DE102006050396A1

DE102006050396A1 - Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine mit einem Rapid-Prototyping-Bauteil

Info

Publication number: DE102006050396A1
Application number: DE102006050396A
Authority: DE
Original assignee: CFS Germany GmbH
Current assignee: GEA CFS Germany GmbH
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-04-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine, die ein Bauteil aufweist, das direkt aus Konstruktionsdaten ohne Zerspanvorgänge hergestellt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine.
An derartige Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschinen werden heutzutage immer höhere Hygieneanforderungen gestellt. Beispielsweise ist es wünschenswert, dass diese Maschinen so gestaltet sind, dass sich keine Ablagerungen bilden und/oder, dass bei einer Reinigung der jeweiligen Maschine die Reinigungsflüssigkeit möglichst vollständig abläuft. Dies ist bei den derzeit zum Stand der Technik gehörenden Maschinen oftmals nicht der Fall.
Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine, die ein Bauteil aufweist, das direkt aus Konstruktionsdaten ohne Zerspanungsvorgänge hergestellt ist.
Es war für den Fachmann überaus erstaunlich und nicht zu erwarten, dass mit der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine technische Lösungen möglich sind, die bisher nicht zur Verfügung standen. Die erfindungsgemäße Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine genügt wesentlich höheren Hygienestandards als Maschinen gemäß dem Stand der Technik. Beispielsweise gibt es in Kühlkanälen oder Kanälen, in denen ein Medium wie beispielsweise Gas geführt wird, keine oder nahezu kein Ablagerungen mehr. Des weiteren können Kühlkanäle ohne Sacklöcher und dergleichen hergestellt werden, so dass bei einer Reinigung die Reinigungsflüssigkeit vollständig abläuft.
Erfindungsgemäß weist die erfindungsgemäße Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine ein Bauteil auf, das direkt aus Konstruktionsdaten ohne Zerspan-Umform- oder Gießvorgänge hergestellt worden ist. Derartige Bauteile werden nach dem sogenannten Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt. Bei dem Rapid-Prototyping-Verfahren handelt es sich in der Regel um sogenannte Urformverfahren, die das jeweilige Werkstück schichtweise aus formlosen oder formneutralen Materialien unter Nutzung physikalischer und/oder chemischer Effekte schichtweise aufbauen. Zu dem Verfahren des Rapid-Prototyping gehören unter anderem die Stereolithographie, selektives Lasersintern, Fused Deposition Modelling, Laminated Object Modelling, 3-D-Printing, Conture grafting und Multijet Modelling.
In der Regel wird demnach ein Bauteil schichtweise aufgebaut, in dem auf eine bereits bestehende Schicht lokal an den Stellen, an denen die nächste Schicht aufgebaut werden soll, ein schüttfähiges oder fließfähiges Material aufgetragen und dort verfestigt wird. Die Verfestigung kann beispielsweise durch Aufschmelzen und anschließendes Erstarren aber auch durch Polymerisation und dergleichen erfolgen. Durch diese Verfahren lassen sich beispielsweise Kanäle in beliebiger Form in ein Bauteil einarbeiten, ohne dass diese spanend, beispielsweise Bohren, bearbeitet werden. Dadurch entfallen beispielsweise Sacklöcher oder für die Form des Kanals unnötige Löcher, in denen sich Ablagerungen bilden können. Durch diese Fertigung sind Bauteile teilweise wesentlich einfacher herzustellen und/oder auch beispielsweise wesentlich hygienischer, weil sich keine wie auch immer gearteten Ablagerungen in den Sacklöchern und dergleichen befinden. Des weiteren besteht auch nicht die Gefahr, dass unnötige Bohrungen, die anschließend wieder verschlossen werden müssen, undicht werden und das herzustellende Produkt kontaminieren.
Vorzugsweise weist das Bauteil deshalb Kanäle auf, durch die ein Medium fließt. Besonders bevorzugt ist dieses Medium ein Heiz- und/oder Kühlmedium, mit dem das jeweilige Bauteil entsprechend temperiert wird.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Medium ein Gas, das beispielsweise für den Gasaustausch bei Verpackungen mit einer modifizierten Gasatmosphäre benötigt wird. Die erfindungsgemäßen Bauteile können vorzugsweise auch im Bereich von Vakuumkanälen eingesetzt werden, mit denen beispielsweise die Luftatmosphäre aus den o. g. Verpackungen abgesaugt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Bauteile deshalb vorzugsweise im Bereich der Siegelung von Verpackungsmulden eingesetzt, bei denen eine Deckelfolie auf die Verpackungsmulde gesiegelt wird. Vor dem Versiegeln erfolgt vorzugsweise ein Gasaustausch, wobei unter Vakuum zunächst die Luftatmosphäre aus der Verpackungsmulde herausgesaugt und dann durch eine andere beispielsweise Kohlendioxidsauerstoff oder Stickstoff ersetzt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Bauteil Teil eines sogenannten Slicers, insbesondere Teil des Rotorkopfes einer Lebensmittelaufschneidemaschine, mit der ein Lebensmittelblock in eine Vielzahl von Lebensmittelscheiben aufgeteilt wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 und 2 erläutert. Diese Erläluterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
1 zeigt schematisch eine Form-Füll-Siegel-Verpackungsmaschine.
2 zeigt den Rotorkopf einer Lebensmittelaufschneidemaschine.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine. Eine Unterfolie 42 wird von einer Rolle abgerollt und zunächst mit einem Heizelement 1 erwärmt. Dieses Heizelement ist beispielsweise ein Rapid-Prototyping-Bauteil. Die Erwärmung erfolgt mit elektrischen Mitteln und/oder Wärmaustauschmedien, die jeweils in entsprechenden Kanälen verlaufen, die keinerlei Sacklöcher, Hinterschnitte und dergleichen aufweisen, so dass sich keine Ablagerungen bilden können. Nachfolgend wird die Unterfolie in einer Formstation 43 tiefgezogen. Diese Formstation 43 weist ein Oberwerkzeug 44 und ein Unterwerkzeug 45, das auf einer Auflage 46 angeordnet ist, auf. Wie durch den Doppelpfeil dargestellt, ist die Auflage 46 und damit das Unterwerkzeug 45 vertikal verschiebbar. Sobald die Verpackungsmulden 3 in die Unterfolienbahn 42 eingeformt sind, werden sie mit dem Verpackungsgut 54 befüllt. Anschließend bevor die Verpackungsmulden in die Siegelstation 48 gelangen, werden mittels einer schematisch dargestellten Stanze 56 Löcher in die Unterfolie gestanzt, die für den Gasaustausch in der Verpackung innerhalb der Siegelstation benötigt werden. In der Siegelstation 48 wird eine Oberfolie 55 auf die Unterfolie 42 gesiegelt und somit die Verpackungen geschlossen. In dem vorliegenden Fall wird auch die Oberfolie mittels eines Heizelementes 1 aufgewärmt und sodann mittels des Tiefziehwerkzeuges 44 tiefgezogen. Diese Tiefziehung kann dazu dienen, einen gewölbten Deckel für die Verpackungen zur Verfügung zu stellen. Die Tiefziehung kann jedoch auch dazu dienen die Oberfolie schrumpffähig zu machen. Auch die Siegelstation weist ein Oberwerkzeug 49 und ein Unterwerkzeug 50 auf, die beim Siegeln gegeneinander gepresst werden. In dem Oberwerkzeug 49 befindet sich ein Siegelrahmen, der ebenfalls mittels eines Heizelementes beheizt wird. Auch das Heizelement 1, der Gasaustausch in der Verpackungsmulde, sowie die Siegelung kann Teile aufweisen, die durch Rapid-Prototyping gefertigt sind, deren Vorzüge weiter oben beschrieben sind. Die nunmehr geschlossenen Verpackungen werden abschließend in einer Schneidstation 51 vereinzelt. Die Querschneidung der Schneidstation weist ebenfalls ein Oberwerkzeug 52 und ein Unterwerkzeug 53 auf, wobei das Unterwerkzeug 53 wiederum vertikal verschiebbar ist.
2 zeigt den Schneidkopf einer Aufschneidemaschine zum Abtrennen von Lebensmittelscheiben von einem Lebensmittelriegel, der vollständig aus Metall gefertigt ist. Das Messer 7 zerschneidet den Lebensmittelriegel (nicht dargestellt) in der Schneidebene 15. Das Messer 1 ist an der Nabe 8 angebracht, beispielsweise angeschraubt, die mittels der Lagerung 9 auf der Achse 4 drehbar gelagert ist. An der Nabe 8 ist ein Zahnriemenrad 19 angeordnet, dass über einen Zahnriemen 18 mit einem Zahnriemenrad 6 zusammen wirkt, das wiederum auf der Antriebswelle 10 des Messers angeordnet ist. Der Schneidkopf weist in dem vorliegenden Fall eine Temperierung auf, die durch die Kanäle 11 und 12 skizziert ist und mit der die Lager, die Welle 10, insbesondere jedoch die Lager 9, 21 und/oder die Achse 4 temperiert werden. Durch die Kanäle kann während des Anfahrens beispielsweise warmes Wasser zirkuliert werden, um das Anfahren zu erleichtern. Nach dem Anfahren wird durch die Kanäle 11, 12 dann Kühlwasser zirkuliert, um ein unzulässiges Aufheizen des Messers zu vermeiden, wodurch sich die Schneidleistung und die Schneidqualität des Schneidkopfes vermindern würde. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Schneidkopf immer geheizt oder immer gekühlt wird. Der Schneidkopf, insbesondere jedoch der Teil, der die Kanäle 11, 12 beinhaltet, ist mit einem Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt. Dadurch weisen die Kanäle, 11, 12 keine Sacklöcher und das Bauteil insgesamt keine Bohrungen auf, die nach der Herstellung der Kanäle 11, 12 wieder verschlossen werden müssen. Dadurch wird die Hygiene und die Sicherheit der Lebensmittelaufschneidemaschine erhöht.

1: Heizelement
2: Gehäuse
3: Verpackungsmulde
4: Achse
5: Welle
6: Zahnriemenrad
7: Messer
8: Nabe, Welle
9: Kugellager, Lagerung
10: Welle
11: Kanal
12: Kanal
15: Schneidebene
18: Zahnriemen
19: Zahnriemenrad
42: Unterfolienbahn, Folienbahn
43: Formstation
44: Oberwerkzeug der Formstation
45: Unterwerkzeug der Formstation
46: Auflage des Unterwerkzeuges der Formstation
48: Siegelstation
49: Oberwerkzeug der Siegelstation
50: Unterwerkzeug der Siegelstation
51: Schneidstation
52: Oberwerkzeug der Schneidstation
53: Unterwerkzeug der Schneidstation
54: Verpackungsgut
55: Oberfolie
56: Stanze
A: Abstand zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug

Claims

Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine (4), dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Bauteil aufweist, das direkt aus Konstruktionsdaten ohne Zerspanungsvorgänge hergestellt ist.
Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil Kanäle aufweist, durch die ein Medium fließt.
Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine (4), nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Heiz- oder ein Kühlmittel ist.
Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine (4), nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil im Bereich der Siegelung von Verpackungsmulden einsetzbar ist.
Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine (4), nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil Teil des Rotorkopfes einer Lebensmittelaufschneidemaschine ist.