DE102005038357A1

DE102005038357A1 - Verpackungsmaschine mit wenigstens einem Pneumatikantrieb

Info

Publication number: DE102005038357A1
Application number: DE102005038357A
Authority: DE
Inventors: Tieme Jan Slomp; Elmar Eugen Ehrmann; Herbert Kirmse
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2007-02-15
Also published as: EP1912864A1; US20100107572A1; EP1912864B1; WO2007019818A1

Abstract

Es wird eine schmutzunempfindliche Verpackungsmaschine mit wenigstens einem Pneumatikantrieb vorgeschlagen, die einfach zu reinigen ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine integrierte Baueinheit vorgesehen wird, die ein Vorsteuerventil und einen Pneumatikzylinder umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit wenigstens einem Pneumatikantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Verpackungsmaschinen, insbesondere Schalenverschließmaschinen oder sogenannten Tiefziehmaschinen, bei denen Schalen aus Folien geformt versiegelt und ausgeschnitten werden, sind in verschiedenen Arbeitsstationen Pneumatikantriebe im Einsatz.

So werden beispielsweise für die Hubeinheiten in Formstationen, Versiegelungsstationen und/oder Schneidstationen Pneumatikzylinder als Antrieb verwendet, die über ein elektrisch ansteuerbares Vorsteuerventil betrieben werden. Die Vorsteuerventile für diese Pneumatikzylinder sind üblicherweise im Bereich des Schaltschranks, einem separaten Pneumatikschrank oder sogenannten Ventilinseln am Maschinenrahmen untergebracht. In all diesen Fällen ist es erforderlich, für jede Zylinderbewegung eine separate Pneumatikleitung vom Vorsteuerventil zum Pneumatikzylinder zu legen.

Insbesondere im Bereich der Lebensmittelverpackung werden strenge Anforderungen an die Hygiene gestellt. Daher muss eine derartige Maschine nach Möglichkeit wenig schmutzanfällig und gut zu reinigen sein.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine schmutzunempfindliche Verpackungsmaschine vorzuschlagen, die leichter zu reinigen ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Verpackungsmaschine der einleitend genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.

Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine dadurch aus, dass das Vorsteuerventil und der Pneumatikzylinder zu einer integrierten Baueinheit zusammengefasst sind. Hierdurch wird die Leitungsführung der pneumatischen Leitungen in der Maschine vereinfacht. Es kann eine Pneumatikleitung an das Vorsteuerventil geführt werden, das seinerseits alle Bewegungen des Pneumatikzylinders steuert. Eine Verminderung der Leitungsanzahl und/oder -länge bedeutet zugleich eine Verringerung potentieller Schmutzfänger an der Maschine und somit eine Verbesserung der Reinigungsmöglichkeiten, was der Sauberkeit und insbesondere der Hygiene der Maschine entgegenkommt. Darüber hinaus wird die Montage und Wartung der Maschine vereinfacht.

Vorzugsweise wird diese integrierte Baueinheit aus Vorsteuerventil und Pneumatikzylinder ohne äußere Verbindungsleitung zwischen Vorsteuerventil und Pneumatikzylinder ausgestaltet, wodurch die oben genannten Vorteile im Hinblick auf verringerte Schmutzempfindlichkeit und verbesserte Reinigungsmöglichkeit weiter verbessert werden.

Darüber hinaus wird eine erfindungsgemäße integrierte Baueinheit bevorzugt zusätzlich mit Sensoren versehen, beispielsweise mit Wegmesssystemen, Näherungssensoren und/oder Endschaltern. Derartige Sensoren werden bislang separat an der Maschine oder außen an dem Pneumatikzylinder angebracht und müssen daher auch separat mit Signal und Versorgungsleitungen versehen werden. Sowohl die Sensoren, als auch die zugehörigen Leitungen stellen potentielle Schmutzfänger dar. Durch die Integration in die erfindungsgemäße Baueinheit wird nunmehr die Anzahl der elektrischen Leitungen reduziert. Darüber hinaus können die Sensoren so angeordnet werden, dass hierdurch keine äußeren Schmutzfänger oder dergleichen entstehen. Die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile werden hierdurch weiter gesteigert.

In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung wird die Abluft des Pneumatikzylinders in die Umgebung abgeleitet. Je nach Anwendungsfall ist jedoch eine Führung der Abluft erforderlich. In diesem Fall wird in einer Weiterbildung der Erfindung die Leitungsführung für die Zu- und Abluft in einer doppelten pneumatischen Leitung zusammengefasst. In Frage käme hierzu beispielsweise ein doppelwandiger Schlauch, der im Inneren die komprimierte Druckluft zuführt und im Zwischenraum des doppelwandigen Schlauchs die entspannte Abluft abführt.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die elektrischen und die pneumatischen Leitungen in einer gemeinsamen Leitungsführung zusammengefasst, um die erfindungsgemäßen Vorteile weiter zu steigern.

Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Pneumatikleitung in einer Mehrfachleitung vorgenommen wird, in die die erforderlichen elektrischen Leitungen eingelegt sind. Im Falle des oben angeführten Ausführungsbeispiels mit einer Abluftangabe an die Umgebung kann dies beispielsweise ebenfalls mit Hilfe eines Doppelschlauchs realisiert werden. Auch ein Mehrfachschlauch mit mehr als zwei Leitungskanälen könnte beispielsweise dadurch realisiert werden, dass um einen zentralen, beispielsweise für die Druckluftzufuhr vorgesehenen Pneumatikschlauch mehrere Schläuche entlang dem Umfang angeordnet und mit einem Mantel zu einer Baueinheit zusammengehalten werden.

Vorzugsweise wird bei einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine eine pneumatische Ringleitung vorgesehen. Hierdurch können mit einer Leitung mehrere erfindungsgemäße integrierte Pneumatikeinheiten mit Druckluft versorgt werden. Der Leitungsaufwand bei der Montage und Wartung wird hierdurch verringert. Darüber hinaus wird die insgesamt vorhandene Leitungslänge bei einer derart aufgebauten Verpackungsmaschine weiter reduziert, was zu einer weiteren Steigerung der erfindungsgemäßen Vorteile führt.

Auch die elektrische Leitungsführung wird vorzugsweise in Form einer Ringleitung realisiert, um mehrere erfindungsgemäße Pneumatikeinheiten anzuschließen. Bei einer elektrischen Ringleitung ergeben sich die gleichen Vorteile, wie bei der oben angeführten pneumatischen Ringleitung, wobei in einer besonders vorteilhaften und weiter verbesserten Ausführungsform die elektrische Ringleitung und die pneumatische Ringleitung zu einer gemeinsamen Ringleitung kombiniert werden können.

Um eine elektrische Ringleitung für mehrere erfindungsgemäße Pneumatikeinheiten zu realisieren wird bevorzugt eine Multipolleitung verwendet. In einer einfachen Ausführungsform werden hierbei für jede Pneumatikeinheit separate Adern in der Multipolleitung geführt und am entsprechenden Einsatzort aus der Multipolleitung abgezweigt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die erfindungsgemäßen Pneumatikeinheiten mit einer Bus-Schnittstelle versehen, so dass sowohl die Versorgungs- als auch die Signalleitung bzw. Signalleitungen für die verschiedenen Pneumatikeinheiten gemeinsam verwendbar sind.

In einer Weiterbildung der busfähigen Ausführungsform wird ein drahtloser Bus vorgesehen, so dass die integrierten Pneumatikeinheiten nur noch mit einem Pneumatikanschluss und einer elektrischen Energieversorgung zu versehen sind.

In besonderen Anwendungsfällen kann eine erfindungsgemäß integrierte Pneumatikeinheit insbesondere in Verbindung mit einem drahtlosen Bus mit einer eigenen elektrischen Energieversorgung ausgestattet werden, beispielsweise einer Batterie oder einem Generator. Ein solcher Generator kann z.B. pneumatisch oder mechanisch über die Druckluftversorgung oder die Bewegung des Pneumatikzylinders betrieben werden, so dass in Verbindung mit einem drahtlosen Bus nur noch der Pneumatikanschluss erforderlich ist.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht ein Vorsteuerventil in einer erfindungsgemäßen Pneumatikeinheit vor, das zur Steuerung mehrerer Pneumatikzylinder und/oder Pneumatikmotoren geeignet ist. Sofern diese zusätzlichen Pneumatikzylinder und -motoren am gleichen Einsatzort erforderlich sind, können sie ohne weiteres in die erfindungsgemäße Pneumatikeinheit mit integriert werden.

Eine erfindungsgemäße Pneumatikeinheit kann beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse für den Pneumatikzylinder und das Vorsteuerventil untergebracht werden. Hierdurch ergibt sich eine glatt und leicht zu reinigende Oberfläche.

Eine andere, leicht zu reinigende Ausführung besteht darin, die Komponenten zu einer Kompletteinheit aneinander zu fügen, wobei vorzugsweise auf bündig abschließende Oberflächen geachtet wird.

Vorteilhafterweise wird eine Reinigungsstellung für die in der Verpackungsmaschine vorhandenen Hubeinheiten vorgesehen. Eine solche Reinigungsstellung dient dazu, Maschinenkomponenten in eine Position zu bringen, beispielsweise die Formwerkzeuge zu schließen, in der sie von etwaigen Reinigungsmedien nicht beeinträchtigt werden.

Die Reinigungsstellung wird bevorzugt bei abgeschalteter Maschine eingenommen. Hierzu wird vorzugsweise eine Verriegelungseinheit vorgesehen, die die Hubeinheiten in drucklosem Zustand verriegelt. Dies kann beispielsweise durch eine mechanische Verriegelung der Endlagenstellung der Pneumatikeinheiten vorgenommen werden, die durch eine in die Maschinensteuerung integrierte Steuerungsroutine betätigt wird. In Frage kommt beispielsweise ein über einen federgelagerten Kolben betätigbarer Riegel oder eine elektromechanische Baueinheit, die die Endlage der Pneumatikeinheit verriegelt. Eine drucklose Verriegelung bietet den Vorteil, dass kein separater Zusatzschlauch für die Ansteuerung der Verriegelung erforderlich ist. Im Falle einer federgelagerten Verriegelungseinheit dient die Federkraft als Antrieb zur Verriegelung, im Falle einer elektromechanischen Verriegelungseinheit kann diese über ein ohnehin vorhandenes Multipolkabel angesteuert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung beschrieben und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen
1 eine schematische Darstellung einer Verpackungsmaschine in der Seitenansicht und
2 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Pneumatikeinheit.
1 zeigt eine Verpackungsmaschine 1 in Form einer sogenannten Tiefziehmaschine. Eine Verpackungsfolie 2 wird in einer Formstation 3 unter Ausbildung einer Mulde zur Aufnahme von Packgut tiefgezogen. In einer Versiegelungsstation 4 wird eine Deckelfolie auf die mit Packgut 5 gefüllte Verpackung 6 aufgebracht. In einer darauf folgenden Schneidstation 7 werden die noch zusammenhängenden Verpackungen auseinandergeschnitten.
Sowohl in der Formstation als auch in der Versiegelungsstation und der Schneidstation sind erfindungsgemäße Pneumatikeinheiten 8, 9, 10 angeordnet, die auf nicht näher dargestellte Weise einen Pneumatikzylinder und ein Vorsteuerventil umfassen. Die Pneumatikeinheiten 8, 9, 10 dienen über die Kolbenstangen 11, 12, 13 als Hubeinheit in der jeweiligen Bearbeitungsstation 3, 4, 7. Die Hubbewegung ist jeweils durch Doppelpfeile angedeutet.
Die Hubbewegung muss dabei nicht unmittelbar über die Kolbenstange der Hubeinheit auf die anzuhebende Maschinenkomponente übertragen werden. Je nach Anwendungsfall können hier Getriebemechanismen, beispielsweise Kniehebel, Gelenkvielecke oder dergleichen zwischengeschaltet werden, um die Hubkraft zu verstärken, um eine Führung für die Bewegung zu bewirken oder um mehrere Angriffspunkte für die Hubkraft an der anzuhebenden Komponente, z.B. einer Form der Formstation 3 auszubilden.
Weiterhin umfassen die Pneumatikeinheiten 8, 9, 10 schematisch dargestellte Sensoren 14 zur Erfassung der Endlage.
Wie in 1 unschwer erkennbar ist, ist es durch die integrierte Bauweise der Pneumatikeinheiten 8, 9, 10 möglich, die Pneumatikeinheit 8, 9, 10 ausgehend von einer Ringleitung 15, gegebenenfalls über eine Stichleitung 16, mit der erforderlichen Druckluft zu versorgen. Durch die integrierte Bauweise ist nur ein Pneumatikanschluss für jede Pneumatikeinheit 8, 9, 10 erforderlich.
Ebenso ist für jede Pneumatikeinheit 8, 9, 10 jeweils nur eine elektrische Leitung 17 erforderlich, die in Form eines mehrpoligen Kabels sowohl die Energieversorgung als auch Signalleitung für das Vorsteuerventil sowie für die Sensoren 14 beinhaltet.
Anhand von 1 ist erkennbar, dass durch die integrierte Bauweise der Pneumatikeinheiten 8, 9, 10 die Anzahl der Leitungen und somit auch die insgesamt benötigte Leitungslänge deutlich reduziert wird. Hierdurch ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile im Hinblick auf die Schmutzempfindlichkeit und die Reinigungsfreundlichkeit. Weiterhin wird die Montage und der Aufbau der Verpackungsmaschine 1 hierdurch erleichtert.
2 zeigt eine Pneumatikeinheit 8, die wie oben ausgeführt lediglich zwei Anschlüsse, einen Pneumatikanschluss 18 und einen elektrischen Anschluss 19 aufweist. Die gesamte Pneumatikeinheit 8 besteht aus einzelnen zusammengefügten Segmenten 20, 21, 22 die das Vorsteuerventil, die Pneumatikzylinder sowie die Verbindungen zwischen diesen beiden Baukomponenten beinhalten. Anhand von
2 ist unschwer erkennbar, dass diese Segmente formschlüssig mit bündiger Oberfläche so zusammengefügt werden können, dass sich insgesamt eine glatte und gut zu reinigende Oberfläche ergibt. Über den Endflansch 23 wird der zylinderseitige mechanische Anschluss hergestellt, während der Endflansch 24 von der Kolbenstange 11 durchsetzt wird.
Weiterhin sind noch Leuchtdioden 25 sowie eine Abluftöffnung 26 vorhanden, die jedoch die vorteilhafte Ausgestaltung der Hubeinheiten mit glatter, bündiger und somit leicht zu reinigender Oberfläche nicht beeinträchtigen. Die Leuchtdioden dienen dazu, Betriebszustände der Pneumatikeinheit 8, z.B. die Ventilschaltstellung oder die Endlage anzuzeigen.
Neben der dargestellten Ausführungsform sind noch weitere Ausgestaltungen der Erfindung möglich. Wesentlich ist die integrierte Bauweise einer Pneumatikeinheit 8 unter Einschluss eines Pneumatikzylinders sowie des zugehörigen Vorsteuerventils, um die oben beschriebenen Vorteile zu erzielen.

1: Verpackungsmaschine
2: Verpackungsfolie
3: Formstation
4: Versiegelungsstation
5: Packgut
6: Verpackung
7: Schneidstation
8: Pneumatikeinheit
9: Pneumatikeinheit
10: Pneumatikeinheit
11: Kolbenstange
12: Kolbenstange
13: Kolbenstange
14: Sensoren
15: Ringleitung
16: Stichleitung
17: elektrische Leitung
18: Pneumatikanschluss
19: elektrischer Anschluss
20: Segment
21: Segment
22: Segment
23: Endflansch
24: Endflansch
25: Leuchtdioden
26: Abluftöffnung

Claims

Verpackungsmaschine mit wenigstens einem Pneumatikantrieb, der einen elektrisch über ein Vorsteuerventil steuerbaren Pneumatikzylinder umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil und der Pneumatikzylinder als integrierte Baueinheit (8, 9, 10) ausgebildet sind.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Baueinheit (8, 9, 10) interne Verbindungsleitungen zwischen Vorsteuerventil und Pneumatikzylinder aufweist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pneumatikeinheit (8, 9, 10) integrierte Sensoren umfasst.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (14) ein Wegmesssystem, ein Näherungssensor und/oder ein Endschalter vorgesehen ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pneumatikleitung wenigstens zwei Druckluftkanäle umfasst.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische und pneumatische Leitung zu einer Mehrfachleitung zusammengefasst sind.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Ringleitung vorgesehen ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Ringleitung vorgesehen ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Leitung ein Multipolkabel vorgesehen ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pneumatikeinheit (8, 9, 10) eine Schnittstelle für einen elektronischen Datenbus umfasst.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drahtloser Datenbus vorgesehen ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Gehäuse für den Hauptzylinder und das Vorsteuerventil vorgesehen ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pneumatikzylinder und das Vorsteuerventil zur Bildung der integrierten Pneumatikeinheit (8) aneinandergefügt sind.
Verpackungsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pneumatikeinheit (8) aneinandergefügte Segmente (20, 21, 22) mit bündigen Oberflächen aufweist.