DE102022113464A1

DE102022113464A1 - System zum umwandeln eines bahnförmigen ausgangsmaterials in verpackungstaschen

Info

Publication number: DE102022113464A1
Application number: DE102022113464.4A
Authority: DE
Inventors: Bastian Schalk; Mark Kollmer
Original assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Current assignee: Sprick Bielefelder Papier und Wellpappenwerke and Co GmbH
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2023227788A2; WO2023227788A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt, insbesondere aus Papier oder Pappe, in Verpackungstaschen, umfassend eine Einzugsvorrichtung zum Abziehen des bahnförmigen Ausgangsmaterials, eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmehohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Leiteinrichtung zum Führen einer vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen. Ein bahnförmige Ausgangsmaterial definiert eine Bahnlängsrichtung und dehnt sich zwischen zwei gegenüberliegenden Längsrändern aus. Das bahnförmige Ausgangsmaterial besteht vorzugsweise aus Papier oder Pappe.
Verpackungstaschen, eine Verpackungsmaterialbahn und Verpackungsmaterialzuschnitte sind aus DE 10 2020 114 1 A1 bekannt. Solche Verpackungstaschen, etc. werden in der Verpackungsindustrie dazu eingesetzt, Gegenstände, insbesondere Versandartikel, zu verpacken, insbesondere um diese während dem Versand vor Beschädigungen zu schützen.
Zwar sind verschiedene Anlagen bekannt, um aus Verpackungsmaterialbahnen Verpackungstaschen zum Aufnehmen von Gegenständen wie Versandartikel zu bilden.
US 9,725,194 B2 und EP 2 840 027 B1 beschreiben Anlagen zum automatischen Verpacken von Gegenständen auf einer Gleitebene. Ein Bahnmaterial wird aus einer Zuführebene in die Gleitebene umgelenkt. Beim Umlenken wird das Verpackungsbahnmaterial an kantigen Keilen entlang gezogen, sodass längliche Rillen in das Verpackungsbahnmaterial eingebracht werden. Stromabwärts der Keile soll das Verpackungsbahnmaterial umgefaltet werden, um eine Verpackungsmaterialbahn zu bilden, aus der Zuschnitte entnommen werden können. Die Anlage hat eine große Länge in der Bahnlängsrichtung und weist somit einen großen Fußabdruck auf, was im Hinblick auf begrenzte Räumlichkeiten in einem Versandzentrum unerwünscht ist. Das Einbringen von Rillen mithilfe von Kanten hat sich als häufige Ursache für Bahnabrisse erwiesen, was störend für eine kontinuierliche Herstellung von Verpackungsmaterialbahn und Abschnitte daraus ist. Die Anlage nach einem Materialabriss, nach dem Verbrauch eines Materialbahnvorrats oder zur Initialen Inbetriebnahme der Anlagen in Betrieb zu nehmen, muss die vorlaufende Kante des Bahnmaterials von dem Materialbahnvorrat entlang der verschiedenen Lenkrollen, um Ecken herum und durch enge Spalten eingefädelt werden. Das Einfädeln erfordert einen enormen manuellen Aufwand und ist daher sehr zeitintensiv. Während dem Einfädeln steht die Anlage praktisch still, sodass in dieser Zeit keine Gegenstände verpackt werden können.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein effizient verwendbares System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials bereitzustellen, welche bei geringem Raumbedarf einfach, sicher und verlässlich in der Handhabung und zum Verpacken unterschiedlichster Gegenstände, insbesondere mit besonders kurzen Rüstzeiten, geeignet ist.
Demnach ist ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials vorgesehen, wobei das Ausgangsmaterial eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt. Insbesondere umfasst das Ausgangsmaterial, insbesondere überwiegend, d. h. wenigstens 75 %, insbesondere wenigstens 80 %, vorzugsweise wenigstens 90 %, Papier oder Pappe oder besteht daraus.
Bahnförmiges Material oder Bahnmaterial, wie das Ausgangsmaterial, hat eine Bahnlängsrichtung. Das bahnförmige Material hat vorzugsweise eine konstante Bahn-/Materialdicke. Bahnförmiges Material dehnt sich im Allgemeinen in Bahnbreitenrichtung quer zur Bahnlängsrichtung aus und weist quer zur Bahnrichtung betrachtet insbesondere eine kontante Breite auf. In der Bahnbreitenrichtung hat das bahnförmige Material gegenüberliegende Längsränder. In Bahnbreitenrichtung endet die Verpackungsmaterialbahn beziehungsweise das bahnförmige Ausgangsmaterial an jeweils einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Längsrand bzw. an einer Längskante. Beispielsweise besitzt das bahnförmige Ausgangsmaterial eine Breite von wenigstens 200 mm und insbesondere von höchstens 2000 mm. Beispielsweise beträgt die Breite in etwa 500 mm. Bahnförmiges Material hat im Allgemeineren sehr viel größere Maße in der Bahnlängsrichtung als in der Bahnbreitenrichtung, beispielsweise kann die Erstreckung des Bahnmaterials in der Bahnlängsrichtung wenigstens 20-mal, wenigstens 50-mal, wenigstens 100-mal, wenigstens 1000-mal größer sein als in Bahnbreitenrichtung. Bahnförmiges Material hat im Allgemeineren sehr viel größere Maße in der Bahnbreitenrichtung als in der Dickenrichtung, beispielsweise kann die Erstreckung des Bahnmaterials in der Bahnbreitenrichtung wenigstens 20-mal, wenigstens 50-mal, wenigstens 100-mal, wenigstens 1000-mal größer sein als die Bahn/-Materialdicke. Optional ist wenigstens ein an einem Längsrand angrenzender Längsrandstreifen wenigstens abschnittsweise mit einem kaltsiegelfähigen Klebstoff versehen. Die Klebebreite des mit kaltsiegelfähigem Klebstoff versehenen Längsrandstreifens kann wenigstens 10 mm und insbesondere höchstens 300 mm, 250 mm oder höchstens 200 mm betragen. Beispielsweise können beide gegenüberliegenden Längsränder mit kaltsiegelfähigem Klebstoff versehen sein.
Das bahnförmige Material ist vorzugsweise überwiegend oder vollständig aus einem zellulosebasierten Werkstoff gebildet. Insbesondere kann das bahnförmige Material aus Papier, wie Recyclingpapier, und/oder Pappe, insbesondere Wellpappe gebildet sein. Vorzugsweise ist ein bahnförmiges Material insbesondere aus Papier oder Pappe, insbesondere Wellpappe, bereitgestellt. Die Materialbahn kann aus Papier, wie Recyclingpapier, 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% Recyclingpapier, insbesondere auf Basis von 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*m^2/g, vorzugsweise mit einem Berstindex von 0,8 kPa*m^2/g bis 2,5 kPa*m^2/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 bahnförmige Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
Das erfindungsgemäße System umfasst eine Einzugsvorrichtung zum Abziehen des bahnförmigen Ausgangsmaterials, insbesondere von einem Materialbahnvorrat, wie einer Vorratsrolle. Die Einzugsvorrichtung kann beispielsweise gegenüberliegende Förderrollen, Förderwalzen oder dergleichen umfassen. Es kann bevorzugt sein, dass die Einzugsvorrichtung eine Antriebseinheit, wie einen Elektromotor aufweist, der wenigstens eine Förderrolle oder -Walze antreibt. Vorzugsweise ist die Einzugsvorrichtung dazu ausgelegt, das bahnförmige Ausgangsmaterial von einem Materialbahnvorrat abzuziehen, beispielsweise einem zickzackgefalteten Vorratsstapel, der auch als Leporellostapel bezeichnet sein kann, oder von einer Vorratsrolle.
Das erfindungsgemäße System umfasst ferner eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmehohlraum. Die Umformvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, das, insbesondere ursprünglich flache, bahnförmige Ausgangsmaterial in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umzuformen. Vorzugsweise hat der Aufnahmehohlraum der Materialbahn eine sich in der Bahnlängsrichtung erstreckende Einlegeöffnung. Insbesondere wird der Aufnahmehohlraum begrenzt durch einen gegenüber der Einlegeöffnung gebildeten Taschengrund sowie seitlich durch hervorstehende Flügel der Materialbahn. Die Materialbahn kann beispielsweise mit einem V- förmigem Querschnitt geformt werden. Die Umformvorrichtung kann beispielsweise dazu ausgestaltet sein, ein ursprünglich flaches bahnförmiges Ausgangsmaterial umzuformen, indem wenigstens ein Flügel, der sich entlang einem ersten (beispielweise im Sinne der Förderrichtung rechten) oder zweiten (beispielsweise im Sinne der Förderrichtung linken) Längsrand erstreckt auf den anderen Flügel zu gebogen oder gefaltet wird. Alternativ kann die Materialbahn mit einem U-förmigem Querschnitt geformt werden. Die Umformvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, gegenüberliegende Flügel an beiden gegenüberliegenden Längsrändern des ursprünglich flachen bahnförmigen Ausgangsmaterials unter Ausbildung eines sich entlang der Mitte des Bahnmaterials erstreckenden Rückens auf einander zu biegen oder zu falten. In dem System zum Umwandeln des bahnförmigen Ausgangsmaterials ist die Umformvorrichtung vorzugsweise in Förderrichtung nachfolgend zu der Einzugsvorrichtung angeordnet.
Das erfindungsgemäße System umfasst eine Leiteinrichtung zum Führen einer vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung. Durch die Leiteinrichtung wird das Ausgangsmaterial sicher von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung geleitet. Indem die Leiteinrichtung eine sichere Übergabe der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials von der Einzugsvorrichtung an die Umformvorrichtung gewährleistet, kann ein Rüstvorgang zur Inbetriebnahme des Systems mit einer neuen Materialbahn beispielsweise nach Verbrauch eines Materialbahnvorrats oder im Anschluss an einen unbeabsichtigten Abriss der Materialbahn in der Umformvorrichtung erheblich beschleunigt werden. Indem eine Leiteinrichtung bereitgestellt ist, entlang der das bahnförmige Ausgangsmaterial und insbesondere eine vorlaufende Kante davon von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung geführt ist, kann der erforderliche manuelle Rüstaufwand in erheblichem Maße reduziert oder sogar vollständig vermieden werden.
In Förderrichtung ist die Umlenkung hinter der Einzugsvorrichtung am Eingangsbereich der Umformvorrichtung angeordnet. Insbesondere kann die Umformvorrichtung derart auf das bahnförmige Ausgangsmaterial, die Einzugsvorrichtung und/oder die Umformvorrichtung abgestimmt sein, dass das bahnförmige Ausgangsmaterial an der Umformvorrichtung, insbesondere entlang einer zumindest teilweisen Umschlingung der Umformvorrichtung, eine flache bahnförmige Erstreckung aufweist. Eine flache bahnförmige Erstreckung des bahnförmigen Ausgangsmaterials ist insbesondere in Bezug auf die Erstreckung des Ausgangsmaterials in der Bahnbreitenrichtung zu verstehen. In der Förderrichtung bzw. der zur Förderrichtung korrespondierenden Bahnlängsrichtung kann das flache bahnförmige Ausgangsmaterial insbesondere durch Umlenkung, die Einzugsvorrichtung sowie gegebenenfalls eine Tragrolle oder dergleichen, entlang einem gekrümmten Verlauf geführt sein, wobei der gekrümmte Verlauf beispielsweise abschnittsweise C- oder S-förmig sein kann. Vorzugsweise ist die Umlenkung dazu ausgestaltet, den Verlauf des bahnförmigen Ausgangsmaterials in der Förderrichtung zu ändern, beispielsweise um wenigstens 10° und/oder nicht mehr als 180°.
Die Umlenkung kann beispielsweise als Walze, insbesondere als idealzylindrische Walze geformt sein. Vorzugsweise kann eine als Walze ausgebildete Umlenkung einstückig sein und erstreckt sich entlang der Breite des bahnförmigen Ausgangsmaterials. Alternativ kann eine als Walze gebildete Umlenkungen konvex geformt sein, wobei der Durchmesser im jeweiligen Endbereich der Walze kleiner ist als der Durchmesser in der Mitte. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Umlenkung einen positiven Einfluss auf die ihr in Flussrichtung nachgeschalteten Umformvorrichtung sowie auf das bahnförmige Ausgangsmaterial ausübt, und dass das bahnförmige Ausgangsmaterial relativ zur Umformvorrichtung mittig im System gehalten wird, wodurch zum einen das System besonders kompakt gestaltet sein kann und zum anderen im Wesentlichen auf Führungsmittel zum seitlichen Führen des bahnförmigen Ausgangsmaterials verzichtet werden kann. Ferner kann durch eine konvexe Bauform der Umlenkung das bahnförmige Ausgangsmaterial vorgedehnt werden, so dass der ihr nachgenschaltete Umformprozess vereinfacht und gegebenenfalls prozesssicherer gestaltbar ist, und die Fördergeschwindigkeit erhöht sein kann. Unter dem Begriff der konvexen Bauform versteht sich vorzugsweise eine stetig gewölbte Bauform. Alternativ sind aber auch Abstufungen denkbar, welche einer konvexen Silhouette nahekommen. In einfacher Weise ist nur eine einzelne Abstufung vorhanden, wobei die als Walze ausgebildete Umlenkung der Form eines Doppelkegelstumpfes gleicht, und im mittleren Bereich dieser Walze der Durchmesser am größten ist und im jeweiligen Endbereich der Walze der Durchmesser kleiner ist. Konvexe Bauformen einer solchen als Walze ausgebildeten Umlenkung haben sich bestens bewährt, wobei die verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten hinsichtlich einer sich ergebenden Reibung zwischen dem bahnförmigen Ausgangsmaterial und der Walze keinen erkennbaren Einfluss haben.
Es ist denkbar, dass die Umlenkung zusammengesetzt ist aus mehreren in Querrichtung über die Breite des bahnförmigen Ausgangsmaterials nebeneinander gegebenenfalls verteilt angeordneten Walzen- und/oder Rollenabschnitten. Diese Mehrzahl von Walzen- und/oder Rollenabschnitten verfügen entlang einer geraden Mittellängsachse über einen gemeinsamen Drehpunkt. Dabei kann eine zuvor genannte konvexe Bauform einer Umlenkung mit einer Umlenkwalze oder -rolle aus mehreren Abschnitten realisierbar sein, insbesondere indem zumindest einzelne Walzen- und/oder einzelne Rollenabschnitte verschiedene Außendurchmesser aufweisen, wobei bevorzugt die Gesamtschau aller zu einer Umlenkrolle oder -walze zusammen gesetzten Walzen- und/oder Rollenabschnitte ein konvexes Gebilde nach Art einer konvexen einhüllenden Silhouette darstellen.
Es kann bevorzugt sein, dass die Umlenkung mit einem Tänzer zusammenwirkt, welcher der Umlenkung in Förderrichtung vorgeschaltet ist. Prinzipiell kann ein solcher Tänzer als Rolle ausgebildet sein. Der Tänzer kann ein Spannmittel realisieren, durch welches das bahnförmige Ausgangsmaterial zwischen Einzugsvorrichtung und Umformvorrichtung stets auf Spannung gehalten wird. Die Spannkraft ist voreinstellbar und bewirkt einen prozesssicheren Umform- und Abfördervorgang, wie später noch näher erläutert wird.
Vorzugsweise umfasst die Umlenkung ein teilzylindrisches oder zylindrisches, insbesondere rotierendes, den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bestimmendes Mittel, das vorzugsweise durch eine, insbesondere eine einzige, Umlenkrolle realisiert ist. Durch die Umlenkung kann das System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen auf besonders raumsparende Weise realisiert werden. Zudem kann durch das Vorsehen einer Umlenkung das Risiko von Abrissen des bahnförmigen Ausgangsmaterials im Vorlauf der Umformvorrichtung erheblich reduziert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Systems definiert die Leiteinrichtung einen, insbesondere trichterförmigen, Kanal. Der Kanal ist durch mehrere Leitelemente gebildet, die mit der vorlaufenden Kante des Ausgangsmaterials in einen Berührkontakt, insbesondere einen Gleitkontakt oder einen Mitnahmekontakt, bringbar sind. Die Leitelemente definieren einen begrenzten Pfad für das bahnförmige Ausgangsmaterial von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung. Durch den Berührkontakt zwischen der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials und wenigstens eines Leitelements ist der vorbestimmte Pfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials begrenzt. Dadurch wird das bahnförmige Ausgangsmaterial sicher von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung geführt.
Gemäß einer optionalen Weiterbildung des Systems, verjüngt sich der Kanal in der Förderrichtung des bahnförmigen Ausgangsmaterials, vorzugsweise verjüngt sich dabei die Kanalhöhe in der Vertikalrichtung. Der sich verjüngende Kanal kann am Ausgangsbereich der Einzugsvorrichtung eine größere Weite, insbesondere Kanalhöhe, haben als am Eingangsbereich der Umformvorrichtung. So kann das bahnförmige Ausgangsmaterial ungehindert von der Einzugsvorrichtung an die Leiteinrichtung übergeben und mit minimiertem Papierstaurisiko von der Leiteinrichtung der Umformvorrichtung zugeführt werden.
Vorzugsweise umfasst die Leiteinrichtung wenigstens ein erstes Leitelement, das eine erste, insbesondere in der Vertikalrichtung untere, Seite des Kanals begrenzt, und/oder wenigstens ein zweites Leitelement, das eine zu der ersten Seite gegenüberliegenden zweite, insbesondere in der Vertikalrichtung obere, Seite des Kanals begrenzt. Der Kanal kann an einer oder mehreren Seiten, insbesondere in der Breitenrichtung, offen sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Systems umfasst die Leiteinrichtung mehrere Leitelemente, die in Bezug auf die Förderrichtung nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind. Beispielsweise kann die Leiteinrichtung mehrere in der Förderrichtung hintereinander angeordnete Leitelemente, wie Leitbleche und/der Leitstangen, umfassen, die gemeinsam die mit der Leiteinrichtung überbrückte Distanz realisieren. Beispielsweise kann die Leiteinrichtung in der Förderrichtung unterschiedliche, insbesondere verschiedenartige, hintereinander angeordnete Leitelemente aufweisen, etwa ein starres Leitelement und ein in Förderrichtung dahinter angeordnetes förderbewegliches Leitelement. Zusätzlich oder alternativ kann die Leiteinrichtung mehrere quer zur Förderrichtung, insbesondere in der Breitenrichtung, nebeneinander angeordnete Leitelemente aufweisen. Nebeneinander angeordnete Leitelemente können beispielsweise schienen- oder gitterartig nebeneinander angeordnete Leitstangen sein, die gemeinsam eine Fläche aufspannen, auf der das bahnförmige Ausgangsmaterial und dessen vorlaufende Randkante abgleiten kann.
Vorzugsweise kann bei einer Ausführung eines Systems vorgesehen sein, dass die Leiteinrichtung eine Distanz zwischen der Einzugsvorrichtung und der Umformvorrichtung überbrückt. Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens ein, insbesondere erstes, Leitelement vollständig von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung. Das erste Leitelement kann sich vom Ausgangsbereich der Einzugsvorrichtung unterbrechungsfrei zum Eingangsbereich der Umformvorrichtung erstrecken. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass sich wenigstens ein, insbesondere zweites, Leitelement über zumindest die Hälfte, insbesondere zwei Drittel, vorzugsweise drei Viertel, besonders bevorzugt neun Zehntel, der Distanz erstreckt. Die Leiteinrichtung kann mehrere gleich oder unterschiedlich lange Leitelemente umfassen.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Systems überbrückt die Leiteinrichtung einen Höhenunterschied zwischen einem Ausgangsbereich der Einzugsvorrichtung und dem in der Vertikalrichtung oberhalb des Ausgangsbereichs angeordneten Eingangsbereichs der Umformvorrichtung. Eine solche Leiteinrichtung führt das bahnförmige Ausgangsmaterial entlang eines vertikal ansteigenden Pfades von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung. Indem die Umformvorrichtung vertikal versetzt zur Einzugsvorrichtung angeordnet ist, kann ein besonders platzsparendes System realisiert werden.
Gemäß einer Ausführung des Systems umfasst die Leiteinrichtung wenigstens ein starres Leitelement, wie eine Leitstange, ein Leitblech oder dergleichen. Insbesondere umfasst die Leiteinrichtung mehrere starre Leitelemente. Bei starren Leitelementen kann ein Berührkontakt mit der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials als Gleitkontakt realisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Leiteinrichtung wenigstens ein förderbewegliches Leitelement, wie einen Riemen, zum Mitnehmen der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials. Bei förderbeweglichen Leitelementen kann ein Berührkontakt mit der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials als Mitnahme- kontakt sowie gegebenenfalls als Gleitkontakt realisiert werden. Es kann bevorzugt sein, dass das förderbewegliche Leitelement mit der Umformvorrichtung zumindest teilweise, insbesondere in einem Eingangsbereich der Umformvorrichtung, in Eingriff steht. Beispielsweise kann das förderbewegliche Leitelement realisiert sein als ein Riemen für einen Mitnahmeberührkontakt mit der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials, wobei dieser Riemen in einem teilumfänglichen Kontakt mit einer Umlenkung, wie einer Umlenkrolle, am Eingang der Umformvorrichtung steht, um eine verlässliche Übergabe des bahnförmigen Ausgangsmaterials an die Umformvorrichtung zu gewährleisten.
Vorzugsweise steht das förderbewegliche Leitelement mit der Umformvorrichtung zumindest teilweise, insbesondere in einem Eingangsbereich der Umformvorrichtung, in Eingriff. Bevorzugt umfasst die Umformvorrichtung eine Umlenkung, wie eine Umlenkrolle, die wenigstens eine Wendung des bahnförmigen Ausgangsmaterials in einem Eingangsbereich der Umformvorrichtung vorgibt. Vorzugsweise weist die Umlenkung, insbesondere die Umlenkrolle, in einem Umfangskontaktbereich von wenigstens 10°, insbesondere wenigstens 45°, vorzugsweise wenigstens 60°, besonders bevorzugt wenigstens 90°, auf, der mit dem bahnförmigen Ausgangsmaterial in Kontakt bringbar ist. Insbesondere ist das förderbewegliche Leitelement, wie ein Riemen, in Bezug auf eine durch die Umlenkung definierte Umlenkachse radial außenseitig mit dem bahnförmigen Ausgangsmaterial in Berührkontakt bringbar, wobei der Halteriemen zumindest in einem Teil, insbesondere in zumindest einem Großteil, des Umfangskontaktbereichs, an das bahnförmige Ausgangsmaterial anlegbar ist.
Insbesondere erstreckt sich der Halteriemen in der Bahnbreitenrichtung über weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als ein Drittel, vorzugsweise weniger als 15 % der axialen Länge der Umlenkung und/oder einer Ausgangsbreite des bahnförmigen Ausgangsmaterials. Der Halterriemen ist vorzugsweise durch wenigstens zwei, insbesondere drei, Riemenwalzen geführt, wobei der Halteriemen zwischen einer ersten und einer zweiten Riemenwalze an der Umlenkung, insbesondere der Umlenkrolle, anliegt. Es kann zweckmäßig sein, dass der Halteriemen mit einem Halteriemenantrieb gefördert wird, insbesondere mit einer Riemengeschwindigkeit entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit der Umlenkrolle. Insgesamt kann die Riemengeschwindigkeit bei Betrieb durch den Halteriemenantrieb so dimensioniert sein, dass sie der Abzugsgeschwindigkeit entspricht oder sie übersteigt. Bei letztgenannter Ausführung kann die Riemengeschwindigkeit der Geschwindigkeit der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials voreilen, so dass der Riemen gegenüber der vorlaufenden Kante stets in einen mitnehmenden Berührkontakt stehen kann oder an der vorlaufenden Kante sogar etwas ziehend wirken kann. Die Spannweite einer voreilenden Geschwindigkeit kann sich im Bereich von 1% bis 20% gegenüber der Geschwindigkeit der vorlaufenden Kante bewegen. Optional kann der Halteriemen freilaufend ausgeführt sein. Dazu kann wenigstens eine der Riemenwalzen mit einem Freilauf ausgestattet sein. Primär ist jedoch die mit dem Antriebsmotor verbundene Riemenwalze mit dem Freilauf ausgestattet. Insbesondere sind bei einer Riemen-Umlenkwalze deren drehbare Lagerung und deren Freilauf koaxial zueinander ausgerichtet. Insbesondere bei der Neuinstallation des bahnförmigen Ausgangsmaterials in das System hat sich der freilaufende Halteriemen als Installationshilfe sehr hilfreich erwiesen, weil damit das bahnförmige Ausgangsmaterial gegen ein Rücklaufen gehalten werden kann. Die Verwendung eines Halteriemens hat sich insbesondere in Kombination mit großen Umfangskontaktbereichen als zweckmäßig erwiesen.
Insbesondere umfasst die Umformvorrichtung wenigstens ein Faltmittel, wie eine Faltwalze, das mit der Materialbahn in einen Berührkontakt, wie einen Rollkontakt, einen Gleitkontakt oder dergleichen, bringbar oder gebracht ist. Das Faltmittel kann insbesondere dazu ausgelegt und eingerichtet sein, gegen die Materialbahn zu drängen. Das Faltmittel kann derart relativ zu wenigstens einem anderen den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel, insbesondere wenigstens einem förderstromaufwärts, förderstromabwärts, in Bezug auf die Förderrichtung rechts oder links relativ zu dem Faltmittel, angeordnet sein, dass das Faltmittel gemeinsam mit dem wenigstens einen anderen Mittel eine Deformation einer ursprünglich flachen bahnförmigen Erstreckung veranlasst. Insbesondere ist auch das wenigstens eine andere den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel in einen Berührkontakt mit dem Ausgangsmaterial bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht.
Vorzugsweise umfasst die Umformvorrichtung vorzugsweise wenigstens ein Faltmittel, wie eine Faltwalze. Die Umformvorrichtung umfasst wenigstens ein Faltmittel, wie eine Faltwalze, das zum Einbringen von zwei von einem Taschengrund hervorstehenden Flügeln in das bahnförmige Ausgangsmaterial quer zur Bahnlängsrichtung zwischen den gegenüberliegenden Längsrändern gegen die Materialbahn drängt. Vorzugsweise drängt das Faltmittel in der Bahnbreitenrichtung insbesondere mittig zwischen den gegenüberliegenden Längsrändern gegen die Materialbahn.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Umlenkung in Relation zu einer Vertikalrichtung in einem oberen Eingangsbereich, insbesondere an einem oberen Ende, der Umformvorrichtung angeordnet, wobei insbesondere das bahnförmige Ausgangsmaterial in der Umformvorrichtung mit einer Förderrichtung geführt ist, die in Relation zu einer Vertikalrichtung abwärts ausgerichtet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung eines Systems ist die Einzugsvorrichtung dazu ausgelegt und eingerichtet, die vorlaufende Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials durch die Leiteinrichtung von der Einzugsvorrichtung zur Umformvorrichtung zu schieben. Insbesondere ist die Einzugsvorrichtung dazu ausgelegt, die vorlaufende Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials von der Einzugsvorrichtung in Vertikalrichtung aufwärts durch die Leiteinrichtung zur Umformvorrichtung zu schieben. Vorzugsweise ist die schiebende Einzugsvorrichtung zur Verwendung mit einem bahnförmigen Ausgangsmaterial umfassend oder bestehend aus Papier oder Pappe, insbesondere Wellpappe, vorgesehen, insbesondere damit kombiniert. Die schiebende Einzugsvorrichtung ist vorzugsweise zum Fördern des bahnförmigen Ausgangsmaterials über eine Distanz von wenigstens 20 cm, insbesondere wenigstens 50 cm, durch die Leiteinrichtung ausgelegt und eingerichtet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sich bahnförmiges Ausgangsmaterial wider Erwarten und entgegen gängiger Vorurteile mithilfe einer Leiteinrichtung zu einer Umformvorrichtung schieben lässt. Indem das Bahnmaterial durch eine motorbetriebene Einzugsvorrichtung durch die Leiteinrichtung zur Umformvorrichtung geschoben wird, kann auf ein mühsames manuelles Einfädeln verzichtet werden. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann das bahnförmige Ausgangsmaterial sogar auch entlang größerer Distanzen innerhalb des Systems, sowie auch entlang bogenförmiger oder S-förmiger Bahnverläufe gefördert werden, wobei je nach Ausführung des Systems typische Streckenlängen auch bis zu 150 cm betragen können.
Gemäß einer Ausführung eines Systems kann die Einzugsvorrichtung wenigstens eine angetriebene Einzugswalze und wenigstens eine damit kooperierende, insbesondere angetriebene oder getriebene, Einzugswalze umfassen. Die Einzugsvorrichtung hat eine Betriebsstellung, in der die angetriebene Einzugswalze und die kooperierende Einzugswalze zum Ergreifen des bahnförmigen Ausgangsmaterials an einander angenähert sind, wobei insbesondere eine Vorspannkraft die angetriebene Einzugswalze und die damit kooperierende Einzugswalze gegeneinander drängt, und wobei die Einzugsvorrichtung eine Einrichtstellung hat, in der die angetriebene Einzugswalze und die kooperierende Einzugswalze in einem Abstand zu einander angeordnet sind.
Gemäß einer Weiterbildung des Systems hat die Einzugsvorrichtung einen Betriebszustand, in dem die Einzugsvorrichtung dazu ausgelegt ist, das bahnförmige Ausgangsmaterial mit einer ersten, insbesondere schnellen und/oder variablen, Abzugsgeschwindigkeit zu beaufschlagen, und einen Einrichtzustand, in dem die Einzugsvorrichtung (110) dazu ausgelegt ist, das bahnförmige Ausgangsmaterial mit einer zweiten, insbesondere langsamen und/oder konstanten, Abzugsgeschwindigkeit zu beaufschlagen. Die durchschnittliche, insbesondere konstante, Abzugsgeschwindigkeit in dem Betriebszustand ist wesentlich höher als die durchschnittliche Abzugsgeschwindigkeit in dem Einrichtzustand, vorzugsweise wenigstens doppelt so groß, besonders bevorzugt wenigstens 5- oder 10-mal so groß.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das System einen Materialbahnvorrat, insbesondere eine Vorratsrolle, des bahnförmigen Ausgangsmaterials umfasst, von dem die Einzugsvorrichtung das bahnförmige Ausgangsmaterial einzieht, wobei der die Einzugsvorrichtung und der Materialbahnvorrat derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Einzugsvorrichtung der Leiteinrichtung das bahnförmige Ausgangsmaterial mit einer in der Vertikalrichtung nach oben gerichteten Krümmung, insbesondere Vorratsrollenkrümmung, und/oder einer in der Vertikalrichtung nach oben orientierten Haftbeschichtung übergibt.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung ist ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen vorgesehen, welches eine Einzugsvorrichtung, und eine Umformvorrichtung umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass die Umlenkung in Relation zu einer Vertikalrichtung an einem oberen Eingangsbereich der Umformvorrichtung angeordnet ist und/oder dass die Umlenkung wenigstens eine Wendung des bahnförmigen Ausgangsmaterials zwischen der Einzugsvorrichtung und der Umformvorrichtung vorgibt. Vorzugsweise definiert die Umformvorrichtung gemeinsam mit ihrer stromaufwärtigen Umlenkung und/oder gemeinsam mit einer stromabwärts zur Umformvorrichtung vorgesehenen Beschickvorrichtung, einen Förderpfad für die Materialbahn, entlang dem die Materialbahn sich betriebsgemäß stromabwärts bewegt. Die Vertikalrichtung kann als die Richtung bestimmt sein, welche sich relativ zu einer Aufstandsfläche, wie einem Hallenboden, auf der das System anzuordnen oder angeordnet ist, orthogonal erstreckt. Die Vertikalrichtung korrespondiert vorzugsweise zur Richtung, in der die Schwerkraft wirkt. Es kann bevorzugt sein, dass die Förderrichtung am Ausgang der Umformung zur Förderrichtung am Eingang und/oder durch die Umformvorrichtung korrespondiert. Eine Wendung kann durch einen U-förmigen Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials beschrieben werden, wobei das U beispielsweise stehend oder kopfüber orientiert sein kann. Ein S-förmiger Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials umfasst zwei Wendungen, wobei das bahnförmige Ausgangsmaterial gemäß eines liegenden oder eines stehenden S geführt sein kann. Es ist denkbar, dass das bahnförmige Ausgangsmaterial entlang eines W- oder M-förmigen Förderpfads mit drei Wendungen geführt ist. Mittels einer oder mehrerer Wendungen können in dem System Spannungen zum Führen des bahnförmigen Ausgangsmaterials und zur Vorbereitung einer taschenförmigen Umformung bereitgestellt sein. Bei einer Ausführung der Umlenkung und der Umformvorrichtung mit je wenigstens einem teilzylindrischen oder zylindrischen, insbesondere rotierenden, den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel kann es bevorzugt sein, dass die Zylinder- und/oder Drehachsen dieser Mittel raumparallel zueinander ausgerichtet sind. Durch das Anordnen einer Umlenkung kann das System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen auf besonders raumsparende Weise realisiert werden. Zudem kann durch das Vorsehen einer Umlenkung das Risiko von Abrissen des bahnförmigen Ausgangsmaterials erheblich reduziert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Systems ist die Umlenkung in Relation zu einer Vertikalrichtung oberhalb der Einzugsvorrichtung und/oder gegebenenfalls oberhalb eines Materialbahnvorrats angeordnet. Es kann bevorzugt sein, dass die Förderrichtung am Eingang der Umformung zur Förderrichtung am Ausgang und/oder durch die Umformvorrichtung korrespondiert. Bei einer Ausführung der Umlenkung und der Einzugsvorrichtung mit je wenigstens einem teilzylindrischen oder zylindrischen, insbesondere rotierenden, den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bestimmenden Mittel kann es bevorzugt sein, dass die Zylinder- und/oder Drehachsen dieser Mittel raumparallel zueinander ausgerichtet sind. Durch die Anordnung der Umlenkung oberhalb der Einzugsvorrichtung lassen sich weitere Raumsparpotenziale realisieren. Indem eine obere Umlenkung verwendet wird, statt eines im Stand der Technik zuoberst angeordneten Materialbahnvorrats, gestaltet sich die Handhabung des Systems sowohl bei der Wartung als auch beim Beladen mit neuem Ausgangsmaterial sehr viel einfacher als bei konventionellen Systemen. In vorteilhafter Weise können der Materialvorrat und die Einzugsvorrichtung in der Vertikalrichtung unmittelbar übereinander angeordnet werden, oder sie können leicht versetzt zueinander und gemäß der Vertikalrichtung im Wesentlichen übereinander angeordnet werden. Damit die Handhabung des Materialvorrats insbesondere beim Auswechseln und Nachfüllen möglichst leicht bewerkstelligt werden kann, ist die Einzugsvorrichtung bevorzugt oberhalb des Materialvorrats angeordnet. Der Materialvorrat und die Einzugsvorrichtung sind ferner benachbart zur Umformvorrichtung, insbesondere unmittelbar bei einander, angeordnet, so dass eine äußerst kompakte Bauform des Systems zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen realisierbar ist. Durch Anordnung der Umlenkung oberhalb der Einzugsvorrichtung und/oder der Umformvorrichtung kann eine besonders kompakte Bauform erreicht werden. Die Umlenkung kann auf diese Weise dazu eine besonders kompakte Bauweise des Systems bewirken. Ferner kann die Umlenkung bevorzugt als Walze ausgebildet sein. Über die Umlenkung, insbesondere die Umlenkwalze, läuft das bahnförmige Ausgangsmaterial. Sofern die Umlenkung als insbesondere idealzylindrische Walze ausgebildet ist, verlässt die Materialbahn die Umlenkung entsprechend der Kontur der Umlenkung in ebener Form und stellt das bahnförmige Ausgangsmaterial der Umformvorrichtung zur weiteren Verarbeitung in der stromabwärtigen Umformvorrichtung zur Verfügung.
Gemäß einer Ausführung des Systems ist das bahnförmige Ausgangsmaterial in der Umformvorrichtung mit einer Förderrichtung geführt, die in Relation zu einer Vertikalrichtung abwärts ausgerichtet ist. Es kann bevorzugt sein, dass die Umformvorrichtung, gegebenenfalls gemeinsam mit der stromaufwärts zu Umformvorrichtung vorgesehenen Umlenkung und/oder gemeinsam mit einer stromabwärts zur Umformvorrichtung vorgesehenen Beschickvorrichtung einen Förderpfad für die Materialbahn definiert, welcher im Verlauf des Förderpfads durch die Umformvorrichtung und/oder am Ausgang der Umformvorrichtung in der Vertikalrichtung abwärts ausgerichtet ist. Vorzugsweise erstreckt sich das bahnförmige Ausgangsmaterial mit seiner Bahnbreitenrichtung an der Umlenkung insbesondere flach entlang einer Kontaktlinie oder Kontaktfläche der Umlenkung mit dem bahnförmigen Ausgangsmaterial. Während es im Stand der Technik üblich ist, die Förderrichtung der Materialbahn in Umformvorrichtungen horizontal auszurichten und der Umformvorrichtung das bahnförmigen Ausgangsmaterial in horizontaler Richtung zuzuführen, können durch die erfindungsgemäße Auslegung weitere Platzersparnisse erreicht werden.
Optional umfasst die Umformvorrichtung wenigstens zwei in Förderrichtung hintereinander angeordnete Faltmittel. Die Faltmittel können beispielsweise durch Gleitschienenabschnitte, starre Gleitscheiben, Dornen, Faltwalzen oder dergleichen realisiert sein. Die Faltmittel realisieren vorzugsweise den Förderpfad der Materialbahn bestimmende Mittel der Umformvorrichtung. Die Umformvorrichtung und/oder eine Beschickvorrichtung definieren eine Führungsfläche für den Taschengrund. Vorzugsweise ist die Führungsfläche dazu ausgelegt, die V- oder U-förmig umgeformte Materialbahn im Bereich des Taschengrunds und/oder zwischen gegenüberliegenden Flügeln der Materialbahn zu führen und/oder abzustützen. Es kann bevorzugt sein, dass die Führungsfläche zumindest abschnittsweise ein den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel realisiert, das in einen Berührkontakt mit dem Ausgangsmaterial bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht ist. Die Führungsfläche kann insbesondere als Anschlag für in einer Beschickvorrichtung eingesetzte oder einsetzbare Gegenstände, wie Versandartikel, ausgelegt sein. Eine durch die Umlenkung, insbesondere die Umlenkrolle, definierte Umlenkachse ist quer, insbesondere senkrecht zu der Förderrichtung entlang der Führungsfläche ausgerichtet und/oder versetzt zu der Führungsfläche angeordnet.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein erstes Faltmittel, wie eine erste Faltwalze, zwischen der Führungsfläche und der Umlenkachse angeordnet ist. Vorzugsweise korrespondiert das zweite Faltmittel, beispielsweise der Außenumfang einer zweiten Faltwalze, zur Lage der Führungsfläche. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass ein in Bezug auf die Führungsfläche senkrechter Abstand zwischen dem ersten Faltmittel und der Führungsfläche wenigstens ein Achtel, insbesondere wenigstens ein Viertel, vorzugsweise wenigstens ein Drittel und/oder nicht mehr als drei Viertel, insbesondere nicht mehr als zwei Drittel, vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte, der eines bezüglich der Führungsfläche orthogonalen Abstands der Umlenkachse zur Führungsfläche misst. Es sei klar, dass das zweite Faltmittel in Förderrichtung weiter entfernt von der Umlenkung angeordnet ist als das erste Faltmittel. Bei einer Ausführung einer Umformvorrichtung mit mehreren Faltwalzen oder dergleichen kann es bevorzugt sein, dass die Zylinder- und/oder Drehachsen dieser Faltmittel raumparallel zueinander ausgerichtet sind. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Zylinder- und/oder Drehachsen der Faltmittel, insbesondere Faltwalzen, raumparallel zur Umlenkachse ausgerichtet sind. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass Dank der Verwendung mehrerer Faltmittel in der Umformvorrichtung eine verlässliche, reproduzierbare, schnelle Umformung einer bahnförmigen Ausgangsmaterialbahn in eine umgeformte Materialbahn mit V- oder U-förmigen Querschnitt entlang einer besonders kurzen Erstreckung in der zur Förderrichtung korrespondierenden Bahnlängsrichtung bei geringem Abrissrisiko realisierbar ist.
Gemäß einer Ausführung des Systems kann die Führungsfläche durch wenigstens ein zu wenigstens einem Faltmittel, wie Faltwalzen, insbesondere der zweiten Faltwalze, korrespondierendes Gegenlager, insbesondere wenigstens eine Gegenlagerrolle oder eine Gleitfläche, definiert sein. Mithilfe wenigstens einer Gegenlagerrolle, insbesondere mehreren Gegenlagerrollen, und/oder wenigstens einer Gleitfläche, insbesondere mehreren Gleitflächen, wobei insbesondere Gegenlagerrollen und Gleitflächen in der Förderrichtung abwechselnd vorgesehen sein können, kann ein verlässliches Gegenlager an der Führungsfläche zum Abstützen des Taschengrunds sowie gegebenenfalls in den Aufnahmehohlraum einsetzbare oder eingesetzter Gegenstände, wie Versandartikel, realisiert sein. Bei einem Gegenlager, das Gegenlagerrollen und Gleitflächen aufweist, kann vorgesehen sein, dass bei in der Förderrichtung hintereinander angeordnete Gegenlagerrollen und Gleitflächen die wenigstens eine Gegenlagerrolle gegenüber der wenigstens einen daran angrenzenden Gleitfläche geringfügig erhaben ist, wobei insbesondere die an der Gegenlagerrolle, insbesondere mehreren unmittelbar benachbarten Gegenlagerrollen, tangential angrenzende Ebene im Abstand zur Gleitfläche liegt. Der Abstand kann dergestalt bemessen sein, dass bei der Förderung der Taschengrund an der Gegenlagerrolle oder den Gegenlagerrollen anliegt und reibungsarm gefördert wird, wobei je nach Beladungszustand zusätzlich die wenigstens eine Gleitfläche zur Abstützung zur Verfügung steht. Der genannte Abstand liegt einem Bereich von 1mm bis 3mm und beträgt typischerweise 1,5mm.
Bei einer weiteren Ausführung des Systems der Erfindung ist ein drittes Faltmittel, insbesondere eine dritte Faltwalze, zwischen der Führungsfläche und dem ersten Faltmittel wie der ersten Faltwalze, angeordnet. Optional kann ein drittes sowie gegebenenfalls weitere Faltmittel in der Förderrichtung und/oder in der zur Führungsfläche orthogonalen Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Faltmittel angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführung des Systems gemäß der Erfindung umfasst die Umformvorrichtung wenigstens eine Faltwalze, vorzugsweise zwei oder drei Faltwalzen. Die wenigstens eine Faltwalze, insbesondere die zwei Faltwalzen oder die drei Faltwalzen, umfassen (je) zwei in Walzenaxialrichtung beabstandete Walzscheiben. Zwischen den Walzscheiben kann ein Abstandshalter vorgesehen sein. Durch den Abstand der Walzscheiben der wenigstens einen Faltwalze in Walzenaxialrichtung kann die V- oder U-Form der umgeformten Materialbahn vorgegebene sein. Insbesondere kann durch den Abstand der Walzscheiben einer Faltwalze in der Walzenaxialrichtung eine Querbreite des Taschengrunds bestimmt sein.
Vorzugsweise sind die Faltwalzen austauschbar und/oder einstellbar ausgeführt. Somit ist es möglich, das System einfach und rasch an ein anderes Material beziehungsweise an einen anderen Werkstoff des bahnförmigen Ausgangsmaterials anzupassen. Ebenso ist es möglich, leicht und rasch eine Anpassung an eine gewünschte V- oder U-Form der zu bildenden Materialbahn vorzunehmen. Eine mit V-förmigem Querschnitt umgeformte Materialbahn weist eine, bevorzugt genau eine, durch eine, insbesondere genau eine, Faltwalze eingebrachte Rille auf, entlang welcher vorzugsweise die eine scheibenförmige Walzscheibe läuft. Unabhängig der Anzahl der Rillen kann es vorteilhaft sein, wenn Walzscheiben verwendet werden, welche entlang der Rille laufen und die Rille während des Umformvorganges mechanisch derart bearbeiten, dass dadurch der Umformvorgang erleichtert sowie vereinfacht ist und mit einem geringeren Kraftaufwand von statten geht
Gemäß einer Weiterbildung des Systems beträgt ein Achsenabstand zwischen der Umlenkachse und der Walzenachse der ersten Faltwalze, vorzugsweise in der Richtung parallel zur Führungsfläche, wenigstens 10 mm, insbesondere wenigstens 120 mm, und/oder nicht mehr als 300 mm, insbesondere nicht mehr als 220 mm, bevorzugt etwa 168 mm. Das Umlenkmittel kann optional einen kleineren Außendurchmesser aufweisen als die erste Faltwalze. Es hat sich gezeigt, dass mit einem derartigen Achsenabstand entlang einer kurzen Strecke in der Förderrichtung eine signifikante Umformung eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt realisiert werden kann.
Bei einer Ausführung des Systems misst ein Umschlagabstand zwischen einem der Führungsfläche zugewandten Materialbahn-Kontaktbereich des ersten Faltmittels, insbesondere der ersten Faltwalze, vorzugsweise deren Außenumfang, und einem von der Führungsfläche abgewandten Umlenker-Kontaktbereich des Umlenkmittels, insbesondere der Umlenkrolle, wenigstens 10 mm, insbesondere wenigstens 40 mm, und/oder nicht mehr als 300 mm, insbesondere nicht mehr als 80 mm, bevorzugt etwa 70 mm. Es kann bevorzugt sein, dass der Umschlagabstand in der Richtung senkrecht zur Führungsfläche bestimmt ist.
Bei einer Ausführung des Systems ist eine Umformlänge von der Umlenkung, insbesondere der Umlenkrolle, bis zu dem zweiten Faltmittel, insbesondere der Walzenachse der zweiten Faltwalze, vorzugsweise bis zur eine Beschickungsöffnung, nicht größer als 120 cm. Insbesondere ist die Umformlänge nicht größer als 100 cm, vorzugsweise nicht größer als 80 cm. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Umformlänge nicht größer ist als eine zweifache Ausgangsbreite der bahnförmigen Ausgangsmaterialbahn, insbesondere nicht größer als das 1,5-fache der Ausgangsbreite.
Gemäß einer Ausführung des Systems zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen, umfasst die Umformvorrichtung wenigstens ein paar in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegende Führungsmittel, wie Führungsstäbe, zum Führen des bahnförmigen Ausgangsmaterials entlang einem sich in der Förderrichtung verjüngenden Pfad. Das Paar Führungsmittel kann beispielsweise dazu ausgestaltet sein, ein ursprünglich flaches bahnförmiges Ausgangsmaterial umzuformen, indem wenigstens ein Flügel, der sich entlang einem ersten (beispielweise im Sinne der Förderrichtung rechten) oder zweiten (beispielsweise im Sinne der Förderrichtung linken) Längsrand erstreckt auf den anderen Flügel zu gebogen oder gefaltet wird. Das Paar Führungsmittel kann ein den Förderpfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bestimmenden Mittel, in Bezug auf die Förderrichtung rechts oder links, sowie gegebenenfalls einem förderstromaufwärts und/oder förderstromabwärts relativ zu dem Faltmittel, angeordnet sein. Vorzugsweise veranlasst das Faltmittel gemeinsam mit dem Paar Führungsmittel eine Deformation einer ursprünglich flachen bahnförmigen Erstreckung. Andere Führungsmittel können eine Mehrzahl einzelner Rollen aufweisen, womit in Förderrichtung die Reibung reduziert ist.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung ist ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen vorgesehen, welches eine Einzugsvorrichtung, und eine Umformvorrichtung umfasst. Eine Umlenkung, beispielsweise eine Umlenkrolle, ist vorzugsweise ausgelegt und eingerichtet zum Einführen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in die Umformvorrichtung. Optional weist das System ein Spannmittel, wie eine Tragrolle auf. Das Spannmittel definiert eine Spannmittelachse, die in Bahnbreitenrichtung ausgerichtet ist. Das Spannmittel ist mit dem bahnförmigen Ausgangsmaterial in Berührkontakt bringbar oder steht in Berührkontakt mit dem bahnförmigen Ausgangsmaterial, um das bahnförmige Ausgangsmaterial zu einer Ausweichbewegung quer zur Förderrichtung und quer zur Bahnbreitenrichtung zu drängen, insbesondere unter Krafteinwirkung, wobei insbesondere das bahnförmige Ausgangsmaterial mit einer vorbestimmten Spannung beziehungsweise Spannkraft zu beaufschlagt wird, damit es zwischen der Einzugsvorrichtung und der Fördervorrichtung stets gespannt ist und nicht durchhängt. Das Spannmittel ist in der Förderrichtung in oder an der Einzugsvorrichtung, vorzugsweise am Ausgangsbereich der Einzugsvorrichtung angeordnet. Insbesondere ist das Spannmittel an oder in der Leiteinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist das Spannmittel dazu ausgelegt, eine Ausgleichsbewegung in der Vertikalrichtung nach oben und/oder unten durchzuführen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Spannmittel vorgespannt. Die Vorspannung drängt das Spannmittel zur Ausgleichsbewegung. Vorzugsweise ist die Vorspannkraft entgegen einer durch das bahnförmige Ausgangsmaterial auf das Spannmittel wirkenden Kraft gerichtet. Insbesondere ist das Spannmittel durch eine mechanische Feder vorgespannt. Alternativ oder zusätzlich weist das Spannmittel eine Spannmasse auf. Die Spannmasse kann das Spannmittel im Sinne der Schwerkraft vertikal abwärts drängen. Vorzugsweise ist das Spannmittel druckluftfrei. Durch die Vermeidung eines Druckluft-Aktors, beispielsweise eines pneumatischen Kolbens, kann der Energie- und/oder Raumbedarf des Systems minimiert werden.
Bei einer Ausführung der Erfindung ist das Spannmittel beweglich an der Einzugsvorrichtung gelagert. Das Spannmittel ist im Allgemeinen quer zur Förderrichtung beweglich gelagert. Insbesondere kann das Spannmittel in der Vertikalrichtung beweglich gelagert sein. Bevorzugt ist das Spannmittel quer zur Förderrichtung mit einer vertikalen Bewegungskomponente, beispielsweise entlang eine Schräge oder eines Bogens, beweglich gelagert. Die Einzugsvorrichtung kann beispielsweise eine lineare Führung aufweisen, in der das Spannmittel gehalten ist. Alternativ kann die Einzugsvorrichtung eine schwenkbare Lagerung oder ein paar schwenkbare Lagerungen, aufweisen, welche das Spannmittel schwenkbar an der Einzugsvorrichtung halten. Alternativ ist das Spannmittel am Gestell des Systems schwenkbar gelagert.
Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Spannmittel wenigstens einen Lagesensor umfasst, wie ein Kontaktgeber. Die Einzugsvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, das bahnförmige Ausgangsmaterial abhängig von dem Lagesensor mit einer Einzugsgeschwindigkeit zu beaufschlagen, wobei die Einzugsvorrichtung abhängig von einer Schwellwerterfassung, wie einer Erfassung einer Ausgangslage, einen Antrieb aktiv oder inaktiv schaltet. Wenn der Antrieb in einem aktiven Zustand ist, treibt er die Einzugsvorrichtung an, um das bahnförmige Ausgangsmaterial von dem Materialbahnvorrat einzuziehen. Im inaktiven Zustand des Antriebs betätigt dieser die Einzugsvorrichtung nicht. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass für einen kontinuierlichen und raschen Betrieb des Systems stets hinreichend Ausgangsmaterial bereitgestellt wird. Gleichzeitig werden Materialstau und Materialabrisse vermieden. Alternativ zu dem genannten Zweipunktregelverfahren sind auch andere Regelverfahren denkbar. Beispielsweise kann ein Dreipunktregler neben dem (ersten) aktiven und dem inaktiven Zustand noch einen (zweiten aktiven) Betriebszustand des Antriebs mit einer Fördergeschwindigkeit schalten, welcher schneller oder langsamer ist als die Fördergeschwindigkeit des (ersten) aktiven Zustands. Alternativ oder zusätzlich kann der Regler als stetiger Regler ausgebildet sein, beispielsweise mit einem Wegsensor oder Winkelsensor zum kontinuierlichen Erfassen einer Ist-Stellung des Spannmittels verbunden sein.
Alternativ oder zusätzlich umfasst eine Ausführung des Systems einen Kraftmesssensor, insbesondere zum Messen einer auf ihn wirkenden absoluten Kraft. Ein Bestandteil der detektierten Kraft bezieht sich auf die Spannkraft des unter Vorspannung sich befindenden bahnförmigen Ausgangsmaterials. Der Kraftmesssensor kann an einer Lagerung und/oder Halterung der Umlenkung und/oder der Einzugsvorrichtung oder einer anderen geeigneten Stelle des Systems angeordnet sein. Der Kraftmesssensor sowie die Antriebs- und/oder die Einzugsvorrichtung sind Bestandteil eines Antriebsregelkreises. Vorzugsweise ist der Antriebsregelkreis dazu ausgelegt und eingerichtet, die Vorspannung des bahnförmigen Ausgangsmaterials stets auf einem vordefinierten Niveau zu halten, insbesondere unabhängig vom Betrieb der Fördervorrichtung. Der Antriebsregelkreis ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, beim Anlaufen einer Förderbewegung ein sanftes Anlaufen des Antriebs der Fördervorrichtung einzustellen. Insbesondere ist der Antriebsregelkreis dazu ausgelegt und eingerichtet, die die Fördergeschwindigkeit für das Bahnmaterial allmählich zu steigern. Weiter alternativ oder zusätzlich ist der Antriebsregelkreis dazu ausgelegt und eingerichtet, bei einem Abschaltvorgang die Fördergeschwindigkeit bis zum Stillstand sanft und allmählich zu reduzieren. Eine solche Ausgestaltung des Systems mit einem Antriebsregelkreis kann frei von einem Spannmittel ausgeführt sein.
Gemäß einer optionalen Ausführung der Erfindung umfasst die Einzugsvorrichtung wenigstens ein Rillelement zum Einbringen wenigstens einer Längsrille, insbesondere wenigstens einer Längsmittelrille, vorzugsweise zwei oder drei Längsmittelrillen, in das bahnförmige Ausgangsmaterial. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Rillelement auf ein Faltmittel, insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise erste, Faltwalze, abgestimmt. Zweckmäßig kann das System mit wenigstens einem Rillelement ausgestattet sein, das dazu ausgelegt ist, eine Rille oder mehrere Rillen in der Bahnlängsrichtung in das, vorzugsweise Papier oder Pappe umfassen oder daraus bestehende, bahnförmige Ausgangsmaterial einzubringen, um den Umformvorgang des bahnförmigen Ausgangsmaterials entlang der Längsrillen durch die Faltmittel zu verbessern. Vorzugsweise erfolgt das Einbringen der wenigstens einen Längsrille entsprechend DE 10 2020 114 1 A1 .
Alternativ oder zusätzlich umfasst das wenigstens eine Rillelement ein, vorzugsweise teflonbeschichtetes, stehendes Messer oder wenigstens eine rotierbar gelagerte Rillscheibe. Mit einem solchen Rillelement lassen sich Rillen in das bahnförmige Ausgangsmaterial zuverlässig bei geringem Abrissrisiko einbringen.
Weiter alternativ oder zusätzlich ist das wenigstens eine Rillelement federvorgespannt und/oder druckluftfrei gelagert. Durch eine Vorspannung des Rillelements, vorzugsweise eine Vorspannung mittels wenigstens einer mechanischen Feder und/oder ohne pneumatischen Aktor lässt sich die erforderliche Formkraft optimal einstellen, um eine schnelle und zuverlässige Umformwirkung durch das System zu gewährleisten.
Gemäß einer Ausführung eines federvorgespannten und/oder druckluftfrei gelagerten Rillelements drängt dieses wenigstens eine Rillelement gegen ein Rillengegenlager, wie eine Gegenlagerrolle. Das Rillengegenlager ist vorzugsweise separat von einer angetriebenen und/oder getriebenen Einzugswalze der Einzugsvorrichtung realisiert.
Eine Ausführung des Systems zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen umfasst ferner eine Fördervorrichtung zum Abfördern des in der Umformvorrichtung umgeformten bahnförmigen Ausgangsmaterials, wobei die Fördervorrichtung ein Paar miteinander kooperierende Förderwalzen zum Ergreifen wenigstens eines Längsrands der Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umfasst. Es kann bevorzugt sein, dass die paarweise miteinander kooperierenden Förderwalzen eine idealzylindrische und/oder glatte Außenumfangsfläche aufweisen.
Bei einer Weiterbildung des Systems mit einer Fördervorrichtung ist vorgesehen, dass die Förderwalzen eine erste Förderwalze umfassen, die wenigstens einen konvexen umfänglichen Prägevorsprung aufweist und eine zweite Förderwalze mit wenigstens einem Prägerücksprung, der zu dem Prägevorsprung komplementär ist.
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung des Systems mit Fördervorrichtung realisieren die Förderwalzen eine Längssiegelung. Die Förderwalzen sind dazu ausgelegt und eingerichtet, zwei gegenüberliegende Flügel der Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt mit einem Versiegelungsdruck von wenigstens 0,5 bar, insbesondere wenigstens ein bar, vorzugsweise wenigstens 1,5 bar gegeneinander zu pressen, um einen die Verpackungstasche begrenzenden Längsstreifen zu formen. Die Höhe des Versiegelungsdrucks kann an den verwendeten Klebstoff angepasst sein. Ein Versiegelungsdruck von 1 bar entspricht einer Fügekraft von 10 Newton pro Quadratzentimeter, die auf die Verpackungstasche einwirkt.
Die Förderwalzen sind optional an der äußeren Mantelfläche reibschlüssig ausgebildet, um die Materialbahn prozesssicher fördern zu können. Dazu kann die äußere Manteloberfläche profiliert sein. Eine Profilierung kann nach Art einer Riffelung oder eines Rändels ausgebildet sein. Alternativ dazu kann die äußere Manteloberfläche glatt und/oder als Gummierung ausgebildet sein. Die Förderwalzen selbst rotieren vorzugsweise paarweise gegenläufig, wobei die zwei gegenüberliegenden Flügel der Materialbahn zwischen ihnen hindurch geführt werden und dabei die Versiegelung erfolgt. Ferner ziehen die Förderwalzen das bahnförmige Ausgangsmaterial durch die vorgeschaltete Umformvorrichtung hindurch, wobei der Antrieb der Förderwalzen optional in Funktionsunion den Umformprozess antreibt. Es kann vorgesehen sein, dass beim und/oder in Folge des Förderns des bahnförmigen Ausgangsmaterials durch die Walzen der Fördervorrichtung als Reaktion dessen die Einzugsvorrichtung aktiviert, insbesondere derart, dass Material vom Materialvorrat nachgefördert wird und/oder dass die Spannung des bahnförmigen Ausgangsmaterials stets gewährleistet ist.
Es kann bevorzugt sein, dass die Förderwalzen mit nur einem Antrieb versehen sind. Es können beide Förderwalzen über ein Getriebe miteinander antriebstechnisch gekoppelt sein. Alternativ wird nur eine der beiden Förderwalten angetrieben, während die andere als Stütz- und Fügerolle lose mitläuft. Dabei kann in einer weiteren Variante die angetriebene Förderwalze reibschlüssige Förderwalze ausgebildet sein, insbesondere an ihrer äußeren Manteloberfläche die Profilierung und/oder Gummierung aufweisen.
Eine andere Ausführung des Systems zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen, welche mit der vorigen kombinierbar ist, umfasst ferner eine Beschickvorrichtung. Die Beschickvorrichtung hat eine Beschicköffnung, durch welche Versandartikel oder Versandgüter in den Aufnahmehohlraum der umgeformten Materialbahn einsetzbar sind.
Gemäß einer Weiterbildung eines Systems mit Beschickvorrichtung ist vorgesehen, dass die Beschickvorrichtung zwei zu der Beschicköffnung benachbarte, quer zur Förderrichtung gegenüberliegende Führungen für gegenüberliegende Flügel, insbesondere Längsränder, der Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umfasst. Die Führungen können beispielsweise realisiert sein durch Führungsfläche, Führungswalzen und/oder Führungswalzen. Die Führungen sind in der Förderrichtung stromaufwärts und/oder im Bereich der Beschicköffnung, insbesondere auf Höhe der Beschicköffnung, angeordnet.
Gemäß einer anderen Ausführung umfasst das Systems zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen ferner wenigstens eine Versiegelungsvorrichtung zum Versiegeln wenigstens eines Querstreifens und/oder eines Längsstreifens des umgeformten bahnförmigen Ausgangsmaterials und/oder eine Trennvorrichtung zum Abtrennen einer Verpackungstasche von der Ausgangsmaterialbahn entlang eines Querstreifens.
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
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:

1a eine Seitenansicht einer ersten Ausführung eines Systems zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Versandtaschen;
1b eine Seitenansicht einer zweiten Ausführung eines Systems zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Versandtaschen;
2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführung eines Systems zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Versandtaschen;
3 eine Detailansicht einer Ausführung einer Leiteinrichtung;
3a ein System zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials mit einer anderen Ausführung einer Leiteinrichtung;
3b ein System zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials mit einer weiteren Ausführung einer Leiteinrichtung;
3c ein System zum Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials mit einer weiteren Leiteinrichtungsvariante;
4 eine Seitenansicht einer Einzugsvorrichtung mit Rillelementen; und
5 eine schematische Darstellung einer Trenn- und Versiegelungsvorrichtung.

Zur Vereinfachung der Lesbarkeit werden in der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen der verschiedenen für sich genommen realisierbaren oder kombinierbaren Aspekte der Erfindung für die gleichen oder ähnliche Komponenten unterschiedlicher Ausführungen von Systemen zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen verwendet. Der Fachmann versteht, dass, obgleich die nachfolgend exemplarisch beschriebenen Ausführungen eines Systems mitunter mehrere miteinander kombinierbare erfindungsgemäße Aspekte verkörpert, die verschiedenen Aspekte jeweils einzeln für sich genommen oder in beliebiger Kombination miteinander realisierbar sind.
Ein erfindungsgemäßes System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt, insbesondere einem bahnförmigen Ausgangsmaterial aus Papier oder Pappe, in Verpackungstaschen ist Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 versehen.
Das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 ist vorzugsweise aus Pappe oder Papier gebildet oder besteht daraus. Das Ausgangsmaterial 1 kann neben Pappe oder Papier einen Klebstoff oder dergleichen für eine Versiegelung der zu bildenden Verpackungstaschen 11 umfassen.
Wie in den 1a und 1b oder 2 dargestellt, kann das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 für das System 100 als Materialbahnvorrat 2 beispielsweise in Form einer Vorratsrolle bereitgestellt sein. Der Materialbahnvorrat 2 ist bevorzugt in Bodennähe angeordnet, sodass auch schwere, große Materialbahnvorräte 2 ohne Kräne oder ähnliche Hilfsmittel zum Anheben in Verwendung genommen werden können. Stattdessen kann beispielsweise ein fahrbares Traggestell 20 für einen Materialbahnvorrat 2 verwendet werden, wie etwa in 2 zu sehen. Das Traggestell 20 selbst kann mit dem System 100 mechanisch gekoppelt sein, beispielsweise angesteckt sein, um eine optimierte Ausrichtung des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 relativ zur Einzugsvorrichtung 110 einzurichten. Das zum Materialbahnvorrat 2 aufgerollte bahnförmige Ausgangsmaterial 1 hat eine Bahnbreitenrichtung B. Die Erstreckung des Ausgangsmaterials 1 in der Bahnbreitenrichtung B bzw. Breite des bahnförmigen Ausgangsmaterials entspricht der Zylinderhöhe des rollenförmigen Materialbahnvorrats 2. Die gegenüberliegenden, kreisförmigen Basisflächen des rollenförmigen bzw. zylindrischen Materialbahnvorrats 2 sind durch die gegenüberliegenden Längsränder 6 der Ausgangsmaterialbahn 1 gebildet. Zum Bilden des rollenförmigen Materialbahnvorrats 2 ist die Ausgangsmaterialbahn 1 im Sinne ihrer Bahnlängsrichtung L aufgewickelt.
Das System 100 sowie gegebenenfalls das Traggestell 20 stehen auf einer Oberfläche, wie einem Hallenboden, die sich im Wesentlichen horizontal ausdehnt. Eine Vertikalrichtung V erstreckt sich orthogonal auf dieser Oberfläche und/oder im Sinne der Schwerkraft.
Zur Verarbeitung des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 in eine Vielzahl von Verpackungstaschen 11 durch das System 100 wird die Ausgangsmaterialbahn 1 mit ihrer Bahnlängsrichtung L entsprechend einer Förderrichtung F durch das System 100 geführt, sowie hindurch gezogen und dabei von dem rollenförmigen Materialbahnvorrat 2 abgewickelt. Innerhalb der verschiedenen Komponenten des Systems 100 kann die lokale Förderrichtung F, entlang welcher das bahnförmige Material 1 bewegt wird, in Bezug auf die Vertikalrichtung V wie auch in Bezug auf eine Horizontalrichtung veränderlich sein.
Der Förderpfad der Ausgangsmaterialbahn 1 durch das System 100 gemäß der in 1a und 1b oder 2 exemplarisch abgebildeten Ausführungen verläuft im Allgemeinen (in sukzessiver Reihenfolge entsprechend der nachfolgenden Auflistung der Systemkomponenten) von einem Materialbahnvorrat 2 durch eine Einzugsvorrichtung 110, entlang einem Spannmittel, wie einer Tragrolle 115, zu einer Umlenkung, wie einer Umlenkrolle 120, und sodann durch eine Umformvorrichtung 130 und zu einer darauf folgenden Beschickvorrichtung 150 sowie weiter zu einer Fördervorrichtung 170 und einer Versiegelungsvorrichtung 180 sowie zuletzt einer Trennvorrichtung 190. Von der Einzugsvorrichtung 110 bis zur Umformvorrichtung 130 wird das bahnförmige Ausgangsmaterial innerhalb eines Kanals 201 einer Leiteinrichtung 200 geführt.
Ein bahnförmiges Ausgangsmaterial 1 mit hinreichender Steifigkeit wird von der Einzugsvorrichtung 110 durch die Leiteinrichtung 200 bis zur Umformvorrichtung 130 geschoben. Beispielsweise kann nach dem Austausch eines verbrauchten Materialbahnvorrats durch einen frischen Materialbahnvorrat 2 die freie vorlaufende Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials durch die Förderbewegung der Einzugsvorrichtung 110 durch den Kanal 201 hindurch zum Eingang 139 der Umformvorrichtung 130 geschoben werden. Dabei kann es zweckmäßig sein, das bahnförmige Ausgangsmaterial 1, wie in 1a und 1b abgebildet, derart von der Vorratsrolle abzuziehen, dass die vorlaufende Kante des Ausgangsmaterials eine Krümmung in der Vertikalrichtung nach oben entsprechend der Vorratsrollenkrümmung realisiert, sodass ein Verkanten der vorlaufenden Kante mit dem unteren Leitelement 210 vermieden wird. Wenn die vorlaufende Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 in der Leiteinrichtung 200 eine leichte Aufwärtskrümmung aufweist, wird dadurch ein Gleiten der Ausgangsmaterialbahn 1 auf der Kanalinnenseite 203 in Form des ersten, unteren Leitelements 210 unterstützt. Die obere Kanalinnenseite 205 in Form des oberen Leitelements 220 verhindert, dass das Ausgangsmaterial sich entsprechend seiner Vorratsrollenkrümmung aufrollt oder sich auf andere Weise von der vorgesehenen Förderrichtung F vom Ausgangsbereich 119 der Einzugsvorrichtung 110 zum Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung 130 entfernt.
Wenn das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 mit einem Haftmittel ausgestattet ist, etwa einem Klebstoff oder dergleichen für eine Versiegelung der zu bildenden Verpackungstaschen 11, kann es zweckmäßig sein, das bahnförmige Ausgangsmaterial 1, derart von der Vorratsrolle 2 abzuziehen, dass die mit Haftmittel beschichtete Seite des Ausgangsmaterials 1 in Vertikalrichtung V nach oben orientiert ist, damit vermieden wird, dass das Haftmittel in dem Kanal 201 bedingt durch die Schwerkraft in einen großflächigen Kontakt mit der unteren Kanalinnenseite 203 gerät.
Bei den hier exemplarisch dargestellten Ausführungen erstreckt sich das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 im Verlauf vom Materialbahnvorrat 2 bis zur Umlenkrolle 120 in der Bahnbreitenrichtung B im Wesentlichen flach, insbesondere in einer Horizontalrichtung. An der Umlenkrolle 120 erfährt die Ausgangsmaterialbahn eine Wendung. Ausgehend von der Umlenkung am Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung 130 wird das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 in der Umformvorrichtung 130 zu einer Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt und einem sich in Bahnlängsrichtung L erstreckenden Aufnahmehohlraum 9 geformt. Der Aufnahmehohlraum 9 ist einerseits durch einen Taschengrund 7 und beidseitig hiervon durch quer zur Förderrichtung F und/oder Bahnlängsrichtung L hervorstehende Flügel 8 begrenzt und dehnt sich in der Bahnlängsrichtung L aus. Aus der Umformvorrichtung 130 wird die Materialbahn 5 mit V- oder U-förmigem Querschnitt an die Beschickvorrichtung 150 übergeben. Die Beschickvorrichtung 150 weist gegenüberliegend zum Taschengrund 7 einen Beschicköffnung 151 auf, durch die Versandartikel in den Aufnahmehohlraum 9 einsetzbar sind. Mittels der Fördervorrichtung 170 wird die mit wenigstens einem Versandartikel belegte, im Querschnitt V- oder U-förmige Materialbahn 5 aus der Beschickvorrichtung 150 in Förderrichtung F weiter gezogen. Eine Versiegelungsvorrichtung 180 bringt in die V- oder U-förmige Materialbahn 5 Querstreifen 15 und Längsstreifen 16 ein, um Verpackungstaschen 11 zu formen. Der Querstreifen 15 einerseits und der Längsstreifen 16 andererseits kann durch unterschiedliche Komponenten und/oder Mechaniken der Versiegelungsvorrichtung 180 eingebracht werden. Die Trennvorrichtung 190 vereinzelt mit wenigstens einem Versandartikel belegte Verpackungstaschen 11 von der Materialbahn 1. Die Versiegelungsvorrichtung 180 kann zumindest teilweise in Funktionsunion mit der Fördervorrichtung 170 und/oder der Trennvorrichtung 190 gebildet sein, wie nachfolgend anhand von 5 exemplarisch beschrieben wird.
Zum Ziehen der Materialbahn 5 in Förderrichtung F weist die Fördervorrichtung 170 Förderwalzen auf, welche gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, sowie gegenläufig zueinander rotieren und wobei zwischen den Förderwalzen eingangsseitig die noch zueinander beabstandeten Flügel 8 der Materialbahn mit V- oder U-förmigen Querschnitt eingeführt werden. Während des Fördervorgangs werden die Flügel 8 weiter aufeinander zu bewegt. Die Flügel 8 können zwischen den Förderwalzen während des Förderns aufeinander gedrückt werden, wobei zum einen eine Versiegelung des Kantenbereichs der Flügel 8 zwischen den Förderwalzen erfolgt, um die Längsstreifen 16 zu bilden. Beim Einbringen des Längsstreifens 16 kann sogleich der Aufnahmehohlraum 9 quer zur Bahnlängsrichtung L geschlossen werden. Der wenigstens eine Versandartikel ist dann von drei Seiten der Materialbahn eingeschlossen, nämlich seitens des Taschengrundes 7, seitens der durch die Förderwalzen 171 und 172 erzeugten Versiegelung in Form der Längsstreifen 16 in Bahnlängsrichtung L und seitens des stirnseitigen Endbereichs der Materialbahn durch die Versiegelungsvorrichtung 180.
In einer alternativen Ausgestaltung sind (nicht näher dargestellte) Versiegelungswalzen als Walzenpaar vorgesehen, welche gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und den Förderwalzen in Förderrichtung F vorgeschaltet sind. Jede der Versiegelungswalze ist drehbar gelagert, wobei wenigstens eine der Lagerstätten mittels Kraftbeaufschlagung beweglich angeordnet ist und relativ zu der anderen Versiegelungswalze bewegbar ist.
Gemäß einer ersten Ausführung ist die Versiegelungsvorrichtung 180 der Trennvorrichtung 190 in Förderrichtung F vorgeschaltet. Prozesstechnisch erfolgt zunächst das Verschließen der Materialbahn an der noch offenen Seite durch die Versiegelungsvorrichtung 180, so dass nun der wenigstens eine Versandartikel von dem Material der Materialbahn vollständig umhüllt und eingeschlossen ist. Das Verschließen und Versiegeln erfolgt vorteilhafterweise mittels und zwischen zwei Backen, welche sich über die gesamte Breite der Verpackungstasche 11 und somit quer zur Bahnlängsrichtung L erstrecken. Dabei ist wenigstens eine der Backen durch einen Antrieb verschiebbar antreibbar, derart, dass die wenigstens eine motorisch bewegliche Backe von außen auf die Materialbahn eine Kraft in Höhe von 1 bar beziehungsweise 10 Newton pro Quadratzentimeter ausübt, wodurch die Versiegelung erfolgt und der Querstreifen 15 gebildet wird. Die Verpackungstasche 11 ist dann gebildet und umgibt den Versandartikel.
Anschließend können einzelne Verpackungstaschen 11 in einem weiteren Prozessschritt mittels der Trennvorrichtung 190 von der Materialbahn abgetrennt und damit vereinzelt werden. Alternativ kann auch in prozessualer Reihenfolge die Abtrennung und Vereinzelung der Verpackungstasche 11 wie eingangs beschrieben erfolgen, wenn sichergestellt ist, dass im abschließenden Prozessschritt die Versiegelung wie beispielsweise wie eingangs beschrieben erfolgt. Dazu kann es zweckdienlich sein, wenn die wenigstens eine verschiebbar antreibbare Backe mittels einer Gegenbacke die abgetrennte Versandtasche 11 fixiert und unmittelbar in Zusammenschau mit dem Trennen und Vereinzeln von der Materialbahn die Versiegelung beziehungsweise das Erzeugen des Querstreifens 15 erfolgt. Wesentlich ist und bleibt jedoch bei diesen Ausführungsformen und Prozessfolgen, dass die Versiegelungsvorrichtung 180 zumindest teilweise in Funktionsunion mit der Trennvorrichtung 190 steht.
1a zeigt eine Seitenansicht einer ersten Ausführung des Systems 100 zum Umwandeln des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1, das insbesondere aus Papier oder Pappe gebildet ist, in Verpackungstaschen 11. Eine Einzugsvorrichtung 110 zieht das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 vom Materialbahnvorrat 2 ab. Die Einzugsvorrichtung 110 ist in Vertikalrichtung V oberhalb des Materialbahnvorrats 2 angeordnet.
Förderstromabwärts der Einzugsvorrichtung 110 ist das bahnförmige Ausgangsmaterial 1, welches gegebenenfalls in der Einzugsvorrichtung 110 mittels eines Rillelements 105 zu einer gerillten Materialbahn 3 geformt wurde, entlang einer Tragrolle 115 geführt. Die Tragrolle 115 kann als Losrolle oder Tänzer bezeichnet sein. Die Tragrolle 115 ist an dem System 100, bei der Ausführung gemäß 1a an der Einzugsvorrichtung 110, quer zur Förderrichtung F beweglich gelagert. Die Tragrolle 115 ist zur Durchführung einer Ausweichbewegung a relativ zu der Einzugsvorrichtung 110 und/oder einer Umlenkung 120 beweglich gehalten. Wie in 1a dargestellt, kann die Ausweichbewegung a in der Vertikalrichtung V ausgerichtet sein. Vorzugsweise realisiert die Tragrolle ein Spannelement. Sie hält das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 bzw. ggf. die gerillte Materialbahn zwischen der Einzugsvorrichtung 110 und der Fördervorrichtung 170 mit einem vorbestimmten Maß gespannt.
Die Tragrolle 115 kann beispielsweise durch eine Masse, insbesondere ihr Eigengewicht, in Vertikalrichtung V abwärts vorgespannt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Tragrolle 115 zur Durchführung einer Ausweichbewegung a federvorgespannt sein. Die Tragrolle 115 ist vorzugsweise frei von einem pneumatischen Aktor ausgeführt. Entgegen der Vorspannung der Tragrolle 5 wirkt die Spannkraft des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 infolge einer durch eine Fördervorrichtung 170 in Förderrichtung F auf die Ausgangsmaterialbahn 1 wirkenden Zugkraft. Mithilfe der Tragrolle können Diskontinuitäten zwischen einer Fördergeschwindigkeit beim Abziehen der bahnförmigen Ausgangsmaterialbahn 1 von dem Materialbahnvorrat 2 einerseits und einer Fördergeschwindigkeit an der Fördervorrichtung 170 und/oder der Trennvorrichtung 190 andererseits ausgeglichen werden. Durch eine Verlagerung der Tragrolle 115 in Richtung der Ausgleichsbewegung a verlängert sich der Förderpfad von der Einzugsvorrichtung 110 zu Beschickvorrichtung 150, sodass entlang des Förderpfads eine Puffermenge an bahnförmigem Ausgangsmaterial 1 vorgehalten werden kann. Die Tragrolle 115 ist in der Vertikalrichtung eingerahmt durch Schnabelabschnitte 215, 225 der Leitelemente 210, 220 der Leiteinrichtung 200, die eine sichere Übergabe der Materialbahn aus dem Ausgangsbereich 119 der Einzugsvorrichtung in die Leiteinrichtung 200 sicherstellen.
Am Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung 130 ist eine Umlenkung, die bei der hier exemplarisch dargestellten Ausführung als Umlenkrolle 120 realisiert ist, angeordnet. Das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 stützt sich entlang der Umlenkachse U an der Umlenkrolle 120 ab, bevor es durch die Umformvorrichtung 130 gefördert wird. Die Umlenkrolle 120 oder Umlenkwalze erstreckt sich in Richtung der Umlenkachse U über mehr als die Ausgangsbreite b der Ausgangsmaterialbahn 1.
1b zeigt eine weitere Ausführung eines Systems 100, die sich von dem System in 1a durch die Ausgestaltung der Leiteinrichtung 200 unterscheidet, was später noch im Detail erläutert wird. Ansonsten entspricht die Ausführung des Systems in 1b der Ausführung in 1a.
Wie in 2 zu erkennen, überbrückt die Leiteinrichtung 200 den Pfad des bahnförmigen Ausgangsmaterials von der Einzugsvorrichtung 110 zur Umlenkrolle 120 am Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung. Die Leiteinrichtung 200 ist durch blechartige starre Leitelemente 211, 221 gebildet, zwischen denen ein Kanal 201 für das Ausgangsmaterial bereitgestellt ist. Die Breite der Leiteinrichtung 200 entspricht im Wesentlichen der Ausgangsbreite b des Bahnmaterials. Wie in 2 dargestellt, ist das untere Leitblech 211 mit einer Breite korrespondierend zur Axialerstreckung der Umlenkrolle 120 entsprechend der Ausgangsbreite b ausgeführt. Das obere Leitblech 221 hat eine geringere Breite. Das obere Leitblech 221 erstreckt sich nur etwa über ein Zehntel der Axialerstreckung der Umlenkrolle 120 entsprechend der Ausgangsbreite b. Das obere Leitblech 221 ist überwiegend in einer geneigten Fläche angeordnet. Am Ausgangsbereich 119 der Einzugsvorrichtung 110 bildet das starre Leitelement 221 einen horizontalen Schnabelabschnitt 225, der sich oberhalb des (in 2 nicht sichtbaren) Tänzers in den Ausgangsbereich 119 hinein erstreckt, um eine sichere Einführung der Materialbahn in die Leiteinrichtung 210 zu gewährleisten.
3 zeigt eine Umlenkung mit einer Umlenkrolle 120 und einem Halteriemen 125 im Eingangsbereich 139 der Umformung 130. Das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 wird entlang eines Umfangskontaktbereichs 121 geführt. Der Umfangskontaktbereich 121 erstreckt sich bei der in 3 abgebildeten exemplarischen Ausführung entsprechend 1a und 1b über mehr als 90° um den Außenumfang der Umlenkrolle 120. Der Halteriemen 125 steht mit einem Teil des Umfangskontaktbereichs 121 in Berührkontakt. Durch den Halteriemen 125 kann vermieden werden, dass das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 von der Umlenkrolle 120 abhebt, was anderenfalls zu Materialstau oder Materialabrissen führen könnte. Der Halteriemen 125 dient als Einfädelhilfe bzw. als Leiteinrichtung 200, wenn eine neue Materialbahn in die Maschine eingeführt wird, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird. Wenn der Halteriemen 125 mit einer leichten Spannung an der Umlenkung anliegt, kann das genügen, um die Materialbahn zwischen Umlenkung 120 und Riemen 125 zu halten. Dadurch kann verhindert werden, dass das Ausgangsmaterial durch Schwerkraft bzw. durch den Tänzer wieder zurück gezogen wird. Vorzugsweise weist die, angetriebene Riemen-Umlenkrolle, einen Freilauf auf, der die Förderbewegung des Ausgangsmaterials 1 bei seiner Bewegung in der Förderrichtung F nicht behindert, wenn beispielsweise der Antriebsmotor des Riemens abgeschaltet oder inaktiv ist.
Bei der in 3 dargestellten Ausführung erstreckt sich die Leiteinrichtung 200 sowohl mit dem oberen Leitelement 220 als auch mit dem unteren Leitelement 210 bis zum Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung 130. Die starren Leitelemente 211, 221 sind, wie oben hinsichtlich 1 oder 2 beschrieben, als Leitbleche gebildet und enden in unmittelbarer Nähe zum Außenumfang der Umlenkrolle 120.
Die Leitelemente 211, 221 begrenzen den Kanal 201. Die Kanalhöhe beträgt weniger als 5 cm, insbesondere weniger als 2,5 cm, vorzugsweise weniger als 1 cm und/oder wenigstens 5 mm. In einer ersten Ausführung in 1a und 3a verringert sich der Abstand der Leitelemente 211, 221 zueinander und somit die Kanalhöhe des Kanals 201 von der Einzugsvorrichtung 110 in Förderrichtung F zu der Umlenkrolle 120 kontinuierlich. Somit weisen das untere Leitblech 211 und das obere Leitblech 221 unterschiedliche Steigungen in Bezug auf die Horizontalrichtung auf. Dabei ist die Steigung des oberen Leitblechs 221 geringer als die des unteren Leitblechs 211. Dadurch ist genügend Platz für den Tänzer 115 vorhanden. In einer anderen Ausführung in 1b und 3b sind die Leitelemente 211, 221 um die Kanalhöhe beabstandet planparallel zueinander ausgerichtet. In dieser Ausführung weisen das untere Leitblech 211 und das obere Leitblech 221 somit die gleiche Steigung in Bezug auf die Horizontalrichtung auf.
In der Bahnbreitenrichtung B quer zur Förderrichtung F und zur Vertikalrichtung V ist der Kanal 201 offen. Der Kanal 201 ist tangential orientiert zum Beginn des Umfangskontaktbereichs 121. Das obere Leitelement 220 hat im Eingangsbereich 139 eine in Vertikalrichtung V nach oben abstehende Blende 223, die zu der Riemen-Umlenkwalze 126 und dem davon getragenen Halteriemen 125 hin ragt. Durch die Blende 223 wird sichergestellt, dass Ausgangsmaterial am Eingangsbereich 139 sicher in die Umformvorrichtung 130 hinein geführt wird.
Vorzugsweise ist eine der Riemen-Umlenkwalzen 126 angetrieben. Der Riemenwalzen-Antrieb dient der Einrichtungshilfe. Mithilfe des Riemenwalzen-Antriebs kann der Riemen 125 und damit die Materialbahn in verlangsamter Fahrt von der einrichtenden Person allmählich auf Tastendruck gefördert werden. Dadurch kann sich der Einrichter komplett darauf konzentrieren, das neue Ausgangsmaterial durch die Umformung 130 und die Fördervorrichtung 170 zur Schneideinrichtung 190 hindurch zu fädeln. Ist die Maschine eingerichtet, agiert der Freilauf und der Riemen läuft lose mit - bleibt aber unter Vorspannung im Kontakt zum bahnförmigen Ausgangsmaterial 1.
Bei der in 3 dargestellten Ausführung ist der Halteriemen 125 entlang drei Riemen-Umlenkrollen 126, 127, 128 geführt, von denen beispielsweise eine Riemen-Umlenkrolle 126 angetrieben und eine Riemen-Umlenkrolle 127 zur Aufrechterhaltung einer Riemenspannung beweglich gelagert sein kann. Die angetriebene Riemenwalze 126 kann eine Antriebskraft zum Fördern der Ausgangsmaterialbahn 1 bewirken. Optional ist die Riemenwalze 126 mit einem Freilauf versehen, welcher antriebstechnisch zwischen dem Antriebsmotor und dem Halteriemen 125 selbst angeordnet ist. Dies erleichtert die Neuinbetriebnahme des Systems 100 beziehungsweise bei einem neuen Einzug einer neuen Materialbahn 5 in das System 100. Horizontal neben der stromaufwärtigen, angetriebene Riemen-Umlenkrolle 126 ist eine zweite Riemen-Umlenkrolle 128 angeordnet. Die Umlenkrolle 120 ist in Bezug auf die Riemen-Umlenkrollen 126, 128 leicht in der Vertikalrichtung V nach unten versetzt mittig dazwischen angeordnet. Die stromabwärtige Riemen-Umlenkrolle 127 ist in Vertikalrichtung V senkrecht unterhalb der darüber angeordneten Rolle 128 platziert. Die Umlenkachse U der Umlenkrolle 120 befindet sich in der Vertikalrichtung V zwischen den beiden Riemen-Umlenkrollen 127, 128. In Richtung der Umlenkachse U erstreckt sich der Halteriemen 125 wesentlich kürzer als die Umlenkrolle 120. Ein gekrümmtes Leitblech 123 ist zwischen der stromabwärtigen Riemen-Umlenkrolle 127 und der Umlenkrolle angeordnet. Das kleine bogenförmige Leitblech 123 leitet die Materialbahn in Richtung der Umformrolle 131.
Die hier als Umlenkrolle 120 realisierte Umlenkung ist in der Vertikalrichtung V am oberen Ende und Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung 130 angeordnet. Die Umlenkrolle 120 ist auch oberhalb der Einzugsvorrichtung 110 angeordnet, welche sich oberhalb des Materialbahnvorrats 2 befindet, und oberhalb des Ausgangsbereichs 119 der Einzugsvorrichtung 110. Die Umlenkung bildet bei der Ausführung gemäß 1a und 1b oder 2 die oberste Komponente des Systems 100. Die Anordnung der Umlenkung am Eingang 139 der Umformvorrichtung 130 gestattet eine in Horizontalrichtung kompakte Bauweise, sodass das System 100 mit einem geringen Fußabdruck in einer Logistikhalle aufstellbar ist.
3a bis 3c zeigen Systeme 1, die wie oben bezüglich der 1a, 1b und 2 beschrieben ausgeführt sind und sich im Wesentlichen nur durch die Ausgestaltung der jeweiligen Leiteinrichtung 200 unterscheiden.
Im Allgemeinen ist die Leiteinrichtung 200 dazu ausgelegt und eingerichtet, eine vorlaufende Kante eines bahnförmigen Ausgangsmaterials von der Einzugsvorrichtung 110 zur Umformvorrichtung 130 zu führen. Die Leiteinrichtung 200 überbrückt die Distanz zwischen dem Ausgang 119 der Einzugsvorrichtung 110 und dem Eingang 139 der Umformvorrichtung 130. Die Leiteinrichtung 200 kann, wie abgebildet, einen Höhenunterschied von dem relativ niedrig angeordneten Ausgang 119 der Einzugsvorrichtung 110 und der relativ hoch angeordneten Eingang 139 der Umformvorrichtung 130 überbrücken. Am Ausgang 119 der Einzugsvorrichtung 110 ist der Tänzer 115 angeordnet. Die Leiteinrichtung 200 kann sich über den Tänzer hinaus in Richtung der Einzugsvorrichtung 110 ausdehnen. Am Eingang 139 der Umformvorrichtung 130 ist die Umlenkrolle 120 oder andere Umlenkung vorgesehen. Die Leiteinrichtung 200, insbesondere ein oberes Leitelement 220, wie das förderbewegliche Leitelement 222 in Form des Riemens 125, kann sich in den Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung 130 hinein ausdehnen. Eine Überlappung der Leiteinrichtung 200 einerseits mit dem Ausgangsbereich 119 der Einzugsvorrichtung 110 und/oder andererseits dem Eingangsbereich 139 der Umformvorrichtung 130 dient der sicheren Übergabe des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1.
Bei den in 3a und 3b dargestellten Ausführungen umfasst die Leiteinrichtung 200 als förderbewegliches Leitelement 222 den Halteriemen 125, der entlang drei Riemen-Umlenkrollen 126, 127, 128 geführt ist. Ein Unterschied zu der zuvor bezüglich 3 beschriebenen Variante ist in der Anordnung der förderstromabwärtigen Riemen-Umlenkrolle 127 zu sehen. Die Variante weist kein Leitblech auf. Stattdessen ist die stromabwärtige Riemen-Umlenkrolle 127 relativ zu der zweiten Riemen-Umlenkrolle 128 quer zur Förderrichtung F näher am Förderpfad F der Materialbahn angeordnet. Zusammen mit Leitblechen 221, 211 bildet der Riemen 125 den Kanal 201.
Bei der in 3c dargestellten Ausführung umfasst die Leiteinrichtung 200 als förderbewegliches Leitelement 222 den Halteriemen 125, der entlang vier Riemen-Umlenkrollen 126, 127, 128, 129 geführt ist. Der Riemen 125 nimmt schon sehr früh, im Bereich der durch den Motor angetriebenen Riemen-Umlenkrolle 126 die Materialbahn in Empfang und leitet sie zur Umlenkung 120. Durch den Riemen 125 wird die Materialbahn an der Umfangsfläche der Umlenkrolle 120 entlang geführt. Zusammen mit nur einem unteren Leitblech 211 bildet der Riemen 125 den Kanal 201. In Vertikalrichtung V nach oben ist der Kanal nicht durch ein starres, sondern nur durch ein förderbewegliches Leitelement 222 beschränkt.
Im Bereich vom Ausgang 119 der Einzugsvorrichtung 110 bis zur Umlenkrolle 120 erstreckt sich ein Leitblech 211 unterhalb des Pfads der Materialbahn. Zwischen dem Riemen 125 und dem Leitblech 211 wird die kanalartige Leiteinrichtung 200 für die Materialbahn definiert, deren Kanalhöhe sich zunehmend verjüngt. Im Bereich der vertikalbeweglichen Tragrolle 115 ist so ein breiter Freiraum zwischen dem Leitblech 211 und dem von der angetriebenen Rolle 126 Umlenkrolle 120 verlaufenden Riemen 125 bereitgestellt, in dem der Tänzer 115 beweglich ist. Dies ist auch dann von Vorteil, wenn ein vorlaufender Materialbahnabschnitt deformiert, etwa gebogen, ist und von dem Riemen 125 „eingefangen“ werden muss.
Drei der vier Riemen-Umlenkrollen 127, 128, 129 sind wie die zuvor bezüglich 3a und 3b beschriebenen Riemen-Umlenkrollen angeordnet, wobei bei der Ausführung gemäß 3c die Rolle 126 angetrieben ist und zwischen der Rolle 126 und dem Antriebsmotor ein nicht näher dargestellter Freilauf angeordnet ist. Die alternative Riemenführung hat im oberen Bereich zwei Riemen-Umlenkrollen 128 und 129, die horizontal zueinander versetzt an den gegenüberliegenden Seiten der Umlenkrolle 120 angeordnet sind. Gemäß einer nicht dargestellten Alternative könnte anstelle der beiden horizontal zueinander versetzten Riemen-Umlenkrollen 128,129 nur eine einzige Riemen-Umlenkrolle mit ausreichend großem Durchmesser zum Umgehen der Umlenkrolle 120 vorgesehen sein.
Eine Umformvorrichtung 130 wird nachfolgend im Detail beschrieben. Ausgehend von der Umlenkung wird die Ausgangsmaterialbahn 1 in der Förderrichtung F korrespondierend zur Vertikalrichtung V abwärts in und durch die Umformvorrichtung 130 gefördert. Die Längsränder 6 der Materialbahn können im Wesentlichen in der durch die Umlenkung bestimmten Ebene verbleiben, welche sich von der Umlenkung zur Fördervorrichtung 170 erstreckt. Der Mittelbereich der Materialbahn wird der Umformvorrichtung 130 durch Faltmittel, die hierdurch Faltwalzen 131, 132 und 133 realisiert sind, zu einem Taschengrund 7 einer Materialbahn 5 mit V- oder U-förmigem Querschnitt geformt, der beidseits durch Flügel 8 eingerahmt ist, die sich bis hin zu den Längsrändern 6 erstrecken.
Die Umformvorrichtung 130 umfasst eine erste Faltwalze 131, deren Walzenachse raumparallel zur Umlenkachse U ausgerichtet und versetzt zu Umlenkachse U angeordnet ist. In der Förderrichtung F ist ein Axialabstand zwischen der Walzenachse der ersten Faltwalze 131 und der Umlenkachse U vorgesehen. Quer zur Förderrichtung F erstreckt sich ein Umschlagabstand zwischen der Umlenkachse U und der Walzenachse der ersten Faltwalze 131. Eine zweite Faltwalze 132 sowie gegebenenfalls eine dritte, zwischen der ersten Faltwalze 131 und der zweiten Faltwalze 132 angeordnete Faltwalze 133 definieren den Pfad des Taschengrunds 7 durch die Umformvorrichtung 130. Die Walzenachse der zweiten Faltwalze 132 ist in Relation zu Umlenkachse U in Richtung der Förderrichtung F durch Umformvorrichtung 130 deutlich weiter versetzt angeordnet der Axialabstand, bevorzugt um das 2-fache bis 5-fache. Quer zur Förderrichtung F (in der Beschickrichtung) ist die zweite Faltwalze 132 relativ zur ersten Faltwalze 131 weiter relativ zu Umlenkachse der Umschlagabstand, jedoch nicht mehr als 100 %, sondern nur etwa 10 % - 50 %. Die Walzenachsen W der Faltwalzen 131, 132 sowie gegebenenfalls 133 sind raumparallel zueinander.
Die Faltwalzen 131, 132 und 133 können durch ein paar Walzscheiben 135 gebildet sein, zwischen denen ein Abstandshalter angeordnet ist. Der durch den Abstandshalter definierte Abstand der Walzscheiben relativ zueinander in der Richtung der Walzenachse W kann zu dem Abstand von Rillscheiben 107, 207 eines Rillelements 105 förderstromaufwärts der Umformvorrichtung korrespondieren.
Die Umformvorrichtung 130 hat eine Führungsfläche 140, die abschnittsweise durch den Faltwalze 131, 132, 133 zugeordnete Gegenlagerrollen realisiert sein kann. Die V- oder U-förmige geformte Materialbahn 5, insbesondere der Taschengrund 7, kann an der Führungsfläche 140 entlanggeführt werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Führungsfläche 140 parallel zu der durch die Umlenkung und die Fördervorrichtung aufgespannten Ebene. Die Führungsfläche 140 erstreckt sich bei der Ausführung des Systems 100 gemäß der 1 oder 2 in einer im Wesentlichen vertikale Ebene.
4 zeigt eine Seitenansicht einer Einzugsvorrichtung 110. Die Einzugsvorrichtung 110 unterscheidet sich von der Einzugsvorrichtung 110 im Wesentlichen nur durch die Ausrichtung ihrer Förderrichtung F am Eingang bzw. Ausgang der Einzugsvorrichtung. Die Einzugsvorrichtung 110 umfasst ein Paar Förderwalzen 111 und 112, zwischen denen hindurch das bahnförmige Ausgangsmaterialbahn (in 4 nicht im Detail dargestellt) förderbar ist. Die untere Förderwalze 111 ist mit einer Antriebseinrichtung vorgesehen, welche die Förderwalze 111 antreibt. Die obere Förderwalze 112 rollt auf der unteren Förderwalze 111 ab und folgt der Bewegung der unteren Förderwalze 111.
4 zeigt die Einzugsvorrichtung 110 in einer Betriebsstellung, in der die Förderwalzen 111, 112 als Förderwalzenpaar miteinander kooperieren, um die bahnförmige Ausgangsmaterialbahn 1 von dem Materialbahnvorrat 2 abzuziehen. Wenn das System 100 mit einem neuen Materialbahnvorrat 2 bestückt wurde, muss die vorlaufende Kante der Ausgangsmaterialbahn 1 neu eingeführt werden. Zum Einfädeln der bahnförmigen Ausgangsmaterialbahn 1 in die Einzugsvorrichtung 110 kann das Förderwalzenpaar 111, 112 in eine (nicht näher dargestellten) Einrichtstellung gebracht werden. Nur eine der Förderwalzen, insbesondere nur die mitlaufende Förderwalze 112, oder beide Förderwalzen 111, 112, können hierzu aus der Betriebsstellung in eine davon beabstandete Einrichtstellung bewegt werden, in der zwischen dem Förderwalzenpaar 111, 112 ein Einfädelspalt gebildet ist. Die Förderwalze 111, 112 kann manuell oder durch einen Hilfsmotor, beispielsweise einen Elektromotor, zwischen der Betriebsstellung und der Einrichtstellung hin und her bewegt werden. Nach erfolgtem Einfädeln werden die Förderwalzen 111, 112 wieder in die Betriebsstellung gebracht und können, beispielsweise durch manuelle Betätigung, mit einer langsamen Abzugsgeschwindigkeit betrieben werden, um das Ausgangsmaterial 1 vom Materialbahnvorrat 2 einzuziehen und durch die Leiteinrichtung 200 in Richtung der Umformvorrichtung 130 zu fördern. Optional kann dabei ein manueller Zugriff auf die Materialbahn 1 in der Leiteinrichtung 200 erfolgen. Vorzugsweise unterbleibt während dem Bewegen der vorlaufenden freien Kante einer neuen Materialbahn 1 durch die Leiteinrichtung 200 ein manueller Zugriff auf selbige, sondern der Vorgang verläuft automatisiert.
Die Einzugsvorrichtung 110 umfasst eine Rillelement 105. Der hier dargestellten bevorzugten Ausführung ist das Rillelement 105 stromaufwärts des Förderwalzenpaars 111, 112 angeordnet. Das Rillelement 105 umfasst zwei axial zueinander versetzte Rillscheiben 107, 108. Die Rillscheiben 107, 108 sind durch eine Druckfeder 109 federvorgespannt an einem Ausleger 116 gelagert. Es ist denkbar, dass die Rillscheiben 107, 108 rotationsstarr gehalten sind.
Vorzugsweise sind die Rillscheiben 107, 108 rotierbar gelagert. Die Rillscheiben 107, 108 rollen an der Gegenlagerwalze 106 ab. Die Druckfeder 109 drängt die Rillscheiben gegen die Gegenlagerrolle oder Gegenlagerwalze 106. Das bahnförmige Ausgangsmaterial (in 4 nicht näher dargestellt) wird durch die Einzugsvorrichtung 110 entlang des Rillelements 105 gefördert, welches Längsrillen das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 einbringt, sodass es zu einem gerillten Bahnmaterial 3 geformt wird. Förderstromabwärts von der Einzugsvorrichtung 110 in der Umformvorrichtung 230 bewirken die Faltmittel eine um Faltung des bahnförmigen Materials 1 bevorzugt entlang der durch das Rillelement 105 eingebrachten Längsrillen, um die Materialbahn 5 mit einem V- oder U-förmigem Querschnitt zu gestalten.
5 zeigt schematisch die Versiegelung- und Trennvorrichtung 180/190. Die V- bzw. U-förmige Materialbahn 5 wird in der Förderrichtung F durch die Fördervorrichtung 170 zur und durch die Trenn- und Versiegelungsvorrichtung 180/190 gefördert. Die Versiegelungsvorrichtung 180 umfasst ein Paar quer zur Förderrichtung F gegenüberliegende Backen, welche zum Bilden einer eine Verpackungstasche 11 versiegelnden Querstreifen 15 gegeneinander pressbar sind. Optional kann auf der Innenseite des Aufnahmehohlraums 9 zumindest im Bereich der Längsstreifen 16 und der Querstreifen 15 ein Kaltsiegelklebstoff auf der Materialbahn 5 aufgebracht sein. Die Trennvorrichtung 190 umfasst wenigstens eine, insbesondere Scheren- oder guillotinenartige, Schneide oder alternativ eine Vielzahl schneidenartiger Zähne zum Vereinzeln einer Verpackungstasche 11 vom bahnförmigen Ausgangsmaterial 1. Wenigstens eine Backe der Versiegelungsvorrichtung 180 kann mit einer Schneide der Trennvorrichtung 190 ausgestaltet sein, sodass bei einem an Pressvorgang der Backen gegeneinander zugleich mit dem Versiegeln der Verpackungstasche 11 entlang eines Querstreifens 15 ein Abtrennen der Verpackungstasche 11 von der Materialbahn 5 erfolgt.
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: bahnförmiges Ausgangsmaterial
2: Materialbahnvorrat
3: gerillte Materialbahn
5: Materialbahn mit U-förmigem Querschnitt
6: Längsrand
7: Taschengrund
8: Flügel
9: Aufnahmehohlraum
11: Verpackungstasche
15: Querstreifen
16: Längsstreifen
100: System
105: Rillelement
106: Gegenlagerrolle
107,108: Rillscheibe
109: Druckfeder
110: Einzugsvorrichtung
111: angetriebene Förderwalze
112: mitlaufende Förderwale
115: Tänzer (Tragrolle, Losrolle)
116: Ausleger
119: Ausgangsbereich
120: Umlenkrolle
123: Führungsblech
125: Halteriemen
126, 127, 128, 129: Riemen-Umlenkrollen
130: Umformvorrichtung
131, 132, 133: Faltwalze
139: Eingangsbereich
140: Führungsfläche
150: Beschickvorrichtung
151: Beschicköffnung
180: Versiegelungsvorrichtung
190: Trennvorrichtung
200: Leiteinrichtung
201: Kanal
203: erste (untere) Kanalseite
205: zweite (obere) Kanalseite
210: erstes (unteres) Leitelement
220: zweites (oberes) Leitelement
211, 221: starres Leitelement
222: förderbewegliches Leitelement
223: Blende
215, 225: Schnabelabschnitt
a: Ausweichbewegung
b: Ausgangsbreite
L: Bahnlängsrichtung
B: Bahnbreitenrichtung
E: Beschickrichtung
F: Förderrichtung
U: Umlenkachse
V: Vertikalrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1020201141 A1 [0002, 0052]
US 9725194 B2 [0004]
EP 2840027 B1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 1924-2 [0008]
DIN EN ISO 1924-3 [0008]
DIN EN ISO 2758 [0008]

Claims

System (100) zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials (1), das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier oder Pappe, in Verpackungstaschen (11), umfassend: eine Einzugsvorrichtung (110) zum Abziehen des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1), eine Umformvorrichtung (130) zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) in eine Materialbahn (5) mit V- oder U-förmigem Querschnitt mit einem sich in Bahnlängsrichtung (L) erstreckenden Aufnahmehohlraum (9), dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) eine Leiteinrichtung (200) zum Führen einer vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) von der Einzugsvorrichtung (110) zur Umformvorrichtung (130) umfasst.
System (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (200) einen, insbesondere trichterförmigen, Kanal (201) definiert, der durch mehrere Leitelemente gebildet ist, die mit der vorlaufenden Kante des Ausgangsmaterials in einen Berührkontakt, insbesondere einen Gleitkontakt oder einen Mitnahmekontakt, bringbar sind.
System (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (201) sich in der Förderrichtung (F) des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) verjüngt, vorzugsweise in der Vertikalrichtung (V), und/oder wobei der Kanal (201) eine Kanalbreite aufweist, die zumindest abschnittsweise, vorzugsweise konstant, zumindest der Breite des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) entspricht.
System (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (200) wenigstens ein erstes Leitelement (210) umfasst, das eine erste, insbesondere in der Vertikalrichtung (V) untere, Seite (203) des Kanals (201) begrenzt, und/oder wenigstens ein zweites Leitelement (220), das eine zu der ersten Seite gegenüberliegenden zweite, insbesondere in der Vertikalrichtung (V) obere, Seite (205) des Kanals (201) begrenzt.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (200) umfasst mehrere Leitelemente, die in Bezug auf die Förderrichtung (F) nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (200) eine Distanz zwischen der Einzugsvorrichtung (110) und der Umformvorrichtung (130) überbrückt, wobei vorzugsweise wenigstens ein, insbesondere erstes, Leitelement (210) sich vollständig von der Einzugsvorrichtung (110) zur Umformvorrichtung (130) erstreckt und/oder wobei vorzugsweise wenigstens ein, insbesondere zweites, Leitelement (220) sich über zumindest die Hälfte der Distanz erstreckt.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (200) einen Höhenunterschied zwischen einem Ausgangsbereich (119) der Einzugsvorrichtung (110) und dem in der Vertikalrichtung (V) oberhalb des Ausgangsbereichs (119) angeordneten Eingangsbereichs (139) der Umformvorrichtung (130) überbrückt.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (200) wenigstens ein starres Leitelement (211, 221) umfasst, wie eine Leitstange, ein Leitblech oder dergleichen, wobei die Leiteinrichtung (200) insbesondere mehrere starre Leitelemente (211, 221) umfasst.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (200) wenigstens ein förderbewegliches Leitelement (222), wie einen Riemen (125), zum Mitnehmen der vorlaufenden Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials umfasst.
System (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das förderbewegliche Leitelement mit der Umformvorrichtung (130) zumindest teilweise, insbesondere in einem Eingangsbereich (139) der Umformvorrichtung (130), in Eingriff steht.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugsvorrichtung (110) dazu ausgelegt und eingerichtet ist, die vorlaufende Kante des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) durch die Leiteinrichtung (200) von der Einzugsvorrichtung (110) zur Umformvorrichtung (130) zu schieben.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugsvorrichtung (110) wenigstens eine angetriebene Einzugswalze (111) und wenigstens eine damit kooperierende, insbesondere angetriebene oder getriebene, Einzugswalze (112) umfasst, wobei die Einzugsvorrichtung eine Betriebsstellung hat, in der die angetriebene Einzugswalze (111) und die kooperierende Einzugswalze (112) zum Ergreifen des bahnförmigen Ausgangsmaterials an einander angenähert sind, wobei insbesondere eine Vorspannkraft die angetriebene Einzugswalze (111) und die damit kooperierende Einzugswalze (112) gegeneinander drängt, und wobei die Einzugsvorrichtung eine Einrichtstellung hat, in der die angetriebene Einzugswalze (111) und die kooperierende Einzugswalze (112) in einem Abstand zu einander angeordnet sind.
System (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugsvorrichtung (110) einen Betriebszustand hat, in dem die Einzugsvorrichtung (110) dazu ausgelegt ist, das bahnförmige Ausgangsmaterial mit einer ersten, insbesondere schnellen und/oder variablen, Abzugsgeschwindigkeit zu beaufschlagen, und einen Einrichtzustand, in dem die die Einzugsvorrichtung (110) dazu ausgelegt ist, das bahnförmige Ausgangsmaterial mit einer zweiten, insbesondere langsamen und/oder konstanten, Abzugsgeschwindigkeit zu beaufschlagen.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) einen Materialbahnvorrat (2), insbesondere eine Vorratsrolle, des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) umfasst, von dem die Einzugsvorrichtung (110) das bahnförmige Ausgangsmaterial einzieht, wobei der die Einzugsvorrichtung (110) und der Materialbahnvorrat (2) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Einzugsvorrichtung (110) der Leiteinrichtung (200) das bahnförmige Ausgangsmaterial mit einer in der Vertikalrichtung (V) nach oben gerichteten Krümmung, insbesondere Vorratsrollenkrümmung, und/oder einer in der Vertikalrichtung (V) nach oben orientierten Haftbeschichtung übergibt.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung in Relation zu einer Vertikalrichtung (V) in einem oberen Eingangsberich (139), insbesondere an einem oberen Ende, der Umformvorrichtung (130) angeordnet ist, wobei insbesondere das bahnförmige Ausgangsmaterial (1) in der Umformvorrichtung (130) mit einer Förderrichtung (F) geführt ist, die in Relation zu einer Vertikalrichtung (V) abwärts ausgerichtet ist.