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Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinlage und Vorrichtung
zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Verpackungseinlagen und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.
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Die gemäß der Erfindung hergestellten Verpackungseinlagen finden Verwendung
insbesondere zur Einlage in Pralinenschachteln, wobei die Pralinen in den eingeformten
Eintiefungen der Verpackungseinlage getrennt zu liegen kommen.
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Die Verwendung dieser Einlage beschränkt sich natürlich nicht nur
auf die Verpackung von Pralinen, sondern sie kann auch bei anderen Gegenständen,
die zu mehreren in einer Verpackungsschachtel zum Verkauf kommen, wie Zuckerwaren,
Medikamenten, Ampullen, Obst od. dgl., benutzt werden. In der nachfolgenden Beschreibung
soll jedoch der Einfachheit halber nur von Verpackungseinlagen für Pralinen gesprochen
werden.
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Pralinen wurden bisher in einer Pralinenschachtel in kleine einzelne
und nicht zusammenhängende näpfchenförmige rosettenartige Papierkapseln eingelegt.
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Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßiger ist, hinsichtlich Herstellung,
Einlagerung der Pralinen in die Schachtel und deren fester Lagerung in der Schachtel
diese Verpackungseinlagen zusammenhängend und fortlaufend in ein Papier- oder Folienband
einzuprägen, welches nach der Prägung in Abschnitte zerlegt wird, die der Konfektschachtelgröße
entsprechen und in diese eingelegt werden können.
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Demgemäß ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen,
mit dem eine solche in sich durch die Prägung relativ steif gemachte Verpackungseinlage
hergestellt werden kann, die beispielsweise in zwei, drei oder mehr Reihen nebeneinander,
je nach Größe der Schachtel, mehrere in sich zusammenhängende rosettenartige Eintiefungen
zur Aufnahme der Pralinen enthält.
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Da zum genannten Zweck bevorzugt Pergamin papier benutzt wird, das
sich nicht tiefziehen läßt, und die Papierkapseln, da sie zusammenhängend aus einem
Band geformt werden, schwierige geometrische Formen haben, ist es ein weiteres Zeil
der Erfindung, das Verfahren so durchzuführen, daß die kapselartigen Eintiefungen
unter Längs- und Querschrumpfung des Papierbandes stufenweise in das Band eingeformt
werden.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen,
mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, wobei zweckmäßig die notwendigen
Verformungs- und Transportbewegungen von einem zentralen Antrieb in die Verformungsvorrichtung
eingeleitet werden. Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung einer näpfchenartige
Vertiefungen aufweisenden Verpakkungseinlage mit sich kreuzenden, gefältelten, die
Vertiefungen begrenzenden Stegen ein Verfahren benutzt, das im wesentlichen dadurch
gekennzeichnet ist, daß zur Ausbildung von mehreren Vertiefungen in einer Bahn den
Patrizen und Matrizen paarweise nach dem Angreifen an die Bahn eine diese raffende
und sie dadurch schrumpfende Quer- und Längsbewegung erteilt sowie bei der hierdurch
erfolgenden intermittierenden Bahnbewegung die Ausbildung der Vertiefung stufenweise
durchgeführt und schließlich nach Fertigstellung der gewünschten Zahl der Vertiefung
die Bahn in Verpackungseinlagen unterteilt wird.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung mit Patrizen
und Matrizen benutzt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Matrizen und Patrizen
in mehreren in Bahnrichtung hintereinander vorgesehenen Rahmen quer und gleichzeitig
senkrecht zur Bahn hin- und herbeweglich angeordnet und dabei so angetrieben sind,
daß jeweils die Werkzeuge in den geradzahligen Rahmen gleichartige und die in den
ungeradzahligen Rahmen befindlichen Werkzeuge um einen Arbeitsrhythmus versetzt
gleichartige Bewegungen ausführen.
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Da für die Verpackungseinlage relativ dünnes Papier oder Folie verwendet
wird, ist es auch möglich, gleichzeitig mehrere Papier- oder Folienbänder zu mehreren
übereinandergeschichtet und am Einlauf der Verformungsvorrichtung durch den Spalt
eines
Walzenpaares geführt in die Vorrichtung zu leiten und zusammen zu verformen. Nach
vollzogener Verformung werden die Einzelbänder dann voneinander getrennt.
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Verfahren und Vorrichtungen, mit denen in ähnlicher Weise wie im vorliegenden
Fall irgendwelche geeignete Materialbahnen einer Verformungsbehandlung unterzogen
werden, sind an sich bekannt.
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Diese Verfahren und Vorrichtungen sind jedoch dem gewünschten herzustellenden
Produkt angepaßt und erstrecken sich im wesentlichen darauf, Materialbahnen mit
Prägungen zu versehen, so daß beispielsweise ein allseitig dehnbares Papier entsteht.
Die zu verformende Materialbahn läuft dabei durch hintereinander angeordnete Prägewalzenpaare
mit sich in der Form entsprechenden Profilierungen. Der Materialüberschuß wird hierbei
durch unregelmäßige Fältelungen aufgenommen.
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Das gleiche Prinzip wird beispielsweise auch angewandt zur Herstellung
von Verpackungen für Eier, wobei es die geometrische Form gestattet, den Verformungsvorgang
als Einwälzvorgang zu gestalten.
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Während es sich bei diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen um
Bearbeitungsvorgänge handelt, die im wesentlichen ein Einwalzen darstellen, ist
auch eine Vorrichtung bekannt, mit der vermittels hintereinandergeschalteter Werkzeuge
Kartonagenzuschnitte gerillt werden. Dieser relativ einfache Rillungsvorgang ist
insofern noch ohne große Schwierigkeiten durchzuführen, da hierbei keine fortlaufende
Bahn, sondern nur Einzelstücke bearbeitet bzw. gerillt werden müssen, was durch
in einem Vorrichtungsgestell angeordnete ausschwingbare und aufeinander zu bewegliche
Werkzeuggruppen erfolgt, die nacheinander Quer- und Längsrillungen vornehmen.
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Eine Verwendung dieser bekannten Verfahrensweisen und Vorrichtungen
für ein Endprodukt im Sinne der Erfindung ist insofern nicht möglich, als hier eine
fortlaufende Materialbahn in eine Bahn zusammengeschrumpft werden soll, die den
Materialüb.erschuß in regelmäßigen Faltungen von genau definierter geometrischer
Form enthält, wobei diese Faltungen die Wandungen von unmittelbar nebeneinanderhegenden
Eintiefungen bilden, die nur nach einer Seite der Bahnebene ausgeformt sind.
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Einzelheiten, insbesondere die der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens, werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In einer zeichnerischen Darstellung zeigt Fig. 1 eine fertige Verpackungseinlage,
wie sie in Konfektschachteln eingelegt werden kann, Fig.2 einen Abschnitt des kontinuierlich
in die Verformungsvorrichtung einlaufenden Papier- oder Folienbandes, Fig. 3 eine
Seitenansicht der Vorrichtung, Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Verformungsrahmen
nach Linie 1-I in Fig. 3, Fig.5 eine perspektivische Ansicht eines etwas schematisierten
Verformungsrahmens gemäß Fig.4, wobei die Bewegungsrichtungen der Einzelteile eingezeichnet
sind, Fig. 6 und 7 Schnittdarstellungen der Verformungswerkzeuge gemäß Linie II-II
in Fig. 4.
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. In Fig. 1 ist die mit 1 bezeichnete Verpackungseinlage dargestellt,
wie sie sich nach der Verformung und Abtrennung von. kontinuierlich durch die Verformungsvorrichtung
- laufenden Band ergibt. Die ganze Einlage wird von sich kreuzenden Stagen 2 durchzogen,
zwischen denen die Eintiefungen 3 liegen.
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Die Stegwandungen 4 sind dabei gefältelt, wodurch das durch den Längs-
und Querschrumpfungsvorgang des Bandes überschüssige Material in der Einlage verarbeitet
ist. Diese Einlage 1 ist beispielsweise in eine Konfektschachtel 5 eingelegt, wobei
dann in bekannter Weise Pralinen od. dgl. in die Eintiefungen 3 zu liegen kommen.
Je nach Höhe des Schachtelrandes 6 können auch zwei oder mehr dieser Verpackungseinlagen
1 schichtweise in die Schachtel eingelegt werden. Durch diese Einlagen wird der
Füllvorgang der Konfektschachteln erleichtert, da die rosettenartigen Kapseln nicht
mehr wie bisher einzeln in die Packung eingebracht werden müssen. Außerdem kann
die Schachtelfüllung, wenn bereits ein Teil verbraucht ist, nicht mehr in der Packung
herumrutschen, da die Einlage in sich steif in der Schachtel liegt.
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Eine solche Verpackungseinlage 1 wird durch Abtrennung des fertig
verformten Endabschnittes 7 vom durch die Vorrichtung laufenden Band 8 gewonnen.
In Fig. 2 ist das Band 8 gezeigt, und zwar wie es mit voller Breite 9 von einer
oder mehreren Vorratsrollen in die Maschine einläuft und in der Maschine auf die
Endbreite 10 geschrumpft wird. Wie erwähnt, geht mit dieser Querschrumpfung eine
Längsschrumpfung zur Ausbildung der gewünschten Näpfchenform Hand in Hand, die hier
durch die Längenunterschiede der Abschnitte 11 und 12 verdeutlicht ist.
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Dieses Verformungsverfahren wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung
durchgeführt, wie sie in einer beispielsweisen Ausführungsform mit ihren wesentlichen
Bauelementen in den Fig. 3 bis 7 dargestellt ist.
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Gemäß Fig.3 sind im Vorrichtungsgestell 13 hintereinander in Banddurchlaufrichtung
sechs Rahmen 15 angeordnet, deren Einzelausbildung aus Fig. 4 ersichtlich ist und
die im Hinblick auf die Längsschrumpfung des Bandes während des Verformungsvorganges
in kleiner werdenden Abständen im Vorrichtungsgestell angeordnet sind. Vom Bandeinlauf
aus gesehen, sind der erste, dritte und fünfte Rahmen stehend und der zweite, vierte
und sechste hängend im Vorrichtungsgestell 13 angeordnet. Jeweils die drei stehenden
und jeweils die drei hängenden arbeiten gleichzeitig, d. h., während die drei stehenden
verformen und transportieren, bewegen sich die drei hängenden Rahmen mit den dann
geöffneten Verformungswerkzeugen zurück und setzen zu einem neuen Verformungs- und
Transporttakt an. Die pendelnde Hin- und Herbewegung der Einzelrahmen 15 erfolgt
vermittels der Gestänge 16, die wiederum ihren Antrieb von der Kurvenscheibe 18
aus über die Kurvenhebel 17 erhalten.
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Einer dieser Rahmen 15 wird nunmehr in seinen Einzelheiten an Hand
der Fig.4 und 5 näher erläutert. Die hängenden und stehenden Rahmen sind im Aufbau
gleich, so daß die Beschreibung eines Rahmens zur Verdeutlichung der Erfindung genügen
mag. Ein solcher Rahmen 15 wird von einer oberen und unteren Traverse 48/49 und
den Säulen 50 gebildet. An den Säulen 50 sind die Prägewerkzeughalter 28 gleitbar
gelagert und hängen an den Gestängen 20, die derart an einer drehbaren, mit Hebelarmen
versehenen Büchse 51 angelenkt sind, daß sie bei deren pendelnder Schwenkbewegung
sich gegeneinander zu bzw. voneinander weg längs der Säulen 50 bewegen, wodurch
die Hauptverformungsbewegung
bewirkt wird. Diese Bewegung wird ebenfalls
von der Kurvenscheibe 18 her über die Kurvenhebel 19 und die Gestänge 52 in die
Vorrichtung eingeleitet.
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Im Rahmen 15 sind zwei Stäbe 21 drehbar gelagert, die an ihren unteren
Enden 22 mit Schlitzen 24 versehene Hebel 23 tragen. In die Schlitze 24 greifen
die fest mit dem Maschinengestell 13 verbundenen Zapfen 25 ein. Wird der Rahmen
15 hin und her in Bandrichtung bewegt, so bewirken also die Zapfen 25 und die Hebel
23 eine pendelnde Drehung der Stäbe 21. An diesen Stäben 21 sind weiterhin feste
Stege 26 angeordnet, die zu den Stäben 21 achsparallele Stangen 27 tragen. Diese
Stangen folgen somit der Drehbewegung der Stäbe 21. Die Verformungswerkzeughalter
28 umfassen nicht nur die Rahmensäulen 50, sondern auch die Stäbe 21 und sind nach
innen zu gabelartig ausgebildet zur Aufnahme von Schwenkarmen 29, die ebenfalls
von den Stangen 27 ohne feste Verbindung durchgriffen werden, und die um die Stäbe
21 schwenkbar sind. Bei Drehung des Stabes 21 mit den Stangen 27 werden also die
Schwenkarme 29 mitgenommen und schwingen in der Gabel der Verformungswerkzeughalter
28 um die Stäbe 21. Vom Werkzeughalter der einen zum Werkzeughalter 28 der anderen
Seite erstrecken sich vier Schienen 34, die fest mit den Haltern 28 verbunden sind.
Zwischen diesen Schienen 34 sind die Verformungswerkzeugaufnahmen 44 verschieblich
angeordnet. Außerdem dienen die Schienen 34 als Lagerung für die Kipphebel 30 bis
33, von denen jeweils ein Hebelarm über ein Gelenkglied 53 mit einem Schwenkarm
29 verbunden ist. Mit dieser Anordnung wird erzielt, daß bei Bewegung der Schwenkarme
29 über die Gelenkglieder 53 die Kipphebel 30 bis 33 in einer dazu senkrechten Ebene
ebenfalls eine kleine Schwenkbewegung ausführen, welche über kleine Schubstangen
35 auf die Verformungswerkzeugaufnahmen 44 übertragen werden.
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Die Bewegungsausschläge der Kipphebel 30 bis 33 und die dazu notwendigen
schon beschriebenen übertragungselemente 35 sind so bemessen und an den Kipphebeln
derart angelenkt, daß die Verformungswerkzeugaufnahmen 44 innerhalb einer Gruppe
- im beschriebenen Beispiel sind es 4 Stück - aufeinander zu bis zum gegenseitigen
Anschlag und wieder auseinander bewegt werden können. Durch diese Querbewegung wird
die Querschrumpfung der Papierbahn bewirkt. Die obere und die untere Verformungswerkzeuggruppe
bewegen sich dabei natürlich gleichsinnig.
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Diesen Bewegungen, d. h. der Transportbewegung in Bandrichtung, der
vertikalen Verformungsbewegung der Formen 36/37 und der horizontalen Bewegung quer
zur Bandrichtung ist nun noch eine weitere Bewegung überlagert. Die oberen Formen
37 besitzen eine äußere Hülse 39, die eine zentrische Bohrung hat, in der ein weiterer
Verformungsstempel 38 vertikal verschieblich sitzt. Beim Zusammenfahren der Formen
36/37 fährt nun dieser zentrische Stempel 38 etwas verzögert noch einige Millimeter
aus der äußeren Hülse 39 heraus und tieft das zu verformende Material weiter ein
bzw. zieht das Material in die zusammengefahrenen Formen 36/37 nach. Diese zusätzliche
Bewegung wird in der folgenden Weise erzielt: An den oberen Enden 40 der Stäbe 21
ist eine Traverse 41 gleitbar gelagert, die über Gelenkstäbe 43 mit den Kipphebeln
31 in Verbindung steht. Weiterhin sind an der Traverse 41 verstellbare Stößel
42 angeordnet, die in Kontakt mit den. Verformungsstempeln 38 stehen, deren Schäfte
54 die ganze Verformungswerkzeugaufnahme 44 bis obenhin durchlaufen und über diese
hinausragen. Beim Niederziehen der Traverse 41 mit den Stößeln
42, was vermittels der Stangen 43 geschieht, die an den Kipphebeln 31 angelenkt
sind, drücken somit diese Stößel auf die herausragenden Enden der Stempel 38, so
daß diese um einige Millimeter aus der Hülse 39 hervortreten.
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In Fig. 6 und 7 sind nochmals Querschnitte entsprechend der Schnittlinie
II-II in Fig. 4 gezeigt. Fig. 6 zeigt dabei das ganze obere Verformungswerkzeug
mit der Werkzeugaufnahme 44 und der hohlen äußeren Hülse 39, die auswechselbar und
mit einer Stellschraube 55 feststellbar ist. Hülse 39 und Aufnahme 44 werden vom
Schaft 54 des inneren Stempels 38 durchgriffen, der durch eine Feder 56 in seiner
eingezogenen Stellung gehalten wird, aus der er durch Niederdrücken des Stößels
42 gebracht wird.
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Fig. 7 zeigt das ganze untere Verformungswerkzeug im Schnitt. Die
Form 36 ist in der gleichen Weise wie oben an der Aufnahme gehalten. Durch Stellschrauben
können die Formen genau auf gleiche Höhe eingestellt werden. Die Formen 36/37 selbst
weisen ineinanderpassende Oberflächen auf, die gerippt sind entsprechend der zu
erzielenden Fältelung der in die Vorrichtung einlaufenden Papierbahn. Je nach Dicke
der zu verarbeitenden Papiere und entsprechend der Einstellung der Verformungswerkzeuge
können auch mehrere Papierbänder gleichzeitig verformt werden.
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Der Vorgang ist dann der gleiche wie bei einem Band. Die Bänder laufen
dann von mehreren Vorratsrollen 56 durch den Walzenspalt der Einlaufwalzen 57 in
die Vorrichtung ein.
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In Betrieb arbeitet die Vorrichtung, deren Einzelbewegungsvorgänge
schon beschrieben und in Fig. 5 mit Pfeilen angedeutet sind, wie folgt: Von den
Vorratsrollen 56 kommend, läuft ein Band oder mehrere durch die Walzen in die Vorrichtung
ein, d. h. unter bzw. zwischen die Verformungswerkzeuge. Die hintereinander angeordneten
Formen selbst sind so gestaltet, daß die Formen im ersten Rahmen eine Vorprägung
ergeben, während die Formen im letzten Rahmen der Endform entsprechen. Im gegebenen
Vorrichtungsbeispiel verformen nun erster, dritter und fünfter Rahmen gleichzeitig.
Außer den Formen des ersten Rahmens greifen die Formen der nachfolgenden jeweils
in die Voreintiefungen und tiefen diese immer weiter ein bis zur Endstufe, wobei,
wie erwähnt, jeweils die erste, dritte und fünfte sowie zweite, vierte und sechste
Stufe zusammenarbeiten, d. h., während sich die Werkzeuge der ersten, dritten und
fünften Stufe vom zu verformenden Band abheben und in ihre Ausgangsstellung zurückgehen,
setzen die zweite, vierte und sechste Stufe zu einem neuen Arbeitstakt an. Das Band
läuft also schrittweise durch die Vorrichtung, wonach es in Abschnitte gewünschter
Größe zerschnitten wird.