DE4208563A1 - Einrichtung zum schneiden von verpackungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schneiden von Verpackungsmaterial, insbesondere Schneideinrich­ tung zum Ausschneiden von Verpackungseinheiten aus ei­ ner bandförmigen Folie, die eine Vielzahl von das Verpackungsgut aufnehmenden Einformungen aufweist und mit einer das Verpackungsgut abdeckenden Abdeckfolie verbunden ist.

Für das Verpacken von Lebensmitteln oder Non-Food-Waren werden häufig Verpackungsmaschinen verwendet, die auch Form-, Füll- und Siegelmaschinen genannt werden. In diesen Form-, Füll- und Siegelmaschinen werden in eine verformbare Folie Aufnahmemulden für das aufzunehmende Verpackungsgut eingeformt. In diese Aufnahmemulden wird anschließend das Verpackungsgut eingefüllt und von oben mit einer Abdeckfolie abgedeckt, die im Randbereich der Mulden mit der verformten Folie verschweißt wird. Im Anschluß an den Schweißvorgang wird in einer Stanzein­ richtung die Verpackungseinheit, bestehend aus dem Verpackungsgut der verformten Folie und der damit ver­ schweißten Abdeckfolie ausgeschnitten und zur weiteren Verwendung abtransportiert.

Eine Schwachstelle bei derartigen Verpackungsmaschinen ist oft die Stanzeinrichtung. So ist insbesondere das Ausstanzen von Ecken schwierig, für die besonders abge­ rundete Eckwerkzeuge benötigt werden. Außerdem bedürfen die Stanzeinrichtungen und Werkzeuge einer sehr genauen Fertigung und sind dementsprechend teuer. Auch der Werkzeugverschleiß ist außerordentlich groß. Ein weite­ rer Nachteil besteht darin, daß für jede Verpackungs­ form gesonderte Stanzwerkzeuge und -matrizen bereitge­ halten werden müssen. Schließlich kommen in der neue­ sten Zeit in zunehmendem Maße Verpackungsfolien zum Einsatz, die sich schlecht stanzen lassen. Dabei han­ delt es sich beispielsweise um Folien aus Polypropylen, die mikrowellenfest sind und zur Verpackung von Lebens­ mitteln verwendet werden, die in der Verpackung im Mi­ krowellenherd erwärmt werden sollen. Schlecht stanzbar sind auch Polyethylenfolien, die neuerdings wegen ihrer besseren Umweltverträglichkeit verstärkt zum Einsatz kommen. Beim Ausschneiden von Verpackungen aus Polypro­ pylenfolie hält das Stanzwerkzeug etwa 8 Mio. Schnitte. Bei Polypropylenfolien liegt die Standzeit der Werkzeu­ ge sogar nur bei etwa 2,5 Mio. Schnitten.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der vorbekannten Stanzeinrichtung besteht darin, daß beispielsweise beim Zuschnitt von mit Fertiggerichten oder anderen Nah­ rungsmitteln gefüllten Verpackungseinheiten umfangrei­ che Reinigungsarbeiten notwendig sind, falls die Stanz­ werkzeuge eine Verpackungseinheit beschädigen und der Inhalt aus der Verpackungseinheit herausgequetscht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Schneideinrich­ tung der eingangs genannten Art den baulichen Aufwand zu verringern, ohne die Funktionstüchtigkeit zu beein­ trächtigen. Insbesondere sollen die zum Ausschneiden verwendeten Werkzeuge eine längere Standzeit haben und auch schwierige Werkstoffe problemlos aus schneiden kön­ nen. Schließlich sollen die bei Fehlfunktion eines Schneidwerkzeuges auftretenden Verunreinigungen und Schäden im Bereich der Schneideinrichtung möglichst klein gehalten werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Schneideinrichtung der eingangs genannten Art mit mindestens einer als Schneidwerkzeug dienenden Hochdruck-Wasserstrahldüse versehen ist, die in einem Hydro-Schneidkopf angeordnet ist, der mittels einer zweiachsigen Koordinatenführung entsprechend der Form der auszuschneidenden Verpackungseinheit mit geringem Abstand entlang der Schneidlinie über die Folie führbar ist.

Die Schneideinrichtung gemäß der Erfindung arbeitet im Gegensatz zu den herkömmlichen Stanzeinrichtungen wei­ testgehend berührungsfrei. Als Schneidwerkzeug wird ein unter Höchstdruck aus einer Hochdruck-Wasserstrahldüse austretender Wasserstrahl verwendet, der auch schwierig zu schneidende Verpackungsfolien schnell und problemlos durchschneiden kann, und zwar auch im Bereich von Ecken oder Winkeln, wo die nach dem Stande der Technik übli­ chen Stanzvorrichtungen besondere Schwierigkeiten ma­ chen. Der bauliche Aufwand ist wesentlich geringer, als bei den herkömmlichen Stanzeinrichtungen, weil bei­ spielsweise bis zu zehn Hochdruck-Wasserstrahldüsen von einer Hochdruck-Pumpe her versorgt werden können. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Stanzeinrichtungen brau­ chen nur geringe Massen bewegt zu werden, so daß der Energieverbrauch um bis zu 80 % geringer ist. Die verwendete zweiachsige Koordinatenführung für den Schneidkopf macht es möglich, die Form der auszuschnei­ denden Verpackungseinheiten zu ändern, ohne ein anderes Werkzeug verwenden zu müssen. Außerdem haben die für die Erzeugung des Hochdruck-Wasserstrahles erforder­ lichen Düsen eine wesentlich längere Standzeit, als die nach dem Stand der Technik üblichen Stanzwerkzeuge.

Von besonderem Vorteil ist, daß im Falle einer Fehl­ funktion der Schneideinrichtung lediglich die Gefahr besteht, daß der Hochdruck-Wasserstrahl das in einer Verpackungseinheit befindliche Verpackungsgut durch­ trennt und beschädigt. Auf jeden Fall wird das Verpack­ ungsgut nicht wie bei den herkömmlichen Stanzen aus der Verpackungseinheit herausgequetscht, was bei den herkömmlich verwendeten Stanzeinrichtungen immer sehr aufwendige Reinigungsarbeiten nach sich zieht.

Die Schneideinrichtung gemäß der Erfindung arbeitet verhältnismäßig schnell. Die Schnittgeschwindigkeit beträgt beispielsweise 70 m pro Minute. Diese Geschwin­ digkeit reicht normalerweise aus, die bei den herkömm­ lichen Form-, Füll- und Siegelmaschinen üblichen Takt­ zeiten einzuhalten. Falls schnellere Taktzeiten erfor­ derlich sind, kann der Schneidkopf mehrere, parallel gerichtete Schneiddüsen aufweisen, die gleichzeitig mehrere nebeneinander befindliche Verpackungseinheiten aus schneiden.

Die zweiachsige Koordinatensteuerung ist zweckmäßig computergesteuert ausgeführt. Hierdurch ist es möglich, die Schneideinrichtung durch einfache Umprogrammierung auf andere Verpackungsformen einzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in Draufsicht eine Schneideinrichtung gemäß der Er­ findung, die in eine Form-, Füll- und Siegelmaschine integriert ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Form-, Füll- und Sie­ gelmaschine weist in bekannter Weise eine Formstation 1, eine Siegelstation 2 und eine Schneideinrichtung 3 auf. An die Schneideinrichtung 3 schliefen sich eine Ausdrückstation 4 und ein Transportband 5 für den Ab­ transport der fertig ausgeschnittenen Verpackungsein­ heiten an. Neben oder in unmittelbarer Nähe der Schneideinrichtung 3 ist eine CNC-Steuerung 6 für die Steuerung des in der Schneideinrichtung 3 eingesetzten Schneidkopfes 3.1 vorgesehen.

In der Formstation 1 werden in eine von einer Rolle abgezogene Folie 1.1 Einformungen 1.2 eingeformt, die mit einem hier nicht näher definierten und dargestell­ ten Verpackungsgut angefüllt werden.

Die Folie 1.1 mit den gefüllten Einformungen 1.2 wird anschließend als Band in die nachgeordnete Siegelsta­ tion 2 gefördert. In der Siegelstation 2 wird eine Abdeckfolie 2.1 auf die Folie 1.1 aufgelegt und mit dieser im Umfangsbereich der Einformungen 1.2 ver­ schweigt. Die zugeschweißten und mit dem Verpackungsgut gefüllten Einformungen sind hier mit dem Bezugszeichen 2.2 bezeichnet. Sie sind hier noch Bestandteil eines aus der Folie 1.1 und der Abdeckfolie 2.1 bestehenden Verbundbandes. Eine vor der Siegeleinrichtung 2 an­ geordnete Schutzscheibe 2.3 verhindert das Eingreifen von Bedienungspersonal in den laufenden Verpackungsvor­ gang.

In der der Siegelstation 2 nachgeordneten Schneidein­ richtung 3 werden mit Hilfe eines Schneidkopfes 3.1 die fertigen Verpackungseinheiten 3.2 aus dem durchlaufen­ den Verbundband herausgeschnitten. Auch die Schneidein­ richtung 3 ist durch eine Schutzscheibe 3.3 gegen Ein­ griffe von außen abgeschirmt.

Der Schneidkopf 3.1 weist eine Hochdruck-Wasserstrahl­ düse 3.4 auf, die von einer Hochdruck-Wasserpumpe 3.5 über eine Hochdruckleitung 3.6 mit Druckwasser von bis zu 4000 bar versorgt wird. Die Hochdruck-Wasserstrahl­ düse 3.4 hat eine Düsenbohrung von etwa 0,1 mm Durch­ messer und besteht aus einem sehr harten Diamantwerk­ stoff. Der Wasserverbrauch beträgt etwa 0,1 l pro Minu­ te. Der Hydro-Schneidkopf 3.1 ist an einer zweiachsigen Koordinatenführung 3.7 befestigt, welche die Hochdruck- Wasserdüse 3.4 entsprechend der Form der auszuschnei­ denden Verpackungseinheit mit geringem Abstand entlang der Schneidelinie über das Verbundband führt. Dabei wird das Verbundband nur von dem sehr feinen und mes­ serscharfen Wasserstrahl berührt und geschnitten, wobei es möglich ist, auch sehr feine Rundungen und Winkel exakt und sauber auszuschneiden.

Der Hydro-Schneidkopf 3.1 kann im Bedarfsfall mit meh­ reren parallel zueinander angeordneten Hochdruck-Was­ serstrahldüsen 3.4 versehen sein, so daß es möglich ist, mehrere Verpackungseinheiten gleichzeitig aus­ zuschneiden. Die zweiachsige Koordinatenführung, deren Bewegungsmöglichkeiten in Fig. 1 durch Doppelpfeile angedeutet sind, ist mittels der CNC-Steuerung 6 nume­ risch gesteuert (compuergesteuert), so daß es durch eine einfache Auswechslung des Programms möglich ist, unterschiedlich geformte Verpackungseinheiten zu schneiden.

In der sich anschließenden Ausdrückstation 4 werden die ausgeschnitten Verpackungseinheiten aus dem Verbundband herausgedrückt. Anschließend werden sie über das Trans­ portband 5 abgefördert.

Claims (3)

1. Einrichtung zum Schneiden von Verpackungsmate­ rial, insbesondere Schneideinrichtung zum Ausschneiden von Verpackungseinheiten aus einer bandförmigen Folie, die eine Vielzahl von das Verpackungsgut aufnehmenden Einformungen aufweist und mit einer das Verpackungsgut abdeckenden Abdeckfolie verbunden ist, gekennzeichnet durch mindestens eine als Schneidwerkzeug dienende Hochdruck- Wasserstrahldüse (3.4), die in einem Hydro-Schneidkopf (3.1) angeordnet ist, der mittels einer zweiachsigen Koordinatenführung (3.7) entsprechend der Form der auszuschneidenden Verpackungseinheiten (3.3) mit gerin­ gem Abstand entlang der Schneidlinie über die Folie führbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schneidkopf (3.1) mehrere parallel gerichtete Hochdruck-Wasserstrahldüsen (3.4) aufweist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweiachsige Koordinaten­ führung (3.7) computergesteuert ist.