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Die Erfindung bezieht sich auf Formstationen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Formstation ist aus der
DE 10 2009 014 090 A1 bekannt. Die dort offenbarte Formstation umfasst ein oberes Formwerkzeug und ein unteres Formwerkzeug. Ersteres enthält eine Heizplatte. Durch die Heizplatte kann eine Verpackungsfolie erwärmt werden. Durch Druckluftzufuhr in das obere Formwerkzeug kann die Verpackungsfolie in Richtung des unteren Formwerkzeugs gedrückt werden. Nachteilig an einer solchen konventionellen Formstation ist, dass die Druckluft, die beim Ausformen der Schale mit derselben in Berührung kommt, auch mit dem gesamten Innenraum des oberen Formwerkzeugs, unter anderem mit einer der Folie abgewandten Seite der Heizplatte, in Berührung kommt. Bei Anwendungen mit hohen Hygieneanforderungen, wie z. B. der Lebensmittelverarbeitung, hat das zur Folge, dass sämtliche Bereiche, die mit der Druckluft in Berührung kommen, besondere Sauberkeitsanforderungen und Anforderungen an die Werkstoffe bzgl. des Lebensmittelkontakts erfüllen müssen, da ansonsten durch die Druckluft die Schale kontaminiert werden könnte. Dies kann die Materialkosten für die fraglichen Bereiche wie auch den Aufwand für die Reinigung der Formstation, und damit deren Betriebskosten erhöhen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Formstation anzugeben, die geringere Material- und Betriebskosten verursacht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Formstation mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die Erfindung sieht eine Formstation für eine Verpackungsmaschine vor. Die Formstation umfasst ein Formwerkzeug, das dazu konfiguriert ist, eine Mulde in eine Folie zu formen. Das Formwerkzeug umfasst außerdem ein erstes Teilwerkzeug, insbesondere ein Oberwerkzeug, und ein zweites Teilwerkzeug, insbesondere ein Unterwerkzeug, zwischen denen die Folie hindurchförderbar ist, wobei die Teilwerkzeuge aufeinander zu bewegbar sind, sodass die Folie zwischen ihnen klemmbar ist, wobei die Folie und das erste Teilwerkzeug einen Raum bilden, wenn die Folie an dem ersten Teilwerkzeug anliegt. Das Formwerkzeug umfasst des Weiteren eine Heizvorrichtung, die in dem ersten Teilwerkzeug und, wenn die Folie an dem ersten Teilwerkzeug anliegt, in dem Raum angeordnet ist, wobei die Heizvorrichtung dazu konfiguriert ist, die Folie zu erwärmen. Die Formstation zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Teilwerkzeug eine Dichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Raum zusammen mit der Heizvorrichtung in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, die gasdicht voneinander isoliert sind, zu teilen, wobei eine erste, der Folie zugewandte Seite der Heizvorrichtung in dem ersten Abschnitt angeordnet ist und eine zweite, der Folie abgewandte Seite der Heizvorrichtung in dem zweiten Abschnitt angeordnet ist.
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Durch die Teilung des Raumes in dem ersten Teilwerkzeug in zwei Abschnitte kann die der Folie abgewandte Seite der Heizvorrichtung von der Folie und der die Mulde formenden Druckluft abgeschirmt werden. Dadurch können bei der Auslegung und der Materialwahl der der Folie abgewandten Seite der Heizvorrichtung geringere Anforderungen vorgesehen sein, ohne dass das Risiko einer Kontamination erhöht wird. Z. B. können Heizelemente oder Anschlusskabel ausgewählt werden, die bei herkömmlichen Formstationen aufgrund der von ihnen ausgehenden Kontaminationsgefahr nicht eingesetzt werden könnten.
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Es ist vorteilhaft, wenn Druckluft in den ersten Abschnitt des Raumes einleitbar ist. In den ersten Abschnitt eingeleitete Druckluft kann dazu vorgesehen sein, ein Formen der Mulde in die Folie zu unterstützen. Die in den ersten Abschnitt eingeleitete Druckluft kann Anforderungen für einen indirekten und vorzugsweise für einen direkten Kontakt mit Lebensmitteln erfüllen, sodass keine Gefahr der Kontamination der Mulde entsteht.
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Denkbar ist, dass Druckluft in den zweiten Abschnitt des Raumes einleitbar ist. Dies kann dazu dienen, eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu verringern. Besonders günstig ist es, wenn die in den zweiten Abschnitt eingeleitete Druckluft mit demselben Druck beaufschlagt ist wie die in den ersten Abschnitt eingeleitete Druckluft. In diesem Fall kann die Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt eliminiert werden. Eine verringerte, vorzugsweise eliminierte Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt kann zu einer geringeren Beanspruchung der Heizvorrichtung und/oder der Dichtung führen.
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Auch eine Verpackungsmaschine, vorzugsweise eine Tiefziehverpackungsmaschine, mit einer Formstation der vorstehend beschriebenen Art ist vorstellbar. Insbesondere eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von Lebensmitteln kann durch die beschriebenen Vorteile der Formstation verbessert werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Formstation sowie auf eine Verpackungsmaschine der vorstehend beschriebenen Art. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
- 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine.
- 2 zeigt eine schematische Schnittansicht der Formstation, wobei die Schnittebene in der in 1 durch die Schnittlinie II-II angedeuteten Richtung verläuft.
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1 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1, die, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, eine Tiefziehverpackungsmaschine sein kann. Die Verpackungsmaschine 1 kann eine Formstation 2, eine Siegelstation 3, eine Querschneideinrichtung 4 und eine Längsschneideinrichtung 5 aufweisen. Diese können in der genannten Reihenfolge in einer Arbeitsrichtung R an einem Maschinengestell 6 angeordnet sein.
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Eingangsseitig kann an dem Maschinengestell 6 eine Zufuhrrolle 7 vorgesehen sein, von der eine erste Folie 8 abgezogen werden kann. Im Bereich der Siegelstation 3 kann ein Folienspeicher 9 vorgesehen sein, von dem eine zweite Folie 10 als Deckelfolie abgezogen werden kann. Ausgangsseitig kann an der Verpackungsmaschine 1 eine Abfuhreinrichtung 13, z. B. in Form eines Transportbandes, vorgesehen sein, mit der fertige, vereinzelte Verpackungen 21 abtransportiert werden können. Ferner kann die Verpackungsmaschine 1 eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung aufweisen, welche die erste Folie 8 ergreifen und vorzugsweise in einem Hauptarbeitstakt taktweise in der Arbeitsrichtung R weitertransportieren kann. Die Vorschubeinrichtung kann zum Beispiel durch seitlich angeordnete Transportketten, vorzugsweise Klammerketten, realisiert sein.
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Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, kann die Formstation 2 als eine Tiefziehstation ausgebildet sein. Darin können durch Tiefziehen eine oder mehrere Verpackungsmulden 14 in die erste Folie 8 geformt werden. Dazu kann die Formstation 2 ein Formwerkzeug 11 umfassen. Das Formwerkzeug 11 kann ein erstes Teilwerkzeug 11a, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Oberwerkzeug 11a, und ein zweites Teilwerkzeug 11b, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Unterwerkzeug 11b, aufweisen. Die erste Folie 8 kann zwischen dem Oberwerkzeug 11a und dem Unterwerkzeug 11b hindurch gefördert werden.
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Das Formwerkzeug 11 kann eine Heizvorrichtung 12 aufweisen. Die Heizvorrichtung 12 kann insbesondere innerhalb des ersten Teilwerkzeuges 11a angeordnet sein. Die Heizvorrichtung 12 kann dazu eingerichtet sein, die erste Folie 8 zu erwärmen. Dadurch kann eine bessere plastische Verformbarkeit der ersten Folie 8 erreicht werden.
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Die Formstation 2 kann derart ausgebildet sein, dass in einer Richtung senkrecht zur Arbeitsrichtung R mehrere Verpackungsmulden 14 nebeneinander gebildet werden können. In Arbeitsrichtung R hinter der Formstation 2 kann eine Einlegestrecke 15 vorgesehen sein. Dort können die in die erste Folie 8 geformten Verpackungsmulden 14 mit Produkt 16 befüllt werden.
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Die Siegelstation 3 kann eine verschließbare Kammer 17 aufweisen, in der eine Atmosphäre in den Verpackungsmulden 14 vor dem Versiegeln zum Beispiel durch Gasspülen mit einem Austauschgas oder mit einem Austausch-Gasgemisch ersetzt werden kann.
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Die Querschneideinrichtung 4 kann als Stanze ausgebildet sein, welche dazu eingerichtet sein kann, die erste Folie 8 und die zweite Folie 10 in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung R zwischen benachbarten Verpackungsmulden 14 zu durchtrennen. Dabei kann die Querschneideinrichtung 4 derart konfiguriert sein, dass die erste Folie 8 nicht über die gesamte Breite aufgeteilt wird, sondern zumindest in einem Randbereich nicht durchtrennt wird. Dies kann einen kontrollierten Weitertransport durch die Vorschubeinrichtung ermöglichen.
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Die Längsschneideinrichtung 5 kann, wie in der dargestellten Ausführungsform, als eine rotierende Rundmesseranordnung ausgebildet sein, mit der die erste Folie 8 und die zweite Folie 10 zwischen benachbarten Verpackungsmulden 14 und am seitlichen Rand der ersten Folie 8 durchtrennt werden kann, wodurch hinter der Längsschneideinrichtung 5 vereinzelte Verpackungen 21 vorliegen können.
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Die Verpackungsmaschine 1 kann ferner eine Steuereinheit 18 enthalten. Sie kann dazu konfiguriert sein, die in der Verpackungsmaschine 1 ablaufenden Prozesse zu steuern und/oder zu überwachen. Außerdem kann eine Anzeigevorrichtung 19 vorzugsweise mit Bedienelementen 20 vorgesehen und dazu eingerichtet sein, Prozessabläufe in der Verpackungsmaschine 1 für bzw. durch einen Bediener zu visualisieren bzw. zu beeinflussen.
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Die generelle Arbeitsweise der Verpackungsmaschine 1 kann wie im Folgenden kurz dargestellt ablaufen.
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Die erste Folie 8 kann von der Zufuhrrolle 7 abgezogen und durch die Vorschubeinrichtung in die Formstation 2 transportiert werden. In der Formstation 2 können durch Tiefziehen eine oder mehrere Verpackungsmulden 14 in der ersten Folie 8 gebildet werden. Dabei kann die erste Folie 8 zunächst erwärmt werden, vorzugsweise durch eine Heizvorrichtung 12. Das Tiefziehen der Mulde 14 kann durch Einleiten von Druckluft in das Formwerkzeug 11, insbesondere in das Oberwerkzeug 11a, unterstützt werden, wie später noch näher erläutert werden wird. Danach können die Verpackungsmulden 14 zu der Einlegestrecke 15 weitertransportiert werden, wo sie mit Produkt 16 befüllt werden können.
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Anschließend können die befüllten Verpackungsmulden 14 zusammen mit dem sie umgebenden Bereich der ersten Folie 8 durch die Vorschubeinrichtung in die Siegelstation 3 weitertransportiert werden. Die zweite Folie 10 kann in der Siegelstation 3 als Deckelfolie an die erste Folie 8 angesiegelt werden. Danach kann die zweite Folie 10 mit der Vorschubbewegung der ersten Folie 8 weitertransportiert werden. Dabei kann die zweite Folie 10 von dem Folienspeicher 9 abgezogen werden. Durch das Ansiegeln der Deckelfolie 10 an die Verpackungsmulden 14 können verschlossene Verpackungen 21 entstehen.
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In den Schneideinrichtungen 4, 5 können die Verpackungen 21 vereinzelt werden, indem die Folien 8, 10 in Quer- bzw. Längsrichtung durchtrennt werden. Zum Vereinzeln kann anstelle der Schneidvorrichtungen 4, 5 auch eine Komplettschnittvorrichtung (nicht gezeigt) eingesetzt werden, welche die Verpackungen 21 in einem Schritt vereinzeln kann.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht der Formstation 2, insbesondere des Formwerkzeugs 11. Die Folie 8 kann zwischen dem ersten Teilwerkzeug 11a und dem zweiten Teilwerkzeug 11b hindurchförderbar sein. Das erste Teilwerkzeug 11a und das zweite Teilwerkzeug 11b können aufeinander zu bewegbar sein, sodass die Folie 8 zwischen ihnen klemmbar sein kann. Der Fachmann erkennt, dass die Folie 8 und das erste Teilwerkzeug 11a einen Raum 22 bilden können, der in der 2 durch eine lang gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Heizvorrichtung 12, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Heizplatte 12, kann in dem ersten Teilwerkzeug 11a und/oder in dem Raum 22 angeordnet sein.
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Das erste Teilwerkzeug 11a kann eine Dichtung 23 umfassen. Die Dichtung 23 kann in dem ersten Teilwerkzeug 11a und/oder in dem Raum 22 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtung 23 derart mit der Heizvorrichtung 12 zusammenwirken, dass der Raum 22 in einen ersten Abschnitt 24 und einen zweiten Abschnitt 25 geteilt wird. Der erste Abschnitt 24 und der zweite Abschnitt 25 sind in 2 jeweils durch kurz gestrichelte Linien angedeutet. Der erste Abschnitt 24 und der zweite Abschnitt 25 können gasdicht voneinander isoliert sein.
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In dem ersten Abschnitt 24 kann eine erste Seite 26 der Heizvorrichtung 12 angeordnet sein. Die erste Seite 26 der Heizvorrichtung 12 kann der Folie 8 zugewandt sein. In dem zweiten Abschnitt 25 kann eine zweite Seite 27 der Heizvorrichtung 12 angeordnet sein. Die zweite Seite 27 der Heizvorrichtung 12 kann der Folie 8 abgewandt sein. Auf der zweiten Seite 27 der Heizvorrichtung 12 kann ein Heizelement 28 angeordnet sein. Das Heizelement 28 kann dazu konfiguriert sein, die Heizvorrichtung 12 aufzuheizen, sodass diese wiederum die Folie 8 erwärmen kann. Die Heizvorrichtung 12, insbesondere das Heizelement 28, kann durch ein Anschlusskabel 29 mit Energie und/oder Steuerungs- oder Regelungssignalen versorgt werden.
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Nach dem Erwärmen kann in die zwischen dem ersten Teilwerkzeug 11a und dem zweiten Teilwerkzeug 11b geklemmte Folie 8 eine Mulde 14 geformt werden. Dazu kann Druckluft in den ersten Abschnitt 24 eingeleitet werden. Ein Formluftanschluss 30 kann an dem ersten Teilwerkzeug 11a vorgesehen sein. Der Formluftanschluss 30 kann mit dem ersten Abschnitt 24 verbunden sein. Die Druckluft zum Formen der Folie 8 kann über den Formluftanschluss 30 in den ersten Abschnitt 24 eingeleitet werden. Durch die so eingeleitete Druckluft kann die Folie 8 in das zweite Teilwerkzeug 11b hinein gedrückt werden. Insbesondere kann die Folie 8 an ein in dem zweiten Teilwerkzeug 11b vorgesehenes Formteil 31 gedrückt werden, wodurch die Mulde 14 ihre Form erhalten kann.
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Der Fachmann erkennt, dass durch die Dichtung 23 verhindert wird, dass die in den ersten Abschnitt 24 eingeleitete Druckluft auf die der Folie 8 abgewandte Seite der Heizvorrichtung 12 gelangt. Dort befindliche Komponenten, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Heizelement 28 oder das Anschlusskabel 29, können die zum Formen der Mulde 14 eingeleitete Druckluft also nicht kontaminieren. Dadurch wird ermöglicht, dass nur die Komponenten oder Abschnitte erhöhte Hygieneanforderungen erfüllen müssen, die auf der der Folie 8 zugewandten ersten Seite 26 der Heizvorrichtung 12 angeordnet sind.
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Wenn Druckluft in den ersten Abschnitt 24 eingeleitet wurde, kann eine ggf. entstehende Druckdifferenz zwischen dem ersten Abschnitt 24 und dem zweiten Abschnitt 25 die Dichtung 23 mechanisch beanspruchen. Es kann daher vorteilhaft vorgesehen sein, dass auch in den zweiten Abschnitt 25 Druckluft eingeleitet wird, beispielsweise durch einen Ausgleichsanschluss 32. Dadurch kann die Druckdifferenz zwischen dem ersten Abschnitt 24 und dem zweiten Abschnitt 25 verringert oder eliminiert werden, was wiederum die Beanspruchung der Dichtung 23 verringern und somit ihre Haltbarkeit verbessern kann. Der Ausgleichsanschluss 32 kann an dem ersten Teilwerkzeug 11a vorgesehen sein. Der Ausgleichsanschluss 32 kann mit dem zweiten Abschnitt 24 verbunden sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009014090 A1 [0002]
