DE4225061A1

DE4225061A1 - Deckungssteuerung fuer eine verpackungsmaschine mit kontinuierlich gefoerdertem schichtverpackungsmaterial

Info

Publication number: DE4225061A1
Application number: DE4225061A
Authority: DE
Inventors: Thomas John Fillis
Original assignee: Packaging Coordinators Inc
Current assignee: Packaging Coordinators Inc
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1993-03-11
Also published as: US5221058A

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Schichtverpackungen und insbesondere sich kontinuierlich bewegende bzw. geförderte Rollen von bedrucktem Material und vorgeformtem Verpackungsmaterial, deren Relativbewegung zueinander streng zu überwachen oder zu kontrollieren ist, so daß diese bei der fertigen Ver packung sich zueinander in Deckung befinden.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Verpackungen der als "Blasen" oder "Blister"-Verpackungen bekannten Art weisen oft einen bedruckten Folien- oder Pa pierabschnitt auf, der in Deckung oder Passung mit einem vorgeformten durchsichtigen plastischen Bereich zu halten ist. Dies ist insbesondere bei solchen Verpackungen wich tig, bei denen der Blasenabschnitt in dem vorgeformten durchsichtigen Kunststoff, der die Ware enthält, mit der Dekorationsbedruckung auf der Folie oder dem Papier aus gerichtet sein muß, wie dies z. B. bei Verpackungen für pharmazeutische Präparate oder Muster der Fall ist.

Beim Aufeinanderschichten eines derartigen Verpackungser zeugnisses, stellt das Zur-Deckung-Bringen ein Problem dar, da die einzelnen Materialien hinsichtlich ihrer Dehnbarkeit während der Verarbeitung nicht genau kontrolliert werden können. Verschiedene Versuche, einschließlich der folgen den, wurden unternommen, um dies zu erreichen. Eine bekann te Maschine, die bei "Weich"-Folien ohne Papierrücken ver wendet wird, verwendet einen nockenartigen Stößel, um ein unterbrochenes, intermittierendes Dehnen zu bewirken. Bei einer derartigen Maschine, wie sie schematisch in der Fig. 1 als Stand der Technik veranschaulicht ist, wandert das zu verarbeitende Material zwischen den Klauen 100, 102 des Stößels 104 durch. Der Stößel hat zwei zylindrische Stäbe 106, 108, die voneinander beabstandet auf einem Kopf ange ordnet sind, wobei die Achsen der Zylinder quer zur Förder richtung des Materials 110 verlaufen. Auf dem anderen Kopf befindet sich ein einziger zylindrischer Stab 112, dessen Achse quer zur Förderrichtung des Materials verläuft. Sie sind wie veranschaulicht angeordnet, so daß die beiden Stä be 106, 108 den einen Stab 112 einfassen. Wenn der Stößel sich auf das Material in der Richtung des in Fig. 1 gezeig ten Pfeiles bewegt, kann er hervorrufen, daß das Material gespannt oder gedehnt wird, indem das Maß der Kraft gegen die Flächen des Materials, während es zwischen den drei Rollen in Berührung mit diesen hindurchwandert, angepaßt oder eingestellt wird. Falls der Stößel mit großer Kraft auftrifft, kann dieser weiter in das Material gegen den Klemmwiderstand der Polster, die das Material im unter brochenen Betrieb greifen, eindringen, wodurch dieses noch mehr gespannt wird, so daß bei einer derartigen Vorrichtung das Papier normalerweise zerreißen würde.

In einer bekannten Maschine wird auf das kontinuierlich bewegte Material ein Sog durch eine bewegliche Unterdruck rolle ausgeübt; dies ist in der Fig. 2 als Stand der Tech nik schematisch veranschaulicht. Bei dieser Anordnung be wegt sich das Material 200 von einer Hauptförderrolle 202 um mehrere Vakuumrollen 204, 206 zu einer Versiegelungs rolle 208. Zwischen der Hauptförderrolle und der ersten Va kuumrolle befindet sich ein optischer Aufnehmer 210, der einen gedruckten Punkt auf dem Material erkennen kann. Alle diese Rollen laufen normalerweise mit der gleichen Dreh zahl. Wenn der optische Aufnehmer erkennt, daß eine Ände rung erforderlich ist, wird die erste Vakuumrolle 204 um 1% verlangsamt, indem ein durch den optischen Aufnehmer ausge löster Gangwechsel durchgeführt wird. Bei dieser Anordnung mit festen Getriebeübersetzungsverhältnissen ist die Steuerbarkeit innerhalb fester Grenzen eingeschränkt.

Andere Maschinen gemäß dem Stand der Technik arbeiten nicht kontinuierlich, sondern halten an und stellen die Länge und die Position der Materialien zueinander ein. Bei derartigen Maschinen, die als "Flachsiegel"-Maschinen bekannt sind, wird das Material ergriffen und zusammengequetscht. Wenn die elektrischen optischen Aufnehmer anzeigen, daß die Fo lie und der Kunststoff zu weit außerhalb der Deckung lie gen, justiert die Maschine mit einer festen Anschlagjustie rung (wie eine Feineinstellung), die die Länge einstellt, wobei nicht sehr viel Bewegung zugelassen ist. Allerdings wurde dies nie bei einer Produktionsmaschine mit konti nuierlich geförderten Materialien eingesetzt.

Weitere Probleme im Stand der Technik betreffen die Bedin gungen, unter denen diese Maschinen arbeiten, wie z. B. Hit ze und Vibration, was ebenfalls die Druckausrichtung ver ändert und normale Druckvorgänge stört.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung löst die Probleme des Standes der Technik durch Aufdrucken einer Marke auf das Material und anschließendes Erfassen dieser Marke mit einem optischen Aufnehmer, während das Material kontinuierlich zu der Be schichtungsstation gefördert wird. Der optische Aufnehmer schickt ein Signal zu einer Steuerung, ein weiterer Aufneh mer überwacht das sich kontinuierlich geförderte bzw. sich bewegende vorgeformte Kunststoffmaterial und sendet eben falls ein Signal zu der Steuerung. Eine elektrisch betätig te magnetische Bremse übt eine Kraft auf die Hauptförder rolle des markierten Materials aus, um das markierte Mate rial zu dehnen. Üblicherweise ist das vorbedruckte markier te Material absichtlich kürzer bedruckt als es sein sollte und wird dann durch die Dehnung zur Deckung mit dem Kunst stoffmaterial gebracht. Wenn die beiden Signale bei der Steuerung zur gleichen Zeit ankommen, erhöht die Steuerung das Maß der Kraft, die durch die Bremse auf das vorbedruck te markierte Material ausgeübt wird, so daß dieses sich noch weiter dehnt. Dies tritt auf, wenn das markierte Ma terial den Punkt erreicht hat, wo es nicht mehr in genauer Deckung mit dem Kunststoffmaterial ist. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist es damit möglich, mit größerer Ge nauigkeit hinsichtlich der Deckung, bzw. Übereinstimmung oder Passung vorbedrucktes Material mit dem vorgeformten Kunststoffmaterialen zu verbinden, die die Verpackung bil den, indem das vorbedruckte Material in Deckung bzw. Über einstimmung zurückgezogen wird.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Strecken von Material nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer anderen Vorrichtung zum Strecken von Material gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 3 ist eine schematische Vorderansicht eines Abschnitts der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts der Vorrichtung gemäß Fig. 3, gesehen in der Richtung des mit 4 bezeichneten Pfeils in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 6 ist eine vergrößerte perspektivische Teilexplosionsdarstellung eines Bereichs der Vorrichtung gemäß Fig. 3 von hinten;

Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Teilexplosionsdarstellung von einem Teil des Bereichs der Vorrichtung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Aufnehmerfunktionen der Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung der Prozessoreinheit der Erfindung gemäß Fig. 3;

Fig. 10A und 10B sind elektrische Schaltpläne des Prozessors gemäß Fig. 9;

Fig. 11 ist ein elektrischer Schaltplan, der die elektrischen Verbindungen eines Bereichs der Vorrichtung gemäß der vorherigen Figuren der Erfindung veranschaulicht.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist schematisch in Fig. 3 veranschaulicht, aus der zu erkennen ist, daß vorbedrucktes Material in der Form einer Rolle mit Folie oder Papier 10 in die Maschine von einer ersten Förderrolle 13 gebracht wird. Diese Rolle wird durch einen Sonar- bzw. Ultraschallsensor 14 überwacht. Die Sonareinrichtung, die die erste Förderrolle kontrolliert, verfolgt den Durchmesser der Rolle. Wenn die Rolle dünner wird, erkennt der Sensor, daß der Abstand (zwischen dem Sensor und der Rolle) sich ändert und speist diese Infor mation zu einer (nicht veranschaulichten, aber mit bekann ten Eigenschaften ausgestatteten) Steuereinheit, die Teil der Spannungssteuervorrichtung ist, woraufhin eine gerin gere Spannung an eine magnetische Teilchenbremse 17 ange legt wird, die ortsfest in der Maschine eingebracht ist. Diese Bremse 17 ist mit der Förderrolle vorzugsweise durch einen Zahnriemenantrieb verbunden und übt einen Zug auf die Förderrolle 13 auf. Die Bremse reagiert mit einer Andrucks verringerung und vermindert daher den Zug und somit die Spannung in der Folie. Dadurch wird die Folie schneller in der Maschine transportiert.

Nachdem das vorbedruckte Material über Führungsrollen 16, 18 und 20 geführt ist, gelangt es durch ein Paar Druck rollen 22, die Informationen, wie z. B. Gebindenummern oder Verfallsdaten, auf die Seite A des Materials drucken kön nen. Allerdings sei im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung klargestellt, daß eine Passermarke oder ein Punkt bereits auf der Seite A der vorbedruckten Seite des Mate rials vorgedruckt ist. Daher handelt es sich bei dem Druck durch die Druckrollen 22 um einen zusätzlichen Druckvor gang, der im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zwar nützlich aber nicht notwendig ist.

Das Material gelangt dann über zwei zusätzliche Führungs rollen 24 und 26, die von Hand einstellbar sind, um das später erfolgende zur Deckung bringen des Materials bezüg lich des vorgeformten Kunststoffmaterials 35 zu verändern. Dies kann mit Hilfe eines (nicht veranschaulichten, aber für sich bekannten) Nocken erfolgen, um die Rollen zu be wegen und somit den Förderweg des Materials zu verringern oder zu vergrößern.

Dieser Druck- und Einstellmechanismus wird nur verwendet, wenn es erwünscht ist, zusätzliche Informationen auf das Material zu drucken. Wie bereits vorstehend erläutert, kann das Passungs- oder Deckungssystem auch ohne diese zusätz liche Druckvorrichtung arbeiten. Das Material gelangt dann durch eine photoelektrische optische Aufnehmereinrichtung 28, die den Ort oder die Position des Punktes oder der Pas sermarke erfaßt.

Der optische Aufnehmer strahlt einen Lichtstrahl aus, und wenn dieser den Punkt trifft, wird der Lichtstrahl reflek tiert. Typischerweise kann der Aufnehmer so eingestellt werden, daß er ein "Hell"- oder "Dunkel"-Bild liest und so den Kontrast aufnimmt, so daß auf diese Weise der Punkt erkannt wird. Eine derartige Vorrichtung wird durch SICK, eine deutsche Firma, hergestellt.

Zwei horizontale faseroptische Aufnehmer 27 und 29 sind in diesem Abschnitt (einer hinter dem anderen, wie in Fig. 3 veranschaulicht) angeordnet. Dies ist ebenfalls in Fig. 4 gezeigt. Ein Sensor 27 ist an der Außenkante der Folie an geordnet und der andere Sensor 29 ist innerhalb der Kante der Folie angeordnet. In einem typischen Ausführungsbei spiel ist der Punkt oder die Passermarke 2 mm hoch und 5 mm breit, wie dies in der Fig. 4 als Maßangabe B gezeigt ist. Die Sensoren 27 und 29 sind in axialer Richtung 4 mm von einander beabstandet angeordnet, wie dies mit der Maßangabe C bezeichnet ist. Wenn sich die Folie in Längsrichtung be wegt, driftet sie auch in seitlicher Richtung. Wenn der fa seroptische Aufnehmer 27 (der außen angeordnet ist) dies erfaßt, ertönt ein hörbares und sichtbares Signal von der Maschine, um die Bedienperson davon in Kenntnis zu setzen, daß die Maschine justiert werden muß. Das gleiche erfolgt, wenn die Folie in die andere Richtung zu der Stelle drif tet, wo der Aufnehmer 29 innerhalb des Materials angeordnet ist. Die seitliche Justierung wird an der ersten Förder rolle 13 mit Hilfe einer (im Stand der Technik bekannten) manuellen Einrichtung ausgeführt.

Wie in der Fig. 3 weiterhin veranschaulicht, gelangt das Material über zwei weitere Führungsrollen 30 und 32 und durch eine Vor-Erwärmungsstufe, die mit 34 bezeichnet ist.

Gleichzeitig wurde das Kunststoffmaterial, das den Blasen abschnitt der Blasenpackung bildet, von einer zweiten För derrolle (die nicht veranschaulicht, aber für sich genommen bekannt ist) abgewickelt und vorbehandelt, um in ihre end gültige vorgeformte Gestalt gebracht zu sein. Danach ge langt das vorgeformte Material um eine Antriebsrolle 36 (die in der Fig. 5 perspektivisch veranschaulicht ist), de ren Oberfläche Vertiefungen 38 aufweist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, um die Bewegung des Kunststoffs zu steuern. Jede Ausnehmung 38 hat eine Vertiefung, die mit der Gestalt übereinstimmt, in die der Kunststoff geformt wurde. Der Kunststoff gelangt dann weiter über eine angetriebene Rolle 40 (siehe Fig. 3). Das vorbedruckte Material 11 und das Kunststoffmaterial 35 werden in einer mit 42 bezeichneten Heißsiegelungsvorrichtung (siehe Fig. 3) miteinander ver bunden, um die gefertigte Verpackung 37 in Streifenform zu bilden.

Oftmals hat die mit D (in Fig. 3) bezeichnete Oberfläche des Materials 11 eine mehrfarbige Informationsdarstellung aufgedruckt. Die mit E bezeichnete Oberfläche des Kunst stoffmaterials 35 ist dazu eingerichtet, eine bestimmte Po sition bezüglich diesem vorbedrucktem Material einzunehmen. Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial eine blasenför mige Ausnehmung aufweisen, die von der Oberfläche E von der normalen planaren Materialbahn sich nach außen erstreckt (wie in Fig. 5 durch Linien und Pfeile 39 veranschaulicht), die in Deckung mit einem farbigen kreisförmigen Bereich auf der Oberfläche D sein müssen und die, im Fall von pharma zeutischen Erzeugnissen, eine pharmazeutische Pille enthal ten können, die in diese Blase eingesetzt worden ist, bevor sie durch die Hitzeversiegelungseinheit 42 geführt wird. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es für eine ord nungsgemäße visuelle Darstellung notwendig, daß die Blase mit ihrer darin befindlichen Pille innerhalb des Kreises ist, der bereits auf der Oberfläche D vorgedruckt ist. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Dehnung des Materials 11 auf der Grundlage von Signalen kontrolliert, die durch Ein richtungen erzeugt werden, welche die Bewegung des Kunst stoffverpackungsmaterials und die Bewegung des vorbedruck ten Materials überwachen. Nachstehend ist diese Anordnung im Detail erläutert.

Der elektrische optische Aufnehmer 28 sendet ein Signal zu einer Mikroprozessorkontrollereinheit (die nicht veran schaulicht ist, aber z. B. von einer Fa. Allen Bradley er hältlich ist). Der Aufnehmer 28 ist, wie vorstehend er wähnt, ein "Hell-" oder "Dunkel-"Aufnehmer, d. h. er erkennt entweder eine helle oder dunkle Darstellung von Daten auf einem Hintergrund. Im vorliegenden Fall erkennt er eine dunkle Darstellung, da die Punkte, die auf der Seite A des Materials 11 vorgedruckt sind, normalerweise aus schwarzer Tinte bestehen. Sie weisen eine rechtwinklige Gestalt auf, wie dies in strichlierter Darstellung in Fig. 4 veranschau licht ist und mit 41 bezeichnet, um einen schwarzen Fleck darzustellen, der auf der Seite A angebracht ist, welche die gegenüberliegende Seite von der in Fig. 4 gezeigten Seite ist. Zusammenfassend ist festzustellen, daß der Auf nehmer 28 das Signal aussendet, wenn er den schwarzen Fleck 41 erfaßt, und daß er kein Signal aussendet, wenn sich der schwarze Fleck nicht in seinem Erfassungsbereich befindet.

Die magnetische Bremse 17 in Fig. 3 (nicht detailliert dar gestellt, aber im Stand der Technik bekannt, beispielsweise hergestellt durch die Fa. MagPower) kontrolliert den Zug auf die erste Förderrolle 13. Das Maß des Zuges kann durch eine derartige magnetische Bremse durch die Spannung ein gestellt werden, die an sie angelegt wird. Der Vergleich des Signals von dem elektrischen Aufnehmer 28 mit einem an deren Signal (welches später beschrieben wird) steuert das Maß der Spannung, die der magnetischen Bremse zugeführt wird. Auf diese Weise wird die magnetische Bremse betätigt, die eine Kraft auf die erste Förderrolle ausübt, um die Dehnung des Materials 11 zu berichtigen. Der Zweck dieser Kraft und die Korrektur ist es, den Aufdruck auf der Vor derseite D auf dem vorgedruckten Material 11 mit dem Kunst stoffabdeckmaterial 35 zur Deckung zu bringen.

Eine weitere Vorrichtung zum Steuern der Spannung ist in den Fig. 6 und 7 detailliert veranschaulicht.

Die Steuerung für das Kunststoffmaterial 35 ist in Fig. 6 veranschaulicht. Dabei ist zu beachten, daß die Walze 36 eine Welle 50 aufweist, um die sie rotiert. Ein Ketten antrieb 46 ist mit einem Zahnrad 48 im Eingriff, das auf der Mittelwelle 50 befestigt ist. Der Kettenantrieb 46 steht darüber hinaus mit der Druckrolle 22 im Eingriff. Ein Daten-Nocken- oder Sternrad 52 ist ebenfalls drehfest mit der Welle 50 verbunden, wie dies in einer perspektivischen Detailansicht in Fig. 7 gezeigt ist. Dabei ist zu beachten, daß jedes Paar von Erhebungen und Ausnehmungen auf dem Sternrad 52 längs eines Umfangsabschnittes der Länge einer Plastikverpackung entsprechen, die durch die Versiegelungs rollen bearbeitet wird. Das veranschaulichte Segment, das durch eine gekrümmte Linie und die Pfeile S-S in Fig. 7 veranschaulicht ist, gibt das Maß des Weges wieder, das das Kunststoffmaterial zurücklegt und der Länge einer Kunst stoffverpackung entspricht, z. B. 63 mm.

Dies bedeutet, daß die S-S Abmessung in Grad dem Weg einer Blisterverpackung entspricht. Das Maß T-T und das Maß U-U entsprechen der Hälfte einer S-S Abmessung, so daß die Strecke S-S gleich der Summe aus T-T und U-U ist.

Wenn z. B. die Versiegelungsrolle 6 Blasenverpackungen längs ihres Umfanges aufweist, dann hat das Daten-Nocken- oder Sternrad sechs Erhebungen und sechs Ausnehmungen, das be deutet 360° dividiert durch sechs entspricht 60° und der Winkel, welcher der S-S Abmessung entspricht ist die Summe aus den beiden Winkeln, die den Abmessungen T-T und U-U entsprechen, die beide jeweils 30° sind.

Eine Aufnehmereinheit 58 (Fig. 6) ist in der Nähe des Sternrades 52 angeordnet, um das Nichtvorhandensein von Metall zu erfassen. Diese Aufnehmereinheit ist vorzugsweise in einem Abstand von nicht mehr als 2 mm von dem Sternrad angebracht. Dies bedeutet, wenn kein Metall vorhanden ist, also wenn eine Ausnehmung 59 (Fig. 7) an dem Aufnehmer 58 vorbeiwandert, dieser Aufnehmer aktiviert wird und ein Signal aussendet. Dieses Signal kann z. B. ein positives 24- Volt-Signal an die Mikroprozessorsteuerung sein.

Die Weise, in der das Signal von dem Aufnehmer 58 mit dem Signal von dem Aufnehmer 28 in dem Mikroprozessor zusammen wirkt, wird am besten deutlich, wenn zunächst die schemati sche Darstellung in Fig. 8 erläutert wird. In dieser Dar stellung sind die Ausnehmungen und Erhebungen in einer ebe nen Darstellung abgewickelt, so daß der Abstand der durch die Linien und Pfeile P-P veranschaulicht wird, die Länge der Verpackungen oder den Abstand des Weges S-S in Fig. 7 wiedergibt. Der Aufnehmer 58 erfaßt eine Ausnehmung 59, welche der Hälfte der Länge der Verpackung entspricht, wie es durch den vorgeformten Kunststoffabschnitt des Materials 35 vorgegeben ist. Gleichzeitig erfaßt der Aufnehmer 28 die schwarzen Punkte 41, die auf der Unterseite A des Ver packungsmaterial 11 aufgedruckt sind. Jeder der beiden Auf nehmer sendet kontinuierlich während der Erfassungsperiode ein Signal. Dies bedeutet, daß der Aufnehmer 58 kein Signal sendet, wenn die Erhebung 61 an ihm vorbeiwandert, und der Aufnehmer 28 sendet dann kein Signal, wenn der Bereich des fortlaufenden vorbedruckten Materials 11, der keine schwar zen Punkte aufweist, vor ihm vorbeiwandert. Die Materialien sind anfänglich justiert, so daß, wenn sie miteinander in Deckung laufen, das Erfassungssignal von dem Aufnehmer 58 nicht gesendet wird, wenn das Erfassungssignal von dem Auf nehmer 28 gesendet wird. Dies liegt daran, daß die Spitze des Aufnehmers 58 so über einer Erhebung (z. B. 61) positio niert wird, und daß zum selben Zeitpunkt die Spitze des Aufnehmers 28 über einen schwarzen Punkt (z. B. 41) positio niert wird, so daß der Aufnehmer 58 dann kein Signal sen det, während der Aufnehmer 28 ein Signal sendet.

Falls während des Betriebs der Maschine (wie dies üblicher weise der Fall ist) das Material 11 bezüglich des Kunst stoffmaterials 35 vorwandert, hat dies zur Folge, daß der Punkt 41 von der Position, die in durchgezogenen Linien in der Fig. 8 veranschaulicht ist, zu der Position vorwandern wird, die in gestrichelten Linien gezeigt ist. Da der Auf nehmer 28 den Punkt 41 erfaßt, wird dieser dann zum glei chen Zeitpunkt erfaßt, zu dem der Aufnehmer 58 eine Aus nehmung oder Vertiefung 59 erfaßt. Jeder Aufnehmer, der sich im Aufnehmerbetrieb befindet, sendet ein Signal zurück zu dem Mikroprozessor, wie dies vorstehend erläutert ist. Typischerweise ist dies ein positives 24-Volt-Signal. Unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung der Mikropro zessorschaltung in bezug auf die Funktion des Mikroprozes sors in Abhängigkeit von diesen Signalen, wie dies in Fig. 9 veranschaulicht ist, ist festzustellen, daß der Aufnehmer an dem Daten-Nocken- oder Sternrad 52 sein positives 24- Volt-Eingangssignal an der 01-Eingangsklemme in den Mikro prozessor einspeist. Der Aufnehmer 28 für das Passerkreuz oder den schwarzen Punkt 41 speist sein positives 24-Volt- Eingangssignal an der 01-Eingangsklemme ein. Wenn an den Eingangsanschlüssen 01 und 02 zum selben Zeitpunkt ein Signal eintrifft, wird ein Relais 701 aktiviert (siehe Fig. 10A), welches einen Zeitschaltkreis 902 (siehe Fig. 10A) für eine vorbestimmte Zeitdauer, z. B. zwei Sekunden, in seinen erregten Zustand bringt. Dies entspricht einer Deh nung, die zwei Sekunden dauert. Wenn der Zeitschaltkreis 901 abschaltet, wird der Zeitschaltkreis 902, der auf der ersten Leitung der Fig. 10A als geschlossen gezeigt ist, geöffnet, so daß das System in seinen Ausgangszustand zurückkehrt.

Wie nachstehend detailliert veranschaulicht ist, wird beim Aktivieren des Relais 701 eine erhöhte Spannung an die mag netische Bremse angelegt, so daß der Zug und dementspre chend die Spannung des Materials erhöht wird. Wenn der Zeitschaltkreis 901 abschaltet und das System in seinen Ur sprungszustand zurückkehrt, fällt die Spannung an dem Re lais vorzugsweise um 20% ab, so daß die Spannung des Mate rials reduziert wird. Diese Werte werden so eingestellt, daß der schwarze Punkt in Fig. 8 aus der Position, die mit unterbrochenen Linien dargestellt und mit dem Bezugszeichen 41 versehen ist, in die Position, die in der Fig. 8 mit durchgezogenen Linien veranschaulicht und mit dem Bezugs zeichen 41 versehen ist, zurückgezogen. Mit anderen Worten wird das Material 11 durch Dehnen zurückgezogen und dabei die Vorderseite D des Materials in Deckung mit der Kunst stoffoberfläche E gebracht, mit der sie korrespondieren muß. Da das Material 11, was die vorgedruckten schwarzen Punkte angeht, vorzugsweise zu kurz gedruckt ist, wieder holt sich der Vorgang von selbst.

Die Einrichtung zum Verändern der Spannung ist in Fig. 11 veranschaulicht, wobei zu bemerken ist, daß die dort sche matisch veranschaulichten Spannungseinstellpotentiometer A und B und das Spannungsrelais CR1 gezeigt sind. Die Aus gangsstellung für die Spannungseinstellpotentiometer ist die in der Fig. 11 gezeigte. Diese Potentiometereinstellung ist etwa 20% geringer als die Potentiometereinstellung, die in unterbrochenen Linien und Pfeilen als alternative Stel lung veranschaulicht ist. Dies kann von Hand eingestellt werden. Beispielsweise, wenn das Potentiometer A auf 70 ge stellt ist, dann wäre das Potentiometer B auf 90 gestellt. Das Verhältnis kann durch Verkoppeln der Potentiometer in der Weise, daß eine Änderung des einen automatisch eine Be wegung des anderen hervorruft, festgelegt werden. Nachste hend wird erneut auf die Fig. 10 Bezug genommen. Wenn die beiden Signale an den Eingangsklemmen 01 und 02 gleichzei tig eintreffen, wird der Schaltkreis geschlossen, so daß das Relais 701 aktiviert wird, welches seinerseits den Zeitschaltkreis 901 aktiviert, welcher wiederum das Relais 702 betätigt, das seinerseits den Schaltkreis schließt und ein Signal an die Spannungssteuerungsrelaisspule CR1 14 schickt, und diese schaltet die Spannungs-Steuerungs-Poten tiometer von der A-Stellung in die B-Stellung, wie dies in der Fig. 11 veranschaulicht ist, so daß ein erhöhtes Span nungssignal an die magnetische Bremse 17 geschickt wird (siehe Fig. 3). Während der Zeitschaltkreis die zwei Sekun den läuft, kehren die Relaiskontakte CR1 des vorgespannten Relais in ihre ursprüngliche Stellung zurück, die in durch gezogenen Linien in Fig. 11 veranschaulicht ist und daher fällt die Spannung ab. Dies bedeutet, daß ein geringerer Zug auf die Rolle 10 ausgeübt wird und daher die Spannung bzw. die Dehnung in dem Material 11 reduziert wird. In die sen Figuren sind die Elemente mit den Bezugszeichen 90X Zeitschaltkreise und die Elemente mit den Bezugszeichen 70X Relais.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und die schematischen Dar stellungen in den Fig. 9, 10A und 10B ist zu bemerken, daß von den faseroptischen Aufnehmern 27 und 29 der Aufnehmer 27, der außerhalb des Materials 11 angeordnet ist, sein Si gnal an die Eingangsklemme 06 sendet, und daß der faserop tische Aufnehmer 29, der innerhalb des Bereiches der Mate rialbahn, die vorbeiwandert, angeordnet ist, sein Signal an die Eingangsklemme 7 sendet. Der äußere Aufnehmer oder Sen sor 27 gibt in seinem nicht erregten Zustand (da es ein Re flexionsaufnehmer ist) kein Signal, das bedeutet, er ist auf "hell" ansprechend eingestellt. Der innenliegende Auf nehmer bzw. Sensor 29 ist auf "dunkel" ansprechend einge stellt. Falls einer der beiden Aufnehmer schließt, spricht das Relais 704, wie in Fig. 10B veranschaulicht, an. Dabei ist zu bemerken, daß das Relais 703 geschlossen ist, wäh rend die Maschine läuft. Der Zeitschaltkreis 904 ist vor zugsweise auf 5 Sekunden eingestellt. Dies bedeutet, daß, falls für mehr als 5 Sekunden keine Übereinstimmung herrscht, der Zeitschaltkreis 704 ausläuft und den Schalt kreis schließt, so daß ein Ausgangssignal an Position 16 der Fig. 9 ausgegeben wird. Falls jedoch innerhalb der 5 Sekunden die Übereinstimmung bzw. Deckung wiederhergestellt wird, unterbleibt die Auslösung eines Alarms.

Weiterhin gibt es einen Senkrecht-Alarm, der eine hörbare und sichtbare Anzeige hervorruft. Die hörbare Anzeige kann zurückgesetzt werden, aber der sichtbare Alarm bleibt ange schaltet, bis eine senkrechte Ausrichtung bzw. Deckung er reicht ist. Der Senkrecht-Alarm wird durch das Spannungs steuerungssystem ausgelöst, wenn dieses seine Spannungsbe triebsart in einem vorbestimmten Zeitabschnitt nicht än dert. Dieser Zeitablauf kann durch die Bedienperson einge stellt werden und beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Sekunden. Dies bedeutet, daß eine größere Zeitperiode zur Verfügung steht, um die Ausrichtung wieder herzustellen.

Es ist zu beachten, daß eine von Hand vornehmbare äußere Eingriffsmöglichkeit vorgesehen ist, um das Material 11 von Hand zu verzögern, wenn es vorwärtsbewegt wird. Weiterhin ist ein manueller Vorwärtstransport vorgesehen, der es er möglicht, das Material von einem gestreckten Zustand in ei nen vorbestimmten, festen Zustand zurückzubringen, wie dies in den Zeichnungen veranschaulicht ist.

Wie bereits oben erwähnt, wird das vorbedruckte Material stets zu kurz bedruckt, d. h. wenn die Verpackung 63 mm lang ist, dann werden die Punkte etwa im Abstand von 62,9 mm oder möglichst dicht bei diesem Wert vorbedruckt. Falls ein weicheres Material verwendet wird, kann diese Abmessung größer sein, da es leichter zu dehnen sein wird. Da das Ma terial stets "vorwärtswandert", wenn es zu weit aus der Bahn gerät (also wenn beide Aufnehmer gleichzeitig anspre chen), wird dann die Bremseinheit das Material dehnen, um es zurück in den ausgerichteten Zustand zu bringen. Dies ist ein "Ein-Weg"-Korrektursystem, das bedeutet, es zieht in eine Richtung, um die Korrektur durchzuführen. Die Ab folge der einzelnen Zustände ist daher Dehnen, gefolgt von Entspannen, gefolgt von Außer-Deckung-Geraten, gefolgt von Dehnen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung wird deut lich, wenn sie zusammen mit der Druckvorrichtung benutzt wird. In diesem Zusammenhang ist es erwähnenswert, daß derartige Maschinen zusammen mit Druckern eingesetzt wer den, aber nicht mit den vorbedruckten Materialien in prä zise Deckung bzw. Ausrichtung verwendet werden können. Wäh rend des Dehnungsprozesses könnte man erwarten, eine gerin gere Druckqualität zu erreichen und tatsächlich entstehen ohne den Dehnungsvorgang Ausschußfaktoren von bis zu 40%. Da gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringfügige schrittweise Dehnung vorgenommen wird, kann das Material entweder so, wie es ist, verwendet werden, oder es kann ein Aufdruck auf die vorbedruckten Materialien durch die Druck rollen in der Maschine hinzugefügt werden.

Funktionsweise der Vorrichtung

Während des Betriebs der Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackung aus zwei Rollen von Material, die kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert werden, bringt eine erste Förderrolle das vorbedruckte erste Material und eine damit zusammenwirkende (für sich im Stand der Technik bekannte) Vorrichtung kontinuierlich gefördertes Material durch die Vorrichtung. Eine Dehnungssteuereinrichtung weist eine Bremse auf, um eine Widerstandskraft auf die Förderrolle des vorbedruckten Materials auszuüben und das Material, während es durch die Vorrichtung transportiert wird, zu dehnen oder zu strecken. Eine zweite Förderrolle für ein zweites Material, das mit dem ersten Material zur Deckung zu bringen ist und mit diesem verbunden wird, um die Ver packung zu bilden und eine mit dieser (für sich genommen im Stand der Technik bekannten) zweiten Förderrolle zusammen wirkende Vorrichtung fördern das zweite Material konti nuierlich durch die Vorrichtung. Ein Aufnehmer oder Sensor für das erste vorbedruckte Material zum Erfassen diskreter Abschnitte des Materials, während es kontinuierlich durch die Vorrichtung wandert, und ein Aufnehmer oder Sensor für das zweite Material zum Erfassen der Position der diskreten Segmente des Materials, während es durch die Vorrichtung wandert, sowie eine Steuereinrichtung sind dazu eingerich tet, Signale von beiden Aufnehmern zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung mit einer Dehnungssteuereinrichtung ver bunden ist, um die durch die Bremse ausgeübte Widerstands kraft auf die erste Förderrolle zu regulieren und auf diese Weise das Maß der Dehnung in dem vorbedruckten ersten Ma terial zu verringern oder zu vergrößern.

Die Vorrichtung führt dieses Verfahren zur Herstellung von Verpackungen durch Verbinden von kontinuierlich geförderten bzw. sich bewegenden Materialien aus. Dieses Verfahren um faßt folgende Schritte: Bereitstellen eines sich konti nuierlich bewegenden ersten vorbedruckten Materials, Aus üben einer Spannung bzw. Dehnung auf das erste vorbedruckte Material, Bereitstellen eines zweiten Materials, das in Deckung bzw. Übereinstimmung mit dem ersten Material konti nuierlich gefördert wird, Erfassen diskreter Abschnitte des ersten Materials, während es kontinuierlich durch die Vor richtung wandert, Verwenden der erfaßten bzw. aufgenommenen Signale, um einen Mangel in der Übereinstimmung bzw. Deckung der sich kontinuierlich bewegenden Materialien festzustellen, Verwenden der erkannten mangelnden herein stimmung, um eine erhöhte Spannung auf das erste Material auszuüben, um so die beiden Materialien wieder miteinander zur Deckung zu bringen. Weiterhin ist ein Gegenstand der Erfindung beim Betrieb der Vorrichtung, die Anwendung eines Verfahrens, das zusätzlich den Schritt des Zurückkehrens der Spannung auf seinen ursprünglichen Wert umfaßt, nachdem die Materialien wiederum zur Deckung gebracht sind.

Desweiteren werden Mittel in der Vorrichtung bereitgestellt zum Bestimmen, ob seitliche Verschiebungen in dem vorbe druckten Material auftreten und um diese seitlichen Ver schiebungen zu korrigieren.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackung von zwei Rollen von Material, das kontinuierlich durch die Vorrichtung hindurchgeführt wird, gekennzeichnet durch

A) eine erste Förderrolle für vorbedrucktes erstes Material und damit verbundene Mittel, um das Material kontinuierlich durch die Vorrichtung zu fördern;
B) Dehnungssteuermittel mit einer Bremseinrichtung, um eine Widerstandskraft auf die Förderrolle des vorbedruckten Materials auszuüben und um das Material zu dehnen, während es durch die Vorrichtung gefördert wird;
C) einer zweiten Förderrolle für zweites Material, das mit dem ersten Material in Deckung bzw. Ausrichtung zu einer Verpackung zusammenzufügen ist, und mit der zweiten Förderrolle verbundene Mittel, um das zweite Material durch die Vorrichtung zu fördern;
D) zweite Materialerfassung- bzw. -Aufnehmermittel, zum Erfassen der Position diskreter Abschnitte des zweiten Materials, während das zweite Material kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird;
E) erste Materialerfassungs- bzw. -aufnehmermittel, um an dem vorbedruckten ersten Material die Position diskreter Segmente des ersten Materials zu erfassen, während dieses kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird;
F) Steuermittel, die dazu eingerichtet sind, von den zweiten Materialaufnehmermitteln und den ersten Materialaufnehmermitteln Signale zu empfangen, und die mit den Dehnungssteuer mitteln verbunden sind, um die Widerstandskraft, die durch die Bremse auf die erste Förderrolle ausgeübt wird, zu regulieren, um auf diese Weise das Maß der Dehnung in den vorbedruckten ersten Material zu erhöhen oder zu erniedrigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung eine magnetische Bremse aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die magnetische Bremseinrichtung durch die Steuermittel durch Anlegen von Vorspannungspotentialen an die Bremseinrichtung gesteuert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannungspotentiale so voreingestellt sind,
daß das eine Spannungspotential um 20% geringer ist als das andere.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Materialaufnehmermittel einen Daten- Nocken in der Form eines Sternrades mit Erhebungen und Vertiefungen aufweist, das an einer Welle angebracht ist, wobei die Welle in der Vorrichtung angeordnet ist, und ein mit Ausnehmungen versehener (unterbrochener) Zylinder auf der Welle angeordnet ist, dessen unterbrochene Abschnitte mit bestimmten Abschnitten des zweiten Materials in Eingriff gelangen, und bei der ein Abschnitt des Sternrades eine Erhebung und eine fortlaufende Vertiefung aufweist, und der Anschnitt mit einem bestimmten Abschnitt auf dem zweiten Material korrespondiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Aufnehmermittel weiterhin eine Tiefenaufnehmer(-erfassungs-)einrichtung aufweisen, die an das Sternrad angrenzend angeordnet ist, um so das Vorhandensein der Ausnehmungen zu erfassen, während das Sternrad sich um die Welle dreht, und um ein Signal an die Steuermittel zu schicken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmermittel zum Erfassen des vorbedruckten ersten Materials einen optischen Aufnehmer aufweisen und das vorbedruckte erste Material ein bestimmtes, diskretes, randseitig begrenztes Bild aufweist, das auf das Material vorgedruckt ist und so angeordnet ist, daß es durch den optischen Aufnehmer erfaßbar ist, wenn das vorbedruckte erste Material kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird und der optische Aufnehmer ein Signal an die Steuereinrichtung schickt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel die Signale von den ersten und den zweiten Aufnehmermitteln aufnehmen und, falls sie diese Signale gleichzeitig erfassen, ein größeres Spannungspotential an die Bremseinrichtung abgeben, um eine größere Widerstandskraft auf die Förderrolle des vorbedruckten Materials auszuüben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel bzw. die Bremseinrichtung die größere Widerstandskraft für eine feste Zeitdauer ausüben und daran anschließend ein geringeres Spannungspotential an die Bremseinrichtung anlegen, das im wesentlichen gleich mit dem Spannungspotential ist, das anlag, bevor die Steuermittel die gleichzeitigen Signale erfaßt haben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnehmermittel vorgesehen sind, um die seitliche Verschiebung des vorbedruckten Materials zu erfassen, während dieses kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmermittel zum Erfassen der seitlichen Bewegung oder Verschiebung des Materials ein Paar von optischen Aufnehmern sind, wobei einer dieser Aufnehmer außerhalb der üblichen Förderlinie einer Kante des vorbedruckten Materials angeordnet ist, und der andere innerhalb der Förderlinie der gleichen Kante des vorbedruckten Materials angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbedruckte Material einen Punkt aufgedruckt hat, um durch den Materialaufnehmer für das vorbedruckte erste Material erfaßt zu werden, wobei der Punkt eine seitliche Abmessung aufweist, die geringfügig größer ist als der Abstand zwischen den Achsen der beiden optischen Aufnehmer.

13. Verfahren zum Herstellen von Verpackungen durch Zusammenfügen kontinuierlich sich bewegender Materialien mit folgenden Schritten:

A) Bereitstellen eines kontinuierlich geförderten ersten vorbedruckten Materials;
B) Ausüben einer Spannung oder Streckung auf das vorbedruckte erste Material;
C) Bereitstellen eines zweiten Materials, das in Deckung bzw. Ausrichtung mit dem ersten Material kontinuierlich gefördert wird;
D) Erfassen von Abschnitten des ersten Materials während es kontinuierlich gefördert wird;
E) Verwenden der Erfassung(s-Signale), um einen Mangel in der Deckung bzw. Ausrichtung der beiden kontinuierlich geförderten Materialien zu bestimmen; und
F) Verwenden dieser Bestimmung, um eine erhöhte Spannung auf das erste Material auszuüben, um die Materialien zur Deckung bzw. zur Ausrichtung zu bringen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt des Zurückführens der Spannung bzw. Dehnung auf den ursprünglichen Zustand vor dem Wieder-zur-Deckung-bringen der Materialien.

15. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte des Erfassens der seitlichen Position des vorbedruckten ersten Materials, während dieses kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird; und Abgeben eines Signals, wenn die seitliche Position sich außerhalb vorbestimmter Werte befindet.