DE102019205173A1

DE102019205173A1 - Verpackungsmaschine zur Herstellung einer Verpackung sowie Herstellungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102019205173A1
Application number: DE102019205173.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Beck; Ruediger Karcher; Hans-Peter Stadel; Ulrich Wieduwilt; Uwe Stroinski
Original assignee: Syntegon Technology GmbH
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-10-15
Also published as: WO2020207659A1; EP3953258A1; US20220204196A1; JP2022514521A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zur Herstellung einer Verpackung (20) aus einem Papier umfassenden Bahnmaterial (2) und einer Deckbahn (3), mit einer ersten Vorspanneinrichtung (4) zum Vorspannen und Dehnen des Bahnmaterials (2) in einer Transportrichtung (16) des Bahnmaterials, einer zweiten Vorspanneinrichtung (5) zum Vorspannen und Dehnen des Bahnmaterials (2) in einer zweiten Richtung (17) quer zur Transportrichtung (16), einer Umformeinrichtung (6) zur Herstellung einer Vertiefung (21) im Bahnmaterial (2), wobei die Vertiefung (21) eingerichtet ist, ein Füllgut aufzunehmen, einer Fülleinrichtung (7), welche Füllgut in die Vertiefung (21) füllt, einer Deckbahnvorrichtung, welche die Deckbahn (3) zur Bereitstellung einer Abdeckung (31) für die Vertiefung (21) bereitstellt, einer Fixiereinrichtung (10), welche die Deckbahn (3) auf dem Bahnmaterial (2) fixiert und einer Ausgabeeinrichtung (8), welche die hergestellte Verpackung aus der Verpackungsmaschine ausgibt.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zur Herstellung einer Verpackung aus einem papierumfassenden Bahnmaterial sowie ein Verfahren zur Herstellung der Verpackung aus einem Papier umfassenden Bahnmaterial.
Bei Verpackungen aus Kunststoff, beispielsweise bei Verpackungen für Lebensmittel, ist es bekannt, dass aus einer Rollenbahn ein Verpackungskörper, beispielsweise mittels Tiefziehen hergestellt wird, welcher dann mit einer Deckfolie aus einer weiteren Rollenbahn verschlossen wird. Das Umformen der Verpackungskörper-Rollenbahn zum eigentlichen Verpackungskörper kann dabei in unterschiedlichen Umform-Schritten ausgeführt werden. Beispielsweise ist ein freies Ziehen des Rollenmaterials in einen Hohlraum möglich, was jedoch zu einer verstärkten Faltenbildung am Verpackungskörper führt. Alternativ erfolgt ein Fixieren der Verpackungskörper-Rollenbahn vor dem eigentlichen Umformvorgang entlang einer Kante eines zu formenden Hohlraums, was jedoch zu begrenzten Formtiefen und einer ebenfalls, zwar leichteren, jedoch immer noch vorhandenen Faltenbildung führt. Weiterhin ist grundsätzlich auch ein Umformverfahren mit Stempel und Matrize sowie Niederhalter bekannt, bei dem währen des Umformschrittes ein gezieltes Nachrutschen des Rollenbahnmaterials ermöglicht wird. Hierdurch kann insbesondere eine größere Formtiefe erreicht werden und die Faltenbildung reduziert werden. Diese Verfahren werden Hauptsächlich für kunststoffbasierte Rollenbahnen angewandt.
Aus Umweltgesichtspunkten wird jedoch in jüngster Zeit verstärkt versucht, Verpackungen aus möglichst recyclebaren Materialien, wie beispielsweise Papiermaterialien, herzustellen. Hierbei können ausschließlich Papiermaterialien verwendet werden oder beispielsweise auch Verbundmaterialien, welche aus einem mit Kunststoff beschichtetem Papiermaterial bestehen. Allerdings lassen sich derartige Papier umfassende Materialien relativ schwer umformen bzw. während des Umformens entstehen unerwünschte Falten und Mikrorisse, welche bis zu einer Beschädigung des Verpackungskörpers führen können. Daher wäre es wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu haben, welche ein sicheres Umformen von Papier umfassenden Rollenbahnen ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine zur Herstellung einer Verpackung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht die Herstellung der Verpackung aus einem Papiermaterial, welches von einer Rollenbahn als Bahnmaterial abgezogen wird. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich, dreidimensionale Papierverpackungen herzustellen, welche mit bisher verwendeten Kunststoffverpackungen insbesondere hinsichtlich von Barriereeigenschaften mindestens vergleichbar sind und insbesondere im optischen und haptischen Erscheinungsbild deutliche Verbesserungen aufweisen. Ein besonders großer Vorteil der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine liegt darin, dass die herzustellende Verpackung faltenfrei ist und insbesondere auch keine Mikrorisse oder dergleichen aufweist und trotzdem aus Papier hergestellt werden kann. Ferner kann auch verhindert werden, dass Mikrofalten entstehen, welche bei Papierverpackungen zu einem unansehnlichen Erscheinungsbild führen könnten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Verpackungsmaschine eine erste Vorspanneinrichtung zum Vorspannen und Dehnen des papierumfassenden Bahnmaterials in Transportrichtung Bahnmaterials und eine zweite Vorspanneinrichtung zum Vorpannen und Dehnen des Bahnmaterials in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht, zur Transportrichtung aufweist. Ferner umfasst die Verpackungsmaschine eine Umformeinrichtung zur Herstellung einer Vertiefung im Bahnmaterial, um Füllgut aufzunehmen, eine Fülleinrichtung zum Einfüllen des Füllguts in die Vertiefung und eine Deckbahn, welche als Abdeckung der Vertiefung dient. Die Deckbahn wird mittels einer Fixiereinrichtung als Abdeckung über der Vertiefung fixiert. Ferner umfasst die Verpackungsmaschine eine Ausgabeeinrichtung, welche die mit Abdeckung verschlossene Verpackung aus der Verpackungsmaschine ausgibt. Somit kann durch das Dehnen in zwei Richtungen, welche das Papier umfassende Bahnmaterial sowohl in Transportrichtung als auch quer zur Transportrichtung dehnen, vor dem Umformschritt eine Glättung des Bahnmaterials sichergestellt werden, sodass beim Umformschritt keine Mikrorisse oder Mikrofalten oder dergleichen entstehen.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise ist die erste Vorspanneinrichtung in Transportrichtung des Bahnmaterials vor der zweiten Vorspanneinrichtung angeordnet. Das heißt, das Bahnmaterial wird zuerst in Transportrichtung gedehnt und anschließend quer zur Transportrichtung gedehnt. Die Dauer für den Dehnvorgang mittels der ersten und zweiten Vorspanneinrichtung ist dabei vorzugsweise gleich. Weiter bevorzugt ist auch die auf das Bahnmaterial ausgeübte Dehnkraft bei beiden Vorspanneinrichtungen gleich.
Besonders bevorzugt umfasst die erste Vorspanneinrichtung eine Zugrolleneinrichtung mit einer ersten und zweiten Zugrolle, zwischen welchen das Bahnmaterial hindurchgeführt ist sowie eine Vorspannrolle. Die Vorspannrolle ist senkrecht zu einer Mittelachse der Vorspannrolle bewegbar. Dadurch kann auf einfache Weise der Dehnvorgang des Bahnmaterials in Transportrichtung ausgeführt werden.
Weiter bevorzugt umfasst die Verpackungsmaschine eine Tänzerrollenanordnung mit einer ersten, zweiten und dritten Rolle, wobei die zweite Rolle die Vorspannrolle ist und die dritte Rolle die erste Zugrolle ist. Hierdurch wird ein besonders einfacher und kompakter sowie kostengünstiger Aufbau der Verpackungsmaschine erreicht. Weiterhin ermöglicht die Tänzerrollenanordnung, dass neben dem Dehnen auch kontinuierlich Bahnmaterial von der Rollenbahn abgezogen werden kann und trotzdem die Herstellung der Verpackung in diskreten Schritten, insbesondere beim Umformschritt ausgeführt werden kann.
Vorzugsweise umfasst die zweite Vorspanneinrichtung mehrere Haltezangen, welche seitlich am Bahnmaterial angeordnet sind. Die Haltezangen klemmen das Bahnmaterial zwischen ihren Zangenbacken und ermöglichen eine Dehnung des Bahnmaterials quer zur Transportrichtung. Eine auf das Bahnmaterial ausgeübte Querkraft ist dabei vorzugsweise senkrecht zur eigentlichen Transportrichtung des Bahnmaterials.
Weiter bevorzugt umfasst die Umformeinrichtung eine Matrize, einen Niederhalter, eine Pneumatikeinrichtung zur Erzeugung einer pneumatischen Umformkraft sowie eine Endformvorrichtung zum Endformen der geformten Vertiefung aus der Matrize. Besonders bevorzugt ist die Umformeinrichtung dabei eingerichtet, den Umformvorgang zweistufig, das heißt mit einem Vorformschritt und einem Endformschritt auszuführen. Vorzugsweise wird der Vorformschritt pneumatisch ausgeführt und der Endformschritt mittels eines Stempels. Alternativ wird auch der Endformschritt pneumatisch ausgeführt. Ferner kann noch ein Feinprägeschritt ausgeführt werden, um feine Strukturen in die Verpackung einzuprägen. Der Feinprägeschritt wird vorzugsweise pneumatisch mittels Hochdruck ausgeführt.
Weiter bevorzugt umfasst die Verpackungsmaschine eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, den Niederhalter beim Schritt des Formens in eine Position zu bringen, in welcher Bahnmaterial nachgeführt werden kann. Hierdurch wird signifikant eine Faltenbildung und Rissbildung während des Umformschritts der Verpackung sichergestellt. Alternativ bleibt der Niederhalter beim Schritt des Formens in der abgesenkten Position und hält das Bahnmaterial.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verpackungsmaschine ferner eine dritte Vorspanneinrichtung, welche an der Deckbahn für die Verpackung angeordnet ist. Die dritte Vorspanneinrichtung spannt und dehnt dabei die Deckbahn in Transportrichtung der Deckbahn vor. Die dritte Vorspanneinrichtung ist vorzugsweise eine Tänzerrollenanordnung, sodass die Deckbahn ebenfalls kontinuierlich von einer Rollenbahn abgezogen werden kann und in diskreten Schritten auf das mit der Vertiefung versehene Bahnmaterial aufgebracht werden kann.
Die Deckbahn umfasst vorzugsweise ebenfalls Papier und ist besonders bevorzugt ausschließlich aus Papier hergestellt.
Das Bahnmaterial für den Verpackungskörper, in welches die Vertiefung geformt wird, ist ebenfalls vorzugsweise 100 % aus Papier hergestellt. Ggf. kann eine Kunststoffbeschichtung auf dem Bahnmaterial vorgesehen sein. Die Kunststoffbeschichtung ist vorzugsweise auf der Seite des Bahnmaterials vorgesehen, welche später die Innenseite der Verpackung bildet.
Weiter bevorzugt umfass die Verpackungsmaschine eine beweglich angeordnete Fixiereinrichtung. Hierdurch kann eine Ausrichtung der Fixiereinrichtung relativ zur geformten Vertiefung im Bahnmaterial ausgeführt werden, sodass die Deckbahn sicher und positionsgenau auf das Bahnmaterial aufgebracht werden kann. Die Ausrichtung erfolgt vorzugsweise mittels Druckmarken und Sensoren, welche die Druckmarken erfassen. Die beweglich angeordnete Fixiereinrichtung lässt sich dabei vorzugsweise sowohl in Transportrichtung als auch quer zur Transportrichtung bewegen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Verpackungsmaschine eine Heizeinrichtung, welche in Transportrichtung des Bahnmaterials nach der ersten und zweiten Vorspanneinrichtung aber vor der Umformeinrichtung angeordnet ist. Durch das Aufheizen des Bahnmaterials vor dem Umformschritt kann eine sicherere und schnellere Umformung des Papier umfassenden Bahnmaterials ermöglicht werden. Die Heizeinrichtung wärmt das Bahnmaterial dabei vorzugsweise auf maximal 160°C auf.
Bevorzugt umfasst die Verpackungsmaschine eine Befeuchtungsstation, welche eingerichtet ist, das Bahnmaterial zu befeuchten. Die Befeuchtungsstation ist vorzugsweise in Transportrichtung des Bahnmaterials nach der ersten und zweiten Vorspanneinrichtung, aber vor der Umformeinrichtung angeordnet. Falls eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, ist die Befeuchtungsstation weiter bevorzugt in Transportrichtung nach der Heizeinrichtung angeordnet.
Es sei angemerkt, dass eine Heizeinrichtung und/oder eine Befeuchtungsstation vorzugsweise auch für die Deckbahn vorgesehen sein kann.
Auch umfasst die Verpackungsmaschine bevorzugt eine Station zum Auftragen eines Klebstoffs oder dergleichen. Der Klebstoff kann auf das Bahnmaterial mit der Vertiefung und/oder auf die Deckbahn aufgebracht werden. Hierdurch wird eine besonders sichere Verbindung zwischen Bahnmaterial und Deckbahn möglich.
Weiter bevorzugt sind auch Transportzangen vorgesehen. Die Transportzangen sind besonders bevorzugt zwischen den Haltezangen der zweiten Vorspanneinrichtung angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann für den Transport noch eine oder mehrere Zugrolleinrichtungen vorgesehen sein.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Verpackung gemäß dem Anspruch 11. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung einer Verpackung, welche keine Mikrorisse und keine Mikrofalten aufweist. Das Verfahren wird erfindungsgemäß mit einem Papier umfassenden Bahnmaterial ausgeführt, um einen Verpackungskörper mit einer Vertiefung im Bahnmaterial zur Aufnahme eines Füllguts herzustellen. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte eines ersten Vorspannens und Dehnens des Bahnmaterials in Transportrichtung, eines zweiten Vorspannens und Dehnens des Bahnmaterials quer zur Transportrichtung und des Formens einer Vertiefung in das Bahnmaterial, in welches nachfolgend das Füllgut eingefüllt werden kann. Durch das Dehnen in mindestens zwei Richtungen, welche sich um ca. 90 Grad unterscheiden, kann eine faltenfreie und mikrorissfreie Verpackung hergestellt werde.
Vorzugsweise wird das Bahnmaterial von einer Rollenbahn kontinuierlich abgezogen und das erste Vorpannen und Dehnen des Bahnmaterials in Transportrichtung wird mittels einer Rolle einer Tänzerrollenanordnung ausgeführt.
Weiter bevorzugt wird eine Deckbahn zum Verschließen der Vertiefung im Bahnmaterial vor dem Schritt des Verschließens in Transportrichtung der Deckbahn vorgespannt und gedehnt. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch die Abdeckung der Vertiefung, welche aus der Deckbahn hergestellt wird, faltenfrei und mikrorissfrei ist.
Der Umformschritt des Verfahrens wird vorzugsweise zweistufig ausgeführt. Besonders bevorzugt wird dabei noch ein dritter Schritt eines Feinprägens von Strukturen in die Verpackung ausgeführt.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen und Befüllen einer Verpackung mit einer Verpackungsmaschine gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
2 eine schematische Ansicht eines Details der Verpackungsmaschine von 1 im Bereich einer zweiten Vorspanneinrichtung.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Verpackungsmaschine 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren im Detail beschrieben.
Die Verpackungsmaschine ermöglicht die Herstellung einer Papier umfassenden Verpackung 20. Die Verpackung kann dabei vollständig aus Papier hergestellt werden und insbesondere auf Kunststoffe oder dergleichen verzichten.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ermöglicht die Verpackungsmaschine 1 die Herstellung einer Verpackung 20 aus einem Papier umfassenden Bahnmaterial 2 und einer Papier umfassenden Deckbahn 3.
Zur Herstellung der Verpackung 20 wird in das Bahnmaterial 2 eine Vertiefung 21 eingebracht, welche dann durch eine von der Deckbahn 3 bereitgestellten Abdeckung 31 verschlossen wird, nachdem ein Füllgut in die Vertiefung 21 eingebracht wurde. Die so hergestellten Verpackungen 20 können dann bspw. mittels eines Förderbands 13 aus der Verpackungsmaschine 1 ausgetragen werden.
Die Verpackungsmaschine 1 umfasst hierbei eine Bahnrolle 22, auf welcher das Bahnmaterial 2 aufgerollt ist und von welcher das Bahnmaterial kontinuierlich abgezogen wird. Ferner umfasst die Verpackungsmaschine 1 eine erste Vorspanneinrichtung 4 zum Vorspannen und Dehnen des Bahnmaterials in einer Transportrichtung 16 des Bahnmaterials sowie eine zweite Vorspanneinrichtung 5 zum Vorspannen und Dehnen des Bahnmaterials 2 in einer zweiten Richtung quer zur Transportrichtung 16. Diese zweite Dehnung ist in 2 durch die Pfeile 17 angedeutet.
Die Verpackungsmaschine 1 umfasst ferner eine Umformeinrichtung 6 zur Herstellung der Vertiefung 21 im Bahnmaterial 2. Die Umformeinrichtung ist in 2 schematisch dargestellt und umfasst einen Niederhalter 61, eine Matrize 62 und einen Stempel 63. Die Umformeinrichtung ist hierbei eingerichtet, vorzugsweise einen zweistufigen Umformschritt auszuführen, bei dem zuerst ein Vorformen der Vertiefung vorgenommen wird und anschließend ein Endformen der Vertiefung vorgenommen wird.
Das Vorformen wird vorzugsweise mittels Druckluft ausgeführt und das Endformen mittels des Stempels 63. Ferner ist es auch möglich, dass zusätzlich Feinstrukturen in die Vertiefung eingebracht werden, welche vorzugsweise mittels Hochdruck eingebracht werden.
Weiterhin umfasst die Verpackungsmaschine 1 eine Fülleinrichtung 7, welche ein zu verpackendes Füllgut, bspw. Lebensmittel in die hergestellte Vertiefung 21 einfüllt.
Nach dem Füllen muss die Vertiefung 21 mittels der Abdeckung 31 aus der Deckbahn 3 abgedeckt und verschlossen werden. Hierzu ist eine Fixiereinrichtung 10 vorgesehen, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Siegelvorrichtung ist.
Vor dem eigentlichen Siegelvorgang werden die Deckbahn 3 und das Bahnmaterial 2 mit der hergestellten Vertiefung 21 noch zueinander ausgerichtet. Die Ausrichtung kann bspw. mittels Druckmarken auf beiden Bahnen erfolgen. Ferner ist auch die Fixiereinrichtung 10 bewegbar vorgesehen, was in 1 durch die Pfeile 19 angedeutet ist. Hierdurch kann ein exaktes Siegeln der Deckbahn 3 auf das Bahnmaterial 2 ermöglicht werden. Zur Ausrichtung der Fixiereinrichtung 10 ist hierbei ein Druckmarkentaster 14 vorgesehen.
Nach dem Fixieren der Deckbahn 3 auf dem Bahnmaterial 2 wird die noch an der Deckbahn 3 zusammenhängenden Packungen zu einer Ausgabeeinrichtung 13 weitertransportiert, welche bspw. eine Stanze 8 oder dergleichen zum Vereinzeln der Verpackungen 20 aufweist. Anschließend können die Verpackungen 20 aus der Verpackungsmaschine 1 ausgetragen werden.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist an der Deckbahn 3 eine dritte Vorspanneinrichtung 9 vorgesehen. Die dritte Vorspanneinrichtung 9 spannt und dehnt die Deckbahn 3, sodass diese keine Falten oder dergleichen aufweist. Dabei erfolgt ein Dehnen der Deckbahn 3 mittels der dritten Vorspanneinrichtung 9 nur in Transportrichtung 18 der Deckbahn.
Im Gegensatz dazu wird das Bahnmaterial 2 durch die erste Vorspanneinrichtung 4 in Transportrichtung 16 gedehnt und durch die zweite Vorspanneinrichtung 5 in die zweite Richtung 17 quer zur Transportrichtung 16. Hierbei umfasst die erste Vorspanneinrichtung 4 eine Zugrolleneinrichtung 40 und eine Tänzerrollenanordnung 44. Die Tänzerrollenanordnung 44 umfasst drei Rollen. Die Zugrolleneinrichtung 40 umfasst zwei Rollen, nämlich eine erste Zugrolle 41 und eine zweite Zugrolle 42, wobei das Bahnmaterial 2 zwischen der ersten und zweiten Zugrolle 41, 42 hindurchgeführt wird.
Dabei bildet die erste Zugrolle 41 der Zugrolleneinrichtung 40 die dritte Rolle der Tänzerrollenanordnung 44, sodass die Zugrolleneinrichtung 40 und die Tänzerrollenanordnung 44 eine Rolle gemeinsam haben.
Die Tänzerrollenanordnung 44 umfasst ferner noch eine erste Rolle 46, welche unbeweglich angeordnet ist sowie eine Vorspannrolle 45. Die Vorspannrolle 45 ist dabei in einer Richtung senkrecht zu einer Mittelachse der Vorspannrolle 45 bewegbar was in 1 durch den Doppelpfeil 15 angedeutet ist. Hier ist es möglich, dass das Bahnmaterial 2 kontinuierlich abgezogen wird und andererseits zwischen der Vorspannrolle 45 und der Zugrolleneinrichtung 40 in Transportrichtung 16 gedehnt wird.
Nach dem Dehnen des Bahnmaterials 2 in Transportrichtung 16 erfolgt ein zweites Dehnen quer zur Transportrichtung mittels der zweiten Vorspanneinrichtung 5. Wie aus 2 ersichtlich ist, umfasst die zweite Vorspanneinrichtung 5 mehrere Haltezangen 50, welche seitlich am Bahnmaterial 2 angeordnet sind. Die Haltezangen 50 klemmen dabei das Bahnmaterial 2 seitlich und dehnen das Bahnmaterial 2 in der zweiten Richtung 17 quer zur Transportrichtung 16.
Somit wird das Bahnmaterial 2 in zwei aufeinanderfolgenden Schritten in zwei zueinander senkrecht ausgerichteten Richtungen gedehnt. Dadurch wird sichergestellt, dass ein faltenfreies Bahnmaterial zur Umformeinrichtung 6 zugeführt wird und ferner, dass beim Umformvorgang keinerlei Mikrorisse oder dergleichen oder Falten entstehen können. Zusätzlich wird die Vermeidung von Falten noch dadurch unterstützt, dass der Umformvorgang zweistufig ausgeführt wird, wobei für den Endformschritt der Niederhalter 61 von Bahnmaterial 2 abgehoben werden kann, sodass für den Endformschritt Material in die Matrize 62 nachfließen kann.
Um den Umformschritt in der Umformeinrichtung 6 weiter zu erleichtern, ist zusätzlich noch eine Heizeinrichtung 11 vorgesehen. Die Heizeinrichtung 11 ist in Transportrichtung nach der Zugrolleneinrichtung 40 und vor einer Vorrichtung 12 zum Auftragen von Klebstoff vorgesehen. Diese Vorrichtung 12 ermöglicht dabei eine gezielte Auftragung von Klebstoff auf Bereiche des Bahnmaterials 2, an welchen später die Deckbahn 3 zur Bereitstellung der Abdeckung 31 fixiert werden soll.
Es sei ferner angemerkt, dass für den Umformschritt das Bahnmaterial in diskreten Schritten fortbewegt wird, was bspw. durch nicht gezeigte Transportzangen an der Seite des Bahnmaterials ausgeführt werden kann oder auch durch die Haltezangen 50 der zweiten Vorspanneinrichtung 5.
Es sei weiterhin angemerkt, dass je nach Auswahl des Materials für das Bahnmaterial 2 und die Deckbahn 3 verschiedene Fixiereinrichtungen 10 vorgesehen werden können. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bahnmaterial 2 und die Deckbahn 3 vollständig aus Papier hergestellt und ein Fixieren erfolgt mittels des Klebstoffs aus der Vorrichtung 12 zum Aufbringen des Klebstoffs. Es wäre jedoch auch denkbar, dass das Bahnmaterial 2 ein Verbundmaterial aus Papier und einer Kunststofffolie ist, und die Fixiereinrichtung 10 dann bspw. eine Ultraschallfixiereinrichtung sein kann. Auch wäre ein Heißluftschweißen oder ein Laserschweißen oder alternativ auch ein Wärmekontaktverfahren möglich.
Somit kann mittels der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 1 ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer Verpackung 20 aus einem Papier umfassenden Material bereitgestellt werden. Dabei wird das die Vertiefung 21 bereitstellende Bahnmaterial 2 in zwei Richtungen gedehnt und zusätzlich auch die zur Abdeckung 31 bereitgestellte Deckbahn 3 in eine Richtung gedehnt.
Der Fügeprozess zwischen Deckbahn 3 und Bahnmaterial 2 kann hierbei aufgrund der Verwendung von Papier als Ausgangsmaterial, insbesondere, wenn Bahnmaterial 2 und Deckbahn 3 zu 100 % aus Papier sind, vorzugsweise noch durch Erwärmen und/oder Befeuchten zumindest der Bereiche, an welchen später die Deckbahn 3 auf das Bahnmaterial 2 gefügt wird, unterstützt werden. Hierbei ist es dann ggf. auch möglich, auf eine Vorrichtung 12 zur Bereitstellung von Klebstoff vollständig zu verzichten. Diese Vorrichtung 12 wird bspw. auch dann nicht benötigt, wenn auf zumindest einer Bahn eine Kunststoffbeschichtung oder dergleichen vorgesehen ist, welche im Fixierschritt erwärmt wird und somit eine Verbindung zwischen Bahnmaterial 2 und Deckbahn 3 ermöglicht.

Claims

Verpackungsmaschine zur Herstellung einer Verpackung (20) aus einem Papier umfassenden Bahnmaterial (2) und einer Deckbahn (3), mit - einer ersten Vorspanneinrichtung (4) zum Vorspannen und Dehnen des Bahnmaterials (2) in einer Transportrichtung (16) des Bahnmaterials, - einer zweiten Vorspanneinrichtung (5) zum Vorspannen und Dehnen des Bahnmaterials (2) in einer zweiten Richtung (17) quer zur Transportrichtung (16), - einer Umformeinrichtung (6) zur Herstellung einer Vertiefung (21) im Bahnmaterial (2), wobei die Vertiefung (21) eingerichtet ist, ein Füllgut aufzunehmen, - einer Fülleinrichtung (7), welche Füllgut in die Vertiefung (21) füllt, - einer Deckbahnvorrichtung, welche die Deckbahn (3) zur Bereitstellung einer Abdeckung (31) für die Vertiefung (21) bereitstellt, - einer Fixiereinrichtung (10), welche die Deckbahn (3) auf dem Bahnmaterial (2) fixiert und - einer Ausgabeeinrichtung (8), welche die hergestellte Verpackung aus der Verpackungsmaschine ausgibt.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die erste Vorspanneinrichtung (4) in Transportrichtung (16) des Bahnmaterials (2) vor der zweiten Vorspanneinrichtung (5) angeordnet ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Vorspanneinrichtung (4) eine Zugrolleneinrichtung (40) mit einer ersten Zugrolle (41) und einer zweiten Zugrolle (42), zwischen welchen das Bahnmaterial (2) hindurchgeführt ist, und eine Vorspannrolle (45) umfasst, wobei die Vorspannrolle (45) senkrecht zu einer Mittelachse der Vorspannrolle bewegbar ist.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Tänzerrollenanordnung (44) mit einer ersten, zweiten und dritten Rolle, wobei eine der Rollen die Vorspannrolle (45) ist und eine andere der Rollen die erste Zugrolle (41) ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Vorspanneinrichtung (5) mehrere Haltezangen (50) aufweist, welche seitlich am Bahnmaterial (2) angeordnet sind.
Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umformeinrichtung (6) eine Matrize (62), einen Niederhalter (61), einen Stempel (63) und eine Endformvorrichtung zum Endformen der geformten Vertiefung (21) aus der Matrize (62) umfasst.
Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine dritte Vorspanneinrichtung (9), welche die Deckbahn (3) in einer Transportrichtung (18) der Deckbahn vorspannt und dehnt.
Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Material der Deckbahn (3) Papier umfasst oder wobei die Deckbahn (3) vollständig aus Papier hergestellt ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fixiereinrichtung (10) beweglich angeordnet ist, um eine Ausrichtung relativ zu der im Bahnmaterial (2) geformten Vertiefung (21) zu ermöglichen.
Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Heizeinrichtung (11), welche in Transportrichtung des Bahnmaterials (2) nach der ersten und zweiten Vorspanneinrichtung (4, 5) und vor der Umformeinrichtung (6) angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Verpackung (20) aus einem Papier umfassenden Bahnmaterial (2) und einer Deckbahn (3), wobei die Verpackung eine Vertiefung (21) zum Aufnehmen eines Füllguts aufweist, umfassend die Schritte: - eines ersten Vorspannens und Dehnens des Bahnmaterials (2) in einer Transportrichtung (16) des Bahnmaterials, - eines zweiten Vorspannens des Bahnmaterials (2) in einer zweiten Richtung (17) quer zur Transportrichtung (16), - eines Umformens des Bahnmaterials (2) zur Herstellung der Vertiefung (21) im Bahnmaterial und - des Fixierens der Deckbahn (3) auf dem Bahnmaterial (2) um die Vertiefung abzudecken und die Verpackung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bahnmaterial (2) kontinuierlich von einer Bahnrolle (22) abgezogen wird und das erste Vorspannen des Bahnmaterials (2) mittels einer Zugrolleneinrichtung (40), durch welche das Bahnmaterial (2) hindurchgeführt ist, und einer Vorspannrolle (45) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Deckbahn (3) vor dem Schritt des Fixierens auf dem Bahnmaterial (2) in einer Transportrichtung (18) der Deckbahn vorgespannt und gedehnt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Bahnmaterial (2) und die Deckbahn (3) vollständig aus Papier hergestellt sind und zumindest das Bahnmaterial (2) vor einem Fügeschritt mit der Deckbahn (3) vorgewärmt wird.