WO2023052439A2 - Abförderband - Google Patents

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WO2023052439A2
WO2023052439A2 PCT/EP2022/077004 EP2022077004W WO2023052439A2 WO 2023052439 A2 WO2023052439 A2 WO 2023052439A2 EP 2022077004 W EP2022077004 W EP 2022077004W WO 2023052439 A2 WO2023052439 A2 WO 2023052439A2
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Definitions

  • the present invention relates to a device for mechanically producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material, in particular from paper. Furthermore, the present invention relates in particular to a device according to the invention
  • Packaging product manufacturing device manufactured packaging product and a system from a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material and a starting material supply.
  • a packaging product can therefore also be referred to as a shock-absorbing filling material product.
  • a three-dimensional packaging product is formed by deforming a two-dimensional paper web stock in a predetermined manner to produce the three-dimensional packaging product indefinitely.
  • Waste paper is being used more and more frequently for the paper material, primarily for ecological reasons. However, due to its inhomogeneity, it is difficult to reshape, especially if the three-dimensional packaging product can always be produced uniformly and as simply and economically as possible.
  • the web of packaging material can be made from paper, such as recycled paper, in particular waste paper and/or 100% recyclable paper, which can be produced without chemical ingredients.
  • Recycled paper is, in particular, paper material with a low proportion (less than 50%) of fresh fiber paper material. For example, paper materials containing 70% to 100% waste paper are used.
  • the recycled paper within the meaning of this invention can be paper material which can have a tensile strength index in the machine direction of at most 90 Nm/g, preferably a tensile strength of 15 Nm/g to 60 Nm/g, and a tensile strength index in the cross-machine direction of at most 60 Nm/g. g, preferably a tensile strength of 5 Nm/g to 40 Nm/g.
  • a standard DIN EN ISO 1924-2 or DIN EN ISO 1924-3 can be used to determine the tensile strength or the tensile strength index.
  • a recycled paper property or waste paper property can be characterized by the so-called bursting resistance.
  • a material in this sense is recycled paper with a bursting index of at most 3.0 kPa*m A 2 /g, preferably with a bursting index of 0.8 kPa*m A 2 /g to 2.5 kPa*m A 2 /g.
  • the DIN EN ISO 2758 standard is used to determine the bursting index.
  • the packaging material has a mass per unit area of in particular 40 g/m2 to a maximum of 140 g/m2.
  • the starting packaging material can be in the form of a roll of web material or a zigzag-folded stack of packaging material, which is also referred to as a leporello stack.
  • EP 2 711 167 Bi An example of a generic packaging product is given in EP 2 711 167 Bi.
  • a first forming step according to EP 2 711 167 Bi, the longitudinal edge strips of the paper web are essentially loosely rolled inwards.
  • a central connecting section or middle area which connects the two rolled-up longitudinal edge strips of the paper web section and which each create a crumple cavity.
  • an embossing is introduced to stiffen and fix the longitudinal edge strips of the packaging product, which is formed by a sequence of valley and elevation sections.
  • the laterally rolled cushion section which delimits a cavity to form a crumple zone, should be significantly thicker than the embossed central area.
  • a generic packaging product manufacturing device is known for example from US 2021/0023808 Ai.
  • the packaging product manufacturing device comprises the following components, viewed in the conveying direction of the web-shaped starting material: a preforming station for forming lateral crumple cavities; an embossing station for embossing the center portion of the preformed paper web; a severing station for severing packaging products of a specified length from the preformed paper web; an output device via which the separated packaging products are discharged from the packaging product manufacturing device.
  • the dispensing device comprises a pair of opposed conveyor belts which are driven by a common motor in order to actively convey the packaging products towards a removal opening of the machine at which the packaging products can be removed.
  • the conveyor belts are arranged symmetrically with respect to a central axis lying between them and are inclined in such a way that the conveying path delimited between them decreases continuously, starting from an end on the side of the separating station towards the removal opening.
  • the severing station in US 2021/0023808 Ai also includes a blade of the guillotine type, which is mounted in such a way that during a cutting process it executes a cutting movement in the vertical direction in the direction of gravity.
  • the packaging product manufacturing device comprises a forming station, at which the web-shaped starting material is formed into a three-dimensional packaging product. Three pairs of drive wheels are integrated into the forming station, which are responsible for drawing in and conveying the starting material. A stamping station with two stamping gears is arranged downstream of the forming station, by means of which a central section of the preformed packaging product is deformed and stamped.
  • the device further includes a motor that drives both the coining gears and the drive wheels. The driving force is first transmitted to the embossing gears and finally to the drive wheels via a belt drive.
  • a major disadvantage of the drive kinematics of WO 95/31296 Ai is that the force is often deflected over very large distances. Several gears are necessary to transmit the power to the various consumers.
  • the inventors of the present invention have also recognized that there is a need for small paper packaging products, ie paper packaging products whose width dimension is reduced transversely to the longitudinal extent, because these can be integrated more easily in narrow volumes to be padded in packaging cartons or bags.
  • packaging products of the generic form with a corrugated, longitudinally extending embossing section and laterally symmetrically adjoining, tubular crumple cavities which were produced by integrally forming a web-shaped starting material, were always produced to a fairly uniform size, the constraints of the paper material as well as the packaging product manufacturing devices intended for the production did not allow a width of less than 15 cm.
  • the inventors of the present invention have now succeeded in providing a packaging product making apparatus capable of producing packaging products of the above structure with a width of less than 15 cm.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to improve a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped paper starting material in such a way that the risk of a paper jam is reduced and/or an existing paper jam in a simpler way can be removed and/or that it is optimized in terms of force flow and/or installation space and/or that a clean separation of packaging products is ensured more reliably.
  • an apparatus for producing a three-dimensional packaging product such as a cushioning product, from a sheet-like Starting material, such as a single or multi-ply paper web, provided in particular made of paper.
  • Waste paper is being used more and more frequently for the paper material, primarily for ecological reasons. However, due to its inhomogeneity, it is difficult to reshape, especially if the three-dimensional packaging product can always be produced uniformly and as simply and economically as possible.
  • the web of starting material can be made from paper, such as recycled paper, in particular waste paper and/or 100% recyclable paper, which can be produced without chemical ingredients.
  • Recycled paper is, in particular, paper material with a small proportion (less than 50%) of paper material containing fresh fibers.
  • the recycled paper within the meaning of this invention can be paper material which can have a tensile strength index in the machine direction of at most 90 Nm/g, preferably a tensile strength of 15 Nm/g to 60 Nm/g, and a tensile strength index in the cross-machine direction of at most 60 Nm/g. g, preferably a tensile strength of 5 Nm/g to 40 Nm/g.
  • a standard DIN EN ISO 1924-2 or DIN EN ISO 1924-3 can be used to determine the tensile strength or the tensile strength index.
  • a recycled paper property or waste paper property can be characterized by the so-called bursting resistance.
  • a material in this sense is recycled paper with a bursting index of at most 3.0 kPa*m A 2 /g, preferably with a bursting index of 0.8 kPa*m A 2 /g to 2.5 kPa*m A 2 /g.
  • the DIN EN ISO 2758 standard is used to determine the bursting index.
  • the packaging material has a mass per unit area of in particular 40 g/m2 to a maximum of 140 g/m2.
  • the starting material can be in the form of a roll of web material or a zigzag-folded stack of packaging material, which is also referred to as a leporello stack.
  • the device can be dimensioned and designed in such a way that it is miniaturized, ie dimensioned significantly smaller than corresponding devices from the prior art and/or is able to produce significantly smaller packaging products. This can satisfy the demand for small packaging products.
  • devices according to the invention are being made available to meet the demand for smaller and smaller ones Storage areas for such packaging product provision devices fair. For example, as a rule of thumb for the overall dimensions of generic devices, it was required that these should not exceed the external dimensions of a standard industrial pallet.
  • devices according to the invention have an overall dimension of less than 650 mm in length in the conveying device, less than 450 mm wide transversely to the conveying device and less than 300 mm high transversely to the conveying and width direction.
  • the device according to the invention can be designed to produce small or miniature packaging products or cushions.
  • Such small or miniature packaging products can have a length in the conveyor of less than 30 mm, a width of less than 120 mm, in particular in the range of 80 to 90 mm, and a height of less than 40 mm, in particular in the range of 20 to 30 mm.
  • the apparatus includes a preforming station which forms the starting material into a three-dimensional intermediate product having at least one crush cavity extending in the direction of the web.
  • the shape of the intermediate product can essentially correspond to the final packaging product.
  • the packaging product is then produced from the intermediate product.
  • the preforming station includes a funnel-like wrapping or rolling device, which wraps or rolls the paper web laterally in the transverse direction as it is transported into the device, so that the longitudinal edges of the paper web, which are provided, for example, by means of a leporello stacking source, are essentially folded over one another in the middle of the paper web are.
  • a deformation station in particular an embossing and/or perforation station, with two carrier rollers, in particular embossing and/or deformation wheels, can be connected to the preforming station in the conveying direction of the starting material, which engage in one another in a deformation area in order to turn the folded or rolled starting material web into the upholstery product to deform.
  • This specific upholstery product comprises an essentially central longitudinally extending deformation area, in particular an embossing and/or perforation area, on which two in the transverse direction connect lateral cavity crumple zones, the lateral end of which also forms the end of the cushioning product.
  • the device can produce a paper padding product that is essentially dumbbell-shaped in cross section.
  • the device also includes a separating station which follows the preforming station in the conveying direction of the starting material and which separates a packaging product of a desired length from the starting material.
  • a separating station which follows the preforming station in the conveying direction of the starting material and which separates a packaging product of a desired length from the starting material.
  • Cutting devices and means commonly used in the generic type come into consideration for the severing station.
  • the device according to the invention comprises an output device which follows the separating station in the conveying direction of the starting material and has a pair of continuous conveyors lying opposite one another for conveying the separated packaging product out of the device.
  • the continuous conveyors can, for example, comprise conveyor belts.
  • the continuous conveyors can basically be characterized by a continuous removal movement.
  • the continuous conveyors can be arranged in such a way that a section of the preformed starting material running ahead of the separating station has already been transferred to the continuous conveyors and is gripped by them, so that they experience a conveying force away from the separating station.
  • the continuous conveyors convey the separated packaging product further in the conveying direction, in particular in the direction of an output opening at which the packaging products can be removed or are output or ejected, in particular with frictional contact with the packaging product.
  • the continuous conveyors delimit a discharge channel between them, through which the packaging products are transported.
  • the continuous conveyors delimit the discharge channel in the vertical direction at the top and bottom.
  • lateral channel delimitation elements can be provided.
  • the conveyor belts can each be mounted on or guided by two deflection rollers, one of which can be driven by a motor in order to generate the conveying force.
  • one continuous conveyor is movably mounted relative to the other continuous conveyor.
  • This allows access between the continuous conveyors, in particular in the discharge channel.
  • the upper continuous conveyor is movably mounted relative to the lower continuous conveyor.
  • the moveable mounting can be implemented, for example, via a translational displacement movement or via a rotary pivoting movement.
  • one of the two continuous conveyors can be moved in and out of the device or the output device like a drawer.
  • the device can also be provided with a detachable fastening device, by means of which the continuous conveyors are fastened to one another and secured against moving away from one another, particularly when the device is in operation.
  • the fastening device can include, for example, a latching, clamping, screwing or the like.
  • one, in particular the upper, continuous conveyor is pivotably mounted relative to the other, in particular the lower, continuous conveyor.
  • the pivot mounting of the continuous conveyor has proven to be particularly advantageous with regard to simple operation and/or a space-saving option for accessing the interior of the dispensing device.
  • the continuous conveyor can be pivoted in such a way that the pivotable continuous conveyor can be pivoted beyond a 90° position with respect to the other continuous conveyor.
  • a pivoting movement amplitude of approximately 150° to 170° can be provided.
  • the large movement amplitudes have proven to be advantageous insofar as the largest possible area of intervention in the device, in particular the dispensing device, is created.
  • the pivoting movement can, for example, be designed in such a way that the discharge channel delimited by the continuous conveyors is completely exposed.
  • the packaging product that is jammed or wedged or jammed in some other way can be accessed at any point in the discharge channel. Furthermore, all other components inside the dispensing device can be reached.
  • a pivoting movement direction of the pivotable continuous conveyor is oriented in the direction of the conveying direction of the starting material.
  • the pivotable Continuous conveyor guided around at least two deflection rollers and mounted pivotably about the deflection roller oriented downstream or about the upstream deflection roller with respect to the conveying direction.
  • the pivoting of the continuous conveyor in the direction of the conveying direction ie still forward, has the advantage that a collision with the other components of the device according to the invention, all of which are located upstream of the output device, is ruled out.
  • one of the continuous conveyors in particular the pivotable continuous conveyor, is mounted in a floating manner.
  • the floating mounting can be realized, for example, by means of a spring preload.
  • a certain pretensioning force can be exerted on the packaging products via the floating bearing of one of the continuous conveyors, so that they can be reliably gripped and conveyed away.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material is provided.
  • the device can be designed according to one of the aspects described above or exemplary embodiments. To the To avoid repetition, reference is made to the previous statements with regard to the components from the preamble.
  • the output device has an upper continuous conveyor and a lower continuous conveyor opposite the upper continuous conveyor.
  • the continuous conveyors which can be designed according to the above-described embodiments, form and delimit between them a conveying channel that defines a conveying path.
  • the upper continuous conveyor protrudes over the lower continuous conveyor counter to the conveying direction of the starting material.
  • the upper continuous conveyor extends counter to the conveying direction at least as far as the separating station and/or is guided around a deflection roller on the separating station, the axis of rotation of which lies upstream of the separating station in the conveying direction.
  • the axis of rotation is located upstream in the conveying direction at that point at which the packaging product is separated from the starting material web.
  • This separation point can be defined by the cutting action in which a cutting edge or a knife of the separation station cuts through the preformed starting material.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material is provided.
  • the device can be designed according to one of the embodiments described above or according to one of the exemplary embodiments described above.
  • the preforming station converts the starting material into a three-dimensional intermediate product having two web-direction lateral crush cavities and a web-direction central attachment and/or deformation zone.
  • At least one conveyor is configured and/or dimensioned to engage between the crushable voids of the severed packaging product and to make conveying contact with the central attachment and/or deformation zone.
  • overlapping material web sections are bonded to one another. This can be done, for example, by a pair of intermeshing embossing and/or perforating wheels following the preforming station, which are set up to emboss and/or perforate the overlapping material web sections. In this way, an interlocking structure can take place between the material web sections which are arranged one above the other and which are coupled to one another in this way.
  • the continuous conveyor only enters into conveying contact with the central fastening and/or deformation zone.
  • the continuous conveyor can be dimensioned in such a way that it is free from contact with the lateral crush cavities in the conveyor contact engagement. This can mean that a width of the continuous conveyor measured transversely to the conveying direction is smaller than the smallest distance between the lateral crumple cavities.
  • the width of the central attachment and/or deformation zone is less than 30 mm, in particular between 20 mm and 25 mm.
  • the continuous conveyor has a conveying surface that is shape-matched with respect to the fastening and/or deformation zone for gripping the packaging product in a form-fitting manner.
  • the central attachment and/or deformation zone can be produced, for example, by a pair of intermeshing embossing and/or deformation wheels.
  • a mountain-valley structure, in particular a wave structure, that alternates in the conveying direction can be introduced into the conveying surface.
  • the mountain-valley structure gives the packaging product a certain stability and resistance to external influences.
  • the continuous conveyor can have a surface with reduced frictional resistance. Examples of suitable materials are polyurethane, rubber, PVC, TPU, PUR, caoutchouc or the like.
  • the coefficient of friction is in the range of 0.1 - 0.8 in relation to the contact between the paper material and the surface of the continuous conveyor.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material is provided.
  • the device can be designed according to one of the embodiments described above or according to one of the exemplary embodiments described above.
  • the device further comprises a pair of combing embossing and/or perforating wheels following the preforming station in the conveying direction of the starting material, which are set up to bind together overlapping starting material web sections along a fastening and/or deformation zone extending in the web direction.
  • the Embossing and/or perforating wheels can be set up to emboss and/or perforate the overlapping material web sections. In this way, an interlocking structure can take place between the material web sections which are arranged one above the other and which are coupled to one another in this way.
  • the device comprises a separating station which follows the embossing and/or perforation wheels in the conveying direction of the starting material and which separates a packaging product of a desired length from the starting material.
  • a separating station which follows the embossing and/or perforation wheels in the conveying direction of the starting material and which separates a packaging product of a desired length from the starting material.
  • Cutting devices and means commonly used in the generic type come into consideration for the severing station.
  • the device also comprises an output device which follows the separating station in the conveying direction of the starting material and has a pair of continuous conveyors lying opposite one another for conveying away the separated packaging product.
  • the continuous conveyors can include conveyor belts, for example.
  • the continuous conveyors can basically be characterized by a continuous removal movement.
  • the continuous conveyors can be arranged in such a way that a section of the preformed starting material running ahead of the separating station has already been transferred to the continuous conveyors and is gripped by them, so that they experience a conveying force away from the separating station.
  • the continuous conveyors convey the separated packaging product further in the conveying direction, in particular in the direction of an output opening at which the packaging products can be removed or are output or ejected, in particular with frictional contact with the packaging product.
  • the continuous conveyors delimit a discharge channel between them, through which the packaging products are transported.
  • the continuous conveyors delimit the discharge channel in the vertical direction at the top and bottom.
  • lateral channel delimitation elements can be provided.
  • the conveyor belts can each be mounted on or guided by two deflection rollers, one of which can be driven by a motor in order to generate the conveying force.
  • the embossing and/or perforation wheels and the continuous conveyor are driven by the same motor.
  • a cost-effective device can be created.
  • Another advantage is in particular with regard to the required miniaturization or the production of small-sized packaging products. By providing only one motor, components can be saved, so that the installation space required for the device can be reduced. According to the invention, a particularly compact packaging product manufacturing device can be provided.
  • the embossing and/or perforation wheels and the continuous conveyor have drive shafts.
  • the embossing and/or perforating wheels are mounted on drive shafts.
  • the continuous conveyors can also be mounted on drive shafts, which are implemented, for example, via deflection rollers around which the continuous conveyors are guided.
  • the drive shafts of the embossing and/or perforation wheels and the drive shafts of the continuous conveyor are coupled to one another, in particular synchronized with one another, via a traction mechanism.
  • the traction mechanism can, for example, be a belt, a chain or the like.
  • a power transmission that is particularly easy to implement can be implemented from the engine to the various consumers via the traction mechanism.
  • the synchronization of embossing and/or perforation wheels as well as continuous conveyors can be set or adjusted in a simple manner when using traction mechanism drives.
  • a power take-off sequence is defined in such a way that the drive shaft of the embossing and/or perforating wheels transmits the driving force to the continuous conveyor.
  • the force pickup sequence can be designed as a series connection. If the embossing and/or perforating wheels are not driven by the motor, the continuous conveyors are not driven either.
  • the traction mechanism of the continuous conveyor takes the driving force from the motor on the drive shaft of at least one of the perforating and/or embossing wheels.
  • the continuous conveyors can have a separate motor or be driven by a separate motor that is decoupled from the motor of the embossing and/or perforating wheels.
  • the device in particular the dispensing device, comprises a dispensing device housing with a dispensing opening for the packaging products produced.
  • the opening cross section of the dispensing opening can be shaped according to an outer contour of the packaging products.
  • the dispensing opening has, to put it simply, a dumbbell-shaped opening cross section that is shaped and dimensioned laterally according to the lateral crumple cavities of the packaging product and centrally according to the central deformation and/or fastening zone of the packaging product.
  • the opening cross section can be formed, for example, by the drive device housing structure itself.
  • the dispensing device housing can have guide or channel delimiting structures on the inside, which extend into the conveying path, so that the opening cross section of the dispensing device also reflects the shape of the packaging product.
  • the discharge opening comprises two lateral crumple cavity passages for the crumple cavities and a fastening and/or deformation zone passage connecting the crumple cavity passages for the fastening and/or deformation zone of the packaging products .
  • the crumple-cavity passages have a curved, almost round cross-section, while the deformation and/or attachment zone passage is angular, in particular rectangular, in shape.
  • an imaginary inner circle of the crumple cavity passages has a diameter of at least 30 mm, in particular at least 35 mm, and/or at most 40 mm and/or a maximum height of the attachment and/or deformation zones - passage is 20 mm.
  • the idea of adapting the dispensing opening to the outer contour of the packaging product to be produced is generally to additionally avoid the formation of paper jams. Due to the fact that the delivery opening and/or the conveying channel delimited by the continuous conveyors is adapted to the outer contour of the packaging products produced, the tendency for paper jamming is clear reduced, since it is significantly more difficult for the packaging products to become wedged or tilted within the conveyor channel. A further advantage is that a new shaping takes place in the area of the discharge channel and/or in the area of the discharge opening.
  • the shape of the upholstery product created in the preforming station and possibly the subsequent embossing and/or perforating wheels can still change slightly, particularly during the separating process, which can be compensated for by reshaping by means of the discharge channel or discharge opening. Furthermore, there is an advantage in that the dispensing opening serves as a visual indication of the shape of the packaging product to be produced. Users operating the machine know from the shape of the dispensing opening what the cross-sectional shape of the packaging product being produced will be.
  • the continuous conveyors are dimensioned in relation to the packaging products to be manufactured in such a way that they protrude by at least 0.5 cm at both lateral ends of a severed packaging product. It has proven to be advantageous if the width of the continuous conveyor exceeds the width of the packaging products to be manufactured. In an alternative embodiment, it is conceivable to make the dispensing opening 10 mm to 20 mm smaller in its overall dimensions than the width of the packaging product. In this way, when the packaging products are conveyed away, transverse compression can also occur, which can ensure a certain increase in stability and/or can lead to a further reduction in the size of the packaging product. This can be selected or adjusted as a function of the requirements for the packaging products, for which purpose the dispensing opening can have, for example, means for adjusting the width of the opening cross section of the dispensing opening.
  • At least one continuous conveyor has at least two conveyor sections, in particular identically designed and distributed transversely to the conveying direction.
  • the conveying sections can be set up to come into conveying contact with a crumple cavity of the preformed starting material or the separated packaging product, which cavity extends in the direction of the web. For example, they grab both conveying sections exclusively to the crumple cavities.
  • the distance between the at least two conveyor sections is matched to the width of a packaged product.
  • the width of the at least two conveying sections in the transverse direction can be smaller than the width of the crumple cavities.
  • An advantage of this design is, for example, that the arrangement of the conveyor track sections within the conveyor channel and their coordination with the packaging products can be subject to a certain tolerance, since the conveyor track sections are intended to come into contact with the crumple cavities protruding downwards and upwards in the vertical direction , which protrude so far from the remaining components of the packaging product that contact can be easily ensured by the continuous conveyor.
  • the device according to the invention comprises sensors which are assigned to at least one of the continuous conveyors and are designed to detect a deformation and/or a change in position of the continuous conveyor in order to anticipate or detect a material jam. It has been found that parameters relating to the operation, the shape and/or the position of the continuous conveyor can be used to draw conclusions about an existing material jam or to be able to predict an impending material jam. For example, the position, shape and/or ideal operation of the continuous conveyor can be calibrated, recorded during initialization and/or taken from a database.
  • the sensor system can be set up to display an error message, to initiate maintenance measures, to stop operation and/or to move the movably mounted continuous conveyor from its operating position to a maintenance position, in particular to pivot.
  • the continuous conveyor is designed as a conveyor belt and a sensor is assigned to the conveyor belt in such a way that the sensor detects a deflection of the conveyor belt.
  • the device according to the invention makes use of the fact that when material accumulates in the discharge channel, material accumulates and finally exerts pressure on the conveyor belt, which leads to the Conveyor belt sags.
  • a sensor can be assigned to the conveyor belt in such a way that the sensor detects a movement of the conveyor belt relative to the preforming station or to the opposite conveyor belt.
  • This embodiment can, for example, be combined in a simple manner with a movable mounting of the conveyor belt.
  • the material that accumulates in the discharge channel in the event of a material jam can then cause the conveyor belt to be pushed away.
  • the sensor it is possible for the sensor to include a load cell which, in the case of a rigidly mounted conveyor belt, can detect a force which is applied to the conveyor belt within the discharge channel as a result of material accumulating.
  • the continuous conveyors delimit a conveying path between them and are each guided around at least two deflection rollers.
  • a deflection roller most downstream of both continuous conveyors can be arranged at the same level as that of the other continuous conveyor in relation to the conveying direction of the starting material.
  • the continuous conveyors can be arranged relative to one another such that a cross section of the conveying path, starting from an end of the conveying path on the cutting station side, decreases in the conveying direction of the starting material down to a minimum in the area of the most downstream deflection rollers.
  • the conveying path or discharge channel delimited by the continuous conveyors can thus narrow in the conveying direction, in particular decrease continuously up to the dispensing opening in the dispensing device housing.
  • the lower continuous conveyor is oriented essentially horizontally and/or essentially parallel to the conveying direction of the preformed starting material at the level of the separating station. In this way, a reliable transfer of the preformed raw material, which is ahead of the cutting edge in the packaging product, as well as the packaging products themselves, is guaranteed to the lower continuous conveyor.
  • the packaging products do not first have to fall downwards from this in the vertical direction under the influence of gravity, but instead directly engage in conveying engagement with the lower continuous conveyor. Incorrect positioning or erecting of the packaging products within the discharge channel caused by falling down can thus be avoided. This can significantly reduce the risk of material jams.
  • the lower continuous conveyor is arranged essentially flush with a lower conveying path boundary in the area of the separating station. This aligned arrangement allows the packaging products to be transferred seamlessly from the separating station to the output device.
  • the severing station has a cutting edge which is guided in such a way that, in the cutting engagement, it cuts through the starting material transversely to the conveying direction against the gravitational direction in a translatory manner.
  • a cutting intervention is to be understood in particular as the point in time at which the cutting edge dips into the starting material web.
  • the cutting edge can dip into the starting material web over its entire depth, that is to say its longitudinal extent transversely to the conveying direction, in the cutting engagement.
  • the cutting edge can run in a straight line in this depth direction, which is oriented parallel to the width extension of the starting material web.
  • the starting material web Due to the translational penetration of the starting material web in the cutting engagement transversely to the conveying direction, the starting material web is acted upon transversely to the conveying direction, in particular with a cutting force.
  • This cutting force can cause the starting material web to be stretched in the conveying direction, in particular before the actual severing.
  • the cutting edge can be guided in such a way that it moves through the starting material web in a translatory manner.
  • the severing of the starting material web against the direction of gravitation has proven to be advantageous on the one hand insofar as the weight of the starting material web to be severed is thus oriented against the translation cutting direction. Furthermore, it is thus possible to configure the device in a modular and/or very compact manner.
  • the translational movement direction is oriented from bottom to top, i.e. against the direction of gravity, all drive, motor and transmission components can be arranged at the bottom of the device, in particular below a conveying path leading through the device, along which the Starting material web is promoted. This ensures that free access to all components processed from the starting material web is possible from above, without stationary operating, transmission or motor components in particular getting in the way. These are then accessible from below in a compact, spatially arranged manner.
  • the cutting edge works like a guillotine.
  • the cutting movement direction transverse to the conveying direction can also be oriented transverse to the planar extension of the starting material web, which is defined by the conveying direction and a width direction of the starting material web oriented transverse to the conveying direction.
  • the continuous conveyor is designed and set up for conveying away the separated packaging product, the conveying process takes place in a frictionally engaged manner between the respective continuous conveyor and the packaging product.
  • the packaging product experiences a predetermined clamping force between the continuous conveyors or by the at least one continuous conveyor.
  • the clamping force and the frictional connection are dimensioned in such a way that the packaging product is thereby held in the switched-off state of the dispenser motor, for example against the influence of gravity.
  • the first end area of the packaging product thus projects out of the dispensing opening, while the second end area of the packaging product is held by the continuous conveyor in a frictionally engaged manner. It is thus possible for the operator to pull the packaging product produced out of the discharge opening and detach it from the continuous conveyor simply by gripping it.
  • a sensor is provided in the area of the continuous conveyor, which, for example, detects the movement of the conveyor belt, or alternatively, which detects the movement of the continuous conveyor. Such a movement is triggered by the user removing the packaging product from the dispensing opening, because the packaging product is in frictional engagement with the continuous conveyor.
  • a first sensor is designed and set up to detect the movement of the continuous conveyor as a function of and/or during manual removal of the packaging product from the delivery opening.
  • the sensor is connected to a control device of the device, and also all drive motors, but at least the output device motor of the continuous conveyor, the drive motor of the conveyor device and the drive motor of the separating station, are connected to the control device of the device.
  • a programmable logic controller is part of the control device of the device, which has an executable program.
  • An operating unit is also provided, which is connected to the control device and by means of which the user can make settings and select operating modes.
  • a first essential operating mode of the device is the so-called extraction mode.
  • Another operating mode of the device is the so-called ejection mode.
  • the signal from the first sensor is evaluated by the control device and the executable program carries out a further manufacturing process for a further packaging product in such a way that this, in turn, is connected to the first End area protrudes from the discharge opening, while now the second end area of this further packaging product is held by the continuous conveyor by friction.
  • the first sensor detects this again and the executable program restarts the production process of a further packaging product.
  • This type of manufacturing process corresponds to the operation mode of the take-out operation because the user takes out the packaging products from the discharge opening.
  • the signal from the first sensor has no significant function. Because in this operating mode, a number of packaging products are continuously produced and ejected from the device through the discharge opening by means of the continuous conveyor.
  • the first sensor can be designed as a reflection light barrier, with the light beam hitting the surface of the moving element of the continuous conveyor in connection is established.
  • the first sensor is preferably designed as an optical motion sensor.
  • Another sensor can be used as an alternative to the first sensor. In an embodiment of another sensor, this is also designed as a light barrier sensor. A reflection light barrier sensor can also be used here. Alternatively, the other sensor is formed by a light barrier sensor with a transmitting unit and a receiving unit. In another embodiment, the other sensor is designed as a capacitive sensor.
  • the other sensor is now designed and set up to detect whether a packaging product is present in the area of the continuous conveyor and/or in the area of the delivery opening or whether it has been removed by the user.
  • this sensor is connected to the control unit in accordance with the above description of the first sensor.
  • the operating mode of the removal operation is also possible in this synopsis.
  • the sensor itself detects the presence of a packaging product in the discharge channel and is arranged in the area of the continuous conveyor. If the operating mode of removal operation is activated and the sensor detects the absence of a packaging product, this triggers the production of another packaging product and makes it available to the user for removal at the dispensing opening.
  • the elements of the continuous conveyor that grip the packaging product have a gap width that tapers in the conveying direction. This counteracts an operational disruption such as a paper jam in a particularly advantageous manner, because the packaging product coming from the separating station arranged upstream is picked up and gripped by the continuous conveyor in the manner of a funnel.
  • the continuous conveyor or the continuous conveyors are designed as a conveyor belt, the conveyor belt sections gripping the packaging product do not run parallel, but rather taper conically in the conveying direction, so that at least part of the funnel shape is formed and a narrowing gap width results in the conveying direction.
  • the continuous conveyor is designed as a gear train, the wheels of the continuous conveyor themselves form the funnel-like gap that tapers in the conveying direction Picking up and grasping as well as for holding and ejecting or for further promoting the packaging product.
  • a packaging product in particular a paper packaging product, which is produced from a web-shaped starting material by means of a device designed according to one of the preceding claims and/or whose width, measured transversely to the longitudinal direction of the web, is less than 12 cm and/or whose length in the longitudinal direction of the web is less than 30 cm. It has been found in the prior art that there is a great need for miniature packaging products, which can be satisfied by the packaging products of the present invention.
  • the supply of starting material can be in the form of a roll of starting material web, in particular in the form of a coreless roll, or a leporello stack.
  • a web-shaped starting material extends from the supply of starting material web into the device, in particular in its preforming station.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product, such as a cushioning product, from a web-shaped starting material, such as a single- or multi-ply paper web, in particular paper.
  • a three-dimensional packaging product means, in particular, the transfer of a web-shaped starting material into a state with a greater extension in the starting material thickness direction than the starting material understand. Waste paper is being used more and more frequently for the paper material, primarily for ecological reasons. However, due to its inhomogeneity, it is difficult to reshape, especially if the three-dimensional packaging product can always be produced uniformly and as simply and economically as possible.
  • the web of starting material can be made from paper, such as recycled paper, in particular waste paper and/or 100% recyclable paper, which can be produced without chemical ingredients.
  • Recycled paper is, in particular, paper material with a small proportion (less than 50%) of paper material containing fresh fibers.
  • paper materials containing 70% to 100% waste paper are used.
  • the recycled paper within the meaning of this invention can be paper material which can have a tensile strength index in the machine direction of at most 90 Nm/g, preferably a tensile strength of 15 Nm/g to 60 Nm/g, and a tensile strength index in the cross-machine direction of at most 60 Nm/g. g, preferably a tensile strength of 5 Nm/g to 40 Nm/g.
  • a standard DIN EN ISO 1924-2 or DIN EN ISO 1924-3 can be used to determine the tensile strength or the tensile strength index. Additionally or alternatively, a recycled paper property or waste paper property can be characterized by the so-called bursting resistance.
  • a material in this sense is recycled paper with a bursting index of at most 3.0 kPa*m A 2 /g, preferably with a bursting index of 0.8 kPa*m A 2 /g to 2.5 kPa*m A 2 /g.
  • the DIN EN ISO 2758 standard is used to determine the bursting index.
  • the packaging material has a mass per unit area of in particular 40 g/m2 to a maximum of 140 g/m2.
  • the starting material can be in the form of a roll of web material or a zigzag-folded stack of packaging material, which is also referred to as a leporello stack.
  • the device can be dimensioned and designed in such a way that it is miniaturized, ie dimensioned significantly smaller than corresponding devices from the prior art and/or is able to produce significantly smaller packaging products.
  • This can satisfy the demand for small packaging products.
  • devices according to the invention meet the demand for ever smaller storage areas available for such devices providing packaging products. For example, as a rule of thumb for the overall dimensions of generic devices, it was required that these should not exceed the external dimensions of a standard industrial pallet.
  • devices according to the invention have an overall dimension of less than 650 mm in length in the conveying device, less than 450 mm wide transversely to the conveying device and less than 300 mm high transversely to the conveying and width direction.
  • the device according to the invention can be designed to produce small or miniature packaging products or cushions.
  • Such small or miniature packaging products can have a length in the conveyor of less than 30 mm, a width of less than 120 mm, in particular in the range of 80 to 90 mm, and a height of less than 40 mm, in particular in the range of 20 to 30 mm.
  • the apparatus includes a preforming station configured to form the stock material by radially inward folding of lateral stock material web portions of the stock material two web-direction lateral crush cavities and a web-direction central overlap zone in which the folded over Stock material overlap sections of web.
  • the starting material can be formed into a three-dimensional intermediate having at least one crush cavity extending in the web direction.
  • the shape of the intermediate product can essentially correspond to the final packaging product.
  • the packaging product is then produced from the intermediate product.
  • the preforming station includes a funnel-like wrapping or curling device, such as a convergence funnel, which wraps or curls the paper web laterally in the transverse direction as it is transported into the device, so that the longitudinal edges of the paper web, which are provided, for example, by means of a leporello stack source, are essentially in the middle of the paper web are folded over one another.
  • a funnel-like wrapping or curling device such as a convergence funnel, which wraps or curls the paper web laterally in the transverse direction as it is transported into the device, so that the longitudinal edges of the paper web, which are provided, for example, by means of a leporello stack source, are essentially in the middle of the paper web are folded over one another.
  • the preforming station also includes a withdrawal device for drawing in and conveying the starting material, in particular from a starting material supply that can be arranged upstream of the forming station.
  • the withdrawal device can Have a pair of opposing continuous conveyors, such as conveyor wheels or conveyor rollers.
  • the conveyor wheels or conveyor rollers can be prestressed against one another, in particular spring prestressed, so that a particularly elastic prestressing force is exerted on the starting material web.
  • the continuous conveyors can basically be characterized by a continuous conveying movement.
  • the continuous conveyors convey the starting material in the conveying direction, in particular with frictional engagement, in particular in the direction of an output opening at which the packaging products can be removed or are output or ejected.
  • the continuous conveyors delimit a conveying channel between them, through which the starting material is transported. As a rule, the continuous conveyors at least partially delimit the conveying channel in the vertical direction upwards and downwards. Furthermore, lateral channel delimitation elements can be provided.
  • the device comprises a deformation station in the conveying device of the starting material that follows the pre-shaping station, which can be formed by a pair of embossing and/or deformation wheels, which are set up to attach overlapping material web sections to one another along a fastening and/or deformation zone extending in the direction of the web to bind and to promote the preformed starting material.
  • the embossing and/or deforming wheels intermesh in the attachment and/or deforming zone to deform the folded or curled web of stock material into the cushioning product. This creates the central attachment and/or deformation zone in the starting material.
  • This specific upholstery product comprises a longitudinally central deformation area, in particular an embossing and/or perforation area, which is adjoined in the transverse direction by two lateral cavity crumple zones, the lateral end of which also forms the end of the upholstery product.
  • the device can produce a paper padding product that is essentially dumbbell-shaped in cross section.
  • the device also comprises a common motor for providing a driving force for the drawing device and the embossing and/or deformation wheels. Since only one motor is required for the embossing and/or perforation wheels and for the pull-off device, an inexpensive device can be created. Another advantage is in particular with regard to the required miniaturization or the production of small-sized packaging products. By providing only one motor, components can be saved, so that the installation space required for the device can be reduced. A particularly compact packaging product production device can thus be provided.
  • a power take-off sequence is defined in such a way that the take-off device transmits the driving force to the embossing and/or deformation wheels. In other words, the force pickup sequence can be designed as a series connection. If the pull-off device is not driven by the motor, the embossing and/or deformation wheels are also not driven. The embossing and/or deformation wheels and the deduction device can be synchronized.
  • the longitudinal direction of the starting material web is to be understood in particular as the direction in which the starting material is drawn off during operation from the starting material supply, such as a starting material roll, in particular in the form of a sleeveless roll, or a leporello stack, and conveyed through the device.
  • This direction can also be referred to as the longitudinal direction of the starting material.
  • the width direction of the starting material is to be understood in particular as the direction in which the starting material extends between longitudinal edges of the web-shaped starting material.
  • the longitudinal edges extend in the conveying direction.
  • the starting material width direction is the direction in which the starting material is transversely compressed as it is conveyed through the forming station.
  • a web-like starting material is to be understood in particular as a starting material which extends in particular over a surface area along the longitudinal direction (conveying direction) of the starting material and the width direction of the starting material.
  • the web-shaped starting material extends in a starting material thickness direction.
  • the extent, in particular strength or thickness, of the web-shaped starting material in the direction of the thickness of the starting material is significantly smaller than the extent, in particular Width of sheet stock in the stock width direction.
  • Significantly smaller is to be understood in particular as meaning an extent in the direction of the thickness of the starting material of at most 20%, 10%, 5%, 3%, 2%, 1% or 0.5% of the extent of the starting material in the direction of the width of the starting material.
  • the longitudinal direction of the starting material, the direction of width of the starting material and the direction of thickness of the starting material define a coordinate system with three mutually orthogonal directions, also known as a Cartesian coordinate system.
  • the coordinate system migrates with the starting material.
  • the feedstock may be conveyed horizontally from the feedstock supply to the apparatus.
  • the starting material can then be deflected in a horizontal direction in which it runs through the device.
  • the conveying direction corresponds to a vertical direction and the starting material thickness and width directions each correspond to horizontal directions.
  • the conveying direction and the starting material width direction each correspond to a horizontal direction and the starting material thickness direction to a vertical direction.
  • the coordinate system at Entry into the transformer station determined.
  • the conveyance direction and the raw material width direction correspond to horizontal directions orthogonal to each other, respectively, and the raw material thickness direction correspond to a vertical direction.
  • the coordinate system would move along with the starting material or the transversely compressed material, so that the starting material thickness direction and the starting material width direction would then correspond to mutually orthogonal horizontal directions and the conveying direction would correspond to a vertical direction.
  • the starting material width direction can alternatively be referred to as the convergence direction.
  • the convergence direction runs in particular orthogonally to the conveying direction and describes the direction in which the extent of the convergence channel decreases in the conveying direction, in particular due to the channel tapering in the conveying direction.
  • the starting material thickness direction can be referred to as the normal direction, in particular within the forming station.
  • the normal direction is the direction that describes a normal to a plane defined by the conveying direction and the direction of convergence. It should be clear that all information given above and below about the starting material width direction and the starting material thickness direction within the device, in particular the forming station, can also be made using the convergence direction and the normal direction.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material which has a preforming station which is set up to fold lateral starting material web sections radially inwards forming the stock material two web-directional lateral crush voids and a web-directional central overlap zone in which the folded over stock web portions overlap, and has a take-off device for drawing in and conveying the starting material, a pair of intermeshing embossing and/or perforating wheels following the preforming station in the conveying direction of the starting material, which are set up to bring overlapping material web sections together along a fastening and/or deformation zone extending in the web direction bind and to convey the preformed stock material, and a common motor for providing a driving force for the drawing device and the embossing and/or perforating wheels.
  • the device can be designed according to one of the aspects described above or according to one of the exemplary embodiments described
  • the motor has an output shaft which is oriented counter to the conveying direction of the starting material. This makes it possible, among other things, to keep the length of the device according to the invention, viewed in the conveying direction of the starting material, as short as possible.
  • the setback created in this way in relation to the conveying direction favors the most compact possible design of the device, in particular while ensuring power transmission that is optimized for the flow of power.
  • the motor is arranged in the conveying direction between the embossing and/or perforating wheels and the take-off device. In this way, the installation space required anyway for the preforming in the conveying direction can be used effectively to accommodate the common motor for the embossing and/or perforating wheels and the take-off device.
  • the motor has an output shaft which directly drives a drive shaft of the extraction device.
  • Direct can be understood in particular as meaning that the drive force generated by the motor can be transmitted from its output shaft to the drive shaft of the take-off device, on which, for example, its conveyor wheels or conveyor rollers are rotatably mounted, without additional or separate power transmission means.
  • This type of power transmission favors the space-sensitive and component-reduced structure of the device.
  • the output shaft of the motor meshes with the drive shaft of the extraction device. In this way, direct power transmission can take place between the motor and the trigger device, in particular between the motor output shaft and the trigger device drive shaft.
  • the meshing engagement is realized via a bevel gear toothing or a worm wheel toothing.
  • the transmission ratio can be in the range of 5-25, in particular in the range of 10-20, in particular 15.
  • the motor and planetary gear can be arranged orthogonally to the conveying direction.
  • the traction drive which is designed to be non-positive and/or positive, can be implemented, for example, by a chain, a belt, a cable or the like.
  • two traction means can be present.
  • One traction device can be assigned to the motor and the take-off device
  • the second traction device can be assigned to the motor and the embossing and/or perforation wheels. Consequently, the motor drives both the drawing device and the embossing and/or perforating wheels.
  • two traction means can be present.
  • One traction device can be assigned to the motor and the trigger device, the second traction device can be assigned to the motor and the embossing and/or perforation wheels in such a way that the motor drives the trigger device, which in turn drives the embossing and/or perforation wheels.
  • two traction means can be present.
  • One traction device can be assigned to the motor and the embossing and/or perforation wheels
  • the second traction device can be assigned to the embossing and/or perforation wheels and the take-off device.
  • the motor drives the embossing and/or perforating wheels, which in turn drive the haul-off device.
  • only one traction device can be present, which is assigned to the motor, the embossing and/or perforating wheels and the pull-off device. With a clockwise drive, this drives the take-off device and the embossing and/or perforation wheels, with a left-hand drive, it drives the embossing and/or perforation wheels and the take-off device.
  • the choice of the drive variant depends, among other things, on the installation space.
  • the transmission ratio between the pull-off device and the embossing and/or perforating wheels which can be in the range from 0.1 to 10, in particular in the range from 1 to 2, is important.
  • the transmission ratio can result, for example, from the quotient of 'number of teeth of the embossing and/or perforating wheels' to 'number of teeth of the pull-off device'.
  • the motor can, for example, have two drive pulleys in order to simultaneously drive the embossing and/or perforating wheels and the pull-off device.
  • At least one, in particular precisely one, embossing and/or perforating wheel is driven by the drive via a gear mechanism which transmits the torque applied to the drive shaft of the pull-off device to the embossing and/or perforating wheel.
  • a gear is interposed between the pull-off device drive shaft and the embossing and/or perforating wheel.
  • the at least one embossing and/or perforating wheel is mounted on a further drive shaft.
  • the drive shaft of the embossing and/or perforating wheel is oriented parallel to the drive shaft of the tightening device.
  • the drive shafts can be oriented perpendicularly to the conveying direction and perpendicularly to the longitudinal extent or axis of rotation of the output shaft of the motor.
  • the transmission is a traction mechanism, in particular a belt or chain transmission.
  • the traction mechanism can couple the embossing and/or deformation wheels and the tightening device to one another, in particular synchronize them with one another.
  • the traction mechanism can, for example, be a belt, a chain or the like.
  • a power transmission that is particularly easy to implement can be implemented from the engine to the various consumers via the traction mechanism.
  • the synchronization of embossing and/or perforating wheels and the take-off device can be set or adjusted in a simple manner.
  • a load strand of the traction mechanism is free of a deflection. It can be provided that the load strand is not guided around deflection rollers or deflection rollers.
  • the load strand also known as the tight strand, is usually referred to as the section of the traction mechanism that is pulled and is tight.
  • the device also comprises a separating station following the embossing and/or perforating wheels in the conveying direction of the starting material, which separates a packaging product of a desired length from the starting material, in particular from the intermediate product.
  • a separating station following the embossing and/or perforating wheels in the conveying direction of the starting material, which separates a packaging product of a desired length from the starting material, in particular from the intermediate product.
  • the severing station is driven by the same motor as the embossing and/or perforation wheels and the pull-off device, with the order of the power take-off being defined in such a way that the embossing and/or perforation wheels or the pull-off device transfer the driving force to the Transfer separation station.
  • the force pickup sequence can be designed as a series connection. If the embossing and/or perforating wheels or the pull-off device are not driven by the motor, depending on the order in which the force is picked up, the separating station is also not driven.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product a web-shaped stock material comprising a preforming station configured to form, by radially inwardly folding lateral stock material web sections of the stock material, two web-direction crumple cavities and a web-direction central overlap zone in which the folded over stock material web sections overlap, and has a take-off device for drawing in and conveying the starting material, a pair of intermeshing embossing and/or perforating wheels following the preforming station in the conveying direction of the starting material, which are set up to cut overlapping material web sections along a fastening and/or to bind the deformation zone together and to convey the preformed starting material, a separating station which follows the embossing and/or perforating wheels in the conveying direction of the starting material and which separates a packaging product of a desired length from the starting material, and a common motor for providing a driving force for the extraction
  • the device comprises a motor for providing a driving force for the severing station.
  • the starting material and the packaging products produced are conveyed through the device along a conveying path, and the motor of the extraction device and embossing and/or perforating wheels as well as the motor of the separating station are arranged below the conveying path.
  • One advantage of arranging the motor and transmission components below the conveying path is, for example, that access from above into the components processing the packaging material is possible without access being restricted by stationary motor components in particular.
  • a type of modularized structure of the device is provided in this way. As a result, the compactness of the device can be further increased.
  • the preforming station has a mounting plate on whose guide side facing the conveying path conveyed starting material is guided along the conveying path and on whose mounting side facing away from the conveying path the motor for the pull-off device and the embossing and/or perforating wheels and, if necessary, the motor for the Separation station are arranged.
  • the pull-off devices, the embossing and/or perforating wheels and the separating station are driven by a single common motor.
  • the pull-off device, the embossing and/or perforating wheels, in particular exactly one embossing and/or perforating wheel, and the severing station can be coupled via a gear designed according to one of the exemplary embodiments described above, such as a traction drive, for example a belt or chain drive be.
  • a freewheel can be provided in the traction mechanism for pulling off and embossing.
  • the freewheel can be arranged in opposite directions.
  • the freewheels can be set the same when pulling off, embossing and, if necessary, when conveying away, which means that the starting material is drawn into the device, conveyed, formed and, if necessary, conveyed away.
  • the embossing and/or perforating wheels can be freewheeling, so that the cutting station switches to the reverse direction, which causes a packaging material product to be cut off.
  • this reverse direction of rotation namely the blocking direction with respect to the severing station, the embossing and/or perforating wheels and/or the pull-off device are stationary.
  • a drive transmission technology that is particularly inexpensive and easy to implement can be implemented, no drivers or synchronizations or controls are required.
  • the drive according to the invention only needs one forward and one reverse gear.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material comprising a preforming station that is set up for this purpose, is provided radially inward folding of lateral starting material web sections of the starting material to form two lateral crumple cavities extending in the web direction and a central overlapping zone extending in the web direction in which the folded over starting material web sections overlap, and having a pair of feed wheels for drawing in and conveying the starting material, and a pair of combing embossing and/or perforating wheels following the preforming station in the conveying direction of the starting material, which are set up to bind together overlapping material web sections along a fastening and/or deformation zone extending in the web direction and to convey the preformed starting material.
  • the device can be designed according to one of the aspects described above or one of the exemplary embodiments described above, so that to avoid repetition, reference can be made to the relevant statements.
  • the pair of conveyor wheels can also be a pair of conveyor rollers, for example, whose roller length in the direction of the axis of rotation is dimensioned to be significantly greater than its diameter.
  • At least one conveyor wheel or one conveyor roller of the pair of conveyor wheels can be mounted in a floating manner, in particular spring-loaded.
  • the floating mounting or the spring preload can be aligned in a direction of material thickness oriented perpendicular to the planar extension of the starting material web, so that on the one hand it is possible to react to different starting material thicknesses or unevenness and also a certain pretensioning force can be exerted on the starting material web in order to reliably pull it off and close it support financially.
  • the pair of feed wheels and the embossing and/or perforation wheels are driven in such a way that the pair of feed wheels rotates at a circumferential speed that is at least 10% higher than the embossing and/or perforation wheels.
  • the peripheral speed refers to the speed at the rolling surfaces of the respective wheels on the starting material web.
  • This circumferential speed difference causes axial compression or shrinkage of the starting material web in Reached conveying direction, which leads to a wave-like preforming of the starting material web.
  • the material web as already mentioned, whereby the length of the packaging products to be produced, measured in the conveying directions, can be further reduced.
  • the packaging products produced in this way also have a cushioning function, viewed in their longitudinal direction.
  • an accordion-like expandable and compressible packaging product can be produced, which in this way can be used in cavities of different lengths.
  • the increased peripheral speed on the conveyor wheels compared to the embossing and/or perforating wheels reduces the tendency for the material web to tear within the device, since the material tension in the conveying direction or longitudinal direction of the starting material web is reduced.
  • the pair of feed wheels and the embossing and/or perforation wheels can be controlled in such a way that the driving force imparted to the starting material web by the pair of feeding wheels is greater than the driving force imparted to the starting material by the embossing and/or perforating wheels.
  • this can be done by coupling a drive shaft of the pair of feed wheels and a drive shaft of the pair of embossing and/or perforating wheels via a traction mechanism, with a power pickup of the drive shaft of the pair of feed wheels having a smaller diameter than a power pickup of the drive shaft of the embossing - and/or perforation wheel pair.
  • the force pickups of the pair of feed wheels and the embossing and/or perforation wheels prefferably have the same outside diameter, but for the embossing and/or perforation wheels to have a smaller diameter than the pair of feed wheels.
  • the pair of conveying wheels and the embossing and/or perforating wheels are each driven by a separate motor.
  • the corresponding speeds and thus the extent of the axial shrinkage or compression of the starting material web between the pair of conveyor wheels and the embossing and/or perforating wheels can be set as desired.
  • this can be adjusted so that the peripheral speed at the embossing and / or Perforation wheels is 10% lower than the peripheral speed on the conveyor wheel pair.
  • the pair of conveying wheels and the embossing and/or perforating wheels are driven by a common motor.
  • a device can be created that requires few components and can therefore be implemented in a particularly compact manner.
  • a gearbox is connected downstream of the motor for driving the embossing and/or perforating wheels and for driving the take-off and conveying wheels.
  • the gear is designed as a speed reduction gear in the form of a worm gear, the central longitudinal axis of the transmission output shaft being at an angular offset of 90 degrees to the central longitudinal axis of the electric drive motor.
  • the structural unit consisting of an electric motor and transmission can also be understood as a motor in the sense of this application.
  • the transmission output shaft is designed as a hollow shaft or as a solid shaft, since the transmission itself or the motor-gear unit is available as a standard component from a supplier. It is essential, however, that two take-off wheels or two feed wheels are coupled in a torque-proof manner to the gear output shaft and that the gear output shaft drives the take-off wheels or the feed wheels in rotation. Because in a preferred embodiment, the gear is arranged between the take-off or feed wheels, and the central longitudinal axis of the motor of the motor-gear unit extends in the longitudinal direction, i.e. parallel or at least at a shallow angle and essentially parallel to the conveying path and below the conveying path a particularly compact design.
  • the motor-gear unit directly drives the take-off or feed wheels in an inventive way, because this makes it possible to move the motor-gear unit into an upstream section of the device that has not been used in the prior art.
  • said motor-gear unit would be placed on the side next to one of the embossed and/or perforating wheels can be arranged to drive it directly.
  • This very unfavorable design is counteracted because the motor for operating the embossing and/or perforating wheels is inventively arranged in front of these wheels in relation to the conveying direction and inventively further down in the aforementioned previously unused space section of the device between the preforming station and the embossing and/or perforation station is brought and arranged.
  • an elongated section of the transmission output shaft offers a free section on which a wheel of the traction drive can be placed.
  • the wheel is designed in a preferred form as a toothed belt wheel or alternatively as a chain wheel and can be adjusted on the transmission output shaft so that the traction means placed on it runs laterally past the motor and at the same time laterally past the first embossing and/or perforating wheel.
  • the first embossing and/or perforating wheel is connected to the power-receiving wheel of the traction mechanism via a shaft in a rotationally fixed manner.
  • the transmission output shaft drives the take-off or feed wheels directly.
  • the gear-side bearings of the gear output shaft are used both for bearing the gear components and at the same time as a complete or at least partial bearing of at least one of the two take-off or feed wheels. This results in an even more compact design and an even more simplified assembly of the device.
  • a packaging product in particular a paper packaging product, which is produced from a web-shaped starting material by means of a device designed according to one of the preceding claims and/or whose width, measured transversely to the longitudinal direction of the web, is less than 12 cm and/or whose length in the longitudinal direction of the web is less than 30 cm. It has been found in the prior art that there is a great need for miniature Packaging products consists, which can be satisfied by the packaging products according to the invention.
  • the supply of starting material can be in the form of a roll of starting material web, in particular in the form of a coreless roll, or a leporello stack.
  • a web-shaped starting material extends from the supply of starting material web into the device, in particular in its preforming station.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product, such as a cushioning product, from a web-shaped starting material, such as a single- or multi-ply paper web, in particular paper.
  • Waste paper is being used more and more frequently for the paper material, primarily for ecological reasons. However, due to its inhomogeneity, it is difficult to reshape, especially if the three-dimensional packaging product can always be produced uniformly and as simply and economically as possible.
  • the web of starting material can be made from paper, such as recycled paper, in particular waste paper and/or 100% recyclable paper, which can be produced without chemical ingredients.
  • Recycled paper is, in particular, paper material with a small proportion (less than 50%) of paper material containing fresh fibers.
  • paper materials containing 70% to 100% waste paper are used.
  • the recycled paper within the meaning of this invention can be paper material which can have a tensile strength index in the machine direction of at most 90 Nm/g, preferably a tensile strength of 15 Nm/g to 60 Nm/g, and a Tensile strength index in the cross-machine direction of at most 60 Nm/g, preferably a tensile strength of 5 Nm/g to 40 Nm/g.
  • a standard DIN EN ISO 1924-2 or DIN EN ISO 1924-3 can be used to determine the tensile strength or the tensile strength index.
  • a recycled paper property or waste paper property can be characterized by the so-called bursting resistance.
  • a material in this sense is recycled paper with a bursting index of at most 3.0 kPa*m A 2 /g, preferably with a bursting index of 0.8 kPa*m A 2 /g to 2.5 kPa*m A 2 /g.
  • the DIN EN ISO 2758 standard is used to determine the bursting index.
  • the packaging material has a mass per unit area of in particular 40 g/m2 to a maximum of 140 g/m2.
  • the starting material can be in the form of a roll of web material or a zigzag-folded stack of packaging material, which is also referred to as a leporello stack.
  • the device can be dimensioned and designed in such a way that it is miniaturized, ie dimensioned significantly smaller than corresponding devices from the prior art and/or is able to produce significantly smaller packaging products.
  • This can satisfy the demand for small packaging products.
  • devices according to the invention meet the demand for ever smaller storage areas available for such devices providing packaging products. For example, as a rule of thumb for the overall dimensions of generic devices, it was required that these should not exceed the external dimensions of a standard industrial pallet.
  • devices according to the invention have an overall dimension of less than 650 mm in length in the conveying device, less than 450 mm wide transversely to the conveying device and less than 300 mm high transversely to the conveying and width direction.
  • the device according to the invention can be designed to produce small or miniature packaging products or cushions.
  • Such small or miniature packaging products can have a length in the conveyor of less than 30 mm, a width of less than 120 mm, in particular in the range of 80 to 90 mm, and a height of less than 40 mm, in particular in the range of 20 to 30 mm.
  • the apparatus includes a preforming station configured to form the stock material by radially inward folding of lateral stock material web portions of the stock material two web-direction lateral crush cavities and a web-direction central overlap zone in which the folded over Stock material overlap sections of web.
  • the starting material can be formed into a three-dimensional intermediate having at least one crush cavity extending in the web direction.
  • the shape of the intermediate product can essentially correspond to the final packaging product.
  • the packaging product is then produced from the intermediate product.
  • the preforming station includes a funnel-like wrapping or curling device, such as a convergence funnel, which wraps or curls the paper web laterally in the transverse direction as it is transported into the device, so that the longitudinal edges of the paper web, which are provided, for example, by means of a leporello stack source, are essentially in the middle of the paper web are folded over one another.
  • the preforming station can have a take-off device for drawing in and conveying the starting material.
  • the take-off device can have a pair of continuous conveyors lying opposite one another, such as conveyor wheels or conveyor rollers.
  • the conveyor wheels or conveyor rollers can be prestressed against one another, in particular spring prestressed, so that a particularly elastic prestressing force is exerted on the starting material web.
  • the continuous conveyors can basically be characterized by a continuous conveying movement.
  • the continuous conveyors convey the starting material in the conveying direction, in particular with frictional engagement, in particular in the direction of an output opening at which the packaging products can be removed or are output or ejected.
  • the continuous conveyors delimit a conveying channel between them, through which the starting material is transported.
  • the continuous conveyors at least partially delimit the conveying channel in the vertical direction upwards and downwards.
  • lateral channel delimitation elements can be provided.
  • the device can comprise a deformation station in the conveying device of the starting material that follows the preforming station, which can be formed by a pair of embossing and/or deformation wheels, which are set up to deform overlapping material web sections along a fastening and/or deformation zone extending in the direction of the web to bind together and to convey the preformed starting material.
  • the embossing and/or deforming wheels intermesh in the attachment and/or deforming zone to deform the folded or curled web of stock material into the cushioning product.
  • This specific upholstery product comprises a longitudinally central deformation area, in particular an embossing and/or perforation area, which is adjoined in the transverse direction by two lateral cavity crumple zones, the lateral end of which also forms the end of the upholstery product.
  • the device can produce a paper padding product that is essentially dumbbell-shaped in cross section.
  • the device also includes a separating station which follows the preforming station in the conveying direction of the starting material and which separates a packaging product of a desired length from the starting material.
  • a cutting edge of the separating station is guided in such a way that, in the cutting engagement, it cuts through the starting material web transversely to the conveying direction counter to the gravitational direction or transversely to the gravitational direction.
  • severing is to be understood in particular to mean that the starting material web is severed continuously or in sections along at least 20% of its width running transversely to the web direction, with the severing through a part severing, penetrating part, perforating, (partially) piercing and/or or scoring and generally by weakening the web of starting material.
  • the cutting edge does not necessarily have to penetrate completely through the thickness of the web of material, but can only penetrate the thickness of the material web to a certain extent, for example.
  • the timing of a cutting operation is understand, in which the cutting edge dips into the starting material web.
  • the cutting edge can dip into the starting material web over its entire depth, that is to say its longitudinal extent transversely to the conveying direction, in the cutting engagement.
  • the cutting edge can run in a straight line in this depth direction, which is oriented parallel to the width extension of the starting material web.
  • the starting material web Due to the translational penetration of the starting material web in the cutting engagement transversely to the conveying direction, the starting material web is acted upon transversely to the conveying direction, in particular with a cutting force.
  • This cutting force can cause the starting material web to be stretched in the conveying direction, in particular before the actual severing.
  • the cutting edge can be guided in such a way that it moves through the starting material web in a translatory manner.
  • Cutting through the web of starting material counter to the direction of gravity has proven to be advantageous insofar as the weight of the web of starting material to be severed is thus oriented counter to the direction of translation cutting. Furthermore, it is thus possible to configure the device in a modular and/or very compact manner.
  • the translational movement direction is oriented from bottom to top, i.e. against the direction of gravitation, all drive, motor and transmission components can be arranged at the bottom of the device, in particular below a conveying path leading through the device, along which the starting material web is conveyed. This ensures that free access to all components processed from the starting material web is possible from above, without stationary operating, transmission or motor components in particular getting in the way. These are then accessible from below in a compact, spatially arranged manner.
  • the cutting edge works like a guillotine.
  • the cutting movement direction transverse to the conveying direction can also be oriented transverse to the planar extension of the starting material web, which is defined by the conveying direction and a width direction of the starting material web oriented transverse to the conveying direction. In the case of the cutting movement direction transverse to the direction of gravitation, one can speak of a lateral cut, for example from left to right or vice versa.
  • the device has a motor for providing a driving force and a gear for Transferring the driving force to the cutting station.
  • the motor-driven separating station has proven to be advantageous because the device as a whole can be machined without the intervention of an operator being necessary.
  • the cutting off of individual packaging products can be controlled, in particular the length of the packaging products to be produced can be adjusted, and the cutting to length or cutting off of the packaging products to be produced can also be matched to the operation of the device according to the invention.
  • the transmission and the motor are arranged below a vertical height defined by the cutting engagement.
  • the motor and gearing can be arranged below the conveying path running through the device, along which the starting material web and finally the packaging product are guided through the device.
  • the transmission and the motor can also be arranged above the vertical height defined by the cutting engagement.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material which has a preforming station which is set up to fold lateral starting material web sections radially inwards of the starting material to form two lateral crumple cavities extending in the web direction and a central attachment and/or deformation zone extending in the web direction, in which the folded over starting material web sections overlap and are bonded to one another, and a separating station following the preforming station in the conveying direction, which separates a packaging product of a desired length from the starting material.
  • the severing station has a cutting edge that is designed and/or mounted in such a way that, in the course of a severing process, a cut is made through the web of starting material transversely to the conveying direction, in particular transversely to the planar extent of the web of starting material Width direction of the starting material web propagates.
  • a cutting action point which is characterized by the contact of the cutting edge with the starting material web, can migrate during a severing process transversely to the conveying direction in the width direction of the starting material web during the severing process.
  • the severing process begins at a lateral edge of the web of starting material and propagates in the direction of and up to the opposite edge of the web of starting material. This results in a zipper-like opening or separation of the web of starting material. It has been found that this type of cutting motion and cutting propagation improves the quality of the cut on the stock web. In particular, the tendency to small micro-tears in the conveying direction and/or fraying is reduced, while at the same time an undesired deformation of the subsequent starting material web sections in the conveying direction, which are separated from one another, does not occur.
  • the cutting edge cuts through the starting material web transversely to the conveying direction, in particular transversely to the flat extension of the starting material web, in a translatory manner. Due to the translational penetration of the starting material web in the cutting engagement transversely to the conveying direction, the starting material web is acted upon transversely to the conveying direction, in particular with a cutting force. This cutting force can cause the starting material web to be stretched in the conveying direction, in particular before the actual severing. For example, the cutting edge can be guided in such a way that it moves through the starting material web in a translatory manner.
  • a device for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material which has a forming station which is set up to, by radially inward folding of lateral raw material web sections of the raw material, two lateral crumple cavities extending in the web direction and a central attachment and/or deformation zone extending in the web direction, in which the folded over stock material web sections overlap and are bonded to one another, and a severing station downstream of the preforming station, which separates a packaging product of a desired length from the stock material.
  • the severing station comprises a cutting edge and a counter-cutter along which the cutting edge shears in the course of a severing process.
  • the scissors cutting arrangement has proven to be advantageous and efficient with regard to the cutting or severing result.
  • the cooperating cutting edges are particularly suitable for high cutting speeds and a machine device or machine cutting processes.
  • the device comprises an adjustment device for positioning the shearbar and cutting edge relative to one another.
  • the coordination required for the scissors cut can be set for optimum shearing of the cutting edge and shearbar along one another.
  • the positioning of the cutting edge and counter blade can be readjusted relative to one another.
  • the cutting edge on the counter blade shears, in particular translationally, along a cutting plane which is oriented transversely to the conveying direction, in particular transversely to the flat extension of the starting material web.
  • the section plane is preferably oriented in such a way that the vertical direction lies in the section plane and the direction of translation section movement is oriented counter to the direction of gravity.
  • the cutting edge on the shearbar shears in particular translationally along a cutting plane and is prestressed transversely to the cutting plane, in particular counter to the conveying direction, against the shearbar. The pre-tensioning of the cutting edge and counter blade results in a better cutting result and a clean cut of the packaging product.
  • the device comprises a counter blade, along which the blade shears in the course of a severing process.
  • the counter blade is held by a counter blade carrier, which is arranged in particular in a stationary manner on the device.
  • the shearbar carrier delimits a conveying path of the starting material web through the device transversely to the conveying direction of the starting material web.
  • the counter-blade carrier can form a path-limiting element, in particular in the vertical direction.
  • the shearbar support not only serves to store the shearbar, but also to limit the conveying path and thus to reduce the risk of a paper jam.
  • the device comprises a counter blade, along which the blade shears in the course of a severing process.
  • the shearbar is movably mounted in the conveying direction on a shearbar carrier, which is in particular stationary.
  • the movable mounting of the shearbar on the shearbar support can be created by means of the adjusting device.
  • the preload of the cutter and counter blade can be adjusted via the adjusting device and the movable bearing of the counter blade and counter blade carrier.
  • the adjusting device can, for example, comprise grub screws for shifting the shearbar horizontally, in particular, relative to the shearbar support.
  • the cutting edge is firmly held by a cutting edge carrier, which is guided in a translatory manner, in particular relative to the stationary counter blade carrier.
  • the cutter support and, if applicable, the guide can be configured in particular in such a way that, during a cutting process, the cutter is essentially exclusively travels along the section plane, whereby evasive movements in or against the conveying direction are essentially excluded.
  • the translatory guidance of the cutter carrier, oriented in particular in the vertical direction can be configured by suitable linear guides, such as a straight guide, a rail guide, a slotted guide or the like.
  • the blade and/or counter blade is made of a material whose working hardness is at least 10 HRC and/or at most 85 HRC, in particular in the range from 40 to 70 HRC.
  • the elongation at break is in the range of at least 0.1% and/or at most 25%, in particular in the range from 0.5% to 15%.
  • the cutting edge and/or the shearbar is made of steel, such as cold work steel, stainless steel or tool steel.
  • the material number 1.2436 for example, can be used as a cold-work steel.
  • a stainless steel can be used with material number 1.4112, material number 1.3343 is suitable as tool steel.
  • the cutting edge has a cutting edge which is inclined at an angle in the range from 93 ° to 105°, in particular 98°, with respect to the cutting movement direction.
  • the cutting edge is inclined at an angle in the range from 3 ° to 15 ° , in particular 8°, relative to the horizontal.
  • the cutting edge dips into the starting material web only at certain points during the cutting engagement, so that in the course of a severing process a cut through the starting material web spreads transversely to the conveying direction in the width direction of the starting material web.
  • the cutting point of action moves in the width direction of the starting material web transversely to the conveying direction.
  • the device comprises a counter blade, along which the blade shears in the course of another process.
  • the shearbar has a shearing surface which is oriented, for example, in the conveying direction and which is inclined at an angle in the range from 1° to 10°, in particular 5 ° , with respect to the cutting movement direction.
  • the inclination of the Shearing surface oriented in such a way that a lower shearing edge facing the cutting edge protrudes furthest in the conveying direction in relation to the shearing surface.
  • the device according to the invention comprises a motor for driving the separating station.
  • intervention or operation by an operator can essentially be omitted.
  • the device according to the invention is perfectly suitable in this way for an automated packaging production operation, in particular in mass production.
  • the device according to the invention is designed to produce particularly small packaging products. Regardless of this, the device is a particularly compact design.
  • An inventive idea is to adapt individual components and units of the device for producing miniature packaging products to the existing starting material, so that the starting material is designed to be used both by the large machines and by the inventive Device to be processed. This lowers the manufacturing costs and the number of variants of the starting material, since it is only a single quality of paper.
  • one aspect of the invention is a modular construction of the device.
  • One of these modules forms the cutting station.
  • a first solution for a cutting station provides that it consists at least of the stationary mechanical elements such as the shearbar support, the shearbar and its adjustment device and, in one embodiment, the guide rods for guiding the shearbar. Furthermore, it consists of the elements that move relative to the shearbar, such as the cutter support and the cutter.
  • Such a separation station is designed as a functional structural unit, so that it can be preassembled and functionally tested independently of the device.
  • a further solution of the module of a separation station also sees a motor with a downstream gear and a connecting rod in a supplementary way before, wherein the output drive shaft of the gear is connected via the connecting rod to the movable blade carrier. Furthermore, the transmission and/or the motor is operatively connected to the shearbar. In one embodiment, this module can also be designed as a self-sufficient and intrinsically functional module.
  • the gearing for driving the cutting edge in a movable manner is arranged below the conveying path. Since the motor is connected directly to the gearing, the motor is also arranged below the conveying path, but at least in sections. An arrangement of the motor below the conveying path, at least in sections, is given in particular when the motor of the separating station extends essentially upright according to another compact design of the device. Since the motor of the separating station is designed as a structure that is elongated along its central longitudinal axis, it is then arranged at least in sections next to the conveying path. When the motor is in an upright position, its central longitudinal axis and the motor shaft are in a vertical upward direction or alternatively in another obliquely upward direction.
  • a packaging product in particular a paper packaging product, which is produced from a web-shaped starting material by means of a device designed according to one of the preceding claims and/or whose width, measured transversely to the longitudinal direction of the web, is less than 12 cm and/or whose length in the longitudinal direction of the web is less than 30 cm. It has been found in the prior art that there is a great need for miniature packaging products, which can be satisfied by the packaging products of the present invention.
  • the supply of starting material can be in the form of a roll of starting material web, in particular in the form of a coreless roll, or a leporello stack.
  • a web-shaped starting material extends from the supply of starting material web into the device, in particular in its preforming station.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Figure 2 is a schematic side view of another example
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a packaging product according to the invention
  • Figure 4 is a perspective sectional view of another example
  • FIG. 5 shows a schematic side view of an exemplary embodiment of a dispensing device of an exemplary embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an output device
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an output device
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of an output device
  • FIGS. 9-10 show a further exemplary embodiment of a dispensing device in a perspective view and top view
  • FIGS. 11-12 show a further exemplary embodiment of a dispensing device in a perspective view and front view
  • FIG. 13 shows a further exemplary embodiment of a dispensing device in a perspective view
  • FIGS. 14-19 show different views of an exemplary embodiment of a device according to the invention, in which the dispensing device is shown in different operating positions;
  • FIGS. 20, 21 show further views of an exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • Figure 22 is a perspective view of the severing station of the apparatus of Figures 4 and 21;
  • FIGS. 23-25 are perspective partial cutaway views of the device of FIGS.
  • Figure 26 is a schematic front view of a cutting edge of
  • Figure 27 is a schematic partial view of the interaction of
  • a device according to the invention for producing a three-dimensional packaging product from a web-shaped starting material, in particular paper starting material is generally provided with the reference number 1 .
  • the overall dimensions of the device 1 shown are dimensioned such that the device 1 can be set down on a standard industrial pallet and does not exceed their dimensions.
  • the overall length of the device is less than 650 mm
  • the overall width is less than 450 mm
  • the overall height is less than 300 mm.
  • the device 1 of the exemplary embodiments shown in the figures is set up to produce small or so-called miniature packaging cushions, the length of which in the web direction of the starting material is less than 120 mm, in particular in the range of 80 mm to 90 mm, measured transversely to the longitudinal direction Width be less than 120 mm, in particular in the range of 80 mm to 90 mm, and their height are less than 40 mm, in particular in the range of 20 mm to 30 mm.
  • Figures 1 and 2 show schematic basic sketches of exemplary embodiments of devices 1 according to the invention, which have an integrated supply of starting material 4, which is available, for example, in the form of a fanfold stack ( Figure 2) or in the form of a starting material roll, in particular in the form of a coreless roll ( Figure 1) can exist.
  • the device 1 can also be provided with a stand 6 with which the device 1 can be set down on the ground and with respect to which the device 1 can be adjusted in its orientation and on which the device 1 can be adjusted in height.
  • the device 1 according to the invention is also part of an exemplary embodiment of a system according to the invention, which is generally given the reference numeral 115 and further comprises the source material supply 4 .
  • the system 115 also includes a frame 117 on which the device is fixed, possibly detachably and/or pivotably mounted, which can have the stand 6 for placing the device 1 on a base .
  • a receptacle 119 for the supply of starting material 4 is designed depending on the type of supply of starting material 4 .
  • Figure 3 shows a schematic representation of a packaging product 100 according to the invention, which is produced from a web-like starting material 2 by means of a device 1 according to the invention and/or whose width a measured transversely to the longitudinal direction of the web is less than 12 cm, whose length c in the longitudinal direction of the web is less than 30 cm cm whose vertical extension b is in the range of 2 cm to 3 cm.
  • Packaging products 100 comprise two lateral crumple cavities 103, 105 extending in the longitudinal direction of the web, which are formed by radially inward folding or inward rolling of lateral web sections of the starting material.
  • the packaging product 100 comprises a central fastening and/or deformation zone 107 in which the folded starting material web sections overlap and are bonded to one another.
  • a width d of the attachment and/or deformation zone, measured in the width direction, can be in the range from 2 cm to 2.5 cm, the vertical extent e of which is less than 1.5 cm or less than 1 cm.
  • a device 1 according to the invention can be divided into the following main components in the conveying direction, which is indicated by the arrow with the reference number F in Figure 4: a preforming station 3 for forming the web-shaped starting material into a three-dimensional intermediate product with at least one Web direction extending crumple cavity 103, 105 having a funnel-like wrapping or curling device 5; an embossing and/or perforating station 7 following the preforming station 3 in the conveying direction F and having a pair of intermeshing embossing and/or perforating wheels 9, 11, which are set up for overlapping starting material web sections along a fastening and/or deformation zone extending in the web direction 107 to bind together; a separating station 13 following the embossing and/or perforation station 7 in the conveying direction F and having a translationally guided cutting edge 15 for separating a packaging product 100 of a desired length from the starting material web 2; and an output device 17 following the separating station 13 in the conveying direction F and having
  • the device 1 has a motor 31 for the output device 17, a motor 32 for the separating station 13 and a common motor 34 for the embossing and/or perforating station 7 and the withdrawal device 36.
  • a dispensing device housing 43 can also be seen, which is part of an overall housing 45 of the device.
  • the housing 45 or the dispensing device housing 43 is basically used to prevent an operator from undesirably accessing the interior of the device 1 in order to prevent injuries, as well as to limit the conveying path or the discharge channel 33 and to attach components of the device 1 .
  • the drive motor 34 for the embossing and/or perforation station 7 and for the pull-off device 36 is directed counter to the conveying direction F, so that a drive shaft of the drive motor 34 extends from the motor 34 counter to the conveying direction F.
  • the upper continuous conveyor 19 projects counter to the conveying direction F at the upstream end over the lower continuous conveyor 21 and extends counter to the conveying direction F up to the cutting edge 15 of the separating station 13.
  • the two continuous conveyors 19, 21 are realized as conveyor belts in the exemplary embodiments, each of which is wound around an upstream deflection roller 23, 25 and a downstream deflection roller 27, 29 are led.
  • the downstream idler rollers 27, 29 form the drive shafts for the conveyor belts 19, 21 and are power-coupled to a dispenser motor 31 via a gear, such as a belt or chain.
  • the axes of rotation of the downstream deflection rollers or drive shafts 27, 29 are at the same height in relation to the conveying direction F.
  • the axes of rotation of the upstream deflection rollers 23, 25, which are in particular not driven but freewheeling, are offset in relation to the conveying direction F, namely in particular such that the axis of rotation of the upper deflection roller 23 is arranged upstream in relation to the axis of rotation of the lower deflection roller 25 counter to the conveying direction F.
  • This offset as detailed in the description above, has the effect of reducing the risk of paper jams inside the device 1.
  • the special feature of the embodiment of the output device 17 shown in FIG. 6 is that the continuous conveyors 19, 21 designed as conveyor belts, unlike the embodiment according to FIG over the full width of a discharge channel 33 delimited by the conveyor belts 19, 21, consist of two conveying sections 35, 37 and 39, 41 which are arranged at a distance from one another transversely to the conveying direction F and are of the same dimensions.
  • the distance between two conveyor sections 35, 37 or 39, 41 of the same pair is matched to a width of the packaging products measured transversely to the conveying direction F.
  • the distance is defined such that in this case the conveying sections 35 to 41 only come into conveying contact with the two lateral, voluminous crumple cavities 103, 105 of the packaging product 100, without interfering with the central deformation and/or fastening zone 107 done.
  • the position of the conveyor sections 35 to 41 with respect to the width direction on the respective shafts 27, 29 can be adjustable in order to create an adjustment option with regard to differently dimensioned packaging products 100.
  • the embodiment of the delivery device 17 from FIG. 7 differs from that from FIG. According to Figure 7, these are centered in relation to the width extension of the drive shafts 27, 29 that support and drive them arranged so that they should be able to produce conveying contact with the central fastening and/or deformation zone 107 .
  • the width of the conveyor belts 19 , 21 is matched to the width of the fastening and/or deformation zone 107 .
  • a dispensing device housing 43 which is part of an overall housing 45 of the device.
  • the housing 45 or the dispensing device housing 43 is basically used to prevent an operator from undesirably accessing the interior of the device 1 in order to prevent injuries, as well as to limit the conveying path or the discharge channel 33 and to attach components of the device 1 , as well as for storing the drive shafts 27, 29.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of the output device 17, which differs from the previous embodiments in that the continuous conveyors 19, 21 implemented as conveyor belts are shaped to complement the dumbbell-shaped outer contour of the packaging products 100 according to the invention.
  • the continuous conveyors 19, 21 comprise a fastening and/or deformation zone conveyor section 47 that is central in relation to the width direction and consists of a central, fully cylindrical section 49 and two conical or frustoconical sections 51, 53 adjoining each side.
  • the fastening and/or deformation zone conveying section 47 opens out on both sides into a straight crumple-cavity conveying section 55, 57.
  • the central fastening and/or deformation zone conveying section 47 is designed to engage between the two lateral crumple cavities 103, 105 in the fastening and/or deformation zone 107 of the packaging product 100 is formed.
  • the two adjoining lateral crumple-cavity conveying sections 55, 57 serve to make conveying contact with the crumple cavities 103, 105, so that the packaging product 100 can be grasped and conveyed over as large an area as possible.
  • FIGS. 9 and 10 show an exemplary embodiment of a section of the dispensing device housing 43 in a perspective side view and in a plan view. Based on the previous explanations, in which the shape of the continuous conveyors 19, 21 is partially adapted to the outer contour of the packaging product 100, the dispensing device housing 43 according to FIGS.
  • the dispensing device housing 43 tapers in the conveying direction F and ends in a dispensing opening 59 whose opening cross section is shaped in accordance with the outer contour of the packaging products 100 .
  • the discharge opening 59 has two lateral crush cavity passageways 61, 63 which are substantially rounded in shape and conform to the shape of the lateral crush cavity 103, 105 of FIG.
  • the discharge opening 59 has a central fastening and/or deformation zone passage 65 which connects the crumple cavity passages 61, 63 and is formed by two housing wall sections 67, 69 which extend or protrude into the conveying path.
  • the lateral crumple-cavity passages 61, 63 are followed by crumple-cavity channels 71, 73, which in turn basically reflect the outer contour of the crumple-cavities 103, 105, but counter to the conveying direction F approaching an overall rectangular structure of the dispensing device housing 43 .
  • the dispensing device housing 43 from FIGS. 11 and 12 follows the same principle of simulating the outer contour of the packaging product 100, but is implemented differently in terms of construction.
  • the dispensing device housing 43 consists of two housing halves 75, 77 which are connected to one another and which in principle delimit a transport cross section which is constant when viewed in the transport direction F.
  • housing boot bars 79, 81 in the two housing shells 75, 77 which extend into the conveying path and are positioned and/or dimensioned to substantially engage and guide the fastener - and/or deformation zones 107 of the packaging products 100 are formed, while laterally they leave free space with a larger cross-section for the lateral crumple cavities 103, 105 75 decrease with regard to its extent in the conveying path in the direction of the lateral housing boundary, in order to reproduce the outer contour of the packaging products too as true to shape as possible.
  • FIG. 13 shows an embodiment of the dispensing device 17 in which the linear continuous conveyors 19, 21, for example from FIG.
  • FIG. 4 An operating position of the two continuous conveyors 19, 21 during the production of packaging products 100 according to the invention is shown.
  • Figures 14 to 19 show step-by-step exemplary intermediate positions between the operating position shown in Figure 4 and a passive position of the upper continuous conveyor 19 shown in Figure 19.
  • the passive position can be, for example, a maintenance position in which maintenance measures, in particular of all components of the output device 17, can be carried out. a repair position or a jam removal position.
  • access between the continuous conveyors 19, 21 is achieved or created, for example to eliminate a material jam that has formed there.
  • the pivoting movement direction R in the conveying direction F ensures that the upper continuous conveyor 19 and the components of the output device 17 firmly coupled thereto do not collide with other components or parts of the device 1 according to the invention.
  • the upper continuous conveyor 19 is pivoted back against the direction of pivoting movement R with respect to the pivot axis S.
  • the device 1 has a motor 31 for the output device 17, a motor 32 for the separating station 13 and a common motor 34 for the embossing and/or perforating station 7 and the pull-off device 36.
  • the drive motor 34 for the embossing - and/or perforation station 7 and for the withdrawal device 36 is directed counter to the conveying direction F, so that a drive shaft of the drive motor 34 extends from the motor 34 counter to the conveying direction F.
  • the output shaft of the drive motor 34 can transmit the drive force to a drive shaft of the extraction device 36 via a meshing engagement, for example a bevel gear toothing or a worm wheel toothing. As can be seen in particular in FIG.
  • the extraction device 36 has two extraction or conveying wheels 46, 48 each mounted on a shaft 42, 44, with which the starting material is drawn into the device 1 and conveyed through it.
  • FIG. 14 also shows that the upper feed wheel 46 is movably mounted in the direction of the material thickness, i.e. perpendicular to the planar extent of the starting material within the device 1, which is indicated by a rail guide 50 in FIG.
  • the movable bearing can be coupled via a preload, in particular via a spring preload.
  • FIG. 14 shows an example of power transmission to the individual drive power consumers, namely the conveyor wheels 46, 48, the embossing and/or deformation wheels 9, 11 and the continuous conveyors 19, 21, in which the device 1 can manage with a single drive motor, viz to the Drive motor 34.
  • the drive force generated by the drive motor is transmitted via a gear directly to the drive shaft 42 on which the lower feed wheel 48 is rotatably mounted.
  • the upper feed wheel 46 is freely rotating.
  • the drive force is transmitted to the drive shaft of the lower embossing and/or deformation wheel via a traction mechanism in the form of a belt, while the upper embossing and/or deformation wheel is mounted on a shaft so that it rotates freely, and finally on a drive shaft assigned to the output device 17, on which in turn another traction mechanism is mounted in terms of power transmission in order to drive the two continuous conveyors 19, 21, each of which is assigned a drive gear around which the traction mechanism is guided in terms of power transmission.
  • a separate motor 32 can be assigned to the separating station 13 .
  • a drive shaft assigned to the linkage to also be driven by the traction mechanism.
  • the device 1 has a gear 14 assigned to the severing station 13 in the form of a coupling gear for converting the torque generated by the drive motor 32 into a translational cutting movement of the cutting edge 15 of the severing station 13.
  • the up and down movement of the guillotine blade 15 is aligned in such a way that a cutting movement is directed against the direction of gravity, ie from bottom to top in the figure.
  • the drive motor 34 for the embossing and/or perforation station 7 and for the pull-off device 36 is directed counter to the conveying direction F, so that a drive shaft of the drive motor 34 extends from the motor 34 counter to the conveying direction F.
  • the output shaft of the drive motor 34 can transmit the drive force to a drive shaft 42 of the extraction device 36 via a meshing engagement, for example a bevel gear toothing or a worm wheel toothing 38 .
  • the extraction device 36 has two extraction or conveying wheels 46, 48 each mounted on a shaft 42, 44, with which the starting material is drawn into the device 1 and conveyed through it. It can also be seen in FIG.
  • the upper feed wheel 46 can be moved in the direction of the material thickness, that is to say perpendicular to the planar extension of the starting material within the device 1, which is indicated by a rail guide 50 in FIG.
  • the movable bearing can be coupled via a preload, in particular via a spring preload.
  • FIG. 21 shows an example of power transmission to the individual drive power consumers, namely the conveyor wheels 46, 48, the embossing and/or deformation wheels 9, 11 and the continuous conveyors 19, 21.
  • the device 1 manages with a single drive motor, namely the drive motor 34.
  • the drive force generated by the drive motor is transmitted via the gear 38 directly to the drive shaft 42, on which the lower conveyor wheel 48 is rotatably mounted.
  • the upper feed wheel 46 is freely rotating.
  • the drive force is transmitted via a traction mechanism 52 in the form of a belt to the drive shaft 54 of the lower embossing and/or deformation wheel, while the upper embossing and/or deformation wheel is mounted so that it rotates freely on a shaft 56 and is finally connected to one of the output devices 17 associated drive shaft 58, on which in turn another traction mechanism 60 is mounted in terms of power transmission in order to drive the two continuous conveyors 19, 21, each of which is associated with a drive gear 62, 64, around which the traction mechanism 60 is guided in terms of power transmission.
  • a separate motor can be assigned to the separating station 13 .
  • a drive shaft assigned to the coupling mechanism 14 to also be driven by the traction mechanism 52 .
  • a dispensing device housing 43 can also be seen, which is part of an overall housing 45 of the device.
  • the housing 45 or the dispensing device housing 43 is basically used to prevent an operator from undesirably accessing the interior of the device 1 in order to prevent injuries, as well as to limit the conveying path or the discharge channel 33 and to attach components of the device 1 .
  • the up and down movement of the guillotine blade 15 is aligned in such a way that a cutting movement is directed against the direction of gravity, ie from bottom to top in the figure.
  • the drive motor 34 for the embossing and/or perforation station 7 and for the pull-off device 36 is directed counter to the conveying direction F, so that a drive shaft of the drive motor 34 extends from the motor 34 counter to the conveying direction F.
  • the output shaft of the drive motor 34 can transmit the drive force to a drive shaft 42 of the extraction device 36 via a meshing engagement, for example a bevel gear toothing or a worm wheel toothing 38 .
  • the extraction device 36 has two extraction or conveying wheels 46, 48 each mounted on a shaft 42, 44, with which the starting material is drawn into the device 1 and conveyed through it. It can also be seen in FIG.
  • the upper feed wheel 46 is movably mounted in the material thickness direction, i.e. perpendicular to the planar extent of the starting material within the device 1, which is indicated by a rail guide 50 in FIG.
  • the movable bearing can be coupled via a preload, in particular via a spring preload.
  • the cutting edge 15 is held by a cutting edge carrier 85 and held in place.
  • the severing station 13 also includes a counter-cutter 87 held by a cutter holder 86, which cooperates with the cutter 15 during a severing process in such a way that the cutter 15 shears translationally along or past the counter-cutter 87 in order to sever the starting material web.
  • blade 15 performs a translational cutting movement, which is supported by a guide 88 which, according to Figure 22, is designed as a straight guide and has two guide rods 89, 90 arranged at a distance from one another transversely to conveying direction F, along which guide rods 85 is guided translationally and in particular in the vertical direction and/or counter to the direction of gravity during a separation process.
  • a guide 88 which, according to Figure 22, is designed as a straight guide and has two guide rods 89, 90 arranged at a distance from one another transversely to conveying direction F, along which guide rods 85 is guided translationally and in particular in the vertical direction and/or counter to the direction of gravity during a separation process.
  • the severing station 13 is equipped with an adjusting device 91, by means of which the cutting edge 15 and counter blade 87 can be positioned relative to one another.
  • the adjusting device 91 is assigned to the shearbar 87 and is set up to displace the shearbar 87 in the direction of the conveying direction F or in the opposite direction, in order to be able to set the scissor-cut engagement between the shearbar 15 and the shearbar 87, and for example, as a result a biasing force oriented in the conveying direction F can be set or built up between the blade 15 and the counter-cutter 87, so that the quality of the severing process can be increased.
  • the adjusting device 91 has, for example, two adjusting screws 92, 93 which are arranged at a distance from one another transversely to the conveying direction F and which are designed here, for example, as grub screws. It can also be seen in FIG. 22 that the counter cutters 87 are detachably fastened in the counter cutter carrier 86 via two fastening screws 94 .
  • FIGS. 23-25 show three different operating states of the device 1 according to the invention, with a focus on the separating station 13.
  • the severing station 13 is designed as a guillotine cutting station, in which the cutting edge is guided in a translatory manner counter to the direction of gravity.
  • the cutting edge 15 of the severing station 13 is just before the cutting engagement with the starting material web and at the point in time at which the cutting edge 15 shears along the counter cutter 87 .
  • FIG. 24 shows the uppermost position of the cutting edge 15 and thus the reversal point from which the cutting edge 15 has to be guided vertically downwards again in order to bring it into an initial position before a new severing process can be started.
  • FIG. 25 shows an intermediate position between the uppermost position (FIG. 24) and a lowermost position (not shown).
  • a synopsis of Figures 23 - 25 shows that the translational cutting movement of the cutting edge 15 including its cutting edge holder 85 is initiated by a motor 32, the driving force of which is transmitted via a gear 14 to the blade 15 and the blade holder 85.
  • transmission 14 is designed as a coupling transmission in which a connecting rod 96, which is mounted in a rotationally fixed manner on a drive shaft 95, is coupled via a ball joint 97 to a further connecting rod 98, which ultimately applies the torque generated by motor 32 in an axially directed drive actuation force to the Blade 15 or the blade carrier 85 transmits.
  • the cutting edge 15 has one of the three fastening bores 99 which are arranged at a distance from one another in a width direction of the cutting edge 15, which is oriented in the width direction of the starting material web and perpendicular to the translation cutting movement direction, by means of which the cutting edge 15 is attached to the cutting edge carrier 85 can be fastened.
  • An essential feature of the cutting edge 15 is its cutting edge 109, which is arranged at an angle a with respect to the direction in which the width of the cutting edge 15 extends, and whose cutting angle a is in the range from 3 ° to 15 ° .
  • an angle in the range of 93 ° to 105° results with respect to the direction of translation cutting movement, which is oriented downwards in FIG.
  • the cutting angle a determines the cutting height g and the cutting width h. The larger the cutting angle a is selected, the shorter the cutting edge height g and the longer the length of the cutting edge 109. Because the cutting edge 109 is inclined, a cut spreads through the starting material web transversely to the conveying direction F in the width direction during a severing process of the starting material web. In other words, the varying point of incision that occurs between the cutting edge 109 and the starting material web migrates along the cutting edge 109 transversely to the conveying direction.
  • FIG. 27 shows a schematic representation of a scissors-cut attack between the cutter 15 and the shearbar 87. From this it becomes clear that the shearbar 87 is a shearing surface cooperating with the cutting edge 15 in the cutting engagement in , which is oriented at an angle of about 5 ° with respect to the direction of translational cutting motion. Furthermore, a cutting edge surface 113 adjoining the cutting edge 109 is chamfered in relation to the rest of the cutting blade.
  • the output shaft of the gear 14 forms the drive shaft 95 of the coupling gear with the connecting rod 96.
  • the central longitudinal axis of the output shaft of the gear 14 or the central longitudinal axis of the drive shaft 95 runs below the conveying path P and transverse to the conveying direction F
  • the gear 14 is a compact worm gear to which the motor 32 is attached directly.
  • the central longitudinal axis of the motor 32 extends in a substantially longitudinal direction corresponding to the conveying direction F, with the central longitudinal axis of the motor 32 and the conveying direction F lying in one plane or with the central longitudinal axis of the motor 32 lying in a first vertical plane and the conveying direction F in a second vertical plane and first and second plane are arranged parallel to each other.
  • the central longitudinal axis of the motor 32 is slightly inclined with respect to the horizontal.
  • the space below the other components of the device 1 and in particular below the embossing and/or deformation wheels 9, 11 is optimally utilized, with the gear 14 and the motor 32 being placed close to the other components, resulting in an extremely compact design of the device 1 is given.
  • the entire crank mechanism for moving the cutting edge 15 consisting of the connecting rods 96, 98 and its joints to arrange the conveying direction F next to the gear 14, while the blade carrier 85 is arranged directly above the gear 14.
  • the cutting edge carrier 85 provides a recess in an inventive manner, which faces the gear 14 and causes the cutting edge 15 to approach the gear 14 very closely in the lower end position. All in all, the stroke of movement of the cutting edge 15 and the crank eccentricity of the connecting rod 96 and the distance between the pivot points of the connecting rod 98 are adapted to one another in such a way that a particularly compact design is formed.
  • the output device 17 is arranged downstream and in the conveying direction F directly after the cutting edge 15 .
  • the shearbar 87 with the shearbar support 86 is arranged upstream of the blade 15 and counter to the conveying direction F.
  • the cutting edge 15 pushes the strand of material against the shearbar 87 or against the shearbar support 86, whereby the strand of material is supported upstream.
  • the output device 17 is arranged downstream directly next to the cutting edge 15 .
  • the continuous conveyor 19 of the output device 17 is designed as an additional support, at least in sections, so that the strand of material is supported both upstream by the shearbar 87 and downstream by the continuous conveyor 19 during the cutting process of the blade 15, even when the continuous conveyor 19 is slightly Distance to cutting edge 15 is.
  • the supporting effect of the continuous conveyor 19 has proven to be particularly advantageous because the strand of material remains essentially straight and aligned along the conveying direction F during the cutting. A clean and particularly smooth cut of the cutting edge 15 is thus achieved.
  • the continuous conveyor 19 it is designed as a conveyor belt stretched between two deflection rollers. In order to achieve a particularly good supporting effect, at least the deflection roller of the continuous conveyor 19 facing the cutting edge 15 has a relatively small diameter of at most 30 millimeters.
  • Attachment and/or deformation zone passage 69 housing part, 73 crush cavity channel, 77 housing half, 81 housing beam
  • Adjusting device, 93 adjusting screw

Landscapes

  • Making Paper Articles (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation, die die Ausgangsmaterialbahn zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautsch-Hohlraum umformt, eine an die Vorformstation in Förderrichtung des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von der Ausgangsmaterialbahn abtrennt, und eine in Förderrichtung des Ausgangsmaterials an die Abtrennstation anschließende Ausgabevorrichtung mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses, wobei ein Stetigförderer relativ zu dem anderen Stetigförderer bewegbar gelagert ist, um einen Zugriff zwischen die Stetigförderer zu ermöglichen.

Description

SPRICK GMBH BIELEFELDER PAPIER- UND WELLPAPPENWERKE & CO., Hanfstraße 23, 33607 Bielefeld
Abförderband
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial insbesondere aus Papier. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen
Verpackungserzeugnisfertigungsvorrichtung hergestelltes Verpackungserzeugnis sowie ein System aus einer Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial und einem Ausgangsmaterialvorrat.
Gattungsgemäße Verpackungserzeugnisse sind flexibel und stoßdämpfend und werden dazu eingesetzt, in Transportkisten oder -kartons eingefüllt zu werden, um Transportgegenstände zu schützen. Ein Verpackungserzeugnis kann demnach auch als stoßdämpfendes Füllmaterialerzeugnis bezeichnet werden. Ein dreidimensionales Verpackungserzeugnis entsteht dadurch, dass ein zweidimensionales Papierbahnausgangsmaterial auf eine vorbestimmte Weise umgeformt wird, um das dreidimensionale Verpackungserzeugnis unbegrenzt wiederholbar herzustellen.
Für das Papiermaterial wird vor allem aus ökologischen Gründen immer häufiger Altpapier eingesetzt, das allerdings auf Grund dessen Inhomogenität nur schwierig umgeformt werden kann, vor allem wenn das dreidimensionale Verpackungserzeugnis stets gleichmäßig und möglichst einfach und ökonomisch zu fertigen ist. Die Verpackungsmaterialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, insbesondere Altpapier und/oder 100 % recyclingfähigem Papier, das ohne chemische Inhaltsstoffe hergestellt sein kann, hergestellt sein. Recyclingpapier sind insbesondere Papiermaterialien mit einem geringen Anteil (weniger als 50%) an frischfaserhaltigem Papiermaterial. Beispielswiese werden Papiermaterialien, die 70% bis 100% Altpapier enthalten, verwendet. Das Recyclingpapier im Sinne dieser Erfindung kann Papiermaterial sein, das einen Zugfestigkeitsindex längs zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 90 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 15 Nm/g bis 60 Nm/g, und einen Zugfestigkeitsindex quer zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 60 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 5 Nm/g bis 40 Nm/g. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit bzw. des Zugfestigkeitsindex kann eine Norm DIN EN ISO 1924-2 oder DIN EN ISO 1924-3 herangezogen werden. Zudem oder alternativ kann eine Recyclingpapiereigenschaft oder Altpapiereigenschaft durch den sogenannten Berstwiderstand charakterisiert werden. Ein Material in diesem Sinne ist Recyclingpapier mit einem Berstindex von höchstens 3,0 kPa*mA2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*mA2/g bis 2,5 kPa*mA2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/m2 bis max. 140 g/m2 auf. Das Ausgangsverpackungsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Ein Beispiel für ein gattungsgemäßes Verpackungserzeugnis ist in EP 2 711 167 Bi angegeben. In einem ersten Umformschritt werden gemäß EP 2 711 167 Bi die Längsrandstreifen der Papierbahn im Wesentlichen locker einwärts gerollt. In einem zentralen Verbindungsabschnitt oder Mittelbereich, der die beiden eingerollten Längsrandstreifen des Papierbahnabschnittes verbindet und die jeweils einen Knautsch-Hohlraum realisieren, ist zum Versteifen und Fixieren der Längsrandstreifen des Verpackungserzeugnisses eine Prägung eingebracht, welche durch eine Folge von Tal- und Erhebungsabschnitten gebildet ist. Auf diese Weise soll der seitlich eingerollte Kissenabschnitt, der zur Bildung einer Knautschzone einen Hohlraum begrenzt, wesentlich dicker als der geprägte Mittelbereich sein. In der geprägten Deformationsoder Befestigungszone im Mittelbereich können außerdem Perforationen eingebracht werden, die ein ineinander verhaken der übereinanderliegenden Papierbahnlagen bewirkt. Eine gattungsgemäße Verpackungserzeugnisfertigungsvorrichtung ist beispielsweise aus US 2021/0023808 Ai bekannt. Die Verpackungserzeugnisfertigungsvorrichtung umfasst in Förderrichtung des bahnförmigen Ausgangsmaterials betrachtet die folgenden Komponenten: eine Vorformstation zum Bilden von lateralen Knautschhohlräumen; eine Prägestation zum Prägen des Mittelbereichs der vorgeformten Papierbahn; eine Abtrennstation zum Abtrennen von Verpackungserzeugnissen einer bestimmten Länge von der vorgeformten Papierbahn; eine Ausgabevorrichtung, über die die abgetrennten Verpackungserzeugnisse aus der Verpackungserzeugnisfertigungsvorrichtung abgegeben werden. Die Ausgabevorrichtung umfasst ein Paar gegenüberliegender Förderbänder, die über einen gemeinsamen Motor angetrieben sind, um die Verpackungserzeugnisse aktiv in Richtung einer Entnahmeöffnung der Maschine zu befördern, an welcher die Verpackungserzeugnisse entnommen werden können. Die Förderbänder sind bezüglich einer zwischen ihnen liegenden Mittelachse symmetrisch angeordnet und derart geneigt, dass der zwischen ihnen begrenzte Förderpfad ausgehend von einem abtrennstationsseitigen Ende hin zu der Entnahmeöffnung kontinuierlich abnimmt.
Die Abtrennstation in US 2021/0023808 Ai umfasst außerdem eine Schneide vom Guillotine-Typ, die derart gelagert ist, dass sie bei einem Schneidvorgang eine Schnittbewegung in vertikaler Richtung in Gravitationsrichtung ausführt.
An der Konstruktion und der Anordnung der beiden Förderbänder zueinander gemäß US 2021/002808 Ai wurden mehrere Nachteile bezüglich der Entstehung sowie der Beseitigung eines entstandenen Papierstaus identifiziert. Vor allem dann, wenn kurze Verpackungserzeugnisse gefertigt werden sollen, hat sich herausgestellt, dass wegen des großen vertikalen Abstands zwischen dem abtrennstationsseitigen Ende des unteren Förderbands und derjenigen Position, an der das Verpackungserzeugnis von der vorumgeformten Papierbahn abgetrennt wird, die Verpackungserzeugnisse dazu tendieren, nicht zuverlässig genug von dem unteren Förderband erfasst und mitgeschleppt zu werden. Ferner können die kurzen Verpackungserzeugnisse, die nach der Abtrennung mehr oder weniger herunterfallen, sich innerhalb der Verpackungsmaschine verkanten und verkeilen, was zu einem Papierstau führen kann. Dabei kann es auch passieren, dass wegen der symmetrischen Anordnung von oberem und unterem Förderband vereinzelt insbesondere kleinere Verpackungserzeugnisse, die sich nach dem Herunterfallen aus der Abtrennstation vertikal aufgerichtet haben, oben zwischen dem oberen Förderband und der Abtrennstation den Förderpfad ungewollt verlassen. Ferner sieht US 2021/ 0023808 Ai nur eine aufwändige Möglichkeit vor, einen vorhandenen Papierstau zu beseitigen. Ein Zugriff auf das Innere der Maschine ist nicht ohne Weiteres und ohne eine Verletzungsgefahr für die bedienende Person möglich.
Diese Tendenz zur Bildung eines Papierstaus in US 2021/ 0023808 Aiverstärkt sich auch deshalb, weil die Schnittbewegung in Gravitationsrichtung ausgeführt wird, sodass das nachlaufende Ende des abzutrennenden Verpackungserzeugnisses nach vertikal unten von der Schneide gedrückt wird, sodass sich aufgrund des Hebel effekts das vorlaufende Ende des Verpackungserzeugnisses aufrichten kann. Darüber hinaus bestehen weitere Nachteile bezüglich der Kombination mit dem Guillotinenschnitt in Gravitationsrichtung. Des Weiteren besteht im Hinblick auf die zuverlässige Abtrennung der Verpackungserzeugnisse Verbesserungspotenzial.
Eine weitere gattungsgemäße Verpackungserzeugnisfertigungsvorrichtung ist beispielsweise aus WO 95/31296 Ai bekannt. Die Verpackungserzeugnisfertigungsvorrichtung umfasst eine Umformstation, an der das bahnförmige Ausgangsmaterial in ein dreidimensionales Verpackungserzeugnis umgeformt wird. In der Umformstation sind drei Paare von Antriebsrädern integriert, die für den Einzug und das Fördern des Ausgangsmaterials verantwortlich sind. Stromabwärts der Umformstation ist eine Prägestation mit zwei Prägezahnrädern angeordnet, mittels denen ein mittiger Abschnitt des vorgeformten Verpackungszeugnisses deformiert und geprägt wird. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Motor, der sowohl die Prägezahnräder als auch die Antriebsräder antreibt. Dabei wird die Antriebskraft zunächst auf die Prägezahnräder übertragen und schließlich über ein Riemengetriebe auf die Antriebsräder.
Ein wesentlicher Nachteil der Antriebskinematik von WO 95/31296 Ai besteht darin, dass die Kraft über sehr große Wege und häufig umgelenkt wird. Es sind mehrere Getriebe notwendig, um die Kraft auf die verschiedenen Abnehmer zu übertragen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben darüber hinaus erkannt, dass ein Bedürfnis für kleine, d.h. in ihrer Breitendimension quer zur Längserstreckung reduzierte, Papier-Verpackungserzeugnisse besteht, weil diese leichter in engen auszupolsternden Volumina in Verpackungskartons oder -taschen integrierbar sind. In der Vergangenheit wurden stets Verpackungserzeugnisse der gattungsgemäßen Form mit einem wellenförmigen, sich in Längsrichtung erstreckenden Prägeabschnitt und seitlichen symmetrisch anschließenden, schlauchförmigen Knautsch-Hohlräumen, die durch einstückiges Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials hergestellt wurden, zu einer recht einheitlichen Größe hergestellt, wobei die Zwänge des Papiermaterials sowie der zur Herstellung vorgesehenen Verpackungserzeugnisherstellungsvorrichtungen eine Breite von weniger als 15 cm nicht zugelassen haben. Den Erfindern der vorliegenden Erfindung ist es nun gelungen, Verpackungszeugnisherstellungsvorrichtungen zu schaffen, mit denen Verpackungserzeugnisse der oben genannten Struktur mit einer Breite von weniger 15 cm herstellbar sind.
Insbesondere wegen der oben beschriebenen aufwändigen Antriebskinematikkonstruktion bei der WO 95/31296 Ai lässt sich eine derartige Vorrichtung nicht ohne weiteres so umgestalten, dass die hohe Nachfrage nach kleinen Papier-Verpackungserzeugnissen und damit verbunden in ihrem Bauraum begrenzten Verpackungserzeugnisherstellungsvorrichtungen befriedigt werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden, insbesondere eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Papierausgangsmaterial dahingehend zu verbessern, dass das Risiko eines Papierstaus reduziert ist und/ oder ein vorhandener Papierstau auf einfachere Weise entfernt werden kann und/oder dass sie kraftfluss- und/oder bauraumoptimiert ist und/oder dass ein sauberes Abtrennen von Verpackungserzeugnissen zuverlässiger sichergestellt ist.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Danach ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses, wie eines Polsterproduktes, aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, wie einer ein- oder mehrlagigen Papierbahn, insbesondere aus Papier vorgesehen. Für das Papiermaterial wird vor allem aus ökologischen Gründen immer häufiger Altpapier eingesetzt, das allerdings auf Grund dessen Inhomogenität nur schwierig umgeformt werden kann, vor allem wenn das dreidimensionale Verpackungserzeugnis stets gleichmäßig und möglichst einfach und ökonomisch zu fertigen ist. Die Ausgangsmaterialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, insbesondere Altpapier und/oder 100 % recyclingfähigem Papier, das ohne chemische Inhaltsstoffe hergestellt sein kann, hergestellt sein. Recyclingpapier sind insbesondere Papiermaterialien mit einem geringen Anteil (weniger als 50%) an frischfaserhaltigem Papiermaterial. Beispielswiese werden Papiermaterialien, die 70% bis 100% Altpapier enthalten, verwendet. Das Recyclingpapier im Sinne dieser Erfindung kann Papiermaterial sein, das einen Zugfestigkeitsindex längs zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 90 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 15 Nm/g bis 60 Nm/g, und einen Zugfestigkeitsindex quer zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 60 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 5 Nm/g bis 40 Nm/g. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit bzw. des Zugfestigkeitsindex kann eine Norm DIN EN ISO 1924-2 oder DIN EN ISO 1924-3 herangezogen werden. Zudem oder alternativ kann eine Recyclingpapiereigenschaft oder Altpapiereigenschaft durch den sogenannten Berstwiderstand charakterisiert werden. Ein Material in diesem Sinne ist Recyclingpapier mit einem Berstindex von höchstens 3,0 kPa*mA2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*mA2/g bis 2,5 kPa*mA2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/m2 bis max. 140 g/m2 auf. Das Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Die Vorrichtung kann grundsätzlich so bemessen und dazu ausgelegt sein, dass sie miniaturisiert ist, d. h. deutlich kleiner bemessen ist als entsprechende Vorrichtungen aus dem Stand der Technik und/oder dazu in der Lage ist, deutlich kleinere Verpackungserzeugnisse zu erzeugen. Damit kann der Bedarf nach kleinen Verpackungserzeugnissen befriedigt werden. Zum anderen werden erfindungsgemäße Vorrichtungen der Forderung nach immer kleiner werdenden zur Verfügung stehenden Abstellflächen für derartige Verpackungserzeugnisbereitstellungsvorrichtungen gerecht. Beispielsweise wurde als Daumenregel für die Gesamtabmessung gattungsgemäßer Vorrichtungen gefordert, dass diese die Außenabmessung einer Standard- Industriepalette nicht übersteigen dürfen. Beispielsweise weisen erfindungsgemäße Vorrichtungen eine Gesamtabmessung von weniger als 650 mm Länge in Fördereinrichtung, von weniger als 450 mm Breite quer zur Fördereinrichtung und von weniger als 300 mm Höhe quer zur Förder- und Breitenrichtung auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, kleine bzw. Miniatur- Verpackungserzeugnisse bzw. -Polster zu erzeugen. Derartige kleine bzw. Miniatur- Verpackungserzeugnisse können eine Länge in Fördereinrichtung von weniger als 30 mm, eine Breite von weniger als 120 mm, insbesondere im Bereich von 80 bis 90 mm, und eine Höhe von weniger als 40 mm, insbesondere im Bereich von 20 bis 30 mm, aufweisen.
Die Vorrichtung umfasst eine Vorformstation, die das Ausgangsmaterial zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautschhohlraum umformt. Das Zwischenprodukt kann bei einer beispielhaften Ausführung der Vorrichtung in seiner Form im Wesentlichen dem finalen Verpackungserzeugnis entsprechen. Aus dem Zwischenprodukt wird folgend das Verpackungserzeugnis hergestellt. Vorzugsweise umfasst die Vorformstation eine trichterartige Einschlag- oder Einrolleinrichtung, welche die Papierbahn in Querrichtung bei dessen Transportförderung in die Vorrichtung seitlich einschlägt oder einrollt, sodass die Längsränder der Papierbahn, die beispielsweise mittels einer Leporellostapelquelle bereitgestellt werden, im Wesentlichen in der Mitte der Papierbahn übereinander geschlagen sind. In Förderrichtung des Ausgangsmaterials kann an die Vorformstation eine Deformationsstation, insbesondere ein Präge- und/oder Perforationsstation, mit zwei Trägerwalzen, insbesondere Präge- und/oder Deformationsrädern, anschließen, die in einem Deformationsbereich ineinander greifen, um die eingeschlagene oder eingerollte Ausgangsmaterialbahn zu dem Polsterprodukt zu deformieren. Dabei entsteht eine zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone in dem Ausgangsmaterial. Dieses spezifische Polsterprodukt umfasst einen im Wesentlichen mittigen sich in Längsrichtung erstreckenden Deformationsbereich, insbesondere Präge- und/oder Perforationsbereich, an dem in Querrichtung zwei seitliche Hohlraumknautschzonen anschließen, deren seitliches Ende auch das Ende des Polsterprodukts bildet. Insofern kann die Vorrichtung ein im Querschnitt im Wesentlichen hantelförmiges Papier-Polsterprodukt fertigen.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine an die Vorformstation in Förderrichtung des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge vom Ausgangsmaterial abtrennt. Für die Abtrennstation kommen gängige bei gattungsgemäßen benutzen Schneideinrichtungen und -mittel in Betracht.
Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine in Förderrichtung des Ausgangsmaterials an die Abtrennstation anschließende Ausgabevorrichtung mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses aus der Vorrichtung. Die Stetigförderer könnenbeispielsweise Förderbänder umfassen. Die Stetigförderer können sich grundsätzlich durch eine kontinuierliche Abförderbewegung kennzeichnen. Die Stetigförderer können so angeordnet sein, dass ein gegenüber der Abtrennstation vorlaufender Abschnitt des vorgeformten Ausgangsmaterials bereits an die Stetigförderer übergeben ist und von ihnen erfasst ist, sodass diese eine Förderkraft weg von der Abtrennstation erfahren. Sobald der Abtrennvorgang abgeschlossen ist, fördern die Stetigförderer insbesondere unter Reibschluss mit dem abgetrennten Verpackungserzeugnis dieses in Förderrichtung weiter, insbesondere in Richtung einer Ausgabeöffnung, an der die Verpackungserzeugnisse entnehmbar sind bzw. ausgegeben oder ausgeworfen werden. Die Stetigförderer begrenzen zwischen sich einen Abförderkanal, durch den hindurch die Verpackungserzeugnisse transportiert werden. In der Regel begrenzen die Stetigförderer den Abförderkanal in Vertikalrichtung nach oben und unten. Ferner können seitliche Kanalbegrenzungselemente vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführung der Stetigförderer als Förderbänder können die Förderbänder jeweils an zwei Umlenkwalzen gelagert bzw. von diesen geführt sein, von denen jeweils eine mittels eines Motors angetrieben sein kann, um die Förderkraft zu erzeugen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Stetigförderer relativ zu dem anderen Stetigförderer bewegbar gelagert. Dadurch kann ein Zugriff zwischen die Stetigförderer insbesondere in dem Abförderkanal ermöglicht werden. Somit kann im Falle eines ggf. vorhandenen Papierstaus und/oder in einem Wartungsfall auf einfache Art und Weise in das Innere der Vorrichtung im Bereich der Ausgabevorrichtung gegriffen werden, um den Papierstau zu beseitigen bzw. die Wartungsmaßnahmen vorzunehmen. Beispielsweise ist es möglich, dass der obere Stetigförderer relativ zum unteren Stetigförderer beweglich gelagert ist. Die bewegliche Lagerung kann bspw. über eine Translationsverschiebebewegung oder über eine Rotationsschwenkbewegung realisiert sein. Beispielsweise kann einer der beiden Stetigförderer schubladenartig aus der Vorrichtung bzw. aus der Ausgabevorrichtung aus- und einfahrbar sein. Die Vorrichtung kann ferner mit einer lösbaren Befestigungseinrichtung versehen sein, mittels der die Stetigförderer insbesondere im Betriebszustand der Vorrichtung aneinander befestigt und gegen ein sich voneinander Entfernen gesichert sind. Die Befestigungseinrichtung kann beispielsweise eine Verrastung, Verklemmung, Verschraubung oder dergleichen umfassen.
In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der eine, insbesondere der obere, Stetigförderer relativ zum anderen, insbesondere dem unteren, Stetigförderer schwenkbar gelagert. Die Schwenklagerung des Stetigförderers hat sich vor allem im Hinblick auf eine einfache Bedienung und/oder eine platzsparende Möglichkeit zum Zugreifen in das Innere der Ausgabevorrichtung als vorteilhaft erwiesen. Beispielsweise kann der Stetigförderer derart schwenkbar gelagert sein, dass der schwenkbare Stetigförderer über eine 9O°-Stellung bzgl. des anderen Stetigförderers hinaus schwenkbar ist. Beispielsweise kann eine Schwenkbewegungsamplitude von annähernd 150° bis 170° geschaffen sein. Die großen Bewegungsamplituden haben sich insofern als vorteilhaft erwiesen, als ein möglichst großer Eingriffsbereich in die Vorrichtung, insbesondere die Ausgabevorrichtung, geschaffen ist. Die Schwenkbewegung kann bspw. derart gestaltet sein, dass der von den Stetigförderern begrenzte Abförderkanal vollständig freigelegt ist. Ein Zugriff auf verklemmtes oder verkeiltes oder andersartig gestautes Verpackungserzeugnis ist an jeder Stelle des Abförderkanals gegeben. Ferner können sämtliche weiteren Komponenten im Inneren der Ausgabevorrichtung erreicht werden.
In einer beispielhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist eine Aufschwenkbewegungsrichtung des schwenkbaren Stetigförderers in Richtung der Förderrichtung des Ausgangsmaterials orientiert. Vorzugsweise ist der schwenkbare Stetigförderer um wenigstens zwei Umlenkwalzen geführt und um die stromabwärts oder um die stromaufwärts orientierte Umlenkwalze bzgl. der Förderrichtung schwenkbar gelagert. Das Ausschwenken des Stetigförderers in Richtung der Förderrichtung, also noch vorne, hat den Vorteil, dass eine Kollision mit den weiteren Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeschlossen ist, die sich allesamt stromaufwärts der Ausgabevorrichtung befinden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist einer der Stetigförderer, insbesondere der schwenkbare Stetigförderer, schwimmend gelagert. Die schwimmende Lagerung kann bspw. über eine Federvorspannung realisiert sein. Zum einen kann über die schwimmende Lagerung eines der Stetigförderer eine gewisse Vorspannkraft auf die Verpackungserzeugnisse ausgeübt werden, sodass diese zuverlässig ergriffen und abgefördert werden können. Des Weiteren besteht ein Vorteil darin, dass auf Schwankungen bzw. Differenzen im Hinblick auf die Abmessung des Verpackungserzeugnisses quer zur Längs- und Breitenerstreckung, also dessen Höhe, reagiert werden kann. Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der einer der Stetigförderer beweglich relativ zu den anderen Stetigförderern gelagert ist, durch die schwimmende Lagerung im Betriebs- bzw. Montagezustand Montageungenauigkeiten kompensiert werden können, denn die Beweglichkeit des einen Stetigförderers relativ zu dem anderen Stetigförderer führt dazu, dass im montierten Zustand die Anordnung der Stetigförderer zueinander Montageungenauigkeiten unterliegt, was sich vor allem bemerkbar macht, wenn die Relativbewegungen der Stetigförderer manuell durchgeführt werden. Aber auch für die maschinelle Ansteuerung der Beweglichkeit hat sich die schwimmende Lagerung als vorteilhaft erwiesen. Es kann somit in jedem Fall zuverlässig die gewünschte Abförderkanalgeometrie eingestellt werden bzw. sich über die schwimmende Lagerung selbsttätig einstellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten beispielhafter Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial bereitgestellt. Die Vorrichtung kann entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen ausgebildet sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei in Bezug auf die Komponenten aus dem Oberbegriff auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen.
Die Ausgabevorrichtung weist gemäß dem zweiten Aspekt einen oberen Stetigförderer und einen dem oberen Stetigförderer gegenüberliegenden unteren Stetigförderer auf. Zwischen sich bilden und begrenzen die Stetigförderer, die entsprechend der oben beschriebenen Ausführungen ausgestaltet sein können, einen Förderpfad definierenden Abförderkanal aus.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt steht der obere Stetigförderer entgegen der Förderrichtung des Ausgangsmaterials über den unteren Stetigförderer vor. Es wurde erkannt, dass insbesondere bei der Herstellung von besonders kurzen Verpackungserzeugnissen von weniger als 30 mm Länge eine Ursache für Verpackungsstau darin liegt, dass die Verpackungserzeugnisse nicht zuverlässig genug in den zwischen den Stetigförderern gebildeten Abförderkanal einfahren, sondern sich bspw. bei einer Kollision mit einem vorlaufenden Verpackungserzeugnis aufrichten und nach der Abtrennstation die Ausgabevorrichtung stromaufwärts nach oben über den oberen Stetigförderer verlassen. Durch die Verlängerung des oberen Stetigförderers hin zur Abtrennstation kann diesem Effekt entgegengewirkt werden, sodass das Risiko eines Materialstaus weiter reduziert ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erstreckt sich der obere Stetigförderer entgegen der Förderrichtung wenigstens bis zur Abtrennstation und/oder ist um eine abtrennstationsseitige Umlenkwalze geführt, dessen Rotationsachse in Förderrichtung stromaufwärts der Abtrennstation liegt. Insbesondere liegt die Rotationsachse in Förderrichtung stromaufwärts an derjenigen Stelle, an welcher die Abtrennung des Verpackungserzeugnisses von der Ausgangsmaterialbahn erfolgt. Diese Trennstelle kann definiert sein durch den Schnitteingriff, bei dem eine Schneide bzw. ein Messer der Abtrennstation das vorgeformte Ausgangsmaterial durchtrennt. Durch diese Konstruktion kann zuverlässig ausgeschlossen werden, dass Verpackungserzeugnisse sich aus dem Förderpfad entfernen und nicht in den Abförderkanal gelangen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial bereitgestellt. Die Vorrichtung kann gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungen bzw. gemäß einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgestaltet sein. Im Hinblick auf die Merkmale aus dem Oberbegriff sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorhergehenden Ausführungen verweisen.
Die Vorformstation formt das Ausgangsmaterial zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit zwei sich in Bahnrichtung erstreckenden lateralen Knautsch- Hohlräumen und einer sich in Bahnrichtung erstreckenden zentralen Befestigungsund/ oder Deformationszone um.
Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Stetigförderer dazu ausgelegt und/oder dimensioniert, zwischen den Knautsch- Hohlräumen des abgetrennten Verpackungserzeugnisses einzugreifen und einen Förderkontakt mit der zentralen Befestigungs- und/oder Deformationszone einzunehmen. In der zentralen Befestigungs- und/oder Deformationszone sind überlappende Materialbahnabschnitte aneinandergebunden. Dies kann bspw. durch ein an die Vorformstation anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder erfolgen, die dazu eingerichtet sind, die sich überlappenden Materialbahnabschnitte zu prägen und/oder zu perforieren. Dabei kann eine Verhakungsstruktur zwischen den übereinander angeordneten Materialbahnabschnitten erfolgen, die auf diese Weise aneinandergekoppelt sind. Beispielsweise geht der Stetigförderer ausschließlich einen Förderkontakt mit der zentralen Befestigungs- und/oder Deformationszone ein. Mit anderen Worten kann der Stetigförderer so dimensioniert sein, dass dieser frei von einem Kontakt mit den lateralen Knautsch-Hohlräumen im Förderkontakt-Eingriff ist. Dies kann bedeuten, dass eine quer zur Förderrichtung bemessene Breite des Stetigförderers kleiner ist als der geringste Abstand zwischen den lateralen Knautsch-Hohlräumen. Beispielsweise beträgt eine Breite der zentralen Befestigungs- und/oder Deformationszone weniger als 30 mm, insbesondere zwischen 20 mm bis 25 mm. Bei Stand der Technik-Vorrichtungen mit Stetigförderern zum Abfördern der erzeugten Verpackungserzeugnisse mit Knautsch-Hohlräumen wurde erkannt, dass der Förderkontakteingriff mit den Knautsch-Hohlräumen teilweise zur Folge hat, dass diese beschädigt bzw. wieder eingedrückt werden, was sich nachteilig auf deren Polsterfunktion auswirkt, die insbesondere durch die voluminöse Ausgestaltung der Knautsch-Hohlräume bedingt ist. Durch das Zusammendrücken der Knautsch-Hohlräume kann die Polstereigenschaft des Verpackungserzeugnisses in Mitleidenschaft geraten.
In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Stetigförderer eine bzgl. der Befestigungs- und/oder Deformationszone formabgestimmte Förderoberfläche zum formschlüssigen Ergreifen des Verpackungserzeugnisses auf. Die zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone kann bspw. durch ein Paar ineinander kämmender Präge- und/ oder Deformationsräder erzeugt werden. Dabei kann in die Förderfläche eine in Förderrichtung alternierende Berg-Tal-Struktur, insbesondere Wellenstruktur, eingebracht werden. Die Berg-Tal- Struktur verleiht dem Verpackungserzeugnis eine gewisse Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflüssen. Ferner kann der Stetigförderer eine Oberfläche mit einem reduzierten Reibungswiderstand verfügen. Beispiele eignen sich als Materialien Polyurethan, Gummi, PVC, TPU, PUR, Kautschuk oder dergleichen. Beispielsweise liegt der Reibwert im Bereich von 0,1 - 0,8 in Bezug auf den Kontakt Papiermaterial zu Oberfläche des Stetigförderers.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial bereitgestellt. Die Vorrichtung kann gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungen bzw. gemäß einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgestaltet sein. Im Hinblick auf die Merkmale aus dem Oberbegriff sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorhergehenden Ausführungen verweisen.
Die Vorrichtung gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt umfasst ferner ein in Förderrichtung des Ausgangsmaterials an die Vorformstation anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder, die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Ausgangsmaterialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigung- und/oder Deformationszone aneinanderzubinden. Die Präge- und/oder Perforationsräder können dazu eingerichtet sein, die sich überlappenden Materialbahnabschnitte zu prägen und/oder zu perforieren. Dabei kann eine Verhakungsstruktur zwischen den übereinander angeordneten Materialbahnabschnitten erfolgen, die auf diese Weise aneinandergekoppelt sind.
Ferner umfasst die Vorrichtung eine an die Präge- und/oder Perforationsräder in Förderrichtung des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge vom Ausgangsmaterial abtrennt. Für die Abtrennstation kommen gängige bei gattungsgemäßen benutzen Schneideinrichtungen und -mittel in Betracht.
Schließlich umfasst die Vorrichtung auch eine in Förderrichtung des Ausgangsmaterials an die Abtrennstation anschließende Ausgabevorrichtung mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses. Die Stetigförderer können beispielsweise Förderbänder umfassen. Die Stetigförderer können sich grundsätzlich durch eine kontinuierliche Abförderbewegung kennzeichnen. Die Stetigförderer können so angeordnet sein, dass ein gegenüber der Abtrennstation vorlaufender Abschnitt des vorgeformten Ausgangsmaterials bereits an die Stetigförderer übergeben ist und von ihnen erfasst ist, sodass diese eine Förderkraft weg von der Abtrennstation erfahren. Sobald der Abtrennvorgang abgeschlossen ist, fördern die Stetigförderer insbesondere unter Reibschluss mit dem abgetrennten Verpackungserzeugnis dieses in Förderrichtung weiter, insbesondere in Richtung einer Ausgabeöffnung, an der die Verpackungserzeugnisse entnehmbar sind bzw. ausgegeben oder ausgeworfen werden. Die Stetigförderer begrenzen zwischen sich einen Abförderkanal, durch den hindurch die Verpackungserzeugnisse transportiert werden. In der Regel begrenzen die Stetigförderer den Abförderkanal in Vertikalrichtung nach oben und unten. Ferner können seitliche Kanalbegrenzungselemente vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführung der Stetigförderer als Förderbänder können die Förderbänder jeweils an zwei Umlenkwalzen gelagert bzw. von diesen geführt sein, von denen jeweils eine mittels eines Motors angetrieben sein kann, um die Förderkraft zu erzeugen.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt sind die Präge- und/oder Perforationsräder und die Stetigförderer über denselben Motor angetrieben. Dadurch, dass nur ein Motor für Präge- und/oder Perforationsräder sowie für die Stetigförderer nötig ist, kann eine kostengünstige Vorrichtung geschaffen werden. Ein weiterer Vorteil besteht insbesondere im Hinblick auf die geforderte Miniaturisierung bzw. die Erzeugung von kleindimensionierten Verpackungserzeugnissen. Durch das Vorsehen nur eines Motors können Komponenten eingespart werden, sodass der notwendige Bauraum der Vorrichtung reduziert werden kann. Erfindungsgemäß lässt sich eine besonders kompakte Verpackungserzeugnisherstellungssvorrichtung bereitstellen.
In einer beispielhaften Ausführung der Vorrichtung weisen die Präge- und/oder Perforationsräder sowie der Stetigförderer Antriebswellen auf. Insbesondere sind die Präge- und/oder Perforationsräder auf Antriebswellen gelagert. Die Stetigförderer können ebenfalls an Antriebswellen gelagert sein, die bspw. über Umlenkwalzen realisiert sind, um welche die Stetigförderer geführt werden. Beispielsweise sind die Antriebswellen der Präge- und/oder Perforationsräder und die Antriebswellen der Stetigförderer über ein Zugmittelgetriebe miteinander gekoppelt, insbesondere miteinander synchronisiert. Das Zugmittelgetriebe kann bspw. ein Riemen, eine Kette oder dergleichen sein. Zum einen kann über das Zugmittelgetriebe eine besonders einfach umzusetzende Kraftübertragung vom Motor auf die verschiedenen Abnehmer umgesetzt werden. Zum anderen lässt sich bei der Verwendung von Zugmittelgetrieben die Synchronisation von Präge- und/oder Perforationsrädern sowie von Stetigförderern auf einfache Weise einstellen bzw. anpassen. Beispielsweise ist eine Kraftabnehmerreihenfolge so festgelegt, dass die Antriebswelle der Präge- und/oder Perforationsräder die Antriebskraft an die Stetigförderer überträgt. Mit anderen Worten kann die Kraftabnehmerreihenfolge als Reihenschaltung ausgestaltet sein. Sofern die Präge- und/oder Perforationsräder nicht vom Motor angetrieben sind, sind auch die Stetigförderer nicht angetrieben. Bei einer beispielhaften Ausführung nimmt das Zugmittelgetriebe der Stetigförderer die Antriebskraft vom Motor an der Antriebswelle wenigstens eines der Perforations- und oder Prägeräder ab. Alternativ können die Stetigförderer über einen separaten Motor verfügen bzw. von einem separaten Motor angetrieben sein, der entkoppelt von dem Motor der Präge- und/oder Perforationsräder ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung, insbesondere die Ausgabevorrichtung, ein Ausgabevorrichtungsgehäuse mit einer Abgabeöffnung für die hergestellten Verpackungserzeugnisse. Der Öffnungsquerschnitt der Abgabeöffnung kann entsprechend einer Außenkontur der Verpackungserzeugnisse geformt sein. Vorzugsweise weist die Abgabeöffnung vereinfacht ausgedrückt einen hantelförmigen Öffnungsquerschnitt auf, der seitlich entsprechend der lateralen Knautsch-Hohlräume des Verpackungserzeugnisses und zentral entsprechend der zentralen Deformations- und/oder Befestigungszone des Verpackungserzeugnisses geformt und dimensioniert ist. Der Öffnungsquerschnitt kann bspw. durch die Antriebsvorrichtungsgehäusestruktur selbst gebildet sein. Alternativ kann das Ausgabevorrichtungsgehäuse innenseitig Leit- bzw. Kanalbegrenzungsstrukturen aufweisen, die sich in den Förderpfad hinein erstrecken, sodass der Öffnungsquerschnitt der Ausgabevorrichtung ebenfalls die Verpackungserzeugnisform wiedergibt. Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Abgabeöffnung zwei laterale Knautsch-Hohlraum-Durchgänge für die Knautsch-Hohlräume und einen die Knautsch-Hohlraum-Durchgänge verbindende Befestigungs- und/oder Deformationszonen-Durchgang für die Befestigungs- und/oder Deformationszone der Verpackungserzeugnisse. Die Knautsch-Hohlraum-Durchgänge weisen einen gekrümmten, nahezu runden Querschnitt auf, während der Deformationsund/ oder Befestigungszonendurchgang eckig, insbesondere rechteckig, geformt ist.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein gedachter Innenkreis der Knautsch-Hohlraum-Durchgänge einen Durchmesser von wenigstens 30 mm, insbesondere wenigstens 35 mm, und/oder von höchstens 40 mm auf und/oder eine maximale Höhe des Befestigungs- und/oder Deformationszonen- Durchgangs beträgt 20 mm.
Die Idee der Anpassung der Abgabeöffnung an die Außenkontur des herzustellenden Verpackungserzeugnisses besteht im Allgemeinen darin, die Bildung von Papierstau zusätzlich zu vermeiden. Dadurch, dass die Abgabeöffnung und/oder der von den Stetigförderern begrenzte Förderkanal an die Außenkontur der erzeugten Verpackungserzeugnisse angepasst ist, ist die Tendenz zum Papierstau deutlich reduziert, da es für die Verpackungserzeugnisse deutlich erschwert ist, sich innerhalb des Förderkanals zu verkeilen oder zu verkanten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine erneute Formgebung im Bereich des Abförderkanals und/oder im Bereich der Abgabeöffnung stattfindet. Die in der Vorformstation und ggf. der daran anschließenden Präge- und/oder Perforationsräder erzeugte Gestalt des Polsterproduktes kann sich insbesondere beim Abtrennvorgang noch leicht verändern, was über die erneute Formgebung mittels des Abförderkanals bzw. der Abgabeöffnung kompensiert werden kann. Ferner besteht ein Vorteil darin, dass die Abgabeöffnung als optisches Indikationsmittel für die Form des herzustellenden Verpackungserzeugnisses dient. Benutzer, die die Maschine bedienen, wissen anhand der Form der Abgabeöffnung, welche Querschnittsform das hergestellte Verpackungserzeugnis haben wird.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Stetigförderer derart in Bezug auf die zu fertigenden Verpackungserzeugnisse bemessen, dass sie um wenigstens 0,5 cm an beiden lateralen Enden eines abgetrennten Verpackungserzeugnisses vorstehen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Breite der Stetigförderer die Breite der zu fertigenden Verpackungserzeugnisse übersteigt. In einer alternativen Ausführung ist es denkbar, die Ausgabeöffnung in ihrer Gesamtabmessung um 10 mm bis 20 mm kleiner zu gestalten als die Verpackungserzeugnisbreite. Auf diese Weise kann beim Abfördern der Verpackungserzeugnisse auch eine Querkomprimierung einhergehen, die für eine gewisse Stabilitätserhöhung sorgen kann und/oder zur weiteren Reduzierung der Verpackungserzeugnisgröße führen kann. Dies kann in Abhängigkeit der Anforderungen an die Verpackungserzeugnisse gewählt bzw. eingestellt werden, wozu die Abgabeöffnung bspw. mit Mitteln zum Einstellen der Breite des Öffnungsquerschnitts der Abgabeöffnung aufweisen kann.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist wenigstens ein Stetigförderer wenigstens zwei, insbesondere gleich ausgebildete und quer zur Förderrichtung verteilte, Förderabschnitte auf. Die Förderabschnitte können dazu eingerichtet sein, mit jeweils einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautsch- Hohlraum des vorgeformten Ausgangsmaterials bzw. des abgetrennten Verpackungserzeugnisses in einen Förderkontakt zu gelangen. Beispielsweise greifen die beiden Förderabschnitte ausschließlich an den Knautsch-Hohlräumen an. In einer bevorzugten Ausführung ist der Abstand der wenigstens zwei Förderabschnitte auf eine Verpackungserzeugnisbreite abgestimmt. Des Weiteren kann die Breite der wenigstens zwei Förderabschnitte in Querrichtung kleiner bemessen sein als die Breite der Knautsch-Hohlräume. Ein Vorteil dieser Ausführung besteht bspw. darin, dass die Anordnung der Förderbahnabschnitte innerhalb des Förderkanals sowie deren Abstimmung auf die Verpackungserzeugnisse mit einer gewissen Toleranz behaftet sein kann, da die Förderbahnabschnitte mit den in Vertikalrichtung nach unten und oben vorstehenden Knautsch-Hohlräumen in Kontakt geraten sollen, die von den restlichen Bestandteilen des Verpackungserzeugnisses derart weit vorstehen, dass eine Kontaktierung durch die Stetigförderer auf einfache Weise sichergestellt werden kann.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Sensorik, die wenigstens einem der Stetigförderer zugeordnet und dazu ausgelegt ist, eine Deformation und/oder eine Lageveränderung des Stetigförderers zu erfassen, um einen Materialstau zu antizipieren oder zu detektieren. Es wurde herausgefunden, dass Parameter in Bezug auf den Betrieb, die Form und/oder die Lage der Stetigförderer dazu verwendet werden können, auf einen bereits bestehenden Materialstau rückzuschließen bzw. einen sich anbahnenden Materialstau vorhersagen zu können. Beispielsweise kann die Lage, die Form und/oder ein Idealbetrieb der Stetigförderer kalibriert, bei einer Initialisierung erfasst und/oder aus einer Datenbank entnommen werden. Werden während des Betriebs der Verpackungserzeugnisherstellungssvorrichtung zu starke Abweichungen in Bezug auf die Parameter identifiziert, kann die Sensorik dazu eingerichtet sein, eine Fehlermeldung anzuzeigen, Wartungsmaßnahmen einzuleiten, den Betrieb einzustellen und/ oder den beweglich gelagerten Stetigförderer aus seiner Betriebsstellung in eine Wartungsstellung zu verlagern, insbesondere zu verschwenken.
In einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Stetigförderer als Förderband ausgebildet und ein Sensor ist dem Förderband derart zugeordnet, dass der Sensor eine Durchbiegung des Förderbands erfasst. Bei dieser Ausführung macht sich die erfindungsgemäße Vorrichtung die Erkenntnis zunutze, dass sich bei einem Materialstau innerhalb des Abförderkanals Material ansammelt und schließlich einen Druck auf das Förderband ausübt, der dazu führt, dass sich das Förderband durchbiegt. In einer alternativen Ausführung, bei der der Stetigförderer ebenfalls als Förderband ausgebildet und relativ zur Vorformstation beweglich gelagert ist, kann ein Sensor dem Förderband derart zugeordnet sein, dass der Sensor eine Bewegung des Förderbands relativ zur Vorformstation oder zum gegenüberliegenden Förderband erfasst. Diese Ausführungsform kann beispielsweise auf einfache Art und Weise mit einer beweglichen Lagerung des Förderbands kombiniert werden. Das sich im Falle eines Materialstaus ansammelnde Material im Abförderkanal kann dann dazu führen, dass das Förderband weg gedrängt wird. Des Weiteren ist es möglich, dass der Sensor eine Kraftmessdose umfasst, die im Falle eines starr gelagerten Förderbands eine von sich innerhalb des Abförderkanals infolge ansammelnden Materials auf das Förderband aufgebrachte Kraft erfassen kann.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung begrenzen die Stetigförderer zwischen sich einen Förderpfad und sind jeweils um wenigstens zwei Umlenkwalzen geführt. Je eine stromabwärtigste Umlenkwalze beider Stetigförderer kann auf gleicher Höhe wie die des anderen Stetigförderers angeordnet sein in Bezug auf die Förderrichtung des Ausgangsmaterials. Des Weiteren können die Stetigförderer so zueinander angeordnet sein, dass ein Querschnitt des Förderpfads ausgehend von einem abtrennstationsseitigen Ende des Förderpfads in Förderrichtung des Ausgangsmaterials bis zu einem Minimum im Bereich der stromabwärtigsten Umlenkwalzen abnimmt. Der von den Stetigförderern begrenzte Förderpfad bzw. Abförderkanal kann sich somit in Förderrichtung verjüngen, insbesondere bis zur Ausgabeöffnung im Ausgabevorrichtungsgehäuse hin kontinuierlich abnehmen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung ist der untere Stetigförderer im Wesentlichen horizontal und/oder im Wesentlichen parallel zur Förderrichtung des vorgeformten Ausgangsmaterials auf Höhe der Abtrennstation orientiert. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Übergabe des vorgeformten Ausgangsmaterials, welches in Bezug auf die Schneidkante beim Verpackungserzeugnis vorlaufend ist, sowie der Verpackungserzeugnisse selbst an den unteren Stetigförderer garantiert. Die Verpackungserzeugnisse müssen nach dem Durchtrennen in der Abtrennstation nicht erst von dieser in Vertikalrichtung unter Einfluss der Gravitation nach unten fallen, sondern gelangen unmittelbar in einen Fördereingriff mit dem unteren Stetigförderer. Ein durch das Herunterfallen bedingtes falsches Positionieren oder Aufrichten der Verpackungserzeugnisse innerhalb des Abförderkanals kann somit vermieden werden. Die Gefahr eines Materialstaus kann dadurch deutlich reduziert werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der untere Stetigförderer im Wesentlichen fluchtend mit einer unteren Förderpfadbegrenzung im Bereich der Abtrennstation angeordnet. Durch diese fluchtende Anordnung kann eine nahtlose Übergabe der Verpackungserzeugnisse aus der Abtrennstation in die Ausgabevorrichtung erfolgen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Abtrennstation eine Schneide auf, die derart geführt ist, dass sie im Schnitteingriff das Ausgangsmaterial quer zur Förderrichtung entgegen der Gravitationsrichtung translatorisch durchtrennt. Unter einem Schnitteingriff ist insbesondere der Zeitpunkt zu verstehen, in dem die Schneide in die Ausgangsmaterialbahn eintaucht. Dabei kann die Schneide im Schnitteingriff über ihre gesamte Tiefe, das heißt ihre Längserstreckung quer zur Förderrichtung, in die Ausgangsmaterialbahn eintauchen. Mit anderen Worten kann die Schneide in dieser Tiefenrichtung, die parallel zur Breitenerstreckung der Ausgangsmaterialbahn orientiert ist, geradlinig verlaufen. Durch das translatorische Durchdringen der Ausgangsmaterialbahn im Schnitteingriff quer zur Förderrichtung wird die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung insbesondere mit einer Schneidkraft beaufschlagt. Diese Schneidkraft kann insbesondere vor dem eigentlichen Durchtrennen ein Spannen der Ausgangsmaterialbahn in Förderrichtung bewirken. Beispielsweise kann die Schneide derart geführt sein, dass sie die Ausgangsmaterialbahn translatorisch durchfährt. Das Durchtrennen der Ausgangsmaterialbahn entgegen der Gravitationsrichtung hat sich zum Einen insofern als vorteilhaft erwiesen, als die Gewichtskraft der zu durchtrennenden Ausgangsmaterialbahn somit entgegen der Translationsschnittrichtung orientiert ist. Ferner ist es somit möglich, die Vorrichtung modulartig und/oder sehr kompakt auszugestalten. Dadurch, dass nämlich die Translationsbewegungsrichtung von unten nach oben, also entgegen der Gravitationsrichtung orientiert ist, können sämtliche Antriebs-, Motor- und Getriebekomponenten unten an der Vorrichtung angeordnet sein, insbesondere unterhalb eines durch die Vorrichtung führenden Förderpfads, entlang dem die Ausgangsmaterialbahn gefördert wird. Dadurch ist sichergestellt, dass ein freier Zugriff auf sämtliche die Ausgangsmaterialbahn bearbeiteten Komponenten von oben möglich ist, ohne dass insbesondere stationäre Betriebs-, Getriebe- oder Motorkomponenten im Weg sind. Diese sind dann kompakt gegebenenfalls räumlich geordnet von unten her zugänglich. Die Schneide funktioniert nach Art einer Guillotine. Die Schnittbewegungsrichtung quer zur Förderrichtung kann ferner quer zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn orientiert sein, welche durch die Förderrichtung und eine quer zur Förderrichtung orientierte Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn definiert ist.
Weil der Stetigförderer zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses ausgebildet und eingerichtet ist, erfolgt der Fördervorgang reibschlüssig zwischen dem jeweiligen Stetigförderer und dem Verpackungserzeugnis. Das Verpackungserzeugnis erfährt dabei eine vorbestimmte Klemmkraft zwischen den Stetigförderern beziehungsweise durch den wenigstens einen Stetigförderer. Ferner sind die Klemmkraft und der Reibschluss so dimensioniert, dass dadurch das Verpackungserzeugnis im abgeschalteten Zustand des Ausgabevorrichtungsmotors beispielsweise gegenüber dem Einfluss der Schwerkraft gehalten wird. Der erste Endbereich des Verpackungserzeugnisses ragt somit aus der Abgabeöffnung heraus, während der zweite Endbereich des Verpackungserzeugnisses vom Stetigförderer reibschlüssig gehalten wird. Somit ist es für den Bediener möglich, durch einfaches Greifen des erzeugten Verpackungserzeugnisses dieses aus der Abgabeöffnung heraus zu ziehen und von dem Stetigförderer zu lösen.
Ferner und wie eingangs beschrieben, ist im Bereich des Stetigförderers ein Sensor vorgesehen, welcher beispielsweise die Bewegung des Förderbandes, oder alternativ, welcher die Bewegung des Stetigförderers detektiert. Eine derartige Bewegung ist durch das Entnehmen des Verpackungserzeugnisses aus der Abgabeöffnung ausgelöst durch den Benutzer gegeben, weil das Verpackungserzeugnis reibschlüssig mit dem Stetigförderer in Wirkverbindung steht.
Ein erster Sensor ist dazu ausgelegt und eingerichtet, die Bewegung des Stetigförderers in Abhängigkeit und/oder während einer manuellen Entnahme des Verpackungserzeugnisses aus der Abgabeöffnung heraus zu detektieren. Der Sensor ist mit einer Steuereinrichtung der Vorrichtung verbunden, sowie auch alle Antriebsmotore, aber zumindest der Ausgabevorrichtungsmotor des Stetigförderers, der Antriebsmotor der Fördereinrichtung und der Antriebsmotor der Abtrennstation, mit der Steuereinrichtung der Vorrichtung verbunden sind. Ferner ist eine Speicherprogrammierbare Steuerung ein Bestandteil der Steuereinrichtung der Vorrichtung, welches über ein lauffähiges Programm verfügt. Ebenfalls ist eine Bedieneinheit vorgesehen, welche mit der Steuereinrichtung verbunden ist und mittels dessen der Benutzer Einstellungen vornehmen kann und Betriebsmodi wählen kann. Ein erster wesentlicher Betriebsmodus der Vorrichtung ist der sogenannte Entnahmebetrieb. Ein weiterer Betriebsmodus der Vorrichtung ist der sogenannte Auswerfbetrieb.
Detektiert der erste Sensor eine Bewegung des Stetigförderers, hervorgerufen durch eine manuelle Entnahme des Verpackungserzeugnisses aus der Abgabeöffnung, wird das Signal des ersten Sensors von der Steuereinrichtung ausgewertet und das lauffähige Programm vollzieht einen weiteren Fertigungsprozess eines weiteren Verpackungserzeugnisses derart, dass auch dieses wiederrum mit dem ersten Endbereich aus der Abgabeöffnung heraus ragt, während nunmehr der zweite Endbereich dieses weiteren Verpackungserzeugnisses durch den Stetigförderer reibschlüssig gehalten wird. Sobald auch dieses weitere Verpackungserzeugnis durch den Benutzer manuell aus der Abgabeöffnung entnommen wird, detektiert dies der erste Sensor erneut und das lauffähige Programm startet den Fertigungsprozess wiederrum eines weiteren Verpackungserzeugnisses erneut. Diese Art eines Fertigungsprozesses entspricht dem Betriebsmodus des Entnahmebetriebs, weil der Benutzer die Verpackungserzeugnisse aus der Abgabeöffnung entnimmt.
Im weiteren Betriebsmodus des sogenannten Auswerfbetriebs hat das Signal des ersten Sensors keine bedeutende Funktion. Denn in diesem Betriebsmodus werden eine Anzahl Verpackungserzeugnisse kontinuierlich erzeugt und mittels des Stetigförderers durch die Abgabeöffnung aus der Vorrichtung ausgeworfen.
Der erste Sensor kann als Reflexionslichtschranke ausgebildet sein, wobei der Lichtstrahl mit der Oberfläche des sich bewegenden Elements des Stetigförderers in Verbindung steht. Bevorzugt ist der erste Sensor als optischer Bewegungssensor ausgebildet.
Alternativ zum ersten Sensor kann ein anderer Sensor Verwendung finden. In einer Ausführung eines anderen Sensors ist dieser ebenfalls als Lichtschrankensensor ausgebildet. Auch hier kann ein Reflexionslichtschrankensensor Verwendung finden. Alternativ ist der andere Sensor durch einen Lichtschrankensensor mit einer Sendeinheit und einer Empfangseinheit gebildet. In einer anderen Ausführung ist der andere Sensor als kapazitiver Sensor ausgebildet.
Der andere Sensor ist nun dazu ausgebildet und eingerichtet, zu erkennen, ob im Bereich des Stetigförderers und/oder im Bereich der Abgabeöffnung ein Verpackungserzeugnis vorhanden ist oder etwa vom Benutzer entnommen wurde. Auch hier steht dieser Sensor gemäß der obigen Beschreibung des ersten Sensors mit der Steuereinheit in Verbindung. Ebenfalls ist in dieser Zusammenschau der Betriebsmodus des Entnahmebetriebs möglich. Der Sensor selbst detektiert dabei im Abförderkanal das Vorhandensein eines Verpackungserzeugnisses und ist im Bereich des Stetigförderers angeordnet. Ist der Betriebsmodus des Entnahmebetriebs aktiviert und detektiert der Sensor das Fehlen eines Verpackungserzeugnisses, löst das das Erzeugen eines weiteren Verpackungserzeugnisses aus und stellt es dem Benutzer zur Entnahme an der Abgabeöffnung bereit.
Ferner sei noch erwähnt, dass die das Verpackungserzeugnis ergreifenden Elemente des Stetigförderers eine in Förderrichtung sich verjüngende Spaltweite aufweisen. Das wirkt besonders vorteilhaft einer Betriebsstörung wie etwa einem Papierstau entgegen, weil das Verpackungserzeugnis von der stromaufwärtig angeordneten Abtrennstation kommend trichterartig von dem Stetigförderer aufgenommen und ergriffen wird. Ist der Stetigförderer oder sind die Stetigförderer als Förderband ausgebildet, so verlaufen die das Verpackungserzeugnis ergreifenden Förderbandabschnitte nicht parallel, sondern in Förderrichtung konisch zulaufend, so dass damit zumindest ein Teil der Trichterförmigkeit gebildet ist und sich in Förderrichtung eine sich verjüngende Spaltweite ergibt. Ist der Stetigförderer als Räderwerk ausgebildet, bilden die Räder des Stetigförderers selbst den trichterartigen in Förderrichtung sich verjüngenden Spalt zum Aufnehmen und Ergreifen sowie zum Halten und Auswerfen beziehungsweise zum Weiterfördern des Verpackungserzeugnisses.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verpackungserzeugnis, insbesondere ein Papier-Verpackungserzeugnis, bereitgestellt, das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial mittels einer nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Vorrichtung hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung gemessene Breite weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist. Es hat sich im Stand der Technik herausgestellt, dass ein großes Bedürfnis nach Miniatur- Verpackungserzeugnissen besteht, das durch die erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisse befriedigt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein System mit einer entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte beziehungsweise einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgebildeten Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial und einem insbesondere in Förderrichtung aufwärts der Vorrichtung angeordneten Ausgangsmaterialvorrat. Der Ausgangsmaterialvorrat kann in Form einer Ausgangsmaterialbahnrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, oder eines Leporello-Stapels vorliegen. Beispielsweise erstreckt sich ein bahnförmiges Ausgangsmaterial von dem Ausgangsmaterialbahnvorrat in die Vorrichtung, insbesondere in dessen Vorformstation.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses, wie eines Polsterproduktes, aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, wie einer ein- oder mehrlagigen Papierbahn, insbesondere aus Papier vorgesehen. Unter dem Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses ist insbesondere das Überführen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in einen Zustand mit gegenüber dem Ausgangsmaterial größerer Erstreckung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung zu verstehen. Für das Papiermaterial wird vor allem aus ökologischen Gründen immer häufiger Altpapier eingesetzt, das allerdings auf Grund dessen Inhomogenität nur schwierig umgeformt werden kann, vor allem wenn das dreidimensionale Verpackungserzeugnis stets gleichmäßig und möglichst einfach und ökonomisch zu fertigen ist. Die Ausgangsmaterialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, insbesondere Altpapier und/oder 100 % recyclingfähigem Papier, das ohne chemische Inhaltsstoffe hergestellt sein kann, hergestellt sein. Recyclingpapier sind insbesondere Papiermaterialien mit einem geringen Anteil (weniger als 50%) an frischfaserhaltigem Papiermaterial. Beispielswiese werden Papiermaterialien, die 70% bis 100% Altpapier enthalten, verwendet. Das Recyclingpapier im Sinne dieser Erfindung kann Papiermaterial sein, das einen Zugfestigkeitsindex längs zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 90 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 15 Nm/g bis 60 Nm/g, und einen Zugfestigkeitsindex quer zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 60 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 5 Nm/g bis 40 Nm/g. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit bzw. des Zugfestigkeitsindex kann eine Norm DIN EN ISO 1924-2 oder DIN EN ISO 1924-3 herangezogen werden. Zudem oder alternativ kann eine Recyclingpapiereigenschaft oder Altpapiereigenschaft durch den sogenannten Berstwiderstand charakterisiert werden. Ein Material in diesem Sinne ist Recyclingpapier mit einem Berstindex von höchstens 3,0 kPa*mA2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*mA2/g bis 2,5 kPa*mA2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/m2 bis max. 140 g/m2 auf. Das Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Die Vorrichtung kann grundsätzlich so bemessen und dazu ausgelegt sein, dass sie miniaturisiert ist, d. h. deutlich kleiner bemessen ist als entsprechende Vorrichtungen aus dem Stand der Technik und/oder dazu in der Lage ist, deutlich kleinere Verpackungserzeugnisse zu erzeugen. Damit kann der Bedarf nach kleinen Verpackungserzeugnisse befriedigt werden. Zum anderen werden erfindungsgemäße Vorrichtungen der Forderung nach immer kleiner werdenden zur Verfügung stehenden Abstellflächen für derartige Verpackungserzeugnisbereitstellungsvorrichtungen gerecht. Beispielsweise wurde als Daumenregel für die Gesamtabmessung gattungsgemäßer Vorrichtungen gefordert, dass diese die Außenabmessung einer Standard- Industriepalette nicht übersteigen dürfen. Beispielsweise weisen erfindungsgemäße Vorrichtungen eine Gesamtabmessung von weniger als 650 mm Länge in Fördereinrichtung, von weniger als 450 mm Breite quer zur Fördereinrichtung und von weniger als 300 mm Höhe quer zur Förder- und Breitenrichtung auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, kleine bzw. Miniatur- Verpackungserzeugnisse bzw.-Polster zu erzeugen. Derartige kleine bzw. Miniatur- Verpackungserzeugnisse können eine Länge in Fördereinrichtung von weniger als 30 mm, eine Breite von weniger als 120 mm, insbesondere im Bereich von 80 bis 90 mm, und eine Höhe von weniger als 40 mm, insbesondere im Bereich von 20 bis 30 mm, aufweisen.
Die Vorrichtung umfasst eine Vorformstation, die dazu eingerichtet ist, das Ausgangsmaterial durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterial Bahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die um gefalteten Ausgangsmaterial Bahnabschnitte überlappen. Das Ausgangsmaterial kann zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautschhohlraum umgeformt werden. Das Zwischenprodukt kann bei einer beispielhaften Ausführung der Vorrichtung in seiner Form im Wesentlichen dem finalen Verpackungserzeugnis entsprechen. Aus dem Zwischenprodukt wird folgend das Verpackungserzeugnis hergestellt. Vorzugsweise umfasst die Vorformstation eine trichterartige Einschlag- oder Einrolleinrichtung, wie ein Konvergenztrichter, welche die Papierbahn in Querrichtung bei dessen Transportförderung in die Vorrichtung seitlich einschlägt oder einrollt, sodass die Längsränder der Papierbahn, die beispielsweise mittels einer Leporellostapelquelle bereitgestellt werden, im Wesentlichen in der Mitte der Papierbahn übereinander geschlagen sind.
Die Vorformstation umfasst ferner eine Abzugseinrichtung zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials insbesondere von einem förderrichtungsaufwärts der Umformstation anordenbaren Ausgangsmaterialvorrat. Die Abzugseinrichtung kann ein Paar einander gegenüberliegender Stetigförderer, wie Förderräder oder Förderwalzen, aufweisen. Beispielsweise können die Förderräder oder Förderwalzen gegeneinander vorgespannt sein, insbesondere federvorgespannt sein, sodass eine insbesondere elastische Vorspannkraft auf die Ausgangsmaterialbahn ausgeübt wird. Die Stetigförderer können sich grundsätzlich durch eine kontinuierliche Förderbewegung kennzeichnen. Die Stetigförderer fördern insbesondere unter Reibschluss das Ausgangsmaterial in Förderrichtung, insbesondere in Richtung einer Ausgabeöffnung, an der die Verpackungserzeugnisse entnehmbar sind bzw. ausgegeben oder ausgeworfen werden. Die Stetigförderer begrenzen zwischen sich einen Förderkanal, durch den hindurch das Ausgangsmaterial transportiert wird. In der Regel begrenzen die Stetigförderer den Förderkanal in Vertikalrichtung nach oben und unten wenigstens teilweise. Ferner können seitliche Kanalbegrenzungselemente vorgesehen sein.
Ferner umfasst die Vorrichtung eine in Fördereinrichtung des Ausgangsmaterials an die Vorformstation anschließende Deformationsstation, die durch ein Paar Präge- und/oder Deformationsräder gebildet sein kann, welche dazu eingerichtet sind, sich überlappenden Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/ oder Deformationszone aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern. Die Präge- und/oder Deformationsräder greifen in der Befestigungs- und/oder Deformationszone ineinander, um die eingeschlagene oder eingerollte Ausgangsmaterialbahn zu dem Polsterprodukt zu deformieren. Dabei entsteht die zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone in dem Ausgangsmaterial. Dieses spezifische Polsterprodukt umfasst einen im Wesentlichen mittigen sich in Längsrichtung erstreckenden Deformationsbereich, insbesondere Präge- und/oder Perforationsbereich, an dem in Querrichtung zwei seitliche Hohlraumknautschzonen anschließen, deren seitliches Ende auch das Ende des Polsterprodukts bildet. Insofern kann die Vorrichtung ein im Querschnitt im Wesentlichen hantelförmiges Papier-Polsterprodukt fertigen.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung auch einen gemeinsamen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abzugseinrichtung und die Präge- und/oder Deformationsräder. Dadurch, dass nur ein Motor für Präge- und/oder Perforationsräder sowie für die Abzugseinrichtung nötig ist, kann eine kostengünstige Vorrichtung geschaffen werden. Ein weiterer Vorteil besteht insbesondere im Hinblick auf die geforderte Miniaturisierung bzw. die Erzeugung von kleindimensionierten Verpackungserzeugnissen. Durch das Vorsehen nur eines Motors können Komponenten eingespart werden, sodass der notwendige Bauraum der Vorrichtung reduziert werden kann. Somit lässt sich eine besonders kompakte Verpackungserzeugniserzeugungsvorrichtung bereitstellen. Dabei ist eine Kraftabnehmerreihenfolge so festgelegt, dass die Abzugseinrichtung die Antriebskraft an die Präge- und/oder Deformationsräder überträgt. Mit anderen Worten kann die Kraftabnehmerreihenfolge als Reihenschaltung ausgestaltet sein. Sofern die Abzugseinrichtung nicht vom Motor angetrieben ist, sind auch die Präge- und/oder Deformationsräder nicht angetrieben. Die Präge- und/oder Deformationsräder und die Abzugseinrichtung können synchronisiert sein.
Unter der Längsrichtung der Ausgangsmaterialbahn ist insbesondere die Richtung zu verstehen, in der das Ausgangsmaterial im Betrieb von dem Ausgangsmaterialvorrat, wie einer Ausgangsmaterialrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, oder einen Leporellostapel, abgezogen und durch die Vorrichtung gefördert wird. Diese Richtung kann auch als Ausgangsmateriallängsrichtung bezeichnet werden.
Unter der Ausgangsmaterialbreitenrichtung ist insbesondere die Richtung zu verstehen, in der das Ausgangsmaterial sich zwischen Längsrändern des bahnförmigen Ausgangsmaterials erstreckt. Insbesondere erstrecken sich die Längsränder in Förderrichtung. Insbesondere ist die Ausgangsmaterialbreitenrichtung die Richtung, in der das Ausgangsmaterial beim Hindurchfördern durch die Umformstation querkomprimiert wird.
Unter einem bahnförmigen Ausgangsmaterial ist insbesondere ein Ausgangsmaterial zu verstehen, das sich insbesondere flächig entlang der Ausgangsmateriallängsrichtung (Förderrichtung) und der Ausgangsmaterialbreitenrichtung erstreckt. Insbesondere orthogonal zu einer durch die Ausgangsmateriallängsrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung definierten Fläche erstreckt sich das bahnförmige Ausgangsmaterial in eine Ausgangsmaterialstärkenrichtung. Insbesondere ist die Erstreckung, insbesondere Stärke bzw. Dicke, des bahnförmigen Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialstärkenrichtung deutlich kleiner als die Erstreckung, insbesondere Breite, des bahnförmigen Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialbreitenrichtung. Unter deutlich kleiner ist insbesondere eine Erstreckung in Ausgangsmaterialstärkenrichtung von maximal 20%, 10%, 5%, 3%, 2%, 1% oder 0,5 % der Erstreckung des Ausgangsmaterials in Ausgangsmaterialbreitenrichtung zu verstehen.
Insbesondere definieren die Ausgangsmateriallängsrichtung, die Ausgangsmaterialbreitenrichtung und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung ein Koordinatensystem mit drei jeweils orthogonal zueinander verlaufenden Richtungen, auch bekannt als kartesisches Koordinatensystem. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen das Ausgangsmaterial umgelenkt wird, wandert das Koordinatensystem mit dem Ausgangsmaterial mit. Beispielsweise kann das Ausgangsmaterial in einer Ausführungsform in Horizontalrichtung von dem Ausgangsmaterialvorrat zu der Vorrichtung gefördert werden. An der Vorrichtung kann das Ausgangsmaterial dann in eine Horizontalrichtung umgelenkt werden, in der es die Vorrichtung durchläuft. In diesem Fall entsprechen vor dem Eintritt in die Umformstation die Förderrichtung einer Vertikalrichtung und die Ausgangsmaterialstärken- und Breitenrichtung jeweils Horizontalrichtungen. Innerhalb der Vorrichtung entsprechen dann die Förderrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung jeweils einer Horizontalrichtung und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung einer Vertikalrichtung.
Angaben zu Merkmalen der Vorrichtung und ihrer Komponenten, wie der Umformstation, die in Bezug auf die Förderrichtung, Ausgangsmaterialstärkenrichtung und/ oder Ausgangsmaterialbreitenrichtung gemacht werden, beziehen sich daher stets auf das Koordinatensystem, wie es auf Förderrichtungshöhe der entsprechenden Komponente oder eines Abschnitts der Komponente ausgerichtet ist.
Da die Richtungen, in die sich das Ausgangsmaterial der Breite und Stärke nach erstreckt während und nach dem Querkomprimieren ändern und teilweise überschneiden können wird das mitwandernde Koordinatensystem in dem Zustand des Ausgangsmaterials vor dessen Querkomprimierung, insbesondere in dem Ausgangsmaterialvorrat, zwischen Ausgangsmaterialvorrat und Vorrichtung oder unmittelbar vor der ersten Querkomprimierung, bestimmt. Insbesondere wird das Koordinatensystem beim Eintritt in die Umformstation bestimmt. Bei einem Beispiel, bei dem das Ausgangsmaterial horizontal in die Vorrichtung eintritt, entsprechen die Förderrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung jeweils orthogonal zueinander verlaufenden Horizontalrichtungen und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung einer Vertikalrichtung. Sofern bei diesem Beispiel das Ausgangsmaterial anschließend in die Vertikalrichtung umgelenkt würde, würde das Koordinatensystem entsprechend mit dem Ausgangsmaterial bzw. dem querkomprimierten Material mitwandern, sodass anschließend die Ausgangsmaterialstärkenrichtung und die Ausgangsmaterialbreitenrichtung jeweils zueinander orthogonalen Horizontalrichtungen und die Förderrichtung einer Vertikalrichtung entsprechen würden.
Insbesondere innerhalb der Umformstation kann die Ausgangsmaterialbreitenrichtung alternativ als Konvergenzrichtung bezeichnet werden. Die Konvergenzrichtung verläuft insbesondere orthogonal zu der Förderrichtung und beschreibt die Richtung in der die Erstreckung des Konvergenzkanals in Förderrichtung abnimmt, insbesondere auf Grund des sich in Förderrichtung verjüngenden Kanals abnimmt. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgangsmaterialstärkenrichtung insbesondere innerhalb der Umformstation als Normalenrichtung bezeichnet werden. Die Normalenrichtung ist die Richtung, die eine Normale zu einer durch die Förderrichtung und die Konvergenzrichtung definierte Ebene beschreibt. Es sei klar, dass sämtliche zuvor und nachfolgend über die Ausgangsmaterialbreitenrichtung und die Ausgangsmaterialstärkenrichtung gemachten Angaben innerhalb der Vorrichtung, insbesondere Umformstation, auch anhand der Konvergenzrichtung und der Normalenrichtung gemacht werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial bereitgestellt, die eine Vorformstation, die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch- Hohlräume und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen, und eine Abzugseinrichtung zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweist, ein in Förderrichtung des Ausgangsmaterials an die Vorformstation anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder, die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/ oder Deformationszone aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern, und einen gemeinsamen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abzugseinrichtung und die Präge- und/oder Perforationsräder umfasst. Die Vorrichtung kann gemäß einem der zuvor beschriebenen Aspekte bzw. gemäß einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgestaltet sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei diesbezüglich auch die vorhergehenden Ausführungen zu den technischen Details der Vorrichtung verwiesen.
Gemäß den weiteren erfindungsgemäßen Aspekten weist der Motor eine Abtriebswelle auf, die entgegen der Förderrichtung des Ausgangsmaterials orientiert ist. Dadurch ist es unter anderem möglich, die in Förderrichtung des Ausgangsmaterials betrachtete Länge der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglichst gering zu halten. Der so geschaffene Rücksprung in Bezug auf die Förderrichtung begünstigt eine möglichst kompakte Ausführung der Vorrichtung insbesondere unter Sicherstellung einer kraftflussoptimierten Kraftübertragung.
In einer beispielhaften Ausführung der Vorrichtung ist der Motor in Förderrichtung zwischen den Präge- und/ oder Perforationsrädern und der Abzugseinrichtung angeordnet. Auf diese Weise lässt sich der ohnehin für die Vorformung notwendige Bauraum in Förderrichtung effektiv zur Unterbringung des gemeinsamen Motors für die Präge- und/ oder Perforationsräder und die Abzugseinrichtung nutzen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Motor eine Abtriebswelle auf, die direkt eine Antriebswelle der Abzugseinrichtung antreibt. Unter direkt kann insbesondere verstanden werden, dass zur Übertragung der vom Motor erzeugten Antriebskraft von dessen Abtriebswelle auf die Antriebswelle der Abzugseinrichtung, auf der beispielsweise dessen Förderräder oder Förderwalzen drehbar gelagert sind, ohne zusätzliche bzw. separate Kraftübertragungsmittel erfolgen kann. Diese Art der Kraftübertragung begünstigt den bauraumsensiblen und komponentenreduzierten Aufbau der Vorrichtung. In einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Abtriebswelle des Motors mit der Antriebswelle der Abzugseinrichtung im kämmenden Eingriff. Auf dieser Weise kann die direkte Kraftübertragung zwischen Motor und Abzugseinrichtung, insbesondere zwischen Motor-Abtriebswelle und Abzugseinrichtung-Antriebswelle erfolgen. Beispielsweise ist der kämmende Eingriff über eine Kegelradgetriebeverzahnung oder eine Schneckenradverzahnung realisiert. Dabei kann das Übersetzungsverhältnis im Bereich von 5-25, insbesondere im Bereich von 10-20, insbesondere bei 15, liegen. Ferner können Motor und Planetengetriebe orthogonal zur Förderrichtung angeordnet sein.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind insbesondere vier Möglichkeiten der Anordnung vorgesehen, die Präge- und/oder Perforationsräder und die Abzugseinrichtung mit einem Motor anzutreiben. Das Zugmittelgetriebe, das kraft- und/oder formschlüssig auszulegen ist, kann z.B. durch eine Kette, einen Riemen, ein Seil oder dergleichen realisiert werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante können zwei Zugmittel vorhanden sein. Dabei kann ein Zugmittel dem Motor und der Abzugseinrichtung zugeordnet sein, das zweite Zugmittel kann dem Motor und den Präge- und/oder Perforationsrädern zugeordnet sein. Folglich treibt der Motor sowohl die Abzugseinrichtung als auch die Präge- und/ oder Perforationsräder an.
Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante können zwei Zugmittel vorhanden sein. Dabei kann ein Zugmittel dem Motor und der Abzugseinrichtung zugeordnet sein, das zweite Zugmittel kann dem Motor und den Präge- und/oder Perforationsrädern derart zugeordnet sein, dass der Motor die Abzugseinrichtung antreibt, welche wiederum die Präge- und/oder Perforationsräder antreibt.
Gemäß einer dritten Ausführungsvariante können zwei Zugmittel vorhanden sein. Dabei kann ein Zugmittel dem Motor und den Präge- und/oder Perforationsrädern zugeordnet sein, das zweite Zugmittel kann den Präge- und/oder Perforationsrädern und der Abzugseinrichtung zugeordnet sein. Somit treibt der Motor die Präge- und/oder Perforationsräder an, welche wiederum die Abzugseinrichtung antreiben. Gemäß einer vierten Ausführungsvariante kann lediglich ein Zugmittel vorhanden sein, welches dem Motor, den Präge- und/oder Perforationsrädern und der Abzugseinrichtung zugeordnet ist. Bei einem rechtsdrehenden Antrieb treibt dieser die Abzugseinrichtung und die Präge- und/oder Perforationsräder an, bei einem linksdrehenden Antrieb treibt dieser die Präge- und/oder Perforationsräder und die die Abzugseinrichtung an.
Die Wahl der Antriebsvariante ist u.a. vom Bauraum abhängig. Wichtig ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Abzugseinrichtung und Präge- und/oder Perforationsrädern, welches im Bereich von 0,1 bis 10, insbesondere im Bereich von 1 bis 2 liegen kann. Das Übersetzungsverhältnis kann sich beispielsweise aus dem Quotient von , Anzahl der Zähne der Präge- und/oder Perforationsräder' zu , Anzahl der Zähne der Abzugseinrichtung' ergeben. Der Motor kann im Hinblick auf das gewählte Übersetzungsverhältnis z.B. zwei Antriebsscheiben aufweisen, um gleichzeitig die Präge- und/ oder Perforationsräder und die Abzugseinrichtung anzutreiben.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens ein, insbesondere genau ein, Präge- und/ oder Perforationsrad über ein das an der Antriebswelle der Abzugseinrichtung anliegende Drehmoment auf das Präge- und/ oder Perforationsrad übertragendes Getriebe von dem Antrieb angetrieben. Mit anderen Worten ist zwischen Abzugseinrichtung-Antriebswelle und dem Präge- und/ oder Perforationsrad ein Getriebe zwischengeschaltet.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das wenigstens eine Präge- und/ oder Perforationsrad auf einer weiteren Antriebswelle gelagert. Beispielsweise ist die Antriebswelle des Präge- und/ oder Perforationsrades parallel zur Antriebswelle der Anzugseinrichtung orientiert. Die Orientierung der Antriebswellen kann senkrecht zur Förderrichtung und senkrecht zur Längserstreckung beziehungsweise Drehachse der Abtriebswelle des Motors angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung ist das Getriebe ein Zugmittelgetriebe, insbesondere ein Riemen- oder Kettegetriebe. Beispielsweise kann das Zugmittelgetriebe die Präge- und/oder Deformationsräder und die Anzugseinrichtung miteinander koppeln, insbesondere miteinander synchronisieren. Das Zugmittelgetriebe kann bspw. ein Riemen, eine Kette oder dergleichen sein. Zum einen kann über das Zugmittelgetriebe eine besonders einfach umzusetzende Kraftübertragung vom Motor auf die verschiedenen Abnehmer umgesetzt werden. Zum anderen lässt sich bei der Verwendung von Zugmittelgetrieben die Synchronisation von Präge- und/oder Perforationsrädern und Abzugseinrichtung auf einfache Weise einstellen bzw. anpassen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Lasttrum des Zugmittelgetriebes frei von einer Umlenkung. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Lasttrum nicht um Umlenkrollen oder umlenkwalzengeführt ist. Das Lasttrum, auch Zugtrum genannt, wird üblicherweise als derjenige Abschnitt des Zugmittelgetriebes bezeichnet, welcher gezogen wird und stramm ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung ferner eine an die Präge- und/oder Perforationsräder in Förderrichtung des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial, insbesondere von dem Zwischenprodukt, abtrennt. Für die Abtrennstation kommen gängige, bei gattungsgemäßen Vorrichtungen benutzte, Schneideinrichtungen und - mittel in Betracht.
In einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Abtrennstation von demselben Motor angetrieben, wie die Präge- und/oder Perforationsräder und die Abzugseinrichtung, wobei die Kraftabnehmerreihenfolge so festgelegt ist, dass die Präge- und/oder Perforationsräder oder die Abzugseinrichtung die Antriebskraft an die Abtrennstation übertragen. Mit anderen Worten kann die Kraftabnehmerreihenfolge als Reihenschaltung ausgestaltet sein. Sofern die Präge- und/oder Perforationsräder oder die Abzugseinrichtung, je nach Kraftabnehmerreihenfolge, nicht vom Motor angetrieben sind, ist auch die Abtrennstation nicht angetrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführung kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation, die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterial- Bahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende Knautsch-Hohlräume und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen, und eine Abzugseinrichtung zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweist, ein in Förderrichtung des Ausgangsmaterials an die Vorformstation anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder, die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/oder Deformationszone aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern, eine an die Präge- und/oder Perforationsräder in Förderrichtung des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt, und einen gemeinsamen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abzugseinrichtung und die Präge- und/oder Perforationsräder. Die Vorrichtung kann entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte beziehungsweise einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgestaltet sein, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorgehenden Ausführungen verwiesen werden kann.
Gemäß den weiteren erfindungsgemäßen Aspekten umfasst die Vorrichtung einen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abtrennstation. Das Ausgangsmaterial und die erzeugten Verpackungserzeugnisse werden entlang eines Förderpfads durch die Vorrichtung gefördert und der Motor von Abzugseinrichtung und Präge- und/oder Perforationsräder sowie der Motor der Abtrennstation sind unterhalb des Förderpfads angeordnet. Ein Vorteil der Anordnung der Motor- und Getriebekomponenten unterhalb des Förderpfads liegt beispielsweise darin, dass ein Zugriff von oben in die das Verpackungsmaterial verarbeitenden Komponenten möglich ist, ohne dass der Zugriff durch insbesondere ortsfeste Motorkomponenten eingeschränkt ist. Ferner ist auf diese Weise eine Art modularisierter Aufbau der Vorrichtung gegeben. Dadurch kann die Kompaktheit der Vorrichtung weiter erhöht werden. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung weist die Vorformstation eine Montageplatte auf, an dessen dem Förderpfad zugewandten Führungsseite entlang des Förderpfads gefördertes Ausgangsmaterial geführt wird und an dessen dem Förderpfad abgewandten Montageseite der Motor für die Abzugseinrichtung und die Präge- und/oder Perforationsräder und gegebenenfalls der Motor für die Abtrennstation angeordnet sind.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Abzugseinrichtungen, die Präge- und/oder Perforationsräder und die Abtrennstation durch einen einzigen gemeinsamen Motor angetrieben. Beispielsweise können die Abzugseinrichtung, die Präge- und/oder Perforationsräder, insbesondere genau ein Präge- und/oder Perforationsrad, und die Abtrennstation über ein entsprechend einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgestaltetes Getriebe, wie ein Zugmittelgetriebe, beispielsweise ein Riemen- oder Kettengetriebe, gekoppelt sein. Beispielsweise kann für das Abziehen und das Prägen ein Freilauf im Zugmittelgetriebe vorgesehen sein. In der Abtrennstation kann der Freilauf gegenläufig angeordnet sein. In Förderrichtung können die Freiläufe beim Abziehen, Prägen und gegebenenfalls beim Abfördern gleich eingestellt sein, was dazu führt, dass das Ausgangsmaterial in die Vorrichtung gezogen, gefördert, umgeformt und gegebenenfalls abgefördert wird. Durch eine Änderung der Drehrichtung des Motors können die Abzugseinrichtung, die Präge- und/oder Perforationsräder sich im Freilauf befinden, so dass die Abtrennstation in die Sperrrichtung schaltet, was bewirkt, dass ein Verpackungsmaterialerzeugnis abgeschnitten werden kann. In dieser umgekehrten Drehrichtung, nämlich der Sperrrichtung bezüglich der Abtrennstation, stehen die Präge- und/oder Perforationsräder und/oder die Abzugseinrichtung still. Dadurch kann eine besonders kostengünstig und einfach umzusetzende Antriebsgetriebetechnik umgesetzt werden, sind keine Treiber oder Synchronisationen beziehungsweise Steuerungen nötig. Der erfindungsgemäße Antrieb kommt lediglich mit einem Vorwärts- und einem Rückwärtsgang aus.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegende Erfindung, der mit vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation, die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch- Hohlräume und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen, und ein Förderrad-Paar zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweist, und ein in Förderrichtung des Ausgangsmaterials an die Vorformstation anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder, die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/oder Deformationszone aneinanderzubinden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern, bereitgestellt.
Die Vorrichtung kann entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte beziehungsweise einer der zuvor geschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgestaltet sein, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen werden kann.
Das Förderrad-Paar kann beispielsweise auch ein Förderwalzen-Paar sein, dessen Walzenlänge in Richtung der Rotationsachse deutliche größer bemessen ist als dessen Durchmesser. Wenigstens ein Förderrad beziehungsweise eine Förderwalze des Förderrad-Paars kann schwimmend gelagert, insbesondere federvorgespannt sein. Die schwimmende Lagerung beziehungsweise die Federvorspannung kann in einer senkrecht zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn orientierten Materialstärkenrichtung ausgerichtet sein, so dass zum einen auf unterschiedliche Ausgangsmaterialstärken beziehungsweise Unebenheiten reagiert werden kann und auch eine gewisse Vorspannkraft auf die Ausgangsmaterialbahn ausgeübt werden kann, um diese zuverlässig abzuziehen und zu fördern.
Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das Förderrad-Paar und die Präge- und/oder Perforationsräder derart angetrieben, dass das Förderrad-Paar mit einer um wenigstens 10 % höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Präge- und/oder Perforationsräder dreht. Die Umfangsgeschwindigkeit bezieht sich auf die Geschwindigkeit an den Abrollflächen der jeweiligen Räder an der Ausgangsmaterialbahn. Durch diese Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz wird eine Axialstauchung beziehungsweise ein Schrumpf der Ausgangsmaterialbahn in Förderrichtung erreicht, die zu einer wellenartigen Vorformung der Ausgangsmaterialbahn führt. Dadurch können mehrere technische Effekte erzielt werden. Zum einen die Materialbahn, wie bereits erwähnt, wodurch sich die in Förderrichtungen bemessene Länge der herzustellenden Verpackungserzeugnisse weiter reduzieren lässt. Ferner erhalten die auf diese Weise hergestellten Verpackungserzeugnisse auch eine Polsterfunktion in ihrer Längserstreckungsrichtung betrachtet. Auf diese Weise kann ein Ziehharmonika-artig expandierbares und komprimierbares Verpackungserzeugnis hergestellt werden, welches auf diese Weise in Hohlräume verschiedener Länge einsetzbar ist. Darüber hinaus wird durch die im Vergleich zu den Präge- und/oder Perforationsrädern erhöhte Umfangsgeschwindigkeit an den Förderrädern die Tendenz zum Reißen der Materialbahn innerhalb der Vorrichtung reduziert, da die Materialspannung in Förderrichtung beziehungsweise Längserstreckungsrichtung der Ausgangsmaterialbahn reduziert ist. Grundsätzlich kann die Ansteuerung des Förderrad-Paars sowie der Präge- und/oder Perforationsräder derart erfolgen, dass die der Ausgangsmaterialbahn durch das Förderrad-Paar vermittelte Antriebsförderkraft größer ist als die dem Ausgangsmaterial von den Präge- und/ oder Perforationsrädern mitgeteilte Antriebsförderkraft. Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen, dass eine Antriebswelle des Förderrad-Paars und eine Antriebswelle des Präge- und/oder Perforationsradpaars über ein Zugmittelgetriebe miteinander gekoppelt sind, wobei ein Kraftabnehmer der Antriebswelle des Förderrad-Paars einen kleineren Durchmesser aufweist als ein Kraftabnehmer der Antriebswelle des Präge- und/oder Perforationsradpaars. Ferner ist es möglich, dass die Kraftabnehmer des Förderradpaars und der Präge- und/oder Perforationsräder denselben Außendurchmesser aufweisen, dafür aber die Präge- und/oder Perforationsräder einen geringeren Durchmesser aufweisen als das Förderrad-Paar.
Gemäß einer alternativen Ausführung sind das Förderrad-Paar und die Präge- und/oder Perforationsräder durch je einen separaten Motor angetrieben. Auf diese Weise können die entsprechenden Drehzahlen und damit das Maß der Axialschrumpfung beziehungsweise -Stauchung der Ausgangsmaterialbahn zwischen Förderrad-Paar und Präge- und/oder Perforationsrädern beliebig eingestellt werden. Beispielsweise kann dies so eingestellt werden, dass die Umfangsgeschwindigkeit an den Präge- und/oder Perforationsrädern um 10 % geringer ist als die Umfangsgeschwindigkeit an dem Förderrad-Paar.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Förderrad-Paar und die Präge- und/oder Perforationsräder durch einen gemeinsamen Motor angetrieben. Es kann so eine Vorrichtung geschaffen werden, die mit wenigen Komponenten auskommt und somit besonders kompakt realisierbar ist.
Ergänzend zu den eingangs genannten Ausführungen sei bemerkt, dass dem Motor zum Antrieb der Präge- und/oder Perforationsräder und zum Antrieb der Abzugs- und Förderräder ein Getriebe nachgeschaltet ist. Das Getriebe ist als Drehzahlreduziergetriebe in Form eines Schneckengetriebes ausgebildet, wobei die Mittellängsachse der Getriebeabtriebswelle im Winkelversatz von 90 Grad zur Mittellängsachse des elektrischen Antriebsmotors steht. Die Baueinheit bestehend aus elektrischem Motor und Getriebe kann im Sinne dieser Anmeldung der Einfachheit halber auch als Motor verstanden werden.
Ferner ist es unerheblich, ob die Getriebeabtriebswelle als Hohlwelle oder als Vollwelle ausgebildet ist, da das Getriebe selbst beziehungsweise die Motor-Getriebeeinheit als Standardkomponente eines Lieferanten zur Verfügung steht. Wesentlich ist jedoch, dass mit der Getriebeabtriebswelle zwei Abzugs- beziehungsweise zwei Förderräder drehfest gekoppelt sind und die Getriebeabtriebswelle die Abzugs- beziehungsweise die Förderräder rotatorisch antreibt. Weil in einer bevorzugten Ausführung das Getriebe zwischen den Abzugs- beziehungsweise Förderrädern angeordnet ist, und die Mittellängsachse des Motors der Motor-Getriebeeinheit sich in Längsrichtung, also parallel oder zumindest in einem flachen Winkel und im wesentliche parallel zum Förderpfad und unterhalb des Förderpfades erstreckt, ist eine besonders kompakte Bauart realisiert.
Wesentlich ist aber auch, dass die Motor-Getriebeeinheit in erfinderischer Weise direkt die Abzugs- beziehungsweise Förderräder antreibt, weil damit ermöglicht ist, die Motor- Getriebeeinheit in einen stromaufwärtigen Raumabschnitt der Vorrichtung zu verbringen, der im Stand der Technik bisher unbenutzt ist. Verglichen mit dem Stand der Technik würde die besagte Motor-Getriebeeinheit seitlich neben einem der Präge- und/oder Perforationsräder angeordnet sein, um es direkt anzutreiben. Dieser sehr unvorteilhaften Ausgestaltung wird entgegen getreten, da in erfinderischer Weise der Motor zum Betrieb der Präge- und/oder Perforationsräder bezogen auf die Förderrichtung vor diesen Rädern angeordnet ist und in erfinderischer Weise weiter nach unten in den erwähnten zuvor unbenutzten Raumabschnitt der Vorrichtung zwischen der Vorformstation und der Präge- und/oder Perforationsstation verbracht und angeordnet ist.
Es hat sich bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung dann noch gezeigt, dass ein lang gestreckter Abschnitt der Getriebeabtriebswelle einen freien Abschnitt bietet, auf welchem ein Rad des Zugmittelgetriebes aufgesetzt werden kann. Das Rad ist in einer bevorzugten Form als Zahnriemenrad oder alternativ als Kettenrad ausgebildet und kann dabei auf der Getriebeabtriebswelle so justiert werden, dass das darauf aufgesetzte Zugmittel seitlich an dem Motor vorbei und zugleich seitlich an dem ersten Präge- und/oder Perforationsrad vorbei verläuft. Dabei ist das erste Präge- und/oder Perforationsrad über eine Welle drehfest mit dem kraftabnehmenden Rad des Zugmittelgetriebes verbunden.
Es sei ferner noch erwähnt, dass die Getriebeabtriebswelle die Abzugs- beziehungsweise Förderräder direkt antreibt. Ferner dienen die getriebeseitigen Lagerungen der Getriebeabtriebswelle sowohl zur Lagerung der Getriebekomponenten als auch zugleich als vollständige oder zumindest als teilweise Lagerung mindestens eines der beiden der Abzugs- beziehungsweise der Förderräder. Damit ist eine noch kompaktere Bauweise und eine noch weiter vereinfachte Montage der Vorrichtung gegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verpackungserzeugnis, insbesondere ein Papier-Verpackungserzeugnis, bereitgestellt, das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial mittels einer nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Vorrichtung hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung gemessene Breite weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist. Es hat sich im Stand der Technik herausgestellt, dass ein großes Bedürfnis nach Miniatur- Verpackungserzeugnissen besteht, das durch die erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisse befriedigt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein System mit einer entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte beziehungsweise einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgebildeten Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial und einem insbesondere in Förderrichtung aufwärts der Vorrichtung angeordneten Ausgangsmaterialvorrat bereitgestellt. Der Ausgangsmaterialvorrat kann in Form einer Ausgangsmaterialbahnrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, oder eines Leporello-Stapels vorliegen. Beispielsweise erstreckt sich ein bahnförmiges Ausgangsmaterial von dem Ausgangsmaterialbahnvorrat in die Vorrichtung, insbesondere in dessen Vorformstation.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses, wie eines Polsterproduktes, aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, wie einer ein- oder mehrlagigen Papierbahn, insbesondere aus Papier vorgesehen. Für das Papiermaterial wird vor allem aus ökologischen Gründen immer häufiger Altpapier eingesetzt, das allerdings auf Grund dessen Inhomogenität nur schwierig umgeformt werden kann, vor allem wenn das dreidimensionale Verpackungserzeugnis stets gleichmäßig und möglichst einfach und ökonomisch zu fertigen ist. Die Ausgangsmaterialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, insbesondere Altpapier und/oder 100 % recyclingfähigem Papier, das ohne chemische Inhaltsstoffe hergestellt sein kann, hergestellt sein. Recyclingpapier sind insbesondere Papiermaterialien mit einem geringen Anteil (weniger als 50%) an frischfaserhaltigem Papiermaterial. Beispielswiese werden Papiermaterialien, die 70% bis 100% Altpapier enthalten, verwendet. Das Recyclingpapier im Sinne dieser Erfindung kann Papiermaterial sein, das einen Zugfestigkeitsindex längs zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 90 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 15 Nm/g bis 60 Nm/g, und einen Zugfestigkeitsindex quer zur Maschinenlaufrichtung von höchstens 60 Nm/g aufweisen kann, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 5 Nm/g bis 40 Nm/g. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit bzw. des Zugfestigkeitsindex kann eine Norm DIN EN ISO 1924-2 oder DIN EN ISO 1924-3 herangezogen werden. Zudem oder alternativ kann eine Recyclingpapiereigenschaft oder Altpapiereigenschaft durch den sogenannten Berstwiderstand charakterisiert werden. Ein Material in diesem Sinne ist Recyclingpapier mit einem Berstindex von höchstens 3,0 kPa*mA2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*mA2/g bis 2,5 kPa*mA2/g. Zur Bestimmung des Berstindex wird die Norm DIN EN ISO 2758 herangezogen. Weiterhin weist das Verpackungsmaterial eine flächenbezogene Masse von insbesondere 40 g/m2 bis max. 140 g/m2 auf. Das Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Die Vorrichtung kann grundsätzlich so bemessen und dazu ausgelegt sein, dass sie miniaturisiert ist, d. h. deutlich kleiner bemessen ist als entsprechende Vorrichtungen aus dem Stand der Technik und/oder dazu in der Lage ist, deutlich kleinere Verpackungserzeugnisse zu erzeugen. Damit kann der Bedarf nach kleinen Verpackungserzeugnisse befriedigt werden. Zum anderen werden erfindungsgemäße Vorrichtungen der Forderung nach immer kleiner werdenden zur Verfügung stehenden Abstellflächen für derartige Verpackungserzeugnisbereitstellungsvorrichtungen gerecht. Beispielsweise wurde als Daumenregel für die Gesamtabmessung gattungsgemäßer Vorrichtungen gefordert, dass diese die Außenabmessung einer Standard- Industriepalette nicht übersteigen dürfen. Beispielsweise weisen erfindungsgemäße Vorrichtungen eine Gesamtabmessung von weniger als 650 mm Länge in Fördereinrichtung, von weniger als 450 mm Breite quer zur Fördereinrichtung und von weniger als 300 mm Höhe quer zur Förder- und Breitenrichtung auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, kleine bzw. Miniatur- Verpackungserzeugnisse bzw.-Polster zu erzeugen. Derartige kleine bzw. Miniatur- Verpackungserzeugnisse können eine Länge in Fördereinrichtung von weniger als 30 mm, eine Breite von weniger als 120 mm, insbesondere im Bereich von 80 bis 90 mm, und eine Höhe von weniger als 40 mm, insbesondere im Bereich von 20 bis 30 mm, aufweisen. Die Vorrichtung umfasst eine Vorformstation, die dazu eingerichtet ist, das Ausgangsmaterial durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterial Bahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die um gefalteten Ausgangsmaterial Bahnabschnitte überlappen. Das Ausgangsmaterial kann zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautschhohlraum umgeformt werden. Das Zwischenprodukt kann bei einer beispielhaften Ausführung der Vorrichtung in seiner Form im Wesentlichen dem finalen Verpackungserzeugnis entsprechen. Aus dem Zwischenprodukt wird folgend das Verpackungserzeugnis hergestellt. Vorzugsweise umfasst die Vorformstation eine trichterartige Einschlag- oder Einrolleinrichtung, wie ein Konvergenztrichter, welche die Papierbahn in Querrichtung bei dessen Transportförderung in die Vorrichtung seitlich einschlägt oder einrollt, sodass die Längsränder der Papierbahn, die beispielsweise mittels einer Leporellostapelquelle bereitgestellt werden, im Wesentlichen in der Mitte der Papierbahn übereinander geschlagen sind.
Die Vorformstation kann eine Abzugseinrichtung zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweisen. Die Abzugseinrichtung kann ein Paar einander gegenüberliegender Stetigförderer, wie Förderräder oder Förderwalzen, aufweisen. Beispielsweise können die Förderräder oder Förderwalzen gegeneinander vorgespannt sein, insbesondere federvorgespannt sein, sodass eine insbesondere elastische Vorspannkraft auf die Ausgangsmaterialbahn ausgeübt wird. Die Stetigförderer können sich grundsätzlich durch eine kontinuierliche Förderbewegung kennzeichnen. Die Stetigförderer fördern insbesondere unter Reibschluss das Ausgangsmaterial in Förderrichtung, insbesondere in Richtung einer Ausgabeöffnung, an der die Verpackungserzeugnisse entnehmbar sind bzw. ausgegeben oder ausgeworfen werden. Die Stetigförderer begrenzen zwischen sich einen Förderkanal, durch den hindurch das Ausgangsmaterial transportiert wird. In der Regel begrenzen die Stetigförderer den Förderkanal in Vertikalrichtung nach oben und unten wenigstens teilweise. Ferner können seitliche Kanalbegrenzungselemente vorgesehen sein. Ferner kann die Vorrichtung eine in Fördereinrichtung des Ausgangsmaterials an die Vorformstation anschließende Deformationsstation umfassen, die durch ein Paar Präge- und/oder Deformationsräder gebildet sein kann, welche dazu eingerichtet sind, sich überlappenden Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/ oder Deformationszone aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern. Die Präge- und/oder Deformationsräder greifen in der Befestigungs- und/oder Deformationszone ineinander, um die eingeschlagene oder eingerollte Ausgangsmaterialbahn zu dem Polsterprodukt zu deformieren. Dabei entsteht die zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone in dem Ausgangsmaterial. Dieses spezifische Polsterprodukt umfasst einen im Wesentlichen mittigen sich in Längsrichtung erstreckenden Deformationsbereich, insbesondere Präge- und/oder Perforationsbereich, an dem in Querrichtung zwei seitliche Hohlraumknautschzonen anschließen, deren seitliches Ende auch das Ende des Polsterprodukts bildet. Insofern kann die Vorrichtung ein im Querschnitt im Wesentlichen hantelförmiges Papier-Polsterprodukt fertigen.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine an die Vorformstation in Förderrichtung des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge vom Ausgangsmaterial abtrennt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schneide der Abtrennstation derart geführt, dass sie im Schnitteingriff die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung entgegen der Gravitationsrichtung oder quer zur Gravitationsrichtung translatorisch durchtrennt. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist Durchtrennen insbesondere dahingehend zu verstehen, dass die Ausgangsmaterialbahn entlang wenigstens 20% ihrer quer zur Bahnrichtung verlaufenden Breite durchgehend oder abschnittsweise durchtrennt wird, wobei das Durchtrennen durch ein Teil durchtrennen, Teil durchdringen, Perforieren, (Teil)durchstoßen und/oder Anritzen sowie im Allgemeinen durch eine Schwächung der Ausgangsmaterialbahn realisiert sein kann. Dies bedeutet, dass beim Durchtrennen der Ausgangsmaterialbahn die Schneide nicht notwendigerweise vollständig durch die Materialbahnstärke durchdringen muss, sondern beispielsweise nur in einem gewissen Maße in die Materialbahnstärke eindringen kann. Unter einem Schnitteingriff ist insbesondere der Zeitpunkt zu verstehen, in dem die Schneide in die Ausgangsmaterialbahn eintaucht. Dabei kann die Schneide im Schnitteingriff über ihre gesamte Tiefe, das heißt ihre Längserstreckung quer zur Förderrichtung, in die Ausgangsmaterialbahn eintauchen. Mit anderen Worten kann die Schneide in dieser Tiefenrichtung, die parallel zur Breitenerstreckung der Ausgangsmaterialbahn orientiert ist, geradlinig verlaufen. Durch das translatorische Durchdringen der Ausgangsmaterialbahn im Schnitteingriff quer zur Förderrichtung wird die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung insbesondere mit einer Schneidkraft beaufschlagt. Diese Schneidkraft kann insbesondere vor dem eigentlichen Durchtrennen ein Spannen der Ausgangsmaterialbahn in Förderrichtung bewirken. Beispielsweise kann die Schneide derart geführt sein, dass sie die Ausgangsmaterialbahn translatorisch durchfährt. Das Durchtrennen der Ausgangsmaterialbahn entgegen der Gravitationsrichtung hat sich zum einen insofern als vorteilhaft erwiesen, als die Gewichtskraft der zu durchtrennenden Ausgangsmaterialbahn somit entgegen der Translationsschnittrichtung orientiert ist. Ferner ist es somit möglich, die Vorrichtung modulartig und/oder sehr kompakt auszugestalten. Dadurch, dass nämlich die Translationsbewegungsrichtung von unten nach oben, also entgegen der Gravitationsrichtung orientiert ist, können sämtliche Antriebs-, Motor- und Getriebekomponenten unten an der Vorrichtung angeordnet sein, insbesondere unterhalb eines durch die Vorrichtung führenden Förderpfads, entlang dem die Ausgangsmaterialbahn gefördert wird. Dadurch ist sichergestellt, dass ein freier Zugriff auf sämtliche die Ausgangsmaterialbahn bearbeiteten Komponenten von oben möglich ist, ohne dass insbesondere stationäre Betriebs-, Getriebe- oder Motorkomponenten im Weg sind. Diese sind dann kompakt gegebenenfalls räumlich geordnet von unten her zugänglich. Die Schneide funktioniert nach Art einer Guillotine. Die Schnittbewegungsrichtung quer zur Förderrichtung kann ferner quer zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn orientiert sein, welche durch die Förderrichtung und eine quer zur Förderrichtung orientierte Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn definiert ist. Bei der Schnittbewegungsrichtung quer zu Gravitationsrichtung kann von einem Lateralschnitt, beispielsweise von links nach rechts oder umgekehrt, gesprochen werden.
In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung einen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft und ein Getriebe zum Übertragen der Antriebskraft zur Abtrennstation auf. Die motorisch betriebene Abtrennstation ist deshalb als vorteilhaft erwiesen, da die Vorrichtung insgesamt maschinell ausgeführt werden kann, ohne dass ein Eingriff einer Bedienperson notwendig ist. Darüber hinaus kann das Abtrennen einzelner Verpackungserzeugnisse gesteuert werden, insbesondere die Länge der herzustellenden Verpackungserzeugnisse eingestellt werden, und ferner kann das Ablängen oder Abtrennen der herzustellenden Verpackungserzeugnisse auf den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgestimmt sein. Des Weiteren sind das Getriebe und der Motor unterhalb einer durch den Schnitteingriff festgelegten Vertikalhöhe angeordnet. Ferner können Motor und Getriebe unterhalb des durch die Vorrichtung verlaufenden Förderpfads angeordnet sein, entlang dem die Ausgangsmaterialbahn und schließlich das Verpackungserzeugnis durch die Vorrichtung geführt werden. In einer alternativen Ausführung können das Getriebe und der Motor auch oberhalb der durch den Schnitteingriff festgelegten Vertikalhöhe angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial bereitgestellt, die eine Vorformstation, die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch- Hohlräume und einen sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen und aneinander gebunden sind, und eine in Förderrichtung an die Vorformstation anschließende Abtrennstation umfasst, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt. In Bezug auf die Merkmale des Oberbegriffs kann zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen werden.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt weist die Abtrennstation eine Schneide auf, die so ausgestaltet und/oder so gelagert ist, dass sich im Verlauf eines Abtrennvorgangs ein Schnitt durch die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung, insbesondere quer zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn, in Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn ausbreitet. Dabei kann ein Schnitteingriffspunkt, der durch den Kontakt der Schneide mit der Ausgangsmaterialbahn gekennzeichnet ist, während eines Abtrennvorgangs quer zur Förderrichtung in Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn während des Abtrennvorgangs wandern. Beispielsweise beginnt der Abtrennvorgang an einem lateralen Rand der Ausgangsmaterialbahn und breitet sich in Richtung und bis hin zum gegenüberliegenden Rand der Ausgangsmaterialbahn aus. Auf diese Weise ergibt sich ein Reißverschluss-artiges Öffnen bzw. Trennen der Ausgangsmaterialbahn. Es wurde herausgefunden, dass sich durch diese Art der Schnittbewegung und Schnittausbreitung die Qualität der Schnittstelle an der Ausgangsmaterialbahn verbessert. Insbesondere ist die Tendenz zu kleinen Mikroeinrissen in Förderrichtung und/oder Ausfransungen reduziert, wobei gleichzeitig eine ungewünschte Deformation der in Förderrichtung anschließenden Ausgangsmaterialbahnabschnitte, die voneinander getrennt werden, unterbleibt.
In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchtrennt die Schneide im Schnitteingriff die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung, insbesondere quer zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn, translatorisch. Durch das translatorische Durchdringen der Ausgangsmaterialbahn im Schnitteingriff quer zur Förderrichtung wird die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung insbesondere mit einer Schneidkraft beaufschlagt. Diese Schneidkraft kann insbesondere vor dem eigentlichen Durchtrennen ein Spannen der Ausgangsmaterialbahn in Förderrichtung bewirken. Beispielsweise kann die Schneide derart geführt sein, dass sie die Ausgangsmaterialbahn translatorisch durchfährt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungszeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial bereitgestellt, die eine Umformstation, die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach-innen-Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch- Hohlräume und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen und einander gebunden sind, und eine in Förderrichtung an die Vorformstation anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt, umfasst. In Bezug auf die Merkmale des Oberbegriffs sei auf die vorhergehenden Ausführungen zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt umfasst die Abtrennstation eine Schneide und eine Gegenschneide, an der die Schneide im Verlauf eines Abtrennvorgangs entlang schert. Die Scherenschnittanordnung hat sich im Hinblick auf das Schneid- bzw. Abtrennergebnis als vorteilhaft und effizient erwiesen. Die kooperierenden Schneiden eignen sich insbesondere für hohe Schnittgeschwindigkeiten und eine maschinelle Vorrichtung bzw. maschinelle Abtrennvorgänge.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt umfasst die Vorrichtung eine Justiereinrichtung zum relativen Positionieren von Gegenschneide und Schneide zueinander. Auf diese Weise lässt sich die für den Scherenschnitt notwendige Aufeinanderabstimmung zum optimalen Aneinanderentlangscheren von Schneide und Gegenschneide einstellen. Ferner kann bei zunehmendem Verschleiß die Positionierung von Schneide und Gegenschneide relativ zueinander nachjustiert werden. Des Weiteren ist es mittels der Justiereinrichtung möglich, die Schneide und die Gegenschneide derart relativ zueinander zu positionieren, dass im Schnitteingriff, also beim Aneinanderentlangscheren, die Schneide gegen die Gegenschneide vorgespannt ist, und zwar entgegen der Förderrichtung des Ausgangsmaterials. Dadurch wird der Abtrennvorgang zuverlässig ausgeführt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung schert die Schneide an der Gegenschneide insbesondere translatorisch in einer Schnittebene entlang, die quer zur Förderrichtung, insbesondere quer zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn orientiert ist. Bevorzugt ist die Schnittebene so orientiert, dass die Vertikalrichtung, in der Schnittebene liegt, und die Translationsschnittbewegungsrichtung entgegen der Gravitationsrichtung orientiert sind. Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung schert die Schneide an der Gegenschneide insbesondere translatorisch in einer Schnittebene entlang und ist quer zur Schnittebene, insbesondere entgegen der Förderrichtung, gegen die Gegenschneide vorgespannt. Die Vorspannung von Schneide und Gegenschneide bewirkt ein besseres Schnittergebnis und eine saubere Abtrennung des Verpackungserzeugnisses.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung eine Gegenschneide, an der die Schneide im Verlauf eines Abtrennvorgangs entlangschert. Die Gegenschneide ist von einem Gegenschneidenträger gehalten, der insbesondere ortsfest an der Vorrichtung angeordnet ist. Ferner begrenzt der Gegenschneidenträger quer zur Förderrichtung der Ausgangsmaterialbahn einen Förderpfad der Ausgangsmaterialbahn durch die Vorrichtung. Insofern kann der Gegenschneidenträger ein Pfadbegrenzungselement insbesondere in Vertikalrichtung bilden. Insofern dient der Gegenschneidenträger nicht nur zum Lagern der Gegenschneide, sondern ebenfalls zum Begrenzen des Förderpfads und damit zum Reduzieren eines Papierstaurisikos.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Gegenschneide, an der die Schneide im Verlauf eines Abtrennvorgangs entlang schert. Die Gegenschneide ist an einem insbesondere ortsfesten Gegenschneidenträger in Förderrichtung beweglich gelagert. Die bewegliche Lagerung der Gegenschneide an den Gegenschneidenträger kann mittels der Justiereinrichtung geschaffen sein. Über die Justiereinrichtung und die bewegliche Lagerung der Gegenschneide und Gegenschneidenträger lässt sich die Vorspannung von Schneide und Gegenschneide einstellen. Die Justiereinrichtung kann beispielsweise Madenschrauben zum insbesondere horizontalen Verlagern der Gegenschneide relativ zu dem Gegenschneidenträger umfassen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schneide fest von einem Schneidenträger gehalten, der translatorisch insbesondere relativ zum insbesondere ortsfesten Gegenschneidenträger geführt ist. Der Schneidenträger und gegebenenfalls die Führung können insbesondere so ausgestaltet sein, dass bei einem Abtrennvorgang die Schneide im Wesentlichen ausschließlich entlang der Schnittebene verfährt, wobei Ausweichbewegungen in bzw. entgegen der Förderrichtung im Wesentlichen ausgeschlossen sind. Die translatorische, insbesondere in Vertikalrichtung orientierte, Führung des Schneidenträgers kann durch geeignete Linearführungen ausgestaltet sein, wie beispielsweise eine Geradführung, eine Schienenführung, eine Kulissenführung oder dergleichen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schneide und/oder die Gegenschneide aus einem Material hergestellt, dessen Arbeitshärte wenigstens 10 HRC und/oder höchstens 85 HRC beträgt, insbesondere im Bereich von 40 bis 70 HRC liegt. Beispielsweise liegt das Maß der Bruchdehnung im Bereich von mindestens 0,1 % und/oder höchstens 25 %, insbesondere im Bereich von 0,5 % bis 15 %. Beispielsweise ist die Schneide und/oder die Gegenschneide aus Stahl, wie einem Kaltarbeitsstahl, einem rostfreien Stahl oder einem Werkzeugstahl hergestellt. Als Kaltarbeitsstahl kommt beispielsweise der Werkstoff mit der Nummer 1.2436 in Frage. Ein rostfreier Stahl kann durch den Werkstoff mit der Nummer 1.4112 verwendet werden, als Werkzeugstahl ist der Werkstoff mit der Nummer 1.3343 geeignet.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Schneide eine Schneidkante auf, die in einem Winkel im Bereich von 930 bis 105°, insbesondere von 98°, gegenüber der Schnittbewegungsrichtung geneigt ist. Mit anderen Worten ist die Schneidkante in einem Winkel im Bereich von 30 bis 150, insbesondere von 8°, gegenüber der Horizontalen geneigt. Auf diese Weise taucht die Schneide im Schnitteingriff nur punktuell in die Ausgangsmaterialbahn ein, so dass sich im Verlauf eines Abtrennvorgangs ein Schnitt durch die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung in Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn ausbreitet. Der Schnitteingriffspunkt wandert dabei in Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung umfasst die Vorrichtung eine Gegenschneide, an der die Schneide im Verlauf eines anderen Vorgangs entlangschert. Dabei weist die Gegenschneide eine Scherfläche auf, die beispielsweise in Förderrichtung orientiert ist, die in einem Winkel im Bereich von 1° bis 10°, insbesondere von 50, gegenüber der Schnittbewegungsrichtung geneigt ist. Dabei ist die Neigung der Scherfläche so orientiert, dass eine untere, der Schneide zugewandte Scherkante in Förderrichtung gegenüber der Scherfläche am weitesten vorsteht. Somit kann beim Aneinanderentlangscheren die Schneide im Wesentlichen hauptsächlich an der Scherkante entlang scheren, was die Schnittqualität und die Effektivität des Abtrennvorgangs verbessert. Ferner reduziert sich damit die Abnutzung der Schneidelemente.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Motor zum Antreiben der Abtrennstation. Dadurch kann ein Eingriff bzw. eine Bedienung durch eine Bedienperson im Wesentlichen unterbleiben. Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auf diese Weise perfekt für einen automatisierten Verpackungserzeugungsbetrieb, insbesondere in der Massenfertigung.
Wie eingangs näher beschrieben, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu ausgelegt, besonders kleine Verpackungserzeugnisse herzustellen. Unabhängig davon stellt die Vorrichtung eine besonders kompakte Bauweise dar. Ein erfinderischer Gedanke ist nun, einzelne Komponenten und Baueinheiten der Vorrichtung zur Herstellung von Miniaturverpackungserzeugnissen an das vorhandene Ausgangsmaterial anzupassen, so dass das Ausgangsmaterial dazu ausgelegt ist, sowohl von den Großmaschinen als auch von der erfinderischen Vorrichtung verarbeitet zu werden. Das senkt die Herstellungskosten und die Variantenvielfalt des Ausgangsmaterials, da es sich ausschließlich um nur eine einzige Papierqualität handelt.
Wie eingangs beschrieben, ist ein Aspekt der Erfindung eine modulartige Bauweise der Vorrichtung. Eines dieser Module bildet die Abtrennstation. Eine erste Lösung einer Abtrennstation sieht vor, dass sie zumindest aus den ortsfest angeordneten mechanischen Elementen wie den Gegenschneidenträger, der Gegenschneide und dessen Justiereinrichtung sowie in einer Ausführung den Führungsstangen zur Führung des Schneidenträgers besteht. Ferner besteht sie aus den relativ zur Gegenschneide sich bewegenden Elementen wie den Schneidenträger und der Schneide. Eine derartige Abtrennstation ist in sich als funktionelle Baueinheit ausgebildet, so dass sie vormontierbar ausgebildet ist und unabhängig von der Vorrichtung funktionell geprüft werden kann. Eine weitere Lösung des Moduls einer Abtrennstation sieht in ergänzender Weise ferner noch einen Motor mit nachgeschaltetem Getriebe und einer Kurbelstange vor, wobei die abtreibende Antriebswelle des Getriebes über die Kurbelstange mit dem bewegbaren Schneidenträger verbunden ist. Ferner ist das Getriebe und/ oder der Motor mit dem Gegenschneidenträger wirkverbunden. Auch dieses Modul kann in einer Ausführung als ein autarkes und in sich funktionelles Modul ausgebildet sein.
In einer anderen alternativen Ausgestaltung der Abtrennstation ist das Getriebe zum beweglichen Antreiben der Schneide unterhalb des Förderpfades angeordnet. Da der Motor direkt mit dem Getriebe verbunden ist, ist der Motor ebenfalls, aber zumindest abschnittweise unterhalb des Förderpfades angeordnet. Eine zumindest abschnittsweise Anordnung des Motors unterhalb des Förderpfades ist besonders dann gegeben, wenn sich der Motor der Abtrennstation gemäß einer anderen kompakten Bauweise der Vorrichtung im Wesentlichen aufrecht erstreckt. Da der Motor der Abtrennstation als ein entlang seiner Mittellängsachse längliches Gebilde konzipiert ist, ist er dann zumindest abschnittsweise neben dem Förderpfad angeordnet. Bei der aufrechten Erstreckung des Motors steht seine Mittellängsachse sowie die Motorwelle in senkrechter Richtung nach oben oder alternativ in einer anderen schräg nach oben gerichteten Richtung. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verpackungserzeugnis, insbesondere ein Papier-Verpackungserzeugnis, bereitgestellt, das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial mittels einer nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Vorrichtung hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung gemessene Breite weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist. Es hat sich im Stand der Technik herausgestellt, dass ein großes Bedürfnis nach Miniatur- Verpackungserzeugnissen besteht, das durch die erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisse befriedigt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein System mit einer entsprechend einem der zuvor beschriebenen Aspekte beziehungsweise einer der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgebildeten Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial und einem insbesondere in Förderrichtung aufwärts der Vorrichtung angeordneten Ausgangsmaterialvorrat bereitgestellt. Der Ausgangsmaterialvorrat kann in Form einer Ausgangsmaterialbahnrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, oder eines Leporello-Stapels vorliegen. Beispielsweise erstreckt sich ein bahnförmiges Ausgangsmaterial von dem Ausgangsmaterialbahnvorrat in die Vorrichtung, insbesondere in dessen Vorformstation.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
Figur i eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer weiteren beispielhaften
Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisses;
Figur 4 eine perspektivische Schnittansicht einer weiteren beispielhaften
Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung einer Ausgabevorrichtung einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 6 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Ausgabevorrichtung;
Figur 7 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Ausgabevorrichtung;
Figur 8 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Ausgabevorrichtung;
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64-334 Figuren 9-10 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Ausgabevorrichtung in perspektivischer Ansicht und Draufsicht;
Figuren 11-12 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Ausgabevorrichtung in perspektivischer Ansicht und Vorderansicht;
Figur 13 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Ausgabevorrichtung in perspektivischer Ansicht;
Figuren 14-19 verschiedene Ansichten zu einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Ausgabevorrichtung in verschiedenen Betriebspositionen abgebildet ist;
Figuren 20, 21 weitere Ansichten zu einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 22 eine perspektivische Ansicht der Abtrennstation der Vorrichtung aus den Figuren 4 und 21;
Figuren 23-25 perspektivische Teilschnittansichten der Vorrichtung aus den
Figuren 4 und 21 in unterschiedlichen Betriebspositionen;
Figur 26 eine schematische Vorderansicht einer Schneide der
Abtrennstation aus der Figur 22; und
Figur 27 eine schematische Teilansicht der Zusammenwirkung der
Schneide und der Gegenschneide der Abtrennstation aus Figur 22.
In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere Papierausgangsmaterial, im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Für die Beschreibung der folgenden Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Figuren sei davon auszugehen, dass die Gesamtabmessung der abgebildeten Vorrichtungen 1 so bemessen ist, dass die Vorrichtung 1 auf einer Standard-Industriepalette abstellbar ist und deren Maße nicht überschreitet. Beispielsweise beträgt die Gesamtlänge der Vorrichtung weniger als 650 mm, die Gesamtbreite weniger als 450 mm und die Gesamthöhe weniger als 300 mm. Die Vorrichtung 1 der in den Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiele ist dazu eingerichtet, kleine bzw. sogenannte Miniatur- Verpackungspolster herzustellen, deren Länge in Bahnrichtung des Ausgangsmaterials weniger als 120 mm betragen, insbesondere im Bereich vom 80 mm bis 90 mm liegen, deren quer zur Längsrichtung gemessene Breite weniger als 120 mm betragen, insbesondere im Bereich von 80 mm bis 90 mm liegen, und deren Höhe weniger als 40 mm betragen, insbesondere im Bereich von 20 mm bis 30 mm liegen.
In den Figuren 1 und 2 sind schematische Prinzipskizzen beispielhafter Ausführungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen 1 gezeigt, die einen integrierten Ausgangsmaterialvorrat 4 haben, der beispielsweise in Form eines Leporello-Stapels (Figur 2) oder in Form einer Ausgangsmaterialrolle, insbesondere in Form einer hülsenlosen Rolle, (Figur 1) vorliegen kann. Die Vorrichtung 1 kann ferner mit einem Ständer 6 versehen sein, mit dem die Vorrichtung 1 auf dem Untergrund abstellbar ist und bezüglich dem die Vorrichtung 1 in ihrer Orientierung verstellbar ist und an dem die Vorrichtung 1 in der Höhe justierbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist ferner Teil einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Systems, das im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 115 versehen ist und ferner den Ausgangsmaterialvorrat 4 umfasst. Gemäß der Ausführung in den Figuren 1 und 2 umfasst das System 115 auch ein Gestell 117, an dem die Vorrichtung fest, ggf. lösbar und/oder verschwenkbar, montiert ist, das den Ständer 6 aufweisen kann, zum Abstellen der Vorrichtung 1 auf einem Untergrund. An dem Gestell 117 ist ferner eine Aufnahme 119 für den Ausgangsmaterialvorrat 4 angeordnet, die je nach Art des Ausgangsmaterialvorrats 4 ausgebildet ist.
In Figur 3 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisses 100 abgebildet, das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial 2 mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung bemessene Breite a weniger als 12 cm beträgt, dessen Länge c in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist, dessen vertikale Erstreckung b im Bereich von 2 cm bis 3 cm liegt. Die erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisse 100 umfassen zwei laterale, sich in Bahnlängsrichtung erstreckende Knautsch-Hohlräume 103, 105, die durch radiales nach innen Falten bzw. nach innen Einrollen von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials gebildet werden. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verpackungserzeugnis 100 eine zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone 107, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen und aneinandergebunden sind. Eine in Breitenrichtung gemessene Breite d der Befestigungs- und/oder Deformationszone kann im Bereich von 2 cm bis 2,5 cm liegen, dessen vertikale Erstreckung e unterhalb von 1,5 cm bzw. unterhalb von 1 cm liegt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 (Figur 4) lässt sich in die folgenden Hauptkomponenten in Förderrichtung, die durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen F in Figur 4 angedeutet ist, gliedern: eine Vorformstation 3 zum Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautsch-Hohlraum 103, 105, die eine trichterartige Einschlag- oder Einrolleinrichtung 5 aufweist; eine in Förderrichtung F an die Vorformstation 3 anschließende Präge- und/oder Perforationsstation 7 mit einem Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder 9, 11, die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Ausgangsmaterialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/ oder Deformationszone 107 aneinanderzubinden; eine in Förderrichtung F an die Präge- und/oder Perforationsstation 7 anschließende Abtrennstation 13 mit einer translatorisch geführten Schneide 15 zum Abtrennen eines Verpackungserzeugnisses 100 einer gewünschten Länge von der Ausgangsmaterialbahn 2; und eine in Förderrichtung F an die Abtrennstation 13 anschließende Ausgabevorrichtung 17 mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern 19, 21 zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses 100. In Figur 4 ist zu erkennen, dass sämtliche Antriebs-, Motor- und Getriebekomponenten unterhalb des durch die Vorrichtung 1 gerichteten Förderpfads, der durch die gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen P angedeutet ist, angeordnet sind.
Entgegen der Förderrichtung F betrachtet, weist die Vorrichtung 1 einen Motor 31 für die Ausgabevorrichtung 17, einen Motor 32 für die Abtrennstation 13 und einen gemeinsamen Motor 34 für die Präge- und/oder Perforationsstation 7 und die Abzugseinrichtung 36 auf. Im Bereich der Ausgabevorrichtung 17 ist ferner ein Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 zu sehen, welches Teil eines Gesamtgehäuses 45 der Vorrichtung ist. Das Gehäuse 45 bzw. das Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 dient grundsätzlich dazu, dass ein unerwünschter Zugriff einer Bedienperson auf das Innere der Vorrichtung 1 ausgeschlossen ist, um Verletzungen zu vermeiden, sowie zum Begrenzen des Förderpfads bzw. des Abförderkanals 33 und zum Anbringen von Komponenten der Vorrichtung 1.
Erneut bezugnehmend auf Figur 4 weist die Vorrichtung 1 ein der Abtrennstation 13 zugeordnetes Getriebe 14 in Form eines Koppelgetriebes zur Umwandlung des von dem Antriebsmotor 32 erzeugten Drehmoments in eine Translationsschnittbewegung der Schneide 15 der Abtrennstation 13 auf. Die Auf- und Abbewegung der Guillotinenschneide 15 ist so ausgerichtet, dass eine Schnittbewegung entgegen der Gravitationsrichtung, also von unten nach oben in der Abbildung, gerichtet ist.
Der Antriebsmotor der 34 für die Präge- und/oder Perforationsstation 7 und für die Abzugseinrichtung 36 ist entgegen der Förderrichtung F gerichtet, sodass eine Antriebswelle des Antriebsmotors 34 sich von den Motor 34 entgegen der Förderrichtung F erstreckt.
Bei der Ausführung der Ausgabevorrichtung 17 in Figur 5 steht der obere Stetigförderer 19 entgegen der Förderrichtung F am stromaufwärtigen Ende über den unteren Stetigförderer 21 vor und erstreckt sich entgegen der Förderrichtung F bis hin zur Schneide 15 der Abtrennstation 13. Die beiden Stetigförderer 19, 21 sind in den beispielhaften Ausführungen jeweils als Förderbänder realisiert, die jeweils um eine stromaufwärtige Umlenkwalze 23, 25 und um eine stromabwärtige Umlenkwalze 27, 29 geführt sind. Beispielsweise bilden die stromabwärtigen Umlenkwalzen 27, 29 die Antriebswellen für die Förderbänder 19, 21 und sind über ein Getriebe, bspw. einen Riemen oder eine Kette, kraftübertragungsgemäß mit einem Ausgabevorrichtungsmotor 31 gekoppelt. Die Drehachsen der stromabwärtigen Umlenkwalzen bzw. Antriebswellen 27, 29 liegen auf gleicher Höhe in Bezug auf die Förderrichtung F. Die Drehachsen der insbesondere nicht angetriebenen, sondern freilaufenden, stromaufwärtigen Umlenkwalzen 23, 25 sind in Bezug auf die Förderrichtung F versetzt, nämlich insbesondere derart, dass die Drehachse der oberen Umlenkwalze 23 entgegen der Förderrichtung F stromaufwärts in Bezug auf die Drehachse der unteren Umlenkwalze 25 angeordnet ist. Dieser Versatz bewirkt, wie es ausführlich in der obigen Beschreibung angegeben wurde, eine Reduzierung des Papierstaurisikos innerhalb der Vorrichtung 1.
Bei der in Figur 6 abgebildeten Ausführung der Ausgabevorrichtung 17 besteht die Besonderheit darin, dass die als Förderbänder ausgebildeten Stetigförderer 19, 21 anders als bei der Ausführungsform gemäß Figur 5, bei der die Förderbänder 19, 21 jeweils aus einem Stück gebildet sind und sich im Wesentlichen über die vollständige Breite eines von den Förderbändern 19, 21 begrenzten Abförderkanals 33 erstrecken, aus zwei gleich dimensionierten und quer zur Förderrichtung F in einem Abstand zueinander angeordneten Förderabschnitten 35, 37 bzw. 39, 41 bestehen. Der Abstand zweier Förderabschnitte 35, 37 bzw. 39, 41 desselben Paars ist auf eine quer zur Förderrichtung F gemessene Breite der Verpackungserzeugnisse abgestimmt. Insbesondere ist der Abstand so festgelegt, dass die Förderabschnitte 35 bis 41 in diesem Fall ausschließlich mit den zwei lateralen, voluminösen Knautsch-Hohlräumen 103, 105 des Verpackungserzeugnisses 100 in einen Förderkontakt geraten, ohne dass ein Eingriff in die zentrale Deformations- und/oder Befestigungszone 107 erfolgt. Beispielsweise kann die Position der Förderabschnitte 35 bis 41 in Bezug auf die Breitenrichtung auf den jeweiligen Wellen 27, 29 einstellbar sein, um so eine Einstelloption bezüglich unterschiedlich dimensionierter Verpackungserzeugnisse 100 zu schaffen.
Die Ausführungsform der Ausgabevorrichtung 17 aus Figur 7 unterscheidet sich von derjenigen aus Figur 6 im Hinblick auf die Ausgestaltung der die Stetigförderer 19, 21 bildenden Förderbänder. Diese sind gemäß Figur 7 mittig in Bezug auf die Breitenerstreckung der diese lagernden und antreibenden Antriebswellen 27, 29 angeordnet, sodass diese einen Förderkontakt mit der zentralen Befestigungs- und/oder Deformationszone 107 herstellen können sollen. Dabei ist eine Breitenerstreckung der Förderbänder 19, 21 auf eine Breitenerstreckung der Befestigungs- und/oder Deformationszone 107 abgestimmt.
In den Figuren 6 und 7 ist ferner ein Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 zu sehen, welches Teil eines Gesamtgehäuses 45 der Vorrichtung ist. Das Gehäuse 45 bzw. das Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 dient grundsätzlich dazu, dass ein unerwünschter Zugriff einer Bedienperson auf das Innere der Vorrichtung 1 ausgeschlossen ist, um Verletzungen zu vermeiden, sowie zum Begrenzen des Förderpfads bzw. des Abförderkanals 33 und zum Anbringen von Komponenten der Vorrichtung 1, sowie zum Lagern der Antriebswellen 27, 29.
In Figur 8 ist eine weitere beispielhafte Ausführung der Ausgabevorrichtung 17 abgebildet, die sich dahingehend von den vorhergehenden Ausführungsformen unterscheidet, dass die als Förderbänder realisierten Stetigförderer 19, 21 formkomplementär zu der hantelförmigen Außenkontur der erfindungsgemäßen Verpackungserzeugnisse 100 geformt sind. Bei dieser Konstruktion der Stetigförderer 19, 21 lässt sich der größtmögliche Förderkontakt zwischen Stetigförderer 19, 21 und Verpackungserzeugnis 100 realisieren. Die Stetigförderer 19, 21 umfassen einen in Bezug auf die Breitenrichtung mittigen Befestigungs- und/oder Deformationszonenförderabschnitt 47, der aus einem mittigen, vollzylindrischen Abschnitt 49 und zwei an je einer Seite anschließenden kegeligen bzw. kegelstumpfförmigen Abschnitten 51, 53 besteht. Der Befestigungs- und/oder Deformationszonenförderabschnitt 47 mündet zu beiden Seiten in je einen geradlinigen Knautsch-Hohlraum-Förderabschnitt 55, 57. Der zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszonen-Förderabschnitt 47 ist zum Eingreifen zwischen die beiden lateralen Knautsch-Hohlräume 103, 105 in die Befestigungs- und/oder Deformationszone 107 des Verpackungserzeugnisses 100 geformt. Die beiden daran anschließenden seitlichen Knautsch-Hohlraum-Förderabschnitte 55, 57 dienen dazu, einen Förderkontakt mit den Knautsch-Hohlräumen 103, 105 einzunehmen, sodass das Verpackungserzeugnis 100 möglichst großflächig ergriffen und befördert werden kann. In den Figuren 9 und 10 ist eine beispielhafte Ausführung eines Ausschnitts des Ausgabevorrichtungsgehäuses 43 in perspektivischer Seitenansicht und in Draufsicht abgebildet. In Anlehnung an die vorhergehenden Ausführungen, bei denen die Stetigförderer 19, 21 teilweise in Ihrer Form an die Außenkontur des Verpackungserzeugnisses 100 angepasst sind, ist das Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 gemäß den Figuren 9 und 10 so geformt, dass es die Außenkontur des Verpackungserzeugnisses 100 nachbildet. Grundsätzlich verjüngt sich das Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 in Förderrichtung F und endet in einer Abgabeöffnung 59, dessen Öffnungsquerschnitt entsprechend der Außenkontur der Verpackungserzeugnisse 100 geformt ist. Die Abgabeöffnung 59 hat zwei laterale Knautsch-Hohlraum-Durchgänge 61, 63, die im Wesentlichen abgerundet geformt sind und an die Form der lateralen Knautsch-Hohlräume 103, 105 der
Verpackungserzeugnisse 100 formangepasst sind. Des Weiteren hat die Abgabeöffnung 59 einen zentralen, die Knautsch-Hohlraum-Durchgänge 61, 63 verbindenden Befestigungs- und/oder Deformationszonendurchgang 65, der durch zwei sich in den Förderpfad erstreckende bzw. vorstehende Gehäusewandabschnitte 67, 69 gebildet ist. An die seitlichen Knautsch-Hohlraum-Durchgänge 61, 63 schließen Knautsch- Hohlraum- Kanäle 71, 73 an, die grundsätzlich wiederum die Außenkontur der Knautsch- Hohlräume 103, 105 widerspiegeln, sich aber entgegen der Förderrichtung F einer insgesamt rechteckigen Struktur des Ausgabevorrichtungsgehäuses 43 annähern.
Das Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 aus den Figuren 11 und 12 verfolgt dasselbe Prinzip der Nachbildung der Außenkontur des Verpackungserzeugnisses 100, ist aber konstruktiv anders realisiert. Das Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 besteht aus zwei miteinander verbundenen Gehäusehälften 75, 77, die grundsätzlich einen in Förderrichtung F betrachtet konstanten Förderquerschnitt begrenzen. Mittig in Bezug auf die Breite des Ausgabevorrichtungsgehäuses 43 sind Gehäusestiefelbalken 79, 81 in den beiden Gehäuseschalen 75, 77 angeordnet, die sich in den Förderpfad hinein erstrecken und so angeordnet und/ oder dimensioniert sind, dass diese im Wesentlichen zum Eingriff und zum Führen der Befestigungs- und/oder Deformationszone 107 der Verpackungserzeugnisse 100 ausgebildet sind, während sie seitlich einen Freiraum mit größerem Querschnitt freilassen für die lateralen Knautsch-Hohlräume 103, 105. Die Vielzahl an Gehäusestegen 79, 81 kann wenigstens im Bereich der oberen Gehäusehälfte 75 im Hinblick auf dessen Erstreckung in den Förderpfad in Richtung der seitlichen Gehäusebegrenzung hin abnehmen, um möglichst formgetreu die Außenkontur der Verpackungserzeugnisse too abzubilden.
In Figur 13 ist eine Ausführung der Ausgabevorrichtung 17 gezeigt, bei der die geradlinigen Stetigförderer 19, 21 bspw. aus Figur 4 mit einem abgabeöffnungsseitigen Gehäuseteil 83 kombiniert sind, welches eine entsprechend der Ausführung aus den Figuren 9 und 10 geformte Abgabeöffnung 59 aufweist.
Anhand der Figuren 14 bis 19 wird eine weitere bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 geschildert, gemäß welcher der obere Stetigförderer 19 relativ zum unteren Stetigförderer 21 bewegbar, nämlich schwenkbar, gelagert ist. Bezugnehmend auf Figur 4 ist eine Betriebsposition der beiden Stetigförderer 19, 21 während der Herstellung erfindungsgemäßer Verpackungserzeugnisse 100 gezeigt. Die Figuren 14 bis 19 zeigen schrittweise exemplarische Zwischenstellungen zwischen der in Figur 4 abgebildeten Betriebsposition und einer in Figur 19 abgebildeten Passivstellung des oberen Stetigförderers 19. Die Passivstellung kann bspw. eine Wartungsstellung sein, in der Wartungsmaßnahmen insbesondere aller Komponenten der Ausgabevorrichtung 17 vorgenommen werden können, eine Reparaturstellung oder eine Papierstauentfernungsstellung. Jedenfalls wird über das Wegschwenken bzw. Aufschwenken des oberen Stetigförderers 19 weg vom unteren Stetigförderer 21 ein Zugriff zwischen die Stetigförderer 19, 21 erreicht oder geschaffen, bspw. um einen sich dort ausgebildeten Materialstau zu beseitigen.
Bei der in Figur 14 abgebildeten Stellung des oberen Stetigförderers 19 ist dieser bereits bzgl. einer mit der Rotationsachse der oberen Antriebswelle 27 zusammenfallenden Schwenkachse S in einer Aufschwenkbewegungsrichtung, die durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen R angedeutet ist, aufgeschwenkt, sodass bereits am stromaufwärtigen Ende der Abgabevorrichtung 17 ein größerer Zugriffsbereich gegenüber der Betriebsstellung in Figur 4 geschaffen ist. Wie insbesondere aus der Abfolge der Figuren 14 bis 19 zu sehen ist, wird der obere Stetigförderer 19 zunehmend um die Schwenkachse S in Richtung der Förderrichtung F aufgeschwenkt, bis schließlich der obere Stetigförderer deutlich über die 9O°-Stellung bzgl. des unteren Stetigförderers 21 hinaus verschwenkt ist und sogar einer Parallelstellung in Bezug auf den unteren Stetigförderer 21 einnehmen kann (Figur 19). Auf diese Weise wird zum einen ein möglichst großer Zugriffsbereich in das Innere der Ausgabevorrichtung ermöglicht. Zum anderen ist durch die Aufschwenkbewegungsrichtung R in Richtung der Förderrichtung F gewährleistet, dass der obere Stetigförderer 19 und die damit fest gekoppelten Komponenten der Ausgabevorrichtung 17 nicht mit anderen Komponenten bzw. Bestandteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kollidieren. Zum erneuten Einnehmen der in Figur 4 abgebildeten Betriebsstellung wird der obere Stetigförderer 19 entgegen der Aufschwenkbewegungsrichtung R wieder zurück verschwenkt in Bezug auf die Schwenkachse S.
Entgegen der Förderrichtung F betrachtet, weist die Vorrichtung 1 einen Motor 31 für die Ausgabevorrichtung 17, einen Motor 32 für die Abtrennstation 13 und einen gemeinsamen Motor 34 für die Präge- und/oder Perforationsstation 7 und die Abzugseinrichtung 36. Der Antriebsmotor 34 für die Präge- und/oder Perforationsstation 7 und für die Abzugseinrichtung 36 ist entgegen der Förderrichtung F gerichtet, sodass eine Antriebswelle des Antriebsmotors 34 sich von den Motor 34 entgegen der Förderrichtung F erstreckt. Die Abtriebswelle des Antriebsmotors 34 kann die Antriebskraft über einen kämmenden Eingriff, beispielsweise eine Kegelradgetriebeverzahnung oder eine Schneckenradverzahnung, auf eine Antriebswelle der Abzugseinrichtung 36 übertragen. Wie insbesondere in Figur 14 zu sehen ist, weist die Abzugseinrichtung 36 zwei auf je einer Welle 42, 44 gelagerte Abzugs- oder Förderräder 46, 48 auf, mit denen das Ausgangsmaterial in die Vorrichtung 1 gezogen und durch diese hindurch gefördert wird. In Figur 14 ist ferner zu erkennen, dass das obere Förderrad 46 beweglich in der Materialstärkenrichtung, also senkrecht zur flächigen Erstreckung des Ausgangsmaterials innerhalb der Vorrichtung 1, gelagert ist, was durch eine Schienenführung 50 in Figur 14 angedeutet ist. Ferner kann die bewegliche Lagerung über eine Vorspannung, insbesondere über eine Federvorspannung gekoppelt sein.
In Figur 14 ist eine beispielhafte Kraftübertragung auf die einzelnen Antriebskraftabnehmer, nämlich die Förderräder 46, 48, die Präge- und/oder Deformationsräder 9, 11 sowie die Stetigförderer 19, 21 eingerichtet, bei der die Vorrichtung 1 mit einem einzigen Antriebsmotor auskommen kann, nämlich dem Antriebsmotor 34. Die von dem Antriebsmotor erzeugte Antriebskraft wird über ein Getriebe direkt auf die Antriebswelle 42 übertragen, auf der das untere Förderrad 48 drehbar gelagert ist. Das obere Förderrad 46 ist freidrehend. Über ein Zugmittelgetriebe in Form eines Riemens wird die Antriebskraft zum einen an die Antriebswelle des unteren Präge- und/oder Deformationsrads übertragen, während das obere Präge - und/Deformationsrad freidrehend auf einer Welle gelagert ist, um schließlich an einer der Ausgabevorrichtung 17 zugeordneten Antriebswelle, auf der wiederum ein weiteres Zugmittelgetriebe kraftübertragungsgemäß gelagert ist, um die beiden Stetigförderer 19, 21 anzutreiben, denen jeweils ein Antriebszahnrad zugeordnet ist, um die das Zugmittelgetriebe kraftübertragungsgemäß geführt ist. Der Abtrennstation 13 kann ein separater Motor 32 zugeordnet sein. Es ist allerdings auch möglich, dass eine dem Koppelgetriebe zugeordnete Antriebswelle ebenfalls durch das Zugmittelgetriebe angetrieben wird.
Bezugnehmend auf Figur 20 weist die Vorrichtung 1 ein der Abtrennstation 13 zugeordnetes Getriebe 14 in Form eines Koppelgetriebes zur Umwandlung des von dem Antriebsmotor 32 erzeugten Drehmoments in eine Translationsschnittbewegung der Schneide 15 der Abtrennstation 13 auf. Die Auf- und Abbewegung der Guillotinenschneide 15 ist so ausgerichtet, dass eine Schnittbewegung entgegen der Gravitationsrichtung, also von unten nach oben in der Abbildung, gerichtet ist.
Der Antriebsmotor34 für die Präge- und/oder Perforationsstation 7 und für die Abzugseinrichtung 36 ist entgegen der Förderrichtung F gerichtet, sodass eine Antriebswelle des Antriebsmotors 34 sich von den Motor 34 entgegen der Förderrichtung F erstreckt. Die Abtriebswelle des Antriebsmotors 34 kann die Antriebskraft über einen kämmenden Eingriff, beispielsweise eine Kegelradgetriebeverzahnung oder eine Schneckenradverzahnung 38, auf eine Antriebswelle 42 der Abzugseinrichtung 36 übertragen. Wie insbesondere in Figur 20 zu sehen ist, weist die Abzugseinrichtung 36 zwei auf je einer Welle 42, 44 gelagerte Abzugs- oder Förderräder 46, 48 auf, mit denen das Ausgangsmaterial in die Vorrichtung 1 gezogen und durch diese hindurch gefördert wird. In Figur 20 ist ferner zu erkennen, dass das obere Förderrad 46 beweglich in der Materialstärkenrichtung, also senkrecht zur flächigen Erstreckung des Ausgangsmaterials innerhalb der Vorrichtung 1, gelagert ist, was durch eine Schienenführung 50 in Figur 20 angedeutet ist. Ferner kann die bewegliche Lagerung über eine Vorspannung, insbesondere über eine Federvorspannung gekoppelt sein.
In Figur 21 ist eine beispielhafte Kraftübertragung auf die einzelnen Antriebskraftabnehmer, nämlich die Förderräder 46, 48, die Präge- und/oder Deformationsräder 9, 11 sowie die Stetigförderer 19, 21 abgebildet. Gemäß der Ausführung in Figur 21 kommt die Vorrichtung 1 mit einem einzigen Antriebsmotor aus, nämlich dem Antriebsmotor 34. Die von dem Antriebsmotor erzeugte Antriebskraft wird über das Getriebe 38 direkt auf die Antriebswelle 42 übertragen, auf der das untere Förderrad 48 drehbar gelagert ist. Das obere Förderrad 46 ist freidrehend. Über ein Zugmittelgetriebe 52 in Form eines Riemens wird die Antriebskraft zum einen an die Antriebswelle 54 des unteren Präge- und/ oder Deformationsrads übertragen, während das obere Präge - und/Deformationsrad freidrehend auf einer Welle 56 gelagert ist, um schließlich an einer der Ausgabevorrichtung 17 zugeordneten Antriebswelle 58, auf der wiederum ein weiteres Zugmittelgetriebe 60 kraftübertragungsgemäß gelagert ist, um die beiden Stetigförderer 19, 21 anzutreiben, denen jeweils ein Antriebszahnrad 62, 64 zugeordnet ist, um die das Zugmittelgetriebe 60 kraftübertragungsgemäß geführt ist. Der Abtrennstation 13 kann ein separater Motor zugeordnet sein. Es ist allerdings auch möglich, dass eine dem Koppelgetriebe 14 zugeordnete Antriebswelle ebenfalls durch das Zugmittelgetriebe 52 angetrieben wird.
Entgegen der Förderrichtung F betrachtet, weist die Vorrichtung 1 in Figur 20 einen Motor 31 für die Ausgabevorrichtung 17, einen Motor 32 für die Abtrennstation 13 und einen gemeinsamen Motor 34 für die Präge- und/oder Perforationsstation 7 und die Abzugseinrichtung 36 auf. Im Bereich der Ausgabevorrichtung 17 ist ferner ein Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 zu sehen, welches Teil eines Gesamtgehäuses 45 der Vorrichtung ist. Das Gehäuse 45 bzw. das Ausgabevorrichtungsgehäuse 43 dient grundsätzlich dazu, dass ein unerwünschter Zugriff einer Bedienperson auf das Innere der Vorrichtung 1 ausgeschlossen ist, um Verletzungen zu vermeiden, sowie zum Begrenzen des Förderpfads bzw. des Abförderkanals 33 und zum Anbringen von Komponenten der Vorrichtung 1. Erneut bezugnehmend auf Figur 20 weist die Vorrichtung 1 ein der Abtrennstation 13 zugeordnetes Getriebe 14 in Form eines Koppelgetriebes zur Umwandlung des von dem Antriebsmotor 32 erzeugten Drehmoments in eine Translationsschnittbewegung der Schneide 15 der Abtrennstation 13 auf. Die Auf- und Abbewegung der Guillotinenschneide 15 ist so ausgerichtet, dass eine Schnittbewegung entgegen der Gravitationsrichtung, also von unten nach oben in der Abbildung, gerichtet ist.
Der Antriebsmotor 34 für die Präge- und/oder Perforationsstation 7 und für die Abzugseinrichtung 36 ist entgegen der Förderrichtung F gerichtet, sodass eine Antriebswelle des Antriebsmotors 34 sich von den Motor 34 entgegen der Förderrichtung F erstreckt. Die Abtriebswelle des Antriebsmotors 34 kann die Antriebskraft über einen kämmenden Eingriff, beispielsweise eine Kegelradgetriebeverzahnung oder eine Schneckenradverzahnung 38, auf eine Antriebswelle 42 der Abzugseinrichtung 36 übertragen. Wie insbesondere in Figur 20 zu sehen ist, weist die Abzugseinrichtung 36 zwei auf je einer Welle 42, 44 gelagerte Abzugs- oder Förderräder 46, 48 auf, mit denen das Ausgangsmaterial in die Vorrichtung 1 gezogen und durch diese hindurch gefördert wird. In Figur 5 ist ferner zu erkennen, dass das obere Förderrad 46 beweglich in der Materialstärkenrichtung, also senkrecht zur flächigen Erstreckung des Ausgangsmaterials innerhalb der Vorrichtung 1, gelagert ist, was durch eine Schienenführung 50 in Figur 20 angedeutet ist. Ferner kann die bewegliche Lagerung über eine Vorspannung, insbesondere über eine Federvorspannung gekoppelt sein.
Bei der Ausführung der Abtrennstation 13 gemäß Figur 22 ist die Schneide 15 von einem Schneidenträger 85 gehalten und fest aufgenommen. Die Abtrennstation 13 umfasst ferner eine von einem Schneidenhalter 86 gehaltene Gegenschneide 87, die bei einem Abtrennvorgang mit der Schneide 15 derart kooperiert, dass die Schneide 15 an dem Gegenschneider 87 translatorisch entlang beziehungsweise vorbei schert, um die Ausgangsmaterialbahn zu durchtrennen.
Die Schneide 15 führt bei einem Abtrennvorgang eine Translationsschnittbewegung durch, die von einer Führung 88 unterstützt wird, die gemäß Figur 22 als Geradführung ausgebildet ist und zwei quer zur Förderrichtung F in einem Abstand zueinander angeordnete Führungsstangen 89, 90 aufweist, entlang denen der Schneidenträger 85 translatorisch und insbesondere in Vertikalrichtung und/oder entgegen der Gravitationsrichtung bei einem Abtrennvorgang geführt ist.
In der Ausführung gemäß Figur 22 ist die Abtrennstation 13 mit einer Justiereinrichtung 91 ausgestattet, mittels der Schneide 15 und Gegenschneide 87 relativ zueinander positionierbar sind. In der Ausführung in Figur 22 ist die Justiereinrichtung 91 der Gegenschneide 87 zugeordnet und dazu eingerichtet, die Gegenschneide 87 in Richtung der Förderrichtung F beziehungsweise in entgegengesetzte Richtung zu verlagern, um den Scherenschnitteingriff zwischen Schneide 15 und Gegenschneide 87 einstellen zu können, und beispielsweise kann dadurch eine in Richtung der Förderrichtung F orientierte Vorspannkraft zwischen Schneide 15 und Gegenschneider 87 eingestellt beziehungsweise aufgebaut werden, sodass die Qualität des Abtrennvorgangs erhöht werden kann. Die Justiereinrichtung 91 weist beispielsweise zwei in einem Abstand quer zur Förderrichtung F zueinander angeordnete Justierschrauben 92, 93 auf, die hier beispielhaft als Madenschrauben ausgebildet sind. Ferner ist in Figur 22 zu sehen, dass die Gegenschneider 87 über zwei Befestigungsschrauben 94 in dem Gegenschneidenträger 86 lösbar befestigt sind.
In den Figuren 23 - 25 sind drei verschiedene Betriebszustände der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit Fokus auf die Abtrennstation 13 gezeigt. In der beispielhaften Ausführung gemäß den Figuren 23 - 25 ist die Abtrennstation 13 als Guillotinenschneidestation ausgebildet, bei der die Schneide translatorisch entgegen der Gravitationsrichtung geführt ist. In Figur 23 befindet sich die Schneide 15 der Abtrennstation 13 kurz vor dem Schnitteingriff mit der Ausgangsmaterialbahn und in dem Zeitpunkt, an dem die Schneide 15 an der Gegenschneider 87 entlang schert. Figur 24 zeigt die oberste Stellung der Schneide 15 und damit den Umkehrpunkt, ab dem die Schneide 15 wieder vertikal nach unten geführt werden muss, um sie in einer Ausgangsstellung zu bringen, bevor ein neuer Abtrennvorgang gestartet werden kann. In Figur 25 ist eine Zwischenstellung zwischen der obersten Stellung (Figur 24) und einer nicht dargestellten untersten Stellung zu sehen.
Aus einer Zusammenschau der Figuren 23 - 25 ist ersichtlich, dass die Translationsschnittbewegung der Schneide 15 inklusive dessen Schneidenhalter 85 durch einen Motor 32 initiiert ist, dessen Antriebskraft über ein Getriebe 14 auf die Schneide 15 und den Schneidehalter 85 übertragen wird.
Das Getriebe 14 ist in den beispielhaften Ausführungen als Koppelgetriebe ausgebildet, bei dem eine drehfest mit einer Antriebswelle 95 gelagerte Kurbelstange 96 über ein Kugelgelenk 97 mit eine weiteren Kurbelstange 98 gekoppelt ist, welche schließlich das vom Motor 32 erzeugte Drehmoment in einer axial gerichteten Antriebsbetätigungskraft auf die Schneide 15 beziehungsweise den Schneidenträger 85 überträgt.
Aus den Figuren 26 und 27 geht die konstruktive Umsetzung von Schneide 15 und Gegenschneider 87 beispielhaft hervor. Bei der Ausführung in Figur 26 weist die Schneide 15 zu einer der drei in einer Breitenrichtung der Schneide 15, die in Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn und senkrecht zur Translationsschnittbewegungsrichtung orientiert ist, in einem Abstand zueinander angeordnete Befestigungsbohrungen 99 auf, mittels denen die Schneide 15 an dem Schneidenträger 85 befestigbar ist. Ein wesentliches Merkmal der Schneide 15 ist dessen in Bezug auf die Breitenerstreckungsrichtung der Schneide 15 in einem Winkel a angeordnete Schneidkante 109, deren Schneidwinkel a im Bereich von 30 bis 150 liegt. Insofern ergibt sich in Bezug auf die Translationsschnittbewegungsrichtung, die in Figur 26 nach unten orientiert ist, ein Winkel im Bereich vom 930 bis 105°. Bei vorgegebener Breite der zu durchtrennenden Ausgangsmaterialien bestimmt der Schneidwinkel a die Schneidenhöhe g und die Schneidenbreite h. Je größer der Schneidwinkel a gewählt ist, desto kürzer ist die Schneidenhöhe g und desto länger ist die Länge der Schneidkante 109. Dadurch, dass die Schneidkante 109 geneigt ist, breitet sich im Verlauf eines Abtrennvorgangs ein Schnitt durch die Ausgangsmaterialbahn quer zu Förderrichtung F in Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn aus. Mit anderen Worten wandert der sich zwischen der Schneidkante 109 und der Ausgangsmaterialbahn ergebende und variierende Schnitteingriffspunkt quer zur Förderrichtung an der Schneidkante 109 entlang.
In Figur 27 ist eine schematische Darstellung eines Scherenschnittangriffs zwischen Schneider 15 und Gegenschneide 87 gezeigt. Daraus wird deutlich, dass die Gegenschneide 87 eine mit der Schneide 15 im Schnitteingriff kooperierende Scherfläche in aufweist, die bezüglich der Translationsschnittbewegungsrichtung in einem Winkel von etwa 50 orientiert ist. Ferner ist eine an die Schnittkante 109 anschließende Schneidenfläche 113 angefast gegenüber dem restlichen Schneidenblatt.
In der Ausführung in Figur 23 bis 25, bildet die Abtriebswelle des Getriebes 14 die Antriebswelle 95 des Koppelgetriebes mit der Kurbelstange 96. Die Mittellängsachse der Abtriebswelle des Getriebes 14 beziehungsweise die Mittellängsachse der Antriebswelle 95 verläuft unterhalb des Förderpfades P und quer zur Förderrichtung F. Bei dem Getriebe 14 handelt es sich um ein kompakt gestaltetes Schneckengetriebe, an welches der Motor 32 direkt angesetzt ist. Die Mittellängsachse des Motors 32 erstreckt sich in einer wesentlichen Längsrichtung entsprechend zur Förderrichtung F, wobei die Mittellängsachse des Motors 32 und die Förderrichtung F in einer Ebene liegen oder wobei die Mittellängsachse des Motors 32 in einer ersten senkrechten Ebene liegt, die Förderrichtung F in einer zweiten senkrechten Ebene liegt und erste sowie zweite Ebene parallel zueinander angeordnet sind. Ferner ist die Mittellängsachse des Motors 32 gegenüber der Horizontalen leicht geneigt. Dabei ist der Platz unterhalb der übrigen Komponenten der Vorrichtung 1 und insbesondere unterhalb der Präge- und/oder Deformationsräder 9, 11 optimal ausgenutzt, wobei jeweils das Getriebe 14 und der Motor 32 dicht an den übrigen Komponenten platziert ist, so dass eine äußerst kompakte Bauweise der Vorrichtung 1 gegeben ist.
Da die Mittellängsachse der Antriebswelle 95 quer zur Förderrichtung F verläuft, überstreicht das freie Ende der fest auf die rotierende Antriebswelle 95 aufgesetzten Kurbelstange 96 eine Kreisfläche, welche im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und zudem parallel zur Förderrichtung F steht. Das freie Ende der mit der Antriebswelle 95 rotierenden Kurbelstange 96 ist gelenkig und drehbar mit einer weiteren Kurbelstange 98 verbunden, welche nach Art eines Pleuels ausgebildet ist. Beide Endbereiche der pleuelartigen Kurbelstange 98 weisen ein Gelenk auf, wobei das erste Gelenk wie eingangs beschrieben drehbar mit der Kurbelstange 96 verbunden ist und das zweite Gelenk schwenkbar mit dem Schneidenträger 85 verbunden ist. Alle Mittellängsachsen der Antriebswelle 95 sowie der Gelenke der Kurbelstangen 96, 98 verlaufen parallel zur Gegenschneide 87. Somit ist es möglich, den gesamten Kurbeltrieb zur Bewegung der Schneide 15 bestehend aus den Kurbelstangen 96, 98 und dessen Gelenken bezogen auf die Förderrichtung F neben dem Getriebe 14 anzuordnen, während der Schneidenträger 85 direkt über dem Getriebe 14 angeordnet ist. Um eine noch kompaktere Bauweise zu erreichen, sieht in erfinderischer Weise der Schneidenträger 85 eine Ausnehmung vor, welche dem Getriebe 14 zugewandt ist und bewirkt, dass sich die Schneide 15 in der unteren Endposition sehr dicht dem Getriebe 14 nähert. Insgesamt ist damit erreicht, dass der Bewegungshub der Schneide 15, sowie die Kurbelexzentrizität der Kurbelstange 96, sowie der Abstand der Gelenkpunkte der Kurbelstange 98 derart aufeinander angepasst sind, dass eine besonders kompakte Bauweise gebildet ist.
Es sei noch eine Besonderheit der Ausgabevorrichtung 17 genannt, welche stromabwärts und in Förderrichtung F direkt nach der Schneide 15 angeordnet ist. Stromaufwärts der Schneide 15 und entgegen der Förderrichtung F ist die Gegenschneide 87 mit dem Gegenschneidenträger 86 angeordnet. Während des Abtrennens eines Verpackungserzeugnisses 100 schiebt ie Schneide 15 den Materialstrang gegen die Gegenschneide 87 beziehungsweise gegen den Gegenschneidenträger 86, wodurch der Materialstrang stromaufwärts gestützt ist. Stromabwärts ist direkt neben der Schneide 15 die Ausgabevorrichtung 17 angeordnet. Der Stetigförderer 19 der Ausgabevorrichtung 17 ist dabei zumindest abschnittsweise als weitere Stütze ausgebildet, so dass der Materialstrang während des Schneidvorgangs der Schneide 15 sowohl stromaufwärts durch die Gegenschneide 87 als auch stromabwärts durch den Stetigförderer 19 gestützt wird, selbst dann, wenn der Stetigförderer 19 im geringen Abstand zur Schneide 15 steht. Die stützende Wirkung des Stetigförderers 19 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil der Materialstrang während des Durchtrennens im Wesentlichen geradlinig und entlang der Förderrichtung F ausgerichtet bleibt. Es wird somit ein sauberer und besonders leichtgängiger Schnitt der Schneide 15 erreicht. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Stetigförderers 19 ist dieser als ein zwischen zwei Umlenkrollen gespanntes Förderband ausgebildet. Um eine besonders gute stützende Wirkung zu erzielen, weist zumindest die der Schneide 15 zugewandte Umlenkrolle des Stetigförderers 19 einen relativ kleinen Durchmesser von maximal 30 Millimetern auf.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Ausgansmaterialbahn
3 Vorformstation
4 Ausgangsmaterialvorrat
5 Einschlag- oder Einrolleinrichtung
6 Ständer
7 Präge- und/oder Perforationsstation
9, 11 Präge- und/oder Perforationsräder
13 Abtrennstation
14 Getriebe
15 Schneide
17 Ausgabevorrichtung
19, 21 Stetigförderer
23, 25, 27, 29 Umlenkwalze
31, 32, 34 Motor
33 Abförderkanal
36 Abzugseinrichtung
38 Schneckenradverzahnung
35, 37, 39, 41 Förderabschnitt
42, 44 Welle
43 Abgabevorrichtungsgehäuse
45 Gehäuse
46, 48 Abzugs- oder Förderräder
47 Befestigungs- und/oder Deformationszonenförderabschnitt
49 zylindrischer Abschnitt
50 Schienenführung
51, 53 kegelstumpfförmiger Abschnitt
52 Zugmittelgetriebe
54 Antriebswelle
56 Welle , 57 geradliniger Förderabschnitt
Antriebswelle
Abgabeöffnung
Zugmittelgetriebe , 63 Knautsch-Hohlraum-Durchgang , 64 Antriebszahnrad
Befestigungs- und/oder Deformationszonendurchgang, 69 Gehäuseteil ,73 Knautsch-Hohlraum- Kanal ,77 Gehäusehälfte , 81 Gehäusebalken
Gehäuseteil
Schneidenträger
Gegenschneidenträger
Gegenschneide
Führung , 90 Führungsstange
Justiereinrichtung , 93 Justierschraube
Befestigungsschraube
Antriebswelle , 98 Kurbelstange
Kugelgelenk
Befestigungsbohrung 0 Verpackungserzeugnis 3, 105 Knautsch-Hohlraum 7 Befestigungs- und/oder Deformationszone 9 Schneidkante 1 Scherfläche 3 Schneidenfläche 5 System 7 Gestell 9 Ausgangsmaterialvorratsaufnahme F Förderrichtung
S Schwenkachse
P Förderpfad
R Aufschwenkbewegungsrichtung a Breite des Verpackungserzeugnisses b Höhe des Verpackungserzeugnisses c Länge des Verpackungserzeugnisses d Breite der Befestigungs- und/ oder Deformationszone e Höhe der Befestigungs- und/ oder Deformationszone g Schneidenhöhe h Schneidenbreite

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (1) zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (too) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (2), umfassend eine Vorformstation (3), die die Ausgangsmaterialbahn zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautsch-Hohlraum (103, 105) umformt, eine an die Vorformstation (3) in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation (13), die ein Verpackungserzeugnis (100) einer gewünschten Länge von der Ausgangsmaterialbahn (2) abtrennt, und eine in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Abtrennstation (13) anschließende Ausgabevorrichtung (17) mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern (19, 21) zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses (100), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Stetigförderer (19, 21) relativ zu dem anderen Stetigförderer (21, 19) bewegbar gelagert ist, um einen Zugriff zwischen die Stetigförderer (19, 21) zu ermöglichen.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der eine, insbesondere der obere, Stetigförderer (19, 21) relativ zu dem anderen, insbesondere dem unteren, Stetigförderer (19, 21) schwenkbar gelagert ist, insbesondere derart, dass der schwenkbare Stetigförderer (19, 21) über eine 9O°-Stellung bzgl. des anderen Stetigförderers hinaus bzw. in eine Parallelstellung bzgl. des anderen Stetigförderers schwenkbar ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei eine Aufschwenkbewegungsrichtung in Richtung der Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials orientiert ist, wobei insbesondere der schwenkbare Stetigförderer (19, 21) um wenigstens zwei Umlenkwalzen geführt und um die stromabwärtige Umlenkwalze schwenkbar gelagert ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei einer der Stetigförderer (19, 21), insbesondere der schwenkbare Stetigförderer (19, 21), schwimmend gelagert, insbesondere federvorgespannt, ist.
5. Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (2), umfassend eine Vorformstation (3), die die Ausgangsmaterialbahn zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautsch-Hohlraum (103, 105) umformt, eine an die Vorformstation (3) in
73 Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation (13), die ein Verpackungserzeugnis (100) einer gewünschten Länge von der Ausgangsmaterialbahn (2) abtrennt, und eine in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Abtrennstation (13) anschließende Ausgabevorrichtung (17) mit einem oberen Stetigförderer (19, 21) und einem dem oberen Stetigförderer (19, 21) gegenüberliegenden unteren Stetigförderer (19, 21) zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses (100), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der obere Stetigförderer (19, 21) entgegen der Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials über den unteren Stetigförderer (19, 21) vorsteht. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der obere Stetigförderer (19, 21) entgegen der Förderrichtung (F) wenigstens bis zur Abtrennstation (13) erstreckt und/oder der obere Stetigförderer (19, 21) um eine abtrennstationseitige Umlenkwalze geführt ist, dessen Rotationsachse in Förderrichtung (F) stromaufwärts der Abtrennstation (13) liegt. Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (2), umfassend eine Vorformstation (3), die das Ausgangsmaterial (2) zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit zwei sich in Bahnrichtung erstreckenden lateralen Knautsch-Hohlräumen und einer sich in Bahnrichtung erstreckenden zentralen Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) umformt, eine an die Vorformstation (3) in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation (13), die ein Verpackungserzeugnis (100) einer gewünschten Länge von der Ausgangsmaterialbahn (2) abtrennt, und eine in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Abtrennstation (13) anschließende Ausgabevorrichtung (17) mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern (19, 21) zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses (100), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens ein Stetigförderer (19, 21) dazu ausgelegt und/oder dimensioniert ist, zwischen den Knautsch-Hohlräumen des abgetrennten Verpackungserzeugnisses (100) einzugreifen und einen Förderkontakt mit der zentralen Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) einzunehmen. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei der Stetigförderer (19, 21) eine bezüglich der Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) formabgestimmte Förderoberfläche zum formschlüssigen Ergreifen des Verpackungserzeugnisses (100) aufweist, wobei insbesondere die Förderoberfläche eine in Förderrichtung (F) alternierende Berg-Tal- Struktur, insbesondere Wellenstruktur, aufweist.
74 Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (2), umfassend eine Vorformstation (3), die die Ausgangsmaterialbahn zu einem dreidimensionalen Zwischenprodukt mit wenigstens einem sich in Bahnrichtung erstreckenden Knautsch-Hohlraum (103, 105) umformt, ein in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Vorformstation (3) anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11), die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Ausgangsmaterialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/ oder Deformationszone (107) aneinander zu binden, eine an die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation (13), die ein Verpackungserzeugnis (100) einer gewünschten Länge von der Ausgangsmaterialbahn (2) abtrennt, und eine in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Abtrennstation (13) anschließende Ausgabevorrichtung (17) mit einem Paar einander gegenüberliegenden Stetigförderern (19, 21) zum Abfördern des abgetrennten Verpackungserzeugnisses (100), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) und die Stetigförderer (19, 21) über denselben Motor angetrieben sind. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei Antriebswellen der Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) und der Stetigförderer (19, 21) über ein Zugmittelgetriebe miteinander gekoppelt, insbesondere synchronisiert, sind, wobei insbesondere eine Kraftabnehmerreihenfolge so festgelegt ist, dass die Antriebswelle der Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) die Antriebskraft an die Stetigförderer (19, 21) überträgt Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Ausgabevorrichtungsgehäuse (43) mit einer Abgabeöffnung (59) für die Verpackungserzeugnisse, dessen Öffnungsquerschnitt entsprechend einer Außenkontur der Verpackungserzeugnisse (100) geformt ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei die Abgabeöffnung (59) zwei laterale Knautsch- Hohlraum-Durchgänge für die Knautsch-Hohlräume und einen die Knautsch-Hohlraum- Durchgänge verbindenden Befestigungs- und/oder Deformationszonen- Durchgang für die Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) der Verpackungserzeugnisse (100) aufweist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei ein gedachter Innenkreis der Knautsch- Hohlraum-Durchgänge einen Durchmesser von wenigstens 30 mm, insbesondere
75 wenigstens 35 mm, und/oder von höchstens 40 mm aufweist und/oder eine maximale Höhe des Befestigungs- und/oder Deformationszonen-Durchgangs 20 mm beträgt. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Stetigförderer (19, 21) derart in Bezug auf die zu fertigenden Verpackungserzeugnisse (100) bemessen sind, dass sie um wenigstens 0,5 cm an beiden lateralen Enden eines abgetrennten Verpackungserzeugnisses (100) vorstehen. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Stetigförderer (19, 21) wenigstens zwei insbesondere gleich ausgebildete und quer zur Förderrichtung (F) verteilte Förderabschnitte aufweist, wobei insbesondere deren Abstand auf eine Verpackungserzeugnisbreite abgestimmt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend Sensorik, die wenigstens einem der Stetigförderer (19, 21) zugeordnet und dazu ausgelegt ist, eine Deformation und/oder eine Lageveränderung des Stetigförderers zu erfassen, um einen Materialstau zu detektieren oder zu antizipieren. Vorrichtung (1) nach Anspruch 16, wobei der Stetigförderer (19, 21) als Förderband ausgebildet ist und ein Sensor dem Förderband derart zugeordnet ist, dass der Sensor eine Durchbiegung des Förderbandes erfasst, oder wobei der Stetigförderer (19, 21) als Förderband ausgebildet und relativ zu der Vorformstation (3) beweglich gelagert ist und ein Sensor dem Förderband derart zugeordnet ist, dass der Sensor eine Bewegung des Förderbandes relativ zu der Vorformstation (3) erfasst. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Stetigförderer (19, 21) zwischen sich einen Förderpfad begrenzen und jeweils um wenigstens zwei Umlenkwalzen geführt sind, wobei je eine stromabwärtigste Umlenkwalze beider Stetigförderer (19, 21) bzgl. der Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials auf gleicher Höhe angeordnet sind, wobei die Stetigförderer (19, 21) so zueinander angeordnet sind, dass ein Querschnitt des Förderpfads ausgehend von einem abtrennstationseitigen Ende des Förderpfads in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials bis zu einem Minimum im Bereich der stromabwärtigsten Umlenkwalzen abnimmt. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der untere Stetigförderer (19, 21) im Wesentlichen horizontal orientiert ist und/oder im Wesentlichen parallel zur Förderrichtung (F) des vorgeformten Ausgangsmaterials auf Höhe der Abtrennstation (13) orientiert ist.
76 Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der untere Stetigförderer (19, 21) im Wesentlichen fluchtend mit einer unteren Förderpfadbegrenzung im Bereich der Abtrennstation (13) angeordnet ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abtrennstation (13) eine Schneide aufweist, die derart geführt ist, dass sie im Schnitteingriff das Ausgangsmaterial (2) quer zur Förderrichtung (F) entgegen der Gravitationsrichtung oder quer zur Gravitationsrichtung translatorisch durchtrennt. Verpackungserzeugnis (100), das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial (2) mittels einer nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Vorrichtung (1) hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung bemessene Breite weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist. System umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 und einen insbesondere förderrichtungsaufwärts der Vorrichtung angeordneten Ausgangsmaterialvorrat, insbesondere eine Ausgangsmaterialbahnrolle oder einen Leporello-Stapel, wobei sich vorzugsweise ein bahnförmiges Ausgangsmaterial von dem Ausgangsmaterialbahnvorrat in die Vorformstation erstreckt. Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation (3), die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume (103, 105) und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen, und eine Abzugseinrichtung (36) zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweist, ein in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Vorformstation (3) anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11), die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern, und einen gemeinsamen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abzugseinrichtung (36) und die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11), wobei eine Kraftabnehmerreihenfolge so festgelegt ist, dass die Abzugseinrichtung (36) die Antriebskraft an die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) überträgt.
77 Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation (3), die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume (103, 105) und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen, und eine Abzugseinrichtung (36) zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweist, ein in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Vorformstation (3) anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11), die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern, und einen gemeinsamen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abzugseinrichtung (36) und die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11), der eine Abtriebswelle aufweist, die entgegen der Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials orientiert ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Motor in Förderrichtung (F) zwischen den Präge- und/oder Perforationsrädern (9, 11) und der Abzugseinrichtung (36) angeordnet ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Motor eine Abtriebswelle aufweist, die direkt eine Antriebswelle der Abzugs einrichtung (36) antreibt. Vorrichtung (1) nach Anspruch 27, wobei die Abtriebswelle mit der Antriebswelle im kämmenden Eingriff ist, wobei insbesondere der kämmende Eingriff über eine Kegelradgetriebeverzahnung oder eine Schneckenradverzahnung realisiert ist, wobei insbesondere das Übersetzungsverhältnis im Bereich von 5 bis 25, insbesondere bei 15, liegt. Vorrichtung (1) nach Anspruch 27 oder 28, wobei wenigstens ein, insbesondere genau ein, Präge- und/oder Perfo ratio ns rad über ein das an der Antriebswelle der Abzugseinrichtung (36) anliegende Drehmoment auf das Präge- und/oder Perforationsrad übertragendes Getriebe von dem Antrieb angetrieben ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 29, wobei das wenigstens eine Präge- und/oder Perforationsrad auf einer weiteren Antriebswelle gelagert ist, wobei insbesondere die weitere Antriebswelle parallel zur Antriebswelle der Abzugseinrichtung (36) orientiert ist.
78 Vorrichtung (1) nach Anspruch 29 oder 30, wobei das Getriebe ein Zugmittelgetriebe, insbesondere ein Riemen- oder Kettengetriebe, ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 31, wobei ein Lasttrum des Zugmittelgetriebes frei von einer Umlenkung ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine an die Präge- und/oder Perforationsstation in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt. Vorrichtung (1) nach Anspruch 33, wobei die Abtrennstation (13) von dem Antrieb angetrieben ist und die Kraftabnehmerreihenfolge so festgelegt ist, dass die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) oder die Abzugs einrichtung (36) die Antriebskraft an die Abtrennstation (13) übertragen. Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation (3), die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume (103, 105) und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen, und eine Abzugseinrichtung (36) zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweist, ein in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Vorformstation (3) anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11), die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern, eine an die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials anschließende Abtrennstation, die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt, einen gemeinsamen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abzugseinrichtung (36) und die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) und einen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft für die Abtrennstation, wobei das Ausgangsmaterial und die erzeugten Verpackungserzeugnisse entlang eines Förderpfads durch die Vorrichtung (1) gefördert werden und der Motor von Abzugs einrichtung (36) und Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) sowie der Motor der Abtrennstation (13) unterhalb des Förderpfads angeordnet sind. Vorrichtung (1) nach Anspruch 35, wobei die Abzugseinrichtung, die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) und die Abtrennstation (13) durch einen einzigen, gemeinsamen Motor angetrieben sind. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses (100) aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation (3), die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume (103, 105) und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Überlappungszone zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen, und ein Förderrad-Paar (46, 48) zum Einziehen und Fördern des Ausgangsmaterials aufweist, und ein in Förderrichtung (F) des Ausgangsmaterials an die Vorformstation (3) anschließendes Paar kämmender Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11), die dazu eingerichtet sind, sich überlappende Materialbahnabschnitte längs einer sich in Bahnrichtung erstreckenden Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) aneinander zu binden und das vorgeformte Ausgangsmaterial zu fördern, wobei das Förderrad-Paar (46, 48) und die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) derart angetrieben sind, dass das Förderrad- Paar (46, 48) mit einer um wenigstens 10% höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) dreht, oder das Förderrad-Paar (46, 48) und die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) durch je einen separaten Motor angetrieben sind. Vorrichtung (1) nach Anspruch 37, wobei das Förderrad-Paar (46, 48) und die Präge- und/oder Perforationsräder (9, 11) durch einen gemeinsamen Motor angetrieben sind. Verpackungserzeugnis (100), das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial mittels einer nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Vorrichtung (1) hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung bemessene Breite weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist. System umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 38 und einen insbesondere förderrichtungsaufwärts der Vorrichtung (1) angeordneten Ausgangsmaterialvorrat, insbesondere eine Ausgangsmaterialbahnrolle oder einen Leporello-Stapel, wobei sich vorzugsweise ein bahnförmiges Ausgangsmaterial von dem Ausgangsmaterialbahnvorrat in die Vorformstation (3) erstreckt. Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation (3), die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume (103, 105) und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen und aneinander gebunden sind, und eine in Förderrichtung (F) an die Vorformstation (3) anschließende Abtrennstation (13), die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Schneide (15) der Abtrennstation (13) derart geführt ist, dass sie im Schnitteingriff die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung (F) entgegen der Gravitationsrichtung oder quer zur Gravitationsrichtung translatorisch durchtrennt. Vorrichtung (1) nach Anspruch 41, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Motor zum Bereitstellen einer Antriebskraft und ein Getriebe zum Übertragen der Antriebskraft zur Abtrennstation (13), wobei das Getriebe und der Motor unterhalb einer durch den Schnitteingriff festgelegten Vertikalhöhe angeordnet sind. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation (3), die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume (103, 105) und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen und aneinander gebunden sind, und eine in Förderrichtung (F) an die Vorformstation (3) anschließende Abtrennstation (13), die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Schneide (15) der Abtrennstation (13) so ausgestaltet und/oder so gelagert ist, dass sich im Verlauf eines Abtrennvorgangs ein Schnitt durch die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung (F) in Breitenrichtung der Ausgangsmaterialbahn ausbreitet. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (15) im Schnitteingriff die Ausgangsmaterialbahn quer zur Förderrichtung, insbesondere quer zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn, translatorisch durchtrennt. Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Erzeugen eines dreidimensionalen Verpackungserzeugnisses aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial, umfassend eine Vorformstation (3), die dazu eingerichtet ist, durch radiales nach innen Falten von lateralen Ausgangsmaterialbahnabschnitten des Ausgangsmaterials zwei sich in Bahnrichtung erstreckende laterale Knautsch-Hohlräume (103, 105) und eine sich in Bahnrichtung erstreckende zentrale Befestigungs- und/oder Deformationszone (107) zu formen, in der sich die umgefalteten Ausgangsmaterialbahnabschnitte überlappen und aneinander gebunden sind, und eine in Förderrichtung (F) an die Vorformstation (3) anschließende Abtrennstation (13), die ein Verpackungserzeugnis einer gewünschten Länge von dem Ausgangsmaterial abtrennt, wobei die Abtrennstation (13) eine Schneide (15) und eine Gegenschneide (87) aufweist, an der die Schneide (15) im Verlauf eines Abtrennvorgangs entlang schert, gekennzeichnet durch eine Justiereinrichtung (91) zum relativen Positionieren von Schneide (15) und Gegenschneide (87) zueinander. Vorrichtung (1) nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (15) an der Gegenschneide (87) insbesondere translatorisch in einer Schnittebene entlang schert, die quer zur Förderrichtung, insbesondere quer zur flächigen Erstreckung der Ausgangsmaterialbahn, orientiert ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (15) an der Gegenschneide (87) insbesondere translatorisch in einer Schnittebene entlang schert und quer zur Schnittebene gegen die Gegenschneide (87) vorgespannt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Gegenschneide (87), an der die Schneide (15) im Verlauf eines Abtrennvorgangs entlang schert, wobei die Gegenschneide (87) von einem Gegenschneidenträger (86) gehalten ist, der quer zur Förderrichtung (F) der Ausgangsmaterialbahn einen Förderpfad der Ausgangsmaterialbahn durch die Vorrichtung (1) begrenzt. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Gegenschneide (87), an der die Schneide (15) im Verlauf eines Abtrennvorgangs
82 entlang schert, wobei die Gegenschneide (87) an einem insbesondere ortsfesten Gegenschneidenträger (86) in Förderrichtung (F) beweglich gelagert ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Schneide (15) fest von einem Schneidenträger (85) gehalten ist, der translatorisch insbesondere relativ zum insbesondere ortsfesten Gegenschneidenträger (86) geführt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Schneide (15) aus einem Material hergestellt ist, dessen Arbeitshärte wenigstens 10 HRC und/oder höchstens 85 HRC beträgt, insbesondere im Bereich von 40 bis 70 HRC liegt, wobei insbesondere die Schneide (15) aus Stahl, wie einem Kaltarbeitsstahl, einem rostfreien Stahl oder einem Werkzeugstahl, hergestellt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Schneide (15) eine Schneidkante aufweist, die in einem Winkel im Bereich von 910 bis 140°, insbesondere von 98°, gegenüber der
Schnittbewegungsrichtung geneigt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Gegenschneide (87), an der die Schneide (15) im Verlauf eines Abtrennvorgangs entlang schert, wobei die Gegenschneide (87) eine Scherfläche aufweist, die in einem Winkel im Bereich von 1° bis 20°, insbesondere von 50, gegenüber der Schnittbewegungsrichtung geneigt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Motor zum Antreiben der Abtrennstation (13). Verpackungserzeugnis, das aus einem bahnförmigen Ausgangsmaterial mittels einer nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Vorrichtung (1) hergestellt ist und/oder dessen quer zur Bahnlängsrichtung bemessene Breite weniger als 12 cm beträgt und/oder dessen Länge in Bahnlängsrichtung kleiner als 30 cm ist. System umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 54 und einen insbesondere förderrichtungsaufwärts der Vorrichtung (1) angeordneten Ausgangsmaterialvorrat, insbesondere eine Ausgangsmaterialbahnrolle oder einen Leporello-Stapel, wobei sich vorzugsweise ein bahnförmiges Ausgangsmaterial von dem Ausgangsmaterialbahnvorrat in die Vorformstation (3) erstreckt.
83
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