DE102019005813B3

DE102019005813B3 - Heißsiegelvorrichtung

Info

Publication number: DE102019005813B3
Application number: DE102019005813.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Detmers; Martin Heinrich Schneider
Original assignee: Romaco Pharmatechnik GmbH
Current assignee: Romaco Pharmatechnik GmbH
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2039-08-22
Also published as: CN112407458B; BR102020016915A2; CN112407458A; BR102020016915A8

Abstract

Eine Heißsiegelvorrichtung (1) weist eine beheizbaren Siegelwalze (9) und eine Gegenwalze (10) auf, die in ihrer Mantelfläche Einformungen (12) zur Aufnahme von zwischen Folienstreifen (3, 6) einzuschließenden Produkten (2) hat. Die Siegelwalze (9) und die Gegenwalze (10) sind an einer Halterung (11) derart drehbar gelagert, dass zwischen der Siegelwalze (9) und den die Einformungen (12) umgrenzenden Bereichen der Mantelfläche der Gegenwalze (10) ein Walzenspalt (8) gebildet ist. Die Folienstreifen (3, 6) sind aufeinanderliegend dem Walzenspalt (8) zuführbar, um sie an Heißsiegelstellen miteinander zu verschweißen. Zwischen der Siegelwalze (9) und der Gegenwalze (10) ist eine Einrichtung zur Erzeugung eines Siegeldrucks in dem Walzenspalt (8) angeordnet. Der Siegeldruck und die Temperatur der Siegelwalze (9) sind mittels Stelleinrichtungen einstellbar. Die Heißsiegelvorrichtung (1) hat eine Messeinrichtung (20) zum berührungslosen Erfassen eines Messsignals für ein Dickenmaß (D, D'), welches die aus den Folienstreifen (3, 6) gebildete Schichtanordnung nach dem Durchlaufen des Walzenspalts (8) an den Heißsiegelstellen aufweist. Die Messeinrichtung (20) ist mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Messsignals mit einem Referenzsignal verbunden. Die Vergleichseinrichtung steht über einen Regler derart mit mindestens einer der Stelleinrichtungen in Steuerverbindung, dass bei Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal die Temperatur und/oder der Siegeldruck im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißsiegelvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine derartige Heißsiegelvorrichtung, die Teil einer Blistermaschine ist, wird von der Anmelderin hergestellt und vertrieben. Die Blistermaschine hat eine erste Folienaufnahme, an der ein erster Foliensteifen aus thermoplastischem Kunststoff auf einer Rolle bevorratet wird. Der erste Foliensteifen ist mittels einer Transporteinrichtung in eine Transportrichtung zu einer Heizstation und von dieser zu einer Formstation transportierbar. In der Formstation werden eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten Näpfchen in den zuvor erhitzten ersten Foliensteifen eingeformt, um eine Formfolie für z.B. eine Blister-Verpackung zu formen. Von der Formstation wird der erste Foliensteifen zu einer Tabletten-Zuführeinheit transportiert, mittels der in die einzelnen Näpfchen der ersten Folie jeweils eine Tablette eingefüllt wird. Die Blistermaschine hat außerdem eine zweite Folienaufnahme, an der ein zweiter Foliensteifen aus z.B. Aluminium auf einer Rolle bevorratet wird. In Transportrichtung hinter der Zuführeinheit wird der zweite Foliensteifen auf die mit den Tabletten befüllten ersten Foliensteifen gelegt und danach werden die aufeinanderliegenden Folien durch einen Walzenspalt einer Heißsiegelvorrichtung hindurchgeführt, um die die Näpfchen umgrenzenden Bereiche der Folienstreifen miteinander zu verschweißen und damit die Näpfchen hermetisch dicht zu verschließen.
Der Walzenspalt ist zwischen einer beheizbaren Siegelwalze und einer damit zusammenwirkende Gegenwalze gebildet, die um parallel zueinander verlaufende Achsen drehbar an einem Maschinengestell gelagert sind. Zum Einstellen der Temperatur der Siegelwalze weist die Heizung der Siegelwalze eine erste Stelleinrichtung auf. In der Mantelfläche der Gegenwalze sind zu den Näpfchen passende Einformungen vorgesehen, in welche die Näpfchen des ersten Folienstreifens eingreifen, wenn dieser durch den Walzenspalt transportiert wird. Die Spaltweite des Walzenspalts ist verstellbar und zum Einstellen des in dem Walzenspalt auf die Folienstreifen einwirkenden Siegeldrucks ist zwischen der Achse der Siegelwalze und der Achse der Gegenwalze ein Pneumatikzylinder angeordnet, der mit einem mittels einer zweiten Stelleinrichtung einstellbaren Pneumatikdruck beaufschlagbar ist.
Mittels der Heißsiegelvorrichtung sollen die Folienstreifen derart miteinander verbunden werden, dass alle Näpfchen des ersten Folienstreifens durch den zweiten Folienstreifen dicht verschlossen werden. In der Praxis kann das jedoch nicht immer gewährleistet werden. Insbesondere kann es vorkommen, dass der zweite Folienstreifen bei dem Heißsiegelprozess nicht an allen dafür vorgesehenen Stellen fest mit dem ersten Folienstreifen verbunden wird. So können beispielsweise zwischen den Folienstreifen bei einem fehlerhaften Schweißprozess Blasen auftreten, an denen die Folienstreifen nicht miteineder verschweißt sind.
Um die Gefahr derartiger Produktionsfehler zu reduzieren, werden die mit der Vorrichtung verschweißten Blister-Verpackungen stichprobenartig überprüft. Dabei werden zu überprüfende Blister-Verpackungen aus dem Produktionsprozess entnommen und es wird ein sogenannter Blaubadtest durchgeführt, bei dem die Blister-Verpackungen in eine blaue Testflüssigkeit eingetaucht werden. Mithilfe eines unter der Bezeichnung „LIPPKE VC 1380“ bekannten Vakuum-Dichtigkeitsprüfgeräts wird ein Vakuum an die Testflüssigkeit mit der darin befindlichen Blister-Verpackung angelegt und danach wird geprüft, ob Testflüssigkeit in die Näpfchen eingedrungen ist. Da die zu überprüfenden Blister-Verpackungen bei der Überprüfung mit der Testflüssigkeit verschmutzt werden, müssen diese nach Durchführung des Tests entsorgt werden. Dies ist insbesondere dann ungünstig, wenn in den Näpfchen der Blister-Verpackungen teure Medikamente enthalten sind, wie zu Beispiel Medikamenten zur Behandlung vom Krebs. Nachteilig ist außerdem, dass das vorbekannte Testverfahren keine 100%-Kontrolle der Blister-Verpackungen ermöglicht. Schließlich ist der Test aufwändig und mit entsprechenden Kosten verbunden, weil für die manuelle Durchführung des Tests entsprechendes Personal bereitgestellt werden muss. Wenn bei dem Test fehlerhafte Blisterverpackungen festgestellt werden, wird die Produktion angehalten und es wird nach Fehlern im Produktionsprozess gesucht. Nachdem die Fehler beseitigt wurden, kann die Produktion wieder aufgenommen werden.
Aus der WO 2014/075792 A2 ist eine optische Messeinrichtung zum berührungslosen Messen der Dicke, welche eine Blisterverpackung an einer Messstelle aufweist, bekannt. Die Messeinrichtung ist an einem Förderband einer Verpackungsmaschine montiert, auf dem Blister-Verpackungen transportiert werden. Mithilfe der Messeinrichtung kann überprüft werden, ob im Bereich der Heißsiegelstellen Luftblasen zwischen den Folienstreifen angeordnet sind, die auf eine fehlerhafte Heißsiegelstelle hindeuten. Die Messeinrichtung hat eine Projektionseinrichtung, die eine Lichtquelle und eine Optik zum Bündeln des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts auf die Blister-Verpackung aufweist. Mit Hilfe der Projektionseinrichtung wird Licht unter einem Winkel zur Normalen auf die von dem oberen bzw. zweiten Folienstreifen der Blister-Verpackung aufgespannte Ebene an eine Stelle, an der die Folienstreifen miteinander verschweißt werden sollen, auf die Blister-Verpackung projiziert.
Zum Empfangen des an der dem zweiten Folienstreifen abgewandten optischen Grenzfläche des ersten Folienstreifens und/oder der an der dem zweiten Folienstreifen zugewandten optischen Grenzfläche des ersten Folienstreifen und/oder der dem ersten Folienstreifen zugewandten optischen Grenzfläche des zweiten Folienstreifens reflektierten Lichts der Projektionseinrichtung hat die Messeinrichtung eine Zeilenkamera, deren optische Achse zur Normalen auf die von dem zweiten Folienstreifen aufgespannte Ebene und zur optischen Achse der Projektionseinrichtung geneigt ist. Das von den einzelnen Grenzflächen reflektierte Licht der Projektionseinrichtung verursacht im Messignal der Zeilenkamera jeweils einen Peak. Der Abstand der Peaks ist von der Materialstärke abhängig. Aus den Messsignalen der Messeinrichtung wird über eine Anzahl von Messungen ein arithmetischer Mittelwert gebildet und die einzelnen Messsignale werden mit dem Mittelwert verglichen. Wenn die Abweichung zwischen einem Messsignal und dem Mittelwert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, wird eine fehlerhafte Schweißnaht an der betreffenden Blister-Verpackung detektiert. Die Messeinrichtung ermöglicht zwar eine 100%-Kontrolle der Blister-Verpackungen der auf dem Förderband angelieferten Blister-Verpackungen. Ungünstig ist jedoch, dass beim Auftreten von Fehlern an den Heißsiegelstellen ein manuelles Eingreifen in den Heißsiegelprozess erforderlich werden kann.
Aus DE 42 30 882 A1 ist ferner ein Verfahren zur Durchführung einer Schweißprozessregelung beim Verbinden von thermoplastischen Materialbahnen mit Hilfe einer ein Schweißwerkzeug und ein Paar Druckrollen aufweisenden Schweißmaschine bekannt, bei dem die Drehzahl der eine Relativbewegung zwischen den Materialbahnen und der Schweißmaschine bewirkenden Druckrollen und ggf. Laufrollen veränderbar ist. Bei dem Verfahren wird ein die Schweißnahtdicke repräsentierender Messwert gebildet und als Istwert der Regelgröße mit einem entsprechenden Sollwert verglichen. Zum Ausgleich einer eventuell vorhandenen Regeldifferenz wird die Größe des Wärmeflusses in die Materialbahnen derart verändert, dass er bei abnehmender Schweißnahtdicke verringert und bei zunehmender Schweißnahtdicke erhöht wird. Durch das Verfahren soll beim Überlappschweißen von Deponieauskleidungen eine gleichmäßige Nahtdicke der Schweißnaht erzielt werden.
Aus DE 195 04 219 C1 ist eine Verpackungsmaschine mit einer Heißsiegelvorrichtung zum Verschweißen von Folienstreifen für Blisterverpackungen bekannt, die eine Walzenanordnung hat, welche eine mittels einer Heizung beheizbare Siegelwalze und eine mit dieser zusammenwirkende Gegenwalze aufweist, die in ihrer Mantelfläche Einformungen zur Aufnahme von zwischen den Folienstreifen einzuschließenden Produkten hat. Die Temperatur der Siegelwalze ist auf ein vorbestimmtes, konstantes Niveau eingeregelt. Die Siegelwalze und die Gegenwalze sind an einer Halterung derart drehbar gelagert, dass zwischen der Siegelwalze und den die Einformungen umgrenzenden Bereichen der Mantelfläche der Gegenwalze ein Walzenspalt gebildet ist. Die Heißsiegelvorrichtung weist eine Zuführeinrichtung auf, mittels der die Folienstreifen aufeinanderliegend dem Walzenspalt in eine Transportrichtung zuführbar sind, um sie an Heißsiegelstellen derart miteinander zu verschweißen, dass die Produkte zwischen den Folienstreifen eingeschlossen sind. Die Spaltweite des Walzenspalts ist mit Hilfe eines Stellzylinders verstellbar, der die Siegelwalze über einen zweiarmigen Hebel an die im Walzenspalt befindlichen, aufeinander liegenden Folienstreifen andrückt. Die von dem Stellzylinder auf den Hebel aufgebrachte Kraft wird mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den Näpfchenabständen der Blisterverpackungen eingestellt. Zur Messung der Näpfchenabstände hat die Heißsiegelvorrichtung eine optische Messvorrichtung, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist.
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Heißsiegelvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, bei der das Auftreten von Fehlern beim Heißsiegeln von Blister- oder Streifenverpackungen auch ohne einen manuellen Eingriff in den Heißsiegelprozess weitestgehend vermieden wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Diese sehen bei einer Heißsiegelvorrichtung der eingangs genannten Art vor, dass die Heißsiegelvorrichtung eine Messeinrichtung zum berührungslosen Erfassen mindestens eines Messsignals für ein Dickenmaß hat, welches die aus den Folienstreifen gebildete Schichtanordnung nach dem Durchlaufen des Walzenspalts an den Heißsiegelstellen aufweist, dass die Messeinrichtung mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Messsignals mit einem Referenzsignal oder einem Referenzsignalbereich verbunden ist, und dass die Vergleichseinrichtung über einen Regler derart mit der ersten und/oder der zweiten Stelleinrichtung in Steuerverbindung steht, dass bei Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal die Temperatur und/oder der Siegeldruck im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird.
Unter dem Dickenmaß wird der Abstand verstanden, den die dem zweiten Folienstreifen abgewandte Oberfläche oder die dem zweiten Folienstreifen zugewandte Oberfläche des ersten Folienstreifens an einer Messstelle zu der dem ersten Folienstreifen zugewandten Oberfläche oder zu der dem ersten Folienstreifen abgewandten Oberfläche des zweiten Folienstreifens aufweist.
Erfindungsgemäß ist also die Messeinrichtung mit der ersten und/oder zweiten Stelleinrichtung in einen Regelkreis geschaltet. Hierdurch wird bzw. werden beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal und somit bei einer fehlerhaften Heißsiegelnaht die Temperatur der Siegelwalze und/oder der in dem Walzenspalt auf die Folienstreifen einwirkende Siegeldruck derart verändert, dass die Abweichung nach dem Anpassen der Temperatur bzw. des Siegeldrucks abnimmt. Wenn die Messeinrichtung an einer Stelle, an der die Folienstreifen miteinander verschweißt werden sollen, ein Dickenmaß der Schichtanordnung misst, das größer ist als ein dem Referenzsignal entsprechender Dickenwert, wird die Temperatur der Siegelwalze erhöht und/oder der Siegeldruck wird vergrößert. Wenn die Messeinrichtung an einer Stelle, an der die Folienstreifen miteinander verschweißt werden sollen, ein Dickenmaß der Schichtanordnung misst, das kleiner ist als ein dem Referenzsignal entsprechender Dickenwert, wird die Temperatur der Siegelwalze reduziert und/oder der Siegeldruck wird verringert. Da sich die Qualität der mit der Heißsiegelvorrichtung hergestellten Schweißnähte erfahrungsgemäß nur langsam verändert, ist es vorteilhaft, wenn der Regler eine Tiefpasscharakteristik aufweist. Bei länger andauernden Dickenabweisungen werden dann der Siegeldruck und/oder die Temperatur der Siegelwalze stärker erhöht als bei Dickenabweisungen, die nur kurz andauern.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Regler derart ausgestaltet,

a) dass für den Fall, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal die Temperatur der Siegelwalze im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert und der Siegeldruck konstant gehalten wird,
b) dass danach das Messsignal erneut mit dem Referenzsignal verglichen wird, und dass für den Fall, dass bei diesem Vergleich eine Abweichung festgestellt wird, der Siegeldruck im Sinne der Reduzierung der Abweichung verändert und die Temperatur der Siegelwalze konstant gehaltenwird, und
c) dass gegebenenfalls die Schritte a) und b) mindestens einmal wiederholt werden.

Beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal wird also die Abweichung zuerst durch Verändern der Temperatur der Heißsiegelwalze um einen vorbestimmten Temperaturschritt erhöht und falls das nicht ausreichen sollte, um die Abweichung zu beseitigen, wird danach der Heißsiegeldruck um einen vorbestimmten Druckschritt verändert. Sollte auch das nicht ausreichen, um die Abweichung zu beseitigen, wird wiederum die Temperatur erhöht usw. Es ist auch eine umgekehrte Vorgehensweise denkbar, bei der zuerst der Siegeldruck verändert wird und - falls das nicht ausreichen sollte, um die Abweichung zu beseitigen - danach die Temperatur der Siegelwalze um einen vorbestimmten Temperaturschritt verändert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Messeinrichtung mindestens ein Laserinterferometer auf, das zum Bestimmen des Dickenmaßes, welches die aus den Folienstreifen gebildete Schichtanordnung aufweist, mit seiner optischen Achse quer zu der von dem zweiten Folienstreifen aufgespannten Ebene angeordnet ist. Hierdurch kann die Dicke der aus den Folienstreifen bestehenden Schichtanordnung besonders genau und hochauflösend bestimmt werden. Da das Laserinterferometer in einem schmalen optischen Wellenlängenbereich und mit optischer Strahlung hoher Intensität arbeitet, ermöglicht es außerdem eine störungsfreie Messwerterfassung.
Vorteilhaft ist, wenn der Strahlengang des Laserinterferometers derart relativ zu der Halterung, an der die Siegelwalze und die Gegenwalze drehbar gelagert, angeordnet ist, dass die Laserstrahlung durch die dem zweiten Folienstreifen abgewandte Oberfläche des ersten Folienstreifens hindurch in den ersten Folienstreifen eingekoppelt wird. In diesem Fall kann der zweite Folienstreifen aus einem Material bestehen, das für die optische Strahlung des Laserinterferometers schlecht durchlässig oder sogar undurchlässig ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Messeinrichtung derart ausgestaltet, dass Messsignale für das Dickenmaß, welches die aus den Folienstreifen gebildete Schichtanordnung aufweist, an mehreren Messstellen messbar sind, die in der Ebene, in der sich die Schichtanordnung erstreckt, quer zur Transportrichtung der Schichtanordnung voneinander beabstandet sind. Wenn eine Vielzahl von Messungen durchgeführt werden, während die Schichtanordnung in Transportrichtung transportiert wird, kann ein zweidimensionales Bild für das Dickenmaß gemessen werden. Wenn die Messstellen, an denen die Messsignale für das Dickenmaß erfasst werden, entsprechend dicht zueinander angeordnet sind, ist eine 100%-Kontrolle der Heißsiegelverbindung möglich.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Heizung der Siegelwalze mindestens zwei in Axialrichtung der Siegelwalze zueinander versetzte Heizzonen auf, denen unterschiedliche, mittels der ersten Stelleinrichtung separat ansteuerbare Heizelemente zugeordnet sind, und dass der Regler derart mit der ersten Stelleinrichtung in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Asymmetrie zwischen den Messsignalen für das Dickenmaß an den einzelnen Messstellen die Heizelemente im Sinne einer Reduzierung der Asymmetrie angesteuert werden. Durch diese Maßnahme können auch einseitig an der Siegelwalze auftretende Abweichungen zwischen dem Messsignal für das Dickenmaß und dem Referenzsignal oder einem Referenzsignalbereich kompensiert werden.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung zur Erzeugung des Siegeldrucks mindestens zwei in Axialrichtung der Siegelwalze zueinander versetzte Druckerzeugungszonen auf, denen unterschiedliche, mittels der zweiten Stelleinrichtung separat ansteuerbare Druckerzeugungselemente zugeordnet sind, und wobei der Regler derart mit der zweiten Stelleinrichtung in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Asymmetrie zwischen den Messsignalen für das Dickenmaß an den einzelnen Messstellen die Druckerzeugungselemente im Sinne einer Reduzierung der Asymmetrie angesteuert werden. Auch hierdurch können einseitig an der Siegelwalze auftretende Abweichungen zwischen dem Messsignal für das Dickenmaß und dem Referenzsignal oder einem Referenzsignalbereich reduziert oder sogar vollständig ausgeglichen werden.
Bei Bedarf kann das Laserinterferometer als optische Kohärenztomografie-Messeinrichtung ausgestaltet sein. Ein derartige Messeinrichtung, mit der ein dreidimensionales Bild der Heißsiegel-Schweißnaht erzeugt werden kann, ist beispielsweise aus der WO 2014/075792 A2 bekannt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Laserinterferometer im Strahlengang eines auf den ersten und/oder zweiten Folienstreifen gerichteten Messlaserstrahls mindestens eine Ablenkeinrichtung auf, mittels welcher der Messlaserstrahl quer zur Transportrichtung der die Folienstreifen aufweisenden Schichtanordnung ablenkbar ist.
Vorteilhaft ist, wenn die Heißsiegelvorrichtung eine Prägeeinrichtung zum Einbringen einer Prägung in mindestens eine der Folienstreifen aufweist, wenn die Messeinrichtung Mittel zum Bestimmen eines ersten Istwerts für die Relativposition zwischen der Lage der Prägung und der Lage einer zwischen den Folienstreifen gebildeten Innenhöhlung zur Aufnahme eines Produkts aufweist, dass die Messeinrichtung mit einem ersten Vergleichsglied zum Vergleichen des ersten Istwerts mit einem ersten Sollwert für die Relativposition zwischen Prägung und Innenhöhlung verbunden ist, dass die Heißsiegelvorrichtung ein erstes Stellglied zum Einstellen der Lage der Prägung relativ zur Lage der Innenhöhlung aufweist, und dass das erste Vergleichsglied derart mit dem ersten Stellglied in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem ersten Istwert und dem ersten Sollwert die Relativposition im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird. Falls die Lage der Prägung relativ zur Lage der Innenhöhlung von einem vorbestimmten Maß abweicht, ermöglicht die Heißsiegelvorrichtung eine automatische Korrektur der Prägung in Bezug zur Lage der Innenhöhlung.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Heißsiegelvorrichtung eine Perforationseinrichtung zum Einbringen einer Perforation in mindestens eine der Folienstreifen auf, wobei die Messeinrichtung Mittel zum Bestimmen eines zweiten Istwerts für die Relativposition zwischen der Lage der Perforation und der Lage einer zwischen den Folienstreifen gebildeten Innenhöhlung zur Aufnahme eines Produkts aufweist, wobei die Messeinrichtung mit einem zweiten Vergleichsglied zum Vergleichen des zweiten Istwerts mit einem zweiten Sollwert für die Relativposition zwischen Perforation und Innenhöhlung verbunden ist, wobei die Heißsiegelvorrichtung ein zweites Stellglied zum Einstellen der Lage der Perforation relativ zur Lage der Innenhöhlung aufweist, und wobei das zweite Vergleichsglied derart mit dem zweiten Stellglied in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem zweiten Istwert und dem zweiten Sollwert die Relativposition im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird. Dabei ist der zweite Sollwert derart gewählt, dass die Perforation mit Abstand zu den Näpfchen in die Blister- oder Streifenverpackung eingebracht wird, vorzugsweise etwa mittig zwischen zueinander benachbarte Näpfchen oder zueinander benachbarte Reihen mit Näpfchen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt zum Teil stärker schematisiert:

1 eine Teilansicht einer Heißsiegelvorrichtung zum Verschweißen von Folienstreifen für Blisterverpackungen,
2 einen Längsschnitt durch ein Blisterband, bei dem zwei Folienstreifen durch eine fehlerfreie Heißsiegelnaht verschweißt sind,
3 eine Darstellung ähnlich 2, wobei die Heißsiegelnaht eine Fehlerstelle aufweist, und
4 ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensschritte beim Regeln der Heißsiegeltemperatur und des Siegeldrucks schematisch darstellt.

Eine in 1 im Ganzen mit 1 bezeichnete Heißsiegelvorrichtung für eine Blistermaschine dient zum Verschweißen eines ersten Folienstreifens 3 mit einem zweiten Folienstreifen 6 für ein Blisterband 2. Wie in 2 zu sehen ist, ist ein erster Folienstreifen des Blisterbands 2 als Formfolie aus lichtdurchlässigem Kunststoff ausgebildet, in die eine Vielzahl von Näpfchen 4 eingeformt sind, die jeweils mit einem Produkt 5, wie z.B. einer Tablette befüllt sind. Parallel zu der vom ersten Folienstreifen 3 aufgespannten Ebene ist auf dem ersten Folienstreifen 3 der damit verschweißte zweiter Folienstreifen 6 angeordnet, welche die Innenhöhlungen 7 der Näpfchen 4 hermetisch dicht verschließt. Der zweite Folienstreifen 6 besteht vorzugsweise aus Aluminium, dessen Schichtdicke derart dimensioniert ist, dass die Produkte 5 vom Benutzer jeweils durch Druck auf die dem zweiten Folienstreifen 6 abgewandte Vorderseite des entsprechenden Näpfchens 4 durch den zweiten Folienstreifen 6 hindurchgedrückt werden können. Dabei reißt der zweite Folienstreifen 6 auf.
Damit die Innenhöhlungen 7 der Näpfchen 4 dicht verschlossen sind, ist der zweite Folienstreifen mittels einer Heißsiegelnaht, die sich unterbrechungsfrei um die einzelnen Näpfchen 4 herum erstreckt, mit dem ersten Folienstreifen 3 verschweißt.
Die Blistermaschine hat eine erste Folienaufnahme, an welcher der aus thermoplastischem Kunststoff bestehende ersten Folienstreifen 3 auf einer ersten Rolle bevorratet ist. Der erste Folienstreifen 3 ist mittels einer Transporteinrichtung zu einer Heizstation und von dieser zu einer Formstation der Blistermaschine weitertransportierbar. In der Formstation werden in an sich bekannter Weise Näpfchen 4 in den zuvor in der Heizstation erhitzten ersten Folienstreifen 3 mittels entsprechender Formwerkzeuge eingeformt. Die auf diese Weise gebildete Formfolie wird von der Formstation zu einer Tabletten-Zuführeinheit transportiert, mittels der in die einzelnen Näpfchen 4 der Formfolie bzw. des ersten Folienstreifens 3 jeweils ein Produkt 5 eingefüllt wird.
Die Blistermaschine weist außerdem eine zweite Folienaufnahme auf, an welcher der zweite Folienstreifen 6 auf einer zweiten Rolle bevorratet ist. In Transportrichtung 13 hinter der Tabletten- Zuführeinrichtung werden der mit den Produkten 5 befüllte erste Folienstreifen 3 und der zweite Folienstreifen 6 aufeinandergelegt und dann in Transportrichtung 13 durch einen Walzenspalt 8 der Heißsiegelvorrichtung 1 hindurchgeleitet, um die die Näpfchen 4 umgrenzenden Bereiche des erste Folienstreifens 3 mit dem zweiten Folienstreifen 6 zu verschweißen.
Wie in 1 zu sehen ist, ist der Walzenspalt 8 zwischen einer beheizbaren Siegelwalze 9 und einer Gegenwalze 10 gebildet. Die Siegelwalze 9 und die Gegenwalze 10 sind um parallel zueinander verlaufende Achsen an einer Halterung 11 drehbar gelagert. Die Gegenwalze 10 weist in ihrer Mantelfläche Einformungen 12 zur Aufnahme der Näpfchen 4 des ersten Folienstreifens 3 auf. Die beheizte Mantelfläche der Siegelwalze 9 hat eine Reliefstruktur für ein Siegelmuster, das beispielsweise rautenförmige Strukturelemente aufweisen kann.
Die Siegelwalze 9 ist mittels einer in der Zeichnung nicht näher dargestellte Elektroheizung beheizbar, die über eine Ansteuereinrichtung mit Strom versorgt wird. Zum Einstellen der Temperatur der Siegelwalze 9 weist die Ansteuereinrichtung eine erste Stelleinrichtung auf.
Die Spaltweite des zwischen der Siegelwalze 9 und der Gegenwalze 10 gebildeten Walzenspalts 8 ist verstellbar. Die Siegelwalze 9 ist zu diesem Zweck an einer ersten Halteeinrichtung 14 und die Gegenwalze 10 an einer zweiten Halteeinrichtung 15 drehbar gelagert. Die erste Halteeinrichtung 14 ist um eine von der Rotationsachse der Siegelwalze 9 und der Rotationsachse der Gegenwalze 10 beabstandeten, parallel zu diesen Rotationsachse angeordneten Schwenkachse 16 relativ zu der zweiten Halteeinrichtung 15 verschwenkbar. Eine von der Schwenkachse 16 beabstandete Lagerstelle der ersten Halteeinrichtung 14 ist gelenkig mit der Kolbenstange 18 des pneumatischen Arbeitszylinders 17 und das Zylinderteil 19 des Arbeitszylinders 17 gelenkig mit der zweiten Halteeinrichtung 15 verbunden.
Der durch den Kolben und das Zylinderteil begrenzte Arbeitsraum des Arbeitszylinders 17 ist über ein in der Zeichnung nicht näher dargestellte zweite Stelleleinrichtung mit einer pneumatischen Druckquelle verbunden. Mit Hilfe des zweiten Stellelements ist der pneumatische Druck im Arbeitsraum einstellbar. Hierdurch kann der Siegeldruck, der in dem Walzenspalt auf die Folienstreifen 3, 6 einwirkt, eingestellt werden.
Zum berührungslosen Erfassen eines Messsignals für ein Dickenmaß D, welches die aus den Folienstreifen gebildete Schichtanordnung an außerhalb der Innenhöhlungen 7 der Näpfchen 4 befindlichen Stellen nach dem Durchlaufen des Walzenspalts 8 quer zu einer vom zweiten Folienstreifen 6 aufgespannten Ebene aufweist, hat die Heißsiegelvorrichtung 1 eine Messeinrichtung 20, die als optische Kohärenztomografie-Messeinrichtung 20 nach dem Prinzip des Laserinterferometers ausgestaltet ist.
Die Messeinrichtung 20 hat einen Laser, in dessen Strahlengang ein Strahlteiler angeordnet ist. In dem Strahlteiler wird der Laserstrahl in einen Messstrahl 21 und einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Referenzstrahl aufgeteilt. Der Messstrahl 21 ist derart quer zu der Ebene, in der sich der zweite Folienstreifen 6 erstreckt, angeordnet, dass er auf den ersten Folienstreifen 3 auftrifft und an optischen Grenzflächen des ersten und/oder zweiten Folienstreifens 3, 6 reflektiert wird. Der Referenzstrahl fällt auf einen Spiegel und wird von diesem in sich selbst zurückreflektiert. An dem Strahlteiler treffen der Messstrahl 21 und der Referenzstrahl wieder zusammen und interferieren genau dann, wenn die Differenz der von beiden Strahlen zurückgelegten Wege kleiner als eine Kohärenzlänge ist. Das Interferenzsignal wird mit einem Detektor aufgezeichnet und danach ausgewertet. Im Strahlengang des Messstrahls 21 ist eine Ablenkeinrichtung vorgesehen, mittels welcher der Messstrahl 21 zum Abtasten der Formfolie 3 quer zu Transportrichtung 13 der Formfolie 3 hin- und herbewegt werden kann.
In 2 ist das Dickenmaß D am Beispiel eines Blisterbands 2 dargestellt, bei dem die Folienstreifen 3, 6 korrekt miteinander verschweißt sind. Deutlich ist erkennbar, dass die Folienstreifen 3, 6 außerhalb der von der Innenhöhlung 7 überdeckten Bereiche des ersten Folienstreifens 3 direkt aufeinanderliegen und dort stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
3 zeigt das Dickenmaß D am Beispiel eines Blisterbands 2, bei dem die Heißsiegelnaht fehlerhaft ist. Hier ist erkennbar, dass die Schweißnaht zwischen den Folienstreifen 3, 6 in einem Bereich, der nicht von einer Innenhöhlung 7 eines Näpfchens 4 überdeckt wird, eine Luftblase 22 aufweist. Dadurch ergibt sich an dieser Stelle in 3 ein Dickenmaß D', das größer ist als das Dickenmaß D in 2.
Die Messeinrichtung 20 ist mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Messsignals mit einem Referenzsignalbereich verbunden. Die Vergleichseinrichtung steht über einen Regler derart mit der ersten Stelleinrichtung in Steuerverbindung, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal die Temperatur der Siegelwalze im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird und der Siegeldruck konstant bleibt. Wenn das dem Messsignal entsprechende Dickenmaß beispielsweise größer ist als ein dem Referenzsignal entsprechendes Referenzmaß, wird die Temperatur der Siegelwalze um einen vorbestimmten Wert erhöht. Das erste Stellelement wird dazu entsprechend angesteuert. Während die Temperatur der Siegelwalze 9 nachgeregelt wird, wird die Siegeldruck konstant gehalten.
Außerdem steht die Vergleichseinrichtung über den Regler derart mit der zweiten Stelleinrichtung in Steuerverbindung, dass wenn nach dem Durchführen eines Regelschritts, bei dem die Temperatur der Siegelwalze 9 verändert wurde, weiterhin eine Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal auftritt, der Siegeldruck erhöht und die Temperatur der Siegelwalze 9 konstant gehalten wird.
Das zweite Stellelement wird dazu so angesteuert, dass der Druck im Arbeitszylinder 17 entsprechend zunimmt. Während der Siegeldruck nachgeregelt wird, wird die Temperatur der Siegelwalze 9 konstant gehalten.
Die Regelung des Siegeldrucks und der Temperatur der Siegelwalze 9 ist in 4 schematisch dargestellt. Es sind auch andere Regelstrategien denkbar, bei denen beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal zuerst der Siegeldruck und danach die Temperatur der Siegelwalze 9 verändert wird. Ferner besteht die Möglichkeit, beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal beide Parameter (Siegeldruck und Temperatur) gleichzeitig zu verändern.
Erwähnt werden soll noch, dass die Blistermaschine eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stanzeinrichtung aufweist, mittels der aus dem Blisterband 2 Blister-Verpackungen ausgestanzt werden, nachdem das Blisterband 2 die Heißsiegelvorrichtung 1 durchlaufen hat. Die ausgestanzten Blister-Verpackungen werden zu einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kartonierer weitertransportiert, mittels dem die Blister-Verpackungen in Faltschachteln verpackt werden.

Claims

Heißsiegelvorrichtung (1) zum Verschweißen von Folienstreifen (3, 6) für Blister- und/oder Streifenverpackungen, mit einer Walzenanordnung, welche eine mittels einer Heizung beheizbare Siegelwalze (9) und eine mit dieser zusammenwirkende Gegenwalze (10) aufweist, die in ihrer Mantelfläche Einformungen (12) zur Aufnahme von zwischen den Folienstreifen einzuschließenden Produkten (2) hat, wobei die Heizung eine erste Stelleinrichtung zum Einstellen der Temperatur der Siegelwalze (9) aufweist, wobei die Siegelwalze (9) und die Gegenwalze (10) an einer Halterung (11) derart drehbar gelagert sind, dass zwischen der Siegelwalze (9) und den die Einformungen (12) umgrenzenden Bereichen der Mantelfläche der Gegenwalze (10) ein Walzenspalt (8) gebildet ist, wobei die Heißsiegelvorrichtung (1) eine Zuführeinrichtung aufweist, mittels der die Folienstreifen (3, 6) aufeinanderliegend dem Walzenspalt (8) in eine Transportrichtung (13) zuführbar sind, um sie an Heißsiegelstellen derart miteinander zu verschweißen, dass die Produkte (2) zwischen den Folienstreifen (3, 6) eingeschlossen sind, wobei die Spaltweite des Walzenspalts (8) verstellbar ist, und wobei zwischen der Siegelwalze (9) und der Gegenwalze (10) eine Einrichtung zur Erzeugung eines in dem Walzenspalt (8) auf die Folienstreifen (3, 6) einwirkenden Siegeldrucks angeordnet ist, die eine zweite Stelleinrichtung aufweist, mittels welcher der Siegeldruck einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißsiegelvorrichtung (1) eine Messeinrichtung (20) zum berührungslosen Erfassen mindestens eines Messsignals für ein Dickenmaß (D, D') hat, welches die aus den Folienstreifen (3, 6) gebildete Schichtanordnung nach dem Durchlaufen des Walzenspalts (8) an den Heißsiegelstellen aufweist, dass die Messeinrichtung (20) mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Messsignals mit einem Referenzsignal oder einem Referenzsignalbereich verbunden ist, und dass die Vergleichseinrichtung über einen Regler derart mit der ersten und/oder der zweiten Stelleinrichtung in Steuerverbindung steht, dass bei Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal oder dem Referenzsignalbereich die Temperatur und/oder der Siegeldruck im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler derart ausgestaltet ist, a) dass für den Fall, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Messsignal und dem Referenzsignal die Temperatur der Siegelwalze (9) im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert und der Siegeldruck konstant gehalten wird, b) dass danach das Messsignal erneut mit dem Referenzsignal verglichen wird, und dass für den Fall, dass bei diesem Vergleich eine Abweichung festgestellt wird, der Siegeldruck im Sinne der Reduzierung der Abweichung verändert und die Temperatur der Siegelwalze (9) konstant gehalten wird, und c) dass gegebenenfalls die Schritte a) und b) mindestens einmal wiederholt werden.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (20) mindestens ein Laserinterferometer aufweist, das zum Bestimmen des Dickenmaßes (D, D'), welches die aus den Folienstreifen (3, 6) gebildete Schichtanordnung aufweist, mit seiner optischen Achse quer zu der von dem zweiten Folienstreifen (6) aufgespannten Ebene angeordnet ist.
Heißsiegelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlengang des Laserinterferometers derart relativ zu der Halterung (11), an der die Siegelwalze (9) und die Gegenwalze (10) drehbar gelagert ist, angeordnet ist, dass die Laserstrahlung durch die dem zweiten Folienstreifen (6) abgewandte Oberfläche des ersten Folienstreifens (3) hindurch in den ersten Folienstreifen (3) eingekoppelt wird.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass Messsignale für das Dickenmaß (D, D'), welches die aus den Folienstreifen (3, 6) gebildete Schichtanordnung aufweist, an mehreren Messstellen messbar sind, die in der Ebene, in der sich die Schichtanordnung erstreckt, quer zur Transportrichtung (13) der Schichtanordnung voneinander beabstandet sind.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung der Siegelwalze (9) mindestens zwei in Axialrichtung der Siegelwalze zueinander versetzte Heizzonen aufweist, denen unterschiedliche, mittels der ersten Stelleinrichtung separat ansteuerbare Heizelemente zugeordnet sind, und dass der Regler derart mit der ersten Stelleinrichtung in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Asymmetrie zwischen den Messsignalen für das Dickenmaß (D, D') an den einzelnen Messstellen die Heizelemente im Sinne einer Reduzierung der Asymmetrie angesteuert werden.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung des Siegeldrucks mindestens zwei in Axialrichtung der Siegelwalze zueinander versetzte Druckerzeugungszonen aufweist, denen unterschiedliche, mittels der zweiten Stelleinrichtung separat ansteuerbare Druckerzeugungselemente zugeordnet sind, und dass der Regler derart mit der zweiten Stelleinrichtung in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Asymmetrie zwischen den Messsignalen für das Dickenmaß (D, D') an den einzelnen Messstellen die Druckerzeugungselemente im Sinne einer Reduzierung der Asymmetrie angesteuert werden.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserinterferometer als optische Kohärenztomografie-Messeinrichtung ausgestaltet ist.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserinterferometer im Strahlengang eines auf den ersten und/oder zweiten Folienstreifen (3, 6) gerichteten Messlaserstrahls (21) mindestens eine Ablenkeinrichtung hat, mittels welcher der Messlaserstrahl (21) quer zur Transportrichtung (13) der die Folienstreifen (3, 6) aufweisenden Schichtanordnung ablenkbar ist.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Prägeeinrichtung zum Einbringen einer Prägung in mindestens eine der Folienstreifen (3, 6) aufweist, dass die Messeinrichtung (20) Mittel zum Bestimmen eines ersten Istwerts für die Relativposition zwischen der Lage der Prägung und der Lage einer zwischen den Folienstreifen (3, 6) gebildeten Innenhöhlung (7) zur Aufnahme eines Produkts (5) aufweist, dass die Messeinrichtung (20) mit einem ersten Vergleichsglied zum Vergleichen des ersten Istwerts mit einem ersten Sollwert für die Relativposition zwischen Prägung und Innenhöhlung (7) verbunden ist, dass die Heißsiegelvorrichtung (1) ein erstes Stellglied zum Einstellen der Lage der Prägung relativ zur Lage der Innenhöhlung (7) aufweist, und dass das erste Vergleichsglied derart mit dem ersten Stellglied in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem ersten Istwert und dem ersten Sollwert die Relativposition im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird.
Heißsiegelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Perforationseinrichtung zum Einbringen einer Perforation in mindestens eine der Folienstreifen (3, 6) aufweist, dass die Messeinrichtung (20) Mittel zum Bestimmen eines zweiten Istwerts für die Relativposition zwischen der Lage der Perforation und der Lage einer zwischen den Folienstreifen (3, 6) gebildeten Innenhöhlung (7) zur Aufnahme eines Produkts (5) aufweist, dass die Messeinrichtung (20) mit einem zweiten Vergleichsglied zum Vergleichen des zweiten Istwerts mit einem zweiten Sollwert für die Relativposition zwischen Perforation und Innenhöhlung (7) verbunden ist, dass die Heißsiegelvorrichtung (1) ein zweites Stellglied zum Einstellen der Lage der Perforation relativ zur Lage der Innenhöhlung (7) aufweist, und dass das zweite Vergleichsglied derart mit dem zweiten Stellglied in Steuerverbindung steht, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem zweiten Istwert und dem zweiten Sollwert die Relativposition im Sinne einer Reduzierung der Abweichung verändert wird.