DE102005028371A1

DE102005028371A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Blisterverpackungen

Info

Publication number: DE102005028371A1
Application number: DE200510028371
Authority: DE
Inventors: Manfred Reichert; Heinrich Loecht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-12-21
Also published as: WO2006136486A1

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Blisterverpackungen vorgeschlagen. Hierzu sind eine Matrize (1) und eine Druckerzeugungseinrichtung vorgesehen, die eine Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt, sodass die Flüssigkeit eine zu formende Folie (6) allein eindrückt zur Ausformung der Folie (6) in der Matrize (1).

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Blisterverpackungen nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche ist bereits aus der DE 28 258 21 A1 bekannt. Eine Metall-Kunststoffverbundfolie wird in einem ersten Verfahrensschritt vorgestreckt und anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt ausgeformt. Die Vorstreckung der Metall-Kunststoffverbundfolie erfolgt unter Anwendung von Druck mittels eines gasförmigen oder flüssigen Mediums. Für die nach der Vorstreckung erfolgende Ausformung der Folie ist ein auf- und abbeweglicher Matrixboden vorgesehen. Die weitere Ausformung der vorgestreckten Folie wird mit Hilfe eines Formstempels durchgeführt. Die Form des Stempels bestimmt die Form des auszuformenden Napfes.

Für die Erzeugung einer bestimmten Ziehtiefe wird jeweils eine relativ große Ausgangsfläche der Flachfolie benötigt. Prozessbedingt und folienbedingt sind nur Napfwände mit relativ flachem Seitenwandwinkel möglich. Es gibt einen Ringspalt zwischen dem eingetauchten Formstempel und der Ringfläche von Niederhalter bzw. Matrize. Ist das Werkzeug nicht absolut präzise gefertigt bzw. ist der Ringspalt nicht über den Umfang überall gleich groß, besteht die Gefahr ungleichmäßiger Verdrehung bis zur Ausbildung von Rissen. Prozessbedingt entsteht zwischen dem eintauchenden Stempel und der Folieninnenseite eine Berührung bzw. Reibung. Sind die beiden Reibparameter-Stempeloberfläche zu Folienoberfläche – nicht exakt aufeinander abgestimmt, kann es hier ebenfalls zu unerwünschten Spannungsgradienten bis hin zur Ausbildung von Rissen kommen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Blisterverpackungen mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die Prozesssicherheit erhöht wird, da keine Berührung mehr zwischen Folie und Formstempel stattfindet. Eine Verwendung einer kleineren Ausgangsgrundfläche wird durch die vorgeschlagene Erfindung ermöglicht.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Druckerzeugungseinrichtung die Flüssigkeit mit einem Druck von ungefähr 100 bar beaufschlagt. Dadurch wird einerseits eine sichere Verformung der Folie, andererseits die Gefahr von Rissbildungen minimiert.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist eine Trocknungseinrichtung vorgesehen. Die Verwendung von Flüssigkeit zur Ausformung in Verbindung mit einer Trocknungseinrichtung könnte nun auch den Reinigungsprozess für die Folie in den Verformablauf integrieren.

In einer zweckmäßige Weiterbildung ist ein Rückflusssystem vorgesehen, das den Flüssigkeitsverlust ausgleichen kann. Dadurch wird der Flüssigkeitsverlust des Ausformvorgangs minimiert.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist ein Überlaufkanal zur Aufnahme der abfließenden Flüssigkeitsvolumina nach Öffnen der Formeinrichtung vorgesehen.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt die 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Herstellung von Blisterverpackungen in einem perspektivischen Querschnitt mit elektromechanisch beschleunigter Membran, die 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die hydraulische Druckwelle durch ein Hydraulikaggregat erzeugt wird.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Eine Folie 6 wird einer Formeinrichtung 20 zugeführt. Ein geformtes Folienstück 8, welches geformte Näpfe 7 aufweist, verlässt die Formeinrichtung 20. Die zu verformende Folie 6 wird zwischen einer Matrize 1 und einem Formunterteil 2 festgeklemmt. Matrize 1 wird durch die Folie 6 von einem Flüssigkeitsspeicher 5 getrennt, in welchem sich nicht dargestellte Flüssigkeit befindet. Durch eine mittels einer Flachspule 3 elektromechanisch beschleunigte Membran 4, die sich unter dem Flüssigkeitsspeicher 5 befindet, wird impulsartig eine hydraulische Druckwelle erzeugt, die zur Umformung der Folie 6 benutzt wird. Alternativ zur Membran 4 kann auch ein Kolben eingesetzt werden. In der Matrize 1 sind an den Stellen, an denen die Folie 6 verformt wird, entsprechend ausgebildete Entlüftungsbohrungen 9 vorgesehen, sodass die Luft an diesen Stellen entweichen kann. An der mit der Folie 6 in Berührung stehenden Seite des Formunterteils 2 ist ein Überlaufkanal 13 in Form einer rechteckigen Aussparung vorgesehen. Der Überlaufkanal 13 ist so ausgebildet, dass die Flüssigkeit über eine Rückflussleitung 14 in einen Flüssigkeitssammelbehälter 15 zurücklaufen kann. Verlorengegangene Flüssigkeit wird über eine Mikrodosierpumpe 10 zugeführt. Ein Rückschlagventil 11 verhindert dabei das Zurücklaufen der Flüssigkeit. Über eine Druckleitung 12 kann Flüssigkeit dem Flüssigkeitsspeicher 5 zugeführt werden. Nachdem die Folie 6 die Formeinrichtung 20 verlässt, wird sie über die Öffnung der Rückflussleitung 14 geführt. Daran schließt sich eine Absaugeinrichtung 16 an, um eventuell noch anhaftende Flüssigkeit zu entfernen. Anschließend wird das verformte Folienstück 8 in einer Trocknungseinrichtung 17 beispielsweise mittels warmer Luft 18 getrocknet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 wird der Formeinheit 20 über ein Ventil 24 Flüssigkeit impulsartig zugeführt, die ein konventionelles Hydraulikaggregat 22 mit zugehörigem Behälter 23 zur Verfügung stellt.
Die beschriebenen Vorrichtungen arbeiten wie folgt: Die Folie 6 wird der Formeinrichtung 20 zugeführt. Als Folien 6 kommen beispielsweise Aluminium-Kumststoff-Verbunde zur Verwendung, beispielsweise in dreischichtigem Aufbau Kunststoff-Aluminium-Kunststoff. Ein typisches Beispiel hierfür bildet PVC (60 μm innen) Aluminium (45 μm) und OPA (25 μm außen). Es kommen aber jeweils auch andere Foliendicken, sowohl der Einzelschichten wie auch des Gesamtverbundes als auch andere Kunststoffmaterialien wie beispielsweise PE oder PP in Betracht. Erfindungsgemäß kann nun auf die Verwendung von Stempeln verzichtet werden. Denn die Druckerzeugungseinrichtung, bestehend aus Flachspule 3, Membran 4 und Flüssigkeitsspeicher 5 erzeugt einen Druckimpuls in vorteilhafter Weise der Größenordnung von 100 bar. Durch diesen Druckimpuls wird die Folie 6 komplett in die Ausformungen der Matrize 1 gepresst. Die Ausgangsfläche bzw. die Tiefe des ausgeformten Napfes 7 richtet sich nach den Dimensionen des einzufüllenden Produkts wie beispielsweise Tabletten, Kapseln und ähnliches. Auch die Anzahl der aufzubringenden Näpfe 7 und damit die Form der Matrize 1 variiert je nach Anwendungsfall. Matrize 1 und Formunterteil 2 sind beweglich zueinander ausgebildet. Die Folie 6 wird getaktet der Formeinrichtung 20 zugeführt. Befindet sich das auszuformende Folienstück in Position, wird die Folie 6 zwischen Matrize 1 und Formunterteil 2 druckdicht festgeklemmt. Die Matrize 1 ist, wie beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, als Negativform eines bzw. mehrerer Blister ausgebildet. Gemäß dargestelltem Ausführungsbeispiel beschleunigt die Flachspule 3 elektromechanisch die Membran 4, die sich unter dem Flüssigkeitsspeicher 5 befindet, sodass impulsartig eine hydraulische Druckwelle erzeugt wird, die zur Umformung der Folie 6 benutzt wird. Durch die Druckwelle wird die Folie 6 jeweils an den Stellen, an denen sich die Aussparungen der Matrize 1 bzw. die vorgegebene Form befinden, zu dem jeweiligen Napf 7 verformt. Es entsteht also pro Formvorgang jeweils ein geformtes Folienstück 8. Die Verformung der Folie 6 zu den Näpfen 7 geschieht also von unten nach oben. In der Matrize 1 muss an den Stellen, an denen die Folie 6 verformt wird, durch entsprechend ausgebildete Entlüftungsbohrungen 9 sichergestellt sein, dass die Luft an diesen Stellen entweichen kann. Da bei diesem Prinzip die Druckflüssigkeit sowohl mit der Flachfolie (zwischen den Näpfen) als auch mit den verformten Näpfen 7 in Berührung kommt, findet hier gleichzeitig eine Reinigung der Folienoberfläche statt. Als hilfreich für die Prozessoptimierung hat es sich herausgestellt, die Membran 4 bereits durch eine geringfügige statische Auslenkung vorzuspannen, bevor die eigentliche Druckwelle erzeugt wird. Im Produktionsverlauf bleibt zwangsläufig ein geringer Anteil an Flüssigkeit an den Näpfen 7 bzw. an der Folie 6 hängen. Deshalb ist eine Regelung des Flüssigkeitsstandes notwendig. Verlorengegangene Flüssigkeit wird durch die Mikrodosierpumpe 10 wieder zugeführt. Hierzu wird über die Druckleitung 12 die Flüssigkeit des Flüssigkeitsspeichers 5 bis zum Überlauf gepumpt. Die überlaufende Flüssigkeit wird im Überlaufkanal 13 gesammelt und wieder in den Flüssigkeitsspeicher 5 zurückgeführt. Der Überlaufkanal 13 ist dabei so ausgebildet, dass die Flüssigkeit über die Rückflussleitung 14 in den Wassersammelbehälter 15 zurücklaufen kann.
Nach erfolgter Ausformung wird die Matrize 1 vom Formunterteil 2 abgehoben. Das verformte Folienstück 8 wird in die nächste Station weitertransportiert. Hier wird mittels einer Absaugeinrichtung 16 die eventuell noch anhaftende Flüssigkeit entfernt. Die Absaugeinrichtung 16 kann dem Wassersammelbehälter 15 zugeführt werden. Anschließend wird das verformte Folienstück 8 in der Trocknungseinrichtung 17 beispielsweise mittels warmer Luft 18 getrocknet. Als Flüssigkeit könnte beispielsweise Wasser zum Einsatz kommen.
Die beschriebene Druckimpulserzeugung könnte auch auf anderem Wege als auf elektrohydraulischem vorgenommen werden. Es wäre beispielsweise an ein Hydraulikaggregat 22, wie in 2 beispielhaft dargestellt, zu denken, wobei der Druckimpuls über ein konventionelles Ventil 24 zu erzeugen ist. Hierzu würde sich beispielsweise ein Proportionalventil eignen. Die gewünschten Ansteuercharakteristiken lassen sich damit leicht realisieren, die dem gewünschten Druckaufbau Rechnung tragen.
Da zumindest die Unterseite der Folie 6 in dem Flüssigkeitsspeicher 5 mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, kann die Flüssigkeit auch zur Reinigung der Folie 6 verwendet werden. Insbesondere die Beaufschlagung mit einem Druckimpuls verbessert das Reinigungsverhalten. Es könnte auch keimfreie Flüssigkeit, beispielsweise mittels Ultraschall erzeugt, die Reinigungsfunktion weiter unterstützen.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Blisterverpackungen, umfassend zumindest eine Matrize (1), mit zumindest einer Druckerzeugungseinrichtung (3, 4, 5), die eine Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass allein die Flüssigkeit eine zu formende Folie (6) in die Matrize (1) eindrückt zur Ausformung der Folie (6) in der Matrize (1).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungseinrichtung (3, 4, 5) einen Druckimpuls von etwa 100 bar erzeugt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckerzeugungseinrichtung zumindest Flachspule (3) und Membran bzw. Kolben (4) und/oder ein Hydraulikaggregat mit zugehörigem Ventil verwendet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flüssigkeitssammelbehälter (15) vorgesehen ist zur Speisung des Flüssigkeitsspeichers (5).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Auffangmittel (14) vorgesehen sind zum Auffangen noch an der Folie (6) befindlicher Flüssigkeit.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Auffangmittel Rückflussleitung (14) und/oder Absaugeinrichtung (16) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (10, 11, 12, 15) zur Regulierung des Flüssigkeitspegels des Flüssigkeitsspeichers (5) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Überlaufmittel (13) vorgesehen sind zum Auffangen der Flüssigkeit, die aus dem Flüssigkeitsspeicher (5) überläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trocknungseinrichtung (17) vorgesehen ist zur Trocknung der Folie (6).
Verfahren zur Herstellung von Blisterverpackungen, wobei in einem ersten Schritt Folie (6) zwischen eine Matrize (1) und ein Formunterteil (2) gebracht wird, in einem zweiten Schritt Folie zwischen Matrize (1) und Formunterteil (2) geklemmt wird, in einem dritten Schritt mit der Folie (6) in Verbindung stehende Flüssigkeit mit einem Druckimpuls beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass allein der Druckimpuls der Flüssigkeit die zu formende Folie (6) in die Matrize (1) eindrückt zur Ausformung der Folie (6) in der Matrize (1).