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Die
Erfindung begrifft ein Verfahren zum Versiegeln von Gegenständen, insbesondere
von Behälter,
Beutel od. dgl., mit einem Siegelwerkzeug aus einer Siegelplatte
und einer Aufnahme bzw. Halterung für einen austauschbaren Einsatz
zum Halten des zu versiegelnden Gegenstandes, sowie eine Vorrichtung
hierfür.
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Heisssiegelmaschinen
sind in vielfältiger Form
und Ausführung
auf dem Markt bekannt und gebräuchlich.
Sie dienen in erster Linie zum Verpacken von beliebigen Gegenständen, Produkten,
insbesondere Lebensmitteln, medizinischen Artikeln od. dgl. Üblicherweise
wird in ein entsprechendes Werkzeugteil ein Behälter, Blister od. dgl. eingesetzt,
dieser mit dem Produkt befüllt
und anschliessend der Behälter
mittels einer Folie verschlossen. Dies geschieht durch ein Heisssiegeln
in den Randbereichen. Eine entsprechende Siegelmaschine ist beispielsweise
aus der
EP 1 396 432 bekannt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der o.g. Art zu entwickeln, mit denen wechselnden
Anforderungen der zu versiegelnden Behälter, Beutel od. dgl. und der
zu versiegelnden Produkte besser Rechnung getragen werden kann.
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Lösung der
Aufgabe
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Zur
Lösung
der Aufgabe führt,
dass ein Einsatz zum Halten von Behälter gegen ein Werkzeugteil
zum Halten von Beutel ausgetauscht wird.
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Bislang
bekannt ist nur der Austausch von Einsätzen, welche Ausnehmungen für die Ausgestaltung
von unterschiedlichen Behälter
aufweisen. Für das
Verschweissen von Beutel gibt es jedoch nur ganz spezielle eigene
Maschinen, die auch nach einem anderen Prinzip, nämlich nach
dem Impulsschweissverfahren arbeiten. Die vorliegende Erfindung
hat dagegen den Vorteil, in einer Maschine die Möglichkeit des Heisssiegelns,
resp. Verschweissens von Behältern
und des Verschweissens von Beutel zu vereinigen.
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Da
das Heisssiegeln resp. Verschweissen von Beutel oder Behälter in
der Regel auch eine Änderung
der Strukturierung der Siegelplatte erfordert, ist erfindungsgemäss vorgesehen,
dass diese bzw. eine entsprechende Siegelplatte ebenfalls austauschbar
ausgestaltet ist. Hierzu wird erfindungsgemäss die Siegelplatte an eine
Heizplatte angeschraubt. Beide befinden sich einer Schwenkachse, so
dass die Siegelplatte mit der Heizplatte um beispielsweise 90° von einer
Siegellage in eine Austauschlage gedreht werden kann. Hierdurch
wird der Zugriff auf eine auszuwechselnde Siegelplatte wesentlich
erleichtert.
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Der
Austausch der Siegelplatte geschieht mittels einfachen Handgriffen,
die in entsprechende Bohrungen eingeschraubt werden. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung sollen diese Handgriffe auch zum Herausnehmen des
Einsatzes und zum Einsetzen des Werkzeugteils verwendet werden.
Anders als beim Heisssiegeln resp. Verschweissen von Behältern, die
allerhöchstens
vakuumisiert werden, kann das heiss zu siegelnde resp. zu verschweissende
Produkt es erforderlich machen, einen Beutel zu begasen. Beispielsweise
gilt dies beim Verpacken von medizinischen Gerätschaften, die möglichst
steril gehalten werden müssen.
Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass das Werkzeugteil zum Halten
von Beutel mit einer Gaszuleitung und/oder einer Vakuumleitung verbunden
wird. Ebenfalls ist daran gedacht, das Werkzeugteil zum Halten von
Beutel über
eine entsprechende Schnittstelle mit der Maschinensteuerung zu verbinden,
damit die Maschinensteuerung erkennt, ob sich ein Werkzeugteil zum Halten
von Beutel oder aber ein Einsatz zum Halten von Behälter in
der entsprechenden Aufnahme befindet.
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In
der Regel dürfte
es sich bei der Aufnahme zum Aufnehmen des Einsatzes bzw. Werkzeugteils um
eine Mulde handeln. Diese Mulde befindet sich bevorzugt auf Schienen,
auf denen die Mulde unter die Siegelplatte verfahrbar ist.
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Sowohl
für die
Ausgestaltung des in der Regel oberen Siegelwerkzeuges als auch
für die
Ausgestaltung des Werkzeugteils zum Halten von Beutel wird selbstständig Schutz
begehrt. Die Siegelplatte weist bevorzugt eine passende Siegelkontur
auf, welche zu dem eingelegten Werkzeug passt und wird an die Heizplatte
angeschraubt. Von der Heizplatte ragen Zentrierstifte ab, welche
dem Zentrieren der Siegelplatte dienen. Ferner ist die Siegelplatte über ein derartiges
Schraublochmuster mit der Heizplatte verbunden, das ein inniger Kontakt
zwischen der Heizplatte und der Siegelplatte gewährleistet ist. Das bedeutet,
dass möglichst
wenig Bereiche zwischen Heizplatte und Siegelhalter einen Luftspeicher
aufweisen, so dass die Wärmeübertragung
zwischen Heizplatte und Siegelhalter verbessert ist.
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Das
erfindungsgemässe
Werkzeugteil zum Halten von Beutel besitzt eine Klemmleiste, deren Abstand
von der Oberfläche
einer Stützplatte
veränderbar
ist. Diese Klemmleiste hat den Vorteil, dass mit ihr nach dem Einlegen
des Beutels mit dem Produkt der Beutel im vorderen Bereich unterhalb
der späteren
Siegelnaht gegen die Oberfläche
der Stützplatte
gedrückt
wird, so dass der Beutel in diesem Bereich absolut glatt ist. Dies
verbessert die Siegelnaht und gewährleistet vor allem, dass die
Siegelnaht dicht bleibt.
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Zum
Bewegen der Klemmleiste ist diese endwertig auf in der Stützplatte
versenkbaren Stiften aufgesetzt. Bevorzugt sind diese Stifte kleine
Kolbenstangen von Pneumatikzylinder, so dass die Stifte durch Betätigen der
Pneumatikzylinder eingezogen werden können. Ferner ist den Stiften
bzw. den Pneumatikzylindern jeweils ein Sensor zugeordnet, über den
die Lage der Klemmleiste erkannt werden kann. Ein Siegelvorgang
wird über
die Maschinensteuerung erst dann freigegeben, wenn die Sensoren der
Maschinensteuerung signalisieren, dass die Klemmleiste auf der Oberfläche der
Stützplatte
unter Zwischenlagerung einer glatten Beutelfläche aufliegt. Drückt dagegen
die Klemmleiste beispielsweise auf ein zu versiegelndes Produkt,
so kann ein Siegelvorgang nicht eingeleitet werden.
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Auf
oder an der Stützplatte
befinden sich auch die oben erwähnten
Düsen zum
Begasen des Beutels, wobei der Beutel eine Öffnung aufweist, die ein leichtes
Einführen
der Düsen
ermöglicht.
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In
anderen Fällen
ist es wünschenswert, dass
die Beutel vakuumisiert werden. Zu diesem Zweck ist das Werkzeugteil
mit einer Vakuumquelle verbunden. Gerade bei medizinischen Gerätschaften oder
zu versiegelnden Implantaten wird gewünscht, dass sich diese in den
Transportbeutel nicht bewegen. Durch das Vakuum werden diese Gegenstände so festgelegt,
dass ein Bewegen nicht mehr möglich ist.
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Bevorzugt
soll der Klemmleiste eine Schiebeleiste zugeordnet sein. Diese Schiebeleiste
dient ebenfalls dazu, die zu versiegelnden Beutel auf dem Werkzeugteil
zu halten. Vor allem soll damit auch ein gleicher Abstand zu einer
oberen Randkante des Werkzeugteils hergestellt werden, so dass es
der Bedienpersonen einfach gemacht wird, einen Beutel zwischen dieser
Schiebeleiste und der oberen Randkante anzuordnen. Die Schiebeleiste
wird bevorzugt mit Hilfe von Nutensteinen in Nuten geführt, so
dass ihre Handhabe erleichtert wird. Damit unterschiedlichen Beutelformen
Rechnung getragen werden kann, sollten die Nuten in eine austauschbare
Einsatzplatte eingeformt sein, so dass mit der Schiebeleiste jede
gewünschte
Stellung erreicht werden kann.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird eine Heisssiegelmaschine geschaffen,
die sehr leicht zu bedienen ist, und deren Siegelwerkzeuge sehr
flexibel und schnell auf ein zu versiegelndes Produkt angepasst
werden können.
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Figurenbeschreibung
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Versiegeln von Gegenständen;
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2 eine
teilweise dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung gemäss 1 mit
teilweise ausgeschwenkter Schwenkeinheit;
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3 eine
Draufsicht auf eine Siegelplatte;
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4 eine
Draufsicht auf eine Mulde zur Aufnahme eines Einsatzes bzw. Werkzeugteils;
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5 eine
Draufsicht auf ein erfindungsgemässes
Werkzeugteil;
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6 eine
Seitenansicht des Werkzeugteils gemäss 5;
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7 einen
vergrössert
dargestellten Teilquerschnitt des Werkzeugteils gemäss 6.
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Eine
erfindungsgemässe
Vorrichtung P zum Versiegeln von Gegenständen steht gemäss 1 mit
Füssen 1 auf
einem Rollwagen 2 auf. Dieser Rollwagen 2 besitzt
bevorzugt Schubfächer 3,
in denen Werkzeug, Werkzeugplatten oder Siegelplatten untergebracht
werden können.
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Die
Vorrichtung P zum Versiegeln von Gegenständen besitzt einen Grundrahmen 4,
von dem ein Tragrahmen 5 aufragt. Zwischen Seitenwangen 6 des
Tragrahmens 5 ist eine Schwenkeinheit 7 angeordnet,
welche unter anderem eine in 2 nur gestrichelt
angedeutete Siegelplatte 8 beinhaltet, die einer Heizplatte 10 anliegt.
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Auf
der Frontseite 11 der Schwenkeinheit 7 ist ein
Display 12 erkennbar, auf welchem die Funktionen, Stellungen
der Funktionsteile usw. der Vorrichtung dargestellt werden. Dieser
Display ist bevorzugt als Touchscreen ausgebildet, so dass über ihn
auch eine Ansteuerung der Vorrichtung vorgenommen werden kann.
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Zum
Schwenken der Schwenkeinheit um eine Schwenkachse 13 dient
ein Handgriff 14. Die Festlegung der Schwenkeinheit 7 in
Siegellage, wie in 1 dargestellt, erfolgt über einen
Stift 15, der durch die Seitenwange 6 eingesetzt
wird und in eine entsprechende Aufnahme 16 in der Schwenkeinheit 7 eindringt.
Wird die Schwenkeinheit um 90° um
die Schwenkachse 13 geschwenkt, so wird die Siegelplatte 8 zugänglich und
kann beispielsweise ausgewechselt werden. In dieser Austauschlage
wird die Schwenkeinheit 7 durch den Stift 15 gehalten,
der allerdings dann in eine Aufnahme 17 eingesetzt ist.
In beiden Aufnahmen 16 und 17 befinden sich Sensoren,
welche der Maschinensteuerung übermitteln,
in welcher Lage sich die Schwenkeinheit 7 befindet. Befindet
sich die Schwenkeinheit 7 in der in 1 gezeigten
Siegellage, kann ein Siegelvorgang vorgenommen werden. Befindet
sich dagegen die Schwenkeinheit 7 in der Austauschlage,
wird die Erwärmung
der Heizplatte 10 unterbrochen und ein Siegelvorgang ist
nicht möglich.
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Unter
der Schwenkeinheit 7 befindet sich gemäss 1 eine Mulde 18,
in die ein Einsatz 19 eingesetzt ist. Dieser Einsatz 19 besitzt
Ausnehmungen 20 zur Aufnahme von entsprechend geformten
Behälter.
Um die Ausnehmungen laufen Silikondichtungen 9, auf denen
Behälterränder aufliegen.
Diese Silikondichtungen 9 sind so eingesetzt, dass sie
bei einer Beschädigung
leicht ausgewechselt werden können.
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Auf
diese Behälter
wird beispielsweise eine Siegelfolie aufgelegt und die Mulde 18,
geführt
an Schienen 21, unter die Schwenkeinheit 7 gefahren. Danach
wird die Siegelplatte 8 auf den Einsatz 19 bzw.
die sich in den Ausnehmungen 20 befindenden Behälter abgesenkt
und die Folie auf die Behälterränder aufgesiegelt.
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Eine
erfindungsgemässe
Siegelplatte 8 ist in Draufsicht in 3 dargestellt.
Dabei wird die Siegelplatte 8 von entsprechend angeordneten
Zentrierstiften 22.1 und 22.2, die von der Heizplatte 10 abragen, zentriert.
Ferner liegt die Siegelplatte 8 möglichst weitgehend der Heizplatte 10 an,
was durch entsprechende Schrauben 23 gewährleistet
wird, wobei die Siegelplatte 8 ein derartiges Schraubenmuster
aufweist, dass es weitgehend der Heizplatte 10 angepresst
wird, ohne dass Spalten im bestimmen Bereich vorkommen, die eine
Wärmeübertragung
verschlechtern.
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Randseitig
ist auf der Siegelplatte 8 eine L-förmige Siegelleiste 24 erkennbar,
welche in Gebrauchslage auf beispielsweise einen in 5 dargestellten
Beutel 25 drückt
und diesen versiegelt. Der Vorgang wird später beschrieben.
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In
die Siegelplatte 8 sind im übrigen Bohrungen eingeformt,
in welche wärmeisolierte
Handgriffe 29.1 und 29.2 eingeschraubt werden
können.
Diese dienen dazu, nach Lösen
der Schrauben 23 die Siegelplatte 8 von den Zentrierstiften 22.1 und 22.2 abzuziehen
und eine andere Siegelplatte aufzustecken.
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Gemäss 4 besitzt
eine Mulde 18 einen Innenraum 26 zur Aufnahme
eines Einsatzes 19 zum Siegeln von Behälter bzw. zur Aufnahme eines
Werkzeugteils 27 zum Versiegeln von Beutel, wie dies in 5 und 6 dargestellt
ist. In dem Innenraum 26 ist eine Steckkontakt 28 erkennbar, über den
ein Einsatz 19 bzw. ein Werkzeugteil 27 an eine
Maschinensteuerung angeschlossen wird, wodurch die Maschinensteuerung
erkennt, ob es sich um einen Einsatz 19 zum Siegeln von
Behälter
oder um ein Werkzeugteil 27 zum Siegeln von Beutel handelt.
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Neben
dem Steckkontakt 28 sind ein Anschluss 30 an eine
Gasquelle und ein Anschluss 31 an eine Vakuumquelle erkennbar.
Der Steckkontakt 28 wirkt mit einem Stecker 32 (siehe 6)
und die Anschlüsse 30 und 31 mit
Gegenanschlüssen 33 und 34 an
dem Werkzeugteil 27 zusammen.
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Der
Innenraum 26 wird von einer Auflageschulter 35 umlaufen
und letztere von einem Wandstreifen 36, dessen obere Randkante
mit einem Dichtstreifen 37 belegt ist. Auf diesen Dichtstreifen drückt in Gebrauchslage
die Siegelplatte 8 gemäss 3,
so dass hierdurch eine Abdichtung entsteht, die gewährleistet,
dass im Inneren zwischen der Siegelplatte 8 und dem Werkzeugteil 27 ein
Vakuum erzeugt werden kann. Das Werkzeugteil 27 besteht
gemäss 5 aus
einer Stützplatte 38 und
einer Einsatzplatte 39, die, wie in 6 gestrichelt
angedeutet, in die Stützplatte 38 bzw.
eine entsprechende Ausnehmung eingesetzt ist. Der Entnahme der Einsatzplatte 39 aus
der Stützplatte 38 dienen
Fingerlöcher 40,
in welche entsprechende Finger der menschlichen Hand eingesetzt
werden können.
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In
der Einsatzplatte 39 sind Nuten 41.1 und 41.2 erkennbar,
die zu den jeweiligen Rändern
der Einsatzplatte 39 hin offen sind. In diese Nuten 41.1 und 41.2 können entsprechende,
nicht näher
gezeigte Nutensteine eingeschoben werden, mit denen eine Schiebeleiste 42 auf
der Einsatzplatte 39 so positioniert werden kann, dass
ein Beutel 25 gegen einen Rand 43 hin gedrückt wird.
Der Festlegung der Schiebeleiste 42 dienen entsprechende
Rändelschrauben 44.1 und 44.2.
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Teilweise
um die Einsatzplatte 39 herum verläuft eine L-förmige Klemmleiste 45.
Diese wird von versenkbaren Stiften 46.1, 46.2 und 46.3 in
Abstand von der Stützplatte 38 gehalten.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
sind diese Stifte 46.1 bis 46.3 Kolbenstangen,
die aus jeweils einem Pneumatikzylinder 47 herausragen.
Werden die Stifte 46.1 bis 46.3 in die Pneumatikzylinder 47 eingezogen,
verringert sich der Abstand zwischen Klemmleiste 54 und
Oberfläche
der Stützplatte 38,
so dass beispielsweise ein dazwischenliegender Beutel 25 eingeklemmt
wird. Auf diese Weise wird für
einen nachfolgenden Siegelvorgang dieser obere Bereich des Beutels 25 geglättet.
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Nahe
dem Bereich des Randes 43 sind Düsen 48 vorgesehen,
welche mit dem entsprechenden Gasanschluss 30 in Verbindung
stehen.
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Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Sollen
beispielsweise Behälter,
insbesondere Blister mit einem gewünschten Inhalt versiegelt werden,
findet eine Vorrichtung Anwendung, wie sie in 1 gezeigt
ist. Dabei befindet sich der Einsatz 19 mit den Ausnehmungen 20 zur
Aufnahme der Behälter
in der Mulde 18. Die gefüllten Behälter werden mit einer Siegelfolie überdeckt
und die Mulde 18 unter die Siegelplatte 8 geschoben.
Nunmehr wird die Siegelplatte 8 abgesenkt und schweisst
die Siegelfolie auf die Ränder
der Behälter.
Die Mulde 18 kann wieder in die in 1 gezeigte
Ausgangsposition geschoben und die versiegelten Behälter entnommen
werden.
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Sollen
nun in einem anderem Arbeitsvorgang Beutel versiegelt werden, die
beispielsweise eine in 5 angedeutete Spritze zum Inhalt
haben, muss das Werkzeugteil in der Mulde 18 gewechselt werden.
Zur Herausnahme des Einsatzes 19 werden die Handgriffe 29.1 und 29.2 in
entsprechende Gewindebohrungen in dem Einsatz 19 eingeschraubt und
der Einsatz 19 aus der Mulde 18 entnommen. Hierbei
wird auch ein möglicher
Stecker 32 aus dem Steckkontakt 28 gezogen oder
auch ein Vakuumanschluss gelöst,
sofern in dem Behälter
ein Vakuum erzeugt worden ist.
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Mittels
des Handgriffs 14 wird ferner die Schwenkeinheit 7 nach
Lösen des
Stiftes 15 um 90° geschwenkt
und durch Einsetzen des Stiftes 15 in die Aufnahme 17 in
dieser Position festgelegt. Die Handgriffe 29.1 und 29.2 werden
von dem Einsatz 19 gelöst
und in entsprechende Gewindebohrungen in der Siegelplatte 8 eingeschraubt.
Nach Lösen
der Schrauben 23 kann die Siegelplatte 8 von der
Heizplatte 10 abgezogen und durch eine Siegelplatte 8 ersetzt
werden, wie diese in 3 gezeigt ist, bei der die Siegelleiste 24 dem
Versiegeln eines Behälters 25 dient.
Die Siegelplatte 8 wird über die Schrauben 23 auf
der Heizplatte 19 festgelegt.
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Nunmehr
wird der Stift 15 aus der Aufnahme 17 gezogen
und die Schwenkeinheit 7 wieder in Siegellage zurückgeschwenkt.
Nach Einsetzen des Stiftes 15 in die ursprüngliche
Aufnahme wird der Maschinensteuerung signalisiert, dass sich die
Schwenkeinheit 7 in Siegellage befindet.
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Vor
dem Zurückschwenken
der Schwenkeinheit 7 sind selbstverständlich die Handgriffe 29.1 und 29.2 von
der Siegelplatte 8 abgenommen worden. Sie werden jetzt
dazu verwendet, die Stützplatte 38 in die
Mulde 18 bzw. deren Innenraum 26 einzusetzen. Hierzu
werden die Handgriffe 29.1 und 29.2 in entsprechende,
gestrichelt in 5 angedeuteten Bohrungen 49.1 und 49.2 eingeschraubt.
Die Stützplatte 35 wird
mit dem Steckkontakt 28 und den Gas- bzw. Vakuumanschlüssen 30 und 31 verbunden.
Die Handgriffe 29.1 und 29.2 werden aus den Bohrungen 49.1 und 49.2 ausgeschraubt
und die Einsatzplatte 39 in die Stützplatte 38 eingesetzt.
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Entsprechend
der Länge
des Beutels 25 wird die Schiebeleiste 42 positioniert,
was dadurch geschieht, dass der Beutel 25 mit seiner offenen
Kante an den Rand 43 anstösst, während er in seinem Bodenbereich
auf der Schiebeleiste 42 aufliegt. Soll der Beutel begast
werden, wird er seitlich so bewegt, dass sein offener Rand die Düse 48 einfängt. Nach dem
Positionieren der Schiebeleiste 42 wird der hintere Randbereich
des Beutels 25 nach unter gedrückt, so dass er, wie in 7 gezeigt,
von der Schiebeleiste 42 übergriffen wird.
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Nunmehr
wird die Klemmleiste 45 durch Betätigen der Pneumatikzylinder 47 abgesenkt.
Befindet sich beispielsweise das zu verpackende Produkt im Bereich
dieser Klemmleiste 45, so kann sie nicht gänzlich abgesenkt
werden. Dies wird durch entsprechende Sensoren in den Pneumatikzylindern 47 festgestellt
und ein entsprechendes Alarmsignal erzeugt.
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Das
Absenken der Klemmleiste 45 hat zur Folge, dass die Beutel 25 gegen
die Stützplatte 38 gedrückt und
dadurch der vordere Bereich geglättet wird.
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Nunmehr
wird die Mulde 18 mit dem Werkzeugteil 27 wieder
unter die Schwenkeinheit 7 geschoben und die Siegelplatte 8 abgesenkt.
Die Siegelleiste 24 drückt
zwischen den Düsen 48 und
der Klemmleiste 45 auf den oberen Bereich des Beutels 25 und
versiegelt ihn. Davor kann der Beutel 25 über die
Düsen 48 begast
oder aber das gesamte Siegelwerkzeug unter Vakuum gesetzt werden,
so dass die Gegenstände
in dem Beutel festliegen.
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Nunmehr
wird die Siegelplatte 8 angehoben und die Mulde 18 aus
dem Bereich der Schwenkeinheit 7 nach vorne gezogen. Die
Klemmleiste 45 wird angehoben und die Beutel 45 können entnommen werden.