Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffverpackungsbehältern
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von KunstStoffVerpackungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffverpackungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 23 sowie eine Kunststoffverpackung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 42.
Das Verfahren und die Vorrichtung dienen hauptsächlich zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie, insbesondere bei der Verpackung von Lebensmitteln. So wird die Erfindung hauptsächlich eingesetzt, um Kunststoffverpackungsbehälter für Lebensmittel herzustellen, wobei es sich bei den Lebensmitteln vorzugsweise um feste Lebensmittel wie z. B. Pralinen handelt. Die KunststoffVerpackung entsteht dabei aus einem in einer Streckblasmaschine hergestellten, flaschenähnlichen Zwischenprodukt, wobei der oberen Teil des Zwischenprodukts abgeschnitten wird.
Gemäß dem Stand der Technik werden bereits solche Verfahren zum Herstellen von Kunststoffbehältern eingesetzt. Die US 3,675,521 zeigt z. B. eine Vorrichtung, in der Flaschen, die einen doppelten Halsabsatz aufweisen, unterhalb desselben mittels eines Messers so geschnitten werden, dass eine Weithalsgetränkeflasche entsteht .
Auch die WO 2004/009331 Al beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Weithalskunststoffflasche, wobei zuerst über einen Streckblasprozess eine
Kunststoffflasche mit engem Hals sowie im Mittenbereich einem geprägtem Gewinde entsteht. Der endgültige Weithalsbehälter entsteht dadurch, dass das Zwischenprodukt über dem eingeprägten Gewinde mittels Messern geschnitten wird, so dass der obere Mündungs- bzw. Halsbereich des Zwischenprodukts wegfällt.
Auch die ES 2253110 zweigt ein Verfahren zur Herstellung einer Weithalskunststoffflasche, wobei auch hier zuerst ein Zwischenprodukt durch Streckblasen entsteht. Dieses Zwischenprodukt wird mittels eines entlang der Längsachse des Behälters bewegbaren Messers an einem eingeprägten Absatz geschnitten.
Allen drei genannten Erfindungen ist es gemein, dass der Schneidvorgang mittels eines Messers durchgeführt wird, was dazu führt, dass nur Behälter bestimmter Wandstärke gehandhabt werden können. Werden die Behälter zu dünnwandig, so ist ein fehlerfreies Durchführen dieses Verfahrens nicht mehr möglich, da der entstehende Behälter zu instabil ist, um einen solchen mechanischen Eintrag, wie der der Messer, standhalten zu können. Ein weiteres Problem bei diesem Stand der Technik ist es, dass mit dem Verschleiß der Schneidmesser gerechnet werden muss, so dass zum Einen die Qualität der entstehenden Verpackungsbehälter mit zunehmender Einsatzdauer der Messer abnimmt, zum Anderen ein relativ häufiger Wechsel der Schneidmesser vorgenommen werden muss. Ein weiterer Nachteil der bekannten Erfindungen besteht darin, dass der mechanische Schneidvorgang mit Hilfe der Messer bezüglich der Schneidgeschwindigkeit nicht beliebig erweitert werden kann.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von
Kunststoffverpackungsbehältern bereitzustellen, die zum Einen eine erhöhte Ausbringungsleistung vorweist, zum Anderen eine geringere Verschleißanfälligkeit aufweist, sowie in der Lage ist auch dünnwandige Verpackungsbehälter herzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bezüglich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.
Im Zuge der Herstellung von Kunststoffverpackungen mittels des Verfahrens wird aus einem Vorformling, der vorzugsweise aus Kunststoff wie z.B. PET besteht, eine flaschenähnliche Vorverpackung durch einen Blasvorgang, insbesondere einen Streckblasvorgang hergestellt. Das Herstellen der Vorverpackung mittels eines Streckblasvorgangs hat den Vorteil, dass sehr günstige und qualitativ hochwertige Verpackungsbehälter entstehen. Diese Vorverpackung wird anschließend mit einem Schneidmodul behandelt, so dass das Verpackungsoberteil von der Vorverpackung getrennt wird. Dadurch wird der beim Streckblasen entstehende Halsbereich mit der relativ engen Mündung entfernt und es entsteht ein Verpackungsbehälter mit weitem Hals bzw. ein Verpackungsbehälter mit einer oberen Öffnung, die im Wesentlichen dem Durchmesser des Behälters entspricht.
Vorzugsweise werden mehrere Vorverpackungen gleichzeitig mit jeweils einer Schneideinheit behandelt, so dass eine Leistungserhöhung der Maschine durchgeführt wird. Der Vorteil der Verwendung eines Lasers als Schneideinheit liegt in der erhöhten Leistung bei sehr guter und gleich bleibender Qualität der Schnittmarke begründet.
Der Begriff Schneideinheit ist so zu verstehen, dass nicht zwangsläufig ein eigener Laser pro zu schneidendem Behälter vorhanden sein muss. Es sind auch Lösungen vorstellbar, bei denen ein zentraler Laser vorhanden ist, dessen Strahl aufgeteilt und an die einzelnen Schneideinheiten verteilt wird. Eine Schneideinheit kann zum Beispiel als eine Linse ausgestaltet sein, die den Laserstrahl so manipuliert, dass ein definierter Brennpunkt erzeugt wird. Eine Schneideinheit kann aber auch ein Spiegel sein, durch den der Laserstrahl abgelenkt wird. So ist es denkbar, dass die Schneideinheit von einem handelsüblichen Laserscanner gebildet wird, der in der Lage ist, den Laserstrahl sehr schnell in einem bestimmten Bereich abzulenken (z.B. mit einer Geschwindigkeit von 10m/s) . Auf diese Weise wird eine sehr einfache Einheit gebildet, die sehr schnell, effizient und billig arbeitet.
Ein weiterer leistungserhöhender Aspekt besteht darin, dass sich die Laserschneideinheiten während des Schneidvorgangs entlang der Transportbahn der Vorverpackungen bewegen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die einzelnen Vorverpackungen trotz der hohen Transportgeschwindigkeit entlang der Transportbahn ausreichend Interaktionszeit mit den ihnen zugeordneten Laserschneideinheit haben. Diese Interaktion zwischen Laserschneideinheit und Vorverpackung während des Schneidvorgangs ist dann am Besten, wenn zwischen den Laserschneideinheiten und den Vorverpackungen bezüglich der Transportrichtung keine Relativbewegung stattfindet.
Vorzugsweise sind die Laserschneideinheit und die Vorverpackung so zueinander angeordnet, dass der Laserstrahl senkrecht zur Längsachse der Vorverpackung angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Laserstrahl zur Längsachse der Behälter einen Winkel von mehr oder weniger als 90°
aufweist. Dadurch ist es z.B. möglich Hinterschneidungen von Vorverpackungen zu schneiden, ohne die davor liegenden Bereiche zu beeinträchtigen.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Vorverpackungen während des Schneidvorgangs um ihre Längsachse rotieren. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Schneidpunkt, also der Brennpunkt des Lasers, an einer festen Stelle ist und sich der Behälter bewegt, um somit den jeweils aktuell zu schneidenden Bereich in den Brennpunkt zu bewegen. Diese Vorgehensweise ist vor allem bei Flaschen mit kreisrundem Querschnitt im Schnittbereich sehr vorteilhaft. Sollen Formflaschen, wie z. B. Flaschen mit einem im Wesentlichen unrunden Querschnitt im Schneidbereich geschnitten werden, so muss bei der Rotation des Behälters um seine Längsachse der Brennpunkt des Lasers verstellt werden, oder es müssen die Abstände zwischen der Laserschneideinheit und der Vorverpackung verändert werden, um jeweils den gewünschten Schnitt an der gewünschten Stelle vornehmen zu können. Die Abstandsänderung zwischen Laserschneideinheit und Vorverpackung kann entweder durch Bewegung der Vorverpackung oder durch Bewegung der Laserschneideinheit vollzogen werden.
Beim Schneiden ist es aber auch denkbar, weder den Abstand der Vorverpackung und Laserschneideinheit zu verändern, noch die Vorverpackung um ihre eigene Achse zu rotieren. Ein erfolgreiches Abschneiden des oberen Teils der Vorverpackung kann auch dann vollzogen werden, wenn bei gleichzeitiger Schwenkbewegung des Lasers von einer Seite zur anderen Seite der Vorverpackung, so dass der Brennpunkt des Lasers die Kontur der zu schneidenden Vorverpackung abfährt, seine Brennweite angepasst wird.
Ein vorteilhaftes Verfahren besteht darin, dass sich die Vorverpackungen während des Schneidvorgangs auf einer im Wesentlichen kreisförmigen Transportbahn befinden. Die Laserschneideinheiten können dann entweder fest angeordnet sein, oder sich auch mit den Vorverpackungen mitbewegen. Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Anzahl der Laserschneideinheiten gleich der Anzahl der sich auf der kreisförmigen Transportbahn befindlichen Behandlungsplätze, wie z. B. Drehteller, ist. Dadurch ist jeder zu schneidenden Vorverpackung eine Laserschneideinheit fest zugeordnet. Auf diese Weise ist ein extrem hoher Durchsatz und somit eine extrem hohe Leistung bezüglich des Ausstoßes der KunststoffVerpackungen möglich.
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Vorverpackungen während des Schneidvorgangs zu Gruppen zusammengefasst werden, die sich gemeinsam entlang der Transportbahn bewegen und auch gemeinsam im Schneidmodul geschnitten werden. Diese gruppenweise Anordnung hat den Vorteil, dass nicht für jede sich im Schneidmodul befindliche Verpackung eine Laserschneideinheit zur Verfügung gestellt werden muss, so dass die Kosten des Schneidmoduls hier erheblich verringert werden können.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Geschwindigkeit der Gruppen von Vorverpackungen entlang der Transportbahn zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs Null ist. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass während des Schneidvorgangs keine Störfaktoren wie z. B. Spiel der Behandlungsplätze während der Drehbewegung auftreten.
Es ist aber auch denkbar, dass sich die Vorverpackungen während des Scheidvorgangs auf einer im Wesentlichen linearen
Transportbahn bewegen. So kann ein linearer Transport z. B. mittels einer Kette, an der Greifeinheiten befestigt sind erfolgen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich die Laserschneideinheiten in Transportrichtung der Vorverpackungen bewegen, so dass während des Schneidvorgangs keine Relativbewegung zwischen Vorverpackungen und Laserschneideinheiten stattfindet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eine sehr genaue Trennung des Verpackungsoberteils von der Kunststoffverpackung durchgeführt werden kann. Nach Abschluss des Schneidvorgangs bewegen sich die Laserschneideinheiten entgegen der Transportrichtung zur Startposition des Schneidvorgangs zurück. Dadurch fahren die Laserschneideinheiten eine in sich geschlossene Bahn ab, die von der Startposition des Schneidvorgangs über die Endposition desselben und der Ruheposition der Laserschneideinheiten hin zur Startposition führt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung findet zeitlich nach der Fertigstellung des streckgeblasenen Behälters und vor der Entfernung des Verpackungsoberteils ein Behandlungsvorgang statt. Dieser kann z. B. eine Etikettierung, eine Beschriftung, ein Reinigungsvorgang oder dgl . sein. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Behälter vor der Entfernung des Verpackungsoberteils leichter handhabbar ist, vor allem dann, wenn es sich um sehr dünnwandige Verpackungen handelt. Eine leichtere Handhabung der Behälter heißt z. B., dass eine Fixierung der Verpackung am noch vorhandenen Halsteil durch beispielsweise Halsklammern, Halsinnengreifer oder dergleichen leicht möglich ist. Des Weiteren können v.a. dünnwandige Kunststoffverpackungen beim Etikettieren mit einem Innendruck
beaufschlagt werden, so dass der Austattungsvorgang mit versteifter Wandung sehr exakt durchgeführt werden kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass eine Absaugung im Bereich des Schneidmoduls angebracht ist, die durch den Schneidvorgang entstehende Dämpfe entfernt.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, dass eine Vorverpackung vor dem Schneiden in einem Schneidmodul aber nach dem Herstellen in einer Blasmaschine in einer Behandlungseinheit behandelt wird. Die Behandlungseinheit kann dabei z.B. eine Etikettiermaschine, eine Beschriftungsmaschine, eine Reinigungsmaschine oder dergleichen sein.
Bezüglich der Vorrichtung ergeben sich erfindungsgemäß folgende Vorteile.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Laserschneideinheiten an einem gemeinsamen Träger befestigt, was dazu führt, dass eine genaue Zuordnung bzw. eine feste Teilung der einzelnen Laserschneideinheiten untereinander vorhanden ist. Dies ist vor allem dann ein Vorteil, wenn sich der Träger zumindest teilweise entlang der Transportbahn der Vorverpackungen bewegt, da dann nur ein Träger angetrieben werden muss, der dann in gleicher Weise alle Laserschneideinheiten bewegt.
Eine besonders bevorzugte Vorrichtung besteht darin, dass zwischen der Blasmaschine und dem Schneidmodul eine Behandlungseinheit, wie z. B. ein Etikettiermodul, ein Beschriftungsmodul oder ein Reinigungsmodul, befindet. Dadurch können die Vorteile der Handhabung von
flaschenähnlichen Behältern ausgenutzt werden. Die Vorverpackung kann z. B. beim Vorgang des Etikettierens von oben und von unten eingespannt werden.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Vorverpackungen zu Gruppen zusammengefasst sind, wobei im Schneidmodul so viele Laserschneideinheiten vorhanden sind, wie Vorverpackungen in einer Gruppierung Platz finden. Die Gruppierung findet bevorzugt in Werkstückträgern bzw. Gruppenträgern statt, die z.B. von Greifern oder am Boden angreifenden Werkstückträgern gebildet werden können. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Anzahl der Laserschneideinheiten gleich der Anzahl der Behandlungsplätze im Schneidmodul ist. Diese Anordnung hat besonders dann einen Vorteil, wenn sich die Vorverpackungen im Schneidmodul auf einer Kreisbahn bewegen. Dadurch ist jedem Behandlungsplatz fest eine Laserschneideinheit zugeordnet, so dass sich während der Bewegung der Vorverpackung entlang des Transportweges keine relative Bewegung zwischen den Laserschneideinheiten und den Vorverpackungen in Transportrichtung ergibt. Weiter besteht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass eine den Laserstrahl erzeugende Einheit vorhanden ist, deren Laserstrahl auf die verschiedenen Laserschneideinheiten aufgeteilt wird. Eine solche Aufteilung kann z. B. über Spiegel oder über optische Leiter erfolgen.
Vorzugsweise wird für die Durchführung des Verfahrens ein CO2 Laser verwendet, da dieser die dementsprechenden Leistungen im Brennpunkt zur Verfügung stellen kann. Es sind auch andere Laserarten denkbar, allerdings muss die jeweilige Peripherie bzw. die jeweilige Leistungsfähigkeit des Lasers für die zu verarbeitenden Produkte angepasst werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Schneidmodul Greifer auf, die die Vorverpackungen halten können. Als Greifer sind z. B. Boden, Rumpf oder Halsgreifer denkbar, die die Vorverpackungen jeweils an oder in den dementsprechenden Bereichen erfassen. Als Halsgreifer sind z.B. übliche Neckhandlingklammern oder Mündungsinnengreifer zu verwenden, als Bodengreifer sind z. B. handelsübliche, an die Vorverpackungen angepasste Werkstückträger denkbar.
Es ist aber auch denkbar, dass der Transport im Schneidmodul mittels Ketten erfolgt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass Vorverpackungen nach dem Austritt aus einer Blasmaschine und vor der Behandlung in einem Schneidmodul in einer Behandlungseinheit behandelt werden. Eine solche Behandlungseinheit kann z.B. ein Etikettiermodul, ein Beschriftungs- oder Bedruckungsmodul oder ein Reinigungsmodul sein. Auch andere Behandlungsvorgänge sind durchaus denkbar.
Eine konkrete Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungen erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer erfindungsgemäßen Anlage,
Fig. 2a eine Detailansicht eines Schneidmoduls in jeweils bis 2d unterschiedlichen Positionen,
Fig. 3 eine Variante eines Schneidmoduls,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Variante eines Schneidmoduls ,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer
Maschinenanordnung mit Behandlungseinheit und Schneidmodul,
Fig. 6 Darstellungen einer Kunststoffverpackung und
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Schneidmodulanordnung .
Figur 1 zeigt einen Teil einer Maschinenanordnung zum Herstellen von KunststoffVerpackungen 2. Die Anordnung zeigt einen Vorformlingspeicher 21, der Kunststoffvorformlinge als Schüttgut speichert. Von dort aus werden sie zu einer Vorformlingsorientierung 22 transportiert, wo sie sortiert und für die weitere Verarbeitung ausgerichtet werden, bevor sie über die Vorformlingszuführung 23 in Richtung des Heizofens 5 zugeführt werden. Am Eingang dieses Heizofens 5 befindet sich ein Sägezahnstern 24, der die gesteuerte Zufuhr regelt .
Im Heizofen 5 werden die Vorformlinge auf eine Orientierungstemperatur gebracht, wobei die Erwärmung mittels Infrarotstrahlern erfolgt. Bei der Übergabe der Vorformlinge vom Heizofen 5 an die Blasmaschine 6 über den Einlaufstern 25 weisen die Vorformlinge über ihren gesamten Umfang sowie ihre gesamte Höhe eine gewünschte Temperaturverteilung auf.
Die Vorformlinge werden in der Blasmaschine 6 mittels Hochdruckblasluft zu Kunststoffflaschen, den Vorverpackungen 16, ausgeformt. Der Ausformvorgang wird hier durch eine Reckstange unterstützt, die die Vorformlinge in axialer Richtung streckt. Die auf diese Weise hergestellten Vorverpackungen 16 werden mittels des AuslaufSterns 26 von der Blasmaschine 6 zum Schneidmodul 7 übergeben. Dort werden die Mündungsbereiche der Kunststoffflaschen von den Boden- und Rumpfbereichen getrennt, wodurch eine
WeithalskunststoffVerpackung entsteht. Die weitere Behandlung - also der Abtransport der Kunststoffverpackung 2 und der Verpackungsoberteile 17, sowie weitere Behandlungen wie Füllen oder Schließen der Kunststoffverpackungen 2 - sind hier nicht mehr gezeigt.
Die Figuren 2a bis 2d zeigen eine Ausgestaltung des Schneidmoduls 7 in verschiedenen Arbeitspositionen. Eine Transportbahn T, die z.B. eine Kette sein kann, wird an zwei Rollen 13, 13' endlos umlaufend geführt. Die Transportbahn T weist dabei hier nicht gezeigte Greifelemente, wie z. B. Greifer oder Werkstückträger auf, um die von der Blasmaschine 6 an das Schneidmodul 7 übergebenen Vorverpackungen 16 in Transportrichtung 9 zu führen.
Gegenüber der Transportbahn T befindet sich ein Halteblock 15, der mit einer als Aussparung ausgeführten Trägerführung 14 ausgestattet ist. In dieser Trägerführung 14 läuft geführt ein Träger 11, an dem sechs Laserschneideinheiten 8 befestigt sind. Diese werden von einem hier nicht gezeigten Laser 3 mit kohärenter elektromagnetischer Strahlung gespeist.
Die Figur 2a zeigt eine Position des Trägers 11, in der der Abstand zwischen den Laserschneideinheiten 8 und den
Vorverpackungen A bis F so gewählt ist, das ein Schneidvorgang durchgeführt werden kann. Während des Schneidvorgangs ist der Brennpunkt der Laserschneideinheiten 8 so ausgerichtet, dass er mit der Position der Wandung der Vorverpackungen A bis F übereinstimmt. Jeder Vorverpackung A bis F ist dabei eine Laserschneideinheit 8 zugeordnet. Während des Schneidvorgangs rotieren die Vorverpackungen A bis F um ihre eigene Längsachse X.
Figur 2b zeigt eine Position im Schneidmodul 7, an der der Schneidvorgang gerade beendet wird. Während des Schneidvorgangs, also des Zeitraums zwischen der Position in Figur 2a und der Position in Figur 2b, bewegen sich der Träger 11 mit den daran befestigten Laserschneideinheiten 8 und die Vorverpackungen A bis F synchron in Transportrichtung 9.
Am Ende des Schneidvorgangs gemäß der Position in Figur 2b wird der Träger 11 mit den daran angebrachten Laserschneideinheiten 8 entlang der Trägerführung 14 in Richtung 10 verfahren, so dass ein Abstand zwischen den Vorverpackungen A bis F entsteht, der für einen Schneidvorgang nicht mehr praktikabel ist. Sind von dem Träger 11 und den Laserschneideinheiten 8 Positionen eingenommen, die ein Schneiden der Vorverpackungen A bis F nicht ermöglichen, so kann die Energiezufuhr vom Laser 3 zu den Laserschneideinheiten 8 reduziert oder abgestellt werden.
Währen sich die Vorverpackungen A bis F und A' bis F' in Transportrichtung 9 entlang der Transportbahn T von einer Position gemäß Figur 2c zu einer Position gemäß Figur 2d weiterbewegen, wird der Träger 11 entlang der Trägerführung 14 in Richtung 9' zur Startposition des Schneidvorgangs
bewegt. Hat der Träger 11 seine Schneidposition gemäß Figur 2d fast erreicht, so sind die inzwischen geschnittenen Behälter A bis F so weit weitertransportiert worden, dass nun eine Interaktion der Laserschneideinheiten 8 mit den Vorverpackungen A' bis F' stattfinden kann. Dazu muss in einem letzten Schritt der Träger 11 in Richtung 10' zu den Vorverpackungen A' bis F' zugestellt werden. Die für den nächsten Schneidvorgang vorgesehene Vorverpackung A' ' befindet sich bereits auf der Transportbahn T.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es auch denkbar, dass die Trägerführung 14 nicht wie im Beispiel gemäß den Figuren 2a bis 2d auf einer ovalen Bahn endlos umläuft, sondern dass der Träger 11 in einer linearen Trägerführung 14 hin und her bewegt wird. In beiden Fälle ist es selbstverständlich möglich, dass die
Bewegungsgeschwindigkeit in Transportrichtung und entgegen der Transportrichtung gleich ist oder sich unterscheidet.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Schneidmoduls 7. Hier ist die Transportbahn T kreisförmig angeordnet, wobei sich auf ihr Gruppenträger 12, 12' und 12' ' befinden. Die Gruppenträger 12, 12' und 12'' weisen Aussparrungen 20 auf, in die Vorverpackungen 16 eingebracht werden können. Die Vorverpackungen 16 werden dabei von dem hier nicht gezeigten Auslaufstern 26 der Blasmaschine 6 an den Übergabestern 19 des Schneidmoduls 7 übergeben, wobei der Übergabestern 19 einen Transfer der Vorverpackungen 16 in die Aussparrungen 20 der Gruppenträger 12, 12' und 12'' vornimmt. In der folgenden Beschreibung dieser Ausführungsform werden die Positionen in Grad angegeben, wobei die Übergabe der Vorverpackungen 16 von dem Übergabestern 19 an die Gruppenträger 12, 12', 12'' an der Position 0° erfolgt und
die weitere Entwicklung der Positionen entgegen dem Uhrzeigersinn stattfinden. Zum Zeitpunkt der Übergabe von Vorverpackungen 16 an den Gruppenträger 12 bewegt sich dieser mit synchroner Geschwindigkeit zum Übergabestern 19. Nachdem alle Aussparrungen 20 des Gruppenträgers 12 mit Vorverpackungen 16 befüllt und von oben hier nicht gezeigte Mündungsdorne in die Vorverpackungen eingeführt sind, bewegt sich dieser entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung der Position 180°, da sich dort der Träger 11 mit den zugeordneten Laserschneideinheiten 8 und dem Laser 3 befindet. Die Geschwindigkeit des Gruppenträgers 12 steigt bis zur Erreichung der Position 90° immer mehr an und wird dann von der Position 90° bis zur Position 180° wieder abgebremst, so dass beim Erreichen einer Position, wie sie in der Figur 3 der Gruppenträger 12'' einnimmt, die Geschwindigkeit Null beträgt, so dass der Schneidvorgang zwischen den Laserschneideinheiten 8 und den Vorverpackungen 16a bis 16f keine Relativbewegung bezüglich der Transportbahn T stattfindet.
Nach der Durchführung des Schneidvorgangs bewegt sich der Gruppenträger 12, 12', 12'' weiter entgegen dem Uhrzeigersinn auf der Transportbahn T in Richtung der 270° Position, von wo aus eine Entnahme der Kunststoffverpackung 2 und des Verpackungsoberteils 18 vorgenommen wird. Die Entnahme wird mittels eines analog zum Übergabestern 19 ausgeführten Transfersterns vorgenommen, der hier in Figur 3 nicht gezeigt ist .
Figur 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines Schneidmoduls 7. Das Schneidmodul 7 weist einen Übergabestern 19, eine kreisrunde Transportbahn T sowie einen Abgabestern 39 auf. Auf der Transportbahn T befinden sich zwölf
Behandlungsplätze 38, wobei zwischen dem Übergabestern 19 und dem Abgabestern 39 jeweils elf Behandlungsplätze 38 mit Vorverpackungen 16 besetzt sind. Die Vorverpackungen 16 werden vom Auslaufstern 26 der Blasmaschine 6, die hier nicht gezeigt sind, an den Übergabestern 19 übergeben, der sie jeweils an einen Behandlungsplatz 38 übergibt. Die Vorverpackungen 16 werden alsdann mit Dornen beaufschlagt, die sie von oben zentrieren und ein Einspannen zwischen den Behandlungsplätzen 38 und den Dornen ermöglichen.
Die Behandlungsplätze 38 sind mit einem Rotationsantrieb versehen, so dass sich die darauf befindlichen Vorverpackungen 16 um ihre eigene Längsachse X drehen können. Jedem Behandlungsplatz 38 ist eine Laserschneideinheit 8 fest zugeordnet, die den jeweiligen Schneidvorgang zwischen der Übergabe der Behälter und der Abgabe der Behälter durchführt. Im Zentrum des Schneidmoduls 7 ist ein Laser 3 angeordnet, dessen Strahl auf die Laserschneideinheiten 8 verteilt wird.
Dieses Schneidmodul 7 ist in einem hier nicht gezeigten Gehäuse untergebracht, das an eine Absaugung angeschlossen ist, die die beim Schneidvorgang entstehenden Dämpfe abführt.
Eine Weiterbildung dieses Schneidmoduls 7 und eine Einordnung in eine Maschinenzusammensetzung ist in Figur 5 dargestellt. Man erkannt eine Blasmaschine 6, aus der die fertig hergestellten Vorverpackungen 16 über den Auslaufstern 26 und eine Zwischentransportstrecke 27 einer Behandlungseinheit 30 zugeführt werden. Die Behandlungseinheit 30 umfasst einen Behältertisch 28 sowie ein Etikettiermodul 31 und ein Laserbeschriftungsmodul 32. Die beiden Module 31, 32 sind an der Peripherie des Behältertisches 28 angebracht und führen Behandlungsvorgänge an den Vorverpackungen 16 durch. Bei den
durch die Blasmaschine 6 hergestellten Vorverpackungen 16 handelt es sich im Wesentlichen um rechteckige Formflaschen. Nachdem die Vorverpackungen 16 etikettiert und laserbeschriftet sind, werden sie von der Behandlungseinheit 30 an das Schneidmodul 7 übergeben. Eine Klammer hält die Mündung der Vorverpackung 16 fest. Im Schneidmodul 7 werden sie im Segment A geschnitten, so dass zweiteilige Verpackungen 17 entstehen, wobei die Verpackungsoberteile 18 von hier nicht gezeigten Klammern gehalten werden und sich die Kunststoffverpackungen 2 auf Behandlungsplätzen 38 befinden. In einer Übergabestelle 40 wird die zweiteilige Verpackung 17 in eine Kunststoffverpackung 2 und einen Verpackungsoberteil 18 getrennt. Der Verpackungsoberteil 18 wird im Schneidmodul 7 weitertransportiert und an einer hier nicht gezeigten Ausschleusestelle ausgeschieden. Die fertigen Kunststoffverpackungen 2 werden hingegen an den Abgabestern 39 übergeben und aus der Maschinenanordnung gefahren, z.B. stehend auf einem Transportband 37. Eine weitere Behandlung der KunststoffVerpackungen 2 kann z. B. ein Füllen mit einem flüssigen Füllgut oder bevorzugt mit festen Gegenständen, wie z. B. Pralinen, Keksen oder sonstigem Gebäck beinhalten. Außerdem schließt sich dann vorteilhafterweise ein ebenfalls nicht gezeigtes Verschließorgan an. Des Weiteren ist es möglich, dass die Kunststoffverpackungen 2 von dem Abgabestern 39 an verschiedene Transportbahnen 34a, 34b, 34c, 34d übergeben werden können. Dazu ist der Abgabestern 39 vorzugsweise als Servo-Verteilstern ausgebildet, dessen hier nicht gezeigten Greifarme einzeln ansteuerbar sind und somit eine Verteilung auf die Bahnen vornimmt.
Die Behandlungseinheit 30 kann sich sowohl, wie in Figur 5 gezeigt, zwischen der Blasmaschine 6 und dem Schneidmodul 7
befinden, als auch erst nach dem Schneidmodul 7 angebracht sein.
Figur 6 zeigt eine beispielhafte Vorverpackung 16 wie sie in einem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Dabei teilt sich die Vorverpackung 16 in einen Rumpfbereich und einen Mündungsbereich auf, wobei der Rumpfbereich die spätere KunststoffVerpackung 2, sowie der Mündungsbereich den Verpackungsoberteil 18 bildet. Die hier herzustellende Kunststoffverpackung 2 ist eine Formflasche mit nicht rundem Querschnitt wie in Figur 6a in der Draufsicht der Vorverpackung 16 zu sehen ist. Figur 6b zeigt eine bereits geschnittene zweiteilige Verpackung 17.
Werden solche Formbehälter in einem erfindungsgemäßen Schneidmodul 7 behandelt, so wird schnell klar, dass sich bei einer Drehung der Vorverpackung um ihre eigene Achse X in einem Schneidmodul 7 mit fest zugeordneten Laserschneideinheiten 8 eine je nach Drehposition der Vorverpackung 16 unterschiedliche Abstandssituation zwischen dem Umfang der Vorverpackung 16 und der Laserschneideinheit 8 vorliegt. In solchen Fällen ist es notwendig, dass entweder der Abstand zwischen der Laserschneideinheit 8 und der Vorverpackung 16 oder der Brennpunkt der
Laserschneideinheiten 8 verändert werden kann. Nur dadurch ist gewährleistet, dass sich der Brennpunkt der Laserschneideinheit 8 bei der Drehung der Vorverpackung 16 um die eigene Längsachse X jeweils genau am Umfangsrand befindet .
Figur 7 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die einen Übergabestern 19, ein Schneidmodul 7 mit einem Behältertisch 28, sowie zwei Abgabesterne 39' für die
Verpackungsoberteile 18 und 39 für die Kunststoffverpackungen 2 zeigt. Die Vorverpackungen 16 werden dabei über einen Übergabestern 19 an den Behältertisch 28 des Schneidmoduls 7 übergeben. Der Behältertisch 28 weist äquidistant angeordnete Aussparungen oder Behälteraufnahmen, wie z.B. Drehteller auf, an bzw. auf denen die Behälter transportierbar sind. Außerdem weist die Vorrichtung 1 einen Laser 3 sowie zwei Laserschneideinheiten 8 auf. Der Laserstrahl wird vom Laser 3 über dem Behältertisch 28 zum zentral über dem Behältertisch 28 angebrachten Verteilknoten 29 gelenkt, wo er auf zwei Teillaserstrahlen aufgeteilt und zu den beiden Laserschneideinheiten 8 geleitet wird. Die Laserschneideinheiten 8 werden hier von je einem Laserscanner, d.h. einer Laserspiegelanordnung mit je mindestens einem Spiegel gebildet, die in der Lage ist, den Laserstrahl durch die Bewegung des Spiegels in Richtung 33 in einem bestimmten Segment 35 abzulenken. Während des Schneidvorgangs drehen sich die Vorverpackungen 16 zusätzlich um ihre eigene Achse, sodass in einem Segment 35, das der Laserstrahl in der Lage zu beschreiten ist, eine Vorverpackung 16 rundum geschnitten wird. Die Bewegung der Spiegel in Richtung 33 und die Bewegung des Behältertisches 28 sind so aufeinander abstimmbar, dass ein relativer Stilltand zwischen Laserstrahl und Vorverpackung 16 während des Schneidens erzeugt werden kann.
Die Laserschneideinheiten 8 sind hier außermittig vom Behältertisch 28 angeordnet, um einen geringen Abstand (5cm bis 30 cm) zu den zu schneidenden Vorverpackungen 16 bereitzustellen. Allerdings ist es auch denkbar, die Laserschneideinheiten 8 in der Mitte im Bereich des Verteilknotens 29 anzubringen.
Die Laserschneideinheiten 8 sind dabei so angeordnet, dass jeweils jede zweite Vorverpackung 16 geschnitten wird. Eine
Laserschneideinheit 8 schneidet so z.B. nur die geradzahligen Vorverpackungen 16 auf dem Behältertisch 28, während die andere Laserschneideinheit 8 nur jeweils die ungeradzahligen Vorverpackungen 16 schneidet. Das Schneiden geschieht in etwa gleichzeitig, wobei gleichzeitig nicht bedeutet, dass beide Schneidvorgänge gezwungenermaßen auch gleichzeitig beginnen und gleichzeitig enden. Unter Gleichzeitig ist auch zu verstehen, dass sich die beiden Schneidvorgänge zeitlich zumindest überschneiden. Auf diese Weise wird ein effizientes Schneidverfahren bereitgestellt. Nach dem Schneiden werden die Behälter an einer Übergabestelle 40 vorbeigeführt, wobei die Verpackungsoberteile 18 von einem„Abgabestern 39' entfernt und abgeführt werden, während die
Kunststoffverpackungen 2 mittels eines Übergabesterns 39 aus der Anlage geführt werden. Es ist aber auch denkbar, dass mehr als zwei Laserschneideinheiten 8 vorhanden sind, sodass über die Variation der Anzahl der Einheiten 8 eine unterschiedliche Maschinenleistungsbandbreite zur Verfügung gestellt werden kann. Als weiterführende Ausgestaltung ist es vorstellbar, vor dem Schneidmodul 7 bzw. vor den Laserschneideinheiten 8 mindestens eine Behandlungseinheit 30, wie z.B. eine Etikettiermaschine, bereitzustellen.