DE3902501A1 - Verpackungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verpackungsverfahren, das eine vertikale, geneigte oder horizontale Verpackungsmaschine zum Verpacken von Lebensmitteln, wie beispielsweise Brotscheiben, Teigwaren oder dgl. durch Umhüllung mit einem Kunstharzfilm verwendet.

Verpackungsmaschinen, insbesondere horizontale Verpackungsmaschinen sind in den verschiedensten Industriezweigen im Einsatz, um die Verunreinigung von Produkten zu vermeiden und ihren wirtschaftlichen Wert zu bewahren.

Fig. 4 zeigt den Aufbau einer bekannten Verpackungsmaschine. Diese wird von einem Motor a angetrieben und umfaßt ein Förderband S, das mit einer Anzahl von Trennwänden b versehen ist, die die Oberfläche des Förderbandes in eine Anzahl von Abteilen unterteilen, und benachbart zum Förderband befindet sich eine Filmzuführsektion CS, enthaltend eine Zuführwalze e zum Zuführen von Film d von einer Filmrolle C, einen Beutelformer f bekannter Art zum Runden des Films d in eine zylindrische Gestalt, eine Verschließeinrichtung g zum Verschließen des offenen Seitenrandes des Films d durch Wärmeverschmelzung, um einen Filmschlauch d′ zu bilden, und eine Transportbahn i zum Bewegen des Filmschlauches d′ in Richtung eines Pfeiles h. Die Maschine enthält weiterhin eine Versiegelungssektion TS, in der ein umlaufendes Schmelzschneidwerkzeug l, das zwei erhitzte Schneidklingen j, k aufweist, angeordnet ist.

Bei der beschriebenen, bekannten Verpackungsmaschine verleiht der Motor a dem Förderband S eine konstante Laufgeschwindigkeit, und das Förderband fördert Lebensmittel, wie beispielsweise Teigwaren oder Suppenbeutel B, die sich jeweils einzeln in den Abteilen zwischen den Trennwänden b befinden, und führt sie der Filmzuführsektion CS zu.

Die Filmzuführsektion CS enthält die schon erwähnte Filmrolle C und die Versiegelungseinrichtung g, die eine Führungsrolle g 1 und eine Schmelzversiegelungsrolle g 2 enthält, um die beiden einander benachbarten Seitenränder des zunächst noch offenen Filmschlauches zu dem geschlossenen Filmschlauch d′ zu verschmelzen, in dem sich die Produkte B mit konstantem gegenseitigen Abstand befinden, die an der Sektion CS auf den noch offenen Film gegeben worden sind.

In der Versiegelungssektion TS wird der die Produkte B enthaltende geschlossene Filmschlauch d′ durch die Wärme der umlaufenden Trennvorrichtung, die synchron mit der Bewegung des Filmschlauchs d′ angetrieben ist, an Stellen zwischen den Produkten B versiegelt und zerschnitten, so daß sich einzelne abgeschlossene Packungen m ergeben.

Bei der bekannten Verpackungsmaschine sind das Förderband S, die Filmzuführsektion CS und die Versiegelungssektion TS synchron angetrieben, indem der Filmzuführsektion CS und der Versiegelungssektion TS mechanischer Antrieb von dem von dem Motor a angetriebenen Förderband S vermittelt wird, und zwar über einen Kettenantriebsmechanismus, der in der Zeichnung mit gestrichelten Linien M 1 und M 2 eingezeichnet ist, so daß die Produkte B beispielsweise mit einer Rate von 100 pro Minute verpackt werden.

Diese Maschine wirft jedoch Probleme an der Versiegelungssektion TS auf, wenn irgendeines der Produkte B aus irgendeinem Grunde nicht richtig in dem Filmschlauch liegt. Die umlaufenden Schmelzschneidklingen l schneiden dann nicht nur in den Filmschlauch d′, sondern auch in das darin enthaltene Produkt B. In diesem Falle wird die Maschine durch einen Detektormechanismus automatisch angehalten, indem die Stromversorgung zum Motor a abgeschaltet wird. Diese Abschaltung unterbricht jedoch nicht nur den Betrieb der Versiegelungssektion TS, sondern auch den der Filmzuführsektion CS und aller anderen beweglichen Teile der Maschine.

Die Bedienperson, die die Produkte B auf das Förderband S legt, muß daher ihre gewöhnliche Arbeit vorübergehend unterbrechen und muß ggf. Korrekturmaßnahmen treffen. Wenn solche Unterbrechungen häufig auftreten, dann kann hierdurch nicht nur die Sorgfalt der Bedienperson beeinträchtigt werden, sondern sie wird auch physisch ermüdet, und es wird erheblich an Zeit und Arbeit vergeudet, um fehlerhafte Produkte zu entfernen und den Verpackungsbetrieb wiederaufzunehmen.

Es sind bereits eine Anzahl von Abhilfemaßnahmen für diese Art von Störungen vorgeschlagen und verwendet worden, durch die der Betrieb der Verpackungsmaschine automatisch angehalten wird, wenn ein falsch plaziertes Produkt ermittelt wird. Durch sie kann zwar das Einschneiden in die Produkte in der Verpackungsmaschine verhindert werden, jedoch kommt die Maschine automatisch zu einem vollständigen Halt, wenn ein falsch plaziertes Produkt ermittelt wird, wodurch die Leistung der Maschine vermindert und ein erheblicher Zeitverlust und Arbeitseinsatz für die Wiederaufnahme des Betriebs hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verpackungsverfahren anzugeben, das frei von den oben beschriebenen Problemen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch angegebene Erfindung gelöst.

Bei der Erfindung sind das Förderband, die Filmzuführsektion und die Versiegelungssektion der Verpackungsmaschine durch eigene Antriebsmotoren angetrieben, deren Arbeitsweise logisch so koordiniert wird, daß, selbst wenn eine der genannten Einheiten angehalten wird, der Betrieb der anderen Einheiten ohne Unterbrechung aufrechterhalten wird. Bei diesem Verfahren wird der Servomotor oder der Motor, der mit einem Inverter versehen ist, der zum Antrieb der Versiegelungssektion verwendet wird, durch geeigneten Einsatz von Drehwinkelsignalen gesteuert, die vom Förderband kommen, und von einem Einschneid-Warnsignal, das immer dann erzeugt wird, wenn eine falsche Plazierung eines Produkts ermittelt wird, so daß, wenn das ermittelte falschliegende Produkt die Versiegelungssektion erreicht, der Betrieb nur der Schmelzschneidklingen vorübergehend angehalten wird, und nachdem das Produkt aus dieser Sektion bewegt worden ist, die Schmelzschneidklingen in ihren normalen Betrieb an dem dem falschliegenden Produkt unmittelbar nachfolgenden Produkt zurückkehren, um so einen normalen Betrieb des Förderbandes und der Filmzuführsektion sowie der Randversiegelungseinheit während des vorübergehenden Halts der Schmelzschneidklingen sicherzustellen. Hierdurch wird jeglicher Verlust an Arbeitskraft und Zeit, der sonst durch Unterbrechung und Wiederaufnahme des Betriebs hervorgerufen würde, vermieden, so daß sich insgesamt eine Leistungssteigerung der Maschine ergibt.

Wenn ein Produkt auf dem Förderband falsch liegt und in dieser Lage der Randversiegelungssektion zugeführt wird, dann wird die Falschlage durch den Detektor-Sensor ermittelt, und es wird von ihm ein Einschneid-Warnsignal abgegeben, während ein Drehwinkelsignal, das der Lage des falschliegenden Produkts entspricht, vom Förderband abgegeben wird, das mit konstanter Geschwindigkeit läuft, um den zweiten Steuermotor zu steuern, der die Schmelzschneidklingen der Versiegelungssektion antreibt, so daß der Schmelzschneidbetrieb vorübergehend angehalten wird, wenn das falschliegende Produkt einen vorbestimmten Bereich unmittelbar vor den Schmelzschneidklingen erreicht, um ein Einschneiden in das Produkt zu vermeiden, während sowohl das Förderband und die Randversiegelungssektion ohne Unterbrechung durch ihre entsprechenden Motoren weiterbetrieben werden. Dem Förderband können daher Produkte mit konstanter Rate zugeführt und dann in die Folie eingelegt werden, ohne daß auf falschliegende Produkte Rücksicht genommen werden muß, während die Schmelzschneidklingen ihren normalen Schneidbetrieb aufrechterhalten, ausgenommen, wenn ein falschliegendes Produkt ermittelt wird. In diesem Falle wird das Schmelzschneiden unterbrochen, so daß sich als Arbeitsergebnis richtig verpackte Produkte und unverpackte Produkte ergeben, welchletztere ggf. ausgeschieden werden. Es wird demnach in Kauf genommen, daß im Falle einer unrichtigen Lage eines einzelnen Produktes dieses von der Maschine nicht verpackt wird, anstatt das Risiko in Kauf zu nehmen, daß in ein solches Produkt eingeschnitten wird mit den nachteiligen Folgen für den weiteren Maschinenbetrieb.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine, die das Verpackungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung ausführt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen endlosen Filmschlauch, der in der Verpackungsmaschine nach Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Paares von Schmelzschneidklingen, die in der Verpackungsmaschine nach Fig. 1 verwendet werden, ihre Betriebsweise zeigend, und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine, die in konventioneller Art arbeitet.

Die Verpackungsmaschine, mit der das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, ist in Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet und im wesentlichen wie eine übliche Verpackungsmaschine nach Art der Fig. 4 ausgeführt. Sie umfaßt ein Förderband 2, eine Filmzuführsektion 3, die sich an das abstromseitige Ende des Förderbandes 2 anschließt, und eine Querversiegelungssektion 4, die sich am abstromseitigen Ende der vorgenannten Sektion 3 anschließt.

Beim Förderband 2 bezeichnen die Bezugszeichen 2 a Trennwände, zwischen denen sich Abteile befinden, in die die zu verpackenden Produkte B gegeben werden. Das Förderband umfaßt auch eine Antriebsrolle 2 b, die von einem Motor 2 c angetrieben wird.

Die Filmzuführsektion 3, die unmittelbar stromabwärts des Förderbandes 2 in der Anlage angeordnet ist, umfaßt eine Förderrolle 3 c zum Zuführen einer endlosen Filmbahn 3 a, die aus einem Kunstharz bekannter Art besteht, von einer Filmrolle 3 b zu einer Rundungseinrichtung 3 e bekannter Art, die die ebene Filmbahn 3 a im Querschnitt zu einem offenen Schlauch 3 d formt, in den an der Rundungseinrichtung 3 e die zu verpackenden Produkte B eingelegt werden. Der offene Filmschlauch 3 d wird einer Randversiegelungseinheit 3 f zugeführt, um die benachbarten Ränder der den Schlauch 3 d bildenden Bahn miteinander zu verschweißen. Der Schlauch 3 d wird auf einem Transfertisch 3 g fortgeführt. Die Zuführrolle 3 c und die Randversiegelungseinheit 3 f werden von einem ersten Steuermotor 3 h angetrieben, der ein Servomotor, ein mit einem Inverter versehener Motor, ein CD-Steuermotor, ein Schrittmotor oder ein Impulsmotor sein kann.

Wie bei der bekannten Verpackungsmaschine umfaßt die beschriebene Maschine eine Schmelzschneideinheit 4 a in der Versiegelungssektion 4, die gewöhnlich zwei synchron miteinander umlaufende Schneidklingen 4 c und 4 d aufweist, die in den in Fig. 1 mit Pfeilen gekennzeichneten Richtungen, d.h. mit zueinander entgegengesetzten Drehrichtungen, umlaufen, um den am Rand versiegelten Filmschlauch 3 d mit ihren zueinander parallel ausgerichteten Kanten zu ergreifen, zu verschmelzen und zu zerschneiden.

Obgleich der beschriebene Aufbau der Verpackungsmaschine dem einer konventionellen Verpackungsmaschine in vielen Aspekten gleicht, liegt der Unterschied zwischen ihnen doch in den nachfolgend beschriebenen Merkmalen.

Zunächst wird bei der Verpackungsmaschine, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, die Antriebsbewegung des Förderbandes 2 durch ein mit dem Förderband gekuppeltes Rad 2 d auf eine Drehwelle 5 a übertragen, mit der ein Kodierer 5 b verbunden ist, der ein Drehwinkelsignal RAS erzeugt, das der Umdrehung des mit dem Förderband gekuppelten Rades 2 d entspricht, das mit konstanter Geschwindigkeit umläuft. Dieses Drehwinkelsignal RAS wird einem elektrischen Steuergerät 6 zugeführt, das eine Funktion ähnlich der eines Schieberegisters und eines Rechners aufweist.

Es sei angemerkt, daß der Film 3 a, der von der Filmrolle 3 b zugeführt wird, von gewöhnlicher Art ist, wie er in einer üblichen Verpackungsmaschine verwendet werden kann. Dieser Film trägt Markierungen 7 für eine konventionelle Verpackungsmaschine an den durch die Querversiegelungssektion 4 zu zerschneidenden Stellen.

Außerdem unterscheidet sich die Filmzuführsektion 3 von der einer bekannten Maschine dadurch, daß sie einen optischen Sensor 8 umfaßt, der an einer geeigneten Stelle angeordnet und gegen den Film gerichtet ist. Dieser Sensor 8 ermittelt Produkte B, die sich in der Gefahrenzone D unmittelbar vor und hinter den Schneidmarkierungen 7 gemäß Fig. 2 befinden.

Wenn ein Produkt B nicht richtig in den Zwischenraum zwischen Trennwänden 2 a des Förderbandes 2 eingelegt ist, so daß es teilweise in dem Gefahrenbereich D liegt, dann gelangt das betreffende Produkt zur Filmzuführsektion 3 und weiterhin zur Querversiegelungssektion 4 in einer falschen Lage, so daß dort das Produkt B von dem Schmelzschneider 4 a zusammen mit dem Filmschlauch 3 d zerschnitten werden könnte, was zu einer ernsten Störung im Maschinenbetrieb führen kann. Um eine solche Situation zu vermeiden, führt der optische Sensor 8 die später beschriebene Aufgabe aus.

Weiterhin ist einer der Ausgänge des elektrischen Steuergerätes 6 mit dem ersten Steuermotor 3 h der Filmzuführsektion 3 verbunden, um den Antrieb des Förderbandes 2 mit dem der Filmzuführsektion 3 logisch so zu kuppeln, daß sie synchron arbeiten.

Schließlich ist ein weiterer Ausgang des elektrischen Steuergerätes 6 mit der Querversiegelungssektion 4 verbunden, wie weiter unten beschrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Schmelzschneider 4 a der Querversiegelungssektion 4 vom umlaufenden Typ und wird von einem zweiten Steuermotor 4 f angetrieben, der ein Servomotor oder dgl. sein kann und der elektrisch derart angeschlossen ist, daß er vom Ausgang des elektrischen Steuergerätes 6 betrieben wird. Der Umlauf des Schmelzschneiders 4 a wird davon wie in Fig. 3 dargestellt gesteuert.

Die Klinge 4 b des Schmelzschneiders 4 a läuft in der Richtung um, die durch den Pfeil 4 d in Fig. 1 dargestellt ist und kommt an der in Fig. 3 mit P bezeichneten Stellung vorübergehend zum Stillstand, von wo aus sie ihre Drehbewegung wieder aufnimmt, wenn ein Startsignal empfangen wird, das durch ein Drehwinkelsignal RAS vom Kodierer 5 b getriggert wird. Mit anderen Worten, die Klinge 4 b nimmt ihren Betrieb nicht auf, bis nicht ein Startsignal den Steuermotor 4 b erreicht. Der Schmelzschneider 4 a bleibt so lange unwirksam.

Es sei angemerkt, daß die Drehbewegung der Klinge 4 b, die an der Position P wieder aufgenommen wird, nur auftritt, wenn in einem vorbestimmten Winkel α gefunden, der durch die Linien vor und hinter dem Versiegelungspunkt MP definiert, und die Geschwindigkeit der Drehbewegung wird so gesteuert, daß sie exakt gleich mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Filmschlauches 3 d in der Filmzuführsektion 3 ist.

Das Verpackungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung vollzieht sich in der oben beschriebenen Verpackungsmaschine wie folgt.

Wenn die Verpackungsmaschine 1 eingeschaltet ist, dann bewegt das Förderband 2, das vom Motor 2 c angetrieben wird, die Produkte B in den Abteilen zwischen den Trennwänden 2 a vorwärts. In der Filmzuführsektion 3 fördert die Zuführrolle 3 c, die von dem ersten Steuermotor 3 h angetrieben wird, Film 3 a von einer Filmrolle 3 b, damit sie in der Rundungseinrichtung 3 e in zylindrische Gestalt geformt wird, und die Längsränder des so geformten Films werden an der Längsschweißeinheit 3 f miteinander verschweißt, um einen geschlossenen Filmschlauch 3 d zu bilden, der dann auf dem Transfertisch 3g von der Längsschweißeinheit 3 f weiter nach rechts bewegt wird.

Die von den Trennwänden 2 a voneinander getrennten Produkte B werden daher nacheinander vom Förderband 2 an der Rundungseinrichtung 3 e in den dort noch offenen Filmschlauch 3 d in vorbestimmtem Abstand eingelegt. Der die Produkte B enthaltende Filmschlauch 3 d wird dann an den Schneidmarkierungen 7 von dem Schmelzschneider 4 a zerschnitten, der von dem zweiten Servomotor 4 f betrieben wird, der elektrisch mit der ersten Drehwelle 5 a, dem Kodierer 5 b und dem Steuergerät 6 verbunden ist und synchron mit dem Förderband 2 arbeitet, um verpackte Endprodukte m zu erhalten, die jeweils eines der Produkte B enthalten.

An dieser Stufe prüft der optische Detektor-Sensor 8, ob sich ein Produkt B in einer Gefahrenzone D befindet, und wenn dies der Fall ist, wird ein Einschneid-Warnsignal erzeugt und dem zweiten Steuermotor 4 f durch die Steuereinheit 6 zugeführt, so daß der Betrieb des Schmelzschneiders 4 a an der Position P (Fig. 3) angehalten wird, indem der zweite Steuermotor 4 f anhält, und wird erst dann wieder in Bewegung versetzt, wenn das fragliche Produkt B durch den Schmelzschneider 4 a gelaufen ist und das nachfolgende Produkt sich als korrekt aufgelegt erwiesen hat, das dann an der Schneidmarkierung 7 von dem folgenden Produkt durch den Betrieb des Schmelzschneiders 4 a getrennt wird.

Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, daß die der Schneidklinge 4 b zugeordnete Schneidklinge 4 c synchron eine spiegelbildliche Bewegung ausführt, die in Fig. 1 durch den Pfeil 4 e bezeichnet ist und daher ebenfalls einen entsprechenden Haltepunkt aufweist, wenn ein Produkt B nicht richtig eingelegt worden sein sollte.

Claims (1)

1. Verpackungsverfahren, das mit einer Verpackungsmaschine ausgeführt wird, enthaltend ein Förderband, das von einem Motor angetrieben wird, um Produkte nacheinander mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in eine Filmzuführsektion zu fördern, wo die Produkte in einen Filmschlauch eingelegt werden, der durch Verschweißen der Längsränder einer durchgehenden Filmbahn gebildet wird, die von einer Filmrolle zugeführt wird, der die Produkte enthaltende Filmschlauch von einem Paar Schmelzschneidklingen längs markierter Linien zwischen zwei aufeinanderfolgenden Produkten in einer Querversiegelungssektion abgeschnitten wird, wobei der Filmzuführbetrieb und der in der Filmzuführsektion ausgeführte Längsverschweißbetrieb durch einen ersten Steuermotor angetrieben werden und die Schmelzschneidklingen in der Querversiegelungssektion von einem zweiten Steuermotor betrieben werden, die ersten und zweiten Motoren sich von dem Motor unterscheiden, der das Förderband antreibt, Drehwinkelsignale von einem Kodierer abgegeben werden, der mit einer Drehwelle verbunden ist, die synchron mit dem Förderband umläuft, und Detektorwarnsignale von einem Detektor-Sensor abgegeben werden, der Produkte in der Gefahrenzone ermittelt, die vor und hinter einer Schneidmarkierung liegt, und der mit einem elektrischen Steuergerät verbunden ist, von dem ein Ausgang dem ersten Steuermotor zugeführt ist, um ihn synchron mit dem Förderband auf der Grundlage einer logischen Antriebskopplung zu betreiben, während der andere Ausgang mit dem zweiten Steuermotor derart verbunden ist, daß der Betrieb der Schmelzschneidklingen vorübergehend angehalten wird, wenn ein Einschneid-Warnsignal erzeugt worden ist, und der normale Schmelzschneidbetrieb wieder aufgenommen wird, wenn die Gefahrenzone um die nachfolgende Schneidmarkierung als unbedeckt erkannt worden ist.