DE3118912A1

DE3118912A1 - Verfahren und vorrichtung zur verpackung von ware

Info

Publication number: DE3118912A1
Application number: DE19813118912
Authority: DE
Inventors: Reiner 3560 Biedenkopf Grebe
Original assignee: Kraemer and Grebe & Co Kg Maschinenfabrik 3560 Biedenkopf GmbH; Tiromat Kraemer and Grebe GmbH and Co KG; Kraemer and Grebe KG
Current assignee: Kraemer and Grebe & Co Kg Maschinenfabrik 3560 Biedenkopf GmbH; Tiromat Kraemer and Grebe GmbH and Co KG; Kraemer and Grebe KG
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1981-05-13
Publication date: 1982-12-02
Also published as: CH655697A5; SE8202893L; IT8248392A0; DK214282A; GB2100218A; NL8201936A; FR2505774A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Ware

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Ware zwischen zwei Folien, wobei man in einer Folie eine Mulde ausbildet, die Ware in die Mulde einbringt und anschließend den Rand der Mulde mit einer zweiten ifolie verschließend verschweißt.

Bei derartigen bekannten Verfahren und Verrichtungen wird der SchweißVorgang durch einen Schweißrahmen ausgeführt, der im allgemeinen aus einer Aluminiumplatte mit hervorstehender! formatabhängigen Quer- und Längsrippen versehen ist. In der Platte befinden sich Heizstäbe oder Heizplatten, die über einen Fühler und einen Thermostat geregelt Wärme an die Aluminiumplatte abgeben.

Die Längs- und Querrippen, über welche die Wärme auf die Folien übertragen wird, werden durch die Aluminiumplatte .erwärmt.

Eine Packung wird normalerweise durch zwei Quernähte und zwei Längsnähte an den Rändern verschweißt, wobei in einem Arbeitsgang auch mehrere Packungen verschweißt werden können. Hierfür trägt die erforderliche Schweißplatte mehrere Längs- bzw. Querschweißrippen entsprechend der jeweiligen Packungsgröße.

Die Schweinplatte ist oberhalb der beiden zu verschweißenden

Folien angeordnet, während sich unterhalb der Folien ein© Kammer befindet, die entsprechend der Anordnung und Breite der Schweißnähte bzw. der Quer- und Längsschweißrippen Stege besitzt. Zur Durchführung des Schweißvorganges wird die Kammer durch eine Hubvorrichtung angehoben, worauf anschließend die Schweißplatte durch eine pneumatische Vorrichtung abgesenkt wird. Dabei werden die Folien zusammengepreßt und durch die von der Schweißplatte auf die Folien übertragene Wärme auf Schmelztemperatur gebracht, wodurch sie miteinander verschweißen.

Mit dieser herkömmlichen Einrichtung sind zwingend eine Anzahl gravierender Nachteile verbunden.

So hat sich gezeigt, daß es «ehr schwierig ist, eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu erreichen. Die Temperaturunterschiede sind zum Teil so groß, daß bei einem Schweißvorgang ein Teil der herzustellenden Schweißnähte nicht verschweißt, während ein anderer Teil durch Überhitzung verbrannt wird.

Bei Blister-Packungen, bei denen die Oberfolie aus einer Pappe besteht, muß man mit überhöhter Schweißtemperatur und Schweißzeit arbeiten, um die notwendige Schweißtemperatur zwischen den beiden Folien zu erreichen, so daß hiermit zusätzliche Energie- und Zeitverluste während des Arbeitsablaufes entstehen.

Weiterhin ergibt sich je nach Anzahl und Größe der zu verschweißenden Packungen eine mehr oder weniger große Schweiß-

nahtfläche. Da die pneumatisch angetriebene Schweißplatte unabhängig von der Schweißnahtfläche stets mit der gleichen Kraft angetrieben wird, führt dies zu erheblichen Unterschieden des spezifischen Flächendruckes, so daß dieser oftmals für eine einwandfreie Schweißung nicht ausreicht.

Schließlich Ist beim Einsatz der Maschine für jede Packungsgröße eine andere Schweißplatte und Schweißkammer erforderlich, wodurch neben erheblichen Umrüstzeiten auch zusätzliche erhebliche Kosten für deren Bereitstellung und Lagerung gegeben sind.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile das verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine gleichmäßige und schnellere Schweißung ohne Gefahr einer Folienüberhitzung ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale. Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nach der Erfindung führt man zwischen bzw. neben den über die Folienbreite verteilten Mulden von unten Schweißelemente an die zu bildene Schweißnaht heran und bildet jeweils eine Schweißnaht zwischen der Unterfolie und der Oberfolie aus, die mindestens die Länge der Packung besitzt, worauf man je-

3118312

weils am Ende der Mulden, bezogen auf die Folienvorzugsrichtung, mittels eines von unten hejrangeführten Schweißelemente« eine Querschweißnaht ausbildet, die sich über die gesamte Folienbreite erstreckt. Nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind unterhalb der Folien in vertikaler Richtung verschiebbare Schweißelemente für Längs- und Querschweißnähte angeordnet, wobei je nach Anzahl der erforderlichen Längsschweißnähte über die Folienbreite Längsschweißelemente, deren Länge gleich oder größer ist als die Länge der Einzelpackungen parallel zur Seitenkante der Folien angeordnet sind, während die im wesentlichen senkrecht zu den Seitenkanten der Folien angeordneten Querschweißelemente in Längsrichtung des Folienvorzugs verschiebbar sind. Hierdurch ergibt sich neben einer Vielzahl beträchtlicher Vorteile eine universelle Einsetzbarkeit der Verpackungsmaschine. Je nach gewünschter Packungsgröße läßt sich in einer einfachen Weise die Folienbreite dazu praktisch beliebig aufteilen, ohne daß es erforderlich ist, durch einen zeitraubenden Vorgang des Schweißrahmen auszutauschen. Die Querschweißung läßt sich praktisch stufenlos anpassen. Durch die von unten herangeführten Schweißelemente ist es nicht mehr erforderlich, etwa bei Bllster-Packungen mit überhöhter Mifheiζtemperatur und -dauer zu arbeiten. Es ergibt sich eine gleichmäßige Schweißnaht, da die von unten an die Folie herangeführten Schweißelemente etwa die Schmelztemperatur der zu verschweißenden Folien besitzen. Somit kann auch bei Mehrfachschweißungen eine Überhitzung der Folie nicht auftreten.

Schließlich entfällt bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auch die gesamte Anordnung für die Absenkung des Schweißrahmens, womit die Fertigungskosten für die Anlage beträchtlich verringert werden können.

Es entfällt somit gemäß der Erfindung der forktabhängige Sehweißrahmen ebenso wie die formatabhängige Schweißform.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Querschweißelemente die gleiche Länge wie diejenige der Längsschweißelemente. Infolgedessen sind die Schweißelemente austauschbar, was zu einer vereinfachten Handhabung und weiteren Kostenvorteilen führt.

Die Breite der Schweißschienen entspricht zweckmäßig der doppelten Breite einer Längs- oder Querschweißnaht, so daß sich nach einer mittigen Durchtrennung im Anschluß an die Verschweißung eine übliche Nahtbreite ergibt.

Die Höhe der Schweißschiene ist bevorzugt so bemessen, daß sie nur einen Heizstab sowie einen Temperaturfühler aufzunehmen vermag. Infolgedessen ist lediglich eine geringe Masse zu erhitzen, wodurch eine gleichmäßige Schweißtemperatur über die Schiene erreicht, eine Überhitzung anderer Packungsbereiche vermieden und eine Energieeinsparung erzielt wird. Gleichzeitig ergeben sich keine Wärmestauprobleme in mittleren Zonen des Schweißrahmens, wie dies bei herkömmlichen Anlagen dieser Art üblich war.

Es ist zweckmäßig, die Schweißschiene von ihrem Träger mittels einer Isolationsplatte zu trennen. Unterhalb des Schweißträgers sind elastische Elemente zur Aufbringung des Schweißdruckes angeordnet, wobei diese elastischen Elemente aus Federn, Gummi oder Kolben/Zylindereinheiten bestehen können. Hierdurch wird sichergestellt, daß stets das Schweißelement mit der gleichen Anpreßkraft gegen die zu verschweißenden Folien angedrückt wird. Damit wird unabhängig von der jeweiligen Packungsgröße eine stets gleiche Flächenpressung erzielt, womit eine gleichmäßige hohe Qualität der Schweißnähte gewährleistet wird.

Durch die Abdeckung der beiden Seiten der Schweißelemente durch Isolationsplatten gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein zusätzlicher Schutz der Seitenbereiche der Packung vor Überhitzung erzielt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 die Saitenansicht der in eine Verpackungsmaschine integrierten erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Ansicht der Längsschweißelernente mit der diesen gegenüberliegenden Gegendruck-

/ζ

platte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer anderen Aueführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Ansicht eines Querschweißelementes gemäß der Erfindung und

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch ein Schweißelement.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Verpackungsmaschine umfaßt eine Tiefziehstation, in welcher die Mulden zur Aufnahme der Ware in der UnteJffoüe ausgebildet werden, eine Einlegestation, in welcher die Ware in die Mulden eingebracht wird, eine Schweißetation, in welcher die Oberfolie die Mulden verschließend auf die Unterfolie aufgeschweißt wird, sowie eine Schneidestation, in welcher die einzelnen Packungen voneinander getrennt werden.

Die Unterfolie 2 in Form eines Bandes wird von einer drehbar gelagerten Vorratsrolle 1 abgezogen und der Tiefziehstation zugeführt. Dabei wird sie zunächst zwischen einer oberen Vorheizplatte 5 und einer unteren Vorheizplatte 6 hindurchgeführt, wobei sie auf Plastifizierungs temperatur gebracht wird. Die Tiefziehform 3 ist zusammen mit der unteren Vorheizplatte 6 auf in vertikaler Richtung verschiebbaren Hubschienen 4 gehalten.

Während des schrittweisen Vorzuges der Unterfolie 2 wird jeweils ein Abschnitt der Folie zwischen den Vorheizplatten 5 und 6 aufgeheizt, während der vorangehende Abschnitt durch eine Tlefziehform zu einer oder mehreren nebeneinanderliegenden Mulden umgeformt wird. Die offenen Mulden 7 werden nun der Einlegestation zugeführt, in welcher die Waren in die Mulden eingebracht werden.

An die Einlegestation schließt sich die Schweißstation der Verpackungsmaschine an, die im besonderen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Innerhalb der Schweißstation wird von einer drehbar gehaltenen Vorratsrolle 8 die ObeJrfolie 9 abgezogen und der Unterfolie 2 von oben zugeführt.

Weiterhin sind im Bereich der Schweißstation unterhalb der Folien 2 und 9 Hubschienen 12 vorgeeehen, die in vertikaler Richtung verschiebbar sind. Die Hubschienen tragen einerseits die Querschweißelemente 13 sowie andererseits eine Trägerplatte 26 für die Längsschweißelemente 10. Oberhalb der Folien 2 und 9 liegt den Längsschweißelementen 10 eine Gegendruckplatte 11 gegenüber.

Einen Vertikalschnitt durch die Trägerplatte 26, die Längsschweißelemente 10 sowie die Gegendruckplatte 11 gemäß verschiedenen Ausführungsformen nach der Erfindung sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Längsschweißelemente 10 sind als Steckelemente ausgebildet, die in Bohrungen 27 innerhalb der Trägerplatte 26 einsteckbar sind. Die Bohrungen 27

• · ■

AH

sind derart in die Trägerplatte 26 eingebracht, daß entsprechend der Aufteilung der Gesamtfolienbreite in die unterschiedlichen Packungsbreiten jeweils zwischen bzw. neben einer Packung ein Längsschweißelement 10 einsteckbar ist. Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 sind vier nebeneinanderliegende Packungen über die Folienbreite vorgesehen, während nach der Ausführungsform gemäß Fig. 3 lediglich zwei Packungen über die Folienbreite nebeneinander liegen. Die Bohrungen 27 können beispielsweise so angeordnet sein, daß etwa bis zu sechs nebeneinanderliegenden Packungen über die Folienbreite gleichzeitig verschweißbar sind. Bei einem Wechsel der Packungsbreite ist es lediglich erforderlich, die Längsschweißelemente 10 entsprechend umzustecken.

Wie den Fig. 1 bis 3 entnehmbar ist, liegt den Längsschweißelementen 10 eine Gegendruckplatte 11 gegenüber, wobei nach der Ausführungsform gemäß Fig. 2 entsprechend der L»ge der Bohrungen 27 in der Trägerplatte 26 innerhalb der Gegendruckplatte 11 Profilleisten 24 angeordnet sind. Somit liegt, unabhängig von dem Steckmuster der Längssehweißelemente 10, diesen jeweils eine Profilleiste 24 für den Schweißvorgang gegenüber. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Unterseite der Gegendruckplatte 11 mit einem Gummiüberzug 25 versehen. Somit läßt sich auch hier,unabhängig von der Einsteckordnung der Längsschweißelemente 10, die Verschweißung problemlos durchführen.

Im Anschluß an die Trägerplatte 26 sind in Vorzugrichtung der Folien 2 und 9 Querschweißelemente 13 auf den Hubschienen 12 angeordnet. Die QuerSchweißelemente 13 sind ebenfalls als Steckelemente ausgebildet und besitzen vorzugsweise die Länge der Längsschweißelemente 10, so daß die gegen diese austauschbar sind. Die Position der Querschweißelemente 13 auf den Hubschienen 12 ist in Vorzugrichtung der Folien verschiebbar, so daß eine Abstimmung auf die jeweilige Packungslänge problemlos möglich ist. Wie die Fig, 4 zeigt, sind die Querschweißelemente 13 in eine Trägerschiene 28 eingesteckt, die wiederum von den Hubschienen 12 gehalten ist. Den Querschweißelementen 13 liegen oberhalb der Folien Gegendruckschienen 29 mit Profilleisten 30 für die Durchführung der Querschweißnaht gegenüber. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung ist noch darin zu sehen, daß durch die individuelle Einstellung der Querschweißelemente eine Ausrichtung von Oberfolie 9 zu Unterfolie 2 möglich ist, wozu bei herkömmlichen Einrichtungen dieser Art eine aufwendige Verstellanordnung erforderlich war.

Der Aufbau der Schweißelemente soll nachfolgend anhand der Fig. 5 näher erläutert werden. Die Schweißelemente 10 und 13 umfassen eine Schweißschiene 17, deren Höhe gerade so bemessen ist, daß sie nur ein Heizelement ly sowie einen Temperaturfühler 20 aufzunehmen vermag. Damit wird die aufzuheizende Masse gering gehalten, was sich in einem geringen Energieverbrauch durch minimale Wärmeableitung und einer

gleichmäßigen Temperaturregelbarkeit niederschlägt. Die Schweißschiene 17 ist auf einem Träger 18 gehalten, wobei zwischen dem Träger 18 und der Schweißschiene 17 eine Isolationsplatte 21 angeordnet ist, die die Wärmeableitung minimiert. Auf beiden Seiten der Schweißelemente befinden sich sowohl die Schweißschiene 17 als auch den Träger 19 überdeckende Isolationsplatten 22, die eine unerwünschte Wärmeübertragung auf die Seitenflächen der Behälter verhindern. Die Schweißelemente sind gegen den Druck von elastischen Elementen, wie Druckfedern 23 auf Bolzen 31 gehalten. Somit ist ein stets gleichbleibender Andruck der Schweißschienen gegen die Gegendruckplatte bzw. die Gegendruckschiene gewährleistet. Die Druckfedern 23 können auch etwa durch Gummi oder Kolben/Zylindereinheiten ersetzt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden die inzwischen verschweißten Behälter einer Querschneideinrichtung 14 sowie einer Längsschneideinrichtung 15 zugeführt, durch welche die einzelnen Behälter auf der Folie herausgelöst werden.

16

Die Behälter werden anschließend über ein Abführband 4er weiteren Handhabung, wie etwa der Einbringung in Großbehälter zugeführt.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung deutlich wird, entfällt durch den erfindungsgemäßen Aufbau nicht nur die herkömmlich erforderliche Anordnung eines jeweils auf die

Packungsgröße abgestimmten Schweißrahmens mit dem zugehörige! Antrieb, sondern es läßt sich auch eine erheblich bessere und gleichmäßige Qualität der Schweißnähte erzielen.

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE DR. KARL TH. HEGEL HALBMONDSWEG 49 2000 HAMBURG TELEFON (040)8806463 DIPL.-ING. KLAUS DICKEL JULIUS-KRElS-STRASSt. 33 81)00 MÜNCHEN 60 TELEFON (089)885210 ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT ITXICiRAMM-Al)Rl-SSl.. DOI HNIR |· \ 11 N I MUNl III N FKRNSC1URuIBI-R SJ I6 7J> > dpat d IHRZEICHhN: H 3144 soooMünchen,den Krämer & Grebe GmbH & Co KG Postfach 2149 356Ο Biedenkopf-Wallau Verfahren und Vorrichtung zur Verpackung von Ware Patentansprüche: G)

1.j Verfahren zum Verpacken von Ware zwischen zwei Folien, ^emäß welchem man in einer Folie eine Mulde ausbildet, die Ware in die Mulde einbringt und anschließend den Rand der Mulde mit einer zweiten Folie verschließend verschweißt, dadurch gekennzeichnet, daß man

POSTSCHECKKONTO. HAMBURG 291220-205 BANK: DRESDNER BANK AG, HAMBURG KTO.-NR. 3813897 (BLZ 20080000) POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 888-802 BANK: DEUTSCHE BANK AG. MUNCIII-N KTO-NR. 6681001 (BLZ 70070!)IU)

zwischen bwz. neben den über die Folienbreite verteilten Mulden einzelne Schweißelemente von unten an die zu bildende Schweißnaht heranführt und jeweils eine Schweißnaht zwischen der Unterfolie und der Oberfolie ausbildet, die mindestens die Lange.der Packung besitzt, worauf man jeweils am Ende der Mulden, bezogen auf die Folienvorzugsrichtung, mittels eines von unten herangeführten Schweißelementes eine Querschweißnaht ausbildet, die sich über die gesamte Folienbreite erstreckt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Tiefziehstation zur Formung der Warenmulden in einer Folienbahn, einer Einlegestation zur Einbringung der Ware in die Mulden sowie einer Schweißstation, innerhalb welcher der Rand der aus der LJnterfolie vorgeformten Mulde mit der Oberfolie unter Druck- und Wärmeeinwirkung verschweißbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Folien (2, 9) in vertikaler Richtung verschiebbare Schweißelemente ClO, 13) für Längs- und Querschweißnähte angeordnet sind, wobei je nach Anzahl der erforderlichen Längsschweißnähte über die Folienbreite Längsschweißelemente (10), deren Länge gleich oder größer ist als die Länge der Einzelpackungen (7), parallel zur Seitenkante der Folien (2, 9) auswechselbar angeordnet sind, während die im wesentlichen senkrecht zu den Seitenkanten der Folien (2, 9) angeordneten Querschweißelemente (13) in Längsrichtung des Folienvorzugs verschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Schweißelemente (10, 13) als Steckelemente ausgebildet sind, wobei durch das Einstecken in selektiven Positionen sowohl ein formschlüssiger Eingriff als auch eine elektrische Verbindung für das innerhalb der Schweißelemente (10, 13) angeordnete Heizelement (19) herstellbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Querschweißelemente (13) gleich derjenigen der Langsschweißelemente (10) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schweißelemente (10, 13) der doppelten Breite einer Längs- oder Querschweißnaht entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißelemente (10, 13) aus an einem Träger (18) gehaltenen Schweißschienen (17) bestehen, wobei die Schweißschienen (17) von ihrem Träger (18) mittels einer Isolationsplatte (21) getrennt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schweißschienen (17> so bemessen ist, daß sie im wesentlichen nur ein Heizelement (19) sowie einen Temperaturfühler (20) aufzunehmen vermögen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten der Schweißelemente (10, 13) durch Isolationsplatten (22) abgedeckt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, d a durch gekennzeichnet, daß unterhalb des Trägers (18) der Schweißelemente (10, 13) elastische Elemente (23) zur Aufbringung des Schweißdruckes angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch' gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente aus Druckfedern bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente aus Gummi bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente jeweils aus einer Kolben/Zylindereinheit bestehen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, d a durch gekennzei. chnet, daß oberhalb der Längsschweißelemente (10) eine Gegendruckplatte (11) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet, daß in der Gegendruckplatte (11) oberhalb der Lage der Schweißelemente (10) Gummipt ofilleisten (24) angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet , daß die Gegendruckplatte (11) auf ihrer Unterseite ganzflächig einen Gummiüberzug (25) trägt.