Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur taktweisen
Positionierung von Bildern über Verpackungsmulden, die auf eine Deckelfolie gedruckt
sind.
Verpackungen, insbesondere Lebensmittelverpackungen, gewinnen heutzutage eine
immer größere Bedeutung. Diese Verpackungen bestehen oftmals aus einer
Verpackungsmulde, in die das Verpackungsgut, beispielsweise Lebensmittel, eingefüllt
werden und auf die eine Deckelfolie gesiegelt wird, damit das Verpackungsgut
luftdicht abgeschlossen ist. Zum Siegeln werden die Verpackungsmulden taktweise
von einem Servo-Kettenantriebssystem in die sogenannte Siegelstation gefördert,
die Deckelfolie auf die Verpackungsmulde gesiegelt und dann als fertige Verpackung
vom Servo-Kettenantriebssystem weiter transportiert. Da die Deckelfolie nach dem
Siegeln fest mit der Verpackungsmulde verbunden ist, wird die Deckelfolie beim
Weitertransport der fertigen Verpackung taktweise von einer Rolle abgerollt.
Heutzutage werden als Deckelfolien immer öfter Folien verwendet, die mit Bildern
bedruckt sind, die sich nahezu über den gesamten Querschnitt der Verpackungsmulde
erstrecken, damit die Verpackungen ansprechender aussehen. Da die Bilder
nahezu dieselbe Größe wie die Verpackungsmulde haben, auf die sie gesiegelt werden,
müssen die Bilder mit einer Toleranz von ± 0,5 mm positioniert werden, was
sich in der Vergangenheit als nicht realisierbar herausgestellt hat, weil sich z. B. der
Füllzustand der Verpackungsmulden und damit die benötigte Länge der Deckelfolie
sowie das Dehnverhalten der Folie in Abhängigkeit von der Temperatur bzw. der
Luftfeuchtigkeit ständig verändert.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen, mit denen Bilder, die auf Deckelfolien gedruckt sind, exakt über
Verpackungsmulden positioniert werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur taktweisen exakten Positionierung
von auf eine Deckelfolie in einem gewissen Abstand unter Einhaltung
eines unbedruckten Streifens aufgedruckten Bildern über Verpackungsmulden mit
einer Vorrichtung, die aus einer ersten und einer zweiten Photozelle und einer zwischen
den Photozellen angeordneten Folienbremse besteht, gelöst, wobei die
Deckelfolie nach dem Positionieren auf die Verpackungsmulde gesiegelt wird und die
so erhaltene Verpackung und damit die Deckelfolie danach um ein festgelegtes Maß
weiter transportiert wird, bei dem:
- während jedes Stillstands der Folie, vorzugsweise während des
Siegelns ermittelt wird, ob die zweite Photozelle einen Streifen erkennt,
und bei Erkennen eines Streifens die erste Photozelle aktiviert wird,
- während des Weitertransports der Deckelfolie die erste Photozelle die
Folienbremse ansteuert, sobald sie einen Streifen zwischen zwei vorbeilaufenden
Bildern erkannt hat, so daß der Weitertransport der
Deckelfolie am Ort der Folienbremse gestoppt und die Deckelfolie aufgrund
des andauernden Vorschubs der zuletzt gesiegelten Verpackung
gedehnt wird.
Die Deckelfolie ist jede beliebige, dem Fachmann bekannte Deckelfolie, die von einer
Rolle abgerollt wird und die mit Bildern bedruckt ist. Ein Bild im Sinne der Erfindung
ist jede beliebige druckbare Darstellung von z. B. Produkten, Werbeslogans und/oder
Firmenlogos. Die Bilder weisen untereinander jeweils einen gewissen Abstand auf,
so daß sich jeweils zwischen zwei Bildern ein unbedruckter Streifen ergibt. Für das
erfindungsgemäße Verfahren sind lediglich die unbedruckten Streifen, die sich quer
zur Laufrichtung der Deckelfolie erstrecken, relevant.
Die Deckelfolie wird in der Siegelstation auf mit Verpackungsgut gefüllte
Verpackungsmulden gesiegelt. Dafür werden die Verpackungsmulden taktweise z. B.
mit einem Servo-Kettenantrieb in die Siegelstation transportiert, die Deckelfolie auf
die Verpackungsmulde gesiegelt und die so erhaltene Verpackung mit dem Servo-Kettenantrieb
um ein genau festgelegtes Maß weiter transportiert, damit dann die
nachfolgenden Verpackungsmulden gesiegelt werden können. Da die Deckelfolie
fest mit der Verpackungsmulde verbunden ist, wird die Deckelfolie beim Weitertransport
der fertigen Verpackung zwangsweise von der Rolle abgerollt. Der Fachmann
versteht, daß dieses Abrollen taktweise erfolgt.
Nach dem Siegeln werden die Verpackungen in einer Schneidstation auseinander
geschnitten.
Erfindungsgemäß erfolgt die exakte Positionierung der Bilder über den
Verpackungsmulden mit einer ersten und einer zweiten Photozelle sowie einer Folienbremse,
die zwischen den beiden Photozellen angeordnet ist. Bezogen auf die
Laufrichtung der Deckelfolie befindet sich die zweite Photozelle hinter der Folienbremse.
Während jedes Stillstands der Deckelfolie, vorzugsweise beim Siegeln der
Deckelfolie auf die Verpackungsmulde, überprüft die zweite Photozelle, ob sie einen
senkrecht zur Laufrichtung der Folie verlaufenden Streifen, der sich zwischen zwei
Bildern befindet, erkennt. Falls dies der Fall ist, sind die Druckbilder vorgelaufen und
die erste Photozelle wird aktiviert, damit diese wiederum die Folienbremse aktiviert,
sobald die erste Photozelle einen Streifen zwischen zwei vorbeilaufenden Bildern
erkannt hat.
Als Folienbremse kann jede beliebige, dem Fachmann bekannte Folienbremse
eingesetzt werden.
Durch das Bremsen während des Weitertransports wird die Deckelfolie zwischen der
Folienbremse und der zuletzt gesiegelten Verpackung gedehnt, so daß die Position
des Bildes, das als nächstes auf eine Verpackungsmulde gesiegelt werden soll, bezogen
auf die Laufrichtung der Deckelfolie, weiter zurückversetzt wird. Dieser Vorgang
wird bei jedem Takt und solange wiederholt, bis die zweite Photozelle keine
Streifen mehr erkennt und wieder begonnen, sobald die zweite Photozelle wieder
einen Streifen erkennt.
Der Zeitpunkt der Aktivierung der ersten Photozelle ist frei wählbar, sollte aber erst
erfolgen, wenn die Deckelfolie bereits weiter transportiert wird; d.h. beim nächsten
Takt. Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung der ersten Photozelle kurz bevor der
Vorschub der fertigen Verpackungen und damit der Deckelfolie beendet ist.
Besonders bevorzugt erfolgt die Aktivierung 40 bis 100 mm, ganz besonders
bevorzugt 50 bis 80 mm, bevor der Vorschub der Deckfolie beendet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die
erste Photozelle entlang der x-Achse (vgl. Figur 3) verschiebbar. Durch dieses
Verschieben kann der Zeitpunkt des Erkennens eines Streifens verändert werden.
Wird die Photozelle gegen die Laufrichtung der Folie verschoben, wird der Zeitpunkt
der Erkennung eines Streifens vorgezogen, so daß die Deckelfolie nach Betätigung
der Folienbremse stärker gedehnt wird, weil der verbleibende Vorschub der
Deckelfolie länger ist. Wird die Photozelle in Laufrichtung der Folie verschoben, wird
der Zeitpunkt des Erkennens eines Streifens verzögert und demnach die Deckelfolie
nach Betätigung der Folienbremse weniger gedehnt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden auf die Deckelfolie jeweils zwischen
zwei Bildern Druckmarken gedruckt, die dann anstatt der Streifen für die Positionierung
der Bilder eingesetzt werden. Die Positionierung erfolgt anlog der Positionierung
mit Streifen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß auf sehr einfache Weise Bilder
auf Deckelfolien sehr exakt mit einer Abweichung ≤ 0,5 mm positioniert werden
können. Das Verfahren ist mit einem sehr geringen Aufwand durchführbar und hat
sich als sehr robust erwiesen. Trotz Folienwechsel und Stillstand der Maschine
konnte das erfindungsgemäße Verfahren über einen sehr langen Zeitraum störungsfrei
eingesetzt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur taktweisen,
exakten Positionierung von auf eine Deckelfolie gedruckten Bildern über Verpackungsmulden
mit einer ersten und einer zweiten Photozelle und mit einer Folienbremse,
die zwischen den Photozellen angeordnet ist.
Als Folienbremse kann jede beliebige, dem Fachmann bekannte Folienbremse
eingesetzt werden.
Bezogen auf die Laufrichtung der Deckelfolie befindet sich die zweite Photozelle
hinter der Folienbremse. Vorzugsweise ist die zweite Photozelle, bezogen auf die
Laufrichtung der Folie, unmittelbar vor der Siegelvorrichtung oder nach der Siegelvorrichtung
angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ermittelt die zweite Photozelle bei jedem Stillstand
der Deckelfolie vorzugsweise während des Siegelns die Position eines
Streifens und/oder einer Druckmarke und aktiviert abhängig davon gegebenenfalls
die erste Photozelle, die ihrerseits, sofern aktiviert, die Folienbremse ansteuert,
sobald sie einen Streifen und/oder eine Druckmarke zwischen zwei vorbeilaufenden
Bildern erkannt hat.
Der Zeitpunkt der Aktivierung der ersten Photozelle ist frei wählbar, sollte aber erst
erfolgen, wenn die Deckelfolie bereits weiter transportiert wird; d.h. beim nächsten
Takt. Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung der ersten Photozelle kurz bevor der
Vorschub der fertigen Verpackungen und damit der Deckelfolie beendet ist.
Besonders bevorzugt erfolgt die Aktivierung 40 bis 100 mm, ganz besonders
bevorzugt 50 bis 80 mm, bevor der Vorschub der Deckfolie beendet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die
erste Photozelle entlang der x-Achse (vgl. Figur 3) verschiebbar. Durch dieses
Verschieben kann der Zeitpunkt des Erkennens eines Streifens verändert werden.
Wird die Photozelle gegen die Laufrichtung der Folie verschoben, wird der Zeitpunkt
der Erkennung eines Streifens vorgezogen, so daß die Deckelfolie nach Betätigung
der Folienbremse stärker gedehnt wird, weil der verbleibende Vorschub der
Deckelfolie länger ist. Wird die Photozelle in Laufrichtung der Folie verschoben, wird
der Zeitpunkt des Erkennens eines Streifens verzögert und demnach die Deckelfolie
nach Betätigung der Folienbremse weniger gedehnt.
Vorzugsweise beträgt die Erkennungshysterese der zweiten Photozelle, besonders
bevorzugt jedoch beider Photozellen < 0,4 mm, vorzugsweise < 0,25 mm, besonders
bevorzugt < 0,15 mm, gemessen bei einem Normalabstand von 9,5 mm zwischen
Linse und Folie.
Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung von einer Speicherprogrammierbaren-Steuerung
(SPS) gesteuert. Ebenfalls bevorzugt ist die Steuerung
mittels eines Personal-Computers oder eines Mikroprozessors.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß auf sehr einfache weise Bilder
auf Deckelfolien sehr exakt mit einer Abweichung < 0,5 mm positioniert werden
können. Die Vorrichtung ist sehr einfach zu errichten und hat sich als sehr robust
erwiesen. Trotz Folienwechsel und Stillstand der Maschine konnte die erfindungsgemäße
Vorrichtung über einen sehr langen Zeitraum störungsfrei eingesetzt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Folienbremse mit drei
Rollen, über die die Folie lauft und zwei Bremsmitteln. Bezogen auf die Laufrichtung
der Folie sind die Rollen nacheinander angeordnet, wobei die mittlere Rolle eine andere
Drehrichtung aufweist als die beiden äußeren Rollen. Die beiden äußeren Rollen
wirken vorzugsweise mit den beiden Bremsmitteln zusammen. Vorzugsweise ist
die mittlere Rolle verschieblich gelagert.
Vorzugsweise werden die Bremsmittel pneumatisch oder elektrisch angetrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Folienbremse von
der ersten Photozelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Positionieren von
Bildern auf Verpackungsmulden aktiviert.
Die erfindungsgemäße Folienbremse ist einfach und kostengünstig herzustellen. Die
Folienbremse hat eine sehr kurze Ansprechzeit. Ein Durchrutschen der Folie durch
die Folienbremse ist ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Folienbremse hat sich
als sehr robust erwiesen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1-4 erläutert. Diese Erläuterungen
sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken
nicht ein.
Figur 1 zeigt eine Deckelfolie, die mit Bildern bedruckt ist.
Figur 2 zeigt eine mit Bildern bedruckte Deckelfolie, die zusätzlich Druckmarken
aufweist.
Figur 3 zeigt eine Siegelstation mit der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung.
Figur 4 zeigt die erfindungsgemäße Folienbremse.
Figur 1 zeigt eine Deckelfolie 1, auf die Bilder 3 aufgedruckt sind. Die Bilder 3 sind
mit einem gewissen Abstand untereinander auf die Deckelfolie gedruckt, so daß sich
quer zur Laufrichtung der Folie (dargestellt durch den Pfeil) Streifen 2 ergeben. Die
Streifen in Laufrichtung der Folie sind für die vorliegende Erfindung irrelevant.
Die Deckelfolie gemäß Figur 2 entspricht im wesentlichen der Deckelfolie gemäß
Figur 1, wobei die Deckelfolie gemäß Figur 2 zusätzlich Druckmarken 9 aufweist.
Figur 3 zeigt eine Siegelstation mit der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung.
Die mit Verpackungsgut gefüllten Verpackungsmulden 4 werden taktweise von einem
Servo-Kettenantrieb in die Siegelstation gefördert, um dort in der Siegelvorrichtung
11 mit einer Deckelfolie 1 gesiegelt zu werden. Nach dem Siegeln werden die so fertiggestellten
Verpackungen 8 durch den Servo-Kettenantrieb zu einer Schneidstation
(nicht dargestellt) taktweise, jeweils um ein festgelegtes Maß weiter gefördert. Durch
den Weitertransport der Verpackungen 8 wird die Deckelfolie 1 taktweise von der
Rolle 17 abgerollt.
Die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung besteht aus einer ersten und einer
zweiten Photozelle (5, 6) und einer zwischen den Photozellen angeordneten Folienbremse
7. Die zweite Photozelle 6 ist, bezogen auf die Laufrichtung der Deckelfolie,
unmittelbar vor der Siegelvorrichtung 11 angeordnet. Die Deckelfolie läuft mit der
bedruckten Seite unmittelbar an den Photozellen 5, 6 vorbei und umschließt teilweise
die Rollen der Folienbremse 7. Die Photozellen 5, 6 sind Produkte der Firma Visolux
Elektronik GmbH, Prinzenstr. 85, 10969 Berlin und haben eine Erkennungshysterese
von 0,1 mm, gemessen bei einem Abstand von 9,5 mm zwischen Linse und Folie.
Die erfindungsgemäße Positionierung wird von einer SPS gesteuert.
Während des Siegelns wird von der SPS abgefragt, ob die zweite Photozelle 6 einen
Streifen 2 oder eine Druckmarke 9 erkennt. Falls dies der Fall sein sollte, weiß das
System, daß das Bild 3 vorgelaufen ist. Während des nächsten Weitertransports der
Deckelfolie 1 und 60 - 70 mm bevor der Vorschub der gesiegelten Verpackungen 8
und damit der Deckelfolie beendet ist, wird die Photozelle 5 von der SPS aktiviert.
Die erste Photozelle 5 wiederum aktiviert die Folienbremse 7, sobald sie einen
Streifen 2 oder eine Druckmarke 9 zwischen zwei vorbeilaufenden Bildern 3 erkannt
hat. Durch die Folienbremse 7 wird der Weitertransport der Deckelfolie 1 am Ort der
Folienbremse 7 abrupt gestoppt, während der Vorschub der Verpackungen 8 noch
etwas andauert, so daß die Deckelfolie 1 zwischen der zuletzt gesiegelten
Verpackung 8 und der Folienbremse 7 gedehnt wird. Dementsprechend werden die
Bilder, bezogen auf die Laufrichtung der Deckelfolie 1, etwas nach hinten gezogen.
Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die zweite Photozelle 6 während des
Stillstands der Deckelfolie 1 keinen Streifen 2 oder keine Druckmarke 9 mehr erkennt.
Falls die zweite Photozelle 6 keinen Streifen 2 oder keine Druckmarke 9 erkennt,
wird die erste Photozelle 5 und damit die Folienbremse beim nächsten Takt
nicht aktiviert.
Figur 4 zeigt die erfindungsgemäße Folienbremse 7 mit drei Rollen 12 - 14 und zwei
Bremsscheiben 15 und 16, die mit den Rollen 12 und 14 zusammenwirken. Die Rolle
13 ist verschieblich gelagert, so daß der Umschlingungswinkel der Rollen durch die
Deckelfolie eingestellt werden kann. Die Bremsscheiben werden durch zwei Pneumatikzylinder
angetrieben. Die erfindungsgemäße Folienbremse wird durch die erste
Photozelle 5 aktiviert.