Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von insbesondere formstabilen Packungen aus vorzugsweise dünnem Karton, insbesondere Klappschachteln für Zigaretten, mit einer Außenumhüllung aus siegelbarer Folie, wobei Faltlappen der die Packung umgebenden Außenumhüllung durch Heftung .bzw. Heftverbindung in einer Faltstellung fixiert werden und danach durch thermisches, insbesondere vollflächiges, Siegeln im Bereich von Überlappungen miteinander verbunden werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Packungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
In der Verpackungstechnik ist es vielfach üblich, formstabile, insbesondere aus Karton bestehende Packungen, mit einer Außenumhüllung aus dünner, durchsichtiger Folie zu versehen. Eine derartige Außenumhüllung ist insbesondere bei Zigarettenpackungen des Typs Hinge-Lid üblich. Vor Ingebrauchnahme der Packung wird die meistens mit einem Aufreißfaden ausgestattete Außenumhüllung abgetrennt.
Aus der GB 2 179 018 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Versiegeln von Außenumhüllungen von Zigarettenpackungen bekannt. Der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6 entspricht diesem Stand der Technik. Dabei werden Faltlappen im Bereich der Boden- und Stirnwand der Packung durch Übertragen von Wärme teilweise miteinander verbunden. Während des weiteren Transports der Packungen entlang einer Transportbahn werden die Faltlappen großflächig miteinander versiegelt. Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der US 4,843,800 bekannt. Auch hier werden Faltlappen im Bereich von Boden- und Stirnwand der Packungen durch Siegelorgane in einer Faltstellung fixiert und später durch weitere Siegelorgane vollflächig miteinander verbunden.
Die Erfindung befasst sich mit Maßnahmen für eine verbesserte Herstellung derartiger Packungen, insbesondere Hinge-Lid-Packungen für Zigaretten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes, insbesondere faltenfreies Erscheinungsbild der Außenumhüllung zu gewährleisten, und zwar durch Schrumpfen der Folie.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Einleitung der Schrumpf- bzw. Wärmebehandlung die Außenumhüllung komplett fertig gestellt, also alle Faltlappen in die packungsgemäße Position gefaltet und in dieser fixiert sein müssen. Zum Verbinden der Faltlappen miteinander, insbesondere im Bereich von Stirnwand, Bodenwand und Seitenwand, dienen großflächige Siegelorgane, die die Faltlappen üblicherweise großflächig bzw, über die volle Packungsfläche mit Wärme beaufschlagen, um die thermische Siegelung der Faltlappen zu bewirken, Dabei wird der Schrumpfprozess der Außen umhüllung eingeleitet. Dies führt insbesondere bei zeitlich bzw, räumlich aufeinander folgenden Siegelschritten zu unerwünschten, dauerhaften Verformungen der Außenumhüllung. Bei der Erfindung wird in Folge der Vorsiegelung bzw. Vorheftung die Außenumhüllung komplett in der packungsgerechten Faltstellung fixiert, ohne dass durch diese Heftung bzw. Vorsiegelung eine Schrumpfbehandlung eingeleitet wird. Danach kann die Packung unmittelbar einer Schrumpfbehandlung ausgesetzt bzw. in der üblichen Weise im Bereich der Faltlappen großflächig gesiegelt werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung als Teil einer Verpackungsmaschine ist so ausgebildet, dass einer Siegelstation bzw. Siegelaggregaten für die Faltlappen Heftorgane vorgeordnet sind, die eine Haftung bzw. Vorsiegelung der gefalteten Außenumhüllung im Bereich der Faltlappen bewirken.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Packung sowie einer Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt:
Die Zeichnungen beziehen sich auf eine quaderförmige Packung 10 des Typs Klappschachtel für Zigaretten. Die Packung 10 besteht aus einem Zuschnitt aus dünnem Karton. Entsprechend dem herkömmlichen Aufbau besteht die Packung aus einem Schachtelteil 11 und einem Deckel 12.
Die Packung 10 ist von einer Außenumhüllung 13 aus dünner Folie umgeben, und zwar einer Schrumpffolie. Die Außenumhüllung 13 bildet entsprechend der Gestalt der Packung 10 großflächige Wände, nämlich Vorderwand 14 und Rückwand 15, schmale, lang gestreckte Seitenwände 16 und 17 sowie Stirnwand 18 und Bodenwand 19.
Die Außenumhüllung 13 bildet Faltlappen, die durch thermisches Siegeln miteinander verbunden sind. Im Bereich der Seitenwand 16 bilden Seitenlappen 20 und 21 des Zuschnitts der Außenumhüllung 13 eine streifenförmige Überlappung 22. Diese erstreckt sich über die volle Länge der Außenumhüllung 13 (Fig. 3, Fig. 4). Die Seitenlappen 20, 21 sind im Bereich der Überlappung 22 durch Siegeln miteinander verbunden, und zwar über die gesamte Fläche der Überlappung 22, wie in Fig. 1 durch Schwärzung der Siegelflächen dargestellt.
Stirnwand 18 und Bodenwand 19 bestehen ebenfalls aus Faltlappen, und zwar aus innen liegenden Querlappen 23, 24 und äußeren, trapezförmigen Längslappen 25, 26. Die Lappen 23..26 überdecken einander teilweise. In Fig. 2 ist geschwärzt bzw. als schraffierte Fläche der Überdeckungsbereich dargestellt und damit der Bereich der durch Siegeln miteinander verbundenen Lappen 23..26.
Das Anbringen der großflächigen Siegelungen im Bereich der Überlappung 22 sowie der Bodenwand 19 bewirkt mindestens die Einleitung des Schrumpfprozesses hinsichtlich der Außenumhüllung 13. Dies ist vor allem dann nachteilig, wenn die Siegelung der Überlappung 22 einerseits und die Siegelung von Stirnwand 18 und Bodenwand 19 andererseits in aufeinander folgenden Schritten durchgeführt werden.
Um trotz aufeinander folgender Siegelungsschritte eine exakte Form und Position der Außenumhüllung 13 zu gewährleisten, werden die Faltlappen in vorgeschalteten Schritten durch Heftung miteinander verbunden, wobei das Anbringen der Heftung mit geringer bzw. lokal begrenzter Wärmezufuhr verbunden ist.
Als erstes wird auf Grund der Abfolge der Faltschritte eine Heftung im Bereich der Überlappung 22 der Seitenlappen 20, 21 angebracht. Diese besteht bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 aus kleinflächigen Punktsiegelungen 27. Mehrere kreisflächenförmige oder ovale Punktsiegelungen 27 sind entlang der (ungefalteten) Überlappung 22 angebracht, und zwar mit Abständen voneinander. Mindestens jeweils eine Punktsiegelung 27 befindet sich im Bereich der über die Packung 10 hinweg stehenden Bereiche der Außenumhüllung zur Bildung der Querlappen 23.
Eine Alternative ist in Fig. 4 gezeigt, und zwar durch einen sich über die volle Länge des Zuschnitts bzw. der (ungefalteten) Überlappung 22 erstreckenden Siegelstreifen 28. Dieser ist von verhältnismäßig geringer Breite, zum Beispiel ca. 2 mm. Dadurch ist eine für den weiteren Faltungsprozess ausreichende Verbindung der Seitenlappen 20, 21 gegeben, ohne dass in Folge der Wärmezufuhr der Schrumpfungsprozess für die Außenumhüllung 13 eingeleitet ist.
Danach werden die über die Packung 10 hinweg stehenden Teile der Außenumhüllung fertig gefaltet unter Bildung von Stirnwand 18 und Bodenwand 19. Zur Fixierung der Faltlappen 23..26 sind ebenfalls kleinflächige durch thermisches Siegeln hergestellte Heftungen vorgesehen, nämlich jeweils zwei Heftstreifen 29, 30. Diese sind so angebracht, dass alle Faltlappen von Stirnwand 18 und Bodenwand 19 erfasst, nämlich örtlich miteinander verbunden sind. Die Heftstreifen 29, 30 befinden sich nämlich in einem Bereich, in dem jeweils Querlappen 23 oder 24 und beide Längslappen 25, 26 einander überdecken.
Nach dem Heften der Faltlappen 20, 21 bzw. 23...26 werden diese Bereiche in üblicher Weise gesiegelt. Dadurch wird zugleich eine Schrumpfung der Folie der Außenumhüllung 13 bewirkt. Zusätzlich kann aber die Packung 10 einem gesonderten Schrumpfungsprozess unterzogen werden.
Die Anbringung der Heftverbindungen an der Außenumhüllung 13 ist zweckmäßigerweise in den Fertigungsprozess der Außenumhüllung 13 integriert. Die Vorrichtung gemäß Fig. 6 ist zweckmäßigerweise Teil einer Fertigungslinie für Zigarettenpackungen.
Die bis auf die Außenumhüllung 13 fertig gestellten Packungen 10 werden auf einer horizontalen Packungsbahn 31 zugeführt. Die in Abständen voneinander ankommenden Packungen 10 durchlaufen dabei eine Zuschnitteinheit 32. Diese trennt Zuschnitte der Außenumhüllung 13 von einer fortlaufenden Materialbahn 33 ab. Die Zuschnitte werden durch einen aufrechten Zuschnittförderer 34 in einer aufrechten Ebene quer zur Packungsbahn 31 bereit gehalten, derart, dass der Zuschnitt der Außenumhüllung 13 U-förmig um die entlang der Packungsbahn 31 geförderte Packung 10 herumgefaltet wird.
Die Packung 10 wird mit der Außenumhüllung 13 an einen Faltrevolver 35 übergeben. Dieser ist mit einer Mehrzahl von Taschen 36, je zur Aufnahme einer Packung 10 mit Außenumhüllung 13, ausgerüstet, im vorliegenden Falle acht Taschen 36, von denen sich jeweils zwei in einer horizontal gerichteten Aufnahmestellung bzw. Ausschubstellung befinden. Die Taschen 36 sind radial gerichtet und an der Außenseite offen.
Beim Einschub der Packung 10 mit U-förmig gefalteter Außenumhüllung 13 werden beidseits der Packung die dort überstehenden Querlappen 24 gefaltet, und zwar durch in bzw. an jeder Tasche 36 angeordnete, feststehende Faltfinger 37.
Durch taktweise Drehbewegung des Faltrevolvers 35 werden die Packungen 10 in eine erste Heftstation 38 und danach in eine zweite Heftstation 39 gefördert. Die erste Heftstation 38 entspricht einer vertikalen Position der betreffenden Tasche 36. Die Seitenlappen 20, 21 der Außenumhüllung 13 sind bei Erreichen dieser ersten Heftstation 38 bereits gefaltet in eine Stellung gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4. Während der Stillstandsphase wird in der Heftstation 38 ein beheiztes Heftorgan 40 an die radial nach außen gerichtete Seitenwand 16 der Packung 10 bewegt. Dabei kommen Siegelwerkzeuge 41 an den Seitenlappen 20, 21 zur Anlage, und zwar im Bereich der Überlappung 22. Die Siegelwerkzeuge 41 sind entsprechend der herzustellenden Heftung ausgebildet, beispielsweise als einzelne Vorsprünge für eine Punktheftung gemäß Fig. 3 oder als dünne, durchgehende Siegelbacke für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4. Das Heftorgan 40 ist schwenkbar an einem Tragarm 42 gelagert.
In der nächstfolgenden Station, der zweiten Heftstation 39, wird die Heftung der Seitenlappen 20, 21 durch ein in entsprechender Weise ausgebildetes Heftorgan 43 komplettiert. Zwei Heftorgane bzw. zwei Heftstationen 38, 39 sind insbesondere bei kurzen Stillstandszeiten des Faltrevolvers 35 erforderlich.
Die entsprechend Fig. 3 oder Fig. 4 ausgebildete Packung mit Außenumhüllung 13 wird im Bereich einer Ausschubstation 44 in Radialrichtung aus dem Faltrevolver 35 aus- und in eine Faltbahn 45 eingeschoben. Im Bereich dieser horizontalen Faltbahn 45 werden die an beiden Seiten im Bereich von Stirnwand 18 und Bodenwand 19 überstehenden Teile der Außenumhüllung 13 gefaltet, nämlich zuerst beim Ausschub der Querlappen 23 durch einen feststehenden Faltfinger 46 und sodann die beiden Längslappen 25 und 26 durch entsprechende Faltorgane 47, sogenannte Faltweichen.
Im Anschluss an die Faltbahn 45 gelangt die Packung 10 mit komplett gefalteter Außenumhüllung 13 auf eine Plattform 48. Von hier aus werden die Packungen 10 unter Bildung eines Packungsturms 49 taktweise angehoben bis in den Bereich einer entsprechend höher liegenden, horizontalen Siegelbahn 50.
Im Anschluss an die Faltbahn 45, nämlich auf der Plattform 48, werden die Faltungen der Stirnwand 18 und Bodenwand 19 geheftet. Zum Anbringen der Heftungen, nämlich der Heftstreifen 29, 30, sind zu beiden Seiten der Faltbahn 45 bzw. der Plattform 48 Heftorgane 51, 52 angeordnet, jeweils mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Heftbacken 53 entsprechend der Form der Heftstreifen 29, 30. Die Heftorgane 51, 52 werden während der Stillstandsphase der Packung 10 gegen Stirnwand 18 und Bodenwand 19 bewegt.
Die Packung 10 mit nun komplett gehefteter Außenumhüllung 13 wird in üblicher Weise einer Siegelung unterzogen. Dabei werden zunächst die Seitenlappen 20, 21 komplett gesiegelt durch ein Siegelwerkzeug 54, welches sich der Höhe nach über mehrere, nämlich drei Packungen 10 erstreckt und während drei Stillstandsphasen der Packungen 10 im Bereich des Packungsturms 49 die Seitenlappen 20, 21 siegeln.
Danach gelangen die Packungen 10 durch Querabschub in die Siegelbahn 50. Innerhalb derselben sind die Packungen 10 in zwei übereinander angeordneten Reihen positioniert. Die seitwärts gerichteten Stirnwände 18 und Bodenwände 19 werden hier durch Siegelbacken 55 komplett gesiegelt, und zwar ebenfalls während der jeweiligen Stillstandsphasen der Packungen 10 in mehreren Siegeltakten.
Während des Siegelns der Seitenlappen 20, 21 und/oder der Stirnwände 18 und Bodenwände 19 in zeitlich aufeinander folgenden Schritten kann bereits die Schrumpfung der Außenumhüllung 13 eingeleitet oder komplett durchgeführt sein. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Packungen 10 nach dem Siegeln der Außenumhüllung 13 durch eine gesonderte Schrumpfstation 56 hindurch gefördert. Im Bereich dieser Schrumpfstation 56 werden die Packungen 10 im Bereich von Vorderwand 14 und/oder Rückwand 15 mit Wärme beaufschlagt. Hierfür sind oberhalb, unterhalb und zwischen den Reihen der Packungen 10 Heizplatten 57, 58, 59 angeordnet, die die Schrumpfungswärme auf die Packung 10 übertragen.
Die Heft- und Siegeltemperatur kann übereinstimmend sein. Zum Heften der Faltlappen 20, 21; 23, 24, 25, 26 ist eine Siegeltemperatur von etwa 145°C geeignet.
Nach dem Verlassen der Schrumpfstation 56 wird die Packung 10 in üblicher Weise weiter verarbeitet.
Das geschilderte Prinzip der Heftung von Faltlappen der Außenumhüllung 13 vor dem Siegeln derselben kann auch dann vorteilhaft sein, wenn keine Schrumpffolie verwendet wird.