DE102022110637A1

DE102022110637A1 - Vorrichtung zum Zerkleinern von streifenförmigem Material und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE102022110637A1
Application number: DE102022110637.3A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Sauter; Herbert Benischke
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2022-05-02
Filing date: 2022-05-02
Publication date: 2023-11-02
Also published as: US20230347358A1; EP4275796A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von streifenförmigem Material (2), insbesondere Verpackungsmaterial, umfassend ein Gehäuse (3) mit mindestens einer Zuführöffnung (4) für das streifenförmige Material (2) und einer Abführöffnung (5) für das zerkleinerte Material (6), einen Messerhalter (7), welcher innerhalb des Gehäuses (3) um eine Achse (8) rotierbar gelagert ist, mindestens ein Messer (9), welches an dem Messerhalter (7), insbesondere lösbar, befestigt ist und mindestens ein Gegenmesser (10), welches an dem Gehäuse (3), insbesondere lösbar, befestigt ist, sowie einen Antrieb (11) der dazu ausgelegt ist, den Messerhalter (7) zu rotieren. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste Rotationsrichtung (r1) und eine der ersten entgegengesetzte zweite Rotationsrichtung (r2) des Messerhalters (7) um die Achse (8) vorgebbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von streifenförmigem Material (2), insbesondere Verpackungsmaterial. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Vorrichtung (1) mindestens ein sowohl in einer ersten Rotationsrichtung (r1) als auch in einer zur ersten entgegengesetzten, zweiten Rotationsrichtung (r2) rotierbar gelagerter Messerhalter (7) eingesetzt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zerkleinern von streifenförmigen Material (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 11.
Stand der Technik
In Tiefziehverpackungsmaschinen wird üblicherweise von einer ersten Rolle eine Folie, die sogenannte Unterfolie, in Bahnen abgezogen, welche mittels Transportmitteln, vorzugsweise Klammerketten, durch die Verpackungsmaschine hindurchbefördert wird. Unter Folie wird hier ein für die Verpackung von Lebensmittel geeignetes Material verstanden, insbesondere kann es sich hierbei um eine Verbundfolie aus mehreren Kunststoffschichten, um faserbasiertes Material, eine Kombination aus Kunststoff und faserbasiertem Material oder der Gleichen handeln. Auf dem Weg durch die Tiefziehverpackungsmaschine wird die Unterfolie von verschiedenen Stationen der Tiefziehverpackungsmaschine bearbeitet. Üblicherweise wird in einer Formstation in die Unterfolie eine oder mehrere Mulden geformt und anschließend darin ein Produkt eingelegt. Von einer zweiten Rolle wird eine weitere Folie, die sogenannte Oberfolie, dem Verpackungsprozess zugeführt. Diese wird auf die Mulden gebracht und in einer Siegelstation versiegelt oder unter Vakuum und/oder modifizierter Atmosphäre luftdicht versiegelt. Die so hergestellten Packungen hängen als Verbund über die Unterfolie zusammen. Zum Vereinzeln der Verpackungen aus dem Verbund der Unter- und der Oberfolie kann eine Kombination einer Querschneidestation mit einer nachfolgenden Längsschneidestation vorgesehen sein. In der Querschneidestation wird der Verbund der Unter- und der Oberfolie quer zur Transportrichtung geschnitten. Dabei wird üblicherweise der Bereich des Folienverbunds, der von den Klammerketten gehalten wird nicht durchtrennt. In der Längsschneidestation werden dann die Verpackungen in Transportrichtung geschnitten. Die nun vereinzelten Verpackungen fallen auf ein vorgesehenes Transportband und werden abtransportiert. In den Klammerketten verbleiben zunächst sogenannte Randstreifen, welche als Abfallprodukt entsorgt werden müssen. Da die Randstreifen nicht quer zur Transportrichtung durchtrennt werden liegen sie quasi als Endlosstreifen vor. In eine Klammerkettenumlenkung, welche sich im Endbereich der Tiefziehverpackungsmaschine befindet, werden diese Randstreifen gezielt aus den Klammerketten geführt. Üblicherweise werden die Randstreifen mit einer Wickelvorrichtung aufgewickelt oder durch eine Absaugvorrichtung einem Abfallbehälter zugeführt. Beide Vorrichtungen haben allerdings den Nachteil, dass sie häufig durch den Bediener entleert werden müssen, weil die Randstreifen schlecht zu wickeln beziehungsweise zu legen sind und deshalb das Abfallmaterial in kurzer Zeit ein großes Volumen beansprucht. Während des Entleerungsvorgangs muss in der Regel die Verpackungsmaschine angehalten werden, was die Produktivität der Anlage erheblich verschlechtert.
Aus der DE 10 2008 039 841 A1 sowie der DE 299 07 834 U1 sind Zerkleinerungsvorrichtungen bekannt, welche die Randstreifen mittels Messern in kleine Stücke zerkleinert, bevor sie einem Abfallbehälter zugeführt werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Volumen des Abfalls deutlich reduziert wird und somit die Entleerungsintervalle vergrößert werden können.
Die Anforderungen an Verpackungsmaterialen sind in den letzten Jahren stetig gestiegen. Es gibt spezielle Verpackungsmaterialien, welche speziell für unterschiedliche Lebensmittel entwickelt wurden. Zudem wird der Anteil an nachhaltigen Bestandteilen in einer Lebensmittelverpackung immer größer. All dies hat zur Folge, dass es eine Vielzahl unterschiedlicher Verpackungsmaterialien gibt, welche unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Ebenso steigen auch die Anforderungen an eine Verpackungsmaschine, all die unterschiedlichen Verpackungsmaterialien verarbeiten zu können. Abhängig von der Art des Verpackungsmaterials kann es sich um eher zähes oder eher sprödes Material handeln. Um mit einer wie oben erwähnten Zerkleinerungsvorrichtung Verpackungsmaterial mit unterschiedlichen Eigenschaften verarbeiten zu können werden unterschiedliche Messer benötigt. Wird an einer Verpackungsmaschine von einem Verpackungsmaterial auf ein anderes gewechselt, weil z. B. ein anderes Produkt verpackt werden soll, so hat dies zur Folge, dass es notwendig sein kann, die Messer der Zerkleinerungsvorrichtung zu wechseln. Des Weiteren sind Verpackungsfolien aus Kunststoff, welche mit faserbasiertem Material versetzt sind, bzw. Verpackungsmaterial aus faserbasiertem Material sehr abrasiv, was dazu führt, dass ein erhöhter Verschleiß an den Messern der Zerkleinerungsvorrichtung auftritt. Dadurch müssen die Messer in kürzeren Intervallen getauscht werden.
Ein Messerwechsel ist zeitintensiv, da die Zerkleinerungsvorrichtung geöffnet, die alten Messer demontiert und die neuen Messer eingebaut und genau justiert werden müssen. Dies führt wiederum zu ungewünschten Stillstandszeiten der Verpackungsmaschine und damit zu einem Produktivitätsverlust.
Aufgabe
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Häufigkeit der zeitintensiven Umrüstung reduziert sowie ein Verfahren für den Betrieb der Vorrichtung bereitzustellen.
Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zu deren Betrieb gemäß dem unabhängigen Anspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerkleinern von streifenförmigem Material, insbesondere Verpackungsmaterial, umfasst ein Gehäuse mit mindestens einer Zuführöffnung für das streifenförmige Material und einer Abführöffnung für das daraus, d.h. aus dem streifenförmigen Material, zerkleinerte Material, einen Messerhalter, welcher innerhalb des Gehäuses um eine Achse rotierbar gelagert ist, mindestens ein Messer, welches an dem Messerhalter, insbesondere lösbar, befestigt ist und mindestens ein Gegenmesser, welches an dem Gehäuse, insbesondere lösbar, befestigt ist, sowie einen Antrieb, der dazu ausgelegt ist, den Messerhalter zu rotieren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass anhand des Antriebs eine erste Rotationsrichtung und eine der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzte, zweite Rotationsrichtung des Messerhalters um die Achse vorgebbar ist. In anderen Worten bedeutet dies, dass der Antrieb den Messerhalter entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn drehen kann, um das der Vorrichtung zugeführte streifenförmige Material zu zerkleinern. Der Messerhalter ist unabhängig von seiner Rotationsrichtung zum Zerkleinern des streifenförmigen Materials konfiguriert, wodurch er sich für einen vielseitigen, insbesondere dauerhaften Einsatz besser eignet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet eine Schneidkante des mindestens einen Messers durch Rotation des Messerhalters um die Achse eine Schneidebene, die senkrecht zur Achse liegt. Als Schneidkante wird dabei als der scharfe Teil des Messers verstanden, von der die Schneidwirkung des Messers ausgeht.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Schneidspalt, zwischen dem mindestens einen Messer und dem mindestens einen Gegenmesser variierbar ist, insbesondere durch Verstellen des Messerhalters entlang der Achse. Der Schneidspalt bezeichnet dabei den minimalen Abstand der Schneidkante des Messers zu einer Schneidkante des Gegenmessers, wenn diese miteinander den Schnitt ausführen. Um prozesssicher zu schneiden, ist es wichtig, dass der Schneidspalt richtig eingestellt ist. Durch Fertigungsungenauigkeiten sowohl in den Messern und Gegenmessern als auch in dem Messerhalter und weiteren Teilen der Vorrichtung kann so sichergestellt werden, dass der Schneidspalt richtig eingestellt werden kann. Zudem können extrem dünne oder extrem dicke Verpackungsmaterialien einen anderen Schneidspalt für ein optimales Schneidergebnis bedingen.
Zweckmäßig kann es sein, dass das Messer und/oder das Gegenmesser über jeweils mindestens zwei Schneidkanten, vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten, verfügen. Dabei ist es unerheblich, ob das Messer und/oder Gegenmesser über je zwei Schneidkanten verfügen oder ob zwei Messer und/oder zwei Gegenmesser mit je einer Schneidkante so angebracht werden, dass sie einem Messer und/oder Gegenmesser mit zwei Schneidkanten entsprechen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schneidkante zumindest abschnittsweise geradlinig, gezackt, konkav und/oder konvex ausgebildet ist. Unterschiedliche Verpackungsmaterialien lassen sich teilweise nur mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Schneidkanten prozessicher schneiden. So ist beispielsweise eine gezackte oder wellenförmige Schneidkante besonders geeignet, um dünne und zähe Verpackungsmaterialien zu schneiden. Dahingegen lassen sich beispielsweise mit geradlinigen Schneidkanten spröde oder auch dickere Verpackungsmaterialien optimal schneiden.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die erste Schneidkante und die zweiten Schneidkante unterschiedlich oder gleich ausgebildet sein.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn zwei Gegenmesser umfangsseitig der mindestens einen Zuführöffnung, insbesondere im Wesentlichen symmetrisch zu einer gedachten Mittellinie, welche die Zuführöffnung in zwei flächenmäßig gleich große Bereiche teilt, angeordnet sind. Die gedachte Mittellinie geht dabei durch den Mittelpunkt der Zuführöffnung, welcher dem geometrischen Schwerpunkt der Zuführöffnung entspricht, unabhängig von deren Geometrie. Dabei sind die Gegenmesser so an der mindestens einen Zuführöffnung angeordnet, dass die Schneidkante des ersten Gegenmessers mit der ersten Schneidkante des mindestens einen Messers so in Eingriff kommt, um einen Schneidvorgang ausführen zu können, wenn der Messerhalter in die erste Rotationsrichtung dreht. Und wenn der Messerhalter in die zweite, der ersten entgegengesetzten Rotationsrichtung dreht, die Schneidkante des zweiten Gegenmessers mit der zweiten Schneidkante des mindestens einen Messers so in Eingriff kommt, dass ein Schneidvorgang ausgeführt werden kann.
Vorteilhaft ist es, wenn die Schneidkanten der Gegenmesser unterschiedlich oder gleich ausgebildet sind. So können beispielsweise, aber nicht einschränkend, die Messer und Gegenmesser gleich ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil von Gleichteilverwendung und damit höheren Stückzahlen und niedrigeren Kosten. Wenn nun eine Schneidkante eines Messers und Gegenmessers beispielsweise als geradlinige Schneidkante und die andere Schneidkante als gezackte oder wellenförmige Schneidkante ausgebildet sind, können die Messer und Gegenmesser so angeordnet werden, dass wenn sich der Messerhalter in die erste Rotationsrichtung dreht, die jeweiligen geradlinigen Schneidkanten der Messer und Gegenmesser miteinander einen Schnitt ausführen und bei einer Umkehr der ersten Rotationsrichtung in die zweite Rotationsrichtung die jeweiligen gezackten oder wellenförmige Schneidkanten der Messer und Gegenmesser miteinander einen Schnitt ausführen. Somit können anhand der Rotationsrichtungsumkehr unterschiedliche Verpackungsmaterialien geschnitten werden. Zeitintensive Umrüstarbeiten beim Wechsel von einem Verpackungsmaterial zu einem anderen Verpackungsmaterial können somit entfallen. Werden dagegen auf einer Verpackungsmaschine nur Verpackungsmaterialien verarbeitet, die mit der gleichen Ausführungsform der Schneidkante verarbeitet werden, können die Schneidkanten aller Messer und Gegenmesser gleich ausgeführt werden. Werden Messer bzw. Gegenmesser stumpf, kann die Rotationsrichtung umgekehrt werden und die Vorrichtung arbeitet wieder mit einem „frischen“ Satz Schneidkanten. Somit kann das Wartungsintervall der Messer verdoppelt werden, was wiederrum zu weniger Stillstandzeiten der Verpackungsmaschine und somit zu einer verbesserten Produktivität führt.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch aus, dass das mindestens eine Gegenmesser am Gehäuse höhenverstellbar und/oder neigbar ist. Dadurch lässt sich einerseits sicherstellen, dass auch bei Fertigungsungenauigkeiten stets die Schneidkanten der Gegenmesser parallel zur den Schneidkanten der Messer ausgerichtet werden können sowie andererseits, dass der Schneidspalt einstellbar ist. Es ist denkbar, dass der eingestellte Schneidspalt zwischen den Messern und Gegenmesser die bei Rotation des Messerhalters in die erste Rotationsrichtung in Eingriff kommen von dem Schneidspalt der Messer und Gegenmesser die bei der Rotation des Messerhalters in die zweite Rotationsrichtung in Eingriff kommen verschieden ist. Somit können durch Rotationsrichtungsumkehr des Messerhalters für unterschiedliche Verpackungsmaterialien unterschiedliche Schneidspalte eingestellt werden. Somit kann ein Nachjustieren der Messer und Gegenmesser zueinander entfallen, wenn die Verpackungsmaschine von einem Verpackungsmaterial auf ein anderes Verpackungsmaterial umgerüstet wird, welches einen anderen Schneidspalt für die prozesssichere Verarbeitung benötigt. Der Umrüstungsvorgang an der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann allein durch die Wahl der Rotationsrichtung durchgeführt werden. Dies erhöht die Produktivität der Verpackungsmaschine, da Stillstandszeiten vermieden werden.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn an der Abführöffnung ein Unterdruck anlegbar ist. Der Unterdruck kann von einer Unterdruckerzeugungsvorrichtung, beispielsweise einer Absaugeinheit erzeugt werden. Durch den Unterdruck und den dadurch entstehenden Volumenstrom kann das streifenförmige Material durch die Zuführöffnung in das Gehäuse gefördert werden und das daraus zerkleinerte Verpackungsmaterial prozesssicher aus dem Gehäuse abgeführt und einem Abfallbehälter zugeführt werden. Zudem wird durch den Volumenstrom das streifenförmige Material „auf Spannung“ gehalten, welches das Schneidergebnis verbessert.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Zerkleinern von streifenförmigem Material, insbesondere Verpackungsmaterial. Erfindungsgemäß wird mittels der Vorrichtung zum Zerkleinern des streifenförmigen Materials mindestens ein sowohl in einer ersten Rotationsrichtung als auch in einer zur ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten, zweiten Rotationsrichtung rotierbar gelagerter Messerhalter eingesetzt. Das streifenförmige Material wird bei der Erfindung mittels Messerhalters zerkleinert, und zwar unabhängig davon, ob er sich in der ersten oder in der zweiten Rotationsrichtung dreht. Mit einem rotierenden Messerhalter, der sowohl in der ersten als auch in der entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung das ihm zugeführte streifenförmige Material zerkleinert, ergeben sich reduzierte Serviceintervalle für die Zerkleinerungsvorrichtung, wodurch der Zerkleinerungsprozess insgesamt nachhaltiger, insbesondere für einen Betrieb einer Verpackungsmaschine wirtschaftlicher sein kann.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zum Anpassen der Größe des zerkleinerten Materials die Rotationsgeschwindigkeit mittels einer Steuerung geändert wird. Die Wahl der optimalen Rotationsgeschwindigkeit und somit auch die optimale Schnittgeschwindigkeit kann von Verpackungsmaterial zu Verpackungsmaterial variieren. Somit kann für jedes Verpackungsmaterial die optimale Rotationsgeschwindigkeit gewählt werden. Außerdem kann durch die Wahl der Rotationsgeschwindigkeit die Größe des zerkleinerten Materials angepasst werden. Je schneller die Rotationsgeschwindigkeit desto kleiner wird das zerkleinerte Material. Ein stark zerkleinertes Material hat den Vorteil der geringen Packungsdichte, das bedeutet, dass in einem Abfallbehälter mehr zerkleinertes Material aufgenommen werden kann, weil sich zwischen den einzelnen Materialstücken weniger Hohlräume befinden. Dadurch kann das Intervall, in dem der Abfallbehälter entleert werden muss, erhöht werden, was zu geringeren Stillstandszeiten der Verpackungsmaschine und somit zu höherer Produktivität führt. Wird hingegen die Rotationsgeschwindigkeit reduziert, werden weniger Schnitte im gleichen Zeitintervall durchgeführt. Dies führt zu einer geringeren Abnutzung der Messer und somit zu weniger Wartungsintervallen und einem geringeren Verbrauch an Verschleißteilen und dadurch zu weniger Kosten.
Als Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Steuerung Betriebsparameter der Vorrichtung, vorzugsweise die Rotationsrichtung und/oder die Rotationsgeschwindigkeit in einem Datenspeicher, insbesondere der Steuerung, speichert. Unter Betriebsparameter können alle Parameter verstanden werden, die für den Betrieb der Vorrichtung notwendig sind. In einem Rezept werden alle Betriebsparameter der Verpackungsmaschine oder der Lebensmittelverarbeitungsline, also auch die der Vorrichtung, gespeichert, die dazu notwendig sind, ein bestimmtes Erzeugnis herzustellen.
Verpackungsmaschinen oder auch Lebensmittelverarbeitungslinien können dazu ausgelegt sein, unterschiedliche Erzeugnisse herzustellen. Möchte der Betreiber von der Herstellung eines Erzeugnisses auf ein anderes Erzeugnis wechseln, so kann er durch Umstellen des Rezepts in der Steuerung, d.h. durch Aktivieren des Rezepts in der Steuerung, die gesamte Verpackungsmaschine oder Lebensmittelverarbeitungslinie mit den notwendigen Betriebsparametern belegen, insbesondere die Rotationsrichtung für den Messerhalter an der Zerkleinerungsvorrichtung vorgeben. Er muss also nicht die Einstellungen jeder einzelnen Station oder Vorrichtung einer Verpackungsmaschine oder Lebensmittelverarbeitungslinie separat vornehmen, sondern kann dies gesammelt ausführen.
Die Anmeldung bezieht sich ferner auf eine Verpackungsmaschine, insbesondere Tiefziehverpackungsmaschine, die die erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist und/oder auf eine Verpackungsmaschine, insbesondere Tiefziehverpackungsmaschine, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach den obigen Erläuterungen auszuführen.
Die Anmeldung bezieht sich auch auf eine Lebensmittelverarbeitungslinie gemäß den obigen Erläuterungen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer Tiefziehverpackungsmaschine;
2 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Zerkleinern von streifenförmigem Material,
3 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform der Vorrichtung,
4 eine Schnittdarstellung in Detailansicht der Ausführungsform der Vorrichtung,
5 eine perspektivische Schnittdarstellung der Ausführungsform der Vorrichtung,
6 eine perspektivische Schnittdarstellung der Ausführungsform der Vorrichtung, und
7 eine schematische Darstellung einer Lebensmittelverarbeitungslinie.

Ausführliche Beschreibung
1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Tiefziehverpackungsmaschine 100. Die Tiefziehverpackungsmaschine 100 weist eine Formstation 101, eine Siegelstation 102, eine Querschneidestation 103 und eine Längsschneidestation 104 auf, sowie eine Vorrichtung 1 zum Zerkleinern von streifenförmigem Material 2. Diese sind in der genannten Reihenfolge in einer Transportrichtung T an einem Maschinengestell 105 angeordnet.
Eingangsseitig ist an dem Maschinengestell 105 eine Zufuhrrolle 106 vorgesehen, von der eine erste Folie 107, die sogenannte Unterfolie, abgezogen wird. Im Bereich der Siegelstation 102 ist eine zweite Rolle 108 vorgesehen, von der eine zweite Folie 109, die sogenannte Oberfolie, abgezogen wird. Ausgangsseitig ist an der Tiefziehverpackungsmaschine 100 eine Transportband 110 vorgesehen, mit dem fertige, vereinzelte Verpackungen 111 abtransportiert werden. Ferner weist die Tiefziehverpackungsmaschine 100 eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung auf, welche die Unterfolie 107 ergreifen und, vorzugsweise in einem Hauptarbeitstakt, intermittierend in der Transportrichtung T weitertransportieren kann. Die Vorschubeinrichtung kann zum Beispiel durch seitlich angeordnete Transportketten, vorzugsweise Klammerketten, realisiert sein.
Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, ist die Formstation 101 als eine Tiefziehstation ausgebildet. Darin wird durch Tiefziehen eine oder mehrere Verpackungsmulden 113 in die erste Folie 107 geformt.
Die Formstation 101 kann derart ausgebildet sein, dass in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung T mehrere Verpackungsmulden 113 nebeneinander gebildet werden können. In Transportrichtung T hinter der Formstation 101 ist eine Einlegestrecke 112 vorgesehen. Dort werden die in die Unterfolie 107 geformten Verpackungsmulden 113 mit Produkten (nicht dargestellt) befüllt.
In der Siegelstation 102 kann eine Atmosphäre in den Verpackungsmulden 113 vor dem Versiegeln zum Beispiel durch Vakuumieren entfernt werden und/oder durch Gasspülen mit einem Austauschgas oder mit einem Austausch-Gasgemisch ersetzt werden. Oder aber die Siegelstation 102 verschließt die Verpackungsmulden 113 lediglich mit der Oberfolie 109, ohne die Atmosphäre innerhalb der Verpackungsmulden 113 zu verändern.
Die Querschneidestation 103 ist dazu ausgebildet, die Unterfolie 107 und die Oberfolie 109 in einer Richtung quer zur Transportrichtung T zwischen benachbarten Verpackungsmulden 113 durchzutrennen. Dabei ist die Querschneidestation 103 derart konfiguriert, dass die Unterfolie 107 nicht über die gesamte Breite aufgeteilt wird, sondern zumindest in einem Randbereich nicht durchtrennt wird. Dies ermöglicht einen kontrollierten Weitertransport des Folienverbunds durch die Vorschubeinrichtung.
Die Längsschneidestation 104 ist, wie in der dargestellten Ausführungsform, als eine rotierende Rundmesseranordnung ausgebildet, mit der die Unterfolie 107 und die Oberfolie 109 zwischen benachbarten Verpackungsmulden 113 und am seitlichen Rand der Unterfolie 107 durchtrennt wird, wodurch hinter der Längsschneidestation 104 vereinzelte Verpackungen 111 vorliegen. In der Vorschubeinrichtung verbleiben zunächst nur sogenannte Randstreifen, welche als streifenförmiges Material 2 vorliegen. Sie werden im Endbereich der Tiefziehverpackungsmaschine 100 aus der Vorschubeinrichtung herausbefördert und der Vorrichtung 1 zugeführt.
Die Tiefziehverpackungsmaschine 100 enthält ferner eine Steuerung 14, welche über einen Datenspeicher 15 verfügt. Die Steuerung 14 ist dazu konfiguriert, die in der Tiefziehverpackungsmaschine 100 ablaufenden Prozesse zu steuern und/oder zu überwachen. Außerdem ist eine Anzeige- und Bedienvorrichtung 114 vorzugsweise mit Bedienelementen (nicht dargestellt) vorgesehen und dazu eingerichtet, Prozessabläufe in der Verpackungsmaschine 100 für bzw. durch einen Bediener zu visualisieren bzw. zu beeinflussen.
In 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in Schnittdarstellung in der Draufsicht dargestellt. Im Zentrum eines Gehäuses 3 befindet sich ein rotierbar gelagerter Messerhalter 7, welcher in diesem Ausführungsbeispiel mit zwei Messern 9 bestückt ist. Dabei kann die erste Rotationsrichtung r1 oder die zweite Rotationsrichtung r2, welche der ersten entgegengesetzt gerichtet ist, vorgegeben werden. Die Messer 9 verfügen jeweils über zwei Schneidkanten 9a, 9b. Dabei sind die Schneidkanten 9a, 9b so ausgerichtet, dass die Schneidkanten 9a in die erste Rotationsrichtung r1 gerichtet sind und die Schneidkanten 9b in die zweite Rotationsrichtung r2 gerichtet sind. Zudem verfügt die Vorrichtung 1 über insgesamt vier Gegenmesser 10, von welchen jeweils zwei an Zuführöffnungen 4 platziert sind. Dabei sind die Gegenmesser 10 an den Zuführöffnungen 4 so angeordnet, dass sie jeweils symmetrisch zu einer Mittellinie 12 liegen, welche sich durch einen Mittelpunkt M der Zuführöffnung 4 erstreckt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügen die Gegenmesser 10 über nur eine Schneidkante 10a, 10b. Dabei ist ein Gegenmesser 10 mit Schneidkante 10a und ein Gegenmesser 10 mit Schneidkante 10b an je einer Zuführöffnung 4 platziert. Und dabei so angeordnet, dass ein streifenförmiges Material 2 (in 5 dargestellt) durch die Zuführöffnung 4 zugeführt werden kann und bei gewählter erster Rotationsrichtung r1 von den Schneidkanten 9a, 10a zerkleinert wird und bei gewählter zweiter Rotationsrichtung r2 von den Schneidkanten 9b, 10b zerkleinert wird.
In 3 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in Schnittdarstellung in der Seitenansicht dargestellt. Über einen Antrieb 11 wird der Messerhalter 7 angetrieben, welcher um eine Achse 8 rotierbar gelagert ist. Das Gehäuse 3 verfügt über zwei Zuführöffnungen 4 sowie eine Abführöffnung 5.
In 4 ist eine Detailansicht eines Bereichs der Messer 9 und Gegenmesser 10 einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Eine Schneidebene 13 verläuft senkrecht zu der Achse 8 und durch die Schneidkanten 9a, 9b der Messer 9. Ein Schneidspalt d bildet sich zwischen der Schneidebene 13 und den Schneidkanten 10a der Gegenmesser 10. Dabei kann sich der Schneidspalt d zwischen den Schneidkanten 9a, 10a von einem Schneidspalt d` der Schneidkanten 9b, 10b unterscheiden.
In 5 ist eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Durch die Zuführöffnung 4 wird streifenförmiges Material 2 mittels Unterdruck, welcher an der Abführöffnung 5 anliegt, gefördert. Das streifenförmige Material 2 wird dabei noch von der Vorschubeinrichtung gehalten und mit jedem Hauptarbeitstakt der Tiefziehverpackungsmaschine wird eine entsprechende Länge des streifenförmigen Materials 2 freigegeben. Durch die Rotation des Messerhalters 7 um die Achse 8 wird das streifenförmige Material 2 durch einen Schneidvorgang mittels der Messer 9 und der Gegenmesser 10 in zerkleinertes Material 6 zerkleinert. Das zerkleinerte Material 6 wird durch den anliegenden Unterdruck durch die Abführöffnung 5 herausbefördert.
In 6 ist eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Schneidkanten 9a, 10a als geradlinige Schneidkanten ausgeführt und die Schneidkanten 9b, 10b als gezackte Schneidkanten. Bei der Rotation des Messerhalters 7 in die erste Rotationsrichtung r1 wird der Schneidvorgang durch Zusammenwirken der Schneidkanten 9a und der Schneidkanten 10a durchgeführt, bei der Rotation des Messerhalters 7 in die zweite Rotationsrichtung r2, wird der Schneidvorgang durch Zusammenwirken der Schneidkanten 9b und der Schneidkanten 10b durchgeführt. Üblicherweise eignen sich die Schneidkanten 9b, 10b in gezackter Ausführungsform besonders, um dünnes und zähes Verpackungsmaterial zu schneiden, und Schneidkanten 9a, 10a in gerader Ausführungsform eignen sich besonders, um dickes und sprödes Verpackungsmaterial zu scheiden.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Lebensmittelverarbeitungslinie 600. Sie besteht aus einer Lebensmittelaufschneidemaschine 200, einem Transportsystem 300, der Tiefziehverpackungsmaschine 100, Handhabungsmodulen 400 und einer Endverpackungsanlage 500.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: streifenförmigem Material
3: Gehäuse
4: Zuführöffnung
5: Abführöffnung
6: zerkleinertes Material
7: Messerhalter
8: Achse
9: Messer
9a, 9b: Schneidkanten Messer
10: Gegenmesser
10a, 10b: Schneidkanten Gegenmesser
11: Antrieb
12: Mittellinie
13: Schneidebene
14: Steuerung
15: Datenspeicher
100: Tiefziehverpackungsmaschine
101: Formstation
102: Siegelstation
103: Querschneidestation
104: Längsschneidestation
105: Maschinengestell
106: Zufuhrrolle
107: Unterfolie
108: zweite Rolle
109: Oberfolie
110: Transportband
111: Verpackung
112: Einlegestrecke
113: Verpackungsmulde
114: Anzeigeeinheit
d, d`: Schneidspalt
r1: erste Rotationsrichtung
r2: zweite Rotationsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008039841 A1 [0003]
DE 29907834 U1 [0003]

Claims

Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von streifenförmigem Material (2), insbesondere Verpackungsmaterial, umfassend ein Gehäuse (3) mit mindestens einer Zuführöffnung (4) für das streifenförmige Material (2) und einer Abführöffnung (5) für das daraus zerkleinerte Material (6), einen Messerhalter (7), welcher innerhalb des Gehäuses (3) um eine Achse (8) rotierbar gelagert ist, mindestens ein Messer (9), welches an dem Messerhalter (7), insbesondere lösbar, befestigt ist und mindestens ein Gegenmesser (10), welches an dem Gehäuse (3), insbesondere lösbar, befestigt ist, sowie einen Antrieb (11) der dazu ausgelegt ist, den Messerhalter (7) zu rotieren, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Antriebs (11) eine erste Rotationsrichtung (r1) und eine der ersten entgegengesetzte, zweite Rotationsrichtung (r2) des Messerhalters (7) um die Achse (8) vorgebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneidkante (9a, 9b) des mindestens einen Messers (9) durch Rotation des Messerhalters (7) um die Achse (8) eine Schneidebene (13) bildet, die senkrecht zur Achse (8) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schneidspalt (d) zwischen dem mindestens einen Messer (9) und dem mindestens einen Gegenmesser (10) variierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (9) und/oder das Gegenmesser (10) über jeweils mindestens zwei Schneidkanten (9a, 9b, 10a, 10b), vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten, verfügen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (9a, 9b, 10a, 10b) zumindest abschnittsweise geradlinig, gezackt, konkav und/oder konvex ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schneidkante (9a, 10a) und die zweite Schneidkante (9b, 10b) unterschiedlich oder gleich ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gegenmesser (10) umfangsseitig der mindestens einen Zuführöffnung (4), insbesondere im Wesentlichen symmetrisch zu einer gedachten Mittellinie (16), welche die Zuführöffnung (4) in zwei flächenmäßig gleich große Bereiche teilt, angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (10a, 10b) der Gegenmesser (10) unterschiedlich oder gleich ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gegenmesser (10) am Gehäuse höhenverstellbar und/oder neigbar befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abführöffnung (5) ein Unterdruck anlegbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von streifenförmigem Material (2), insbesondere Verpackungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorrichtung (1) zum Zerkleinern des streifenförmigen Materials (2) mindestens ein sowohl in einer ersten Rotationsrichtung (r1) als auch in einer zur ersten Rotationsrichtung (r1) entgegengesetzten, zweiten Rotationsrichtung (r2) rotierbar gelagerter Messerhalter (7) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen der Größe eines zerkleinerten Materials (6) die Rotationsgeschwindigkeit mittels einer Steuerung (14) geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (14) Betriebsparameter der Vorrichtung (1), vorzugsweise die Rotationsrichtung (r1, r2) und/oder die Rotationsgeschwindigkeit in einem Datenspeicher (15), insbesondere der Steuerung (14), speichert.
Verpackungsmaschine, insbesondere Tiefziehverpackungsmaschine (100), umfassend eine Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder Verpackungsmaschine, insbesondere Tiefziehverpackungsmaschine (100), die dazu ausgebildet ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13 auszuführen.
Lebensmittelverarbeitungslinie (600), umfassend eine Verpackungsmaschine nach Anspruch 14.