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Die Erfindung bezieht sich auf eine Tiefziehverpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein entsprechendes Verfahren zum Einbringen einer Kerbe in eine Folienbahn.
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Bekannt sind Verpackungen mit Öffnungshilfen, die eine Sollbruchstelle aufweisen, die es ermöglichen, an einer gezielten Stelle die Packung mit wenig Kraft öffnen zu können. Um dies zu ermöglichen, kann eine Foliebahn, aus der die Verpackung besteht, durch eine Folienbahn hergestellt werden, die bereits bei der Herstellung der Folie vor oder bei dem Aufwickelprozess auf eine Rolle durch eine Laservorrichtung geschwächt worden ist. Bei dieser Materialschwächung wird die Folienbahn an einem Laser entlang bewegt und der Laser bringt eine Schwächung in Form einer Kerbe ein. Beim Form- und Verpackungsprozess auf einer Tiefziehverpackungsmaschine wird die Materialschwächung so platziert, dass diese an der vorgesehenen Stelle der zu produzierenden Verpackung entsteht. Eine Verwendung einer solchen vorgefertigten Folienbahn für verschiedene Verpackungen ist durch die vorgegebene Lage und Tiefe der Materialschwächung in der Folienbahn nicht möglich.
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Eine weitere bekannte Möglichkeit, Kerben in eine Folienbahn einzubringen, ist ein Stanzen nach dem Verschließen einer Verpackung und das Schwächen der Verpackung an der gewünschten Stelle als Öffnungshilfe. Solche Kerben können nur in ebenen Bereichen der Verpackung eingebracht werden. Dabei wird ein Messer von einer Seite gegen eine Folie bzw. die Verpackung gedrückt, während auf der gegenüberliegenden Seite der Folie bzw. der Verpackung eine Gegendruckleiste entgegenwirkt. Dabei erzeugt das Messer eine Kerbe vorzugsweise in linearer Form mit einer einstellbaren Tiefe und nur in einem ebenen Bereich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zum Betrieb einer Verpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, bei denen die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Tiefziehverpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder ein Verfahren zum Betrieb einer Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine umfasst eine Kerbeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Kerbe in eine Folienbahn einzubringen, und eine Formstation, die dazu geeignet ist, Mulden in die Folienbahn zu formen, wobei die Kerbeinrichtung vor der Formstation angeordnet ist und die Kerbe in einer Verarbeitungsrichtung linear in die Folienbahn einbringt. Dies ermöglicht den universellen Einsatz von einer einzigen Folie für mehrere verschiedene Verpackungsausführungen und eine Packungsgestaltung derart, dass der Verlauf der Kerbe veränderbar ist und somit zu einer optimierten Ausführung der Öffnungshilfe bzw. Sollbruchstelle bei einer Verpackung führt.
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Erfindungsgemäß kann die Kerbeinrichtung dazu vorgesehen sein, eine Kerbe in eine Seite der Folienbahn einzubringen, die bei der Verpackung eine Außenseite bildet, um das Öffnen der Verpackung optimal zu ermöglichen.
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Die erfindungsgemäße Kerbeinrichtung weist vorzugsweise wenigstens ein Messer auf. Dies ermöglicht eine kostengünstigere Ausführung im Gegensatz zu einer aufwendigen Lösung mittels einer Lasereinrichtung.
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Um die Kerbe in der Folienbahn den verschiedenen Ausgestaltungen der Verpackung anpassen zu können, weist die Kerbeinrichtung z. B. eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der Lage des Messers oder auch von mehreren Messern relativ zur Folienbahn auf.
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Bevorzugt weist die Einstellvorrichtung einen Servoantrieb auf, der mit der Maschinensteuerung verbunden ist, damit beim Umstellen von einer Form der Verpackung auf eine andere Form der Verpackung das oder die Messer automatisch in die vorgesehene Position verstellbar sind. Dabei ist es vorteilhaft, das Messer auf einer Welle zu führen und axial auf dieser Welle zu positionieren. Es ist weiterhin denkbar, die Anzahl der einzusetzenden Messer zu verändern und einen Wechsel der Messer leicht austauschbar auszuführen.
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Ebenfalls bevorzugt ist ein rotierendes oder rollendes Messer einsetzbar. Dabei kann das Messer mit der Bewegung der Folienbahn durch seine Rollbewegung die Kerbe einbringen oder einen eigenen Antrieb aufweisen, der im Gleich- oder Gegenlauf zur Folienbahn eine Kerbe in die Folienbahn einbringt.
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Eine erfindungsgemäße Variante des Messers sieht eine weitestgehend lineare Form vor. Diese Variante ermöglicht ein allmähliches Einbringen der Kerbe über eine längere Strecke, bei der das Messer immer tiefer in die Folienbahn eindringt.
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Die erfindungsgemäße Kerbeinrichtung weist vorzugsweise eine einstellbare Andrückvorrichtung für das Messer gegen die Folienbahn auf, um unterschiedliche Tiefen der Kerbe zu ermöglichen und sich auch an unterschiedliche Folienbahnen anzupassen.
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Eine weitere erfindungsgemäße Ausbildung der Kerbeinrichtung sieht eine einstellbare Andrückvorrichtung vor, die mittels eines Servoantriebs oder einer pneumatischen Druckeinrichtung betätigt wird und mit einer Maschinensteuerung verbunden ist, um bei wiederkehrenden Verpackungen die auf das Messer wirkende Andrückkraft automatisch einzustellen.
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Eine erfindungsgemäße Variante sieht vor, dass die Kerbeinrichtung an der Zufuhrrolle angebracht ist und dabei die auf der Zufuhrrolle gewickelte Folienbahn als Auflage bzw. Gegendruckfläche dient, um der Andrückkraft des Messers auf die Folienbahn entgegenzuwirken. Dabei kann die Kerbe noch vor dem Abrollen der Folienbahn von der Zufuhrrolle und ohne weitere Zusatzeinrichtungen eingebracht werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einbringen einer Kerbe sieht vor, dass eine Folienbahn von einer Folienrolle abgewickelt wird und die Kerbe an einer Kerbeinrichtung eingebracht wird, während die Folienbahn an der Kerbeinrichtung vorbeiläuft, bevor die Folienbahn in einer Formstation zu einer Mulde geformt wird. Dieses Verfahren ermöglicht das Einbringen einer Kerbe in eine Folienbahn auf einer Tiefziehverpackungsmaschine und somit die Verwendung von Standardfolien ohne Kerbe, eine hohe Flexibilität in der Ausgestaltung der Verpackung und der Anpassung einer Öffnungshilfe.
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Dabei wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kerbe z. B. auf einer Seite der Folienbahn eingebracht, die eine Außenseite der Verpackung bildet.
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Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher dargestellt.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tiefziehverpackungsmaschine,
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kerbeinrichtung,
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer weiteren Variante einer Kerbeinrichtung,
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4 zeigt eine Draufsicht der in 2 dargestellten Kerbeinrichtung,
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5 zeigt einen Schnitt durch eine Folienbahn quer zur Produktionsrichtung,
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6 zeigt ein Beispiel einer Verpackung mit einer Kerbe in einer Deckelfolie, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.
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Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in schematischer Ansicht eine Tiefziehverpackungsmaschine 1. Diese weist eine Formstation 2, eine Siegelstation 3, eine Querschneideeinrichtung 4 und Längsschneideeinrichtung 5 auf, die in dieser Reihenfolge in einer Arbeitsrichtung R an einem Maschinengestell 6 angeordnet sind. Eingangsseitig befindet sich an dem Maschinengestell 6 eine Zufuhrrolle 7, von der eine Unterfolie 8 abgezogen wird. Eine Kerbeinrichtung 10 für die Unterfolie ist im Bereich der Zufuhrrolle 7 und vor der Formstation 2 angeordnet. In der Formstation 2 wird in die Unterfolie 8 eine Packungsmulde 9 geformt. Im Bereich der Siegelstation 3 ist ein Materialspeicher 11 vorgesehen, von dem eine Deckelfolie 12 abgezogen wird. Eine Kerbeinrichtung 13 ist im Bereich des Materialspeichers 11 angebracht. Vor dem Zuführen der Deckelfolie 12 in die Siegelstation 3 wird die Deckelfolie 12 in einer Deckelfolienformstation 14 geformt.
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Ausgangsseitig ist an der Verpackungsmaschine 1 eine Abfuhreinrichtung 15 in Form eines Transportbandes vorgesehen, mit der fertige vereinzelte Verpackungen 16 abtransportiert werden. Ferner weist die Verpackungsmaschine 1 eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung auf, die das erste bahnförmige Material 8 seitlich ergreift und in einem Hauptarbeitstakt taktweise in der Arbeitsrichtung R weitertransportiert. Die Vorschubeinrichtung kann z. B. durch seitlich angeordnete Transportketten realisiert sein.
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Im Bereich einer Einlegestrecke 17 wird ein Produkt 18 in die Mulde 9 eingelegt. In der Deckelfolienformstation 14 wird die Deckelfolie 12 so geformt, dass die Verformung gegenüber der Folienebene der unverformten Deckelfolie 12 so ausgerichtet ist, dass die Verformung nach dem in Kontakt bringen mit der Mulde 9 in die entgegen der Mulde 9 gesetzte Richtung gerichtet ist.
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2 zeigt eine Kerbeinrichtung 10, die ein lineares Messer 19 umfasst, das schwenkbar in einer Aufnahme 20 gelagert ist, wobei durch eine nicht gezeigte Andrückvorrichtung eine Andrückkraft F auf das Messer 19 aufgebracht ist. Eine Kerbe 23 wird durch das Messer 19 während der Bewegung der Folienbahn 8 entlang der Kerbeinrichtung 10 in die Unterseite der Folienbahn 8, die auch eine Außenseite der späteren Verpackung 16 bildet, eingebracht. Durch die gleichbleibende Andrückkraft F und die Lage der Aufnahme 20 gegenüber der Zufuhrrolle 7 bleibt die Kerbwirkung des Messers 19 auf die Folienbahn 8 auch bei abnehmendem Durchmesser der Folienrolle 7 durch das Abwickeln der Folienbahn 8 von der Zufuhrrolle 7 unverändert. Die auf der Folienrolle 7 gewickelte Folienbahn 8 dient als Auflage bzw. Gegendruckfläche gegenüber der Messer 19 und der Andrückkraft F. Es ist denkbar, die Auflage mittels einer Umlenkrolle zwischen der Folienrolle 7 und der Formstation 2 ausgeführt ist.
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3 zeigt eine Variante der Kerbeinrichtung 10, umfassend ein rollendes kreisförmiges Messer 21, das an einem Trägerarm 22 drehbar gelagert ist, wobei der Trägerarm 22 in einer Aufnahme 20 drehbar gelagert ist. Die Andrückkraft F wird über eine Andrückvorrichtung auf den Trägerarm 22 übertragen und des Weiteren auf das rollende Messer 21 zum Einbringen der Kerbe 23 in die Folienbahn 8.
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In der Draufsicht der in 2 dargestellten Kerbeinrichtung 10 für die Folienbahn 8, wie in 4 gezeigt, sind drei Messer 19 gezeigt, die auf einer gemeinsamen Welle 24 axial verschiebbar und drehbar gelagert sind. Für unterschiedliche Verpackungsausführungen können die einzelnen Messer 19 auf der Welle 24 axial verschoben werden. Dies ist außer einer manuellen Einstellung auch durch einzelne, nicht gezeigte Servoantriebe möglich, die mit einer Maschinensteuerung verbunden sind.
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5 zeigt die Folienbahn 8 mit der eingebrachten Kerbe 23 auf der Unterseite der Folienbahn 8.
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6 zeigt eine Verpackung 18 mit einer geformten Folienbahn 8 und einer geformten Deckelfolie 12 mit einer durch die Kerbeinrichtung 13 außen eingebrachten Kerbe 23. Beim Abknicken eines Bereichs 24 an einer Seite der Verpackung 16 in Richtung zum Packungsboden reißt die Deckelfolie 12 im Bereich einer Ausformung 25 der Deckelfolie 12 an der Kerbe 23, da hier die größten Zugkräfte auf die Deckelfolie 12 durch das Abknicken wirken. Die Öffnungshilfe ist als Sollbruchstelle ausgebildet. Durch die Gestaltung der Ausformung 25 in der Deckelfolie 12 ist die Lage, Größe und Form der entstehenden Öffnung beeinflussbar.
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Je nach Gestaltung einer Verpackung 16 wird die Kerbe 23 in die Folienbahn 8 und/oder die Deckelfolie 12 eingebracht. Dabei befinden sich die Kerbeinrichtungen 10 und 13 vor der Formstation 2 und der Deckelformstation 14.
