
  • Vorfaltvorraumen the pack coats are pressed on top and bottom on two opposite sides inward, so that a pre-folding of the
  • the invention has the object, as well as the above-mentioned and previously described method to design and further develop the aforementioned method such that a precise and fast pre-folding of both sides of the packaging coats can be done on a compact system.
  • This object is achieved in a device according to the preamble of claim 1, characterized in that all folding devices in vertical and horizontal
  • Direction are movably mounted.
  • a device according to the invention is initially characterized by one or more folding devices with folding tools for prefolding the lower surfaces, ie the bottom surfaces of a packing jacket.
  • a device according to the invention has one or more folding devices with folding tools for prefolding the upper surfaces, ie the gable surfaces of a packing jacket. It is therefore a device that can pre-fold both the bottom surfaces and the gable surfaces of a packing sheath.
  • the folding devices are mounted movably in the vertical and in the horizontal direction.
  • the packing shells are preferably upright, so aligned in the vertical direction, since they can be filled very easily in this position.
  • the upper folding devices are above the
  • the upper folding device can be moved away in the direction of the gable surfaces of the packing jacket and again away from the gable surfaces.
  • the lower folding device can be moved away in the direction of the bottom surfaces of the packing jacket and again away from the bottom surfaces.
  • Folding means thus has the advantage that the packing coats are not needed to be moved in the vertical direction even at the pre-folding. This facilitates the guidance and transport of the packaging coats.
  • the horizontal mobility of the folding devices ensures that the folding devices can follow the movement of the packaging shells.
  • the horizontal movement may be a straight movement or a curved, in particular circular movement, provided that the straight line or the curve lies in a horizontal plane. This allows the folding devices the transport of the
  • the advantage of this mobility is that the packing shells do not have to be stopped during the pre-folding, but - for example, by a conveyor belt - can be moved on.
  • the horizontal movability of the folding devices allows for continuous, uninterrupted movement of the packing shells during pre-folding.
  • An embodiment of the invention is characterized by a bogie which is rotatably mounted about a centrally extending through the device axis of rotation.
  • the bogie is preferably circular, so that also on the bogie arranged components, such as the folding devices are arranged in a circle.
  • Another advantage is that a device configured as a rotary device can be wrapped particularly well by a conveyor belt carrying the packing sheaths and in this way can drive the conveyor belt or from the conveyor belt
  • the rotary bearing of the bogie can be driven by a rotary joint,
  • a rolling bearing which is arranged between the bogie and a fixed foot.
  • the bogie has vertically extending rods on which the folding devices are movable, in particular movable in the vertical direction, are mounted.
  • each folding device is mounted on two rods, so that the folding devices can be guided against rotation.
  • Diameter of the rods Another embodiment of the invention is characterized by a fixed
  • the frame which is located inside the bogie. In contrast to the bogie described above, the frame can not perform any rotation; it is fixed instead.
  • the frame is used to attach those parts of the device that should not rotate together with the bogie.
  • an electric motor for driving the bogie be mounted on the frame.
  • a lower control rail which is attached to the fixed frame and along which the at least one folding device for prefolding the bottom surfaces of the packaging coats is movable, in particular by rollers.
  • an upper control rail which is attached to the fixed frame and along the at least one folding device for prefolding the gable surfaces of
  • Control rails are attached to the fixed frame, they stand still. They are therefore in contrast to the folding devices during production of the
  • Packaging may, for example, have the same packaging cross section and differ to accommodate different volumes only in their packaging height. It is particularly advantageous if the distance between the two control rails in predetermined levels is adjustable, the steps correspond to different Faltschachtel- or packaging formats. For example, means for defining the distance between the lower and upper control rails may provide two to six positions or steps. In order to ensure a particularly stable hold in the production process again stationary control rails, it is particularly useful if the means for determining the distance between the upper and lower control rail stops, in which a control rail side
  • Locking device can intervene.
  • the affiliation of stop and Locking means between the control rail and means for determining the distance between the upper and the lower control rail may be interchangeable.
  • both the upper and the lower control rail are adjustable, it is more economical if the necessary for adjusting the volume gap adjustment by the adjustment of only one control rail can be realized.
  • the lower control rail and / or the upper control rail have a thickness varying along their length.
  • further functions of the folding devices for example the triggering of the folding process, can be controlled or activated.
  • the folding devices can be guided along the control rails such that a change in the thickness of the
  • Control rail to a movement of a component of the folding device, such as the folding tools leads. It may be provided in this regard that the
  • Folding device is guided over two rollers along the control rail, wherein the rollers roll on opposite surfaces of the control rail. In this way, a change in the thickness of the control rail leads to a change in the distance between the two rollers.
  • a further embodiment of the invention provides that the folding devices have a rigid frame and a carriage which is movable relative to the frame is stored. The relative movement between the frame and the carriage can be used for the guidance of the folding device along the control rail.
  • a first roller may be provided on the frame and a second roller may be provided on the movable carriage.
  • the control rail can then - for example, by a spring force - be clamped between the "frame roller” and the "carriage role", so that the two roles due to the
  • the mobility of the carriage facilitates the placement of the rollers on the control rail.
  • the change in position of the carriage which is caused for example by a change in thickness of the control rail, can be used specifically for controlling other components such as the folding tools.
  • the movable carriage is mechanically connected to the folding tools.
  • the movement of the carriage can be directly on the folding tools.
  • Folding tools are transmitted to initiate the folding process or stop. This allows a particularly simple and robust construction.
  • a further embodiment of the invention provides that the movable carriage is mechanically connected by at least one guide rail with a control slide.
  • the control slide is mechanically connected by at least one coupling rod with the folding tools.
  • the movable carriage is thus not (only) directly, but (indirectly) connected via a control slide and at least one coupling rod with the folding tools.
  • the movement of the carriage can be transferred particularly variable to the folding tools. For example, a translational movement of the carriage can be converted into a rotational movement via a plurality of pivotally interconnected coupling rods. This allows the simultaneous control of folding tools, the one
  • Execute translational movement control via the movable slide or the control slide
  • folding tools that perform a rotational or pivotal movement (control of the coupling rods).
  • the device comprises at least six folding devices for prefolding the bottom surfaces of the
  • Gable surfaces of the packing shells includes. Due to the high number of
  • Folding devices can be prefolded several packing coats simultaneously. In particular, it is possible to start the prefolding of a second and further packing shells before the prefolding of the first packing sheath is completed. Thus, several packing shells are prefolded at the same time, with the individual packing shells being in different folding states.
  • the device comprises twelve folding devices for prefolding the bottom surfaces of the packing sheaths and twelve folding devices for prefolding the gable surfaces of the packing sheaths.
  • each folding device comprises a plurality of movably mounted folding tools. This allows the prefolding to be very precise and from multiple sides simultaneously
  • the movably mounted folding tools can be
  • two oppositely arranged ceremoniesnfalter and act also two oppositely arranged ear moth For example, two oppositely arranged ceremoniesnfalter and act also two oppositely arranged ear moth.
  • a centrally arranged counter-holder can be provided, which is inserted into the packing jacket.
  • the surface butterflies and the ear moths are pivotally mounted, while the backstop displaceability in the vertical direction is sufficient.
  • a positive connection with a conveyor belt provided with attached cells may be, for example, a toothing, which is arranged on the device, in particular on the bogie of the device.
  • a positive connection makes a slip-free transmission of Drive power and therefore has the advantage that the movements of the conveyor belt and the folding tools run synchronously. This allows a very precise
  • the object described above is also by a method according to
  • Overlapping means that the first step is not completed before the second step has begun.
  • the steps b) and c) must therefore not run synchronously; a temporal overlap is sufficient.
  • Packing jacket is moved in a horizontal direction.
  • the packing jacket should be moved in the horizontal direction, in particular in steps b) and c). A movement in the horizontal direction does not rule out that the
  • Movement direction of the package shell contains a horizontal component.
  • the packing jacket moves only in the horizontal direction.
  • the horizontal movement can be a straight movement or a curved, in particular circular, movement, as long as the straight line or the curve lies in a horizontal plane.
  • Performing the pre-folding during a horizontal movement of the packing shells has the advantage of a particularly high performance of the plant.
  • the high performance is due to the fact that the packaging coats during the pre-folding do not need to be stopped, but - for example, by a conveyor belt - can be moved in the horizontal direction.
  • the horizontal movement of the packing shells during the prefolding allows continuous, uninterrupted operation of the equipment.
  • a development of the method provides that the packing jacket is moved at a constant speed.
  • the packing jacket should especially in the
  • Steps b) and c) are moved at a constant speed.
  • the speed of the packing jacket is changed, but the speed is always greater than zero.
  • a cyclic variation of the speed in particular a fluctuation about an average, can be provided.
  • the wrapping coats should not be stopped at any time, as would be the case with intermittent operation.
  • a cyclic variation of the speed of the packing shells allows one
  • Packing coat is moved along a circular path.
  • the packing jacket should be moved along a circular path, in particular in steps b) and c).
  • the device for prefolding can be particularly compact and, in particular, designed as a "rotary."
  • a direction reversal of the transport path can be achieved so that the other stations of an overall system can also be reached can be arranged very compact.
  • the packing jacket is moved by a conveyor belt with holders or cells attached thereto. By a conveyor belt, the packing shells can be moved quickly and reliably.
  • the conveyor belt is preferably closed, that is to say "endless.” Because of its flexibility, a conveyor belt has the advantage that it can be guided around two or more revolvers, in which case the conveyor belt runs partially (in the area of the rotary carriers) in a curved manner and partially This allows a very variable and compact arrangement of the individual stations of a filling plant.
  • the conveyor belt can be non-positively, so by friction, or positively connected, for example by teeth, with the rotors and in this way driving forces
  • the cells may be rigid and have at least one spring element for clamping the packing shells in the cells.
  • a counter-holder is inserted into the packing jacket.
  • the anvil is introduced by a vertical movement in the interior of the packing jacket.
  • a further embodiment of the invention provides that, in steps b) and c), two oppositely arranged surface folders are pivoted in the direction of the package jacket.
  • two oppositely arranged surface folders are pivoted in the direction of the package jacket.
  • the bottom surfaces and / or the gable surfaces of the packing jacket can be folded particularly accurately inward.
  • the surface butterflies lie flat on the surfaces of the pack to be folded over and maintained during the entire folding process this area contact. This has in contrast to a one-to-one contact the advantage of a particularly gentle Vorfaltung, can be avoided with the wrinkles and bumps and decorative damage in the packing jacket.
  • two oppositely arranged earflaps be pivoted away from the packing jacket.
  • the ear moths can follow the outward movement of the bottom surfaces and / or the gable surfaces of the packing mantle in this area. Due to the pivotal movement of the ear moths, the bottom surfaces and / or the gable surfaces of the packing jacket can therefore be supported from below in the region of the protruding ears, while the surface moths press the material of the packaging mantle in this region in the direction of the center of the package mantle.
  • the ear moths may have a triangular area, whereby the ear moths can support one of the folded triangular surfaces of the packing mantle flat from below. In contrast to a punctual contact, this has the advantage of a particularly gentle prefolding, with which wrinkles and bulges in the packing jacket can be avoided.
  • the ceremoniesnfalter are slidably mounted and stored in a guide, wherein the guide is designed so that they have a
  • the contact surfaces are preferably aligned at an angle to a vertical plane and in particular designed so that they with the
  • a preferred funnel angle is dependent on the package shape between 5 ° and 50 °.
  • the surface folders are pivotally mounted and arranged in pairs so that they move from a rest position into a
  • the surface butterflies are arranged displaceable or pivotable, they can also serve for the prefolding of the later packing ears. In this way, the movement effort is reduced based on the entire folding device. To achieve particularly good results but still
  • the also preferably in pairs and opposite to each other arranged ear moths are expediently pivotally mounted.
  • the ear-butterfly is designed and constructed so that it comes during a work cycle to an active refolding of the ears formed by the prefolding. It is preferred that the refolding does not cancel the entire folding path of the prefolding, but only a relatively small part thereof - for example, less than 20%. As a rule, this is sufficient to free the packing areas after the "breaking up" of the creasing lines initiated by the prefolding and to move them over the dead center
  • step b) begins earlier than step c).
  • step c) begins earlier than step b).
  • Folding tools are adopted, which are used first. If the prefolding of the gable surfaces is started, for example, the upper ones
  • step c) ends earlier than step b).
  • step b) ends earlier than step c).
  • Folding tools are activated later and deactivated earlier. This makes it possible, the alignment and management of the packaging coats on one side - for example, only by the upper folding tools - perform.
  • step b) and step c) run completely synchronously. This means that the prefolding of the gable surfaces and the bottom surfaces simultaneously beginning and ending at the same time. Although this complicates the orientation of the packaging coats, but has the advantage that in the device very many
  • a similar advantage is that the size of the device can be adapted to the duration of the pre-fold, as the pre-folding of both sides of the package sheath at the same time
  • the total duration of the prefolding thus corresponds to the duration of the prefolding of the gable surfaces or of the floor surfaces
  • Fig. 1A is a known from the prior art blank for folding a
  • Fig. 1B is a known from the prior art packing jacket, which is formed from the blank shown in Fig. 1A, in the flat folded
  • FIG. 1C shows the packing jacket of FIG. 1B in the unfolded state
  • FIG. 2A shows a device according to the invention for prefolding
  • FIG. 2B is an enlarged view of a folding device of Fig. 2A
  • Fig. 3 is a schematic representation of the method steps in the
  • Fig. 5A the folding tools of a device according to the invention in the
  • Fig. 6 is a known from the prior art system for filling
  • a known from the prior art blank 1 is shown, from which a packing jacket can be formed.
  • the blank 1 may comprise a plurality of layers of different materials, for example paper, cardboard, plastic or metal, in particular aluminum.
  • the blank 1 has a plurality of fold lines 2, which are intended to facilitate the folding of the blank 1 and divide the blank 1 into several areas.
  • the blank 1 may be divided into a first side surface 3, a second side surface 4, a front surface 5, a rear surface 6, a sealing surface 7, bottom surfaces 8 and gable surfaces 9. From the blank 1, a packing jacket are formed by the blank 1 is folded such that the sealing surface 7 connected to the front surface 5, in particular can be welded.
  • FIG. 1B shows a packing jacket 10 known from the prior art in the flat folded state.
  • the regions of the packing jacket already described in connection with FIG. 1A are provided with corresponding reference symbols in FIG. 1B.
  • the packing jacket 10 is formed from the blank 1 shown in FIG. 1A.
  • the blank 1 has been folded such that the sealing surface 7 and the front surface 5 are arranged overlapping, so that the two surfaces can be welded together flat.
  • the result is a longitudinal seam 11.
  • Fig. 1B the packing jacket 10 is shown in a flat folded state. In this state, one side surface 4 (hidden in Fig. 1B) lies below the front surface 5 while the other side surface 3 lies on the rear surface 6 (obscured in Fig. 1B).
  • FIG. 1B shows a packing jacket 10 known from the prior art in the flat folded state.
  • several side surface 4 lie below the front surface 5 while the other side surface 3 lies on the rear surface 6 (obscured in Fig. 1B).
  • Packungsmäntel 10 are stacked particularly space-saving. Therefore, the packing shells 10 are frequently stacked at the place of manufacture and transported in stacks to the place of filling. Only there are the packing coats
  • Fig. IC the packing jacket 10 of Fig. 1B is shown in the unfolded state.
  • the unfolded state is understood to mean a configuration in which an angle of approximately 90 ° is formed between the two respectively adjacent surfaces 3, 4, 5, 6, so that the packing jacket 10 has one, depending on the shape of these surfaces
  • FIG. 1D shows the packaging casing 10 from FIG. 1C in the prefolded state, that is to say in a state in which the fold lines 2 have been prefolded both in the region of the bottom surfaces 8 and in the region of the gable surfaces 9.
  • Those areas of the bottom surfaces 8 and the gable surfaces 9, which adjoin the front surface 5 and the rear surface 6, are also referred to as rectangular surfaces 12.
  • the rectangular surfaces 12 are folded inwards during the pre-folding and later form the bottom or the gable of the packaging.
  • triangular surfaces 13 are folded outwardly during the pre-folding and form protruding areas of excess material, which are also referred to as "ears" 13 'and are applied to the packaging in a later manufacturing step, for example by adhesive bonding.
  • Fig. 2A is an inventive device 14 for the pre-folding of
  • the illustrated device 14 is a rotary.
  • the apparatus 14 comprises a bogie 15 comprising a plurality of vertically extending support members 15 'and a plurality of horizontally extending support members 15 ", the apparatus 14 further comprising a support frame 16 disposed within the bogie 15.
  • the bogie 15 is supported by a bearing 17, which is preferably an axial rolling bearing, is rotatably connected to a leg 18.
  • the bogie 15 can therefore rotate about a pivot axis 19 which extends centrally through the device 14 in a vertical direction connected to the foot 18 and therefore can not rotate, the device 14 thus comprises a rotatable part and a non-rotatable part.
  • the device 14 is - at least in its illustrated in Fig. 2A area - wrapped at about halfway up by a conveyor belt 20 to which a plurality of cells 21 are attached.
  • the cells 21 serve to receive packaging coats 10, which can be clamped, for example, in the cells 21.
  • the conveyor belt 20 does not completely wrap around the device 14, but only in a partial area, which can be, for example, between 160 ° and 180 °. In the remaining area, that is to say in the region of the "back" of the device 14, not shown in FIG. 2A, the conveyor belt 20 is released from the device 14 and leads to others
  • the rotation of the bogie 15 can be achieved in different ways.
  • a variant may provide that the bogie 15 has its own drive, for example an electric motor. This drive can rotate the bogie 15 while driving the conveyor belt 20.
  • An alternative variant may provide that the bogie 15 does not have its own drive, but is rotated by the conveyor belt 20. In this case, that must be
  • conveyor belt 20 are driven outside the device 14 by a drive.
  • a positive connection between the two parts is preferably formed.
  • Conveyor belt 20 for example, teeth which - as in a toothed belt - engage in correspondingly shaped teeth which are provided on the bogie 15.
  • Bogie 15 and conveyor belt 20 can be achieved.
  • the device 14 shown in Fig. 2A also has two control rails 22, of which the upper control rail 22 'is disposed above the conveyor belt 20 and of which the lower control rail 22 "is disposed below the conveyor belt 20.
  • the control rails 22 are fixed to the mounted stationary frame 16 and therefore do not rotate with a rotation of the bogie 15.
  • Control rail 22 'and the lower control rail 22 " is adjustable to
  • the upper control rail 22 'and / or the lower control rail 22 may, for example, be configured so as to be displaceable in the vertical direction, Preferably, the distance between the two control rails 22 may be predetermined be adjusted, the levels correspond to different packaging formats.
  • the vertical adjustability of the control rails 22 can be achieved for example by a stop and a locking device (not shown in Fig. 2A).
  • Both control rails 22 carry a plurality of folding devices 23, which in turn can be divided into upper folding devices 23 'and lower folding devices 23 ".
  • the folding devices 23 comprise a rigid frame 24 slidably mounted on rods 25, which in turn are fixedly connected to the bogie 15 In this way, the folding devices 23 can be displaced upwards and downwards in the vertical direction, that is to say parallel to the rotation axis 19.
  • Each folding device 23 has a frame 24 connected to the frame roller 28 'and connected to the movable carriage 26 slide roller 28th
  • Each folding device 23 also has at least one spring 29, which is, for example, a steel spiral spring,
  • the number of springs 29 per folding device 23 corresponds to the number of bars 25, so that the springs 29 around the bars
  • the springs 29 are disposed between the frame 24 and the movable carriage 26 so as to generate a compressive force urging the carriage roller 28 "permanently toward the frame roller 28".
  • Bogies 15 of the device 14 spacers, not shown in Fig. 2A, may be provided on the movable carriages 26 of the upper and lower folding devices 23 ', 23 ", The spacers ensure that the movable carriages 26 - and thus also the carriage rollers 28 "- only slightly further from the frame rollers 28 'remove, as at
  • the spacers are adjustable.
  • the movable carriages 26 are mechanically connected to the folding tools 27. This allows the
  • the folding tools 27 can be activated if the distance between the carriage rollers 28 "and the frame rollers 28 'is reduced and deactivated as the distance between the carriage rollers 28" and the frame rollers 28' increases again.
  • Control rails 22 influence the folding devices 23 in a number of ways and control: By changing the position of the control rails 22, the
  • Positions of the folding devices 23 are changed; In particular, the Folding devices 23 are moved in the vertical direction.
  • the positions of the movable carriages 26 relative to the frames 24 of the folding devices 23 can be changed, whereby the folding tools 27 can be influenced.
  • FIG. 2B shows an enlarged view of a folding device 23 from FIG. 2A.
  • the regions of the folding device 23 already described in connection with FIG. 2A are provided with corresponding reference numerals in FIG. 2B.
  • the folding device 23 shown in FIG. 2B is an upper folding device 23 ';
  • a change in the thickness D of the control rail 22 results in a displacement of the movable carriage 26 in the vertical direction
  • Folding tools 27 is activated or deactivated for this purpose, a mechanical connection exists between the carriage 26 and the folding tools 27.
  • Folding tools 27 realized as follows: The carriage 26 transmits its vertical movement on a control carriage 30.
  • the control carriage 30 is about two
  • Control slide 30 relative to the frame 24 of the folding device 23 ', but not relative to each other.
  • the synchronous movement of carriages 26 and control carriages 30 can be achieved, for example, by firmly connecting both the carriage 26 and the control carriage 30 to the guide rails 31, while the guide rails 31 are movably guided in the frame 24 of the folding device 23 'and therefore relative to the folding device 23 'can be moved.
  • the control carriage 30 is mechanically connected to the folding tools 27. This can be done for example via articulated coupling rods 32.
  • the folding tools 27 are shown only schematically by a rectangular block.
  • a folding device 23 according to the invention preferably comprises five folding tools 27.
  • Two of these folding tools 27 can be arranged opposite one another, can be pivotally mounted and serve for the prefolding of the rectangular surfaces 12 of the packing jackets 10. Two further of these folding tools 27 may also be arranged opposite one another, be pivotally mounted and serve the prefolding of the triangular surfaces 13 of the packing shells 10.
  • Folding tools 27 are pivoted in a vertical movement of the carriage 26 by the coupling rods 32 or comparable - not shown in Fig. 2B - mechanical elements such that they touch the packing jacket 10 and pre-fold in the region of its bottom surface 8 or its gable surface 9.
  • the fifth folding tool 27 may be an anvil whose shape corresponds approximately to the cross-sectional area of the packing jacket 10. This allows the anvil to be before or during the pivotal movement of the other four
  • Folding tools 27 can be inserted into the packing jacket 10 and there serve the other four folding tools 27 as a stop.
  • the counter-holder needs in contrast to the other four folding tools 27 are not pivotally mounted. Accordingly, it does not need to be controlled via the carriage 26, the control carriage 30 and the coupling rods 32, but may be firmly connected to the frame 24 and thus follow the vertical movement of the folding device 23.
  • FIG. 3 is a schematic representation of the process steps in the prefolding of Packungsmänteln 10. For illustration, the
  • FIG. 3 Operation of a device 14 according to the invention in Fig. 3 mentally divided into eight positions I - VIII, which are each shown individually. For the sake of simplicity, numerous details of the device 14 are omitted in FIG. The regions of the device 14 already described in connection with FIG. 2A or FIG. 2B are also provided with corresponding reference symbols in FIG.
  • both control rails 22 are so far away from the conveyor belt 20 that the folding devices 23 and in particular the attached thereto
  • Folding tools 27 have no contact with the packaging coats 10, which are located in the cells 21 of the conveyor belt 20.
  • the control rails 22 have a large thickness D in the position shown in position I, so that the movable carriage 26 are pressed in the direction of the folding tools 27. This leads to the folding tools 27 being opened.
  • the lower folding device 23 shifts "due to a change in position of the lower control rail 22" in the direction of folding the packaging jacket 10. In position III are therefore both the upper folding device 23 'and the lower folding device 23 "in However, the thickness D of the lower control rail 22 "is unchanged in position III, so that the position of the movable carriage 26 of the lower folding device 23" is not compared to position I and position II The folding tools 27 of the lower folding device 23 "are therefore in position III still in the open position, so that no Folding process is performed.
  • the thickness D of the upper control rail 22 ' has decreased significantly from position II to position III, so that the movable carriage 26 of the upper folding device 23' is pressed by the springs 29 in the direction of the upper control rail 22 '. Due to a mechanical connection between the movable carriage 26 and the folding tools 27, the described movement of the carriage 26 leads to an actuation of the folding tools 27 of the upper folding device 23 '.
  • the packing jacket 10 is first precisely aligned and then prefolded in the region of the gable surfaces 9. The orientation of the packing jacket 10 is possible in particular because the folding tools 27 of the lower folding device 23 "are not yet actuated in position III, so that the packing jacket 10 can still move relative to the lower folding device 23".
  • the thickness D of the upper control rail 22' changes.
  • the movable carriage 26 of the upper folding device 23' is again pressed in the direction of the packing jacket 10, whereby the folding tools 27 of the upper folding device 23 'open again.
  • the pre-folding of the gable surfaces 9 of the packing jacket 10 is completed.
  • the position of the lower components is identical in positions VI and II; the position of the upper components, however, reached only in position VII again the position from position II.
  • the rectangular surfaces 12, on the other hand, are folded inwardly as a result of the prefolding; However, this is not visible in the selected in Fig. 3 view.
  • Fig. 4A the folding tools 27 of a device 14 according to the invention in the open position in a side view are shown. In the device 14 shown in FIG.
  • the first folding tool 27 is a centrally arranged counter-holder 27A, which is inserted into the interior of the packing jacket 10 and whose shape is approximately the cross-sectional area of the packing jacket 10 corresponds.
  • two oppositely arranged congressnfalter 27 B are provided which are pivotally mounted are.
  • the surface folders 27B serve to fold the rectangular surfaces 12 of the package jacket 10 inwardly.
  • there are two oppositely disposed ears folders 27C which are also pivotally mounted. The posterior of the two earmuffs 27C is hidden in Fig. 4A.
  • the ear marshals 27C serve to support one of the triangular faces 13 from the bottom against the pressure of the moth benders 27B to form the ears 13 'of the packing mantle 10.
  • the earmuffs 27C have a triangular area.
  • the movements of the folding elements 27A, 27B and 27C are shown schematically in Fig. 4A by arrows. 4B shows the folding tools 27 of a device 14 according to the invention in the closed position in a side view. Compared to the open position of Fig. 4A, the two ear moth 27C were outwardly, ie from the
  • Fig. 4C the folding tools 27 are shown in the position of Fig. 4A in cross section.
  • the areas of the device 14 already described in connection with FIG. 4A are provided with corresponding reference symbols in FIG. 4C.
  • the waisted shape of the counter-holder 27A can be seen particularly clearly, which firstly serves to provide the planar butterflies 27B with two flat bearing surfaces and secondly makes it possible to compress the two rectangular surfaces 12 of the packing jacket 10 as tightly as possible.
  • the posterior moth 27C is shown in FIG. 4C.
  • Fig. 4D shows the folding tools 27 in the position of Fig. 4B in cross section.
  • the areas of the device 14 already described in connection with FIG. 4B are provided with corresponding reference symbols in FIG. 4D.
  • the course of the wall of the packing jacket 10 can be seen particularly clearly (shown in bold).
  • the wall of the packing jacket 10 is sandwiched between the two surface folds 27B and
  • FIG. 4D the folding tools 27 of a device 14 according to the invention in the open position in cross section along the line VA-VA of Fig. 4A are shown.
  • the areas of the already described in connection with FIGS. 4A to 4D are shown.
  • the counter-holder 27A may be made slightly wider in the transverse direction of the package shell 10, ie parallel to the front surface 5 and the rear surface 6, than the width of the front surface 5 and the rear surface 6. This has the effect that the triangular surfaces 13 of FIG Packing mantle 10 during insertion of the counter-holder 27A are pressed slightly outward and already before the actual pre-folding abut the ear folds 27C.
  • Fig. 5B shows the folding tools 27 of a device 14 according to the invention in the closed position in cross section along the line VB-VB of Fig. 4B.
  • the regions of the device 14 already described in connection with FIGS. 4A to 4D are provided with corresponding reference symbols in FIG. 5B.
  • Particularly clearly the outwardly projecting ears 13 'of the packing jacket 10 can be seen.
  • the ears 13 ' are formed by pressing the two surface folders 27B (not shown in FIG. 5B) against the wall of the package jacket 10, in particular in the region of the triangular faces 13, on the two ear folders 27C.
  • the shape of the gable surfaces 9 of FIG. 4B, 4D and 5B reached
  • Packing mantle 10 can not be fully maintained because of the backstop 27A again has to be pulled up out of the packing jacket 10 and abuts against the rectangular surfaces 12. In addition, a sufficiently large opening must be present for the subsequent filling of the packing jacket 10. By pulling out the counter-holder 27A and due to the elasticity of the material of the packing jacket 10, the gable surfaces 9 of the packing jacket 10 move back a bit, so that the packing jacket 10 after completion of the packing jacket 10.
  • FIG. 6 Packs of food presented (EP 0 112 605 A2).
  • the individual stations of the system 33 are shown only schematically in FIG. 6, since FIG. 6 is merely intended to illustrate a possible field of application of a device 14 according to the invention for the prefolding of packaging sheaths 10.
  • Packing jackets 10 are unfolded by a station 34 and transferred to the cells 21 of the conveyor belt 20.
  • the system 33 comprises a first rotary 35 in which the gable surfaces 9 of the packing shells 10 are prefolded.
  • the packing shells 10 then pass through a station 36 in which the
  • Bottom surfaces 8 of the pack coats 10 are prefolded.
  • the stations 35 and 36 can be replaced by a device according to the invention.
  • the bottom surfaces 8 of the pack coats 10 are folded in a station 37 and sealed. Subsequently, the conveyor belt 20 is guided around a second rotary 38, in which the sealed at the bottom

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (14) zur Vorfaltung vonPackungsmänteln (10), umfassend: wenigstens eine Falteinrichtung (23'') mit Faltwerkzeugen (27) zur Vorfaltung der Bodenflächen (8) eines Packungsmantels (10),und wenigstens eine Falteinrichtung (23') mit Faltwerkzeugen (27) zur Vorfaltung der Giebelflächen (9) eines Packungsmantels (10). Um eine präzise und schnelle Vorfaltungbeider Seiten der Packungsmäntel (10) auf einer kompakten Anlage zu erreichen, wirdvorgeschlagen, dass alle Falteinrichtungen (23', 23'') in vertikaler und in horizontalerRichtung beweglich gelagert sind. Dargestellt und beschrieben ist zudem ein Verfahrenzur Vorfaltung von Packungsmänteln (10).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Vorfaltung von Packungsmänteln
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorfaltung von Packungsmänteln, umfassend: wenigstens eine Falteinrichtung mit Faltwerkzeugen zur Vorfaltung der Bodenflächen eines Packungsmantels, und wenigstens eine Falteinrichtung mit Faltwerkzeugen zur Vorfaltung der Giebelflächen eines Packungsmantels.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Vorfaltung von Packungsmänteln.
Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten
Materialien hergestellt werden. Eine weit verbreitete Möglichkeit der Herstellung besteht darin, aus dem Verpackungsmaterial einen üblicherweise Rilllinien aufweisenden Zuschnitt herzustellen, aus dem durch Falten und weitere Schritte zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht. Diese Variante hat unter anderem den Vorteil, dass die Zuschnitte sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden als die Faltung und Befüllung der Packungsmäntel erfolgt. Als Material werden häufig Verbundstoffe eingesetzt, beispielsweise ein Verbund aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall. Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung.
Bevor die Packungsmäntel abschließend gefaltet und verschlossen werden können, findet oftmals eine so genannte Vorfaltung statt. Dabei werden zur Reduktion der bei der späteren Endfaltung benötigten Faltkräfte die einzelnen Schichten der
Verbundstoffe entlang der vorgesehenen Rilllinien gebrochen, weshalb auch von einem„Vorbrechen" gesprochen wird. Eine Vorfaltung der Packungsmäntel hat zudem weitere Vorteile. Zunächst kann die Vorfaltung - anders als die abschließende Faltung - vor der Sterilisation und/oder der Befüllung der Packungsmäntel erfolgen, so dass bei der Vorfaltung auch Faltwerkzeuge eingesetzt werden können, die in das Innere der Packungsmäntel eingeführt werden. Es ist bei der Vorfaltung also möglich, die Faltwerkzeuge beidseitig, also sowohl von der Innenseite als auch von der Außenseite an die Packungsmäntel angreifen zu lassen. Dies ist nach der Sterilisation und/oder der Befüllung der Packungsmäntel aus hygienischen Gründen kaum noch möglich. Durch den Einsatz beidseitig angreifender Faltwerkzeuge können die Packungsmäntel besonders präzise vorgefaltet werden, insbesondere können sehr genaue Faltkanten erzeugt werden. Zudem kann durch die Vorfaltung bereits eine bestimmte
Faltrichtung vorgegeben werden, so dass für die abschließende Faltung besonders einfache Werkzeuge eingesetzt werden können. Bei diesen einfachen Werkzeugen kann es sich beispielsweise um feststehende Schienen handeln, die die vorgefalteten Bereiche der an den Schienen vorbeigeführten Packungsmäntel umklappen.
Aus der EP 0 112 605 A2 ist beispielsweise eine Anlage zum Falten und Befüllen von Kartons mit Flüssigkeiten wie Milch oder Saft bekannt. Bei der beschriebenen Anlage werden die Packungsmäntel durch Taschen bewegt, die an einer umlaufenden
Förderkette befestigt sind. Die Anlage umfasst auch Stationen zur Vorfaltung („pre- breaking") der Packungsmäntel. Zunächst werden die oberen Bereiche der
Packungsmäntel in einer ersten Station vorgefaltet („top closure pre-braking turret 6"). Anschließend werden die unteren Bereiche der Packungsmäntel in einer zweiten Station vorgefaltet („bottom closure pre-breaker 8").
Die in der EP 0 112 605 A2 beschriebene Anlage hat den Nachteil, dass für die
Vorfaltung der Packungsmäntel zwei separate Stationen erforderlich sind. Dies hat zur Folge, dass die Anlage eine besonders große Ausdehnung aufweisen muss, um beide Vorfalt-Stationen unterbringen zu können. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass für die Vorfaltung der oberen Bereiche der Packungsmäntel andere Faltwerkzeuge eingesetzt werden als für die Vorfaltung der unteren Bereiche der Packungsmäntel. Dies ist unter anderem der Tatsache geschuldet, dass sich die Packungsmäntel bei der Vorfaltung der oberen Bereiche entlang einer Kreisbahn bewegen, also eine
Rotationsbewegung ausführen, während sie sich bei der Vorfaltung der unteren Bereiche entlang einer Geraden bewegen, also eine Translationsbewegung ausführen. Der Einsatz unterschiedlicher Faltwerkzeuge führt jedoch in vielen Fällen auch zu qualitativ unterschiedlichen Faltergebnissen. Eine alternative Anlage ist aus der EP 0 615 909 AI bekannt. Auch bei dieser Anlage findet der Transport der Packungsmäntel durch umlaufende Förderbänder statt, an denen Träger befestigt sind. Die beschriebene Anlage umfasst zwei separate
Förderbänder, die in zwei übereinander liegenden Ebenen angeordnet sind. Die Packungsmäntel müssen demnach im Laufe ihrer Bearbeitung von dem unteren Förderband an das obere Förderband übergeben werden. Die Übergabe der
Packungsmäntel erfolgt in einem Transferabschnitt („transfer portion 16"), in dem sechs Packungsmäntel mit Hilfe einer unterhalb der Packungsmäntel angeordneten Transferbrücke („transfer bridge 20") von den Trägern des unteren Förderbandes in die Träger des oberen Förderbandes geschoben werden. Zunächst stehen die
Packungsmäntel dabei nur an ihrer Unterseite in Kontakt mit V-förmigen
Hebevorrichtungen („lifting devices 19"). Kurz vor Ende der Übergabe berühren die Packungsmäntel auch mit ihrer Oberseite Vorfaltvorrichtungen („prefolding devices 41"). Durch die V-förmige Gestaltung der Hebevorrichtungen und der
Vorfaltvorrichtungen werden die Packungsmäntel oben und unten an jeweils zwei gegenüberliegenden Seiten nach innen gedrückt, so dass eine Vorfaltung der
Packungsmäntel erfolgt (Fig. 2 der EP 0 615 909 AI).
Die in der EP 0 615 909 AI gezeigte Anlage hat gegenüber der zuvor beschriebenen Anlage den Vorteil, dass die Faltwerkzeuge, die an der Oberseite der Packungsmäntel eingesetzt werden und die Faltwerkzeuge, die an der Unterseite der Packungsmäntel eingesetzt werden, identisch geformt sind, so dass auch die Faltergebnisse von gleicher Qualität sind. Ein erheblicher Nachteil liegt jedoch darin, dass sowohl das untere Förderband als auch das obere Förderband während der Übergabe der Packungsmäntel von dem unteren Förderband an das obere Förderband angehalten werden müssen. Dies liegt unter anderem daran, dass sowohl die unteren
Hebevorrichtungen als auch die oberen Vorfaltvorrichtungen nur in vertikaler Richtung bewegt werden können. Daher kann die Vorfaltung nur bei stehenden Förderbändern stattfinden. Dies hat zur Folge, dass die gesamte Anlage während der Vorfaltung angehalten werden muss, wodurch die Leistungsfähigkeit dieser Anlage erheblich verringert ist. Insbesondere kann bei der in der EP 0 615 909 AI gezeigten Anlage kein kontinuierlicher Betrieb stattfinden; es muss stattdessen ein
intermittierender Betrieb stattfinden. Dies hat neben einer geringeren Leistung die Folge, dass sowohl die Anlage selbst als auch die abzufüllenden Inhalte aufgrund der sich vielfach wiederholenden Abbrems- und Beschleunigungsvorgänge der
Förderbänder sehr stark belastet werden. Bei der Anlage kann dies zu erhöhtem Verschleiß führen, bei den abzufüllenden Inhalten besteht die Gefahr von
Schaumbildung, austretenden Spritzern, oder sogar einem Überschwappen der Inhalte.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Vorrichtung ebenso wie das eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine präzise und schnelle Vorfaltung beider Seiten der Packungsmäntel auf einer kompakten Anlage erfolgen kann. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch erreicht, dass alle Falteinrichtungen in vertikaler und in horizontaler
Richtung beweglich gelagert sind.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich zunächst durch eine oder mehrere Falteinrichtungen mit Faltwerkzeugen zur Vorfaltung der unteren Flächen, also der Bodenflächen eines Packungsmantels aus. Zudem weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine oder mehrere Falteinrichtungen mit Faltwerkzeugen zur Vorfaltung der oberen Flächen, also der Giebelflächen eines Packungsmantels, auf. Es handelt sich demnach um eine Vorrichtung, die sowohl die Bodenflächen als auch die Giebelflächen eines Packungsmantels vorfalten kann. Gemäß der Erfindung sind die Falteinrichtungen in vertikaler und in horizontaler Richtung beweglich gelagert. Die Packungsmäntel werden vorzugsweise aufrecht, also in vertikaler Richtung ausgerichtet, da sie in dieser Stellung besonders einfach befüllt werden können. Bevorzugt sind die oberen Falteinrichtungen oberhalb der
Packungsmäntel angeordnet und die unteren Falteinrichtungen unterhalb der Packungsmäntel angeordnet.
Durch die vertikale Beweglichkeit der Falteinrichtungen wird erreicht, dass die obere Falteinrichtung in Richtung der Giebelflächen des Packungsmantels und wieder von den Giebelflächen wegbewegt werden kann. In entsprechender Weise kann die untere Falteinrichtung in Richtung der Bodenflächen des Packungsmantels und wieder von den Bodenflächen wegbewegt werden. Die vertikale Beweglichkeit der
Falteinrichtungen hat also den Vorteil, dass die Packungsmäntel selbst bei der Vorfaltung nicht in vertikaler Richtung bewegt werden zu brauchen. Dies erleichtert die Führung und den Transport der Packungsmäntel.
Durch die horizontale Beweglichkeit der Falteinrichtungen wird erreicht, dass die Falteinrichtungen der Bewegung der Packungsmäntel folgen können. Die horizontale Bewegung kann eine gerade Bewegung oder eine kurvenförmige, insbesondere kreisförmige Bewegung sein, sofern die Gerade bzw. die Kurve in einer horizontalen Ebene liegt. Dies ermöglicht es, die Falteinrichtungen dem Transportweg der
Packungsmäntel folgen zu lassen. Der Vorteil dieser Beweglichkeit liegt darin, dass die Packungsmäntel während der Vorfaltung nicht angehalten werden müssen, sondern - beispielsweise durch ein Transportband - weiterbewegt werden können. Mit anderen Worten ermöglicht die horizontale Beweglichkeit der Falteinrichtungen eine kontinuierliche, unterbrechungsfreie Bewegung der Packungsmäntel während der Vorfaltung.
Eine Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch ein Drehgestell aus, das um eine zentral durch die Vorrichtung verlaufende Drehachse rotierbar gelagert ist. Das Drehgestell ist vorzugsweise kreisförmig, so dass auch die an dem Drehgestell angeordneten Bauteile, beispielsweise die Falteinrichtungen, kreisförmig angeordnet sind. Eine derartige Vorrichtung wird auch als„Rundläufer" bezeichnet und ist besonders kompakt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass eine als Rundläufer ausgestaltete Vorrichtung besonders gut von einem die Packungsmäntel tragenden Transportband umschlungen werden kann und auf diese Weise das Transportband antreiben kann oder von dem Transportband angetrieben werden kann. Die rotierende Lagerung des Drehgestells kann durch eine Drehverbindung,
beispielsweise durch ein Wälzlager, erreicht werden, das zwischen dem Drehgestell und einem feststehenden Fuß angeordnet wird.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Drehgestell vertikal verlaufende Stangen aufweist, an denen die Falteinrichtungen beweglich, insbesondere in vertikaler Richtung beweglich, gelagert sind. Vorzugsweise wird jede Falteinrichtung an zwei Stangen gelagert, so dass die Falteinrichtungen verdrehsicher geführt werden können. Um eine präzise, aber leichtgängige Führung zu
gewährleisten, sollten die Falteinrichtungen in ihrem Rahmen pro Stange zwei Durchführungen aufweisen, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der
Durchmesser der Stangen. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch ein fest stehendes
Festgestell aus, das innerhalb des Drehgestells angeordnet ist. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Drehgestell kann das Festgestell keine Rotation ausführen; es ist stattdessen feststehend. Das Festgestell dient der Befestigung derjenigen Teile der Vorrichtung, die nicht gemeinsam mit dem Drehgestell rotieren sollen. Beispielsweise kann ein Elektromotor zum Antrieb des Drehgestells an dem Festgestell montiert sein.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, eine untere Steuerschiene vorzusehen, die an dem Festgestell befestigt ist und entlang der die wenigstens eine Falteinrichtung zur Vorfaltung der Bodenflächen der Packungsmäntel beweglich, insbesondere durch Rollen, geführt ist. Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, eine obere Steuerschiene vorzusehen, die an dem Festgestell befestigt ist und entlang der die wenigstens eine Falteinrichtung zur Vorfaltung der Giebelflächen der
Packungsmäntel beweglich, insbesondere durch Rollen, geführt ist. Da die
Steuerschienen an dem Festgestell befestigt sind, stehen sie still. Sie sind daher im Gegensatz zu den Falteinrichtungen während des Produktionsbetriebes der
Vorrichtung weder in vertikaler noch in horizontaler Richtung beweglich. Dies ermöglicht es, die Steuerschienen zur Steuerung der Position der Falteinrichtungen einzusetzen. Indem die Falteinrichtungen - beispielsweise durch Rollen - entlang der Steuerschienen geführt werden, führt eine Veränderung der Lage der Steuerschienen auch zu einer Veränderung der Lage der Falteinrichtungen. Insbesondere kann die Position der Falteinrichtungen in vertikaler Richtung durch die vertikale Lage der Steuerschienen beeinflusst bzw. eingestellt werden. Dieses Prinzip ist vergleichbar mit der Führung von Schienenfahrzeugen durch den Verlauf der Schienen und hat den Vorteil, dass die Lage der Falteinrichtungen rein mechanisch und daher äußerst zuverlässig verändert werden kann.
Es ist bei dieser Ausbildung der Erfindung von Vorteil, wenn der Abstand, den die untere Steuerschiene und die obere Steuerschiene zueinander einnehmen, einstellbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, auf ein und derselben Vorrichtung Verpackungen mit unterschiedlichen Füllvolumina zu erzeugen bzw. zu bearbeiten. Die
Verpackungen können beispielsweise den gleichen Verpackungsquerschnitt aufweisen und sich zur Aufnahme unterschiedlicher Volumina lediglich in ihrer Verpackungshöhe unterscheiden. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Abstand zwischen den beiden Steuerschienen in vorgegebenen Stufen verstellbar ist, wobei die Stufen unterschiedlichen Faltschachtel- bzw. Verpackungsformaten entsprechen. Beispielsweise kann eine Einrichtung zur Festlegung des Abstands zwischen der unteren und der oberen Steuerschiene zwei bis sechs Positionen bzw. Stufen vorsehen. Um einen besonders stabilen Halt der im Produktionsprozess wieder still stehenden Steuerschienen zu gewährleisten ist es besonders praktisch, wenn die Einrichtung zur Festlegung des Abstandes zwischen der oberen und der unteren Steuerschiene Anschläge aufweist, in die eine steuerschienenseitige
Verriegelungseinrichtung eingreifen kann. Die Zugehörigkeit von Anschlag und Verriegelungseinrichtung zwischen Steuerschiene und Einrichtung zur Festlegung des Abstands zwischen der oberen und der unteren Steuerschiene kann austauschbar sein. Obgleich es im Hinblick auf die Verstellbarkeit der Steuerschienen denkbar ist, dass sowohl die obere als auch die untere Steuerschiene verstellbar ausgebildet sind, ist es ökonomischer, wenn die zur Volumenanpassung nötige Abstandsanpassung durch die Verstellung von nur einer Steuerschiene realisierbar ist. Eine besonders
unkomplizierte Anpassung an die die Vorrichtung umgebenden peripheren
Einrichtungen ergibt sich, wenn nur die untere Steuerschiene in vertikaler Richtung verstellbar ausgebildet ist.
Im Hinblick auf die Steuerschienen wird weiter vorgeschlagen, dass die untere Steuerschiene und/oder die obere Steuerschiene eine entlang ihrer Länge variierende Dicke aufweisen. Durch eine variierende Dicke der Steuerschienen können weitere Funktionen der Falteinrichtungen, beispielsweise die Auslösung des Faltvorgangs, gesteuert bzw. aktiviert werden. Hierzu können die Falteinrichtungen derart entlang der Steuerschienen geführt werden, dass eine Veränderung der Dicke der
Steuerschiene zu einer Bewegung eines Bauteils der Falteinrichtung, beispielsweise der Faltwerkzeuge, führt. Es kann diesbezüglich vorgesehen sein, dass die
Falteinrichtung über zwei Rollen entlang der Steuerschiene geführt wird, wobei die Rollen auf gegenüberliegenden Flächen der Steuerschiene abrollen. Auf diese Weise führt eine Veränderung der Dicke der Steuerschiene zu einer Veränderung des Abstands der beiden Rollen. Indem eine der beiden Rollen beweglich bzw.
verschiebbar gelagert wird, kann diese Abstandsänderung auf die beschriebene Weise beispielsweise zur Aktivierung der Faltwerkzeuge genutzt werden. Die Faltwerkzeuge können also durch Steuerschienen mit variierender Dicke rein mechanisch und daher äußerst zuverlässig gesteuert werden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Falteinrichtungen einen starren Rahmen und einen Schlitten aufweisen, der relativ zu dem Rahmen beweglich gelagert ist. Die Relativbewegung zwischen dem Rahmen und dem Schlitten kann für die Führung der Falteinrichtung entlang der Steuerschiene genutzt werden.
Beispielsweise kann eine erste Rolle an dem Rahmen vorgesehen sein und eine zweite Rolle an dem beweglichen Schlitten vorgesehen sein. Die Steuerschiene kann dann - beispielsweise durch eine Federkraft - zwischen der„Rahmenrolle" und der „Schlittenrolle" eingeklemmt werden, so dass die beiden Rollen aufgrund der
Anpresskraft zuverlässig auf der Steuerschiene abrollen. Die Beweglichkeit des Schlittens erleichtert das Aufsetzen der Rollen auf die Steuerschiene. Zudem kann die Lageänderung des Schlittens, die beispielsweise durch eine Dickenänderung der Steuerschiene verursacht wird, gezielt zur Steuerung weiterer Bauteile wie der Faltwerkzeuge eingesetzt werden.
Hierzu wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass der bewegliche Schlitten mechanisch mit den Faltwerkzeugen verbunden ist. Durch eine direkte mechanische Verbindung kann die Bewegung des Schlittens unmittelbar auf die
Faltwerkzeuge übertragen werden, um den Faltvorgang einzuleiten oder anzuhalten. Dies erlaubt eine besonders einfache und robuste Konstruktion.
Alternativ oder zusätzlich hierzu sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der bewegliche Schlitten durch wenigstens eine Führungsschiene mechanisch mit einem Steuerschlitten verbunden ist. Zu dieser Ausgestaltung wird weiter vorgeschlagen, dass der Steuerschlitten durch wenigstens eine Kuppelstange mechanisch mit den Faltwerkzeugen verbunden ist. Bei dieser Variante ist der bewegliche Schlitten also nicht (nur) unmittelbar, sondern (auch) mittelbar über einen Steuerschlitten und wenigstens eine Kuppelstange mit den Faltwerkzeugen verbunden. Durch diese konstruktive Lösung kann die Bewegung des Schlittens besonders variabel auf die Faltwerkzeuge übertragen werden. Beispielsweise kann eine Translationsbewegung des Schlittens über mehrere gelenkig miteinander verbundene Kuppelstangen in eine Rotationsbewegung umgewandelt werden. Dies erlaubt die gleichzeitige Ansteuerung von Faltwerkzeugen, die eine
Translationsbewegung ausführen (Ansteuerung über den beweglichen Schlitten oder den Steuerschlitten) und von Faltwerkzeugen, die eine Rotations- oder Schwenkbewegung ausführen (Ansteuerung über die Kuppelstangen).
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung wenigstens sechs Falteinrichtungen zur Vorfaltung der Bodenflächen der
Packungsmäntel und wenigstens sechs Falteinrichtungen zur Vorfaltung der
Giebelflächen der Packungsmäntel umfasst. Durch die hohe Anzahl von
Falteinrichtungen können mehrere Packungsmäntel gleichzeitig vorgefaltet werden. Insbesondere kann mit der Vorfaltung eines zweiten und weiterer Packungsmäntel begonnen werden, bevor die Vorfaltung des ersten Packungsmantels beendet ist. Es werden also mehrere Packungsmäntel gleichzeitig vorgefaltet, wobei sich die einzelnen Packungsmäntel in unterschiedlichen Faltzuständen befinden.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung zwölf Falteinrichtungen zur Vorfaltung der Bodenflächen der Packungsmäntel und zwölf Falteinrichtungen zur Vorfaltung der Giebelflächen der Packungsmäntel auf.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass jede Falteinrichtung mehrere beweglich gelagerte Faltwerkzeuge umfasst. Dies ermöglicht es, die Vorfaltung besonders präzise und von mehreren Seiten gleichzeitig
durchzuführen. Bei den beweglich gelagerten Faltwerkzeugen kann es sich
beispielsweise um zwei gegenüberliegend angeordnete Flächenfalter und um zwei ebenfalls gegenüberliegend angeordnete Ohrenfalter handeln. Zudem kann ein zentral angeordneter Gegenhalter vorgesehen sein, der in den Packungsmantel eingeführt wird. Vorzugsweise sind die Flächenfalter und die Ohrenfalter schwenkbar gelagert, während bei dem Gegenhalter eine Verschiebbarkeit in vertikaler Richtung ausreicht.
Schließlich sind nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung Mittel zur
formschlüssigen Verbindung mit einem Transportband mit daran befestigten Zellen vorgesehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Verzahnung handeln, die an der Vorrichtung, insbesondere an dem Drehgestell der Vorrichtung, angeordnet ist. Eine formschlüssige Verbindung leistet eine schlupffreie Übertragung der Antriebsleistung und hat daher den Vorteil, dass die Bewegungen des Transportbands und der Faltwerkzeuge synchron ablaufen. Dies ermöglicht eine sehr präzise
Ausrichtung der Faltwerkzeuge relativ zu den Packungsmänteln. Ein weiterer Vorteil einer formschlüssigen Verbindung liegt in ihrer Lösbarkeit. Dies ermöglicht es, dass das Transportband die Vorrichtung nur teilweise umschlingt und es sich nach der Vorfaltung wieder von der Vorrichtung ablösen kann, um die Packungsmäntel zu weiteren Stationen einer Abfüllanlage zu transportieren.
Die eingangs beschriebene Aufgabe wird auch durch ein Verfahren nach
Patentanspruch 16 gelöst. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a)
Ausrichten eines Packungsmantels, b) Vorfaltung der Giebelflächen dieses
Packungsmantels, und c) Vorfaltung der Bodenflächen dieses Packungsmantels, wobei sich die Schritte b) und c) zeitlich überschneiden. Unter einer zeitlichen
Überschneidung wird verstanden, dass der erste Schritt nicht abgeschlossen ist, bevor der zweite Schritt begonnen hat. Die Schritte b) und c) müssen daher nicht synchron ablaufen; eine zeitliche Überlappung ist ausreichend.
Das Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der
Packungsmantel in horizontaler Richtung bewegt wird. Der Packungsmantel soll insbesondere bei den Schritten b) und c) in horizontaler Richtung bewegt werden. Eine Bewegung in horizontaler Richtung schließt nicht aus, dass sich der
Packungsmantel auch in vertikaler Richtung bewegt; es reicht aus, dass die
Bewegungsrichtung des Packungsmantels eine horizontale Komponente enthält. Vorzugsweise bewegt sich der Packungsmantel jedoch ausschließlich in horizontaler Richtung. Wie bereits zuvor erläutert wurde, kann die horizontale Bewegung eine gerade Bewegung oder eine kurvenförmige, insbesondere kreisförmige Bewegung sein, sofern die Gerade bzw. die Kurve in einer horizontalen Ebene liegt.
Die Vorfaltung während einer horizontalen Bewegung der Packungsmäntel durchzuführen, hat den Vorteil einer besonders hohen Leistung der Anlage. Die hohe Leistung liegt darin begründet, dass die Packungsmäntel während der Vorfaltung nicht angehalten werden müssen, sondern - beispielsweise durch ein Transportband - in horizontaler Richtung weiterbewegt werden können. Mit anderen Worten ermöglicht die horizontale Bewegung der Packungsmäntel während der Vorfaltung einen kontinuierlichen, unterbrechungsfreien Betrieb der Anlage.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Packungsmantel mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Der Packungsmantel soll insbesondere bei den
Schritten b) und c) mit konstanter Geschwindigkeit bewegt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit des Packungsmantels verändert wird, wobei die Geschwindigkeit jedoch stets größer Null ist. Beispielsweise kann eine zyklische Variation der Geschwindigkeit, insbesondere eine Schwankung um einen Mittelwert, vorgesehen sein. Die Packungsmäntel sollen jedenfalls zu keiner Zeit angehalten werden, wie dies bei einem intermittierenden Betrieb der Fall wäre. Eine zyklische Variation der Geschwindigkeit der Packungsmäntel ermöglicht eine
Optimierung bestimmter Verfahrensschritte, beispielsweise des Einführens der
Packungsmäntel in die Zellen. Bevorzugt wird jedoch eine konstante Geschwindigkeit der Packungsmäntel. Bei einer Bewegung entlang einer Kreisbahn kann lediglich der Betrag der Geschwindigkeit der Packungsmäntel konstant sein (bzw. die
Winkelgeschwindigkeit ist konstant), bei einer Bewegung entlang einer Geraden kann hingegen sowohl der Betrag als auch die Richtung der Geschwindigkeit der
Packungsmäntel konstant sein.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der
Packungsmantel entlang einer Kreisbahn bewegt wird. Der Packungsmantel soll insbesondere bei den Schritten b) und c) entlang einer Kreisbahn bewegt werden. Indem die Vorfaltung entlang einer Kreisbahn stattfindet, kann die Vorrichtung zur Vorfaltung besonders kompakt sein und insbesondere als„Rundläufer" ausgebildet werden. Zudem kann durch die Führung der Packungsmäntel entlang einer Kreisbahn eine Richtungsumkehr des Transportweges erreicht werden, so dass die weiteren Stationen einer Gesamtanlage ebenfalls besonders kompakt angeordnet werden können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Packungsmantel durch ein Transportband mit daran befestigten Haltern oder Zellen bewegt wird. Durch ein Transportband können die Packungsmäntel schnell und zuverlässig bewegt werden. Das Transportband ist vorzugsweise geschlossen, also„endlos" ausgeführt. Ein Transportband hat aufgrund seiner Biegsamkeit den Vorteil, dass es um zwei - oder mehr - Rundläufer herumgeführt werden kann. Auf diese Weise verläuft das Transportband teilweise (im Bereich der Rundläufer) gekrümmt und teilweise (in den Bereichen zwischen den Rundläufern) gerade. Dies ermöglicht eine besonders variable und kompakte Anordnung der einzelnen Stationen einer Abfüllanlage. Das Transportband kann kraftschlüssig, also durch Reibung, oder formschlüssig, beispielsweise durch Zähne, mit den Rundläufern verbunden sein und auf diese Weise Antriebskräfte übertragen. Die Zellen können starr ausgebildet sein und wenigstens ein Federelement zum Einklemmen der Packungsmäntel in den Zellen aufweisen.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird bei den Schritten b) und c) ein Gegenhalter in den Packungsmantel eingeführt. Vorzugsweise wird der Gegenhalter durch eine vertikale Bewegung in das Innere des Packungsmantels eingeführt. Indem ein Werkzeug in den Packungsmantel eingeführt wird, besteht die Möglichkeit einer besonders präzisen Vorfaltung. Insbesondere kann das in den Packungsmantel eingeschobene Werkzeug als Gegenlager für weitere Werkzeugen dienen, die den Packungsmantel von der Außenseite vorfalten.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei den Schritten b) und c) zwei gegenüberliegend angeordnete Flächenfalter in Richtung des Packungsmantels geschwenkt werden. Durch die drehbar oder schwenkbar gelagerten Flächenfalter können die Bodenflächen und/oder die Giebelflächen des Packungsmantels besonders genau nach innen geklappt werden. Insbesondere ist es durch die Schwenkbewegung möglich, dass die Flächenfalter sich flächig auf die umzuklappenden Flächen des Packungsmantels auflegen und während des gesamten Klappvorgangs diesen flächigen Kontakt beibehalten. Dies hat im Gegensatz zu einem punktuellen Kontakt den Vorteil einer besonders schonenden Vorfaltung, mit der Falten und Beulen sowie Dekorschäden im Packungsmantel vermieden werden können.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird vorgeschlagen, dass bei den Schritten b) und c) zwei gegenüberliegend angeordnete Ohrenfalter von dem Packungsmantel weggeschwenkt werden. Durch die drehbar oder schwenkbar gelagerten Ohrenfalter können die Ohrenfalter der in diesem Bereich nach außen gerichteten Bewegung der Bodenflächen und/oder der Giebelflächen des Packungsmantels folgen. Durch die Schwenkbewegung der Ohrenfalter können daher die Bodenflächen und/oder die Giebelflächen des Packungsmantels im Bereich der abstehenden Ohren von unten abgestützt werden, während die Flächenfalter das Material des Packungsmantels in diesem Bereich in Richtung der Mitte des Packungsmantels drücken. Die Ohrenfalter können einen dreieckigen Bereich aufweisen, wodurch die Ohrenfalter eine der umzuklappenden Dreiecksflächen des Packungsmantels flächig von unten abstützen können. Dies hat im Gegensatz zu einem punktuellen Kontakt den Vorteil einer besonders schonenden Vorfaltung, mit der Falten und Beulen im Packungsmantel vermieden werden können.
Vorzugsweise sind die Flächenfalter verschiebbar angeordnet und dazu in einer Führung gelagert, wobei die Führung derart gestaltet ist, dass sie eine
Verschiebbarkeit der Flächenfalter in horizontaler Richtung oder in einer in einem Winkel zur Horizontalen geneigten Richtung zulässt. Dieser Winkel liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 3° und 18°. Weiter ist es im Zusammenhang mit der
Gestaltung der Flächenfalter bevorzugt, dass diese Kontaktflächen aufweisen, die für einen Kontakt mit den späteren Giebel- oder Bodenflächen der herzustellenden
Verpackung vorgesehen sind. Die Kontaktflächen sind vorzugsweise winklig zu einer vertikalen Ebene ausgerichtet und insbesondere so gestaltet, dass sie mit der
Kontaktfläche eines ihr gegenüberliegend angeordneten und in einem Arbeitsgang gemeinsam an jeweils demselben Packungsmantel wirksam werdenden Flächenfalters einen nach oben oder nach unten und zum Packungsmantel hin geöffneten Trichter bildet. Ein bevorzugter Trichterwinkel liegt dabei abhängig von der Packungsform zwischen 5° und 50°.
In anderen Fällen kann es bevorzugt sein, dass die Flächenfalter schwenkbar gelagert und paarweise derart angeordnet sind, dass sie aus einer Ruhestellung in eine
Arbeitsstellung, in der sie mit dem zu bearbeitenden Packungsmantel bzw. der herzustellenden Verpackung in Kontakt treten, aufeinander zu schwenkbar sind.
Unabhängig davon, ob die Flächenfalter verschiebbar oder schwenkbar angeordnet sind, können sie auch zur Vorfaltung der späteren Packungsohren dienen. Auf diese Weise wird der Bewegungsaufwand bezogen auf die gesamte Falteinrichtung reduziert. Zur Erreichung besonders guter Ergebnisse wird aber dennoch das
Vorsehen wenigstens eines separaten Ohrenfalters vorgeschlagen. Die ebenfalls vorzugsweise paarweise und einander gegenüberliegend angeordneten Ohrenfalter sind zweckmäßigerweise schwenkbar gelagert.
In besonders bevorzugter Weise kann zudem vorgesehen sein, dass der Ohrenfalter derart gestaltet und ausgebildet ist, dass es während eines Arbeitszyklus zu einer aktiven Rückfaltung der durch die Vorfaltung gebildeten Ohren kommt. Dabei ist es bevorzugt, dass die Rückfaltung nicht den gesamten Faltweg der Vorfaltung, sondern nur einen relativ kleinen Teil davon - beispielsweise unter 20% - wieder aufhebt. Dies reicht in der Regel aus, um die Verpackungsbereiche nach dem durch die Vorfaltung initiierten„Aufbrechen" der Rilllinien eingenommenen Spannungszustand zu befreien und über den Totpunkt zu bewegen. Sind die Ohren vorgefaltet, ragen die mit ihnen verbundenen späteren Giebelflächen in den Bewegungsraum der zentral
angeordneten Gegenhalter und sorgen - bei ausbleibender aktiver Rückfaltung - somit für einen erhöhten Ausziehwiderstand der Gegenhalter, wenn diese aus dem von dem vorgefalteten Packungsmantel umschlossenen Raum heraus bewegt werden. Dabei erhöht sich zwangsläufig auch die Gefahr einer ungewollten Positionsveränderung des Packungsmantels gegenüber der ihn tragenden Zelle. Auch kann es dabei zu
Beschädigungen der innersten Barriereschicht des Packungsmantels - und damit der späteren Verpackung - kommen, wodurch die Schutzeigenschaften der Verpackung reduziert würden.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung beginnt Schritt b) früher als Schritt c). Alternativ kann vorgesehen sein, dass Schritt c) früher beginnt als Schritt b). Indem die Vorfaltung der Giebelflächen und der Bodenflächen nicht gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt beginnt, können die Packungsmäntel besonders gut ausgerichtet werden. Die Ausrichtung der Packungsmäntel kann beispielsweise durch die
Faltwerkzeuge übernommen werden, die zuerst zum Einsatz kommen. Wenn mit der Vorfaltung der Giebelflächen begonnen wird, können beispielsweise die oberen
Faltwerkzeuge den Packungsmantel ausrichten, indem sie ihn ein Stück nach unten schieben, bevor die Vorfaltung der Giebelflächen beginnt. Diese Art der Ausrichtung funktioniert aufgrund der Tatsache, dass die Vorfaltung der Giebelflächen und der Bodenflächen nicht gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt beginnt.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass Schritt c) früher beendet ist als Schritt b). Alternativ kann vorgesehen sein, dass Schritt b) früher beendet ist als Schritt c). Entscheidend ist, dass die Vorfaltung an derjenigen Seite, an der sie als erstes begonnen hat, auch als letztes endet. Wenn also die Vorfaltung der Giebelflächen vor der Vorfaltung der Bodenflächen begonnen hat, soll die Vorfaltung der Bodenflächen vor der Vorfaltung der Giebelflächen beendet sein. Diese
Vorgehensweise erleichtert die präzise Ausrichtung des Packungsmantels, da sichergestellt ist, dass beispielsweise die oberen Faltwerkzeuge durchgehend in Kontakt zu dem Packungsmantel stehen, während beispielsweise die unteren
Faltwerkzeuge erst später aktiviert werden und früher wieder deaktiviert werden. Dies macht es möglich, die Ausrichtung und Führung der Packungsmäntel einseitig - also beispielsweise allein durch die oberen Faltwerkzeuge - durchzuführen.
Alternativ hierzu ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung schließlich vorgesehen, dass Schritt b) und Schritt c) vollständig synchron verlaufen. Dies bedeutet, dass die Vorfaltung der Giebelflächen und der Bodenflächen gleichzeitig beginn und gleichzeitig endet. Dies erschwert zwar die Ausrichtung der Packungsmäntel, hat jedoch den Vorteil, dass bei der Vorrichtung sehr viele
Gleichteile eingesetzt werden können, da die obere Hälfte der Vorrichtung quasi „spiegelbildlich" zur unteren Hälfte der Vorrichtung arbeitet. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Größe der Vorrichtung an die Dauer der Vorfaltung angepasst werden kann, da die Vorfaltung beider Seiten des Packungsmantels gleichzeitig startet und somit auch gleichzeitig beendet ist. Die Gesamtdauer der Vorfaltung entspricht also der Dauer der Vorfaltung der Giebelflächen oder der Bodenflächen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A einen aus dem Stand der Technik bekannten Zuschnitt zum Falten eines
Packungsmantels,
Fig. 1B einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel, der aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt gebildet ist, im flach gefalteten
Zustand,
Fig. IC den Packungsmantel aus Fig. 1B im aufgefalteten Zustand,
Fig. 1D den Packungsmantel aus Fig. IC mit vorgefalteten Boden- und
Giebelflächen,
Fig. 2A eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vorfaltung
Packungsmänteln in einer Vorderansicht,
Fig. 2B eine vergrößerte Ansicht einer Falteinrichtung aus Fig. 2A, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte bei der
Vorfaltung von Packungsmänteln,
Fig. 4A die Faltwerkzeuge einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der
geöffneten Stellung in einer Seitenansicht,
Fig. 4B die Faltwerkzeuge einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der
geschlossenen Stellung in einer Seitenansicht, Fig. 4C die Faltwerkzeuge in der Stellung aus Fig. 4A im Querschnitt,
Fig. 4D die Faltwerkzeuge in der Stellung aus Fig. 4B im Querschnitt,
Fig. 5A die Faltwerkzeuge einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der
geöffneten Stellung im Querschnitt entlang der Linie VA- VA aus Fig. 4A,
Fig. 5B die Faltwerkzeuge einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der
geschlossenen Stellung im Querschnitt entlang der Linie VB-VB aus Fig. 4B, und
Fig. 6 eine aus dem Stand der Technik bekannte Anlage zum Befüllen von
Packungen mit Lebensmitteln.
In Fig. 1A ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Zuschnitt 1 dargestellt, aus dem ein Packungsmantel gebildet werden kann. Der Zuschnitt 1 kann mehrere Lagen unterschiedlicher Materialien umfassen, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Der Zuschnitt 1 weist mehrere Faltlinien 2 auf, die das Falten des Zuschnitts 1 erleichtern sollen und den Zuschnitt 1 in mehrere Flächen aufteilen. Der Zuschnitt 1 kann in eine erste Seitenfläche 3, eine zweite Seitenfläche 4, eine vordere Fläche 5, eine hintere Fläche 6, eine Siegelfläche 7, Bodenflächen 8 und Giebelflächen 9 unterteilt werden. Aus dem Zuschnitt 1 kann ein Packungsmantel gebildet werden, indem der Zuschnitt 1 derart gefaltet wird, dass die Siegelfläche 7 mit der vorderen Fläche 5 verbunden, insbesondere verschweißt werden kann.
Fig. 1B zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel 10 im flach gefalteten Zustand. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in Fig. 1B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Packungsmantel 10 ist aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt 1 gebildet. Hierzu wurde der Zuschnitt 1 derart gefaltet, dass die Siegelfläche 7 und die vordere Fläche 5 überlappend angeordnet sind, so dass die beiden Flächen miteinander flächig verschweißt werden können. Als Ergebnis entsteht eine Längsnaht 11. In Fig. 1B ist der Packungsmantel 10 in einem flach zusammengefalteten Zustand dargestellt. In diesem Zustand liegt eine Seitenfläche 4 (in Fig. 1B verdeckt) unter der vorderen Fläche 5 während die andere Seitenfläche 3 auf der hinteren Fläche 6 (in Fig. 1B verdeckt) liegt. In dem flach zusammengefalteten Zustand können mehrere
Packungsmäntel 10 besonders platzsparend gestapelt werden. Daher werden die Packungsmäntel 10 häufig an dem Ort der Herstellung gestapelt und stapelweise zu dem Ort der Befüllung transportiert. Erst dort werden die Packungsmäntel
abgestapelt und aufgefaltet, um mit Inhalten, beispielsweise mit Lebensmitteln, befüllt werden zu können.
In Fig. IC ist der Packungsmantel 10 aus Fig. 1B im aufgefalteten Zustand dargestellt. Auch hier sind die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A oder Fig. 1B beschriebenen Bereiche des Packungsmantels 10 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Unter dem aufgefalteten Zustand wird eine Konfiguration verstanden, bei der sich zwischen den beiden jeweils benachbarten Flächen 3, 4, 5, 6 ein Winkel von etwa 90° ausbildet, so dass der Packungsmantel 10 - je nach der Form dieser Flächen - einen
quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Dem entsprechend sind die gegenüberliegenden Seitenflächen 3, 4 parallel zueinander angeordnet. Das Gleiche gilt für die vordere Fläche 5 und die hintere Fläche 6. Die Figur 1D zeigt den Packungsmantel 10 aus Fig. IC im vorgefalteten Zustand, also in einem Zustand, in dem die Faltlinien 2 sowohl im Bereich der Bodenflächen 8 als auch im Bereich der Giebelflächen 9 vorgefaltet worden sind. Diejenigen Bereiche der Bodenflächen 8 und der Giebelflächen 9, die an die vordere Fläche 5 und an die hintere Fläche 6 angrenzen, werden auch als Rechtecksflächen 12 bezeichnet. Die Rechtecksflächen 12 werden bei der Vorfaltung nach innen gefaltet und bilden später den Boden bzw. den Giebel der Verpackung. Diejenigen Bereiche der Bodenflächen 8 und der Giebelflächen 9, die an die Seitenflächen 3, 4 angrenzen, werden hingegen als Dreiecksflächen 13 bezeichnet. Die Dreiecksflächen 13 werden bei der Vorfaltung nach außen gefaltet und bilden abstehende Bereiche aus überschüssigem Material, die auch als„Ohren" 13' bezeichnet werden und in einem späteren Herstellungsschritt - etwa durch Klebverfahren - an die Verpackung angelegt werden.
In Fig. 2A ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zur Vorfaltung von
Packungsmänteln 10 in einer Vorderansicht dargestellt. Bei der in Fig. 2A
dargestellten Vorrichtung 14 handelt es sich um einen Rundläufer. Die Vorrichtung 14 weist ein Drehgestell 15 auf, das mehrere vertikal verlaufende Tragelemente 15' und mehrere horizontal verlaufende Tragelemente 15" umfasst. Die Vorrichtung 14 weist zudem ein Festgestell 16 auf, das innerhalb des Drehgestells 15 angeordnet ist. Das Drehgestell 15 ist durch ein Lager 17, bei dem es sich vorzugsweise um ein axiales Wälzlager handelt, drehbar mit einem Fuß 18 verbunden. Das Drehgestell 15 kann daher um eine Drehachse 19, die in vertikaler Richtung zentral durch die Vorrichtung 14 verläuft, rotieren. Das Festgestell 16 ist hingegen direkt mit dem Fuß 18 verbunden und kann daher nicht rotieren. Die Vorrichtung 14 umfasst demnach einen drehbaren Teil und einen nicht-drehbaren Teil.
Die Vorrichtung 14 wird - jedenfalls in ihrem in Fig. 2A dargestellten Bereich - etwa auf halber Höhe von einem Transportband 20 umschlungen, an dem mehrere Zellen 21 befestigt sind. Die Zellen 21 dienen der Aufnahme von Packungsmänteln 10, die beispielsweise in die Zellen 21 geklemmt werden können. Das Transportband 20 umschlingt die Vorrichtung 14 nicht vollständig, sondern nur in einem Teilbereich, der beispielsweise zwischen 160° und 180° betragen kann. In dem übrigen Bereich, also in dem in Fig. 2A nicht dargestellten Bereich der„Rückseite" der Vorrichtung 14, löst sich das Transportband 20 von der Vorrichtung 14 und führt zu anderen
Vorrichtungen, die Teil einer Abfüllanlage für Lebensmittel sein können.
Die Rotation des Drehgestells 15 kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Eine Variante kann vorsehen, dass das Drehgestell 15 einen eigenen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor, aufweist. Dieser Antrieb kann das Drehgestell 15 drehen und dabei gleichzeitig das Transportband 20 antreiben. Eine alternative Variante kann vorsehen, dass das Drehgestell 15 keinen eigenen Antrieb aufweist, sondern von dem Transportband 20 mitgedreht wird. In diesem Fall muss das
Transportband 20 natürlich außerhalb der Vorrichtung 14 von einem Antrieb angetrieben werden. Um die Antriebskräfte zwischen dem Drehgestell 15 und dem Transportband 20 übertragen zu können, wird vorzugsweise eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden Teilen ausgebildet. Hierzu kann die Innenseite des
Transportbandes 20 beispielsweise Zähne aufweisen, die - wie bei einem Zahnriemen - in entsprechend geformte Zähne greifen, die an dem Drehgestell 15 vorgesehen sind. Durch eine formschlüssige Verbindung kann eine synchrone Bewegung von
Drehgestell 15 und Transportband 20 erreicht werden.
Die in Fig. 2A gezeigte Vorrichtung 14 weist zudem zwei Steuerschienen 22 auf, von denen die obere Steuerschiene 22' oberhalb des Transportbandes 20 angeordnet ist und von denen die untere Steuerschiene 22" unterhalb des Transportbandes 20 angeordnet ist. Die Steuerschienen 22 sind an dem fest stehenden Festgestell 16 befestigt und drehen sich daher bei einer Rotation des Drehgestells 15 nicht mit.
Gleichwohl kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der oberen
Steuerschiene 22' und der unteren Steuerschiene 22" einstellbar ist, um
Verpackungen mit unterschiedlichen Füllvolumina herstellen bzw. bearbeiten zu können. Hierzu kann die obere Steuerschiene 22' und/oder die untere Steuerschiene 22" beispielsweise in vertikaler Richtung verschiebbar ausgeführt sein. Vorzugsweise kann der Abstand zwischen den beiden Steuerschienen 22 in vorgegebenen Stufen verstellt werden, wobei die Stufen unterschiedlichen Verpackungsformaten entsprechen. Die vertikale Verstellbarkeit der Steuerschienen 22 kann beispielsweise durch einen Anschlag und eine Verriegelungseinrichtung erreicht werden (in Fig. 2A nicht dargestellt). Beide Steuerschienen 22 tragen mehrere Falteinrichtungen 23, die wiederum in obere Falteinrichtungen 23' und untere Falteinrichtungen 23" eingeteilt werden können. Die Falteinrichtungen 23 weisen einen starren Rahmen 24 auf, der verschiebbar auf Stangen 25 gelagert ist, die ihrerseits fest mit dem Drehgestell 15 verbunden sind. Auf diese Weise können die Falteinrichtungen 23 in vertikaler Richtung, also parallel zur Drehachse 19 nach oben und unten verschoben werden. Innerhalb der starren Rahmen 24 der Falteinrichtungen 23 ist jeweils ein beweglicher Schlitten 26 vorgesehen, der verschiebbar gelagert ist. Der Schlitten 26 kann daher relativ zu dem Rahmen 24 der Falteinrichtung 23 nach oben und unten bewegt werden. Jede Falteinrichtung 23 weist zudem Faltwerkzeuge 27 zum Vorfalten der Packungsmäntel 10 auf.
Die Lagerung und Führung der Falteinrichtungen 23 durch die Steuerschienen 22 erfolgt bei der in Fig. 2A dargestellten Vorrichtung 14 über drehbar gelagerte Rollen 28. Jede Falteinrichtung 23 weist eine mit dem Rahmen 24 verbundene Rahmenrolle 28' und eine mit dem beweglichen Schlitten 26 verbundene Schlittenrolle 28" auf. Jede Falteinrichtung 23 weist zudem wenigstens eine Feder 29 auf, bei der es sich beispielsweise um eine Spiralfeder aus Stahl handelt. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Federn 29 pro Falteinrichtung 23 der Anzahl der Stangen 25, so dass die Federn 29 um die Stangen 25 herum verlaufen und durch diese zentriert werden können. Die Federn 29 sind derart zwischen dem Rahmen 24 und dem beweglichen Schlitten 26 angeordnet, dass sie eine Druckkraft erzeugen, die die Schlittenrolle 28" permanent in Richtung der Rahmenrolle 28' drückt. Durch diese durch die Federn 29 erzeugte Druckkraft wird die Steuerschiene 22 zwischen den beiden Rollen 28 eingeklemmt. Bei einer Rotation des Drehgestells 15 rollen daher die Rollen 28 der sich gemeinsam mit dem Drehgestell 15 drehenden Falteinrichtungen 23 auf der Oberfläche der feststehenden Steuerschienen 22. Dies hat zur Folge, dass der Abstand zwischen der Rahmenrolle 28' und der Schlittenrolle 28" - und somit auch der Abstand zwischen dem Rahmen 24 und dem beweglichen Schlitten 26 - von der Dicke D der Steuerschiene 22 abhängt. In Bereichen, in denen die Steuerschiene 22 dünn, bzw. schmal ist, wird die Schlittenrolle 28" und somit auch der bewegliche Schlitten 26 durch die Federn 29 sehr dicht an die Rahmenrolle 28' herangedrückt. In
Bereichen, in denen die Steuerschiene 22 dick, bzw. breit ist, werden die Federn 29 hingegen wieder komprimiert, so dass die Schlittenrolle 28" und somit auch der bewegliche Schlitten 26 sich wieder von der Rahmenrolle 28' entfernt.
Um auch bei gebrochenen Federn 29 ein sicheres, kontrolliertes Anhalten des
Drehgestells 15 der Vorrichtung 14 zu gewährleisten, können - in Fig. 2A nicht dargestellte - Abstandshalter an den beweglichen Schlitten 26 der oberen und unteren Falteinrichtungen 23', 23" vorgesehen sein. Die Abstandshalter stellen sicher, dass sich die beweglichen Schlitten 26 - und somit auch die Schlittenrollen 28" - nur unwesentlich weiter von den Rahmenrollen 28' entfernen, als dies bei
funktionierenden Federn 29 in der maximalen Auslenkung der beweglichen Schlitten 26 der Fall wäre. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Steuerschienen 22', 22" auch bei gebrochenen Federn 29 eine - sicherlich nur recht lose - Führung für die beiden Rollen 28', 28" darstellen können. Vorzugsweise sind die Abstandshalter verstellbar ausgebildet.
Bei der in Fig. 2A dargestellten Vorrichtung 14 sind die beweglichen Schlitten 26 mechanisch mit den Faltwerkzeugen 27 verbunden. Dies ermöglicht es, die
Faltwerkzeuge 27 durch eine Bewegung der Schlitten 26 zu betätigen. Auf die genaue Art der Verbindung wird im Zusammenhang mit Fig. 2B detaillierter eingegangen. Beispielsweise können die Faltwerkzeuge 27 aktiviert werden, wenn sich der Abstand zwischen den Schlittenrollen 28" und den Rahmenrollen 28' verkleinert und deaktiviert werden, wenn sich der Abstand zwischen den Schlittenrollen 28" und den Rahmenrollen 28' wieder vergrößert. Durch diese Anordnung können die
Steuerschienen 22 die Falteinrichtungen 23 auf mehrfache Weise beeinflussen und steuern: Durch eine Veränderung der Lage der Steuerschienen 22 können die
Positionen der Falteinrichtungen 23 verändert werden; insbesondere können die Falteinrichtungen 23 in vertikaler Richtung verschoben werden. Durch eine
Veränderung der Dicke D der Steuerschienen 22 können hingegen die Positionen der beweglichen Schlitten 26 relativ zu den Rahmen 24 der Falteinrichtungen 23 verändert werden, wodurch die Faltwerkzeuge 27 beeinflusst werden können.
Fig. 2B zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Falteinrichtung 23 aus Fig. 2A. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A beschriebenen Bereiche der Falteinrichtung 23 sind in Fig. 2B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Bei der in Fig. 2B dargestellten Falteinrichtung 23 handelt es sich um eine obere Falteinrichtung 23'; für die unteren Falteinrichtungen 23" gilt jedoch Entsprechendes. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A beschrieben wurde, hat eine Veränderung der Dicke D der Steuerschiene 22 eine Verschiebung des beweglichen Schlittens 26 in vertikaler Richtung zur Folge. Durch eine Bewegung des Schlittens 26 werden die Faltwerkzeuge 27 aktiviert oder deaktiviert. Hierzu besteht eine mechanische Verbindung zwischen dem Schlitten 26 und den Faltwerkzeugen 27.
Bei der in Fig. 2B dargestellten und insoweit bevorzugten Falteinrichtung 23' wird die mechanische Verbindung zwischen dem beweglichen Schlitten 26 und den
Faltwerkzeugen 27 wie folgt realisiert: Der Schlitten 26 überträgt seine vertikale Bewegung auf einen Steuerschlitten 30. Der Steuerschlitten 30 ist über zwei
Führungsschienen 31 derart mit dem beweglichen Schlitten 26 verbunden, dass der Abstand zwischen dem beweglichen Schlitten 26 und dem Steuerschlitten 30 stets konstant ist. Mit anderen Worten bewegen sich der Schlitten 26 und der
Steuerschlitten 30 relativ zu dem Rahmen 24 der Falteinrichtung 23', jedoch nicht relativ zueinander. Die synchrone Bewegung von Schlitten 26 und Steuerschlitten 30 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass sowohl der Schlitten 26 als auch der Steuerschlitten 30 fest mit den Führungsschienen 31 verbunden sind, während die Führungsschienen 31 beweglich in dem Rahmen 24 der Falteinrichtung 23' geführt werden und daher relativ zu der Falteinrichtung 23' verschoben werden können. Der Steuerschlitten 30 ist mechanisch mit den Faltwerkzeugen 27 verbunden. Dies kann beispielsweise über gelenkig gelagerte Kuppelstangen 32 erfolgen. In Fig. 2B sind die Faltwerkzeuge 27 nur schematisch durch einen rechteckigen Block dargestellt. Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Falteinrichtung 23 fünf Faltwerkzeuge 27. Zwei dieser Faltwerkzeuge 27 können gegenüberliegend angeordnet sein, schwenkbar gelagert sein und der Vorfaltung der Rechtecksflächen 12 der Packungsmäntel 10 dienen. Zwei weitere dieser Faltwerkzeuge 27 können ebenfalls gegenüberliegend angeordnet sein, schwenkbar gelagert sein und der Vorfaltung der Dreiecksflächen 13 der Packungsmäntel 10 dienen. Diese vier
Faltwerkzeuge 27 werden bei einer vertikalen Bewegung des Schlittens 26 durch die Kuppelstangen 32 oder vergleichbare - in Fig. 2B nicht dargestellte - mechanische Elemente derart geschwenkt, dass sie den Packungsmantel 10 berühren und im Bereich seiner Bodenfläche 8 oder seiner Giebelfläche 9 vorfalten. Bei dem fünften Faltwerkzeug 27 kann es sich um einen Gegenhalter handeln, dessen Form etwa der Querschnittsfläche des Packungsmantels 10 entspricht. Dies ermöglicht es, dass der Gegenhalter vor oder während der Schwenkbewegung der anderen vier
Faltwerkzeuge 27 in den Packungsmantel 10 eingeführt werden kann und dort den anderen vier Faltwerkzeugen 27 als Anschlag dienen kann. Der Gegenhalter braucht im Gegensatz zu den anderen vier Faltwerkzeugen 27 nicht schwenkbar gelagert sein. Er braucht dementsprechend auch nicht über den Schlitten 26, den Steuerschlitten 30 und die Kuppelstangen 32 gesteuert zu werden, sondern kann fest mit dem Rahmen 24 verbunden sein und somit der vertikalen Bewegung der Falteinrichtung 23 folgen.
Bei Fig. 3 handelt es sich um eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte bei der Vorfaltung von Packungsmänteln 10. Zur Veranschaulichung wird die
Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 in Fig. 3 gedanklich in acht Positionen I - VIII unterteilt, die jeweils einzeln dargestellt sind. Aus Gründen der Vereinfachung werden in Fig. 3 zahlreiche Details der Vorrichtung 14 weggelassen. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A oder Fig. 2B beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 14 sind auch in Fig. 3 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Dargestellt sind insbesondere die obere Steuerschiene 22' und die untere Steuerschiene 22". Entlang der beiden Steuerschienen 22 werden die Falteinrichtungen 23 geführt; dies erfolgt über die Rollen 28', 28".
In Position I sind beide Steuerschienen 22 so weit von dem Transportband 20 entfernt, dass die Falteinrichtungen 23 und insbesondere die daran befestigten
Faltwerkzeuge 27 keinen Kontakt zu den Packungsmänteln 10 haben, die sich in den Zellen 21 des Transportbandes 20 befinden. Die Steuerschienen 22 haben bei der in Position I dargestellten Stellung eine große Dicke D, so dass die bewegliche Schlitten 26 in Richtung der Faltwerkzeuge 27 gedrückt werden. Dies führt dazu, dass die Faltwerkzeuge 27 geöffnet sind.
In Position II ist die Stellung der unteren Falteinrichtung 23" unverändert. Die obere Falteinrichtung 23' hat sich hingegen aufgrund einer Lageänderung der oberen Steuerschiene 22' in Richtung des zu faltenden Packungsmantels 10 verschoben. Dies hat zur Folge, dass sich die Faltwerkzeuge 27 der oberen Falteinrichtung 23' in der Nähe des oberen Bereiches des Packungsmantels 10, also im Bereich der
Giebelflächen 9, befinden. In dieser Stellung kann der Faltvorgang durchgeführt werden. Da die Dicke D der oberen Steuerschiene 22' jedoch in Position II
unverändert groß ist, hat sich die Stellung des beweglichen Schlittens 26 im Vergleich zu Position I nicht verändert, so dass die Faltwerkzeuge 27 der oberen Falteinrichtung 23' nach wie vor in der geöffneten Stellung sind.
Zwischen Position II und Position III verschiebt sich auch die untere Falteinrichtung 23" aufgrund einer Lageänderung der unteren Steuerschiene 22" in Richtung des zu faltenden Packungsmantels 10. In Position III befinden sich demnach sowohl die obere Falteinrichtung 23' als auch die untere Falteinrichtung 23" in einer Stellung, in der Faltvorgang durchgeführt werden kann. Die Dicke D der unteren Steuerschiene 22" ist jedoch in Position III unverändert groß ist, so dass sich die Stellung des beweglichen Schlittens 26 der unteren Falteinrichtung 23" im Vergleich zu Position I und Position II nicht verändert hat. Die Faltwerkzeuge 27 der unteren Falteinrichtung 23" sind daher in Position III nach wie vor in der geöffneten Stellung, so dass kein Faltvorgang durchgeführt wird. Die Dicke D der oberen Steuerschiene 22' hat sich jedoch von Position II zu Position III deutlich verringert, so dass der bewegliche Schlitten 26 der oberen Falteinrichtung 23' durch die Federn 29 in Richtung der oberen Steuerschiene 22' gedrückt wird. Aufgrund einer mechanischen Verbindung zwischen dem beweglichen Schlitten 26 und den Faltwerkzeugen 27 führt die beschriebene Bewegung des Schlittens 26 zu einer Betätigung der Faltwerkzeuge 27 der oberen Falteinrichtung 23'. Durch die Betätigung der Faltwerkzeuge 27 der oberen Falteinrichtung 23' wird der Packungsmantel 10 zunächst präzise ausgerichtet und anschließend im Bereich der Giebelflächen 9 vorgefaltet. Die Ausrichtung des Packungsmantels 10 ist insbesondere deshalb möglich, da die Faltwerkzeuge 27 der unteren Falteinrichtung 23" in Position III noch nicht betätigt werden, so dass sich der Packungsmantel 10 relativ zu der unteren Falteinrichtung 23" noch verschieben kann.
Zwischen Position III und Position IV verringert sich auch die Dicke D der unteren Steuerschiene 22", so dass auch die Faltwerkzeuge 27 der unteren Falteinrichtung 23" aufgrund einer Verschiebung des beweglichen Schlittens 26 betätigt werden. In Position IV sind somit sowohl die Faltwerkzeuge 27 der oberen Falteinrichtung 23' als auch die Faltwerkzeuge 27 der unteren Falteinrichtung 23" aktiv und stehen in Kontakt zu dem Packungsmantel 10.
Zwischen Position IV und Position V vergrößert sich die Dicke D der unteren
Steuerschiene 22" wieder, wodurch der bewegliche Schlitten 26 wieder in Richtung des Packungsmantels 10 gedrückt wird. Dies führt dazu, dass die Faltwerkzeuge 27 der unteren Falteinrichtung 23" sich wieder öffnen und den Packungsmantel 10 loslassen. Die Vorfaltung der Bodenflächen 8 des Packungsmantels 10 ist nun abgeschlossen. Die Faltwerkzeuge 27 der oberen Falteinrichtung 23' sind hingegen in Position V nach wie vor aktiv. Die Stellung der Bauteile ist in den Positionen III und V identisch. Zwischen Position V und Position VI verändert sich erneut die Lage der unteren Steuerschiene 22", wodurch die untere Falteinrichtung 23" wieder von dem Packungsmantel 10 wegbewegt wird. Die Stellung der oberen Falteinrichtung 23' ist in Position VI im Vergleich zu Position V hingegen unverändert. Bei der oberen
Steuerschiene 22' verändert sich zwischen den Positionen VI und VII zwar nicht die Lage, jedoch die Dicke D der oberen Steuerschiene 22'. Durch eine Vergrößerung der Dicke D der oberen Steuerschiene 22' wird der bewegliche Schlitten 26 der oberen Falteinrichtung 23' wieder in Richtung des Packungsmantels 10 gedrückt, wodurch sich die Faltwerkzeuge 27 der oberen Falteinrichtung 23' wieder öffnen. Nun ist auch die Vorfaltung der Giebelflächen 9 des Packungsmantels 10 abgeschlossen. Die Stellung der unteren Bauteile ist in den Positionen VI und II identisch; die Stellung der oberen Bauteile erreicht hingegen erst in Position VII wieder die Stellung aus Position II.
In Position VIII ist die Stellung der unteren Falteinrichtung 23" im Vergleich zu Position VI und Position VII unverändert. Die obere Falteinrichtung 23' hat sich hingegen aufgrund einer Lageänderung der oberen Steuerschiene 22' zwischen
Position VII und Position VIII in Richtung der oberen Steuerschiene 22' verschoben. In Position VIII sind demnach beide Steuerschienen 22 so weit von dem Transportband 20 entfernt, dass die Falteinrichtungen 23 und insbesondere die daran befestigten Faltwerkzeuge 27 keinen Kontakt zu den Packungsmänteln 10 haben, die sich in den Zellen 21 des Transportbandes 20 befinden. Ein Vergleich zwischen den Positionen I und VIII zeigt als Ergebnis der Vorfaltung nach außen gefaltete Dreiecksflächen 13. Die Rechtecksflächen 12 sind als Ergebnis der Vorfaltung hingegen nach innen gefaltet; dies ist in der in Fig. 3 gewählten Ansicht jedoch nicht erkennbar. In Fig. 4A sind die Faltwerkzeuge 27 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 in der geöffneten Stellung in einer Seitenansicht gezeigt. Bei der in Fig. 4A gezeigten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 14 sind fünf Faltwerkzeuge 27 vorhanden: Bei dem ersten Faltwerkzeug 27 handelt es sich um einen zentral angeordneten Gegenhalter 27A, der in das Innere des Packungsmantels 10 eingeführt ist und dessen Form etwa der Querschnittsfläche des Packungsmantels 10 entspricht. Zudem sind zwei gegenüberliegend angeordnete Flächenfalter 27B vorhanden, die schwenkbar gelagert sind. Die Flächenfalter 27B dienen dazu, die Rechtecksflächen 12 des Packungsmantels 10 nach innen zu falten. Schließlich sind zwei gegenüberliegend angeordnete Ohrenfalter 27C vorhanden, die ebenfalls schwenkbar gelagert sind. Der hintere der beiden Ohrenfalter 27C ist in Fig. 4A verdeckt. Die Ohrenfalter 27C dienen dazu, eine der Dreiecksflächen 13 gegen den Druck der Flächenfalter 27B von unten abzustützen, um die Ohren 13' des Packungsmantels 10 zu formen. Zu diesem Zweck weisen die Ohrenfalter 27C einen dreieckigen Bereich auf. Die Bewegungen der Faltelemente 27A, 27B und 27C sind in Fig. 4A schematisch durch Pfeile dargestellt. Fig. 4B zeigt die Faltwerkzeuge 27 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 in der geschlossenen Stellung in einer Seitenansicht. Im Vergleich zu der geöffneten Stellung aus Fig. 4A wurden die beiden Ohrenfalter 27C nach außen, also von dem
Packungsmantel 10 weggeschwenkt, so dass der dreieckige Bereich der Ohrenfalter 27C als Auflage zum Falten der Ohren 13 dienen kann. Die beiden Flächenfalter 27B wurden hingegen nach innen, also zu dem Packungsmantel 10 hingeschwenkt, wobei sie die Rechtecksflächen 12 des Packungsmantels 10 ebenfalls nach innen biegen. Die Stellung des Gegenhalters 27A ist unverändert. In der in Fig. 4B gezeigten Stellung pressen die beiden Flächenfalter 27B die Giebelflächen 9 des Packungsmantels 10 nach unten, wobei (außerhalb des Packungsmantels 10) die Ohrenfalter 27B und (innerhalb des Packungsmantels 10) der Gegenhalter 27A als Auflage dienen.
In Fig. 4C sind die Faltwerkzeuge 27 in der Stellung aus Fig. 4A im Querschnitt dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 4A beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 14 sind in Fig. 4C mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Besonders deutlich ist die taillierte Form des Gegenhalters 27A erkennbar, die erstens dazu dient, den Flächenfaltern 27B zwei ebene Auflageflächen zu bieten und es zweitens ermöglicht, die beiden Rechtecksflächen 12 des Packungsmantels 10 möglichst dicht zusammendrücken zu können. Im Gegensatz zu Fig. 4A ist in Fig. 4C der hintere Ohrenfalter 27C dargestellt. Fig. 4D zeigt die Faltwerkzeuge 27 in der Stellung aus Fig. 4B im Querschnitt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 4B beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 14 sind in Fig. 4D mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Besonders deutlich ist der Verlauf der Wand des Packungsmantels 10 erkennbar (fett dargestellt). Die Wand des Packungsmantels 10 wird zwischen den beiden Flächenfaltern 27B und
(außerhalb des Packungsmantels 10) den Ohrenfaltern 27C sowie (innerhalb des Packungsmantels 10) dem Gegenhalter 27A zusammengedrückt und dabei vorgefaltet. Im Gegensatz zu Fig. 4B ist in Fig. 4D der hintere Ohrenfalter 27C dargestellt. In Fig. 5A sind die Faltwerkzeuge 27 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 in der geöffneten Stellung im Querschnitt entlang der Linie VA- VA aus Fig. 4A dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 4A bis Fig. 4D beschriebenen Bereiche der
Vorrichtung 14 sind in Fig. 5A mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Gegenhalter 27A kann in Querrichtung des Packungsmantels 10, also parallel zu der vorderen Fläche 5 und der hinteren Fläche 6 geringfügig breiter ausgebildet sein, als die Breite der vorderen Fläche 5 und der hinteren Fläche 6. Dies hat den Effekt, dass die Dreiecksflächen 13 des Packungsmantels 10 beim Einführen des Gegenhalters 27A leicht nach außen gedrückt werden und bereits vor der eigentlichen Vorfaltung an den Ohrenfaltern 27C anliegen.
Fig. 5B zeigt die Faltwerkzeuge 27 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 in der geschlossenen Stellung im Querschnitt entlang der Linie VB-VB aus Fig. 4B. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 4A bis Fig. 4D beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 14 sind in Fig. 5B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Besonders deutlich sind die nach außen abstehenden Ohren 13' des Packungsmantels 10 erkennbar. Die Ohren 13' werden geformt, indem die beiden Flächenfalter 27B (in Fig. 5B nicht dargestellt) die Wand des Packungsmantels 10 insbesondere im Bereich der Dreiecksflächen 13 auf die beiden Ohrenfalter 27C pressen. Die in Fig. 4B, Fig. 4D und Fig. 5B erreichte Form der Giebelflächen 9 des
Packungsmantels 10 kann nicht vollständig beibehalten werden, da der Gegenhalter 27A wieder nach oben aus dem Packungsmantel 10 herausgezogen werden muss und dabei gegen die Rechtecksflächen 12 stößt. Zudem muss für die spätere Befüllung des Packungsmantels 10 eine ausreichend große Öffnung vorhanden sein. Durch das Herausziehen des Gegenhalters 27A sowie aufgrund der Elastizität des Materials des Packungsmantels 10 bewegen sich die Giebelflächen 9 des Packungsmantels 10 wieder ein Stück zurück, so dass der Packungsmantel 10 nach Abschluss der
Vorfaltung etwa die zuvor im Zusammenhang mit Fig. 1D beschriebene Form einnimmt. In Fig. 6 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Anlage 33 zum Befüllen von
Packungen mit Lebensmitteln dargestellt (EP 0 112 605 A2). Die einzelnen Stationen der Anlage 33 sind in Fig. 6 nur schematisch dargestellt, da Fig. 6 lediglich dazu dienen soll, ein mögliches Einsatzgebiet einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 zur Vorfaltung von Packungsmänteln 10 zu verdeutlichen. Die (in Fig. 6 nicht
dargestellten) Packungsmäntel 10 werden durch eine Station 34 aufgefaltet und an die Zellen 21 des Transportbands 20 übergeben. Die Anlage 33 umfasst einen ersten Rundläufer 35, in dem die Giebelflächen 9 der Packungsmäntel 10 vorgefaltet werden. Anschließend durchlaufen die Packungsmäntel 10 eine Station 36, in der die
Bodenflächen 8 der Packungsmäntel 10 vorgefaltet werden. Die Stationen 35 und 36 können durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung ersetzt werden. Nach der
Vorfaltung werden die Bodenflächen 8 der Packungsmäntel 10 in einer Station 37 zusammengefaltet und versiegelt. Anschließend wird das Transportband 20 um einen zweiten Rundläufer 38 geführt, in dem die an der Unterseite verschlossenen
Packungsmäntel 10 mit Lebensmitteln befüllt werden. In einer weiteren Station 39 werden die Giebelflächen 9 der Packungsmäntel 10 zusammengefaltet und versiegelt. Abschließend werden die nunmehr befüllten und verschlossenen Packungsmäntel 10 in einer weiteren Station 40 aus den Zellen 21 des Transportbands 20
herausgenommen und wieder aus der Anlage 33 ausgeschleust. Bezueszeichenliste:
1: Zuschnitt
2: Faltlinie
3, 4: Seitenfläche
5: vordere Fläche
6: hintere Fläche
7: Siegelfläche
8: Bodenfläche
9: Giebelfläche
10: Packungsmantel
11: Längsnaht
12: Rechtecksfläche
13: Dreiecksfläche
13': Ohren
14: Vorrichtung
15: Drehgestell
15', 15": Tragelement
16: Festgestell
17: Lager
18: Fuß
19: Drehachse
20: Transportband
21: Zelle
22, 22', 22": Steuerschiene
23, 23', 23": Falteinrichtung
24: Rahmen
25: Stange
26: Schlitten
27: Faltwerkzeug
27A: Gegenhalter
27B: Flächenfalter 27C: Ohrenfalter
28, 28', 28": Rolle
29: Feder
30: Steuerschlitten
31: Führungsschiene
32: Kuppelstange
33: Anlage
34: Station zum Auffalten
35: Station zur Vorfaltung der Giebelflächen
36: Station zur Vorfaltung der Bodenflächen
37: Station zur Faltung und Versiegelung der Bodenflächen
38: Station zum Befüllen
39: Station zur Faltung und Versiegelung der Giebelflächen
40: Station zum Ausschleusen
D: Dicke (der Steuerschiene 22)

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung (14) zur Vorfaltung von Packungsmänteln (10), umfassend:
- wenigstens eine Falteinrichtung (23") mit Faltwerkzeugen (27) zur
Vorfaltung der Bodenflächen (8) eines Packungsmantels (10), und
- wenigstens eine Falteinrichtung (23') mit Faltwerkzeugen (27) zur Vorfaltung der Giebelflächen (9) eines Packungsmantels (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
alle Falteinrichtungen (23', 23") in vertikaler und in horizontaler Richtung beweglich gelagert sind.
Vorrichtung (14) nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
ein Drehgestell (15), das um eine zentral durch die Vorrichtung (14) verlaufende Drehachse (19) rotierbar gelagert ist.
Vorrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Drehgestell (15) vertikal verlaufenden Stangen (25) aufweist, an denen die Falteinrichtungen (23', 23") beweglich, insbesondere in vertikaler Richtung beweglich, gelagert sind.
Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch
ein fest stehendes Festgestell (16), das innerhalb des Drehgestells (15) angeordnet ist.
Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch eine untere Steuerschiene (22"), die an dem Festgestell (16) befestigt ist und entlang der die wenigstens eine Falteinrichtung (23") zur Vorfaltung der
Bodenflächen
(8) der Packungsmäntel (10) beweglich, insbesondere durch Rollen (28', 28"), geführt ist.
Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch
eine obere Steuerschiene (22'), die an dem Festgestell (16) befestigt ist und entlang der die wenigstens eine Falteinrichtung (23') zur Vorfaltung der
Giebelflächen
(9) der Packungsmäntel
(10) beweglich, insbesondere durch Rollen (28', 28"), geführt ist.
Vorrichtung (14) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die untere Steuerschiene (22") und/oder die obere Steuerschiene (22') eine entlang ihrer Länge variierende Dicke (D) aufweisen.
Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Falteinrichtungen (23', 23") einen starren Rahmen (24) und einen Schlitten (26) aufweisen, der relativ zu dem Rahmen (24) beweglich gelagert ist.
Vorrichtung (14) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der bewegliche Schlitten (26) mechanisch mit den Faltwerkzeugen (27) verbunden ist.
Vorrichtung (14) nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der bewegliche Schlitten (26) durch wenigstens eine Führungsschiene mechanisch mit einem Steuerschlitten (30) verbunden ist.
11. Vorrichtung (14) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerschlitten (30) durch wenigstens eine Kuppelstange (32) mechanisch mit den Faltwerkzeugen (27) verbunden ist.
12. Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Falteinrichtungen (23', 23") wenigstens eine Feder (29) aufweisen, die zwischen dem Rahmen (24) und dem beweglichen Schlitten (26) eingespannt ist.
13. Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (14) wenigstens sechs Falteinrichtungen (23") zur Vorfaltung der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10) und wenigstens sechs
Falteinrichtungen (23') zur Vorfaltung der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10) umfasst.
14. Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Falteinrichtung (23', 23") mehrere beweglich gelagerte Faltwerkzeuge (27A, 27B) umfasst.
15. Vorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
gekennzeichnet durch
Mittel zur formschlüssigen Verbindung mit einem Transportband (20) mit daran befestigten Zellen (21).
16. Verfahren zur Vorfaltung von Packungsmänteln (10), umfassend die folgenden Schritte:
a) Ausrichten eines Packungsmantels (10), b) Vorfaltung der Giebelflächen (9) dieses Packungsmantels (10), und c) Vorfaltung der Bodenflächen (8) dieses Packungsmantels (10), wobei sich die Schritte b) und c) zeitlich überschneiden,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Packungsmantel (10) in horizontaler Richtung bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Packungsmantel (10) mit konstanter Geschwindigkeit wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Packungsmantel (10) entlang einer Kreisbahn bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Packungsmantel (10) durch ein Transportband
(20) mit daran befestigten Haltern oder Zellen
(21) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei den Schritten b) und c) ein Gegenhalter (27A) in den Packungsmantel (10) eingeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei den Schritten b) und c) zwei gegenüberliegend angeordnete Flächenfalter (27B) in Richtung des Packungsmantels (10) geschwenkt werden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schritten b) und c) zwei gegenüberliegend angeordnete Ohrenfalter (27C) von dem Packungsmantel (10) weggeschwenkt werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
Schritt b) früher beginnt als Schritt c).
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
Schritt c) früher beendet ist als Schritt b).
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
Schritt b) und Schritt c) vollständig synchron verlaufen.
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