DE102006020360A1

DE102006020360A1 - Siegelstation einer Verpackungsmaschine

Info

Publication number: DE102006020360A1
Application number: DE102006020360A
Authority: DE
Inventors: Hans Günter DONGES; Frank Michel; Bruno Baumeister
Original assignee: CFS Germany GmbH
Current assignee: GEA CFS Germany GmbH
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-08-16
Also published as: WO2007090571A2; WO2007090571A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Siegelstation einer Verpackungsmaschine, in der eine Oberfolie auf eine Unterfolie gesiegelt wird, mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, wobei zumindest das Unterwerkzeug mit einem Hubsystem vertikal von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt verschiebbar ist, einer Siegelplatte und Längsdüsen zur Durchführung eines Gasaustausches zwischen Ober- und Unterfolie, wobei ein Teil der Längsdüse zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug angeordnet und als Flachdüse ausgeführt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Siegelstation einer Verpackungsmaschine, in der eine Oberfolie auf eine Unterfolie gesiegelt wird, mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, wobei zumindest das Unterwerkzeug mit einem Hubsystem vertikal von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt verschiebbar ist, einer Siegelplatte und Längsdüsen zur Durchführung eines Gasaustauschs zwischen Ober- und Unterfolie, wobei ein Teil der Längsdüse zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug angeordnet und als Flachdüse ausgeführt ist.

Lebensmittel werden heutzutage oftmals in Kunststoffverpackungen dargeboten, die aus einer Verpackungsmulde bestehen, in die die Lebensmittel eingefüllt und die sodann in einer Siegelstation mit einer Oberfolie versiegelt werden. Derartige Verpackungen werden auf dem Fachmann bekannten Form-Füll-, Siegelmaschinen oder sogenannten Tray-Sealern hergestellt. Um die Haltbarkeit und/oder die Ansehnlichkeit dieser Lebensmittel zu erhöhen, erfolgt in der Regel vor oder während des Anbringens der Oberfolie auf die Verpackungsmulde ein Austausch des Gases in der Verpackungsmulde. Dabei wird die vorhandene Luft aus der Verpackungsmulde mittels Vakuum herausgesaugt und anschließend durch ein Austauschgas, beispielsweise Stickstoff, aber auch Sauerstoff, ersetzt. Nach dem Gasaustausch wird die Verpackungsmulde mit der Oberfolie verschlossen. Gemäß dem Stand der Technik erfolgte der Gasaustausch bisher durch Löcher, die in die Oberfolie gestanzt wurden. Diese Vorgehensweise hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, weil die gestanzte Folie als Abfall entsorgt werden musste, der Gasaustausch vergleichsweise lang dauert und trotzdem relativ unvollständig ist.

Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siegelstation zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe mit einer Siegelstation einer Verpackungsmaschine, in der eine Oberfolie auf eine Unterfolie gesiegelt wird, mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, wobei zumindest das Unterwerkzeug mit einem Hubsystem vertikal von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt verschiebbar ist, einer Siegelplatte und Längsdüsen zur Durchführung eines Gasaustauschs zwischen Ober- und Unterfolie, wobei ein Teil der Längsdüse zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug angeordnet und als Flachdüse ausgeführt ist.

Es war für den Fachmann überaus erstaunlich und nicht zu erwarten, dass bei der erfindungsgemäßen Siegelstation eine schmalere Oberfolie als bei Siegelstationen gemäß dem Stand der Technik verwendet werden kann, weil die Ober- und/oder die Unterfolie nicht mehr gelocht wird. Der Gasaustausch erfolgt bei der erfindungsgemäßen Siegelstation deutlich schneller und deutlich exakter als bei Siegelstationen gemäß dem Stand der Technik.

Die erfindungsgemäße Siegelstation ist vorzugsweise Teil einer Verpackungsmaschine, bei in eine Unterfolie eine Verpackungsmulde eingeformt, diese Verpackungsmulde mit einem Verpackungsgut, beispielsweise Lebensmitteln befüllt und auf die Verpackungsmulde anschließend eine Deckelfolie gesiegelt wird. Der Transport der Unterfolie erfolgt dabei vorzugsweise taktweise entlang der Verpackungsmaschine.

Die erfindungsgemäße Siegelstation besteht aus einem Unter- und einem Oberwerkzeug, zwischen denen eine Folienbahn mit den darin tiefgezogenen Verpackungsmulden und eine Oberfolie geführt wird. Die Oberfolie wird in der Siegelstation mit einer Siegelplatte an die Unterfolie gesiegelt. Vor dem Siegeln erfolgt ein zumindest teilweiser Austausch des Gases in der Verpackungsmulde. Dafür wird zunächst einmal mittels Vakuum die in der Verpackungsmulde vorhandene Luft aus der Verpackungsmulde herausgesaugt. Anschließend oder gleichzeitig erfolgt eine Rückbegasung der Verpackungsmulde mit dem gewünschten Austauschgas, beispielsweise Stickstoff, um die Haltbarkeit des Lebensmittels zu erhöhen, aber auch Sauerstoff, um beispielsweise die rötliche Farbe von rohem Hackfleisch, zu bewahren. Dieser Gasaustausch erfolgt erfindungsgemäß mit einer Längsdüse, die parallel zur Laufrichtung der Folien angeordnet ist, wobei ein Teil der Längsdüse zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug angeordnet und dieser Teil als Flachdüse ausgeführt ist. Die erfindungsgemäße Siegelstation eignet sich auch für Vakuumverpackungen. Bei dieser Ausführungsform wird lediglich die vorhandene Luft aus der Verpackungsmulde herausgesaugt und diese dann mit einer Deckelfolie verschlossen.

Eine Flachdüse im Sinne der Erfindung ist eine Düse, deren Erstreckung in Laufrichtung der Folienbahn um ein Vielfaches größer ist als in den Richtungen senkrecht zur Folientransportrichtung, insbesondere in vertikaler Richtung. Vorzugsweise erstreckt sich die Flachdüse im wesentlichen über die gesamte Längserstreckung des Ober- und Unterwerkzeugs zumindest jedoch über dessen innere Abmessungen. Weiterhin weist die Flachdüse vorzugsweise Flächen auf, die dichten mit dem Ober- und/oder dem Unterwerkzeug zusammenwirken.

Vorzugsweise ist die Längsdüse am Rahmen des Hubsystems angeordnet. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siegelstation hat den Vorteil, dass die Siegelstation innerhalb der Verpackungsmaschine verschieblich angeordnet sein kann und ihre Lage somit optimal an den jeweiligen Verpackungsherstellungsprozess anpaßbar ist.

Vorzugsweise ist die Längsdüse an einer Aufnahme angeordnet.

Weiterhin bevorzugt ist die Längsdüse vorzugsweise schwenkbar angeordnet, so dass ihre Lage an die jeweiligen Unter- bzw. Oberwerkzeuge und/oder an die jeweils zu verarbeitenden Unter- bzw. Oberfolien selbstständig anpaßbar ist.

Vorzugsweise weist die Längsdüse sowohl einen Gas- als auch einen Vakuumanschluß auf, so dass mit ihr Luft aus der jeweiligen Verpackungsmulde herausgezogen und sodann ein Austauschgas in die Verpackungsmulde eingeblasen werden kann.

Vorzugsweise weist die Düse eine Vielzahl von Öffnungen auf, um einen möglichst gleichmäßigen Gasstrom durch die Verpackungsmulde zu erzielen.

Vorzugsweise ist rechts und links der Folienbahn jeweils eine Längsdüse angeordnet.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist zwischen die Aufnahmen ein Überbrückungsmittel manuell oder automatisch einführbar, so dass eine Verbindung zwischen den rechts und links der Folien angeordneten Aufnahmen besteht. Diese Aufnahmen und die damit verbundenen Vakuum- bzw. Gaskanäle können sodann an einen Reinigungskreislauf angeschlossen und dadurch gereinigt und/oder desinfiziert werden. Diese bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass der Druckverlust der Düsen nicht ansteigt die Hygiene der Siegelstation erheblich verbessert werden kann, was sich insbesondere positiv auf die Haltbarkeit der verpackten Lebensmittel auswirkt.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Siegelstation für die Reinigung an eine Reinigungsstation angeschlossen werden, die vorzugsweise mobil ist. Mit dieser Reinigungsstation wird eine Reinigungs- und/oder Desinfektionsflüssigkeit durch die Vakuum- bzw. Gaskanäle und die Aufnahmen gepumpt. Nach der Reinigung erfolgt vorzugsweise eine Trocknung der gereinigten Leitungen bzw. Aufnahmen um zu verhindern, dass die Flüssigkeit in die herzustellende Verpackung gelangt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Siegelstation einer Verpackungsmaschine, in der eine Oberfolie auf eine Unterfolie gesiegelt wird, mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, wobei zumindest das Unterwerkzeug mit einem Hubsystem vertikal von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt verschiebbar ist und die Oberfolie von einer Folienrolle abgezogen wird, wobei die Folienrolle neben der Siegelstation angeordnet ist.

Es war für den Fachmann überaus erstaunlich und nicht zu erwarten, dass es bei der erfindungsgemäßen Siegelstation sehr einfach möglich ist, das Ober- bzw. das Unterwerkzeug auszutauschen.

Vorzugsweise ist oberhalb der Folienrolle eine Spannvorrichtung angeordnet, mit der die Oberfolie immer auf einer gewissen Spannung gehalten wird. Die Anordnung der Spannvorrichtung oberhalb der Rolle hat den Vorteil, dass die Zugänglichkeit zu der Verpackungsmaschine durch die Spannvorrichtung möglichst nicht beeinträchtigt wird.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Siegelstation eine Schwenkachse auf, entlang derer das Oberwerkzeug von einer horizontalen in eine im Wesentlichen vertikale Stellung und umgekehrt bringbar ist. Diese Schwenkachse ist vorzugsweise quer zur Transportrichtung der Folienbahn angeordnet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 7 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Erläuterungen gelten für beide erfindungsgemäße Siegelstationen gleichermaßen.
1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siegelstation.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siegelstation.
3 zeigt eine Ausführungsform der Längsdüse.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Längsdüse.
5 zeigt das Überbrückungsmittel.
6 zeigt den Reinigungskreislauf der erfindungsgemäßen Siegelstation.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siegelstation.
1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siegelstation, die ein Unterwerkzeug 3 und ein Oberwerkzeug 4 aufweist. Zwischen dem Oberwerkzeug 4 und dem Unterwerkzeug 3 wird die Unterfolie 9, in die die Verpackungsmulden (nicht dargestellt) eingeformt sind, und die Oberfolie 10, die an die Unterfolie gesiegelt wird. Die Unterfolie wird taktweise mit der Endloskette 21 entlang der Verpackungsmaschine transportiert. Wie durch die beiden Doppelpfeile dargestellt, sind sowohl das Unterwerkzeug 3 als auch das Oberwerkzeug 4 vertikal verschieblich an der Siegelstation angeordnet. In dem Oberwerkzeug 4 ist eine Siegelplatte 5 angeordnet, mit der die eigentliche Siegelung der Oberfolie an die Unterfolie erfolgt. Dafür ist die Siegelplatte zumindest teilweise beheizbar und kann gegen das Unterwerkzeug gedrückt werden, um den für die Siegelung benötigten Druck zu erzeugen. Des weiteren weist die Siegelplatte 5 gegebenenfalls Bohrungen 17 auf, durch die eine Kühlflüssigkeit zirkuliert werden kann, um zu vermeiden, dass sich die gesamte Siegelplatte erwärmt, was insbesondere bei der Verarbeitung von schrumpffähigen Oberfolien negativ ist. Rechts und links der Folien 9, 10 ist jeweils eine Längsdüse 6 angeordnet, die sich längs der Transportrichtung der Folie (in die Papierebene) erstreckt. Die Längsdüse weist jeweils an ihrem vorderen Ende eine Flachdüse 6' auf, die zwischen der Unterfolie 9 und der Oberfolie 10 angeordnet ist. Die Flachdüse wird zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug eingespannt. Im Oberwerkzeug im Bereich der Flachdüse ist eine Dichtung 20 angeordnet, um ein entsprechendes Vakuum in dem Siegelwerkzeug aufbauen zu können bzw. um zu vermeiden, dass das Austauschgas aus dem Siegelwerkzeug entweicht. An dem der Flachdüse 6' gegenüberliegenden Ende ist die Längsdüse mit einer Längsdüsen-Aufnahme 7 verbunden, die drehbar an der Siegelstation, vorzugsweise an dem Hubsystem, das das Unterwerkzeug bzw. das Oberwerkzeug vertikal bewegt, angeordnet ist. An der Längsdüsen-Aufnahme 7 sind ebenfalls die Vakuumanschlüsse 1 und die Gasanschlüsse 2 angeordnet, durch die Luft durch die Düse 6 und die Längsdüsen-Aufnahme 7 abgesaugt bzw. das Austauschgas in die Verpackungsmulde einblasbar ist. Der Gasstrom kann so geführt werden, dass an einer oder beiden Längsdüsen-Aufnahmen Vakuum anliegt oder das durch eine oder beide Längsdüsen-Aufnahmen Austauschgas in die Verpackungsmulde einblasbar ist. Es ist auch denkbar, dass an einer Längsdüsen-Aufnahme Vakuum anliegt, während durch die andere Aufnahme das Austauschgas geführt wird.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siegelstation. In dem vorliegenden Fall erstrecken sich die Vakuum bzw. Gasaustauschkanäle von der Längsdüse über das Oberwerkzeug in die Flachdüse. Ansonsten wird auf die Ausführungen gemäß 1 Bezug genommen.
3 zeigt eine Ausführungsform der Flachdüse 6', die sich in dem vorliegenden Fall vom rechten bis zum linken Ende des Oberwerkzeugs 4 bzw. Unterwerkzeugs 3 erstreckt und eine Vielzahl von Gaseintritts- bzw. Gasaustrittskanälen 6.1 aufweist.
Die Flachdüse erstreckt sich längs der Transportrichtung der Ober- bzw. Unterfolie 9, 10, die in dem vorliegenden Fall von rechts nach links erfolgt. Durch die Vielzahl von Gaseintritts- bzw. Gasaustrittskanälen 6.2 ist es möglich, eine vergleichsweise gleichmäßige Gasströmung durch die Verpackungsmulde quer zur Transportrichtung der Folienbahnen zwischen den beiden Folienbahnen zu erzielen. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Ausdehnung der Flachdüse 6' in der Folientransportrichtung ein Vielfaches der Ausdehnung der anderen Ausdehnungen, insbesondere der vertikalen Ausdehnung beträgt. Die Flachdüse 6' wird zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug eingespannt.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Flachdüse, die sich in dem vorliegenden Fall nur bis zur inneren Begrenzung des Oberwerkzeugs 4 erstreckt und rechts und links eine Rampe 19 aufweist, entlang derer die Oberfolie 10, die mittels der Rolle 18 auf die Ebene der Unterfolie 9 gebracht wird, entlang läuft. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass eine bessere Abdichtung der beiden Werkzeuge zueinander erzielbar ist.
5 zeigt das Überbrückungsmittel 13, das zwischen den beiden Längsdüsen-Aufnahmen 7 angeordnet werden kann, um diese zu Reinigungszwecken kurz zu schließen.
In 6 ist der Reinigungskreislauf zur Reinigung der Gaskanäle 2 bzw. der Vakuumkanäle 1 sowie der Längsdüsen-Aufnahmen 7 dargestellt. Die Längsdüsen-Aufnahmen 7 sind durch das Überbrückungsmittel 13 miteinander verbunden. An die Vakuumkanäle 1 bzw. die Gasaustauschkanäle 2 ist ein Reinigungswagen 11 angeschlossen, mit dem Reinigungsflüssigkeit via des Ventilblocks 12, durch die Vakuumkanäle 1 bzw. die Gasaustauschkanäle 2 sowie die Aufnahmen 7 und das Überbrückungsmittel 13 zu Reinigungszwecken zirkuliert werden kann. Nach der Zirkulation des Reinigungsmittels kann Luft durch die jeweiligen Kanäle geblasen werden, um sicherzustellen, dass sich keine Reinigungsflüssigkeit mehr in den Kanälen bzw. in den Längsdüsen-Aufnahmen befindet, wenn die eigentliche Produktion der Verpackungen wieder beginnt. Die Reinigung der Kanäle bzw. der Aufnahmen erfolgt in regelmäßigen Abständen. Das Überbrückungsmittel 13 kann manuell oder maschinell, d. h. automatisiert, zwischen den Längsdüsen-Aufnahmen 7 angeordnet werden.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Siegelstation. Erfindungsgemäß ist die Rolle 15, von der die Oberfolie 10 abgezogen wird, bezogen auf die Transportrichtung der Unter- bzw. Oberfolie, die durch den Pfeil dargestellt ist, neben dem Oberwerkzeug 4 angeordnet. Dadurch ist dieses von oben frei zugänglich und kann entweder leicht abgehoben oder wie dargestellt, um die Schwenkachse 16 von einer horizontalen in eine vertikale Lage überführt werden. Danach kann das Unterwerkzeug sehr leicht entweder manuell oder mittels eines Krans zu Austauschzwecken entnommen werden, ohne dass diese Entnahme durch die gemäß dem Stand der Technik über der Siegelstation befindliche Folienrolle behindert wird.

1: Vakuumanschluss
2: Gasanschluss
3: Siegelunterteil
4: Siegeloberteil
5: Siegelplatte
6: Seitliche Längsdüse
6': Flachdüse
6.1: Gasein- bzw. Gasauslässe der Flachdüse
7: Längsdüsen-Aufnahme
8: Drehbar
9: Unterfolie
10: Oberfolie
11: Reinigungswagen
12: Vakuum Ventilblock
13: Längsdüsendummy, Überbrückungsmittel
14: Reinigungskreislauf
15: Folienrolle
16: Schwenkachse
17: Kanäle in der Siegelplatte
18: Rolle
19: Rampe
20: Dichtung
21: Folientransportkette

Claims

Siegelstation einer Verpackungsmaschine, in der eine Oberfolie (10) auf eine Unterfolie (9) gesiegelt wird, mit einem Oberwerkzeug (4) und einem Unterwerkzeug (3), wobei zumindest das Unterwerkzeug mit einem Hubsystem vertikal von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt verschiebbar ist, einer Siegelplatte (5) und Längsdüsen (6) zur Durchführung eines Gasaustauschs zwischen Ober- und Unterfolie, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (6') der Längsdüse (6) zwischen dem Ober- (4) und dem Unterwerkzeug (3) angeordnet und als Flachdüse ausgeführt ist.
Siegelstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsdüse (6) am Rahmen des Hubsystems angeordnet ist.
Siegelstation nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsdüse (6) an einer Aufnahme (7) vorgesehen ist.
Siegelstation nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsdüse (6) schwenkbar vorgesehen ist.
Siegelstation nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsdüse (6) mindestens einen Gas- (2) und/oder mindestens einen Vakuumanschluß (1) aufweist.
Siegelstation nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Aufnahmen (7) ein Überbrückungsmittel (13) einfügbar ist.
Siegelstation nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (7) an einen Reinigungskreislauf (14) anschließbar ist.
Siegelstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungskreislauf mit einer Reinigungsstation (11) verbindbar ist.
Siegelstation nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse eine Vielzahl von Auslässen (6.1) aufweist.
Siegelstation einer Verpackungsmaschine, in der eine Oberfolie (10) auf eine Unterfolie (9) gesiegelt wird, mit einem Oberwerkzeug (4) und einem Unterwerkzeug (3), wobei zumindest das Unterwerkzeug mit einem Hubsystem vertikal von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt verschiebbar ist und die Oberfolie (10) von einer Folienrolle (15) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienrolle (15) neben der Siegelstation angeordnet ist.
Siegelstation nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Oberfolienspannvorrichtung (16) aufweist, die zumindest teilweise oberhalb der Folienrolle (15) angeordnet ist.
Siegelstation nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (4) eine Schwenkachse (16) aufweist.