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Vorrichtung zum registerhaltigen Abdecken und Verschweißen von Behältern
mittels einer mit Aufdrucken versehenen Folienbahn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum registerhaltigen Abdecken und Verschweißen einer Folge von aus einer Kunststoffbahn
hergestellten Behältern mit konstantem Mittenabstand mittels einer in Abständen,
die etwa den Mittenabständen der Behälter entsprechen, mit Aufdrucken versehenen
Folienbahn aus Kunststoff, welche eine Registerkontrolleinrichtung, eine Einrichtung
zum Ausgleich von Abweichungen der Aufdruckabstände und eine Einrichtung zum Verschweißen
der Folienbahn mit den Behältern aufweist.
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Bei Maschinen zur fortlaufenden Herstellung von gefüllten Kunststoffbehältern
bildet das registerhaltige Zuführen der bedruckten Deckbahn zu den in der Kunststoffbahn
vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellten Behältern ein besonderes Problem, denn
für alle die Maschine verlassenden, fertig gefüllten und verschlossenen Behälter
wird gefordert, daß der Aufdruck jeweils an derselben Stelle, vorzugsweise mittig
auf dem Deckel angeordnet ist. Der Abstand der Behälter untereinander ist im idealen
Fall gleich dem Abstand der Aufdrucke auf der Deckbahn. Dieser ideale Fall ist aber
praktisch nicht erreichbar, denn trotz aller beim Bedrucken getroffenen Vorkehrungen
kann die unbedingte Gleichheit der Abstände nicht erreicht werden. Es werden also
bei derartigen fortlaufend arbeitenden Maschinen die Aufdrucke allmählich aus ihrer
ursprünglichen einwandfreien, vorzugsweise mittigen, Lage herauswandern, und schließlich
werden diese über zwei aufeinanderfolgende Behälter übergreifen, so daß jeder solche
Behälter zwei Aufdruckhälften trägt, nämlich links das Ende oder die eine Hälfte
eines ersten Aufdrucks und rechts den Anfang oder eine Hälfte des folgenden Aufdrucks.
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Bei einer bekannten Vorrichtung wird der Nachteil des Auswanderns
der Aufdrucke aus ihrer mittigen Lage dadurch beseitigt, daß man den Abstand der
Aufdrucke auf der Deckbahn absichtlich größer macht als den Abstand der Behälter
und daß der Überschuß an Deckbahnlänge in Abhängigkeit von Steuerimpulsen einer
Registerkontrolleinrichtung von einem Stößel in zwischen den Packungen vorgesehene
Nuten mehr oder weniger tief eingedrückt wird. Diese bekannte Vorrichtung stellt
aber keine voll befriedigende Lösung dar, denn abgesehen von der Komplizierung der
Einrichtung durch Anordnung mechanisch bewegter Stößeleinrichtungen, die die Betriebszuverlässigkeit
herabsetzen, bedeutet eine Beseitigung des Deckbahnüberschusses durch mehr oder
weniger tiefes Eindrücken desselben in Nuten zwischen den einzelnen Packungen bei
derartigen fortlaufend arbeitenden Maschinen, vor allem dann, wenn sie hohen Ausstoß
haben, einen beträchtlichen Verbrauch an ungenutzter Deckbahn.
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Ein weiterer bekannter Vorschlag zur Behebung der genannten Schwierigkeiten
geht dahin, beim Zuführen bedruckter Materialbahnen durch kontinuierlich angetriebene
Förderwalzen sich einer lichtelektrischen Registerregelung zu bedienen, derart,
daß durch im bedruckten Material angeordnete Steuermarken eine auf die Materialbahn
einwirkende Bremse ausgelöst wird, so daß zwischen den Förderwalzen und der Materialbahn
ein »Schlupf« entsteht, der so lange anhält, bis durch die Maschine »im Maschinenrhythmus«
die Bremse wieder abgestellt wird; dadurch soll dann eine Zuordnung des Registers
relativ zur Oberfläche der Förderwalze erreicht werden. Bei diesem Verfahren sind
demnach kontinuierlich angetriebene Förderwalzen für die Deckbahn erforderlich,
also eine erhebliche Komplizierung der Maschine und außerdem mehr oder weniger komplizierte
elektrisch-mechanische Bremseinrichtungen für die Förderwalzen. Ein besonders ins
Gewicht fallender Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der »Schlupf«, mit
dem die in einer
gewissen Toleranz zu groß oder zu klein ausfallenden
Abstände der Aufdrucke bei der Zuführung ausgeglichen wird, keineswegs ausreichend
genau beherrscht werden kann und daher insbesondere bei Maschinen mit hoher Geschwindigkeit
und großem Ausstoß keine dauernde einwandfreie Registerhaltigkeit gewährleistet
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter
Maschinen der genannten Art zu beseitigen und eine einfache und im Betrieb zuverlässige
Vorrichtung zum registerhaltigen Abdecken und Verschweißen einer Folge von aus einer
Kunststoffbahn hergestellten Behältern mittels einer mit Aufdrucken versehenen Folienbahn
aus Kunststoff zu schaffen, bei der die registerhaltige Zuordnung von Aufdruck und
Behälter zueinander durch jederzeit einwandfrei beherrschbare Mittel erzielt werden.
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Zur Lösung der Aufgabe dient eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß bei Verwendung einer Deckfolienbahn,
bei welcher die Abstände der Aufdrucke geringfügig kleiner sind als die Mittenabstände
der Behälter, die Deckfolienbahn durch eine vor der Schweißeinrichtung angeordnete
Bremse, welche durch die Impulse der Registerkontrolle gesteuert ist, zeitweise
derart festgeklemmt wird, daß der unter der Wärmewirkung der Schweißeinrichtung
erweichte Deckfolienabschnitt durch gemeinsames Vorziehen mit den Behältern auf
die Länge der Mittenabstände gereckt wird.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zum registerhaltigen
Abdecken und Verschweißen oder Heißsiegeln in einer Maschine der genannten Art wird
die im Augenblick des Schweißens mögliche Dehnung der Folien dazu benutzt, auf einfachste
und zuverlässigste Weise den Unterschied zwischen dem Aufdruckabstand und dem Behälterabstand
stets im selben Sinne im Augenblick der Vereinigung der beiden Bahnen praktisch
aufzuheben, d. h., daß die registerhaltige Zuführung sicher und genau erreicht wird.
Darüber hinaus ergibt sich eine erhebliche Einsparung von Folienmaterial gegenüber
vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt F i g. 1 schematisch in Seitenansicht
eine Maschine zum fortlaufenden Herstellen von gefüllten, abgedeckten und dicht
verschlossenen Behältern aus zwei Bahnen aus Kunststoff, Fig.2 in Seitenansicht
eine erlindungsgemäße Vorrichtung, wie sie in einer Maschine nach F i g. 1 vor der
Schweiß einrichtung verwendet werden kann, Fig. 3 in Stirnansicht eine Vorrichtung
gemäß Fig. 2 und F i g. 4 eine perspektivische Darstellung der Lage der beiden Bahnen
nach vollendetem Verschließen.
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Bei der schematisch dargestellten Maschine werden zwei Kunststoffbahnen
1, 2, nämlich eine von einer Rolle 3 ablaufende Bahn 1 zur Ausformung (z. B. durch
Tiefziehen) von Behältern la mit einem konstanten Abstand untereinander, und eine
von einer zweiten Rolle 4 ablaufende Deckbahn 2 zur Bildung von Deckeln 2 a, verarbeitet.
Die Deckbahn 2 ist mit Aufdrucken 2 b (Fig. 4) zur Kennzeichnung versehen. Diese
Aufdrucke 2 b haben untereinander
einen herstellungsbedingten veränderlichen Abstand,
der gleich oder kleiner als der Behälterabstand ist.
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Die Bahnen 1 und 2 werden nacheinander innerhalb der Maschine in
einer Reihe von Arbeitsstellen in Zonen A, B, C, D, E und F behandelt. Die Länge
dieser Zonen A bis F ist zweckmäßigerweise einstellbar, um sie den jeweiligen Herstellungsbedingungen
und -bedürfnissen anpassen zu können. Bei der dargestellten Maschine durchläuft
die Bahn 1 alle Zonen A bis F, während die Deckbahn 2 nur die drei letzten Zonen
D, E und F durchläuft.
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In der ersten Zone A ist eine Heizvorrichtung CH zum Erweichen vorbestimmter
Abschnitte der Bahn 1 angeordnet. In der nächsten Zone B ist eine Ausformungseinrichtung
PF mit einer Form 5 mit Löchern 6 vorgesehen. Die Löcher 6 sind mit einer (nicht
dargestellten) Evakuierungseinrichtung verbunden. In dieser Zone B werden die in
Zone A erweichten Abschnitte der Bahn 1 zu Behältern la ausgeformt.
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In der dritten Zone C werden die Behälter la mittels eines nicht
dargestellten Dosiergerätes mit einer bestimmten Menge des in die Behälter la einzufüllenden
Stoffes gefüllt.
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Die Deckbahn 2 läuft von einer auf einer Welle 4 a angeordneten Rolle
4 ab. Die Welle 4 a ist in Ständern 4b (s. Fig. 2 und 3) gelagert. Diese Bahn 2
kommt nach Vorbeigang an einer Umlenkrolle 4c (Fig. l, 2 und 3) in der Zone D über
die gefüllten Behälter la. In dieser Zone D ist zum Verschweißen der Deckbahn 2
mit dem Rand des gefüllten Behälters 1 a eine Schweißvorrichtung PS vorgesehen.
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Aus der Zone D gelangen die gefüllten, mit Deckel 2 a und Etikett
2 b versehene Behälter la in die Zone E, wo sie durch eine Schneide- und Auswurfvorrichtung
PD und eine Auswurfrutsche 24 als verkaufsfertige Behälter 7 aus der Maschine abgegeben
werden.
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In der letzten Zone F der Maschine ist eine Zugeinrichtung Ti mit
einer Zange 27, 28, 29 angeordnet, welche die nach dem Ausscheiden der fertigen
Behälter 7 übrigbleibende, ausgesparte Doppelbalm schrittweise jeweils um den Abstand
d vorrückt.
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Um bei einer solchen oder ähnlichen Maschine gemäß Fig. 1 eine selbsttätige
registerhaltige Zuordnung zwischen Deckelaufdruck 2 b und Behälter la (vgl. F i
g. 4) einwandfrei während des fortlaufenden Betriebes zu erreichen, wird in derselben
eine Vorrichtung gemäß der Erfindung angeordnet.
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Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung dient eine Bremse aus einer drehbaren Walze 33 einer nicht drehbaren
Andrückwalze 32 dazu, einen bestimmten Abschnitt der Deckbahn 2, auf der die Aufdrucke
2 b einen Abstand haben, der fast gleich, aber stets kleiner als der Behälterabstand
d ist, in einer bestimmten Stellung vor der Schweißvorrichtung bzw. Schweißstelle
PS (Fig. 1) zurückzuhalten. Ferner ist darin eine Registerkontrolleinrichtung vorgesehen,
bestehend aus einer Fotozelle 34, einer Lichtquelle 35 und einem Druckzylinder 36.
Die Lichtquelle 35 beleuchtet die Fotozelle 34 zwischen den Druckwalzen 32, 33 und
der Schweißstelle PS, durch die Deckbahn 2 hindurch, während der Druckzylinder 36
dazu dient, auf ein Steuersignal von der Fotozelle 34 hin die Andrückwalze 32 gegen
die Walze 33 zu führen, damit gegebenenfalls die Deckbahn 2 eine bestimmte Zeitdauer
abgebremst bzw. aufgehalten wird. Durch die
Fotozelle 34 wird diese
Zeitdauer des Abbremsens oder Anhaltens durch die Bremse 32, 33 so geregelt, daß
der Abstand der Aufdrucke 2 b dem Abstand d der Behälter la entsprechend angepaßt
wird.
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Während der Dauer dieses Anhaltens wird durch eine mehr oder weniger
große Dehnung des unter der Wirkung der Schweiß einrichtung PS erweichten zugeordneten
Abschnittes der Deckbahn 2, welcher gemeinsam mit den Behältern, mittels der an
der ausgesparten Doppelbahn eingreifenden Zugeinrichtung Ti vorgezogen wird, gerade
der Abstand aufgeholt, der zwischen Deckbahn 2 und gefülltem Behälter la zu Beginn
ihres gemeinsamen Eintrittes in die Schweißvorrichtung PS kurz vor deren Verschweißung
besteht.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung tragen an Schienen
9 befestigte Ständer 4b den Rollenhalter 4 a für die Vorratsrolle mit bedruckter
Deckbahn 2, zwei schwenkbare Arme 37, auf die in Richtung des Pfeiles g eine Feder
39 wirkt, wobei diese Arme eine frei drehbare Walze 40 tragen, über die die Bahn
2 läuft, die durch die Feder 39 gespannt wird; ferner dienen die Ständer 4 b zur
Halterung der frei drehbaren Walze 33 und zweier Druckzylinder 36 mit zugeordneten
beweglichen Kolben, die über eine Stange 41 die Andrückwalze 32 senkrecht bewegen.
Die Ständer 4 b tragen außerdem noch die durch die Fotozelle 34 und die Lampe 35
gebildete Suchvorrichtung und eine vierte, als Umlenkwalze für die die Deckbahn
2 vor deren Einlauf in die Schweißvorrichtung PS dienende Walze 4 c. Die Lampe 35
der Suchvorrichtung durchleuchtet die sich zwischen zwei durchsichtigen Führungen
42 an den Ständern 4b befindliche Deckbahn 2. Die Walzen 4 c, 32, 33 und 40 sind
vorzugsweise aus Gummi od. dgl.
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Die von der Lampe 35 durch die Deckbahn 2 hindurch beleuchtete Fotozelle
34 stellt den Durchgang entweder des Anfangs oder Endes eines Aufdruckes 2b oder
auch einer besonderen Marke (z. B. eines schwarzen Striches od. dgl.) auf der Deckbahn
fest; jede solche Marke ist jedem einen Aufdruck 2 b tragenden Abschnitt der Deckbahn
2 zugeordnet. Da der Abstand p der Aufdrucke 2 b stets kleiner ist als der Abstand
der Behälter la, empfängt die Fotozelle 34 die Suchsignale verspätet gegenüber einem
im Abstand p nachfolgenden Behälter 1 a. Die Fotozelle 34 steuert über eine nicht
dargestellte Schaltung die Druckzylinder 36 derart, daß durch Abwärtsbewegung der
Walze 32 die Deckbahn 2 zwischen den Druckwalzen 32 und 33 so lange festgehalten
wird, wie dies der Verzögerung des Suchsignals entspricht, d. h., das Festhalten
der Deckbahn 2 dauert gerade so lange, als für eine Verschiebung des Aufdruckes
2 b aus der tatsächlichen in die gewünschte Stellung, in der sich der Aufdruck 2
b genau an der vorgesehenen Stelle über dem zugeordneten Behälter la befindet, erforderlich
ist. In dieser Zeit erfolgt durch entsprechende Dehnung um den Betrag (d-p) ein
genaues Aufholen der Differenz zwischen den Abständen d und p, d. h., die Abstände
p der Aufdrucke 2 b werden jeweils genau auf den Abstand d zwischen
den Behältern
la eingestellt, da sich während dieses Festklemmens die Deckbahn 2 mit ihrem in
der Schweißvorrichtung PS befindlichen Abschnitt in erweichtem Zustand befindet
und sich daher entsprechend dehnen kann.
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So wird erreicht, daß der Aufdruck 2 b sich beim Verschweißen gegenüber
dem Behälter la jedesmal in der richtigen Stellung befindet, denn das eine Ende
des den zugeordneten Aufdruck 2 b tragenden Abschnittes der Deckbahn 2 wird im richten
Augenblick zwischen den Druckwalzen 32, 33 festgeklemmt, während der übrige, sich
in erweichtem Zustand in der Schweißvorrichtung PS befindliche Teil des Deckbahnabschnittes
zwischen den Führungen 42 genau um den für die Herbeiführung der Registerhaltigkeit
erforderlichen Betrag durch gemeinsames Vorzeichen mit den Behältern durch die Zugeinrichtung
gedehnt oder gereckt wird.
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Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen einerseits
in der Gewährleistung einer genauen Zentrierung der Aufdrucke, Etikette od. dgl.
auf jedem zugeordneten Behälterdeckel, ohne daß beim Bedrucken der Deckbahn besonders
große Genauigkeit erforderlich ist; außerdem erfolgt diese Zentrierung selbsttätig;
andererseits kann die erfindungsgemäße Vorrichtung an beliebige Maschinen, auch
an bereits befindliche angebracht werden, und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist
einfach, billig, kräftig in ihrem Aufbau und daher in jedem Falle äußerst betriebssicher.