CN103863600B - 热成形包装机和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热成形包装机（1）和热成形包装机（1）的操作方法，热成形包装机（1）包括进给站（3）和预密封站（4），以将长的产品进给到槽中并且在槽中保持产品一直到覆盖膜被固定以覆盖槽为止。

Description

热成形包装机和方法
技术领域
本发明涉及一种热成形包装机和方法。
背景技术
迄今为止，实践中，在进给站处已经将产品定位在包装承载件上或进给到包装承载件中，以便将产品随同包装承载件一起沿着包装线从进给站传送到下游的加工站（例如，密封站）。在密封站中，覆盖膜被密封到包装承载件上，用于将产品气密地密封在包装承载件中。
只要产品不在包装承载件上移动，将包装承载件上的产品在进给站和密封站之间传送（运输）就不会产生任何问题。这种移动可能具有如下影响，产品移动进包装承载件的接着待密封覆盖膜的区域中。该区域通常是交界区或者包装承载件的密封接缝的区域。
特别地，由于长的、柔性的和部分弯曲的产品在被传送时具有在包装承载件上移动的趋势，或者仅考虑到各产品的曲率由于例如产品的一端突出超过包装承载件，所以这种产品的传送被证明存在问题。这具有如下影响：产品突出超过包装承载件并且进入接着想要进行密封的区域。
为了检测产品的这种移动，在实践中使用相机系统。当相机系统检测到产品不再适当地定位在包装承载件上或包装承载件中时，即产品突出到待密封的区域中时，自动地停止包装处理。接着，操作者应当矫正产品在包装承载件上或包装承载件中的位置，从而能继续包装处理。主要由于用于该目的相机系统昂贵并且包装处理的自动停止导致停工，因此增加了制造成本，这是不利的。
在实践中已经证明，产品在包装承载件上的移动主要由包装机的振动、沿着传送器路径的循环进给、闭合密封站的密封工具以及产品的恢复力等引起。然而，包装承载件上的产品沿着包装线的循环前进主要被认为是下述情形的主要原因：产品在被传送时从它们的初始位置移动并且可能进入到待密封的包装承载件区域。
发明内容
因此，本发明的目的是改进热成形包装机和方法，使得：在包装处理期间，防止待包装的产品进入待密封的包装承载件区域，进而避免包装处理期间的中断。
该目的通过方案1的技术特征或方法方案12的技术特征实现。本发明的进一步改进由从属方案的技术特征给出。
根据本发明，热成形包装机包括用于在膜或箔中形成槽的成形站、进给站（即装载站）和具有密封工具的密封站，用于将优选长的、柔性的且部分弯曲的产品的组进给（装载）进槽中。热成形包装机的特征在于，设置用于将产品保持在槽中的保持件，在保持件和密封工具之间设置制造方向上的相对运动，由此可将产品可靠地保持在槽中并且对槽进行密封以及完全密封，从而确保可靠的加工，而不使产品的一部分位于密封接缝且对产品造成损伤，不制造不适于使用的包装。密封站可以是用于制造环形闭合的密封接缝的密封站，但是也可以是用于将覆盖膜或箔部分地固定到具有槽的膜的预密封站，以在槽中保持产品直到在另一密封站中将槽完全密封进而形成包装为止。
优选地，保持件包括构造成用于在多个位置将产品保持在槽和膜中的夹持爪，从而确保长的产品的各部分（优选产品的两端）被保持在槽中。
根据优选实施方式，保持件包括多个夹持条，夹持条能相对于彼此平行地移动，每个夹持条均安装有夹持爪，从而对于所有的槽允许多个夹持爪同步运动。为了使允许多个夹持爪运动，还可想到具有转动动作部件的变形例。类似地，可以想到能够共同地操作用于各单个槽的夹持爪，从而支持产品的手动进给或者单独产品的进给。
优选地，借助调节驱动器使夹持条相对于彼此共同移动，使得夹持爪将产品保持在槽中。
根据特别有利的实施方式，保持件包括配置在循环进给系统上的多个保持段。这提供在制造方向上传送保持段或格式并且在预密封站之后将保持段或格式传送回进给站的简单且节省空间的可能方案。进给系统可包括连接链、齿形带或用于传递驱动力的相当部件。
优选地，保持件适于在制造方向上与用于膜的膜传送单元同步地间歇地传送到用于将覆盖膜密封到膜上的密封站中。
根据优选实施方式，保持件机械地联接到用于膜的膜传送单元，从而不必分别设置用于保持件和循环进给系统的独立驱动器。
根据有利的实施方式，设置夹持件，用于将优选地长的、柔性且部分弯曲的产品的组进给到槽中，从而进一步增大热成形包装机的自动化程度。
根据有利的可选实施方式，保持件包括下保持件，下保持件构造用于在多个位置将产品保持在槽和膜中。
这里，保持件优选地包括用于产品的组的模，能借助升降装置使模上下移动。这提供了仅需要一个模来在其中接收格式的槽，并且仅需为模提供上下方向的运动的优点。
优选地，预密封工具能在与制造方向相反的方向上跨过模移动，用于将覆盖膜预密封到膜上。
一种根据本发明的用于操作间歇作业的热成形包装机的方法，热成形包装机用于包装优选长的、柔性且部分弯曲的产品的组，该方法包括下面的制造步骤：
-在膜中形成槽，
-在进给站中将产品的组进给到槽中，在进给期间将槽定位在保持件或模中，
-在保持件或模相对于密封站的密封工具运动的状态下，借助多个夹持爪或下保持件来保持产品。
根据本发明的方法确保了：在已经进给入之后，将产品可靠地保持在各槽中，直到槽被覆盖膜覆盖并且一直保持到借助密封工具将覆盖膜固定到膜或者利用周向延伸的连续密封接缝密封为止。
优选地，当已经进给入产品时，开始产品的保持，且在密封后结束产品的保持。
根据优选实施方式，保持件包括保持段的格式，保持段的格式在制造方向上移动到密封站中。
在密封之后，优选借助循环链进给系统将保持件传送回进给站。
根据方法的有利的实施方式，借助夹持件将产品进给到槽中，从而增加该方法的自动化程度。
附图说明
将参照下面描述的附图更详细地说明本发明的主题。在各图中：
图1是根据本发明的热成形包装机的侧视图，
图2是热成形包装机的细节的示意图，热成形包装机具有保持件、进给站、夹持件和预密封站，
图3是保持件的格式（format）的示意图，
图4是进给站在夹持装置闭合的状态下的与制造方向相反的方向上的截面图，
图5是预密封站和保持件在夹持装置打开的状态下的与制造方向相反的方向上的截面图，
图6是作为链斗式升降机（paternoster）的保持件的可选实施方式的示意性侧视图，和
图7a-图7c是具有可沿着制造方向移动的密封站的保持件的另一可选实施方式在三个不同位置的图示。
具体实施方式
在所有附图中，相同的部件用相同的附图标记表示。
图1示出根据本发明的包装机1的示意图，包装机1为热成形包装机的形式。该热成形包装机1包括成形站2、进给站3（装载站）、预密封站4、密封站5、横向切割单元6和纵向切割单元7，当从制造方向R观察时，这些部件以上述顺序配置在机架8上。在输入侧上，机架8上设置有供给卷9，膜或箔10从供给卷9展开。设置有材料存储单元11，覆盖膜或箔12从材料存储单元11展开并且进给到预密封站4。在输出侧上，包装机上设置有传送带形式的排出单元13，利用排出单元13，将已经彼此分开的成品包装传输走。此外，热成形包装机1包括膜传送单元，图中未具体示出，在每个主操作循环期间，膜传送单元夹持膜10并且在制造方向R上推进膜10。膜传送单元可构造为例如分别配置在膜10的两侧并且位于机架8上的传输链和夹持链。
在示出的实施方式中，成形站2被构造为热成形站，其用于借助热成形在膜10中形成槽14。成形站2可被构造成使得，在与制造方向R垂直的方向上并排形成若干个槽。当在制造方向R上观察时，在成形站2的下游设置进给站3，用于用产品15填充形成在膜10中的槽14。
密封站5设置有可闭合室17，在可闭合室中，在密封之前，可例如通过气体冲洗将槽14中的气氛替换成交换气体或气体混合物。
横向切割装置6被构造为冲压机，其在横断制造方向R的方向上在相邻的槽14之间分离膜10和覆盖膜12。这样作时，横向切割装置6工作，使得膜10不是在整个膜的宽度上被切割，而是在至少膜的边缘区域保持未切割。这允许膜传送单元进行受控制的进一步传送。
在示出的实施方式中，纵向切割装置7被构造为刀具构造（bladearrangment），借助纵向切割装置7，在相邻的槽14之间和膜10的横向边缘处，切割膜10和覆盖膜12，从而在纵向切割装置7的下游，获得单个的包装。
包装机1还设置有控制器16。控制器16具有控制和监控在包装机1中进行的处理的功能。具有操作控制部19的显示装置18用于使得包装机1中的处理步骤的顺序对于操作者可见，由操作者对处理步骤的顺序施加影响。
下面将简要说明包装机1的一般操作模式。
从供给卷9展开膜10，并且通过膜传送单元将膜10传送进成形站2。在成形站2中，通过热成形在膜10中形成槽14。在主作业循环中，槽14连同膜10的包围槽14的区域一起前进到进给站3，在进给站3处，槽14被产品15的组G填充。
接着，在主作业循环期间，由膜传送单元使填充后的槽14连同膜10的包围槽14的区域一起前进到预密封站4中。在处理的过程中，在主作业循环期间将槽14从进给站3移动到预密封站4时，借助保持件20将产品15保持在槽14中。
在将覆盖膜12密封到膜10上之后，利用膜10的进给运动，使覆盖膜12在预密封站4中前进。在该处理的过程中，从材料存储单元11展开覆盖膜12。通过将覆盖膜12密封到槽14上，槽14被覆盖到如下的程度：在后续的作业循环中，不利用保持件20而将产品15保持在槽14中，直到在密封站5中制造出闭合的包装为止。在下游的切割单元6和7中，将闭合的包装彼此分离并且借助排出单元13从包装机1中去除闭合的包装。
图2示出预密封站4，其具有用于将覆盖膜12在一定区域处密封到膜10上的预密封工具21。进给站3设置有夹持件22，用于在作业循环中将六个产品15（例如可以是导管）的组G进给到六个槽14的列。这里，产品15经由盒子（magazine）或传送带推进到热成形包装机1。使得可以由夹持件22夹持产品15。夹持件22可构造为双轴、三轴或四轴机器手并且可借助真空抽吸装置22a能够保持六个产品15的组G。
保持件20从进给站3延伸到预密封站4，并且包括多个保持段23，保持段23被安装到循环进给系统24。适当地设计而能收容槽14的11个保持段23这里形成六个槽14用的各格式F。一些保持段23之间在夹持条（clamping strip）26上设置夹持爪25，夹持条26能横切制造方向R移动以便使两个协作的夹持爪25朝向彼此移动，用于通过在插入的产品15的上方稍微压膜10并且减小朝向顶部开口的尺寸而将产品15保持在槽14中。
进给系统24包括驱动轴27，驱动轴27上安装有用于传送保持段23的两个齿轮28。经由两个附加的齿轮29和两个对应的变向轮（deflection pulley）30，在热成形包装机中，经由膜传送单元（其用于传送膜10且未具体示出）驱动驱动轴27进而驱动进给系统24，该膜传送单元优选地为膜10用的两个传输链，其在机架8的两侧延伸，因而与膜10的进给运动机械地联接和同步。作为变形，还可以想到，进给系统24具有其自身的伺服驱动器，这意味着可省去齿轮29和变向轮30。保持件20包括四个横向构件31，借助横向构件31，将保持件20安装到机架8（图2中未具体示出）。
图3以放大图示的形式示出保持件20的单个格式F，省略了膜10和产品15。格式F包括11个保持段23。保持段23中设置有用于收容膜10的槽14的凹部32。保持段23的凹部32中设置有孔33，通过该孔33来施加真空，以使膜10贴附在保持段23中。产品15可进给到以这种方式保持开口的槽14中。这样，借助夹持件22和真空抽吸装置22a从上方保持产品15，并且从上方将产品15进给到槽14中。真空抽吸装置22a工作且保持产品15，直到夹持爪25朝向彼此移动（如图2所示）而将产品15保持在槽14中为止。真空抽吸装置22a然后切换成不工作并且夹持件22远离保持件20移动，以从例如进给带或盒子取来用于下一格式F的另六个产品15。在下一作业周期期间，在制造方向R上推进包含所进给和保持的产品15的格式F。
图4示出在进给站3的区域内格式F的横断制造方向R的截面，其中示出调节驱动器35，调节驱动器35包括升降缸36、杆机构（lever mechanism）37和引导件38，使得支承在引导件38上并且取向为制造方向R的两个条39可朝向彼此和远离彼此移动。为了使条39朝向彼此移动，杆机构37的下部（连接到升降缸36的部分）向下变位。在该运动的过程中，条39朝向彼此推动柱（stud）40，柱40均连接到夹持条26。在本实施方式中，各夹持条26安装有用于每个产品15的六个夹持爪25，从而设置在各产品15附近的两个夹持爪25朝向彼此移动并且借助突起部25a从两侧压膜10，以便在传送到和传送进预密封站4的过程中，将产品15可靠地保持在槽14中。调节驱动器35安装到机架8。
图5示出在具有另一调节驱动器41的预密封站4的区域中横断制造方向R的截面，调节驱动器41包括升降缸36、杆机构37和引导件38，使得支承在引导件38上并且取向为制造方向R的两个条39可朝向彼此和远离彼此移动。为了使条39远离彼此移动，杆机构37的下部（连接到升降缸36的部分）向上变位。在该运动的过程中，条39推动柱40远离彼此，柱40均连接到夹持条26，并且夹持爪25远离彼此移动并且保持在该位置处，直到格式F已经借助进给系统24传送回进给站3，用于在其中接收新产品15。调节驱动器41经由横向构件31安装到机架8。
图6示出根据本发明的可选实施方式。预密封站4包括预密封工具21，覆盖膜12被进给到预密封站4。预密封站4还可构造为密封站5并且利用周向延伸的密封接缝（sealed seam）将覆盖膜12密封到膜10上。进给站3包括用于将产品15进给到槽14中夹持件22。保持件44包括下保持件45，下保持件45在条47上安装有多个辊46。下保持件45可纵断或横断制造方向R地被调节，以便允许从上方将产品15进给进槽14中。当产品已经被进给进之后，下保持件45向下移动或者向侧方移动到位于产品15的上方的位置，使得在制造方向R上的移动期间将所述产品15保持在槽14中。下保持件45的各条47例如具有用于相应的产品15的十三个辊46。
预密封工具21也包括多个辊46，多个辊46配置在产品15的上方以将所述产品15保持在槽14中。预密封工具21包括预密封框架21a，借助所谓的点密封，预密封工具21在辊46之间的多个位置处将覆盖膜12紧固到膜10。
保持件44包括用于在其中分别接受槽14和产品15的至少两个模48。在图6中，示出三个模48。模48配置成使得：模在制造方向R上与热成形包装机1的进给运动同步地从进给站3移动到预密封站4，用于在所述预密封站4中将覆盖膜12部分地密封到膜10上，从而将产品15可靠地保持在槽14中，直到在密封站5中最终将覆盖膜12完全密封到膜10上为止。为了使模48返回，在密封处理之后使模在预密封站4中下降，并且利用传送系统（图中未具体示出）在与制造方向R相反的方向上传送到进给站3，并且使模48向上移动用于借助夹持件22进给新产品15，从而使模48与膜10接触并且接受槽14。根据该实施方式，还可在模48中设置用于施加真空的孔33。
图7a、图7b和图7c示出根据本发明的另一实施方式。在该情况下，不是模48而是预密封工具21能在制造方向R或与制造方向R相反的方向上移动。图7a示出借助夹持件22将产品15进给到槽14中且模48占据上作业位置的情形。
在图7b中，具有下保持件45的预密封工具21在与制造方向R相反的方向上移动，从而使预密封工具21位于模48的正上方。在该运动的过程中，也展开覆盖膜12，并且布置在膜10上。之前，夹持件22已经从与预密封工具21碰撞的区域移开。在该作业循环中，将覆盖膜12固定到膜10。
在图7c中，模48下降到释放位置，以便允许预密封工具21、下保持件45以及槽14在制造方向R上进行无碰撞的运动。当模48重新升高到作业位置时（见图7a），新提供的槽14可在其中再一次插入产品15。
除了沿制造方向R的运动之外，如根据图6的变形所示，下保持件45也可上下或横向地移动，以便借助夹持件22将产品15进给到槽14中。
可借助伺服驱动器或气动缸来执行预密封工具21的移动。优选地，下保持件45与预密封工具21机械地联接，或者适于借助自身的调节驱动器与预密封工具21近似同步地移动。
还在根据图7a-图7c的实施方式中，可在模48中设置用于施加真空的孔33。预密封工具21也可构造成能生成周向延伸的密封接缝的密封工具。
在所有的实施方式的情况中，产品15可手动地或通过夹持件22单个地进给。

Claims (15)

1.一种热成形包装机(1)，其包括用于在膜(10)中形成槽(14)的成形站(2)、进给站(3)和具有预密封工具(21)的预密封站(4)，其特征在于，设置用于将产品(15)保持在所述槽(14)中的保持件(20)，在所述保持件(20)和所述预密封工具(21)之间设置制造方向(R)上的相对运动，所述保持件(20)包括配置在循环进给系统(24)上的多个保持段(23)，所述保持件(20)适于在制造方向(R)上与用于所述膜(10)的膜传送单元同步地且间歇地传送到用于将覆盖膜(12)预密封到所述膜(10)上的预密封站(4)中。
2.根据权利要求1所述的热成形包装机，其特征在于，所述保持件(20)包括夹持爪(25)，所述夹持爪(25)构造成用于在多个位置将所述产品(15)保持在所述槽(14)和所述膜(10)中。
3.根据权利要求2所述的热成形包装机，其特征在于，所述保持件(20)包括多个夹持条(26)，所述夹持条(26)能相对于彼此平行地移动，并且每个夹持条(26)均安装有所述夹持爪(25)。
4.根据权利要求3所述的热成形包装机，其特征在于，借助调节驱动器(35)使所述夹持条(26)相对于彼此共同移动，使得所述夹持爪(25)将所述产品(15)保持在所述槽(14)中。
5.根据权利要求1所述的热成形包装机，其特征在于，所述保持件(20)机械地联接到用于所述膜(10)的膜传送单元。
6.根据权利要求1或2所述的热成形包装机，其特征在于，设置夹持件(22)，用于将柔性且部分弯曲的产品(15)的组(G)进给到所述槽(14)中。
7.根据权利要求1所述的热成形包装机，其特征在于，所述保持件(20)包括下保持件(45)，所述下保持件(45)构造成用于在多个位置将所述产品(15)保持在所述槽(14)和所述膜(10)中。
8.根据权利要求1或7所述的热成形包装机，其特征在于，所述保持件(20)包括用于所述产品(15)的组(G)的模(48)，能借助升降装置使所述模(48)上下移动。
9.根据权利要求8所述的热成形包装机，其特征在于，所述预密封工具(21)能在与所述制造方向(R)相反的方向上移动到所述模(48)的上方的位置，用于将覆盖膜(12)密封到所述膜(10)上。
10.一种用于操作间歇作业的热成形包装机(1)的方法，所述热成形包装机(1)用于包装柔性且部分弯曲的产品(15)的组(G)，在膜(10)中形成槽(14)之后，所述方法还包括下面的制造步骤：
-在进给站(3)中将所述产品(15)的组(G)进给到所述槽(14)中，在进给期间将所述槽(14)定位在保持件(20、44)中，并且在所述保持件(20、44)相对于预密封站(4)的预密封工具(21)在制造方向(R)上运动的状态下，借助所述保持件(20、44)中的多个夹持爪(25)来保持所述产品(15)；或者
-在进给站(3)中将所述产品(15)的组(G)进给到所述槽(14)中，在进给期间将所述槽定位在模(48)中，并且在所述模(48)相对于预密封站(4)的预密封工具(21)在制造方向(R)上运动的状态下，借助下保持件(45)来将所述产品(15)保持在所述模(48)上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当已经进给入所述产品(15)时，开始所述产品(15)的保持；在密封后结束所述产品(15)的保持。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述保持件(20)包括保持段(23)的格式(F)，所述保持段(23)的格式(F)在制造方向(R)上移动到密封站(5)中。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，借助夹持件(22)将所述产品(15)进给到所述槽(14)中。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，借助夹持件(22)将所述产品(15)进给到所述槽(14)中。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在预密封之后，借助循环进给系统(24)将所述保持件(20)传送回所述进给站(3)。
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