Was sind die wichtigsten strukturellen Unterschiede zwischen einer Papiereimer-Formmaschine und einer Papierschüssel-Formmaschine? Einführung

Papiereimer und Papierschalen sehen auf den ersten Blick wie nahe Verwandte aus. Beide bestehen aus PE-beschichtetem Karton. Alles mit Hitze versiegelt. Beide beliefern die Lebensmittelverpackungsindustrie. Aber die Maschinen, die sie herstellen, haben sehr unterschiedliche mechanische Konstruktionen. Das Verständnis dieser strukturellen Unterschiede ist für Hersteller wichtig, um Ausrüstungsentscheidungen zu treffen, für Produktionsingenieure, um mehrere Produktlinien zu planen, und für Verpackungseinkäufer, um zu verstehen, warum Werkzeugkosten und Vorlaufzeiten für diese beiden Behältertypen unterschiedlich sind.

Ausgangspunkt: Die Containergeometrie definiert die Maschine
Jeder strukturelle Unterschied zwischen einer Papierfassformmaschine und einer Papierschalenformmaschine resultiert aus einem grundlegenden Unterschied im Endprodukt: Konuswinkel und Wandhöhe.
Eine Papierschüssel ist ein flacher, breiter Behälter mit einer sanften Neigung (im Gegensatz zu einem vertikalen Seitenwandwinkel). Sein Verhältnis von Höhe zu Durchmesser ist gering und beträgt typischerweise 0,4:1 bis 0,7:1. Der Hohlraum, der die Seitenwand der Schüssel bildet, ist ein ziemlich flacher Fächer.
Ein Papiereimer hingegen ist ein hoher, tiefer Behälter mit einer fast geraden Seitenwand. Sein Höhenverhältnis beträgt typischerweise 0,8:1 bis 1,5:1 oder mehr. Stellen Sie sich einen großen Papiereimer für Brathähnchen, Popcorn oder loses Eis vor. Der Seitenwandrohling hat eine höhere, stärker geschwungene Form. Auch der Basisdurchmesser ist deutlich kleiner als die Öffnung.
Diese Formunterschiede betreffen jedes Teil beider Maschinentypen.

1. Rohlingszuführungs- und Schneidsystem
Papierschüsselmaschine
In einer Papierschüsselformmaschine weist der gewellte Seitenwandrohling einen weiten Bogen und eine geringe radiale Tiefe auf. Zuführsysteme-ob sie vor-gestapelte Rohlinge oder eine Inline-Rotationsstanze--verarbeiten, verarbeiten Rohlinge mit einer Breite im Vergleich zu ihrer Höhe. Wählen Sie diese Lücken aus und platzieren oder saugen Sie sie entlang einer hauptsächlich horizontalen Bahn in die Formstation.
Papiereimerformmaschine
DerPapiereimerformmaschinemuss mit einer viel größeren radialen Tiefe (Höhe) des Rohteils zurechtkommen. Die Bogenhöhe des hohen Fasses kann das 2- bis 3-fache einer Schüssel mit demselben Durchmesser betragen. Dies stellt höhere Anforderungen an die Steifigkeit des Rohlings während des Transports. Höhere Rohlinge verbiegen bzw. verbiegen sich leichter. Dies kann zu einer Fehlausrichtung der Formkerne führen.
Um dieses Problem anzugehen, sind Trommelformmaschinen typischerweise so konstruiert, dass sie Folgendes umfassen:

• Breitere Saugnapfanordnung zur Unterstützung der gesamten Rohlinghöhe
• Rohling-Übergabekanäle mit seitlicher Stützführungsschiene führen
• Höhere -Präzisions-Servo-Rohling-Positionierungssysteme. Dadurch wird sichergestellt, dass große Zuschnittverpackungen direkt zum Dorn gelangen.

Die Inline-Rotationsschneidsysteme auf Schaufelmaschinen müssen außerdem größere Schneidformen und längere Materialzugzyklen erfordern.

2. Der Formdorn (Kernwerkzeug)
Dies ist der optisch auffälligste konstruktive Unterschied zwischen den beiden Maschinentypen.
Papierschüssel-Maschinendorn
Der schalenförmige Dorn ist ein relativ flaches, weitwinkliges konisches Werkzeug. Da die Seitenwände der Schüssel kürzer sind, erfordert der Dorn keine nennenswerte vertikale Verlängerung. Der Wickelvorgang-das Falten der rauen Kanten und das Erhitzen entlang der Seitennaht, das Versiegeln-sind innerhalb einer kurzen vertikalen Verfahrstrecke abgeschlossen.
Der Dorn in einer schüsselförmigen Maschine arbeitet normalerweise in einer Formfolge von oben-nach unten: Der Rohling befindet sich unter dem Dorn, der Dorn senkt sich zum Rohling ab und die Verpackungsflügel falten den Rohling um den Kegel herum und versiegeln den Dorn, bevor er schrumpft.
Papiereimer-Formmaschinendorn
Der Dorn der Papiereimerformmaschine ist höher und schmaler. Es ist außerdem stabiler, um höheren Biegekräften standzuhalten, die durch das Packen eines hohen, steifen Kartonzuschnitts um die nahezu gerade konische Oberfläche entstehen.
Schaufelmaschinen werden normalerweise in einer Bottom-up- oder Querpackungsreihenfolge aufgebaut:

• Der Rohling wird von der Unterseite des Dorns nach oben gewickelt. Oder flankieren Sie beide.
• Die Seitennahtschweißstation muss die volle Nahthöhe bewältigen. Große Eimer können eine Größe von 150–250 mm haben.
• Beim Versiegelungsprozess ist eine höhere Klemmkraft erforderlich, um den Barren flach auf dem Dorn zu halten. Der Überkopf drückt hart zurück.

Außerdem muss das Dornindexierungssystem einer Schaufelmaschine eine engere Winkelausrichtung gewährleisten. Jede Verdrehung am Anfang des Wickels wird mit zunehmender Nahthöhe schlimmer.

3. Basisform- und Einfügungssystem
Beide Maschinentypen müssen in eine vor-zugeschnittene kreisförmige Basisscheibe eingesetzt und an der Unterseite der geformten Seitenwand befestigt werden. Das Basiseinfügungssystem variiert jedoch stark in Form und Zeit.
Einsetzen des Papierschalenbodens
Bei einer Schüsselmaschine ist der Durchmesser der Bodenscheibe im Verhältnis zur Höhe des Behälters recht groß. Der Boden wird üblicherweise von unten in den Formbecher gedrückt, während die Seitenwand auf dem Dorn verbleibt. Mit einem Bördel- und Rollwerkzeug wird die Basis der Seitenwand nach innen auf die Basisscheibe gerollt. Dadurch entstehen mechanische Schlösser. Wärme oder Ultraschallenergie vervollständigen die Versiegelung.
Da die Schüssel flach ist, ist der Weg zum Einsetzen des Bodens kurz. Es braucht nicht viel, um die Basis zu komprimieren. Das grundlegende Zufuhrsystem-normalerweise ein rotierendes scheibenförmiges-Magazin mit Vakuumaufnahme-arbeitet mit einer hohen Umlaufgeschwindigkeit, um der hohen Formgeschwindigkeit der Schüsselmaschine gerecht zu werden.
Einsetzen der Basis der Papiereimerformmaschine
Bei einer Papierfassformmaschine ist die Basisscheibe kleiner als die Gesamthöhe des Behälters. Es wird in einen tiefen Hohlraum eines geformten Seitenzylinders gelegt. Dies erfordert einen längeren Weg zur Basis des Stempels, um die Scheibe in die richtige Tiefe der hohen Seitenwand zu drücken.
Grundlegende Curling- und Flanschformwerkzeuge müssen sich weiter im Behälter befinden. Auch das Flanschwalzwerkzeug gibt es in verschiedenen Formen. Es ist für den Einsatz in einem kleineren Raum an der Basis eines hohen, schmalen Zylinders konzipiert. Dies unterscheidet sich von der Öffnungsform einer flachen Schüssel.
Die Betriebsgeschwindigkeit des Eimerboden-Einschubsystems ist normalerweise niedriger als die des Schüsselbodensystems. Je länger jedes Auto fährt, desto niedriger ist die Höchstgeschwindigkeit.

4. Rollstation für den oberen Rand
Die oberen Ränder der Schüsseln und Eimer werden mechanisch nach außen gerollt, um eine abgerundete, verbesserte Lippenform zu schaffen, die ihre Form behält und einen dichten Deckel bietet.
Schüsselmaschinen-Randrollen
Für Rollkanten wird ein relativ kurzes Kantenwerkzeug verwendet. Das Werkzeug stellt in kürzester Zeit einen perfekten Kontakt zum Schüsselrand her. Da die Schüssel in der Höhe breiter ist, kann das Rollwerkzeug breit oder niedrig sein.
Felgenrollen der Schaufelmaschine
Aufgrund seiner Form ist es schwierig, den Rand einer Papierfassformmaschine zu rollen. Die Fassränder - hatten zwar einen ähnlichen Durchmesser wie viele Schüsselränder -, befanden sich aber an der Spitze eines hohen, schmalen Zylinders. Das Rollwerkzeug muss die Felge gleichmäßig andrücken, ohne die hohe Seitenwand darunter zu verbiegen.
Schaufelränder werden üblicherweise durch rotierende Zylinder oder Spulen gewalzt. Das geformte Fass drehte sich gegen die geformte Trommel. Dies sorgt für ein gleichmäßiges Rollen der Lippen. Dafür ist jedoch eine komplexere Rundschaltstation erforderlich als das einfachere feste Werkzeug, das in den meisten Schüsselmaschinen verwendet wird.
Der Käfig oder die Buchse, die die Trommel während des Felgenwalzens trägt, muss zum Außendurchmesser der Trommel passen. Dadurch wird verhindert, dass die Schaufel unter der Rollkraft elliptisch wird.

5. Maschinenrahmen und Antriebsarchitektur
Die Kombination dieser mechanischen Unterschiede führt zu deutlich unterschiedlichen mechanischen Designs:

Die höheren strukturellen Anforderungen beim Trommelformen - höhere Rauheit, eine tiefere Basis, längere Nahtabdichtungen - bedeuten in der Regel niedrigere maximale Produktionsgeschwindigkeiten als beim Schüsselformen bei gleichem Kostenniveau.

6. Unterschiede im Heißsiegelsystem
Beide Maschinentypen verwenden Heißluft oder Heizwerkzeuge, um die Seitennähte und Substratflansche von polyethylenbeschichtetem Karton zu versiegeln. Die Heißsiegeleinstellungen sind jedoch unterschiedlich:

• Seitennahtversiegelung: Schaufelmaschinen müssen bei jedem Zyklus erhitzt und versiegelt werden, um längere Nähte zu gewährleisten. Längere Nähte erfordern eine längere Stoppzeit (zum Verlangsamen) oder eine längere Heizzone mit mehreren Heizteilen.
• Bodennahtversiegelung: Je nach Fasstiefe sind längere Siegelwerkzeuge erforderlich. Diese Werkzeuge müssen über eine präzisere Temperaturregelung verfügen, um eine Überhitzung der unteren Seitenwand zu verhindern.
• Kartonstärke: Der Laufrohling ist in der Regel schwerer als der Laufrohling (320–450 g/m²). Dies erfordert mehr Wärme und längere versiegelte Kontaktzeiten.

Abschluss
Die Struktur einer Papiereimer-Formmaschine und einer Papierschüssel-Formmaschine ist nicht klein. Sie ergeben sich aus sehr unterschiedlichen mechanischen Anforderungen je nach Form des Behälters. Die Kombination aus Rohlingshöhe, Dorntiefe, Basiseinschubbereich, Felgengeometrie und Nahtlänge verleiht der Maschine die gleiche grundlegende Verarbeitung, die detaillierte Gestaltung variiert jedoch bei fast jedem Teil.
Für Verpackungshersteller, die nach Geräten suchen, sollte die Wahl zwischen zwei Maschinentypen mit klaren Produktspezifikationen -Behältergröße, Wandhöhe und Zielleistung- beginnen und nicht mit einer allgemeinen Präferenz für einen Maschinentyp. Maschinen, die für die schnelle Schüsselproduktion verwendet werden, funktionieren nicht gut oder werden für die Herstellung tiefer Eimer nicht billig eingesetzt. Das Gleiche könnte man auch vom anderen sagen.
Das Verständnis dieser Unterschiede hilft Käufern, die richtigen Fragen zu stellen. Es hilft ihnen, die Werkzeugkosten richtig einzuschätzen. Es hilft ihnen auch, den kostspieligen Fehler zu vermeiden, die falsche Plattform für ihre Produktlinie auszuwählen.

Hauptreferenzen:

• ISO 15223-1 - Symbole und Konventionen für die Dokumentation von Verpackungsmaschinen
• TAPPI T 822 - Ringdrucktest für Karton (Drucksteifigkeit des Grundmaterials)
• DE 15593 - Hygieneanforderungen für Verpackungsmaschinen für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt
• GB/T 27589-2011 - Papierbehälter für Lebensmittel (China National Standard - Maß- und Materialbenchmarks)
• FDA 21 CFR Teil 176 - Indirekte Lebensmittelzusatzstoffe: Papier- und Pappkomponenten (PE-Beschichtungskonformität für Verpackungen mit Lebensmittelkontakt)
• TAPPI T 410 - Grammatur von Papier und Pappe (Überprüfung der Rohstoffspezifikation)