EP3645263A1 - Vorrichtung zur herstellung von verpackungen mit einem unabhängigen dornradantrieb - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung von verpackungen mit einem unabhängigen dornradantrieb

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EP3645263A1
EP3645263A1 EP18728137.3A EP18728137A EP3645263A1 EP 3645263 A1 EP3645263 A1 EP 3645263A1 EP 18728137 A EP18728137 A EP 18728137A EP 3645263 A1 EP3645263 A1 EP 3645263A1
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EP
European Patent Office
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drive
mandrel wheel
mandrel
mandrels
processing station
Prior art date
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EP18728137.3A
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EP3645263C0 (de
EP3645263B1 (de
Inventor
Taoufik Mbarek
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SIG Technology AG
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Publication date
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    • B31B2120/302—Construction of rigid or semi-rigid containers collapsible; temporarily collapsed during manufacturing collapsible into a flat condition

Definitions

  • the invention relates to a device for the production of packaging, in particular for the processing of packing coats, comprising: a mandrel wheel with a mandrel wheel shaft having a central axis, a plurality of mandrels fixed to the mandrel wheel shaft, the mandrels forming at least one mandrel group whose mandrels are in a plane perpendicular to the central axis the mandrel wheel shaft are arranged, at least a first arranged on the mandrel wheel machining station with a drive, and a mandrel wheel for driving the mandrel wheel shaft.
  • Such devices are often used as part of a filling machine and also referred to as "mandrel group”.
  • Packaging can be done in different ways and in different ways
  • Materials are produced.
  • a widespread possibility of their production is to produce a blank from the packaging material, from which by folding and further steps first a packing jacket and finally a packaging is formed.
  • This production method has the advantage, among other things, that the blanks are very flat and can thus be stacked to save space. In this way, the blanks or packing coats can be made at a different location than the folding and filling of the packaging coats done.
  • a material composites are often used, for example, a composite of several thin layers of paper, cardboard, plastic or metal, especially aluminum.
  • Such packaging is widely used, especially in the food industry.
  • a special challenge is the closing of the packaging coats, because the closure requires a reliable sealing of the packaging coats, which also has to be done for the subsequent transport and others
  • the cohesion between the compressed areas is achieved, for example, by providing an internal plastic layer, which becomes viscous when heated and thus in the subsequent
  • mandrel wheels For processing, in particular for closing the underside of the packing shells, so-called “mandrel wheels” are frequently used, on whose radially protruding mandrels the still unfilled packing shells are slid in.
  • the cross section of the mandrels approximately corresponds to the cross section of the packages to be produced, so that the packing shells are already pushed open on the spines the desired
  • Processing stations can be edited. For example, heating can take place in a first mandrel wheel position and, subsequently, compression can take place in a second mandrel wheel position.
  • Another advantage of machining the packing shells on a mandrel wheel is that the shape of the projecting ends of the mandrels can be adapted to the shape of the underside of the packages to be produced, so that the ends of the mandrels in the
  • Pressing can serve as an abutment.
  • a challenge in the use of mandrel wheels lies in the drive of the mandrel wheel and in the drive arranged on the mandrel wheel
  • One difficulty is that the processing of the packing shells at the different processing stations must be precisely timed to the cyclic movement of the mandrel wheel.
  • This principle is comparable to the function of a toothed belt or a timing chain in an internal combustion engine with multiple camshafts, there also the rotational position of the camshaft - and thus the position of the intake and
  • a first disadvantage is that the mechanical connection of all processing stations with the same drive is structurally complex and requires a large number of transmission elements (toothed belts, pulleys, drive shafts, cams, etc.).
  • Another disadvantage is the difficult maintenance. For as soon as a defect occurs at a processing station and this processing station has to be decoupled from the drive (for example by removing the toothed belt), all reconnected (for example by mounting the toothed belt) all the coupled processing stations in their
  • Rotary position can be precisely coordinated.
  • an intervention in the drive of a processing station has the consequence that the entire drive system must be readjusted.
  • the entire drive system must be readjusted.
  • Packaging or packaging coats are preferably made of a composite material of several thin layers of paper, cardboard, plastic or metal, in particular aluminum.
  • the device initially comprises a mandrel wheel with a mandrel wheel shaft with a central axis.
  • the mandrel wheel shaft is preferably cylindrical in shape and the central axis extends in the longitudinal direction - ie in the axial direction - centrally through the mandrel wheel shaft.
  • the mandrel wheel shaft may be made of metal, for example.
  • the mandrel wheel also includes a plurality of mandrels attached to the mandrel wheel shaft.
  • the attachment serves the purpose that the mandrels also rotate about the central axis of the mandrel wheel shaft upon rotation of the mandrel wheel shaft about its central axis. However, it may be a releasable attachment to exchange the mandrels can.
  • the cross-sectional area of the mandrels can be rectangular, in particular square.
  • the mandrels form at least one mandrel group whose mandrels are arranged in a plane perpendicular to the central axis of the mandrel wheel shaft.
  • the arrangement in a plane serves the purpose that the mandrels of the same group of mandrels can be successively brought by a rotation of the mandrel wheel shaft in the same positions, there to edit the
  • the device comprises at least one first on the mandrel wheel
  • the mandrel wheel drive is mechanically decoupled from the drive of the at least one processing station.
  • Mechanical decoupling is understood in particular to mean that the two drives are not mechanically connected to one another. The goal of the mechanical
  • Decoupling is, for example, in the two drives in terms of all
  • the processing station may be a pusher, a heating unit, a folding unit (e.g., longitudinal folder, cross folder), a press, or a puller.
  • a folding unit e.g., longitudinal folder, cross folder
  • a press e.g., a press
  • a puller e.g., a puller
  • a development of the device is characterized by a second arranged on the mandrel wheel processing station with a drive.
  • the mandrel wheel drive is mechanically decoupled from the two drives of the at least two processing stations.
  • Processing station can be a pusher, a heating unit, a
  • Folding unit eg longitudinal folder, Querfalter
  • a press or a puller act if they are not already provided as the first processing station.
  • first and second processing station are for convenience only and do not indicate the order of processing. The idea is therefore to decouple the mandrel wheel not only from the drive of a processing station, but also the mandrel wheel drive from the drive of a second Decouple processing station, provided that at least two processing stations are provided.
  • the drive of the first processing station and the drive of the second processing station are mechanically decoupled from each other.
  • the device can be supplemented according to a further embodiment by a third arranged on the mandrel wheel processing station with a drive.
  • the mandrel wheel drive is mechanically decoupled from the three drives of the at least three processing stations.
  • the third processing station can also be a pusher, a heating unit, a folding unit (for example, longitudinal folder, transverse folder), a press or a puller, if these are not already provided as the first or second processing station.
  • first”, second and third processing stations are for the purpose of distinction only and do not indicate the order of processing, so the idea is to decouple the mandrel wheel drive not only from the drive of the first two processing station, but the In addition, the drive of the first processing station, the drive of the second processing station and the drive of the third processing station are mechanically decoupled from one another.
  • Mandrel drive is mechanically decoupled from the drives of all processing stations. This training is based on the idea to decouple the mandrel wheel drive from the drive of all processing station - regardless of how many processing stations are provided. Preferably, the drives of all processing stations are mechanically decoupled from each other.
  • Processing stations is a press, in particular a ground press for pressing the bottom surfaces of the packaging coats.
  • the press is pressed on the floor press the end portions of the packing shells to form a bottom. This processing step requires high forces and decides whether the
  • Requirements can be selected and set. In addition, it can be better responded to by separate drives on the fact that the press to a
  • Time is pressed onto the bottom of the package, where the mandrel wheel is stationary.
  • This can be implemented only with difficulty with mechanically coupled drives.
  • Mechanical decoupling eliminates the need for additional mechanical components (e.g., a timing belt or cam) which can result in less wear, friction, backlash, and elasticity.
  • This increases the positioning accuracy of the soil press relative to the respective (currently) associated mandrel. The positioning accuracy is decisive for the tightness of the floor and thus for the quality of the packaging.
  • one of the processing stations is a folding device, in particular a longitudinal folder or a transverse folder for folding the bottom surfaces of the packing shells.
  • it can be a longitudinal folder (folding movement in the circumferential direction of the mandrel wheel) or a transverse folder (folding movement in the direction of the central axis of the mandrel wheel).
  • a longitudinal folder folding movement in the circumferential direction of the mandrel wheel
  • a transverse folder folding movement in the direction of the central axis of the mandrel wheel.
  • Processing stations is a slide for pushing the packing shells on one of the mandrels.
  • one of the processing stations is a puller for removing the packing shells from one of the mandrels.
  • the pushing on and off of the packing coats can only take place when the mandrel wheel is stationary. Such as-asynchronous motion can only be implemented with great difficulty using mechanically coupled drives.
  • Another advantage of a mechanically decoupled drive is that due to the elimination of some mechanical components, the accessibility or the accessibility of the
  • the mandrel wheel comprises at least two, in particular at least four mandrel groups.
  • each mandrel group comprises at least four mandrels, in particular at least six mandrels.
  • a further embodiment of the device provides that a drive unit is used as Dornradantrieb comprising an electric motor and a transmission.
  • a direct drive is used as Dornradantrieb.
  • a drive unit which comprises an electric motor and a transmission is used as the drive of at least one processing station.
  • a direct drive is used as the drive of at least one processing station.
  • the drives must be suitable to take a certain rotational position at a predetermined time and to comply with this rotational position very accurately even under load. Compliance with certain angular positions is achieved in mechanically coupled drives, for example by a toothed belt. Experiments have shown that especially drives with a low backlash and high torsional rigidity are suitable.
  • the drive unit or the direct drive together with the driven therefrom mandrel or together with the driven thereof are suitable.
  • Processing station a torsional rigidity of> 450 Nm / arcmin, of> 500
  • Nm / arcmin of> 550 Nm / arcmin, of> 600 Nm / arcmin or of> 650 Nm / arcmin.
  • the torsional rigidity therefore does not relate to the drive unit or the direct drive alone; it refers instead to the particular system
  • Drive unit or direct drive and driven component thereof.
  • the drive unit or the direct drive together with the driven therefrom mandrel or together with the driven thereof are provided.
  • the Torsional stiffness does not refer to the drive unit or the
  • Direct drive alone; Instead, it refers to the respective system of drive unit or direct drive and component driven by it.
  • the drive unit or the direct drive together with the mandrel wheel driven therefrom or together with the processing station driven therefrom, has a tilting rigidity of> 850 Nm / arcmin, of> 1000
  • Nm / arcmin of> 1200 Nm / arcmin or of> 1300 Nm / arcmin.
  • Tilting stiffness therefore does not relate to the drive unit or the direct drive alone; Instead, it refers to the respective system of drive unit or direct drive and component driven by it.
  • a unit of electric motor and (preferably backlash-free) gear can also be a direct drive -also an electric motor without a separate gear - are used, for example, a hollow shaft direct drive.
  • a torque motor without gear can be used as a direct drive.
  • Direct drives are characterized by the property of being able to be mounted directly on the shaft of the component to be driven, that is to say without an intermediate gearbox.
  • the absence of a transmission has the advantage of a compact, low-backlash or even backlash-free design.
  • Mass moment of inertia of the system to be driven is not constant, but is time variable. For example, this is due to the superposition of several complex dynamic processes with nonuniformly translated mechanisms.
  • mass moment of inertia of the system to be driven is not constant, but is time variable. For example, this is due to the superposition of several complex dynamic processes with nonuniformly translated mechanisms.
  • a proposed here - mechanically decoupled - construction the
  • Position control of the electric motor by a torque feedforward that is, by specifying the moments of inertia resulting from the calculation.
  • the device or its drive has a control in which at least one time profile of a moment of inertia is stored.
  • Each drive can have its own controller;
  • Feedforward control of the speed and / or torque, such lag errors can also be avoided.
  • Fig. 1 a known from the prior art apparatus for producing packages with a mandrel wheel in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a device according to the invention for the production of packages with a mandrel wheel in a schematic representation.
  • Fig. 1 shows a known from the prior art device 1 for the production of packaging with a mandrel wheel 2 in a schematic representation.
  • flat blanks 3 are introduced into a magazine 4 and then unfolded in a Auffalt worn 5 to Packungsmänteln 6.
  • the device 1 comprises a mandrel wheel 2 with a mandrel wheel shaft 7 with a central axis 8.
  • Six mandrels 9 are fastened to the mandrel wheel shaft 7.
  • the six mandrels 9 shown in FIG. 1 form one Mandrel group whose mandrels 9 in a plane perpendicular to the central axis 8 of the
  • Mandrel wheel 7 are arranged.
  • the mandrel 2 can cyclically against the
  • Clockwise (shown by an arrow) are moved and stopped in six different mandrel wheel positions I-VI.
  • a processing station B1-B5 is arranged in each case before the end of the mandrels 9, at which the packing jackets 6 are to be processed in their end regions 10, for example in their bottom regions.
  • the device 1 shown in Fig. 1 also has a mandrel wheel 11 for
  • the mandrel wheel drive 11 is mechanically coupled to the mandrel wheel shaft 7, for example via a toothed belt 12
  • Mandrel drive 11 drives not only the mandrel wheel shaft 7, but he also drives the processing stations B1-B5.
  • the mandrel wheel drive 11 is mechanically coupled to each of the processing stations B1-B5, for example via (only schematically illustrated in FIG. 1) toothed belt 12 and / or other suitable ones
  • Coupling elements such as shafts, gears and the like.
  • FIG. 2 a device according to the invention for the production of packages with a mandrel wheel 2 is shown in a schematic representation. Those areas of the device which have already been described in connection with FIG. 1 are provided with corresponding reference numerals in FIG. An essential difference to the device 1 (FIG. 1) known from the prior art is that the device 1 'according to the invention has a different drive concept.
  • Processing station Bl-Bl has its own drive AI to A5 and that the
  • Mandrel drive 11 is mechanically decoupled from those of the drives A1-A5 all processing stations Bl- B5.
  • the production of a (unilaterally open) packaging is to be shown by way of example.
  • the already unfolded packing shells 6 from the first processing station, in which it is To a slider Bl is, taken from the Auffalt issued 5 and pushed onto that mandrel 9, which is located in the mandrel wheel position I.
  • the pusher Bl is for this purpose driven by its own drive AI, which is mechanically decoupled from the mandrel wheel drive 11 (and the other drives A2, A3, A4, A5).
  • Mandrel wheel position II turned.
  • the mandrel wheel shaft 7 of the mandrel wheel 2 is for this purpose driven by the mandrel wheel drive 11, which is mechanically decoupled mechanically from the drives A1-A5 of all processing stations B1-B5.
  • the heating unit B2 is for this purpose moved by its own drive A2, which is mechanically decoupled from the mandrel wheel drive 11 (and the other drives AI, A3, A4, A5).
  • the mandrel wheel 2 is rotated by the mandrel wheel position II in the mandrel wheel position III.
  • the mandrel wheel shaft 7 of the mandrel wheel 2 is in turn driven by the mandrel wheel drive 11, which is mechanically decoupled mechanically from the drives A1-A5 of all processing stations B1-B5.
  • Packing jackets 6 through the third processing station which is a folding unit B3.
  • it may be a longitudinal folder
  • the folding unit B3 is moved by its own drive A3, which is mechanically decoupled from the mandrel wheel drive 11 (and the other drives AI, A2, A4, A5). Thereafter, the mandrel 2 of the mandrel wheel position III in the
  • Mandrel wheel position IV turned.
  • the mandrel wheel shaft 7 of the mandrel wheel 2 is this
  • the end regions 10 of the packing jackets 6 are pressed by the fourth processing station, which is a press B4, which is also referred to as a "bottom press.”
  • the press B4 is moved by its own drive A4. which is mechanically decoupled from the mandrel wheel drive 11 (and the other drives AI, A2, A3, A5).
  • the mandrel wheel 2 is rotated by the mandrel wheel position IV in the mandrel wheel position V.
  • the mandrel wheel shaft 7 of the mandrel wheel 2 is in turn of the
  • Mandrel drive 11 driven mechanically mechanically decoupled from the drives A1-A5 all processing stations B1-B5.
  • the packing shells 6 are withdrawn from the mandrel 9 by the fifth processing station, which is a puller B5, for further, no longer on, the device
  • the puller B5 is for this purpose moved by its own drive A5, which is mechanically decoupled from the mandrel wheel drive 11 (and the other drives AI, A2, A3, A4).
  • the packing shells 6 After the packing shells 6 have passed through the processing stations B1 to B6, the packing shells 6 are closed on one side (eg in the region of the bottom) and can be filled in subsequent work steps and closed off from the other side (eg in the region of the gable). LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • A1-A5 drive (one processing station Bl-Bl)

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Abstract

Vorrichtung (1') zur Herstellung von Verpackungen, insbesondere zur Bearbeitung von Packungsmänteln (6), umfassend: ein Dornrad (2) mit einer Dornradwelle (7) mit einer Mittelachse (8), mehrere an der Dornradwelle (7) befestigte Dorne (9), wobei die Dorne (9) wenigstens eine Dorngruppe bilden, deren Dorne (9) in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse (8) der Dornradwelle (7) angeordnet sind, wenigstens eine erste an dem Dornrad (2) angeordnete Bearbeitungsstation (B1-B5) mit einem Antrieb (A1-A5), und einen Dornradantrieb (11) zum Antrieb der Dornradwelle (7). Der Dornradantrieb (11) ist von dem Antrieb (A1-A5) der wenigstens einen Bearbeitungsstation (B1-B5) mechanisch entkoppelt<b>.</b>

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungen mit einem unabhängigen
Dornradantrieb
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungen, insbesondere zur Bearbeitung von Packungsmänteln, umfassend: ein Dornrad mit einer Dornradwelle mit einer Mittelachse, mehrere an der Dornradwelle befestigte Dorne, wobei die Dorne wenigstens eine Dorngruppe bilden, deren Dorne in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Dornradwelle angeordnet sind, wenigstens eine erste an dem Dornrad angeordnete Bearbeitungsstation mit einem Antrieb, und einen Dornradantrieb zum Antrieb der Dornradwelle.
Derartige Vorrichtungen werden häufig als Teil einer Füllmaschine eingesetzt und auch als„Dornradgruppe" bezeichnet.
Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten
Materialien hergestellt werden. Eine weit verbreitete Möglichkeit ihrer Herstellung besteht darin, aus dem Verpackungsmaterial einen Zuschnitt herzustellen, aus dem durch Falten und weitere Schritte zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht. Diese Herstellungsart hat unter anderem den Vorteil, dass die Zuschnitte sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden als die Faltung und Befüllung der Packungsmäntel erfolgt. Als Material werden häufig Verbundstoffe eingesetzt, beispielsweise ein Verbund aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung.
Auf dem Gebiet der Verpackungstechnik sind zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen flach zusammengefaltete Packungsmäntel aufgefaltet, einseitig verschlossen, mit Inhalten befüllt und anschließend vollständig verschlossen werden können.
Eine besondere Herausforderung stellt das Verschließen der Packungsmäntel dar, weil durch das Verschließen eine zuverlässige Abdichtung der Packungsmäntel erreicht werden muss, die auch dem anschließenden Transport und anderen
Belastungen standhalten muss. Das Verschließen erfolgt oftmals in mehreren
Schritten: Zunächst wird der Packungsmantel in dem zu verschließenden Bereich erwärmt („aktiviert"). Anschließend werden die gegenüberliegenden Seiten des Packungsmantels in dem zu verschließenden Bereich zusammengepresst
(„verpresst"). Der Zusammenhalt zwischen den zusammengepressten Bereichen wird beispielsweise dadurch erreicht, dass eine innenliegende Kunststofflage vorgesehen ist, die bei der Erwärmung zähflüssig wird und somit bei der anschließenden
Verpressung eine Verklebung bildet. Dieser Vorgang wird auch als„Versiegeln" bezeichnet.
Zum Bearbeiten, insbesondere zum Verschließen der Unterseite der Packungsmäntel werden häufig so genannte„Dornräder" eingesetzt, auf deren radial abstehende Dorne die noch unbefüllten Packungsmäntel aufgeschoben werden. Der Querschnitt der Dorne entspricht etwa dem Querschnitt der herzustellenden Verpackungen, so dass die Packungsmäntel bereits beim Aufschieben auf die Dorne die gewünschte
Querschnittsform einnehmen.
Während der Packungsmantel sich auf dem Dorn befindet, erfolgt die Bearbeitung des Packungsmantels taktweise im Bereich des abstehenden Endes des Dornes. Dies hat einerseits den Vorteil, dass die Packungsmäntel durch eine Drehung des Dornrades nacheinander von unterschiedlichen Werkzeugen an unterschiedlichen
Bearbeitungsstationen bearbeitet werden können. Beispielsweise kann in einer ersten Dornradstellung eine Erhitzung erfolgen und im Anschluss daran kann in einer zweiten Dornradstellung eine Verpressung erfolgen. Ein weiterer Vorteil von einer Bearbeitung der Packungsmäntel auf einem Dornrad liegt darin, dass die Form der abstehenden Enden der Dorne an die Form der Unterseite der herzustellenden Verpackungen angepasst werden kann, so dass die Enden der Dorne bei der
Verpressung als Widerlager dienen können. Eine Herausforderung bei dem Einsatz von Dornrädern liegt in dem Antrieb des Dornrads sowie in dem Antrieb der an dem Dornrad angeordneten
Bearbeitungsstationen. Eine Schwierigkeit liegt darin, dass die Bearbeitung der Packungsmäntel an den unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zeitlich präzise auf die taktweise Bewegung des Dornrads abgestimmt sein muss.
Um die geforderte Synchronität zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, für den Antrieb des Dornrades und für die daran angeordneten Bearbeitungsstationen denselben Antrieb zu verwenden. Die Antriebsleistung wird in diesem Fall
beispielsweise über einen Zahnriemen auf unterschiedlichen Riemenscheiben verteilt und von dort an die jeweilige Bearbeitungsstation weitergeleitet.
Dieses Prinzip ist vergleichbar mit der Funktion eines Zahnriemens oder einer Steuerkette bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Nockenwellen, da auch dort die Drehstellung der Nockenwellen - und damit die Stellung der Einlass- und
Auslassventile - exakt auf die Stellung der Kurbelwelle - und damit die Stellung der Kolben - abgestimmt sein muss. Zur exakten Einhaltung der Steuerzeiten darf keine Veränderung der Winkellage von Nocken- und Kurbelwelle auftreten. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kurbelwelle und alle Nockenwellen über einen Zahnriemen formschlüssig miteinander verbunden sind.
Neben der Synchronität wird ein gemeinsamer Antrieb auch aus Gründen der
Kompaktheit sowie aus Kostengründen eingesetzt. Auch hierfür gibt es ein Beispiel aus dem Bereich der Verbrennungsmotoren, wo mehrere Verbraucher über denselben Keilriemen von der Kurbelwelle angertrieben werden und somit denselben Antrieb haben. Bei den Verbrauchern kann es sich beispielsweise um einen Generator („Lichtmaschine"), eine Wasserpumpe, eine Hydraulikpumpe oder dergleichen handeln.
Es gibt also zahlreiche Gründe, warum sich bei vielen in der Praxis eingesetzten Dornrädern die Bearbeitungsstationen und das Dornrad denselben Antrieb teilen. Ein derartiges, aus dem Stand der Technik bekanntes Antriebskonzept wird in Fig. 1 in schematischer Darstellung gezeigt.
Ein derartiges Antriebskonzept hat neben den genannten Vorteilen jedoch auch Nachteile. Ein erster Nachteil liegt darin, dass die mechanische Verbindung aller Bearbeitungsstationen mit demselben Antrieb konstruktiv aufwändig ist und eine Vielzahl von Übertragungselementen (Zahnriemen, Riemenscheiben, Antriebswellen, Kurvenscheiben, etc.) erfordert. Ein weiterer Nachteil liegt in der schwierigen Wartung. Denn sobald an einer Bearbeitungsstation ein Defekt auftritt und diese Bearbeitungsstation vom Antrieb entkoppelt werden muss (z.B. durch Entfernen des Zahnriemens) müssen bei erneuten Wiederankopplung (z.B. durch Montieren des Zahnriemens) alle aneinander gekoppelten Bearbeitungsstationen in ihrer
Drehstellung präzise aufeinander abgestimmt werden. Kurz gesagt hat ein Eingriff in den Antrieb einer Bearbeitungsstation zur Folge, dass das gesamte Antriebssystem neu eingestellt werden muss. Zudem muss bei jeder kleinen Veränderung der
Verpackungsgröße oder Verpackungsgeometrie eine neue Kurvenscheibe für den Antrieb der einzelnen Komponenten berechnet, gefertigt, montiert und justiert werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene
Vorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die mechanische Komplexität der Vorrichtung verringert wird und dass die Vorrichtung einfach gewartet werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass der Dornradantrieb von dem Antrieb der wenigstens einen Bearbeitungsstation mechanisch entkoppelt ist. Es handelt sich um eine Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungen, insbesondere zur Bearbeitung von Packungsmänteln. Insbesondere kann es sich hierbei um
Verpackungen bzw. Packungsmäntel für Nahrungsmittel handeln, wobei die
Verpackungen bzw. Packungsmäntel vorzugsweise aus einem Verbundmaterial aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium hergestellt sind. Die Vorrichtung umfasst zunächst ein Dornrad mit einer Dornradwelle mit einer Mittelachse. Die Dornradwelle ist vorzugsweise zylindrisch geformt und die Mittelachse verläuft in Längsrichtung - also in axialer Richtung - zentral durch die Dornradwelle hindurch. Die Dornradwelle kann beispielsweise aus Metall hergestellt sein. Das Dornrad umfasst zudem mehrere an der Dornradwelle befestigte Dorne. Die Befestigung dient dem Zweck, dass sich die Dorne bei einer Drehung der Dornradwelle um ihre Mittelachse ebenfalls um die Mittelachse der Dornradwelle drehen. Gleichwohl kann es sich um eine lösbare Befestigung handeln, um die Dorne austauschen zu können. Die Querschnittsfläche der Dorne kann rechteckig, insbesondere quadratisch gestaltet sein. Die Dorne bilden wenigstens eine Dorngruppe, deren Dorne in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Dornradwelle angeordnet sind. Die Anordnung in einer Ebene dient dem Zweck, dass die Dorne derselben Dorngruppe durch eine Drehung der Dornradwelle nacheinander in dieselben Positionen gebracht werden können, um dort eine Bearbeitung der
Packungsmäntel durch unterschiedliche ortsfeste Werkzeuge zu ermöglichen.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung wenigstens eine erste an dem Dornrad
angeordnete Bearbeitungsstation mit einem Antrieb, und einen Dornradantrieb zum Antrieb der Dornradwelle. Bei dem Antrieb kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor handeln. Die Bearbeitungsstation kann beispielsweis ein Aufschieber, eine Heizeinheit, eine Falteinheit (z.B. Längsfalter, Querfalter), eine Presse oder ein Abzieher sein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Dornradantrieb von dem Antrieb der wenigstens einen Bearbeitungsstation mechanisch entkoppelt ist. Unter einer mechanischen Entkopplung wird insbesondere verstanden, dass die beiden Antriebe nicht mechanisch miteinander verbunden sind. Das Ziel der mechanischen
Entkopplung liegt beispielsweise darin, die beiden Antriebe hinsichtlich aller
Antriebsparameter (Drehzahl, Drehrichtung, etc.) einzeln betreiben zu können. Ein Effekt der mechanischen Entkopplung liegt darin, dass ein defekter Antrieb am Dornrad ausgetauscht werden kann, ohne dass hiervon der Antrieb der
Bearbeitungsstation betroffen ist. Bei der Bearbeitungsstation kann es sich um einen Aufschieber, eine Heizeinheit, eine Falteinheit (z.B. Längsfalter, Querfalter), eine Presse oder einen Abzieher handeln. In praktischen Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, dass eine mechanische Entkopplung des Dornradantriebs von der Presse („Bodenpresse") und von der Falteinheit (insb. dem Längsfalter) besondere Vorteile mit sich bringt. Dies liegt insbesondere daran, dass an diesen
Bearbeitungsstationen besonders hohe dynamische Kräfte erforderlich sind
(Presse/Längsfalter) bzw. dass an diesen Bearbeitungsstationen besonders komplexe Bewegungen zeitlich präzise abgestimmt erforderlich sind (Längsfalter). Beides lässt sich mit separaten, auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmten Antrieben gut lösen.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine zweite an dem Dornrad angeordnete Bearbeitungsstation mit einem Antrieb. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der Dornradantrieb von den beiden Antrieben der wenigstens zwei Bearbeitungsstationen mechanisch entkoppelt ist. Bei der zweiten
Bearbeitungsstation kann es sich um einen Aufschieber, eine Heizeinheit, eine
Falteinheit (z.B. Längsfalter, Querfalter), eine Presse oder einen Abzieher handeln, sofern diese nicht bereits als erste Bearbeitungsstation vorgesehen sind. Die Begriffe „erste" und„zweite" Bearbeitungsstation dienen lediglich der Unterscheidung und geben keinen Hinweis auf die Reihenfolge der Bearbeitung. Die Idee liegt also darin, den Dornradantrieb nicht nur von dem Antrieb einer Bearbeitungsstation zu entkoppeln, sondern den Dornradantrieb auch von dem Antrieb einer zweiten Bearbeitungsstation zu entkoppeln, sofern wenigstens zwei Bearbeitungsstationen vorgesehen sind. Vorzugsweise sind auch der Antrieb der ersten Bearbeitungsstation und der Antrieb der zweiten Bearbeitungsstation mechanisch voneinander entkoppelt.
Die Vorrichtung kann nach einer weiteren Ausgestaltung ergänzt werden durch eine dritte an dem Dornrad angeordnete Bearbeitungsstation mit einem Antrieb. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der Dornradantrieb von den drei Antrieben der wenigstens drei Bearbeitungsstationen mechanisch entkoppelt ist. Auch bei der dritten Bearbeitungsstation kann es sich um einen Aufschieber, eine Heizeinheit, eine Falteinheit (z.B. Längsfalter, Querfalter), eine Presse oder einen Abzieher handeln, sofern diese nicht bereits als erste oder als zweite Bearbeitungsstation vorgesehen sind. Die Begriffe„erste",„zweite" und„dritte" Bearbeitungsstation dienen lediglich der Unterscheidung und geben keinen Hinweis auf die Reihenfolge der Bearbeitung. Die Idee liegt also darin, den Dornradantrieb nicht nur von dem Antrieb der ersten beiden Bearbeitungsstation zu entkoppeln, sondern den Dornradantrieb auch von dem Antrieb einer dritten Bearbeitungsstation zu entkoppeln, sofern wenigstens drei Bearbeitungsstationen vorgesehen sind. Vorzugsweise sind auch der Antrieb der ersten Bearbeitungsstation, der Antrieb der zweiten Bearbeitungsstation und der Antrieb der dritten Bearbeitungsstation mechanisch voneinander entkoppelt.
Nach einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der
Dornradantrieb von den Antrieben aller Bearbeitungsstationen mechanisch entkoppelt ist. Dieser Ausbildung liegt die Idee zugrunde, den Dornradantrieb von dem Antrieb aller Bearbeitungsstation zu entkoppeln - unabhängig davon, wie viele Bearbeitungsstationen vorgesehen sind. Vorzugsweise sind auch die Antriebe aller Bearbeitungsstationen mechanisch voneinander entkoppelt.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass eine der
Bearbeitungsstationen eine Presse, insbesondere eine Bodenpresse zum Verpressen der Bodenflächen der Packungsmäntel ist. An der Bodenpresse erfolgt das Verpressen der Endbereiche der Packungsmäntel zur Bildung eines Bodens. Dieser Bearbeitungsschritt erfordert hohe Kräfte und entscheidet darüber, ob die
Verpackung im Bereich ihres Bodens dicht ist. Vor diesem Hintergrund hat die mechanische Entkopplung des Antriebs der Presse von dem Dornradantrieb den Vorteil, dass der Antrieb der Presse gezielt im Hinblick auf die genannten
Anforderungen ausgewählt und eingestellt werden kann. Zudem kann durch separate Antriebe besser auf dem Umstand reagiert werden, dass die Presse zu einem
Zeitpunkt auf den Packungsboden gepresst wird, in dem das Dornrad stillsteht. Dies lässt sich mit mechanisch gekoppelten Antrieben nur aufwändig umsetzen. Durch eine mechanische Entkopplung kann auf zusätzliche mechanische Komponenten (z.B. einen Zahnriemen oder eine Kurvenscheibe) verzichtet werden, wodurch weniger Verschleiß, Reibung, Spiel und Elastizität erreicht werden können. Damit steigt die Positioniergenauigkeit der Bodenpresse relativ zu dem ihr jeweils (momentan) zugeordneten Dorn. Die Positioniergenauigkeit ist maßgeblich für die Dichtigkeit des Bodens und damit für die Qualität der Verpackung.
Nach einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine der Bearbeitungsstationen eine Falteinrichtung, insbesondere ein Längsfalter oder ein Querfalter zum Falten der Bodenflächen der Packungsmäntel ist. An der
Falteinrichtung erfolgt die Faltung der Endbereiche der Packungsmäntel.
Insbesondere kann es sich um einen Längsfalter (Faltbewegung in Umfangsrichtung des Dornrads) oder um einen Querfalter (Faltbewegung in Richtung der Mittelachse des Dornrads) handeln. Bei der Faltung des Packungsmantels müssen besonders komplexe Bewegungen zeitlich präzise abgestimmt erfolgen. Die mechanische Entkopplung des Antriebs der Falteinrichtung von dem Dornradantrieb hat den Vorteil, dass der Antrieb der Falteinrichtung gezielt im Hinblick auf die genannten Anforderungen ausgewählt und eingestellt werden kann. Zudem kann durch separate Antriebe besser auf dem Umstand reagiert werden, dass die Faltung zu einem
Zeitpunkt erfolgt, in dem das Dornrad stillsteht. Dies lässt sich mit mechanisch gekoppelten Antrieben nur aufwändig umsetzen. Auch hier kann durch eine mechanische Entkopplung auf zusätzliche mechanische Komponenten (z.B. einen Zahnriemen) verzichtet werden, wodurch weniger Verschleiß, Reibung, Spiel und Elastizität erreicht werden können. Damit steigt die Positioniergenauigkeit der Falteinrichtung relativ zu dem ihr jeweils (momentan) zugeordneten Dorn. Die Positioniergenauigkeit ist maßgeblich für die Dichtigkeit des Bodens und damit für die Qualität der Verpackung. Darüber hinaus kann bei einer Änderung der
Verpackungsgröße oder Verpackungsgeometrie die Bewegung des Längsfalters einfach über die Steuerung, insbesondere über die Motorsteuerung, angepasst werden; eine Änderung der Kurvenscheibe ist hingegen nicht erforderlich.
In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine der
Bearbeitungsstationen ein Aufschieber zum Aufschieben der Packungsmäntel auf einen der Dorne ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine der Bearbeitungsstationen ein Abzieher zum Abziehen der Packungsmäntel von einem der Dorne ist. Auch das Aufschieben und Abziehen der Packungsmäntel kann nur erfolgen, wenn das Dornrad stillsteht. Eine derartige - asynchrone - Bewegung lässt sich mit mechanisch gekoppelten Antrieben nur aufwändig umsetzen. Ein weiterer Vorteil eines mechanisch entkoppelten Antriebs liegt darin, dass aufgrund des Entfalls einiger mechanischer Bauteile die Erreichbarkeit bzw. die Zugänglichkeit des
Aufschiebers/Abziehers verbessert wird. Dies ist insbesondere beim Service oder bei der Überprüfung des Aktivierungsbildes oder auch beim Entfernen einer fehlerhaften oder eingeklemmten Verpackung hilfreich. Durch eine bessere Erreichbarkeit bzw. Zugänglichkeit wird auch die Verletzungsgefahr verringert, die beispielsweise aufgrund der Nähe zu heißen Komponenten (z.B. Bodenheizung) besteht. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Dornrad wenigstens zwei, insbesondere wenigstens vier Dorngruppen umfasst. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass jede Dorngruppe wenigstens vier Dorne, insbesondere wenigstens sechs Dorne umfasst. Durch eine größere Anzahl an Dorngruppen können mehrere Linien von Packungsmänteln gleichzeitig bearbeitet werden. Durch eine größere Anzahl von Dornen pro Dorngruppe kann eine größere Anzahl von Bearbeitungsschritten an den
Packungsmänteln durchgeführt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass als Dornradantrieb eine Antriebseinheit eingesetzt wird, die einen Elektromotor und ein Getriebe umfasst. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass als Dornradantrieb ein Direktantrieb eingesetzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass als Antrieb wenigstens einer Bearbeitungsstation eine Antriebseinheit eingesetzt wird, die einen Elektromotor und ein Getriebe umfasst. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass als Antrieb wenigstens einer Bearbeitungsstation ein Direktantrieb eingesetzt wird.
An die eingesetzten Antriebe werden hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere müssen die Antriebe dazu geeignet sein, zu einem vorbestimmten Zeitpunkt eine bestimmte Drehstellung einzunehmen und diese Drehstellung auch unter Last sehr genau einzuhalten. Die Einhaltung bestimmter Winkellagen wird bei mechanisch gekoppelten Antrieben beispielsweise durch einen Zahnriemen geleistet. Versuche haben ergeben, dass insbesondere Antriebe mit einem geringen Verdrehspiel und einer hohen Verdrehsteifigkeit geeignet sind. Vorzugsweise weist die Antriebseinheit oder der Direktantrieb gemeinsam mit dem davon angetriebenen Dornrad bzw. gemeinsam mit der davon angetriebenen
Bearbeitungsstation eine Verdrehsteifigkeit von > 450 Nm/arcmin, von > 500
Nm/arcmin, von > 550 Nm/arcmin, von > 600 Nm/arcmin oder von > 650 Nm/arcmin auf. Die Verdrehsteifigkeit bezieht sich also nicht auf die Antriebseinheit oder den Direktantrieb allein; sie bezieht sich stattdessen auf das jeweilige System aus
Antriebseinheit bzw. Direktantrieb und davon angetriebener Komponente.
Bevorzugt weist die Antriebseinheit oder der Direktantrieb gemeinsam mit dem davon angetriebenen Dornrad bzw. gemeinsam mit der davon angetriebenen
Bearbeitungsstation ein Verdrehspiel < 5 arcmin, von < 3 arcmin oder von < 1 arcmin auf. Besonders bevorzugt wird ein Verdrehspiel von 0 arcmin (spielfrei). Die Verdrehsteifigkeit bezieht sich also nicht auf die Antriebseinheit oder den
Direktantrieb allein; sie bezieht sich stattdessen auf das jeweilige System aus Antriebseinheit bzw. Direktantrieb und davon angetriebener Komponente. Vorzugsweise weist die Antriebseinheit oder der Direktantrieb gemeinsam mit dem davon angetriebenen Dornrad bzw. gemeinsam mit der davon angetriebenen Bearbeitungsstation eine Kippsteifigkeit von > 850 Nm/arcmin, von > 1000
Nm/arcmin, von > 1200 Nm/arcmin oder von > 1300 Nm/arcmin auf. Die
Kippsteifigkeit bezieht sich also nicht auf die Antriebseinheit oder den Direktantrieb allein; sie bezieht sich stattdessen auf das jeweilige System aus Antriebseinheit bzw. Direktantrieb und davon angetriebener Komponente. Durch eine ausreichend hohe Kippsteifigkeit zwischen Motor und der daran angeschlossenen Komponente wird eine Taumelbewegung vermieden. Anstelle einer Einheit aus Elektromotor und (vorzugsweise spielfreiem) Getriebe kann auch ein Direktantrieb -also ein Elektromotor ohne separates Getriebe - eingesetzt werden, beispielsweise ein Hohlwellen-Direktantrieb. Alternativ hierzu kann als Direktantrieb ein Torquemotor ohne Getriebe eingesetzt werden.
Direktantriebe zeichnen sich durch die Eigenschaft aus, direkt - also ohne zwischengeschaltetes Getriebe - an der Welle der anzutreibenden Komponente montiert werden zu können. Der Verzicht auf ein Getriebe hat den Vorteil einer kompakten, besonders spielarmen oder sogar spielfreien Bauweise.
Bei der aus dem Stand der Technik bekannten - mechanisch gekoppelten - Bauweise gestaltet sich die Positionsregelung des Elektromotors schwierig, da das
Massenträgheitsmoment des anzutreibenden Systems nicht konstant ist, sondern zeitveränderlich ist. Dies liegt beispielsweise an der Überlagerung von mehreren komplexen dynamischen Prozessen mit ungleichförmig übersetzten Mechanismen. Bei einer hier vorgeschlagenen - mechanisch entkoppelten - Bauweise kann die
Positionsregelung des Elektromotors hingegen durch eine Momentenvorsteuerung erfolgen, also durch Vorgabe der sich aus der Berechnung ergebenden Massenträgheitsmomente. Konkret wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung bzw. deren Antrieb eine Steuerung aufweist, in der wenigstens ein zeitlicher Verlauf eines Massenträgheitsmoments gespeichert ist. Jeder Antrieb kann eine eigene Steuerung aufweisen; es kann hingegen auch eine gemeinsame Steuerung für mehrere Antriebe vorgesehen sein.
Bisher befürchtete man so genannten Schleppfehler, die im Verlauf der
Produktionsdauer eine Verschlechterung der Synchronität bewirken. Um dies zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die bewegten Massen - vorzugsweise auf ihrer Rückbewegung aus der Arbeitsposition - einen Referenzpunkt durchlaufen. Auf diese Weise können auftretende Abweichungen ausgeglichen werden. Durch eine
Vorsteuerung der Geschwindigkeit und/oder des Momentes können derartige Schleppfehler ebenfalls vermieden werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungen mit einem Dornrad in schematischer Darstellung, und
Fig. 2: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungen mit einem Dornrad in schematischer Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung 1 zur Herstellung von Verpackungen mit einem Dornrad 2 in schematischer Darstellung. Zunächst werden flache Rohlinge 3 in ein Magazin 4 eingeführt und anschließend in einer Auffalteinrichtung 5 zu Packungsmänteln 6 aufgefaltet. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Dornrad 2 mit einer Dornradwelle 7 mit einer Mittelachse 8. An der Dornradwelle 7 sind sechs Dorne 9 befestigt. Die sechs in Fig. 1 gezeigten Dorne 9 bilden eine Dorngruppe, deren Dorne 9 in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse 8 der
Dornradwelle 7 angeordnet sind. Das Dornrad 2 kann taktweise gegen den
Uhrzeigersinn (dargestellt durch einen Pfeil) weiterbewegt werden und dabei in sechs verschiedenen Dornradstellungen I-VI angehalten werden. In den Dornradstellungen I - V ist vor dem Ende der Dorne 9 jeweils eine Bearbeitungsstation B1-B5 angeordnet, an denen die Packungsmäntel 6 in ihren Endbereichen 10 - beispielsweise in ihren Bodenbereichen - bearbeitet werden sollen.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 weist zudem einen Dornradantrieb 11 zum
Antrieb der Dornradwelle 7 auf. Der Dornradantrieb 11 ist mechanisch mit der Dornradwelle 7 gekoppelt, beispielsweise über einen Zahnriemen 12. Der
Dornradantrieb 11 treibt nicht nur die Dornradwelle 7 an, sondern er treibt auch die Bearbeitungsstationen B1-B5 an. Hierzu ist der Dornradantrieb 11 mechanisch mit jedem der Bearbeitungsstationen B1-B5 gekoppelt, beispielsweise über (in Fig. 1 nur schematisch dargestellte) Zahnriemen 12 und/oder andere geeignete
Kopplungselemente wie Wellen, Zahnräder und dergleichen.
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungen mit einem Dornrad 2 in schematischer Darstellung gezeigt. Diejenigen Bereiche der Vorrichtung , die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden, sind in Fig. 2 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Ein wesentlicher Unterschied zu der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung 1 (Fig. 1) liegt darin, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1' ein anderes Antriebskonzept aufweist.
Insbesondere ist bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung vorgesehen, dass jede
Bearbeitungsstation Bl-Bl einen eigenen Antrieb AI bis A5 aufweist und dass der
Dornradantrieb 11 von den von den Antrieben A1-A5 aller Bearbeitungsstationen Bl- B5 mechanisch entkoppelt ist.
Anhand der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung 1 soll beispielhaft die Herstellung einer (einseitig offenen) Verpackung dargestellt werden. Zunächst werden die bereits aufgefalteten Packungsmäntel 6 von der ersten Bearbeitungsstation, bei der es sich um einen Aufschieber Bl handelt, aus der Auffalteinrichtung 5 entnommen und auf denjenigen Dorn 9 aufgeschoben, der sich in der Dornradstellung I befindet. Der Aufschieber Bl wird hierzu von einem eigenen Antrieb AI angetrieben, der mechanisch von dem Dornradantrieb 11 (und den anderen Antrieben A2, A3, A4, A5) entkoppelt ist.
Im Anschluss daran wird das Dornrad 2 von der Dornradstellung I in die
Dornradstellung II gedreht. Die Dornradwelle 7 des Dornrads 2 wird hierzu von dem Dornradantrieb 11 angetrieben, der mechanisch von den Antrieben A1-A5 aller Bearbeitungsstationen B1-B5 mechanisch entkoppelt ist.
In der zweiten Dornradstellung II werden die Packungsmäntel 6 von der zweiten Bearbeitungsstation, bei der es sich um eine Heizeinheit B2 handelt, in ihren
Endbereichen 10 erhitzt. Die Heizeinheit B2 wird hierzu von einem eigenen Antrieb A2 bewegt, der mechanisch von dem Dornradantrieb 11 (und den anderen Antrieben AI, A3, A4, A5) entkoppelt ist.
Anschließend wird das Dornrad 2 von der Dornradstellung II in die Dornradstellung III gedreht. Die Dornradwelle 7 des Dornrads 2 wird hierzu wiederum von dem Dornradantrieb 11 angetrieben, der mechanisch von den Antrieben A1-A5 aller Bearbeitungsstationen B1-B5 mechanisch entkoppelt ist.
In der dritten Dornradstellung III erfolgt die Faltung der Endbereiche 10 der
Packungsmäntel 6 durch die dritte Bearbeitungsstation, bei der es sich um eine Falteinheit B3 handelt. Insbesondere kann es sich um einen Längsfalter
(Faltbewegung in Umfangsrichtung des Dornrads 2) oder um einen Querfalter (Faltbewegung in Richtung der Mittelachse 8 des Dornrads 2) handeln. Die Falteinheit B3 wird hierzu von einem eigenen Antrieb A3 bewegt, der mechanisch von dem Dornradantrieb 11 (und den anderen Antrieben AI, A2, A4, A5) entkoppelt ist. Im Anschluss daran wird das Dornrad 2 von der Dornradstellung III in die
Dornradstellung IV gedreht. Die Dornradwelle 7 des Dornrads 2 wird hierzu
wiederum von dem Dornradantrieb 11 angetrieben, der mechanisch von den
Antrieben A1-A5 aller Bearbeitungsstationen B1-B5 mechanisch entkoppelt ist.
In der vierten Dornradstellung IV erfolgt das Verpressen der Endbereiche 10 der Packungsmäntel 6 durch die vierte Bearbeitungsstation, bei der es sich um eine Presse B4 handelt, die auch als„Bodenpresse" bezeichnet wird. Die Presse B4 wird hierzu von einem eigenen Antrieb A4 bewegt, der mechanisch von dem Dornradantrieb 11 (und den anderen Antrieben AI, A2, A3, A5) entkoppelt ist.
Anschließend wird das Dornrad 2 von der Dornradstellung IV in die Dornradstellung V gedreht. Die Dornradwelle 7 des Dornrads 2 wird hierzu wiederum von dem
Dornradantrieb 11 angetrieben, der mechanisch von den Antrieben A1-A5 aller Bearbeitungsstationen B1-B5 mechanisch entkoppelt ist.
In der fünften Dornradstellung V werden die Packungsmäntel 6 durch die fünfte Bearbeitungsstation, bei der es sich um einen Abzieher B5 handelt, von dem Dorn 9 abgezogen, um weiteren - nicht mehr auf der Vorrichtung stattfindenden
Bearbeitungsschritten zugeführt werden zu können. Der Abzieher B5 wird hierzu von einem eigenen Antrieb A5 bewegt, der mechanisch von dem Dornradantrieb 11 (und den anderen Antrieben AI, A2, A3, A4) entkoppelt ist.
Nachdem die Packungsmäntel 6 die Bearbeitungsstationen Bl bis B6 durchlaufen haben, sind die Packungsmäntel 6 einseitig (z.B. im Bereich des Bodens) verschlossen und können in anschließenden Arbeitsschritten befüllt und von der anderen Seite (z.B. im Bereich des Giebels) verschlossen werden. Bezugszeichenliste:
1, Γ: Vorrichtung
2: Dornrad
3: Rohling
4: Magazin
5: Auffalteinrichtung
6: Packungsmantel
7: Dornradwelle
8: Mittelachse
9: Dorn
10: Endbereich (des Packungsmantels 6)
11: Dornradantrieb
12: Zahnriemen
A1-A5: Antrieb (einer Bearbeitungsstation Bl-Bl)
B1-B5: Bearbeitungsstation
Bl: Aufschieber
B2: Heizeinheit
B3: Falteinheit
B4: Presse
B5: Abzieher
I-VI: Dornradstellung

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung ( ) zur Herstellung von Verpackungen, insbesondere zur
Bearbeitung von Packungsmänteln (6), umfassend:
- ein Dornrad (2) mit einer Dornradwelle (7) mit einer Mittelachse (8),
- mehrere an der Dornradwelle (7) befestigte Dorne (9),
- wobei die Dorne (9) wenigstens eine Dorngruppe bilden, deren Dorne (9) in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse (8) der Dornradwelle (7) angeordnet sind,
- wenigstens eine erste an dem Dornrad (2) angeordnete Bearbeitungsstation (B1-B5) mit einem Antrieb (A1-A5), und
- einen Dornradantrieb (11) zum Antrieb der Dornradwelle (7),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dornradantrieb (11) von dem Antrieb (A1-A5) der wenigstens einen
Bearbeitungsstation (B1-B5) mechanisch entkoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine zweite an dem Dornrad (2) angeordnete Bearbeitungsstation (B1-B5) mit einem Antrieb (A1-A5).
Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dornradantrieb (11) von den beiden Antrieben (A1-A5) der wenigstens zwei Bearbeitungsstationen (B1-B5) mechanisch entkoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch eine dritte an dem Dornrad (2) angeordnete Bearbeitungsstation (B1-B5) mit einem Antrieb (A1-A5).
Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dornradantrieb (11) von den drei Antrieben (A1-A5) der wenigstens drei Bearbeitungsstationen (B1-B5) mechanisch entkoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dornradantrieb (11) von den Antrieben (A1-A5) aller Bearbeitungsstationen (B1-B5) mechanisch entkoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine der Bearbeitungsstationen eine Presse, insbesondere eine Bodenpresse (B4) zum Verpressen der Bodenflächen der Packungsmäntel (6) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine der Bearbeitungsstationen eine Falteinrichtung (B3), insbesondere ein Längsfalter oder ein Querfalter zum Falten der Bodenflächen der
Packungsmäntel (6) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine der Bearbeitungsstationen ein Aufschieber (Bl) zum Aufschieben der Packungsmäntel (6) auf einen der Dorne (9) ist. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bearbeitungsstationen ein Abzieher (B5) zum Abziehen der
Packungsmäntel (6) von einem der Dorne (9) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dornrad (2) wenigstens zwei, insbesondere wenigstens vier Dorngruppen umfasst.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Dorngruppe wenigstens vier Dorne (9), insbesondere wenigstens sechs Dorne (9) umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Dornradantrieb (11) eine Antriebseinheit eingesetzt wird, die einen Elektromotor und ein Getriebe umfasst.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Dornradantrieb (11) ein Direktantrieb eingesetzt wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Antrieb wenigstens einer Bearbeitungsstation (B1-B5) eine Antriebseinheit eingesetzt wird, die einen Elektromotor und ein Getriebe umfasst.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Antrieb wenigstens einer Bearbeitungsstation (B1-B5) ein Direktantrieb eingesetzt wird.
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