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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältnissen, insbesondere Versandtaschen.
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Verpackungsbehältnisse, insbesondere in Gestalt von Versandtaschen, auch Versandbeutel genannt, sind im Stand der Technik bekannt. Sie weisen in der Regel eine Vorderwand, eine Rückwand, einen Boden oder eine Bodenklappe und eine typischerweise laschenförmige Verschlussklappe auf. Die Vorderwand und die Rückwand können über ein oder zwei Seitenfalten miteinander verbunden sein. Es gibt aber auch Varianten ohne derartige Seitenfalten. Für den Boden sind verschiedene Ausführungen gebräuchlich, von einer einfachen Bodenklappe bis hin zu sogenannten Kreuzböden und anderen Varianten.
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Im Sinne einer hochgradig automatisierbaren und effizienten Produktion werden derartige Versandtaschen üblicherweise durch Falten und Verkleben aus ursprünglich flachen Materialbahnen, insbesondere aus Papier oder ähnlichen Materialien, hergestellt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einem einzigen Maschinentyp, vorzugsweise mit ein- und derselben Maschine möglichst viele der oben genannten Typen und/oder Formate von Verpackungsbehältnissen, insbesondere Versandtaschen, mit möglichst geringen Konfigurationsänderungen herstellen zu können, wobei idealerweise ein Wechsel im laufenden Betrieb möglich ist. Zu diesem Zweck sollen eine geeignete Vorrichtung und ein damit durchführbares Herstellungsverfahren angegeben werden.
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In Bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Demnach ist einen Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältnissen vorgesehen, mit einer eine Anzahl von Bearbeitungsstationen aufweisenden ersten Bearbeitungsstrecke, die zur Bearbeitung einer zusammenhängenden Materialbahn ausgebildet ist, wobei am Ende der ersten Bearbeitungsstrecke eine Trennstation angeordnet ist, in der eine Vereinzelung der Materialbahn in separate Zwischenprodukte erfolgt, und mit einer eine Anzahl von Bearbeitungsstationen aufweisenden zweiten Bearbeitungsstrecke, die zur Bearbeitung der Zwischenprodukte ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite Bearbeitungstrecke entlang einer Transportrichtung hintereinander angeordnet sind, und wobei innerhalb der zweiten Bearbeitungstrecke eine Drehstation angeordnet ist, die die Zwischenprodukte um einen vorgegebenen Drehwinkel um eine zur Transportrichtung senkrechte Drehachse dreht.
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Das entsprechende Verfahren ist in Anspruch 11 spezifiziert, wonach zunächst in einer ersten Bearbeitungsstrecke unter kontinuierlichem Vorschub entlang einer Transportrichtung eine Materialbahn bearbeitet wird, die Materialbahn anschließend in einer Trennstation in separate Zwischenprodukte vereinzelt wird, danach die Zwischenprodukte in einer zweiten Bearbeitungstrecke, bevorzugt unter kontinuierlichem Vorschub, bearbeitet werden, wobei die Zwischenprodukte innerhalb der zweiten Bearbeitungsstrecke in einer Drehstation um einen vorgegebenen Drehwinkel um eine zur Transportrichtung senkrechte Drehachse gedreht werden, bevor eine Bearbeitung in weiteren Bearbeitungsstationen erfolgt.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass für eine effiziente Produktion großer Stückzahlen möglichst der komplette Herstellungsvorgang „inline“ mit nacheinander entlang einer gleichbleibenden Transportrichtung (in der Regel der Maschinenlängsrichtung) aufgestellten, Teilschritte durchführenden Bearbeitungsstationen durchgeführt werden sollte, so dass ein im Wesentlichen kontinuierlicher, unterbrechungsfreier bzw. gleichförmig getakteter Vorschub der zu verarbeitenden Materialbahn und der daraus ableiteten Zwischenprodukte erfolgen kann. Die einzelnen Bearbeitungsstationen sind dementsprechend vorteilhafterweise für einen kontinuierlichen Materialvorschub ausgelegt. Durch die bevorzugt direkt nach der Trennstation, also unmittelbar nach dem Übergang von der Bahn- zur Einzelstückverarbeitung, angeordnete Drehstation wird die Ausrichtung der Zwischenprodukte derart angepasst, dass die nachfolgenden einzelstückbasierten Bearbeitungsstationen bei einfach gehaltenem konstruktiven Aufbau effiziente Prozessabläufe ermöglichen.
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Weitere Merkmale, Ausführungsformen, Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung hervor.
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Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung derart beschaffen, dass die Materialbahn und die flachen Zwischenprodukte in einer Arbeitsebene geführt werden und die Drehachse dazu senkrecht verläuft. Bevorzugt ist die Arbeitsebene horizontal ausgerichtet und die Drehachse vertikal. Vorteilhafterweise beträgt der Drehwinkel 90°, um bei rechteckigen Verpackungsbehältnissen einen Wechsel von einer Längs- zu einer Querausrichtung herbeizuführen. Bei nicht rechteckigen Formaten können aber auch andere Winkel vorteilhaft sein. Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass der Drehwinkel dem von zwei benachbarten Seiten des Verpackungsbehältnisses eingeschlossenen Winkel entspricht.
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In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die erste Bearbeitungsstrecke eine Rillstation zur Einbringung von Längsrillen in die Materialbahn, eine Formschneidestation zur Einbringung seitlicher Einschnitte in die Materialbahn unter Ausbildung von Seitenklappen und eine Faltstation zum Umklappen der Seitenklappen.
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Die zweite Bearbeitungsstrecke umfasst bevorzugt eine Rillstation zur Einbringung von Rillen in das jeweilige Zwischenprodukt unter Ausbildung einer Bodenklappe und eine Faltstation zum Umklappen der Bodenklappe aufweist. Die Drehstation ist dabei bevorzugt am Anfang der zweiten Bearbeitungsstrecke, also vor allen weiteren Bearbeitungsstationen, angeordnet.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zweite Bearbeitungsstrecke eine Streifen-Applikationsstation zur Aufbringung mindestens eines einen Leimauftrag abdeckenden Abdeckstreifens und eines Aufreißsteifens auf eine Verschlussklappe aufweist.
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Eine besonders kompakte und effiziente Ausführung wird erreicht, indem die Streifen-Applikationsstation für eine zeitgleiche, parallele Aufbringung mindestens eines abdeckenden Abdeckstreifens und eines Aufreißsteifens auf die Verschlussklappe ausgelegt ist.
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Die obigen Ausführungen zur Vorrichtung sind analog auf das Verfahren übertragbar, so dass an dieser Stelle Wiederholungen verzichtbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Versandtaschen (im oberen Teil) und eine zugehörige Übersicht von Verarbeitungsschritten anhand des verarbeiteten Produkts (im unteren Teil), und
- 2 - 5 verschiedene Schnitt- und Faltmuster von Versandtaschen, die mit einer Vorrichtung gemäß 1 herstellbar sind.
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Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die im oberen Bereich von 1 schematisch in einer Seitenansicht dargestellte Maschine, Anlage oder Vorrichtung 2 dient der Herstellung von Versandtaschen 4, wobei bevorzugt auf ein- und derselben Vorrichtung 2 mit möglichst geringen Konfigurationsänderungen eine Mehrzahl von Versandtaschentypen und/oder Formaten hergestellt werden kann, wie weiter unten näher ausgeführt wird.
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Die Versandtaschen 4 werden aus einer flachen Materialbahn 6, insbesondere aus Papier, Kraftpapier, Pappe, Karton oder funktionell gleichwertigen und hinreichend zugfesten Materialien, herausgetrennt und durch Falten und Verkleben in eine verkaufsfertige Form gebracht. Die jeweilige Versandtasche 4 weist in der verkaufsfertigen Form (unten ganz links in 1) typischerweise eine Vorderwand 10, eine Rückwand 12, einen Boden oder eine Bodenklappe 14 und eine bevorzugt laschenförmige Verschlussklappe 16, bevorzugt auf der der Bodenklappe 14 gegenüber liegenden Seite, auf. Je nach Typ können auch Seitenwände oder Seitenfalten zur Vergrößerung des umschlossenen Volumens vorhanden sein (in 1 nicht explizit dargestellt).
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Beim Herstellungsprozess mit der Vorrichtung 2 wird das Material in verschiedenen Bearbeitungsstufen durchgängig entlang einer Transportrichtung 18, nämlich bevorzugt geradlinig in Maschinenlängsrichtung, transportiert. Es erfolgt über alle Bearbeitungsstufen hinweg - von der Zufuhr der Materialbahn 6 bis zum Ablagestapel 20 für das Endprodukt - ein bevorzugt kontinuierlicher Transport des Materials in Transportrichtung 18, hier im Beispiel von rechts nach links.
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Im unteren Bereich von 1 ist korrespondierend zum oberen Bereich der an der jeweiligen Längsposition der Vorrichtung 2 vorliegende Bearbeitungsstand anhand einer Draufsicht auf die Materialbahn 6 bzw. auf die in Entstehung befindliche Versandtasche 4 vergrößert dargestellt.
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Startpunkt des Prozesses ist ganz rechts in 1 die Abwicklungsstation 22 mit der Vorratsrolle oder Materialrolle 24, von der die Materialbahn 6 (kurz: Bahn) abgewickelt und über eine Anzahl von Transport- und/oder Umlenkrollen oder Walzen den nachfolgenden Bearbeitungsstationen oder -einheiten zugeführt wird. Die Materialbahn 6 ist entlang der Längsrichtung der Vorrichtung 2 ausgerichtet, und zwar in horizontaler Lage. Die horizontale Ausrichtung wird auch im weiteren Verlauf der Bearbeitung beibehalten.
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Nachfolgend werden die weiteren Bearbeitungsschritte und -stationen in der Reihenfolge ihres Auftretens von rechts nach links entlang der Transportrichtung 18 beschrieben.
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In einer Rillstation 26 wird die Materialbahn 6 mit Hilfe von Rillmessern oder dergleichen längs gerillt, sprich mit einer Rillung 28 versehen. Vorzugsweise werden zwei voneinander beabstandete Längsrillen erzeugt, die die Vorderwand 10 (hier mit der Innenseite oben liegend) der späteren Versandtasche 4 von zwei außenliegenden Laschen oder Seitenklappen 30 abgrenzen. An den Längsrillen werden die Seitenklappen 30 später umgeklappt oder gefaltet, so dass sie beide zusammen die Rückwand 12 der Versandtasche 4 ausbilden. Die Breite der Seitenklappen 30 in Maschinenquerrichtung 32 ist dazu derart bemessen, dass sie nach dem Umklappen einander überlappen.
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Neben den beiden in 1 dargestellten Längsrillen können in der Rillstation 26 je nach Versandtaschentyp weitere Längsrillen erzeugt werden, die später Falzlinien für Seitenwände oder Seitenfalze, die zwischen der Vorderwand 10 und der Rückwand 12 der Versandtasche 4 liegen, ausbilden. Mit anderen Worten ist die Rillstation 26 bevorzugt derart ausgelegt und mit entsprechend ansteuerbaren oder auswählbaren oder bedarfsweise zuschaltbaren Rillmessern oder dergleichen bestückt, dass sowohl Versandtaschen 4 mit als auch ohne Seitenwände oder Seitenfalten hergestellt werden können.
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In der auf die Rillstation 26 folgenden Formschneidstation 34 werden je nach Versandtaschentyp durch geeignete Formschnitte 36 die gewünschten Randkonturen für die später im Prozess auszubildende Verschlussklappe 16 und/oder Bodenklappe 14 aus der Materialbahn 6 herausgeschnitten. Bevorzugt handelt es sich dabei um seitliche Einschnitte. Die Formschneidstation 34 ist dazu vorzugsweise mit geeignet ansteuerbaren oder auswählbaren oder bedarfsweise zuschaltbaren Schneidmessern ausgestattet.
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Alternativ kann lediglich eine Perforation der Materialbahn 6 erfolgen, wobei die durch Perforation abgegrenzten Bereiche später im Prozess herausgetrennt werden. Je nach Schnittmuster kann auch auf seitliche Einschnitte der Bahn verzichtet werden.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Materialbahn 6 nicht komplett durchtrennt, sondern bleibt in Längsrichtung zusammenhängend, so dass diese über Zugwalzen gezogen werden kann. Etwaige Seiteneinschnitte in der Formschneidstation 34 lassen demnach bevorzugt die spätere Vorderwand 10 der Versandtasche 4 unversehrt, erstrecken sich also nur bis maximal zur zugehörigen Rillung 28.
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Wie oben bereits angedeutet, erfolgt anschließend in der Faltstation 38 das Umlegen oder Umklappen der Laschen oder Seitenklappen 30 entlang der zuvor erzeugten Längsrillen zur Ausbildung der Rückwand 12 und, sofern vorhanden, der Seitenwände oder Seitenfalten der Versandtasche 4. Hierzu werden Faltmesser 39 oder Faltschlaufen oder dergleichen eingesetzt, die die vorbeilaufende Bahn randseitig anheben und die Seitenklappen 30 wunschgemäß umlegen.
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In der Faltstation 38 wird auch während des Umlegens die Überlappungsregion der Seitenklappen 30 mit einem bevorzugt streifenförmigen Leimauftrag 40 versehen und vorzugsweise durch Zusammenpressen verklebt bzw. verleimt, so dass sich eine geschlossene Hülle mit verklebter Rückwand 12 (nun obenliegend) ausbildet. Alternativ kann der Leimauftrag auch schon vor dem Durchlaufen der Faltstation 38 in einer dezidierten Leimstation oder dergleichen erfolgen.
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Nun erst, in der Trennstation 42, werden die hüllenartigen Bahnabschnitte in der gewünschten Länge an den vorgesehenen Trennstellen durch Schneidmesser oder dergleichen getrennt und dadurch in separate Zwischenprodukte in Gestalt von Versandtaschenrohlingen vereinzelt. Hier im Beispiel bilden sich dadurch separierte Zwischenprodukte mit jeweils einer vorlaufenden Bodenklappe 14 und einer nachlaufende Verschlussklappe 16 im Bereich der zuvor eingebrachten Seiteneinschnitte aus. Alternativ kann die Rolle bzw. Anordnung von Bodenklappe 14 und Verschlussklappe 16 vertauscht sein.
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Bei dem Trennschnitt 44 kann es sich im einfachsten Fall um einen geradlinigen Schnitt quer zur Transportrichtung 18, also in Maschinenquerrichtung 32, handeln. Je nach Versandtaschentyp und Schneidmesseranordnung sind aber auch komplexere Schnittlinien realisierbar.
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Insbesondere ist es bei einem sogenannten „Zero-Waste-Format“ ohne seitliche Ausschnitte möglich, stufenartige Trenn- oder Konturschnitte derart in die Bahn einzubringen, dass eine vorspringende Kontur der sich ausbildenden Verschlussklappe 16 komplementär zu einem korrespondierenden Rücksprung in der Bodenklappe 14 (oder umgekehrt) ist. Das heißt, es gibt idealerweise keinerlei Materialverschnitt bzw. Schnittabfall.
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Alternativ zu einem direkten Trennschnitt 44 in der Trennstation 42 kann dort zunächst eine entsprechende Perforation der Bahn erfolgen, die anschließend beispielsweise durch Beschleunigen des vorlaufenden Bahnabschnitts relativ zum nachlaufenden Bahnabschnitt auseinandergerissen wird. Die Perforationslinie ist in diesem Fall ein verfahrensmäßiger Vorläufer oder Initiator der Trennlinie.
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Um mit geringem apparativen Aufwand und unter Beibehaltung der Transportrichtung 18 eine unterbrechungsfreie Weiterverarbeitung zu ermöglichen, werden die vereinzelten Versandtaschenrohlinge einer Drehstation 46 übergeben, die hier im Beispiel eine Drehung 48 der Versandtaschenrohlinge um 90° innerhalb der horizontalen Transportebene durchführt. Das heißt, das jeweilige Zwischenprodukt wird in der Draufsicht von oben, vorliegend gegen den Uhrzeigersinn, um eine vertikale Drehachse 50 gedreht, bis es quer zur Transportrichtung 18 ausgerichtet ist.
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Die Drehachse 50 liegt bevorzugt in einem zentralen Bereich nahe dem Flächenschwerpunkt des Zwischenprodukts, so dass idealerweise eine Neuausrichtung oder Mittenzentrierung des Zwischenprodukts in Maschinenquerschnittsrichtung 32 nach der Drehung 48 entfallen kann.
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Bevorzugt erfolgt die Drehung 48 während des Weitertransports in Transportrichtung 18. Das heißt, die Drehachse 50 bewegt sich in Transportrichtung 18 gesehen während der Drehung mit dem Produktstrom mit. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch mindestens einen mit einem Rotationsantrieb versehenen Drehteller, der auf einem umlaufenden Transportband angeordnet ist und das Zwischenprodukt von unten untergreift. In der Praxis sind bevorzugt mehrere solche umlaufenden Drehteller in geeigneten Abständen auf dem Transportband angeordnet, um einen kontinuierlichen, unterbrechungsfreien Weitertransport der von der Trennstation 42 übergebenen Zwischenprodukte zu gewährleisten.
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Nach dem Drehen, hier um Beispiel um 90°, werden die Zwischenprodukte einer Rillstation 52 zugeführt, die mittels eines Rillmessers oder dergleichen eine in Längsrichtung der Vorrichtung 2 (entsprechend der Querrichtung im Zwischenprodukt) verlaufende Rillung 54 im jeweiligen Zwischenprodukt erzeugt. Diese Rillung 54 dient anschließend als Falzlinie, an der die Bodenklappe 14 umgelegt werden kann (Bodenrillung).
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In entsprechender Weise kann in der Rillstation 52 oder in einer vor- oder nachgelagerten separaten Rillstation eine Rillung zum späteren Umklappen der Verschlussklappe 16 (in der Regel erst durch den Benutzer) in das Zwischenprodukt eingebracht werden.
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Anschließend erfolgt in einer auch als Leimwerk bezeichneten Leimstation 56 ein bevorzugt streifenförmiger Leimauftrag 58 an geeigneter Stelle auf das Zwischenprodukt als Vorbereitung für das nachfolgende Verkleben der Bodenklappe 14.
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In einer von der Funktionsweise her zur Faltstation 38 für die Seitenklappen 30 analogen Faltstation 60 erfolgt mittels eines geeignet angeordneten Faltmessers 61 oder einer Faltschlaufe oder dergleichen das Umlegen oder Umklappen der Bodenklappe 14 in die gewünschte Endlage. In der nachfolgenden Anpressstation 62 wird die umgelegte Bodenklappe 14 im Bereich des Leimauftrags 58 fest an die Hülle der Versandtasche 4 angepresst und dadurch mit ihr verklebt.
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In der nachfolgenden Streifen-Applikationsstation 64 wird vorteilhafterweise mindestens ein mit Haftklebeleim versehener Schutz- oder Abdeckstreifen 66, etwa aus Silikonpapier, auf die Verschlussklappe 16 aufgebracht. Nach dem Abziehen des Abdeckstreifens 66 kann der Benutzer später mittels des freigelegten Leimstreifens die Verschlussklappe 16 dauerhaft verschließen. Weiterhin kann in der Streifen-Applikationsstation 64 ein Aufreißstreifen 68, etwa aus Kunststoff, auf die Verschlussklappe 66 appliziert werden. Durch eine an sich bekannte Kombination derartiger Streifen wird einfaches Verschließen der Versandtasche 4 beim Erstversand, dann ein einfaches Öffnen beim Empfänger und schließlich ein Wiederverschließen bei einer Retourensendung ermöglicht.
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In besonders vorteilhafter Weise erfolgt das Aufbringen des oder der Abdecksteifen 66 und des Aufreißstreifens 68 auf die Verschlussklappe zeitgleich parallel, etwa indem die Streifen, wie in 1 angedeutet parallel nebeneinander über eine gemeinsame Applikationswalze 69 geführt werden.
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Schließlich werden die verkaufsfertigen Versandtaschen 4 in einer Ablagestation 70 auf einem Ablagestapel 20 abgelegt.
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Es versteht sich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung mannigfache Detailänderungen möglich sind. Insbesondere ist mit Hilfe weiterer (optionaler) Funktionselemente nach der Trennstation 42, insbesondere nach der Drehstation 46, die Herstellung eines sogenannten Kreuzbodens möglich.
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Wie in 1 angedeutet, kann man die Bearbeitungsstationen 26, 34, 38 als Teil einer ersten Bearbeitungsstrecke 80 ansehen, in der die zusammenhängende Materialbahn 6 während des Vorschubs bearbeitet wird und an deren Ende die Trennstation 42 steht. Die nachfolgenden Bearbeitungsstationen 46, 52, 56, 60, 62, 64, 70 bilden eine zweite Bearbeitungsstrecke, in der die bereits vereinzelten Zwischenprodukte bearbeitet werden. Die Drehstation 46 steht zweckmäßigerweise am Anfang dieser Strecke.
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Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Vorrichtung 2 bevorzugt derart ausgelegt, dass damit verschiedene Typen und/oder Formate von Versandtaschen 4 hergestellt werden können. Entsprechende Schnitt- und Faltmuster sind in 2 bis 5 dargestellt. Hierzu gehören:
- • Standard-Versandtaschen mit/ohne Seitenfalte wie oben im Zusammenhand mit 1 beschrieben (2 und 3).
- • Versandtaschen mit überfaltetem Boden mit/ohne Seitenfalte
- • Versandtaschen im weiter oben bereits erwähnten Zero-Waste-Format (4)
- • Versandtaschen mit Kreuzboden (5)
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Der Formatbereich für alle Versandtaschen 4 reicht typischerweise von 229 x 305 mm bis 375 x 475 mm.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Vorrichtung
- 4
- Versandtasche
- 6
- Materialbahn
- 10
- Vorderwand
- 12
- Rückwand
- 14
- Bodenklappe
- 16
- Verschlussklappe
- 18
- Transportrichtung (Maschinenlängsrichtung)
- 20
- Ablagestapel
- 22
- Abwicklungsstation
- 24
- Materialrolle
- 26
- Rillstation
- 28
- Rillung
- 30
- Seitenklappe
- 32
- Maschinenquerrichtung
- 34
- Formschneidstation
- 36
- Formschnitt
- 38
- Faltstation
- 39
- Faltmesser
- 40
- Leimauftrag
- 42
- Trennstation
- 44
- Trennschnitt
- 46
- Drehstation
- 48
- Drehung
- 50
- Drehachse
- 52
- Rillstation
- 54
- Rillung
- 56
- Leimstation
- 58
- Leimauftrag
- 60
- Faltstation
- 61
- Faltmesser
- 62
- Anpressstation
- 64
- Streifen-Applikationsstation
- 66
- Abdeckstreifen
- 68
- Aufreißstreifen
- 69
- Applikationswalze
- 70
- Ablagestation
- 80
- erste Bearbeitungstrecke
- 82
- zweite Bearbeitungstrecke
- 90
- Selbstklebestreifen
- 92
- Aufreißstreifen
- 94
- Bodenfalz
