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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit einer Tiefziehstation, einer Siegelstation und/oder einer Schneideinrichtung, wobei mindestens eine dieser Stationen oder die Schneideinrichtung einen Hubtisch mit einer Hubeinrichtung aufweisen.
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Derartige Verpackungsmaschinen sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 103 27 092 A1 bekannt und werden meist als sogenannte „Form-Fill-Seal-Verpackungsmaschinen“ bezeichnet. Vorzugsweise handelt es sich um Tiefziehautomaten oder um Traysealer. Derartige Verpackungsmaschinen werden in unterschiedlichsten Bereichen, beispielsweise zur Verpackung von Lebensmitteln aber auch zur Verpackung von Medizinartikeln eingesetzt, wobei für die Verpackung von Medizinartikeln völlig andere Hygienevorschriften gelten als bei der Lebensmittelverpackung. Im Übrigen Im Übrigen werden die gattungsgemäßen Verpackungsmaschinen in Betrieben mit unterschiedlichen Energieversorgungen eingesetzt. Teilweise ist ein Druckluftsystem vorhanden, teilweise aber nur elektrische Energie vorhanden.
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Es besteht seit langem deshalb ein Bedarf, eine Verpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, die an die unterschiedlichsten Anforderungen schnell anpassbar bzw. schnell umrüstbar ist.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einer Verpackungsmaschine gemäß Patentanspruch 1.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von einem Verpackungsgut in einer Kunststofffolie. Die Verpackung weist in der Regel eine tiefgezogene Verpackungsmulde auf, die mit dem Verpackungsgut befüllt und dann mit einem Deckel, insbesondere einer Deckelfolie verschlossen wird. Der Deckel wird in der Regel an die Verpackungsmulde gesiegelt. Vor dem Versiegeln kann in der Verpackungsmulde ein Gasaustausch vorgenommen werden. Die Deckelfolie kann ebenfalls tiefgezogen sein.
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Meist werden die Verpackungsmulden in einer Tiefziehstation in eine ebene Folienbahn eingeformt. Diese Folienbahn wird entlang der Verpackungsmaschine, vorzugsweise taktweise transportiert. Danach wird die Verpackungsmulde befüllt und anschließend in einer Siegelstation mit einer Deckelfolie verschlossen. Die so fertiggestellte Verpackung wird danach in einer Schneideinrichtung vereinzelt.
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Die Tiefziehstation, die Siegelstation und/oder die Schneideinrichtung weisen jeweils oder zumindest teilweise gemeinsam eine Hubeinrichtung auf, mit der das jeweilige Unterwerkzeug, das sich vorzugsweise unterhalb der Folienbahn, aus der die Verpackungsmulde hergestellt wird, befindet, angehoben und abgesenkt wird, um beispielsweise den Weitertransport der in die Folienbahn eingeformten Verpackungsmulden zu ermöglichen.
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Diese Hubeinrichtung ist nun erfindungsgemäß so vorgesehen, dass sie mit zwei unterschiedlichen Antrieben betreibbar ist, wobei zum Betrieb der Hubeinrichtung aber nur einer von beiden Antrieben benötigt wird. Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine hat den Vorteil, dass sie sehr flexibel einsetzbar und bedarfsweise um- bzw. nachrüstbar ist. In der Regel muss nur der Antrieb ausgewechselt und die Energieversorgung und gegebenenfalls die Maschinensteuerung an den neuen Antrieb angepasst werden.
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Vorzugsweise ist der Antrieb ein Pneumatikzylinder oder ein Elektrolinearzylinder. Vorzugsweise sind die Grundkörper der Zylinder zumindest nahezu baugleich, d. h. sie weisen jeweils ähnliche dieselben Einbaumaße und/oder Befestigungsmittel auf. Diese bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass der Wechsel zwischen den beiden Antrieben ohne jegliche Anpassung erfolgen kann.
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Vorzugsweise weist der Elektrolinearzylinder eine Servoansteuerung auf. Dadurch kann er in jede beliebige Stellung gefahren werden. Er kann beispielsweise so betrieben werden, dass ein vorzugsweise vorhandenes Kniehebelsystem durchgedrückt wird oder nicht. Des Weiteren kann der Elektrolinearzylinder auf seinem Weg von der einen in die andere Stellung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden. Vorzugsweise wird mit dem Elektrolinearzylinder ein Foliendickenausgleich realisiert, indem die Position der oberen Endstellung an die Dicke der verwendeten Folienbahn einstellbar angepasst wird.
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Vorzugsweise sind auch die Anschlussleitungen für die Antriebsenergie und für die Steuer- und Feedback-Signale sowie die Steuerung/Regelung der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine so vorkonfiguriert, dass sie sowohl mit einem Pneumatik- als auch mit einem Elektrolinearzylinder betreibbar ist.
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Vorzugsweise weist die Hubeinrichtung mindestens ein Kniehebelsystem auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Antrieb zwischen einer Abstützung und einem Hubtisch vorgesehen. Der Antrieb hebt und senkt den Hubtisch unmittelbar.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform greift der Antrieb direkt oder indirekt an dem Kniehebelsystem an. Dieses Kniehebelsystem wird von dem Antrieb gestreckt und gebeugt und hebt und senkt somit den Hubtisch.
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Vorzugsweise ist die Kolbenstange des Zylinders ortsfest vorgesehen, d. h. sie bewegt sich nicht. Der Zylinder ist besonders bevorzugt an dem Hubtisch angeordnet und bewegt sich mit diesem auf und ab.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hubeinrichtung ein Adaptermittel, beispielsweise eine Adapterplatte auf. Mit diesem Adaptermittel ist der Zylinder des jeweiligen Antriebs mit der Hubeinrichtung, insbesondere dem Hubtisch, verbindbar.
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In der Regel weisen insbesondere die Tiefziehstation und/oder die Siegelstation ein Oberwerkzeug auf, das besonders bevorzugt oberhalb der Folienbahn, aus der die Verpackungsmulde hergestellt wird, angeordnet ist. Dieses Oberwerkzeug wird ebenfalls von der Hubeinrichtung, die das Unterwerkzeug anhebt und absenkt, vertikal bewegt.
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Vorzugsweise wird die gesamte Hubeinrichtung in den Rahmen der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine eingehängt und ist besonders bevorzugt innerhalb der Verpackungsmaschine parallel zur Transportrichtung der Folienbahn verschieblich vorgesehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1-3 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
- 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine
- 2 zeigt die Hubeinrichtung mit Pneumatikantrieb
- 3 zeigt die Hubeinrichtung mit einem Elektrolinearzylinder
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1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1, die eine Tiefziehstation 2, eine Füllstation 7 sowie eine Siegelstation 19 aufweist. Eine Kunststofffolienbahn 8, die sogenannte Unterbahn, wird von einer Vorratsrolle abgezogen und, vorzugsweise taktweise, entlang der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine von rechts nach links transportiert. Bei einem Takt wird die Folienbahn um eine Formatlänge weitertransportiert. Dafür weist die Verpackungsmaschine zwei Transportmittel (nicht dargestellt), in dem vorliegenden Fall jeweils zwei Endlosketten auf, die rechts und links von der Folienbahn angeordnet sind. Jede Endloskette weist Haltemittel auf, die jeweils die Kanten der Folienbahn zusammenwirken. Sowohl am Anfang als auch am Ende der Verpackungsmaschine ist für jede Kette jeweils mindestens ein Zahnrad vorgesehen, um das die jeweilige Kette umgelenkt wird. Mindestens eines dieser Zahnräder ist angetrieben. Die Zahnräder im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich können miteinander, vorzugsweise durch eine starre Achse, verbunden sein. Jedes Transportmittel weist eine Vielzahl von Klemmmitteln auf, die die Unterfolie 8 im Einlaufbereich klemmend ergreifen und die Bewegung des Transportmittels auf die Unterfolie 8 übertragen. Im Auslaufbereich der Verpackungsmaschine wird die klemmende Verbindung zwischen dem Transportmittel und der Unterfolie wieder gelöst. In der Tiefziehstation 2, die über ein Oberwerkzeug 3 und ein Unterwerkzeug 4 verfügt, das die Form der herzustellenden Verpackungsmulde aufweist, werden die Verpackungsmulden 6 in die Folienbahn 8 eingeformt. Das Unterwerkzeug 4 ist auf einem Hubtisch 5 angeordnet, der, wie durch den Doppelpfeil symbolisiert wird, vertikal verstellbar ist. Vor jedem Folienvorschub wird das Unterwerkzeug 4 abgesenkt und danach wieder angehoben. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die Verpackungsmulden dann in der Füllstation 7 mit dem Verpackungsgut 16 gefüllt. In der sich daran anschließenden Siegelstation 19, die ebenfalls aus einem Oberwerkzeug 12 und einem vertikal verstellbaren Unterwerkzeug 11 besteht, wird eine Oberfolie auf die Verpackungsmulde gesiegelt. Auch in der Siegelstation werden das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug vor und nach jedem Folientransport abgesenkt bzw. angehoben. Auch die Oberfolie 14 kann in Transportmitteln geführt sein bzw. von Transportketten transportiert werden, wobei sich diese Transportmittel dann nur von der Siegelstation und ggf. stromabwärts erstrecken. Ansonsten gelten die Ausführungen, die zu dem Transportmitteln der Unterfolie gemacht wurden. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden auch die fertiggestellten Verpackungen vereinzelt, was mit dem Schneidwerkzeug 27 erfolgt. Das Schneidwerkzeug 27 ist in dem vorliegenden Fall ebenfalls mit einer Hubeinrichtung 9 anhebbar bzw. absenkbar.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Verpackungsmaschine, insbesondere die Hubeinrichtung, so gestaltet ist, dass sie sowohl mit Pneumatik- als auch mit Elektrolinearzylindern antreibbar ist. Dafür weist die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine insbesondere Hubeinrichtungen 9 auf, die mit einem Pneumatik- 26 oder Elektrolinearzylinder 25 betreibbar ist.
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2 zeigt eine Hubeinrichtung mit einem Pneumatikzylinder 26 . Die Hubeinrichtung weist zwei Querträger 17 (nur einer sichtbar), an denen jeweils zwei Führungsstangen 22 angeordnet sind. An ihren oberen Enden weisen die Führungsstangen 22 Verbindungsmittel 18 auf, mit denen die Hubeinrichtung mit dem Rahmen der Verpackungsmaschine verbunden wird. In dem vorliegenden Fall sind an den Verbindungsmitteln 18 Auflagemittel 10 vorgesehen, die auf dem Rahmen aufliegen, so dass die Hubeinrichtung 9 entlang des Rahmens der Verpackungsmaschine verschiebbar ist. Des Weiteren weist die Hubeinrichtung 9 einen Hubtisch 5 auf, auf dem das jeweilige Werkzeug 4, 11 angeordnet ist. Unterhalb des Hubtischs 5 ist in dem vorliegenden Fall eine Trägerplatte 28 vorgesehen, die aber nicht notwendigerweise vorhanden sein muss. Der Hubtisch 5 und hier die Trägerplatte 28 werden von einem Pneumatikzylinder 26 und einer Kolbenstange 29 auf- und abbewegt. Dafür ist der Pneumatikzylinder über die Trägerplatte 28 mit dem Hubtisch 5 verbunden. Die Kolbenstange stützt sich an einer Abstützung 23, hier einer Traverse, die senkrecht zu den Querträgern 17 angeordnet und mit diesen verbunden ist, ab. In dem vorliegenden Fall ist die Kolbenstange 29 ortsfest vorgesehen und der Zylinder 26 bewegt sich gemeinsam mit dem Hubtisch 5 auf und ab. Der Zylinder 26 ist mit einer Adapterplatte 20 an der Trägerplatte 28 angeordnet. Die Adapterplatte 20 stellt in dem vorliegenden Fall sicher, dass die Hubeinrichtung 9 sowohl mit einem Pneumatik als auch mit einem Elektrolinearzylinder verbindbar ist. Bevorzugt sind die Anschlussmaße beider Zylinder jedoch so, dass die Hubeinrichtung mit beiden Zylindern verbindbar ist, ohne dass ein Adaptermittel benötigt wird. Der Fachmann versteht, dass bei manchen Hubeinrichtungen die Trägerplatte 28 nicht benötigt wird oder einstückig mit dem Hubtisch 5 vorgesehen ist. Alternativ wirkt der Pneumatikzylinder nicht direkt auf die Trägerplatte 28, sondern indirekt über ein Kniehebelsystem 21. Dafür ist der Pneumatikzylinder 26 über eine Adapterplatte 20 mit den Lagerstellen 33 an das Kniehebelsystem 21 drehbar angeschlossen. Das Kniehebelsystem 21 ist zwischen der Trägerplatte 28 und den Querträgern 17 angeordnet ist außerdem ein Kniehebelsystem 21 vorgesehen, das von dem Pneumatikantrieb von einer gestreckten (obere Position des Hubtisches 5) in eine geknickte Stellung (untere Stellung des Hubtisches 5) überführt wird. Das Kniehebelsystem besteht aus vier Einzelelementen, die jeweils in den Ecken der Trägerplatte 28 angeordnet sind und jeweils aus einem oberen Hebel 21', und einem unteren Hebel 21" und einem mittleren Hebel 21" bestehen. Der obere Hebel 21' ist sind jeweils mit einem Ende drehbar an der Trägerplatte 28 und mit dem anderen Ende drehbar an dem unteren Hebel 21" gelagert. Der untere Hebel 21" ist wiederum mit einer Drehachse 32 an dem Querträger 17 gelagert. Der mittlere Hebel 21" ist an seinem unteren Ende drehbar am unteren Hebel 21" und an seinem oberen Ende drehbar an der Adapterplatte 20 gelagert. Die Adapterplatte 20 führt aufgrund der Kniehebelbewegungen hierbei üblicherweise vertikale Relativbewegungen zur Trägerplatte 28 und dem Tisch 5 aus, so dass die Adapterplatte nicht mit der Trägerplatte 28 oder dem Tisch 5 direkt verbunden sein darf, sondern bei besonders kompakter Bauweise höchstens in freie Taschen der Trägerplatte 28 oder des Tischs 5 von unten eintauchen darf. Der Kniehebel dient hauptsächlich zur Kraftübertragung, wobei er dazu im gestreckten Zustand prinzipbedingt sehr hohe Druckkräfte erzeugen kann abzufangen. Der Pneumatikzylinder 26 bewegt sich meist lediglich zwischen zwei Endpunkten hin und her. Es können jedoch auch Pneumatikzylinder zum Einsatz kommen, die regelbar sind, d. h. beliebige Stellungen zwischen den beiden Endstellungen anfahren können. Der Pneumatikzylinder weist einen Druckluftanschluss 30 auf.
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3 zeigt eine Ausführungsform der Hubeinrichtung gemäß 2, bei der der Pneumatikzylinder durch einen Elektrolinearzylinder ersetzt worden ist. Deutlich erkennbar sind die Anschlüsse 31 für elektrische Energie und für Regel- und Steuersignale. Ansonsten wird ausdrücklich auf die Ausführungen zu 2 verwiesen. Der Elektrolinearzylinder hat den Vorteil, dass keine Druckluft benötigt wird und er somit hygienischer und leiser ist. Der Elektrolinearzylinder weist einen Servoantrieb auf, so dass eine angeschlossene Regelung zu jedem Zeitpunkt weiß, wie weit die Kolbenstange 29 aus dem Zylinderteil 25 ausgefahren ist. Jede mögliche Stellung zwischen dem Zylinderteil 25 und der Kolbenstange 29 ist punktgenau anfahrbar. Außerdem ist die Geschwindigkeit auf dem Weg zwischen zwei Punkten individuell wählbar. Mit dem Elektrolinearzylinder ist ein Foliendickenausgleich erzielbar, indem beispielsweise bei einer dickeren Folie die obere Stellung des Hubtisches um ein kleines Wegstück nach unten versetzt wird und/oder beispielsweise die maximale Stromaufnahme des Elektrolinearzylinders begrenzt wird. Diese Funktion kann generell als Schutz für die Hubeinrichtung vorgesehen werden, um beispielsweise zu vermeiden, dass Fremdkörper und/oder über die Verpackungsmulde hinausstehendes Füllgut die Werkzeuge beim Anheben beschädigen. Dafür kann aber auch ein Sensor vorgesehen sein, der derartige Betriebszustände erkennt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verpackungsmaschine
- 2
- Tiefziehstation
- 3
- Oberwerkzeug der Tiefziehstation
- 4
- Unterwerkzeug der Tiefziehstation
- 5
- Hubtisch, Träger eines Werkzeugs der Siegel-, Tiefziehstation und/oder der Schneideinrichtung
- 6
- Verpackungsmulde
- 7
- Füllstation
- 8
- Unterfolienbahn
- 9
- Hubeinrichtung
- 10
- Auflagemittel
- 11
- Unterwerkzeug der Siegelstation
- 12
- Oberwerkzeug der Siegelstation
- 13
- Pneumatikzylinder
- 14
- Oberfolie
- 15
- Elektrolinearzylinder
- 16
- Verpackungsgut
- 17
- Querträger
- 18
- Verbindungsmittel
- 19
- Siegelstation
- 20
- Adaptermittel, Adapterplatte
- 21
- Kniehebelsystem
- 21'
- oberer Hebel
- 21"
- unterer Hebel
- 22
- Führungsstangen
- 23
- Abstützung, Traverse
- 24
- Einlaufbereich
- 25
- Zylinder des Elektroantriebs
- 26
- Zylinder des Pneumatikantrieb
- 27
- Schneideinrichtung
- 28
- Trägerplatte
- 29
- Kolbenstange
- 30
- Pneumatikanschluss, Druckluftanschluss
- 31
- Elektroanschluss
- 32
- Drehachse
