CN110871915A - 用于包装产品的方法和热成形包装机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于包装产品的方法和热成形包装机。使用输送装置(13)以计时的方式沿着传输方向(T)朝向成形站(5)、朝向装载路径(7)、进一步朝向密封站(9)并再进一步朝向切割站(11)输送基膜(17)。在成形站(5)中，通过热成形在基膜(17)中形成包装槽。在装载路径(7)中，利用产品(23)填充包装槽。在密封站(9)中，通过将顶膜(25)密封地连接到基膜(17)来密封被填充的包装槽。在切割站(11)中，从膜组合体将被填充的包装槽切割出来。基膜(17)中在相对于包装槽限定的位置形成定心孔(33)，通过将至少一个定心销(41)接合到定心孔(33)中使基膜(17)对准。

Description

用于包装产品的方法和热成形包装机
技术领域
本发明涉及在热成形包装机中包装产品。
背景技术
在从实践已知的热成形包装机中，借助于输送装置将基膜带依次供应到成形站、装载路径、密封站和切割站。在成形站中，通过热成形在基膜中形成包装槽。在装载路径中，利用待包装的产品填充包装槽。在密封站中，通过将顶膜密封到被填充的包装槽上来封闭该被填充的包装槽。在切割站中，从膜组合体最终切割出密封好的包装体。可以在热成形包装机中包装各种产品。热成形包装机特别适用于例如对食品产品或医学技术产品进行包装。
从DE 10 2006 045 292 A1已知用于将物体包装在泡罩包装体(blisterpackaging)中的包装机。为了便于在组装地点组装包装机，包装机被分成各自均具有用于基膜的驱动器的独立模块。这种模块包括例如用于在基膜带中形成碗状部的成形站。另外，模块设置有用于供给产品的填充站、用于封闭包装体的密封站以及冲切和切割装置。为了使独立模块的工作周期彼此同步，提供了为了在特定位置给予基膜带恒定张力而设置的补偿环。
典型地，在热成形包装机中生产的包装体具有周向凸缘区域，周向凸缘区域尤其包括密封缝(包装槽与顶膜之间的连接部)。在原理上，一些应用期望形成尽可能窄的凸缘。然而，由于针对使密封缝定位的公差和针对从膜组合体切割出密封好的包装体的处理的公差必须落在凸缘区域内，所以这可能是有问题的。
从EP 2 740 679 A1已知如下热成形包装机：不仅在成形站中形成包装槽，而且还利用冲切装置在被限定的位置处将孔引入包装槽。这些孔用作基准元件，并且均在到达密封站和切割站之前借助于诸如挡光板(light barrier)的测量系统检测。密封站和切割站能够通过调整装置沿着膜传输的方向移动，并且均能够基于检测到的孔的位置相对于待处理的包装槽以计时的方式适当地对准。于是，密封站和切割站能够相对于包装槽的位置始终相对精确地定位，使得传输公差至少部分地得以补偿，从而能够生产具有相对小凸缘的包装体。该系统的一个缺点是，密封站和切割站必须被形成为能够可调整地移动，以便能够相对于基膜对准。另外，需要用于检测孔的单独测量系统。
发明内容
本发明的目的是找寻以可再现的方式付出尽可能少的努力且可靠地在热成形包装机中生产具有小的凸缘宽度的包装体的方法。
该目的通过方案1的主题和方案11的主题实现。从属方案描述了本发明的有利实施方式。
本发明涉及用于包装产品的方法，其中，例如，能够包装食品产品或药学技术产品。该方法包括：利用输送装置沿着传输方向朝向成形站、朝向装载路径、进一步朝向密封站并再进一步朝向切割站对基膜进行计时(间歇)输送。在成形站中，通过热成形在基膜中形成包装槽(packaging trough)。在装载路径中，利用产品填充包装槽。这可以例如手动或自动地进行。在密封站中，通过将顶膜密封地连接到基膜来密封被填充的包装槽。可选地，可以在真空或惰性气体环境下实施密封。例如，如果想要延长被包装的食品产品的保质期，则这是有用的。在切割站中，从膜组合体切割出被填充的包装槽。例如，这可以通过沿着包装轮廓线彻底地切割(特别地，冲切)基膜和顶膜来进行。
根据本发明，在基膜中在相对于包装槽限定的位置形成定心孔。于是，通过将至少一个定心销接合到定心孔中使基膜对准(aligned)。为了通过将定心销接合到对应的定心孔中而对准，可以移动基膜。基膜在对准期间的移动可以包括偏移基膜的位置和/或通过拉伸基膜来改变基膜的形状。特别地，通过定心销与定心孔之间的接合，可以使基膜沿着传输方向和/或沿着垂直于传输方向延伸的横向对准，即可以使基膜在沿着传输方向(或沿传输方向的相反方向)对准和/或与传输方向横向地对准期间执行运动。对准可以在特别是水平面中发生。
通过使基膜对准，补偿了在通过输送装置对基膜的计时输送(clockedconveyance)时的偏差和不精确。因此，能够显著地降低对基膜进行计时输送期间的前进公差。因此，能够非常精确地设定形成在基膜中的包装槽相对于不同处理站的位置。归因于如此提高的处理精度，由于减小了被凸缘覆盖的公差区域，所以能够例如生产具有较窄凸缘的包装体。总之，包装体的生产变得更精确和更可再现。
通过将定心销机械地接合到对应的定心孔中来使基膜对准是特别廉价和容易实现的。不必设置用于检测定心孔的单独装置。根据本发明，由于是使基膜对准而非使对应的工作站对准，所以工作站不必被可调节地移动。例如，工作站可以简单地以固定的方式附接于包装机的机架。
至少一个定心销优选地包括设置在切割站中的至少一个定心销。通过在切割站中使基膜对准，能够在从膜组合体切割出包装槽之前，使包装槽直接地定位。这确保了切割会沿着期望的包装轮廓线尽可能精确地进行。
切割站的切割工具上部和切割工具下部能够执行朝向彼此的相对运动，用于将被填充的包装槽切割出来。优选地，在该相对运动的过程中，使至少一个定心销接合到对应的定心孔中，使得在切割站中基膜在实际切割动作之前对准。
特别地，定心销可以设置于切割工具上部或切割工具下部。于是，定心销能够在无额外手段(特别是无其自身的驱动装置)的情况下，在切割工具上部与切割工具下部之间的相对运动过程中接合到对应的定心孔中。
可选地，或者除了将定心销设置在切割站中以外，至少一个定心销可以包括设置在密封站中的至少一个定心销。该定心销可以在密封顶膜之前直接使基膜对准，从而提高了密封缝相对于包装槽的定位精度。
为了将顶膜密封地连接到基膜，密封站的密封工具上部和密封工具下部可以执行朝向彼此的相对运动。优选地，在该相对运动的过程中，使至少一个定心销接合到对应的定心孔中，使得在密封站中基膜在实际密封动作之前对准。
特别地，定心销可以附接于密封工具上部或密封工具下部，并且可以在无额外手段(特别是无任何额外驱动装置)的情况下，在密封工具上部与密封工具下部之间的相对运动期间接合到对应的定心孔中。
根据有利的实施方式，当在成形站中形成包装槽时，形成定心孔。特别地，这可以通过冲切出定心孔来进行。例如，相应的冲切装置可以集成在成形站中，使得用于热成形包装槽的成形站的驱动器还用于冲切。可选地，还能够想到的是，设置用于形成定心孔的单独冲切站。当在成形站中形成定心孔时，能够特别容易且准确地获得定心孔相对于包装槽的限定位置。
根据实施方式，在至少一个定心销的在传输方向上的上游，通过输送装置释放基膜，使得基膜具有用于被定心销对准的游隙。这可以确保定心销能够在不拉伸基膜的情况下使基膜对准。对于难以拉伸的硬膜而言，这尤其重要。然而，即使是对于能够容易拉伸的膜，由于能够至少部分地防止膜的过度拉伸和随之产生的膜厚的局部减小，所以这也是有利的。
输送装置优选地包括用于输送基膜的夹持链，夹持链具有在传输方向上的两侧向侧保持基膜的夹持元件。夹持元件可以在至少一个定心销的在传输方向上的上游释放基膜。
根据另一实施方式，利用横向切割装置，在至少一个定心销的在传输方向上的上游，与传输方向横向地切断(特别是彻底切断)基膜或膜组合体(利用顶膜密封的基模)。由于被对准的膜部能够独立于后面的膜部地移动，所以这有利于通过定心销沿着传输方向的对准。
根据有利的实施方式，横向切割装置集成在切割站或密封站中。在通过定心销进行对准之前，方便地实施使用横向切割装置进行相对于传输方向横向的切割。横向切割装置能够以共用切割站或密封站的驱动装置的方式集成在切割站或密封站中。可选地，还能够想到的是，将横向切割装置设置为单独的站。
本发明还涉及热成形包装机。根据本发明的热成形包装机被设计成适于并被构造成执行根据本发明的方法。
热成形包装机包括：成形站，其用于通过热成形在基膜中形成包装槽；装载路径，其用于利用待包装的产品填充包装槽；密封站，其用于通过将顶膜密封到基膜来封闭被填充的包装槽；切割站，其用于从膜组合体将被填充的包装槽切割出来；以及输送装置，其用于以计时的方式沿着传输方向朝向成形站、朝向装载路径、进一步朝向密封站并再进一步朝向切割站输送基膜。另外，冲切工具被设置成用于在基膜中在相对于包装槽限定的位置形成定心孔。此外，存在至少一个定心销，其被构造成通过接合到定心孔中使基膜对准。
附图说明
以下将参照附图使用实施方式解释本发明，在附图中：
图1是根据实施方式的具有横向切割装置的热成形包装机的示意性侧视图；
图2是根据另一实施方式的在密封站上游和切割站上游的释放膜的热成形包装机的示意性侧视图；
图3是穿过根据实施方式的完成的包装体的示意性截面图；以及
图4以穿过根据实施方式的密封站或切割站的示意性截面图、以时间先后顺序示出了当在密封站或切割站中使基膜对准时的不同操作状态。
具体实施方式
图1示出了根据实施方式的热成形包装机1的示意性侧视图。热成形包装机1包括机架3，在机架3上，沿着传输方向T以固定的方式配置有成形站5、装载路径7、密封站9和切割站11。输送装置13被设置成用于沿着传输方向T向成形站5、装载路径7、密封站9和切割站11输送从供给卷15取出的基膜17。输送装置13包括具有用于在两侧保持基膜17的夹持元件的夹持链19，夹持链19在机架3上的两侧向侧相对于传输方向T循环。输送装置13还包括用于驱动夹持链19的驱动装置21。夹持链19以如下方式被驱动：使基膜17沿着传输方向T以计时(clocked)(间歇)的方式输送，其中成形站5、密封站9和切割站11的工作周期彼此匹配。
成形站5被设计成通过热成形在基膜17中形成包装槽。为此，成形站5包括能够彼此相对移动的成形工具上部5a和成形工具下部5b。
在位于成形站5下游的装载路径7中，手动或自动地将待包装的产品23插在包装槽中。通过将顶膜25密封地连接到基膜17来在密封站9中密封被填充的包装槽。为此，密封站9包括能够彼此相对移动的成形工具上部9a和成形工具下部9b。在所示的实施方式中，密封工具下部9b在密封处理期间朝向密封工具上部9a向上移动并与密封工具上部9a接合，使得存在于密封工具下部9b与密封工具上部9a之间的基膜17和顶膜25沿着密封缝27彼此密封(参见图3)。在原理上，还能够想到的是，密封工具上部9a朝向密封工具下部9b下降，或者密封工具上部9a和密封工具下部9b两者均移动。
在密封之后，在切割站11中将被填充的包装槽从膜组合体切割出来。这优选地通过冲切来进行。在所示的实施方式中，切割站11包括切割工具上部11a和为了冲切出包装体29而能够向上朝向切割工具上部11a移动的切割工具下部11b。然而，还能够想到的是，切割工具上部11a为了冲切处理而朝向切割工具下部11b下降，或者切割工具上部11a和切割工具下部11b两者均移动。在已经从膜组合体切割出被填充的包装槽之后，能够手动或自动地移除最终的包装体29。
图3示出了穿过示例性包装体29的示意性截面图。包装体29包括：槽状的下部，其由基膜17形成；和上部，其封闭下部并由顶膜25形成。下部和上部在周向密封缝27处密封在一起。在所示的实施方式中，包装体29包括具有密封缝27的周向凸缘区域31。
为了针对特定的处理步骤改进基膜17的定位精度，根据本发明，基膜17中形成有定心孔33。在所示的实施方式中，在成形站5中形成包装槽的同时形成定心孔33。为此，冲切工具设置有与成形工具上部5a一体的冲切工具上部35和与成形工具下部5b一体的冲切工具下部37。归因于冲切工具上部35和冲切工具下部37分别与成形工具上部5a和成形工具下部5b一体的事实，对于冲切工具无需单独驱动。于是，定心孔33还被形成为与包装槽在空间上呈特别良好的限定关系，使得之后在定心处理期间，能够借助于定心孔33特别良好地调整包装槽的位置。
然而，如图1中的虚线所示，还能到想到的是，冲切工具不集成在成形站5中，而是设置单独的冲切站39。如图所示，在传输方向T上，冲切站39能够配置在成形站5的上游，或者配置在成形站5的下游。
密封站9和/或切割站11中设置有至少一个定心销41，用于接合到基膜17中的对应的定心孔33中，由此使基膜17以适当的方式对准。在图4中示意性地示出了通过定心销41使基膜17对准，图4在部分A、B和C中以时间顺序图示出了连续的操作状态。图4所示的顺序与密封站9以及切割站11有关。在所示的实施方式中，定心销41设置于相应的工具下部(密封工具下部9b或切割工具下部11b)，并且沿朝向对应的工具上部(密封工具上部9a或切割工具上部11a)的方向向上延伸。在对应的工具上部9a、11a中，与定心销41相对地设置有用于定心销41的接收凹部43。为了清楚起见，图4仅示出了基膜17，而未示出位于基膜17与工具上部9a、11a之间的顶膜25。
在图4的部分A所示的情形中，例如归因于输送装置13的前进公差，在分别开始密封处理或切割处理之前，基膜17被布置为沿着传输方向T相对于期望位置移位。从图4的部分A所示的密封站9或切割站11的已开启的操作状态起，沿着竖直方向朝向工具上部9a、11a向上升起工具下部9b、11b。在升起过程中，如图4的部分B所示，定心销41接合到基膜17的对应的定心孔33中。通过基于所使用的输送装置13的前进公差适当地选择定心孔33的直径，能够实现定心销41在开始位置中不具有大到以至于定心销41与定心孔33之间根本不发生接合的程度的移位。因此，输送装置13的特定基本精度是有利的，并且在实践中也是非常切实可行的。
在定心销41接合到定心孔33中的情况下，基膜17以适当的方式对准。在所示的情形中，归因于与定心销41的接合，基膜17被沿着传输方向T向前推动。然而，还能够想到的是，归因于与定心销41的接合，基膜17被沿与传输方向T相反的方向推动和/或被相对于传输方向T横向地推动。为了有利于基膜17的对准，定心销41优选地具有朝向其自由端渐缩的形状。在对准基膜17之后，向上进一步移动工具下部9b、11b(图4的部分C)，以分别进行密封处理或切割处理。于是，定心销41会伸入工具上部9a、11a的接收凹部43，由此分别不会妨碍密封处理或切割处理。
在所示的实施方式中，定心销41设置于工具下部9b、11b。然而，还能够想到的是，定心销41设置于工具上部9a、11a，用于定心销41的对应的接收凹部43设置于工具下部9b、11b。
定心孔33优选地具有圆形截面的开口。但是这不是强制性的。例如，还能够想到矩形或不同形状的截面的开口。对于定心销41，还能够想到圆形、矩形或其它截面。定心销41的截面的形状优选地与定心孔33的截面的形状对应。
如所解释的，优选的是，在密封站9和/或切割站11中利用定心销41来进行定心。然而，在原理上，还能够想到的是，借助于另外或可选的定心销41使基膜17定心在别处。甚至还能够想到的是，设置例如位于密封站9或切割站11上游的单独的定心站。
在图1所示的实施方式中，设置有横向切割装置45，其在定心销41的传输方向T上的前方与传输方向T横向地彻底切断基膜17或膜组合体。在所示的实施方式中，横向切割装置45设置在密封站9的上游和切割站11的上游。在基膜17或膜组合体到达定心销41之前将其与传输方向T横向地切断具有如下优点：能够通过定心销41使基膜17的切断部分自由地对准，而实质上独立于基膜17的剩余部分。于是，防止了基膜17在与定心销41对准期间的拉伸，进而防止基膜17的变薄。
如图1中的虚线所示，可选地，还能够想到的是，将横向切割装置集成在密封站9或切割站11中(附图标记45’)。因此，可以在密封站9或切割站11中在基膜17的对准之前直接进行横向切割。
图2示出了热成形包装机1的可选实施方式。与根据图1的实施方式类似，定心孔33形成在基膜17中，然后在密封站9和/或切割站11中使用定心孔33，用于借助于至少一个定心销41使基膜17对准。操作的基本模式以及各个要素的描述可以从根据图1的实施方式转用到根据图2的实施方式。为了避免重复，将参照图2仅描述与图1所示的实施方式不同的特征。
在图2的实施方式中，未设置横向切割装置。代替地，输送装置13在基膜17到达密封站9之前释放基膜17，并且在密封站9的在传输方向T上的下游再次拾起基膜17，以便进一步输送基膜17。为此，在所示的实施方式中，输送装置13被分成位于密封站9的在传输方向T上的上游的第一部分和位于密封站9的在传输方向T上的下游的第二部分，其中第一部分和第二部分均包括各自的驱动装置21。归因于在密封站9的区域中不通过输送装置13的夹持链19保持基膜17的事实，存在基膜17的特定游隙(certain play)，使得基膜17能够因设置在密封站9中的定心销41与基膜17中的对应的定心孔31的相互作用而容易对准。
图2的实施方式中的切割站11被形成为单独的切割站11，切割站11与机架3分离地存在。在到达切割站11之前，输送装置13再次释放基膜17，使得基膜17在切割站11的区域中也具有特定游隙，以便借助于设置在切割站11中的定心销41对准。切割站11的下游布置有用于剩余膜带的卷绕装置47，卷绕装置47同样与机架3分离地存在。
如所述的，在密封站9以及切割站11两者中通过定心销41使基模17定心不是绝对必须的。对于许多应用而言，仅在密封站9或切割站11中借助于定心销41来定心是完全足够的。还能够想到的是，仅在密封站9和切割站11的外部通过定心销41使基膜17定心。
已经说明了不同的方法以提供具有游隙的基膜17使得其能够被定心销41更容易地对准。特别地，在本文中已经讨论了图1的横向切割装置45、45’和图2的通过输送装置13进行的基膜17的释放过程。然而，在各情况下，这些手段的提供均不是必要的。在一些应用中，还能够在不采用为基膜17提供额外游隙的特定手段的情况下，借助于定心销41使基膜17对准。例如，可以在对准期间简单地略微拉伸基膜17。还能够想到的是，无论如何，均以足够的游隙传输基膜17。

Claims (11)

1.一种用于包装产品(23)的方法，其包括：
使用输送装置(13)以计时的方式沿着传输方向(T)朝向成形站(5)、朝向装载路径(7)、进一步朝向密封站(9)并再进一步朝向切割站(11)输送基膜(17)；
在所述成形站(5)中，通过热成形在所述基膜(17)中形成包装槽；
在所述基膜(17)中在相对于所述包装槽限定的位置形成定心孔(33)；
在所述装载路径(7)中，利用产品(23)填充所述包装槽；
在所述密封站(9)中，通过将顶膜(25)密封地连接到所述基膜(17)来密封被填充的所述包装槽；
在所述切割站(11)中，从膜组合体将被填充的所述包装槽切割出来，
其特征在于，
通过将至少一个定心销(41)接合到所述定心孔(33)中使所述基膜(17)对准。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个定心销(41)包括设置在所述切割站(11)中的至少一个定心销(41)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述切割站(11)的切割工具上部(11a)和切割工具下部(11b)执行朝向彼此的相对运动，用于将被填充的所述包装槽切割出来，在该相对运动的过程中，使所述至少一个定心销(41)接合到定心孔(33)中，使得在所述切割站(11)中所述基膜(17)在实际切割处理之前对准。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个定心销(41)包括设置在所述密封站(9)中的至少一个定心销(41)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述密封站(9)的密封工具上部(9a)和密封工具下部(9b)执行朝向彼此的相对运动，用于将所述顶膜(25)密封地连接到所述基膜(17)，在该相对运动的过程中，使所述至少一个定心销(41)接合到定心孔(33)中，使得在所述密封站(9)中所述基膜(17)在实际密封处理之前对准。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当在所述成形站(5)中形成所述包装槽时形成所述定心孔(33)，特别地，所述定心孔(33)通过冲切形成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个定心销(41)的在所述传输方向(T)上的上游，通过所述输送装置(13)释放所述基膜(17)，使得所述基膜(17)具有用于被所述定心销(41)对准的游隙。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过用于输送所述基膜(17)的所述输送装置(13)的夹持链(19)的夹持元件，在所述传输方向(T)上的两侧向侧保持所述基膜(17)，并且在所述至少一个定心销(41)的在所述传输方向(T)上的上游，所述夹持元件释放所述基膜(17)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个定心销(41)的在所述传输方向(T)上的上游，使用横向切割装置(45、45’)与所述传输方向(T)横向地切断所述基膜(17)或所述膜组合体。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述横向切割装置(45、45’)集成在所述切割站(11)或所述密封站(9)中，或者被设置为单独的站。
11.一种热成形包装机(1)，其用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述热成形包装机(1)包括：
成形站(5)，其用于通过热成形在基膜(17)中形成包装槽；
冲切工具，其用于在所述基膜(17)中在相对于所述包装槽限定的位置形成定心孔(33)；
装载路径(7)，其用于利用待包装的产品(23)填充所述包装槽；
密封站(9)，其用于通过将顶膜(25)密封地连接到基膜(17)来密封被填充的所述包装槽；
切割站(11)，其用于从膜组合体将被填充的所述包装槽切割出来；以及
输送装置(13)，其用于以计时的方式沿着传输方向(T)朝向所述成形站(5)、朝向所述装载路径(7)、进一步朝向所述密封站(9)并再进一步朝向所述切割站(11)输送所述基膜(17)，
其特征在于，
所述热成形包装机(1)包括至少一个定心销(41)，所述至少一个定心销(41)被构造成通过接合到所述定心孔(33)中使所述基膜(17)对准。
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