DE4208563A1

DE4208563A1 - Foil packaging cutting machine for continuous handling process - uses high pressure water jet cutter moved along defined path under control of CNC unit to separate sealed package from strip

Info

Publication number: DE4208563A1
Application number: DE19924208563
Authority: DE
Inventors: Wilfried Monstadt
Original assignee: Wilfried Monstadt
Current assignee: GEA Finnah GmbH
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1993-09-23

Abstract

The continuous packaging machine has an input stage (1) that receives continuous foil packaging material from a roll (11) and forms a container shape. The filled, formed shape (1.2) is transferred to a second station (2) where a cover foil (2) is positioned and an edge sealing operation takes place. The third stage (3) provides controlled profile cutting to separate the individual packages from the strip. The cutting stage has a high pressure water jet unit (3.1) as a cutting tool. The path taken by the cutter is determined by a CNC controller (6). A final stage (4) provides printing of information. ADVANTAGE - Simplified, highly reliable means of cutting.

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.The invention relates to a device for cutting of packaging material, in particular cutting equipment device for cutting packaging units from egg ner ribbon-shaped film that a variety of that Has molded goods receiving indentations and with a cover film covering the packaged goods connected is.

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. For packaging food or non-food goods packaging machines are often used, too Forming, filling and sealing machines are called. In These form, fill and seal machines are in one deformable film receiving troughs for the Packaging material molded in. In these recesses then filled in the packaged goods and from above covered with a cover film in the edge area of the Wells are welded to the deformed film. in the Connection to the welding process is in a punch the packaging unit, consisting of the Packaged goods of the deformed film and the ver welded cover sheet cut out and for further Removed use.

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.A weak point in such packaging machines is often the punching device. That is especially so Punching corners difficult, for the particularly abge rounded corner tools are required. Also need the punching devices and tools of a very precise Manufacturing and are accordingly expensive. Also the Tool wear is extremely large. A wide one rer disadvantage is that for each packaging separate stamping tools and dies available will have to hold. Finally come in the new one most of the time, packaging foils for Use that are difficult to punch. Here han for example, polypropylene films, which are microwave safe and for packaging life means used in the packaging in Mi should be heated. Badly punchable are also polyethylene films that have recently become popular because of their better environmental compatibility come. When cutting out packaging from Polypro The punching tool holds about 8 million cuts. The service life of polypropylene films is the same even with only about 2.5 million cuts.

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.Another major disadvantage of the previously known Punching device is that, for example Cutting with ready meals or other Nah packaging units filled with che cleaning work is necessary if the punching tools damage a packaging unit and the Content squeezed out of the packaging unit becomes.

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.It is an object of the invention in a cutting device tion of the type mentioned the construction effort to reduce without affecting the functionality pregnant. In particular, they should be cut out tools used have a longer service life and can cut even difficult materials without any problems nen. After all, if there is a malfunction Cutting impurities and Damage in the area of the cutting device as possible be kept small.

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.To achieve this object, the invention proposes that the cutting device of the type mentioned with at least one serving as a cutting tool High pressure water jet nozzle is provided in one Hydro cutting head is arranged by means of a biaxial coordinate guidance according to the shape the packaging unit to be cut out with little Distance along the cutting line over the film is.

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.The cutting device according to the invention works in Contrary to the conventional punching devices white Test-free contact-free. As a cutting tool under maximum pressure from a high pressure water jet nozzle escaping water jet used, which is also difficult Packaging films to be cut quickly and easily can cut through, even in the area of corners or angles where the usual in the prior art Chen punching devices special difficulties ma chen. The construction effort is much less than with the conventional punching devices, because with for example up to ten high-pressure water jet nozzles from a high-pressure pump can be supplied. in the Contrary to the conventional punching devices brau Chen to be moved only small masses, so that the Energy consumption is up to 80% lower. The used two-axis coordinate guidance for the Cutting head makes it possible to cut out the shape of the to change the packaging units without changing another Need to use tools. They also have for the generation of the high pressure water jet required nozzles have a much longer service life than the punching tools customary in the prior art.

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.It is particularly advantageous that in the event of a failure function of the cutting device only the danger there is that the high pressure water jet in one Packaging unit located through separates and damaged. In any case, the packaging not like that of conventional punches the packaging unit squeezed out what the conventionally used punching devices always very much elaborate cleaning work entails.

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.The cutting device according to the invention works relatively quickly. The cutting speed is, for example, 70 m per minute. This speed Normally enough, that of the conventional Lichen form, fill and seal machines usual cycle to adhere to times. If faster cycle times are required The cutting head can be several, parallel have directed cutting nozzles that simultaneously several packaging units next to each other cutting out.

Die zweiachsige Koordinatensteuerung ist zweckmäßig computergesteuert ausgeführt. Hierdurch ist es möglich, die Schneideinrichtung durch einfache Umprogrammierung auf andere Verpackungsformen einzustellen.The two-axis coordinate control is useful computer controlled. This makes it possible the cutting device by simple reprogramming adjust to other forms of packaging.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is as follows explained in more detail with reference to the accompanying drawing. It demonstrate:

Fig. 1 schematisch in Draufsicht eine Schneideinrichtung gemäß der Er findung, die in eine Form-, Füll- und Siegelmaschine integriert ist; Fig. 1 shows schematically in plan view a cutting device according to the invention, which is integrated in a molding, filling and sealing machine;

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1. FIG. 2 shows a side view of 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.The shape shown in the drawing, filling and gelmaschine has in known manner, a forming station 1, a sealing station 2 and a cutter. 3 At the cutting device 3 slept a squeezing station 4 and a conveyor belt 5 for the transport from the cut-out packaging units. In addition to or in the immediate vicinity of the cutting device 3 , a CNC control 6 is provided for controlling the cutting head 3.1 used in the cutting device 3 .

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.In the forming station 1 , 1.1 molded-in sections 1.2 are formed in a film pulled off a roll, which are filled with a packaging material not defined and illustrated here.

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.The film 1.1 with the filled indentations 1.2 is then conveyed as a belt in the downstream sealing station 2 . In the sealing station 2 , a cover film 2.1 is placed on the film 1.1 and is silent with it in the peripheral region of the indentations 1.2 . The welded-in indentations and filled with the packaged goods are identified here with the reference number 2.2 . They are still part of a composite tape consisting of the film 1.1 and the cover film 2.1 . A in front of the sealing device 2 to orderly protective pane 2.3 prevents the intervention of operating personnel in the ongoing packaging process.

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.In the cutting device 3 downstream of the sealing station 2, the finished packaging units 3.2 are cut out of the passing through the composite tape with the aid of a cutting head 3.1 . The Schneidein direction 3 is shielded by a protective screen 3.3 against a handle from the outside.

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.The cutting head 3.1 has a high-pressure water jet nozzle 3.4 , which is supplied by a high-pressure water pump 3.5 via a high-pressure line 3.6 with pressurized water of up to 4000 bar. The high-pressure water jet nozzle 3.4 has a nozzle bore of approximately 0.1 mm in diameter and is made of a very hard diamond material. The water consumption is about 0.1 l per minute. The hydraulic cutting head 3.1 is attached to a two-axis coordinate guide 3.7 , which guides the high-pressure water nozzle 3.4 according to the shape of the packaging unit to be cut out at a short distance along the cutting line over the composite belt. The composite tape is only touched and cut by the very fine and knife-sharp water jet, whereby it is possible to cut very fine curves and angles precisely and cleanly.

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.The hydraulic cutting head 3.1 can, if necessary, be provided with a plurality of high-pressure water jet nozzles 3.4 arranged parallel to one another, so that it is possible to cut out several packaging units simultaneously. The two-axis coordinate guidance, the movement possibilities are indicated in Fig. 1 by double arrows, numerically controlled by means of the CNC control 6 (computer-controlled), so that it is possible to cut differently shaped packaging units by simply changing the program.

In der sich anschließenden Ausdrückstation 4 werden die ausgeschnitten Verpackungseinheiten aus dem Verbundband herausgedrückt. Anschließend werden sie über das Trans portband 5 abgefördert.In the subsequent pressing-out station 4 , the cut-out packaging units are pressed out of the composite tape. Then they are transported via the conveyor belt 5 .

Claims

1. A device for cutting packaging material, in particular a cutting device for cutting out packaging units from a band-shaped film which has a multiplicity of indentations receiving the packaged goods and is connected to a cover film covering the packaged goods, characterized by at least one high-pressure water jet nozzle serving as a cutting tool ( 3.4 ), which is arranged in a hydraulic cutting head ( 3.1 ) which can be guided over the film with a small distance along the cutting line using a two-axis coordinate guide ( 3.7 ) according to the shape of the packaging units ( 3.3 ) to be cut out.

2. Device according to claim 1, characterized in that the cutting head ( 3.1 ) has a plurality of parallel high-pressure water jet nozzles ( 3.4 ).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the biaxial coordinate guide ( 3.7 ) is computer-controlled.