DE102022113465A1 - Press- und trennvorrichtung sowie system zum umwandeln eines bahnförmigen ausgangsmaterials in verpackungstaschen - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Press- und Trennvorrichtung für ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen mit einer Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt und einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum, umfassend ein Pressbacken-Paar aus zwei einander zugeordneten Pressbacken, von denen wenigstens eine Pressbacke relativ zur anderen Pressbacke zum Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel bewegbar ist und Abtrennen einer Verpackungstasche von der Materialbahn im Bereich der verpressten Querrandabschnitte, wobei wenigstens eine der Pressbacken in Bewegungsrichtung der wenigstens einen bewegbaren Pressbacke gefedert ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Press- und Trennvorrichtung für ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen sowie ein solches System. Ein bahnförmiges Ausgangsmaterial definiert eine Bahnlängsrichtung und dehnt sich zwischen zwei gegenüberliegenden Längsrändern aus. Das bahnförmige Ausgangsmaterial besteht vorzugsweise aus Papier, Karton oder Pappe.
  • Verpackungstaschen, eine Verpackungsmaterialbahn und Verpackungsmaterialzuschnitte sind aus DE 10 2020 114 211 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.
  • Es sind verschiedene Anlagen bekannt, um aus ebenen Verpackungsmaterialbahnen Verpackungstaschen zum Aufnehmen von Gegenständen wie Versandartikel, eine umgeformte Verpackungsmaterialbahn und Verpackungsmaterialzuschnitte zu bilden.
  • GB 1,067,166 beschreibt eine Anlage zum Verpacken von Gegenständen, mit der ein verschweißbares Ausgangsbahnmaterials wie Polyethylen oder Polypropylen verarbeitet wird und mittels eines quer zur Bahnlängsrichtung durch Seitenwände begrenzten Einführkanals geführt wird. Der Einführkanal ist nur für einen bestimmten Typ gleichartiger Versandartikel dimensioniert. Am Ende des Einführkanals werden die Ränder des Bahnmaterials durch ein Paar Faltlippen nach innen zusammen gefaltet und mit einem ersten Stempel versiegelt, um einen Verpackungsmaterialschlauch zu bilden. Ein weiter förderstromabwärts angeordneter zweiter, in Vertikalrichtung bewegbarer Stempel versiegelt die in Bahnlängsrichtung vorderen bzw. hinteren Ränder des Schlauchs durch ein Verklemmen der Ränder zwischen zwei Siegelbacken. Ferner umfasst die Anlage eine Schneide zum Vereinzeln der hergestellten und befüllten Verpackungstaschen, die horizontal translatorisch, also quer, zur Längserstreckung des Schlauchs nach Art eine Stichsäge verfährt. Unter ökologischen Gesichtspunkten ist es erwünscht, verschweißbare Kunststoffmaterialbahnen zu vermeiden. An der Anlage gemäß der GB 1,067,166 hat sich insbesondere die aufwändige Konstruktion aus Versiegelungseinrichtung einerseits und Schneideinrichtung andererseits als nachteilig erwiesen.
  • Eine vereinfachte Einheit aus Versiegelung und Abtrennung zum Vereinzeln von Verpackungstaschen ist aus der EP 3168362 A1 bekannt. Die Versiegel-Schneid-Einheit ist jedoch sehr unflexibel ausgebildet und umfasst ein vorstehendes Messer, das in eine Aussparung eines Gegenlagers einfährt, um eine Verpackungstasche abzutrennen. Die aufbringbare Press- und Schneidkraft ist stets konstant und kann nicht variiert bzw. eingestellt werden, beispielsweise um auf unterschiedliche Widerstandsfähigkeiten der eingesetzten Bahnmaterialien zu reagieren. Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass das Bahnmaterial in der Aussparung des Gegenlagers haften bleiben kann, sodass einerseits die Packungstaschen beschädigt werden können und andererseits ein Prozessstaurisiko besteht.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere eine flexibler einsetzbare Press- und Trennvorrichtung für ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen sowie ein flexibler einsetzbar bereitzustellen, wobei insbesondere der Versiegelungs- und Abtrennvorgang zuverlässiger ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Demnach ist eine Press- und Trennvorrichtung für ein insbesondere erfindungsgemäßes System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen 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, Karton oder Pappe oder besteht daraus. Die Press- und Trennvorrichtung kann auch als Versiegelungseinheit bezeichnet werden und/oder bildet eine Funktionsunion aus Versiegeln und Abtrennen bzw. Vereinzeln. Bei der Einbindung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung in ein insbesondere erfindungsgemäßes System ergibt sich der herstellungstechnische Vorteile, dass bei einem Abtrenn- oder Vereinzelungsvorgang einer in Bahnlängsrichtung vorlaufenden Verpackungstasche von der nachlaufenden, vor-umgeformten Materialbahn sowohl das nachlaufende Ende der abzutrennenden Verpackungstasche als auch das vorlaufende Ende der nachlaufenden, vor-umgeformten Materialbahn, das wiederum das vorlaufende Ende der nachlaufenden, abzutrennenden Verpackungstasche bildet, gleichzeitig gebildet, d. h. abgetrennt und versiegelt, werden.
  • 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 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 ist 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, Karton 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/m^2 bis max. 140 g/m^2 auf. Das bahnförmige Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
  • Das System umfasst eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum. Die Umformvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt oder eingerichtet, das, insbesondere ursprünglich flache bzw. zweidimensionale, bahnförmige Ausgangsmaterial in eine insbesondere dreidimensionale Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umzuformen. Ferner umfasst die Umformvorrichtung einen sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum. Vorzugsweise hat der Aufnahmeraum der Materialbahn eine sich in der Bahnlängsrichtung erstreckende Einlegeöffnung. Insbesondere wird der Aufnahmeraum 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 einer Einzugsvorrichtung angeordnet.
  • 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 Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht. 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 einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher mit dem zweiten Aspekt und/oder den übrigen Aspekten kombinierbar ist, umfasst die Press- und Trennvorrichtung ein Pressbacken-Paar aus zwei einander zugeordneten Pressbacken, von denen wenigstens eine Pressbacke relativ zur anderen Pressbacke zum Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel bewegbar ist und zum Abtrennen einer Verpackungstasche von der Materialbahn im Bereich der verpressten bzw. zu verpressenden Querrandabschnitte. Beispielsweise können auch beide Pressbacken relativ zur jeweils anderen Pressbacke bewegbar gelagert sein, wobei deren Bewegungsrichtung gegenläufig und/oder aufeinander abgestimmt ist. Durch die Funktionsintegration aus Verpressen bzw. Versiegeln und Abtrennen bzw. Vereinzeln ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung und damit auch das ganze System bzw. die ganze Maschine besonders kompakt auszugestalten. Die Abstimmung aus Verpressen und Abtrennen derart, dass die Abtrennung im Bereich der verpressten Querrandabschnitte erfolgt, hat ferner den Vorteil, dass das Verpressen die Abtrennung unterstützt. Im Sinne dieses Aspekts soll auch verstanden werden, dass das Verpressen und Abtrennen im Wesentlichen zeitgleich erfolgt. Dabei unterstützt das Verpressen der Materialbahn, dass die Materialbahn festgehalten bzw. stationär fixiert ist, sodass der Abtrennvorgang zuverlässig erfolgen kann.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine der Pressbacken, insbesondere die bewegbare, in Bewegungsrichtung der wenigstens einen bewegbaren Pressbacke gefedert. Mit anderen Worten kann die wenigstens eine gefederte Pressbacke, insbesondere die beiden gefederten Pressbacken, in Bewegungsrichtung der wenigstens einen bewegbaren Pressbacke ausweichen bzw. nachgiebig ausgestaltet sein. Dadurch ist es möglich, die zu übertragende Press- und Abtrennkraft einzustellen, zu begrenzen und/oder abzufedern bzw. insbesondere kontinuierlich aufzubauen. Beispielsweise erfolgt die Federung der wenigstens einen Pressbacke über eine Feder, insbesondere eine Schraubendruckfeder, eine Tellerfeder, eine Blattfeder oder dergleichen, die insbesondere aus Federstahl hergestellt sein können. Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungen kann auch eine Gasfeder oder eine Hydraulikeinheit, beispielsweise mit Stickstoff-Puffer, eingesetzt werden. Diese können insbesondere bei sehr großen Press- und Trennvorrichtungen vorteilhaft sein.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung stützt sich die wenigstens eine gefederte Pressbacke an einer insbesondere elastischen Federanordnung ab. Die Federanordnung kann eine Schraubendruckfeder, eine Tellerfeder, eine Blattfeder oder dergleichen aufweisen. Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungen kann auch eine Gasfeder oder eine Hydraulikeinheit, beispielsweise mit Stickstoff-Puffer, eingesetzt werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung stützt sich wiederum die Federanordnung an einem ungefederten Träger ab. Der Träger kann beispielsweise starr mit den Pressbacken verbunden sein. Durch die Art und Weise bzw. die Auslegung der Federanordnung kann die Presskraft- und Ablenkkraftübertragung auf die Materialbahn eingestellt bzw. variiert werden, sodass beispielsweise für unterschiedliche Werkstoffe der Materialbahn jeweils die optimale Versiegelung, also Verpressung und Abtrennung, erfolgen kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung ist die Federung der wenigstens einen gefederten Pressbacke dadurch realisiert, dass die Pressbacke aus einem insbesondere elastisch nachgiebigen Material gebildet ist. Als Materialien für die Pressbacke kommen beispielsweise infrage elastische Kunststoffe, wie Gummi oder Polyamid, oder Schaumstoffe. Im Sinne dieses Aspekts ist zu verstehen, dass die Pressbacke jedenfalls teilweise insbesondere elastisch nachgiebiges Material enthält, also das nachgiebige Material umfasst, insbesondere aber daraus besteht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Press- und Trennvorrichtung für ein insbesondere erfindungsgemäßes System zum Umwandeln eines bahnfähigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen vorgesehen, wobei das Ausgangsmaterial eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern ausdehnt.
  • Das System umfasst eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum. Die Umformvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt oder eingerichtet, das, insbesondere ursprünglich flache bzw. zweidimensionale, bahnförmige Ausgangsmaterial in eine insbesondere dreidimensionale Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umzuformen. Ferner umfasst die Umformvorrichtung einen sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum. Vorzugsweise hat der Aufnahmeraum der Materialbahn eine sich in der Bahnlängsrichtung erstreckende Einlegeöffnung. Insbesondere wird der Aufnahmeraum 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 einer Einzugsvorrichtung angeordnet.
  • 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 Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht. 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.
  • Die Press- und Trennvorrichtung umfasst ein Pressbacken-Paar aus zwei einander zugeordneten Pressbacken, von denen wenigstens eine Pressbacke relativ zur anderen Pressbacke zum Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel bewegbar ist. Beispielsweise können auch beide Pressbacken relativ zur jeweils anderen Pressbacke bewegbar gelagert sein, wobei deren Bewegungsrichtung gegenläufig und/oder aufeinander abgestimmt ist.
  • Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist an wenigstens einer Pressbacke eine Ablängeinrichtung derart angeordnet und/oder wenigstens eine Pressbacke derart ausgestaltet, dass die Ablängeinrichtung beim Gegeneinanderpressen der Pressbacken zum Trennen einer Verpackungstasche von der Materialbahn insbesondere kontinuierlich freigegeben wird und beim sich voneinander Entfernen der Pressbacken in Bezug auf die zugehörige Pressbacke insbesondere kontinuierlich zurückversetzt wird. Beispielsweise kann die Ablängeinrichtung so an wenigstens einer Pressbacke angeordnet sein, dass die Ablängeinrichtung erst bei einem Verpress- bzw. Abtrennvorgang freigegeben wird, insbesondere ersichtlich wird, und im Übrigen nicht erreichbar ist, sodass eine betriebssichere Vorrichtung geschaffen ist. Dies kann durch eine bestimmte Anordnung der Ablängeinrichtung in Bezug auf die Pressbacke, insbesondere beide Pressbacken, und/oder durch eine bestimmte Ausgestaltung der wenigstens einen Pressbacke realisiert sein. Ein Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Kompaktheit der Press- und Trennvorrichtung sowie deren Sicherheit gegen Verletzungen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Freigebens und Zurückversetzens der Ablängeinrichtung in Bezug auf die Pressbacke besteht darin, dass durch die Relativbewegung aus Pressbacke und Ablängeinrichtung insbesondere in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung der wenigstens einen bewegbaren Pressbacke unter Umständen an der Ablängeinrichtung hängengebliebenes Bahnmaterial abgestreift wird. Diese Abstreiffunktion ermöglicht es, einen Prozessstau und/oder eine Beschädigung der abzutrennenden Verpackungstaschen und/oder der nachlaufenden Materialbahn zu vermeiden.
  • In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung umfasst die wenigstens eine Pressbacke zwei sich parallel erstreckende, insbesondere identisch ausgebildete, Pressbackensegmente, die unter Ausbildung eines Spalts in einem Abstand zueinander angeordnet sind, indem die Ablängeinrichtung angeordnet ist. Beispielsweise kann das Spaltmaß auf eine Abmessung der Ablängeinrichtung, insbesondere deren Schneide, abgestimmt sein, insbesondere derart, dass die Ablängeinrichtung beim Freigeben und Zurückversetzen, insbesondere beim Aus- und Einfahren, von den beiden Pressbackensegmenten geführt wird, sodass ein präziser Abtrennschnitt erfolgen kann. Der Spalt ist beispielsweise gegenüber der Abmessung der Ablängeinrichtung bzw. der Pressbackensegmente quer zum Spaltmaß, insbesondere in Bahnbreitenrichtung, deutlich kleiner dimensioniert. Beispielsweise umfasst das Pressbacken-Paar somit zwei Paare aus Pressbackensegmenten, wobei jeweils ein Pressbackensegment des einen Paares mit jeweils einem Pressbackensegment des anderen Paares gegenüberliegend angeordnet ist und einander derart zugeordnet ist, dass beim Abtrenn- und Pressvorgang die j eweiligen Pressbackensegmente in einen Presskontakt gelangen. Dabei können alle Pressbackensegmente sowie auch die Ablängeinrichtung im Wesentlichen parallel zueinander orientiert und/oder senkrecht zur Bahnlängsrichtung orientiert sein.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung umfasst die weitere Pressbacke zwei identisch zur wenigstens einen Pressbacke ausgebildete Pressbackensegmente, die unter Ausbildung eines Spalts in einem Abstand zueinander angeordnet sind, in dem die Ablängeinrichtung beim Gegeneinanderpressen der Pressbacken eingreifen kann, insbesondere um den Abtrenndurchgang durchzuführen. Der Spalt sowie die Anordnung der jeweiligen Pressbackensegmente kann entsprechend der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführung bezüglich der wenigstens einen Pressbacke ausgestaltet sein.
  • Beispielsweise können die Pressbackensegmente einer Pressbacke aus einem Stück hergestellt sein oder separate Bauteile sein. Beispielsweise kann ferner vorgesehen sein, bei der Ausführung, wenn die Pressbackensegmente jeweils separate Bauteile sind, dass diese separat gefedert sein können. Des Weiteren ist es möglich, auch für die Ausführung, wenn die Pressbackensegmente einer Pressbacke separate Bauteile sind, dass sie durch eine gemeinsame Federung gelagert sind. In wiederum einer weiteren beispielhaften Ausführung ist wenigstens ein Pressbackensegment einer der beiden Pressbacken gefedert gelagert, wobei die beiden Pressbackensegmente, insbesondere wenigstens ein Pressbackensegment, der gegenüberliegenden Pressbacke starr, insbesondere ungefedert, ist und /oder fest mit einem Träger der Press- und/oder Trennvorrichtung verbunden ist. Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Paar an Pressbackensegmenten einer Pressbacke, insbesondere derjenigen Pressbacke, welche die Ablängeinrichtung aufweist, so zueinander angeordnet, dass sich beim Gegeneinanderverpressen mit der gegenüberliegenden Pressbacke, die beispielsweise identisch ausgebildet sein kann, einander in einer Richtung quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Bewegungsrichtung bzw. Pressrichtung verdrängen, wodurch ein Spalt zwischen den Pressbackensegmenten entsteht bzw. vergrößert wird, sodass die Ablängeinrichtung insbesondere kontinuierlich freigegeben wird, um den Abtrennvorgang durchzuführen. In einer einfach zu realisierenden und umzusetzenden Ausführung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung kann das Paar an Pressbacken an einer insbesondere unbeweglichen Grundplatte angeordnet sein, wobei eine Pressbacke ortsfest an der Grundplatte fixiert sein kann. Die andere Pressbacke ist bewegbar, beispielsweise über einen Kurbelantrieb und/oder ein Pleuelgelenk gelagert, wobei beispielsweise auch Druckliftzylinder eingesetzt werden können, um die Versiegelung, d.h. die Verpressung und Abtrennung durchzuführen.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung ist diese gekennzeichnet durch einen Passivzustand, in dem die Pressbacken die Materialbahn freigeben und die Ablängeinrichtung um höchstens 5%, insbesondere höchstens 3 mm, insbesondere um höchsten 4%, höchstens 3% oder höchstens 2%, ihrer Längserstreckung in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pressbacke über eine der weiteren Pressbacke zugewandten Pressfläche der zugeordneten Pressbacke vorsteht. Die Press- und Trennvorrichtung kann ferner einen Press-Endzustand aufweisen, in dem die Ablängeinrichtung um wenigstens 10%, insbesondere um wenigstens 12,5%, wenigstens 15% oder wenigstens 17,5% ihrer Längserstreckung in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pressbacke über die Pressfläche vorsteht. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist die Ablängeinrichtung in Bezug auf die der aktuellen Einrichtung zugeordnete Pressbacke verstellbar. Alternativ oder zusätzlich kann auch die jeweilige Pressbacke in Bezug auf die Ablängeinrichtung verstellbar sein, sodass in beiden Ausführungen unterschiedliche Überstände der Ablängeinrichtung in Bezug auf die Pressfläche realisierbar sind. Es wurde herausgefunden, dass über eine derartige Einstellbarkeit auf die Abmessungen der abzutrennenden Versandtaschen reagiert werden kann, wobei beispielsweise festgestellt wurde, dass die Versandtaschen zwischen den Pressbacken leichter hindurchgleiten, ohne an den Schneideinrichtungen, wie beispielsweise den Schneidzähnen, der Ablängeinrichtung zu schrappen bzw. daran hängenzubleiben. Alternativ oder zusätzlich zu dem Hervorstehen der Ablängeinrichtung gegenüber der Pressbacke kann diese auch bei einem Press- und Trennvorgang zurückspringen, um die Ablängeinrichtung freizugeben.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung wird die Ablängeinrichtung dadurch freigegeben, dass beim Gegeneinanderpressen der Pressbacken die der Ablängeinrichtung zugeordnete Pressbacke von der gegenüberliegenden Pressbacke verdrängt wird, insbesondere elastisch verdrängt wird. Dadurch kann eine besonders einfache Press- und Trennvorrichtung realisiert werden, da das Verdrängen der gegenüberliegenden Pressbacke durch die andere Pressbacke die Press- und Trennvorrichtung im Wesentlichen automatisch sowohl das Verpressen als auch das Abtrennen übernimmt. Ferner kann durch die Deformationsrückstellkraft, die insbesondere elastisch ist, die Abstreiffunktion bereitgestellt sein, die es ermöglicht, gegebenenfalls hängengebliebenes Bahnmaterial abzustreifen, bzw. generell ein Hängenbleiben von Bahnmaterial zu verhindern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, eine Press- und Trennvorrichtung für ein insbesondere erfindungsgemäßes System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen 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, Karton oder Pappe oder besteht daraus. Die Press- und Trennvorrichtung kann auch als Versiegelungseinheit bezeichnet werden und/oder bildet eine Funktionsunion aus Versiegeln und Abtrennen bzw. Vereinzeln. Bei der Einbindung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung in ein insbesondere erfindungsgemäßes System ergibt sich der herstellungstechnische Vorteile, dass bei einem Abtrenn- oder Vereinzelungsvorgang einer in Bahnlängsrichtung vorlaufenden Verpackungstasche von der nachlaufenden, vor-umgeformten Materialbahn sowohl das nachlaufende Ende der abzutrennenden Verpackungstasche als auch das vorlaufende Ende der nachlaufenden, vor-umgeformten Materialbahn, das wiederum das vorlaufende Ende der nachlaufenden, abzutrennenden Verpackungstasche bildet, gleichzeitig gebildet, d. h. abgetrennt und versiegelt, werden.
  • Das System umfasst eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum. Die Umformvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt oder eingerichtet, das, insbesondere ursprünglich flache bzw. zweidimensionale, bahnförmige Ausgangsmaterial in eine insbesondere dreidimensionale Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umzuformen. Ferner umfasst die Umformvorrichtung einen sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum. Vorzugsweise hat der Aufnahmeraum der Materialbahn eine sich in der Bahnlängsrichtung erstreckende Einlegeöffnung. Insbesondere wird der Aufnahmeraum 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 einer Einzugsvorrichtung angeordnet.
  • 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 Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht. 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 einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst die Press- und Trennvorrichtung ein Pressbacken-Paar aus zwei einander zugeordneten Pressbacken, von denen wenigstens eine Pressbacke relativ zur anderen Pressbacke zum Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel bewegbar ist und zum Abtrennen einer Verpackungstasche von der Materialbahn im Bereich der verpressten bzw. zu verpressenden Querrandabschnitte. Beispielsweise können auch beide Pressbacken relativ zur jeweils anderen Pressbacke bewegbar gelagert sein, wobei deren Bewegungsrichtung gegenläufig und/oder aufeinander abgestimmt ist. Durch die Funktionsintegration aus Verpressen bzw. Versiegeln und Abtrennen bzw. Vereinzeln ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung und damit auch das ganze System bzw. die ganze Maschine besonders kompakt auszugestalten. Die Abstimmung aus Verpressen und Abtrennen derart, dass die Abtrennung im Bereich der verpressten Querrandabschnitte erfolgt, hat ferner den Vorteil, dass das Verpressen die Abtrennung unterstützt. Im Sinne dieses Aspekts soll auch verstanden werden, dass das Verpressen und Abtrennen im Wesentlichen zeitgleich erfolgt. Dabei unterstützt das Verpressen der Materialbahn, dass die Materialbahn festgehalten bzw. stationär fixiert ist, sodass der Abtrennvorgang zuverlässig erfolgen kann.
  • Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt umfasst die Press- und Trennvorrichtung ein wenigstens einem der Pressbacken zugeordnetes Getriebe zum Bereitstellen einer Presskraft an das Pressbacken-Paar. Beispielsweise kann das Getriebe ein Linearaktuator sein oder jedenfalls Teil eines Linearaktuator sein, welcher als Arbeitsglied eine sich insbesondere linear bewegbare Komponente aufweist und darüber die Abtrenn- und Presskraft für das Pressbacken-Paar zur Verfügung stellt. Im Sinne dieses Aspekts kann auch verstanden sein, dass das Getriebe durch einen Druckluftzylinder realisiert ist, insbesondere um eine kostengünstige Press- und Trennvorrichtung bereitstellen zu können. Im Allgemeinen kann durch das Vorsehen eines Getriebes zuverlässig eine gewünschte Kraftübertragung stattfinden und/oder eine gewünschte Höhe der zu übertragenden Kraft eingestellt und/oder variiert werden. Das Getriebe unterstützt demnach die Bereitstellung einer flexibel einsetzbaren Press- und Trennvorrichtung.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung ist die wenigstens eine bewegbare Pressbacke entlang einer linearen Press- und Freigabebewegungsrichtung bewegbar. Die lineare Press- und Freigabebewegungsrichtung kann auch als Auf- und Zu-Bewegung bezeichnet werden. Beispielsweise erfolgt die Bewegung der wenigstens einen bewegbaren Pressbacke derart, dass sie abhängig vom Bewegungsfortschritt unterschiedliche Antriebskräfte für die Pressbacke übermitteln kann. Beispielsweise ist der Kraftbedarf bei einer Öffnungsbewegung, also bei einer Voneinander-Weg-Bewegung der beiden Pressbacken, kleiner als bei einer Schließbewegung, also bei einer Aufeinander-Zu-Bewegung der beiden Pressbacken, jedenfalls im Zustand des Presskontakts zwischen den beiden Pressbacken. Beispielsweise kann das Getriebe an einen Linearantrieb gekoppelt sein.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung ist das Getriebe dazu eingerichtet, die von einer Kraftquelle, wie einem Motor, insbesondere einem Rotationsmotor, verrichtete mechanische Arbeit in eine insbesondere lineare Press- und Freigabebewegungsrichtung der wenigstens einen bewegbaren Pressbacke umzuwandeln.
  • In einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist das Getriebe eine nicht lineare Kraftübertragungsfunktion auf. Beispielsweise ist das Getriebe dazu eingerichtet, die dem Pressbacken-Paar vermittelte Presskraft in Abhängigkeit des Betriebszustands, insbesondere einer Winkelstellung einer Getriebeausgangswelle, der Press- und Trennvorrichtung einzustellen. Mittels der nicht linearen Kraftübertragungsfunktion kann der betriebszustandsabhängige Kraftaufwand bei den Pressbacken eingestellt und sichergestellt werden. Beispielsweise wird die Anpresskraft über die Federanordnung maßgeblich bestimmt. Der Hubweg des Getriebes bleibt immer gleich bzw. ist von dem Maß des Exzenters/der Kurbelauslenkung abhängig. Die Anpresskraft selbst richtet sich nach dem Gegenhalt der Federn. Die Presskraft kann so eingestellt sein, dass am Ende des Pressvorgangs die Pressflächen der Pressbacken eine Flächenlast von 100.000 N/m2 erfahren (bzw. umgerechnet zu 0,1 N/mm2 bzw. 1 bar). Durch das Zusammenspiel von Federrate, Federvorspannung und Federweg ist es möglich, beispielsweise in Abhängigkeit des Materials der Materialbahn gewünschte Presskräfte einzustellen.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung umfasst das Getriebe ein Koppelgetriebe, insbesondere mit einer doppelten zentrisch wirkenden Schubkurbel, insbesondere ähnlich zu einem Boxermotor, ein Kniehebelgelenk, eine Kulissenscheibe, mehrere Nocken und/oder eine Kurvenscheibe. Insbesondere das Koppelgetriebe auf Basis einer doppelten zentrisch wirkenden Schubkurbel hat sich im Hinblick auf die Fertigungskosten, die Systemkomplexität und die Verwendbarkeit in einem auf Basis von zwei insbesondere gegenläufig verfahrbaren Pressbacken als effizient und praktikabel erwiesen.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung ist das Getriebe über ein Zwischengetriebe, wie ein Schnecken-, Stirn-, Planeten- oder Kegelradgetriebe, zur insbesondere linearen Anpassung des Drehzahl-Moment-Verhältnisses mit einer Kraftquelle, wie einem Motor, insbesondere einem Rotationsmotor, gekoppelt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass unter Inkaufnahme eines leicht verschlechterten Wirkungsgrads das Vorsehen eines Zwischengetriebes im Hinblick auf Bauraum und Kosten vorteilhaft sein kann. Grundsätzlich ist es auch denkbar, einen Direktantrieb, einen sogenannten Torque-Motor, vorzusehen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung umfassen die Pressbacken Metall, insbesondere Stahl, Aluminium oder Bronze, oder Holz, Kunststoffe oder andere Werkstoffe, insbesondere bestehen sie aus den jeweiligen Materialien.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein System zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen 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, Karton oder Pappe oder besteht daraus. Die Press- und Trennvorrichtung kann auch als Versiegelungseinheit bezeichnet werden und/oder bildet eine Funktionsunion aus Versiegeln und Abtrennen bzw. Vereinzeln. Bei der Einbindung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung in ein insbesondere erfindungsgemäßes System ergibt sich der herstellungstechnische Vorteile, dass bei einem Abtrenn- oder Vereinzelungsvorgang einer in Bahnlängsrichtung vorlaufenden Verpackungstasche von der nachlaufenden, vor-umgeformten Materialbahn sowohl das nachlaufende Ende der abzutrennenden Verpackungstasche als auch das vorlaufende Ende der nachlaufenden, vor-umgeformten Materialbahn, das wiederum das vorlaufende Ende der nachlaufenden, abzutrennenden Verpackungstasche bildet, gleichzeitig gebildet, d. h. abgetrennt und versiegelt, werden.
  • 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 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 ist 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, Karton 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/m^2 bis max. 140 g/m^2 auf. Das bahnförmige Ausgangsmaterial kann in Form einer Materialbahnrolle oder eines zick-zack-gefalteten Verpackungsmaterialstapels vorliegen, der auch Leporello-Stapel bezeichnet wird.
  • Das System umfasst eine Umformvorrichtung zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit einem sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum. Die Umformvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt oder eingerichtet, das, insbesondere ursprünglich flache bzw. zweidimensionale, bahnförmige Ausgangsmaterial in eine insbesondere dreidimensionale Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt umzuformen. Ferner umfasst die Umformvorrichtung einen sich in Bahnlängsrichtung erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum. Vorzugsweise hat der Aufnahmeraum der Materialbahn eine sich in der Bahnlängsrichtung erstreckende Einlegeöffnung. Insbesondere wird der Aufnahmeraum 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 einer Einzugsvorrichtung angeordnet.
  • 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 Ausgangsmaterials bzw. der Materialbahn bringbar oder gebracht. 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.
  • Das erfindungsgemäße System umfasst außerdem eine der Umformvorrichtung nachgeschaltete, gemäß einem der erfindungsgemäßen Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen ausgebildete Press- und Trennvorrichtung zum gleichzeitigen Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel und Abtrennen einer Verpackungstasche von der Materialbahn im Bereich der verpressten Querrandabschnitte.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Verpackungstechnikfertigungsstation umfassend ein erfindungsgemäß ausgebildetes System und einen Ausgangsmaterialvorrat an bahnförmigem Ausgangsmaterial, das eine Bahnlängsrichtung definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung gegenüberliegenden Längsrändern aussteht, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, wie Wellpappe, aus dem das System das Ausgangsmaterial abziehen kann, bereitgestellt. Mit anderen Worten ist das System dazu eingerichtet, Ausgangsmaterial aus dem Ausgangsmaterialvorrat abzuziehen.
  • Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
    • 1 eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Systems zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials in Verpackungstaschen;
    • 2 das System aus 1 in einer weiteren Ansicht;
    • 3 eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung;
    • 4, 5 die Press- und Trennvorrichtung aus 3 in weiteren Betriebszuständen;
    • 6, 7 weitere schematische Prinzipskizzen zur Funktionsweise einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung; und
    • 8-10 schematische Prinzipskizzen einer beispielhaften Ausführung einer mittels eines erfindungsgemäßen Systems hergestellten Verpackungstasche.
  • 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 ähnlichen Komponenten unterschiedlicher Ausführungen von Press- und Trennvorrichtungen sowie 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 kombinierte erfindungsgemäße Aspekte verkörpern, 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, in Verpackungstaschen, ist im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 versehen. Das bahnförmige Ausgangsmaterial 1 ist vorzugsweise aus Pappe, Karton 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 1 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, eingerastet, verschraubt oder verclipst sein, um eine optimierte Ausrichtung des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 relativ zu einer Einzugsvorrichtung 110 einzurichten. Das zum Materialbahnvorrat 2 aufgerollte bahnförmige Ausgangsmaterial 1 hat eine Bahnbreitenrichtung B. Die Erstreckung des Ausgangsmaterials 1 in der Bahnbreitenrichtung B entspricht der Zylinderhöhe des rollenförmigen Materialbahnvorrats 2. Die gegenüberliegenden, kreisförmigen Basisflächen des rollenförmigen bzw. zylindrischen Materialbahnvorrats 2 sind durch gegenüberliegende 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 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 einer zu ihrer Bahnlängsrichtung L entsprechenden Förderrichtung 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, 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 1 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, zu einer Umlenkung, wie einer Umlenkrolle 120, und sodann zu einer Umformvorrichtung 130 und einer darauf folgenden Beschickvorrichtung 150 sowie weiter zu einer Fördervorrichtung 170 und einer insbesondere erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung 180.
  • 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. Ausgehend von der Umlenkung 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 Aufnahmeraum geformt. Der Aufnahmeraum ist einerseits durch einen Taschengrund und beidseitig hiervon durch quer zur Förderrichtung und/oder Bahnlängsrichtung L hervorstehende Flügel begrenzt und dehnt sich in der Bahnlängsrichtung L aus. Aus der Umformvorrichtung 130 wird die zu einer Materialbahn vorgeformte Ausgangsmaterialbahn 1 mit V- oder U-förmigem Querschnitt an die Beschickvorrichtung 150 übergeben. Die Beschickvorrichtung 150 weist gegenüberliegend zum Taschengrund eine Beschicköffnung 151 auf, durch die Versandartikel 21 in den Aufnahmeraum einsetzbar sind. Mittels der Fördervorrichtung 170 wird die mit wenigstens einem Versandartikel 21 belegte, im Querschnitt V- oder U-förmige Materialbahn aus der Beschickvorrichtung 150 in Förderrichtung weiter gezogen. Eine Press- und Trennvorrichtung 180 dient zur Versiegelung der Verpackungstaschen und im Wesentlichen simultanen Abtrennen der versiegelten, mit einem Versandartikel 21 belegten Verpackungstaschen von der Materialbahn.
  • 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 geformt wurde, entlang einer Tragrolle geführt. Die Tragrolle kann als Losrolle oder Tänzer bezeichnet sein und dazu in der Lage sein, einen Bahnspeicher auszubilden. Die Tragrolle ist an dem System 100, bei der Ausführung gemäß 1 an der Einzugsvorrichtung 110, quer zur Förderrichtung beweglich gelagert. Die Tragrolle ist zur Durchführung einer Ausweichbewegung relativ zu Einzugsvorrichtung 110 und/oder einer Umlenkung 120 beweglich gehalten. Wie in 1 dargestellt, kann die Ausweichbewegung in der Vertikalrichtung V ausgerichtet sein.
  • Die Einzugsvorrichtung 110 umfasst Paare von Förderwalzen 111 und 112, zwischen denen hindurch das bahnförmige Ausgangsmaterialbahn förderbar ist, wobei wenigstens ein Förderwalzen-Paar angetrieben ist.
  • Im Vorlauf 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.
  • Die hier als Umlenkrolle 120 realisierte Umlenkung ist in der Vertikalrichtung V senkrecht oberhalb der Umformvorrichtung 130 angeordnet. Die Umlenkrolle 120 ist auch oberhalb der Einzugsvorrichtung 110 angeordnet, welche sich oberhalb des Materialbahnvorrats 2 befindet. Die Umlenkung bildet bei der Ausführung gemäß 1 oder 2 die oberste Komponente des Systems 100. Die Anordnung der Umlenkung zwischen der Einzugsvorrichtung 110 und der Umformvorrichtung 130 gestattet eine in Horizontalrichtung kompakte Bauweise, sodass das System 100 mit einem besonders schmalen Fußabdruck in einer Logistikhalle aufstellbar ist.
  • Eine beispielhafte Ausführung einer Umformvorrichtung 130 wird nachfolgend beschrieben. Ausgehend von der Umlenkung wird die Ausgangsmaterialbahn 1 in der Förderrichtung 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 Umlenkrolle 120 zur Förderung 170 erstreckt. Der Mittelbereich der Materialbahn in Bahnbreitenrichtung B wird der Umformvorrichtung 130 durch Faltmittel, die hier durch Faltwalzen 131, 132 realisiert sind, zu einem Taschengrund 7 einer Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt geformt, der beidseits durch Flügel eingerahmt ist, die sich bis hin zu den Längsrändern 6 erstrecken.
  • Die Umformvorrichtung 130 umfasst eine erste Faltwalze 131, deren Walzenachse W raumparallel zur Umlenkachse U ausgerichtet und versetzt zur Umlenkachse U angeordnet ist. In der Förderrichtung ist ein Achsenabstand zwischen der Walzenachse W der ersten Faltwalze 131 und der Umlenkachse U vorgesehen. Quer zur Förderrichtung erstreckt sich ein Umschlagabstand zwischen der Umlenkachse U und der Walzenachse W der ersten Faltwalze 131. Eine zweite Faltwalze 132 sowie gegebenenfalls eine dritte, zwischen der ersten Faltwalze 131 und der zweiten Faltwalze 132 angeordnete Faltwalze definieren den Pfad des Taschengrunds 7 durch die Umformvorrichtung 130.
  • Die Falzwalzen 131,132 sind durch ein paar Walzscheiben 135 gebildet, zwischen denen einen Abstandshalter angeordnet ist. Der durch den Abstandshalter definierte Abstand der Walzscheiben 135 relativ zueinander in der Richtung der Walzenachse W kann zu dem Abstand von Rillscheiben 107 des Rillelements 105 förderstromaufwärts der Umformvorrichtung 130 korrespondieren.
  • Die Umformvorrichtung 130 hat eine Führungsfläche 140, die abschnittsweise durch den Förderwalzen 131, 132 zugeordnete Gegenlagerrollen 141, 142, 143 realisiert ist. Die V- oder U-förmige geformte Materialbahn, insbesondere der Taschengrund 7, kann an der Führungsfläche 140 entlanggeführt werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Führungsfläche 140 parallel zu der durch die Umlenkung 120 und die Fördervorrichtung 170 aufgespannten Ebene. Die Führungsfläche 140 erstreckt sich bei der Ausführung des Systems 100 gemäß der 1 oder 2 in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene. Die Führungsfläche 140 erstreckt sich durch sowohl die Umformvorrichtung 130 als auch die Beschickvorrichtung 150. Mehrere Abschnitte der Führungsfläche 140 und darin angeordnete Gegenlagerrollen 141, 142, 143 und 145 bilden eine Abschnittsfläche für die Außenseite der Materialbahn im Bereich des Taschengrunds 7.
  • Die Gegenlagerrollen 141, 142, 143 und 145 sind im Bereich der Beschickvorrichtung 150 in der Beschickrichtung E gegenüber zur Beschicköffnung 151 angeordnet. Die Gegenlagerrollen 141, 142, 143 und 145 begrenzen in der Beschickrichtung E die Tiefe, bis zu welcher ein (nicht näher dargestellter) Versandartikel 21 einsetzbar und mit dem Taschengrund 7 in Kontakt bringbar ist. Die Beschickrichtung E ist in Horizontalrichtung orientiert. In der Förderrichtung hat die Beschicköffnung 151 eine lichte Länge f. Quer zur Förderrichtung hat die Beschicköffnung 151 eine lichte Weite q. Die lichte Länge f und die lichte Weite q der Beschicköffnung 151 sind definiert durch einen die Beschicköffnung 151 vollumfänglich umgebenden Rahmen 155.
  • Förderstromabwärts der Beschickvorrichtung 150 ist eine Fördervorrichtung 170 angeordnet, die die Längsränder 6 der Materialbahn ergreifen und in der Förderrichtung fördern kann. Nachfolgend zur Förderung 170 ist eine Press- und Trennvorrichtung 180 zum Bilden und Vereinzeln von Verpackungstaschen 11 aus dem bahnförmigen Ausgangsmaterial 1 vorgesehen.
  • Unter Bezugnahme auf die 3 - 7 werden beispielhafte Ausführungen einer erfindungsgemäßen Press- und Trennvorrichtung 180 eines Systems zum Umwandeln des bahnförmigen Ausgangsmaterials 1 in Verpackungstaschen 11, so wie sie beispielsweise in den 8 - 10 abgebildet sind, erläutert.
  • Die erfindungsgemäße Press- und Trennvorrichtung 180 umfasst gemäß den beispielhaft abgebildeten Ausführungen als Hauptkomponenten ein Pressbacken-Paar 181 aus zwei einander zugeordneten Pressbacken 183, 185, die, wie es in den 6 und 7 gezeigt ist, jeweils zwei sich parallel zueinander erstreckende Pressbackensegmente 187, 189 bzw. 191, 193 umfassen. Die Pressbacken 183, 185, insbesondere deren Pressbackensegmente 187 - 193 erstrecken sich quer zur Bahnlängsrichtung L und quer zur Vertikalrichtung V im Wesentlichen in Breitenrichtung B der vorgeformten und bereits mit einem Versandartikel 21 belegten Verpackungstasche 11. Sofern die erfindungsgemäße Press- und Trennvorrichtung 180 in ein beispielsweise erfindungsgemäßes System 100 eingebunden ist, dient die Press- und Trennvorrichtung 180 dazu, ein nachlaufendes Ende, insbesondere Querrandabschnitte, der abzutrennenden und zu versiegelnden Verpackungstasche 11 zu verpressen und zu durchtrennen sowie ein vorlaufendes Ende, insbesondere Querrandabschnitte, der vorgeformten, der Press- und Trennvorrichtung 180 zuzuführenden Materialbahn zu verpressen bzw. zu versiegeln.
  • Wie es in den 3 - 7 zu sehen ist, sind die beiden Pressbacken 183, 185 gefedert, insbesondere jeweils über eine Federanordnung 195, 197, an einem jeweiligen Träger 199, 201 montiert. Die 3-5 zeigen einen Press- und Abtrennvorgang in drei verschiedenen Betriebspositionen, wobei 3 die vollständig geöffnete Position, in 4 eine Zwischenposition, in der die mindestens eine bewegbare Pressbacke 185 verlagert ist, und in 5 die vollständige Schließstellung darstellt, in welcher der Abtrenn- und Versiegelungsvorgang im Wesentlichen erfolgt.
  • In der beispielhaften Ausführung gemäß den 3 - 7 ist eine Ablängeinrichtung 203, die als eine sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Pressbacken 183, 185 erstreckende Messer- bzw. Schneidleiste ausgebildet ist, der bewegbar gelagerten Pressbacke 185 zugeordnet. Bezugnehmend auf die 6 und 7 ist zu sehen, dass die Ablängeinrichtung 203 in einem vertikalen Abstand a zwischen den zugeordneten Pressbackensegmenten 193, 191 angeordnet ist. Ferner ist die Ablängeinrichtung ortsfest gelagert. Die beiden Pressbacken 183, 185 sind im Wesentlichen identisch aufgebaut, wobei bei einem Pressvorgang (vgl. 7) jeweils einander zugeordnete und einander zugewandte Pressbackensegmente 187, 191 bzw. 189, 193 in einen Press- Kontakt gelangen. Während des Pressvorgangs greift die Ablängeinrichtung 203 in den zwischen den Pressbackensegmenten 187, 189 der gegenüberliegenden Pressbacke 183 bestehenden Spalt a* ein und durchtrennt die Materialbahn zur Vereinzelung einer Verpackungstasche 11. Durch die gewählte Anordnung aus Pressbacken 183, 185 und Ablängeinrichtung 203 sowie das Zusammenspiel mit den Federanordnungen 195, 197 und ggf. das insbesondere elastisch nachgiebige Material, erreicht die vorliegende Erfindung eine kompakte, einfach zu realisierende Funktionsunion aus Versiegelung und Abtrennung. Beim Gegeneinander-Verpressen der Pressbackensegmente 187 - 193 wird die der Ablängeinrichtung 203 zugeordnete Pressbacke 185 von der gegenüberliegenden Pressbacke 183 verdrängt, sodass die Ablängeinrichtung 203 freigegeben wird und die Materialbahn durchtrennt werden kann ( 7). Nach einem Abtrenn- und Versiegelungsvorgang, wie er in 5 bzw. 7 angedeutet ist, bewegen sich die Pressbacken 183, 185 zurück in ihre in 3 bzw. 6 gezeigte Ausgangsstellung. Dabei tritt ein weiterer vorteilhafter Aspekt in den Vordergrund, dass beim Aufheben der Federkraft der Federanordnungen 195, 197 die Ablängeinrichtung 203 in Bezug auf die Pressbacken 183, 185 wieder zurückspringt und gegebenenfalls an der Ablängeinrichtung 203 hängen gebliebenes Bahnmaterial abgestreift und entfernt wird, sodass das Risiko eines Papierstaus sowie einer Beschädigung einer Verpackungstasche 11 reduziert ist.
  • Erneut Bezug nehmend auf die 3-5 wird die Aktivierung der Press- und Trennvorrichtung 180 sowie die Verlagerung der bewegbaren Pressbacke 185 näher erläutert. Grundsätzlich ist ein Getriebe 205 zum Aufbringen der von einem Motor, insbesondere einem Rotationsmotor, bereitgestellten Antriebskraft auf die Pressbacke 185 vorgesehen. Gemäß den beispielhaften Ausführungen ist das Getriebe 205 dazu in der Lage, die vom Motor aufgebrachte Drehantriebskraft in eine translatorische, lineare Bewegung, insbesondere Auf- und Zu-Bewegung, der Pressbacke 185 umzuwandeln. Bei einem Getriebe 205 handelt es sich beispielsweise um ein Koppelgetriebe mit einer doppelten zentrisch wirkenden Schubkurbel 207. Das Getriebe 205 ermöglicht es, wie es aus der Abfolge der 3-5 ersichtlich ist, eine im Motor eingeleitete Rotationsbewegung in eine Welle 209 um eine Rotationsachse R in eine Translationsbewegung T zu übertragen, die einer linearen Press- und Freigabebewegungsrichtung zum Verpressen und erneuten Freigeben der beiden Pressbacken 183, 185 entspricht.
  • 8 zeigt eine Seitenansicht einer Versandtasche oder Verpackungstasche 11. Die Verpackungstasche 11 ist durch Querstreifen 15 und gegenüberliegend zum Taschengrund 7 durch einen Längsstreifen 16 versiegelt. Innerhalb der Verpackungstasche 11 befindet sich ein strichliert dargestellter Versandartikel 21. Der Versandartikel 21 hat eine Stücklänge SL und eine Stückhöhe sn. Die Gesamtlänge g der Verpackungstasche 11 korrespondiert zur Summe der Stücklänge SL, dem vorbestimmten Abstand c und dem zweiten Abstand d. Die 9 und 10 zeigen andere Ansichten der in 8 dargestellten Verpackungstasche 11.
  • 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
    6
    Längsrand
    7
    Taschengrund
    11
    Verpackungstasche
    15
    Querstreifen
    16
    Längsstreifen
    20
    fahrbares Traggestell
    21
    Versandartikel
    100
    System
    105
    Rillelement
    107
    Rillscheibe
    110
    Einzugsvorrichtung
    111,112
    Förderwalze
    120
    Umlenkrolle
    130
    Umformvorrichtung
    131, 132
    Faltwalze
    135
    Walzscheibe
    140
    Führungsfläche
    141, 142, 143, 145
    Gegenlagerrolle
    150
    Beschickvorrichtung
    151
    Beschicköffnung
    155
    Rahmen
    170
    Fördervorrichtung
    180
    Press- und Trennvorrichtung
    181
    Pressbacken-Paar
    183,185
    Pressbacke
    187,189,191,193
    Pressbackensegment
    195,197
    Federanordnung
    199,201
    Träger
    203
    Ablängeinrichtung
    205
    Getriebe
    207
    Schubkurbel
    209
    Welle
    R
    Rotationsachse
    T
    Translationsbewegung
    a
    Abstand bzw. Spalt
    a*
    Abstand bzw. Spalt
    b
    Ausgangsbreite
    c
    vorbestimmter Abstand
    d
    zweiter Abstand
    f
    lichte Länge
    g
    Gesamtlänge
    q
    lichte Weite
    SL
    Stücklänge
    SH
    Stückhöhe
    L
    Bahnlängsrichtung
    B
    Bahnbreitenrichtung
    E
    Beschickrichtung
    U
    Umlenkachse
    V
    Vertikalrichtung
    W
    Walzenachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102020114211 A1 [0002]
    • GB 1067166 [0004]
    • EP 3168362 A1 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN ISO 1924-2 [0010, 0041]
    • DIN EN ISO 1924-3 [0010, 0041]
    • DIN EN ISO 2758 [0010, 0041]

Claims (16)

  1. Press- und Trennvorrichtung (180) für ein 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, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen (11) mit einer Umformvorrichtung (130) zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials (1) in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt und einem sich in Bahnlängsrichtung (L) erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum, umfassend ein Pressbacken-Paar (181) aus zwei einander zugeordneten Pressbacken (183, 185), von denen wenigstens eine Pressbacke relativ zur anderen Pressbacke zum Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel bewegbar ist und Abtrennen einer Verpackungstasche (11) von der Materialbahn im Bereich der verpressten Querrandabschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Pressbacken (183, 185) in Bewegungsrichtung der wenigstens einen bewegbaren Pressbacke gefedert ist.
  2. Press- und Trennvorrichtung (180) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine gefederte Pressbacke an einer insbesondere elastischen Federanordnung abstützt, wobei insbesondere sich die Federanordnung an einem ungefederten Träger abstützt.
  3. Press- und Trennvorrichtung (180) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federung der wenigstens einen Pressbacke dadurch realisiert ist, dass die Pressbacke aus einem insbesondere elastisch nachgiebigen Material gebildet ist.
  4. Press- und Trennvorrichtung (180), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, für ein System (100) zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen (11) mit einer Umformvorrichtung (130) zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt und einem sich in Bahnlängsrichtung (L) erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum, umfassend ein Pressbacken-Paar (181) aus zwei einander zugeordneten Pressbacken (183, 185), von denen wenigstens eine Pressbacke relativ zur anderen Pressbacke zum Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Pressbacke eine Ablängeinrichtung derart angeordnet ist und/oder wenigstens eine Pressbacke derart ausgestaltet ist, dass die Ablängeinrichtung beim Gegeneinanderpressen der Pressbacken (183, 185) zum Trennen einer Verpackungstasche (11) von der Materialbahn insbesondere kontinuierlich freigegeben wird und beim sich voneinander Entfernen der Pressbacken (183, 185) in Bezug auf die zugehörige Pressbacke insbesondere kontinuierlich zurückversetzt wird.
  5. Press- und Trennvorrichtung (180) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Pressbacke zwei sich parallel erstreckende Pressbackensegmente umfasst, die unter Ausbildung eines Spalts in einem Abstand zueinander angeordnet sind, in dem die Ablängeinrichtung angeordnet ist.
  6. Press- und Trennvorrichtung (180) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Pressbacke zwei insbesondere identisch zur wenigstens einen Pressbacke ausgebildete Pressbackensegmente umfasst, die unter Ausbildung eines Spalts in einem Abstand zueinander angeordnet sind, in den die Ablängeinrichtung beim Gegeneinanderpressen der Pressbacken (183, 185) eingreifen kann.
  7. Press- und Trennvorrichtung (180) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen Passivzustand, in dem die Pressbacken (183, 185) die Materialbahn freigeben und die Ablängeinrichtung um höchstens 5 %, insbesondere um höchstens 4 %, höchstens 3 % oder höchstens 2 %, ihrer Längserstreckung in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pressbacke über eine der weiteren Pressbacke zugewandten Pressfläche der zugeordneten Pressbacke vorsteht, und/oder einen Pressendzustand, in dem die Ablängeinrichtung um wenigstens 10 %, insbesondere um wenigstens 12,5 %, wenigstens 15 % oder wenigstens 17,5 %, ihrer Längserstreckung in Bewegungsrichtung der bewegbaren Pressbacke über die Pressfläche vorsteht.
  8. Press- und Trennvorrichtung (180) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablängeinrichtung dadurch freigegeben wird, dass beim Gegeneinanderpressen der Pressbacken (183, 185) die der Ablängeinrichtung zugeordnete Pressbacke von der gegenüberliegenden Pressbacke verdrängt wird.
  9. Press- und Trennvorrichtung (180), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, für ein System (100) zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen (11) mit einer Umformvorrichtung (130) zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt und einem sich in Bahnlängsrichtung (L) erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum, umfassend ein Pressbacken-Paar (181) aus zwei einander zugeordneten Pressbacken (183, 185), von denen wenigstens eine Pressbacke relativ zur anderen Pressbacke zum Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel bewegbar ist und Abtrennen einer Verpackungstasche (11) von der Materialbahn im Bereich der verpressten Querrandabschnitte, gekennzeichnet durch ein wenigstens einem der Pressbacken (183, 185) zugeordnetes Getriebe zum Bereitstellen einer Presskraft an das Pressbacken-Paar (181).
  10. Press- und Trennvorrichtung (180) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass die wenigstens eine bewegbare Pressbacke entlang einer linearen Press- und Freigabebewegungsrichtung bewegbar ist.
  11. Press- und Trennvorrichtung (180) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe dazu eingerichtet ist, die von einer Kraftquelle, wie einem Motor, insbesondere einem Rotationsmotor, verrichtete mechanische Arbeit in eine insbesondere lineare Press- und Freigabebewegungsrichtung der wenigstens einen bewegbare Pressbacke umzuwandeln.
  12. Press- und Trennvorrichtung (180) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine nichtlineare Kraftübertragungsfunktion aufweist, wobei insbesondere das Getriebe dazu eingerichtet ist, die dem Pressbacken-Paar (181) vermittelte Presskraft in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Press- und Trennvorrichtung (180) einzustellen.
  13. Press- und Trennvorrichtung (180) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Koppelgetriebe insbesondere mit einer doppelten zentrisch wirkenden Schubkurbel, ein Kniehebelgelenk, eine Kulissenscheibe mehrere Nocken und/oder eine Kurvenscheibe umfasst.
  14. Press- und Trennvorrichtung (180) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe über ein Zwischengetriebe, wie ein Schnecken-, Stirn-, Planeten- oder Kegelradgetriebe, zur insbesondere linearen Anpassung des Drehzahl-Momenten-Verhältnisses mit einer Kraftquelle, wie einem Motor, insbesondere einem Rotationsmotor, gekoppelt ist.
  15. System (100) zum Umwandeln eines bahnförmigen Ausgangsmaterials, das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, in Verpackungstaschen (11), umfassend eine Umformvorrichtung (130) zum kontinuierlichen Umformen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine Materialbahn mit V- oder U-förmigem Querschnitt und einem sich in Bahnlängsrichtung (L) erstreckenden von gegenüberliegenden V- oder U-Schenkeln der Materialbahn begrenzten Aufnahmeraum und eine der Umformvorrichtung (130) nachgeschaltete, nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildete Press- und Trennvorrichtung (180) zum gleichzeitigen Gegeneinanderpressen von vorlaufenden Querrandabschnitten der V- oder U-Schenkel und Abtrennen einer Verpackungstasche (11) von der Materialbahn im Bereich der verpressten Querrandabschnitte.
  16. Verpackungstaschenfertigungsstation umfassend ein System (100) gemäß Anspruch 15 und einen Ausgangsmaterialvorrat an bahnförmigem Ausgangsmaterial (1), das eine Bahnlängsrichtung (L) definiert und sich zwischen zwei in Bahnbreitenrichtung (B) gegenüberliegenden Längsrändern (6) ausdehnt, insbesondere aus Papier, Karton oder Pappe, wie Wellpappe, aus dem das System (100) das Ausgangsmaterial (1) abziehen kann.
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