DE60002708T2

DE60002708T2 - Maschine zum Verpacken von fliessfähigen Nahrungsmitteln

Info

Publication number: DE60002708T2
Application number: DE60002708T
Authority: DE
Inventors: Roberto Paltrinieri; Fabio Bassissi; Giorgio Galavotti
Original assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: WO2002004312A1; WO2002004295A1; ES2198269T3; DE60002708D1; EP1172299A1; ATE240239T1; JP2004502607A; EP1172299B1; AU2001287657A1; PT1172299E; AU2001233670A1; JP4965792B2; DK1172299T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmitteln.
Maschinen zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmitteln wie zum Beispiel Fruchtsaft, Wein, Tomatensauce, pasteurisierte oder lang haltbare Milch (H-Milch) usw., sind bereits bekannt, bei denen die Verpackungen aus einem durchgehenden Schlauch aus Verpackungsmaterial gebildet werden, das von einer in Längsrichtung versiegelten bzw. zugeschweißten Bahn definiert wird.
Das Verpackungsmaterial weist dabei eine mehrlagige Struktur auf und ist auf beiden Seiten mit Schichten aus Kunststoffmaterial zum Heißversiegeln kaschiert, z. B. aus Polyethylen, und im Falle aseptischer Verpackungen für Produkte mit langer Lagerzeit, wie zum Beispiel H-Milch, weist es außerdem eine Lage aus einem Sperrmaterial auf, das beispielsweise von einer Aluminiumfolie definiert wird, die auf eine Lage aus heiß versiegelbarem Kunststoff aufgelegt und ihrerseits mit einer weiteren Lage aus heiß versiegelbarem Kunststoff bedeckt ist, das schließlich die Innenfläche der Verpackung definiert, die mit dem Lebensmittelprodukt in Berührung kommt.
Zur Herstellung aseptischer Verpackungen wird die Bahn aus Verpackungsmaterial von einer Rolle abgewickelt und durch eine aseptische Kammer hindurch zugeführt, in welcher sie sterilisiert wird, z. B. durch Auftragen eines Sterilisiermittels wie Wasserstoffsuperoxid, das später durch Erwärmen und/oder Einwirkung einer Strahlung von geeigneter Wellenlänge und Stärke, der das Verpackungsmaterial dann ausgesetzt wird, verdampft wird. Die sterilisierte Bahn wird dann zu einem Zylinder gefaltet und in Längsrichtung versiegelt bzw. verschweißt, um so in an sich bekannter Weise einen durchgehenden, vertikalen, in Längsrichtung versiegelten Schlauch zu bilden. Der Schlauch aus Verpackungsmaterial bildet somit in anderen Worten eine Verlängerung der aseptischen Kammer und wird kontinuierlich mit dem fließfähigen Lebensmittel gefüllt und dann einer Einheit zum Formen und (in Querrichtung) Versiegeln zugeleitet, um so die einzelnen Verpackungen zu bilden, wobei auf der Einheit Backen zum Erfassen und Versiegeln des Schlauchs in Querrichtung angeordnet sind, welche diesen zu kissenförmigen Packungen umformen.
Die kissenförmigen Packungen werden dann von einander getrennt, indem der Versiegelungsbereich zwischen den Packungen durchgeschnitten wird, und anschließend werden sie einer Station zum abschließenden Falten zugeleitet, wo sie mechanisch in die Form der fertigen Verpackungen gebracht werden.
Dieser Formvorgang umfasst das Falten des Verpackungsmaterials entlang Falzlinien, die zuvor als Teil des Vorgangs zur Herstellung des Materials ausgebildet wurden.
Im typischen Fall umfasst der Vorgang zur Herstellung des Materials Laminierschritte, mit welchen die verschiedenen Lagen, aus denen das Material gebildet ist, hergestellt werden; ferner eine Reihe von Druckvorgängen, um graphische Muster oder Muster aufzudrucken, die sich entlang des Materials mit einer Teilung periodisch wiederholen, die gleich der Länge des verwendeten Materials ist, um so jede einzelne Packung herzustellen; und schließlich den vorgenannten Falzvorgang, der entweder an dem fertigen Material oder nur an einer Teilmenge der Materialschichten ausgeführt wird, welche zumindest die Papierlage umfassen. Ebenso ist es bekannt, in der Papierlage Löcher auszubilden, ehe diese mit einer durchgehenden Schicht aus Sperrmaterial überzogen wird, um auf diese Weise so genannte „vorlaminierte" Löcher zu bilden, die dann von dem Sperrmaterial verschlossen werden, welches einen hermetisch dichten, aseptischen Verschluss gewährleistet, während es auf der anderen Seite leicht zu durchstoßen ist. Die Löcher in der Papierlage können günstigerweise unter Verwendung des gleichen Werkzeugs wie bei den Falzlinien ausgebildet werden, wobei in einem solchen Fall das Sperrmaterial später auflaminiert wird.
Verpackungsmaterialien mit vorlaminierten Löchern werden zur Herstellung von aseptischen Verpackungen verwendet, die mit Strohhalmen oder einer Öffnungsvorrichtung versehen sind, z. B. von der Art, die einen angelenkten Deckel oder eine Schraubkappe aufweist.
Die verschiedenen Arbeitsgänge beim Verfahren zur Herstellung des Verpackungsmaterials werden unter Heranziehung einer optischen Kodierung als Passmarke ausgeführt, die auf das Material während des ersten Druckvorgangs aufgedruckt wird.
Die gleiche Kodierung wird normalerweise auch auf der Formmaschine verwendet, um die Zuführung des Materials durch die verschiedenen Arbeitsstationen hindurch zu steuern. Insbesondere wirkt in an sich bekannter Weise eine so genannte Vorrichtung zur „Musterkorrektur" auf die gerade geformten Verpackungen ein, um das Material in Zuführrichtung veränderlich „einzuziehen" und sicherzustellen, dass die mechanischen Formvorgänge in Deckung mit dem Muster auf den Verpackungen ausgeführt werden (vgl. z. B. europäisches Patent EP 25 235 ).
Es kann jedoch sein, dass Toleranzen in der Herstellung des Materials zu Positionsfehlern bei der kodierten optischen Passmarke bezüglich der Falzlinien führen, so dass (anhand der optisch kodierten Passmarke) eine häufige Nachstellung von Hand an der Vorrichtung zur Musterkorrektur vorgenommen werden muss, um zu verhindern, dass die Formteile bezüglich der Falzlinien in unkorrekter Weise mit dem Material zusammenwirken.
Bei bekannten Verpackungsmaschinen kann sich im Betrieb die Winkelposition des Schlauchs aus Verpackungsmaterial gegenüber der gewünschten Winkelposition verändern, was darauf zurückzuführen ist, dass die Seitenkanten der Bahn nicht völlig gerade sind, wobei diese Auswirkung dadurch hervorgerufen wird, dass die Paare von Backen nacheinander gegen den Schlauch stoßen bzw. schlagen.
Da dies unter Umständen nachteilige Auswirkungen auf die Qualität der in Längsrichtung in Querrichtung verlaufenden Versiegelungen sowie auf die Präzision haben kann, mit der die Verpackungen gebildet werden, sind bekannte Maschinen mit Vorrichtungen zum manuellen Einstellen bzw. Nachstellen der Winkelposition des Schlauchs ausgerüstet (vgl. z. B. europäisches Patent EP 903 292 ). Solche Vorrichtungen sind jedoch vergleichsweise zeitraubend und können gegebenenfalls beinhalten, dass die Maschine abgestellt werden muss, was zu nachfolgendem Produktionsausfall führt. Es wurden auch Anlagen zur automatischen Einstellung bzw. Nachstellung der Winkelposition des Schlauchs aus Verpackungsmaterial angeregt, doch ist hierfür der Betrieb eines speziellen Sensors erforderlich, um die Position der in Längsrichtung verlaufenden Siegelnaht zu ermitteln.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Verpacken von fließfähigen Lebensmitteln zu schaffen, die so ausgelegt ist, dass sie die mit bekannten Maschinen typischerweise verknüpften und vorstehend umrissenen Probleme löst.
Gemäß der vorliegenden Endung ist eine Maschine zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmitteln in Verpackungen vorgesehen, die aus einer Endlosbahn aus Verpackungsmaterial gebildet sind, wobei die Maschine eine in Längsrichtung verlaufende Falteinheit zum Falten der Bahn in Längsrichtung zur Bildung eines durchgehenden Schlauchs aufweist; ferner eine Formeinheit mit mindestens zwei Paar Backen, welche zyklisch in Wechselwirkung mit dem Schlauch den Schlauch entlang quer verlaufender Streifen in gleichmäßigen Abständen von einander zusiegeln; und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Zuführung des Schlauchs, welche ihrerseits Einrichtungen aufweist, welche die Position des Schlauchs in Längsrichtung korrigieren, sowie Einrichtungen, welche die Winkelposition des Schlauchs korrigieren; wobei das Verpackungsmaterial ein Muster aufweist sowie eine Reihe von Falzlinien zur Unterstützung beim Falten des Verpackungsmaterials auf der Formeinheit; wobei sich die Maschine dadurch auszeichnet, dass die Steuervorrichtung zum Steuern der Zuführung des Schlauchs eine Erfassungseinrichtung aufweist, welche die Position von auf dem Material gebildeten optisch erfassbaren Elementen in Deckung mit den Falzlinien erfasst; sowie eine Einrichtung zum Steuern der Einrichtungen zum Korrigieren der Position des Schlauchs in Längsrichtung und der Einrichtungen zur Korrektur der Winkelposition des Schlauchs im Ansprechen auf jeweilige Lagefehler in der Längsrichtung und in der Querrichtung der von der Erfassungseinrichtung erfassten optisch erfassbaren Elemente.
Die Steuerung der Position des Schlauchs aus Verpackungsmaterial anhand einer Positions-Bezugsmarkierung in Deckung mit den Falzlinien verhindert jegliche Fertigungstoleranzen, die vielleicht dazu führen könnten, dass die Falzlinien nicht in vollständiger Deckung mit dem Muster verlaufen, dass die Qualität bei der Versiegelung und der Formvorgang beeinträchtigt werden.
Ebenso werden nachfolgende Arbeitsgänge, die an der Verpackung unter Verwendung der Kanten der Kanten der Verpackung als Bezugselemente vorgenommen werden – zum Beispiel beim Anbringen von Öffnungsvorrichtungen über den Löchern – korrekt ausgeführt, da die Verpackung bei ihrer Formung anhand einer Positionsreferenz in Deckung mit den Falzlinien gesteuert wird.
Somit sieht die vorliegende Endung eine höhere Qualität der fertigen Verpackung und eine verringerte Nachstellung der Maschine von Hand vor.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Position der vorlaminierten Löcher in dem Material als Element zum Erfassen der Position des Schlauchs aus Verpackungsmaterial herangezogen; dabei wird die Position der Löcher mit einer gespeicherten Bezugsposition verglichen und werden alle Fehler in Längs- und Querrichtung dazu verwendet, die Zuführung des Materials bzw. die Winkelposition des Schlauchs zu korrigieren.
Die Verwendung von vorlaminierten Löchern als Elemente zum Erfassen der Position macht es möglich, dass die Position des Schlauchs in Längsrichtung und hinsichtlich der Winkellage unter Verwendung eines einzigen Sensors gesteuert wird.
Nachstehend wird nun ein bevorzugtes, nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in welcher:
1 eine Vorderansicht einer Verpackungsmaschine ist, welche eine Vorrichtung zum Einstellen bzw. Nachstellen des Verpackungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht einer Station zum Zuführen und Falten des Verpackungsmaterials ist;
3 eine schematisierte Seitenansicht einer Formstation auf der Maschine nach 1 zeigt;
4 eine schematisierte Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einstellen der Zuführung ist, und
5 einen Abschnitt des Verpackungsmaterials zeigt.
In den 1 bis 3 gibt das Bezugszeichen 1 dabei insgesamt eine Verpackungsmaschine zum Herstellen von Verpackungen für ein fließfähiges Lebensmittelprodukt an, wie zum Beispiel für pasteurisierte Milch oder H-Milch, Fruchtsaft, Wein, usw.
Insbesondere können mit der Maschine 1 aseptische versiegelten Verpackungen für ein fließfähiges Lebensmittelprodukt aus einem Schlauch 2 aus heiß versiegelbarem Verpackungsmaterial 4 hergestellt werden, das seinerseits dadurch gebildet wird, dass eine Bahn 3 aus Verpackungsmaterial in Längsrichtung gefaltet und zugeschweißt wird.
Das Material 4 (5) weist günstigerweise eine Lage 4a aus Papiermaterial auf sowie eine Lage 4b aus Sperrmaterial, das zum Beispiel von einer Aluminiumfolie definiert wird. Die Lagen 4a und 4b sind mittels einer dazwischen liegenden Schicht aus (hier nicht dargestelltem) thermoplastischen Material wie zum Beispiel Polyethylen an einander befestigt und werden auf gegenüber liegenden Seiten mit weiteren (hier nicht dargestellten) Schichten aus Polyethylen überzogen. Die Lage 4a aus Papiermaterial weist eine Abfolge von Löchern 5 auf, die vor der Ausbildung der Laminierschicht 4b ausgebildet werden, sowie eine Reihe von Falzlinien 13 (4) zur Unterstützung beim Falzen des Materials bei der Formung der Verpackungen, die sich periodisch mit einer Teilung P wiederholen, die gleich dem Abstand zwischen den Löchern und der Länge des Abschnitts der Bahn 3 ist, der zur Herstellung jeder Verpackung benötigt wird. Die Löcher 5 und die Linien 13 werden günstigerweise auf der gleichen Vorrichtung gebildet, so dass sie sich völlig mit einander decken.
Die Lage 4b ist an der Stelle der Löcher 5 ganz, um so eine hermetisch dichte, aseptische Versiegelung der Verpackung bis zum Öffnen derselben sicherzustellen; Abreißvorrichtungen oder Öffnungsvorrichtungen anderer Art (hier nicht dargestellt) werden dann später über den Löchern 5 angesetzt.
Das Material 4 weist außerdem ein Muster 14 auf, das von einer Abfolge graphischer Darstellungen definiert wird, die sich periodisch mit einer Teilung P wiederholen und jeweils eine kodierte, optisch erfassbare Passmarke 15 aufweisen. Das Muster 14 weist außerdem günstigerweise eine weiße Fläche 15a auf, die jedes Loch 5 umgibt (5).
Die Bahn 3 aus Verpackungsmaterial 4 wird von einer (hier nicht dargestellten) Rolle abgewickelt und mit Hilfe bekannter Vorrichtungen mit (nicht dargestellten) Führungsrollen durch eine (hier nicht dargestellte) bekannte Sterilisiereinheit hindurch einer oberen aseptischen Kammer 6 der Maschine 1 zugeführt, welche mit der Sterilisiereinheit in Verbindung steht und durch welche die Bahn 3 entlang eines horizontalen Weges P1 zugeführt wird. Die Bahn 3 wird dann nach unten Mit Hilfe einer Rolle 7 umgelenkt – die Teil eines Systems von Rollen ist, das angetrieben wird – und wird dann entlang eines vertikalen Weges P2, der sich im Inneren einer vertikalen Kammer bzw. eines Turms 8 erstreckt, nach unten zugeführt.
Im Inneren des Turms 8 wird die Bahn 3 in Längsrichtung zu einem Zylinder geformt, um so einen Schlauch 2 zu bilden, dessen Längsachse A parallel zum Weg P2 verläuft und der in Längsrichtung mittels einer Versiegelungsvorrichtung 10 und mit Hilfe eines hier nicht näher beschriebenen bekannten Streifens zur Heißversiegelung zugeschweißt wird. Der Schlauch 2 wird kontinuierlich mittels einer (hier nicht im einzelnen beschriebenen) Abfüllvorrichtung 11 befüllt und einer bekannten Formeinheit 12 zugeführt, die nachstehend nur so weit beschrieben wird, als es um die für die vorliegende Erfindung einschlägigen Teile geht.
Insbesondere weist die Maschine 1 eine Falteinheit 9 zum Falten der Bahn 3 in Längsrichtung zur Bildung des Schlauchs 2 auf, welche durch eine Reihe an sich bekannter Faltbaugruppen 16, 17, 18 definiert wird, die entlang des Weges P2 im Inneren des Turms 8 angeordnet sind und mit der Bahn 3 so zusammen wirken, dass sie diese schrittweise zu einem Zylinder falten und zur Bildung des Schlauchs aus Verpackungsmaterial die gegenüber liegenden seitlichen Abschnitte der Bahn 3 (1 und 2) über einander legen.
Die Baugruppen 16, 17, 18 weisen jeweils eine entsprechende Anzahl im Wesentlichen zylindrischer Faltrollen 21, 22, 23 auf, deren jeweilige Achsen senkrecht zur Achse A verlaufen und welche Mehrecke definieren, die um die Achse A herum liegen, so dass die jeweiligen Seitenflächen auf einander folgende Zwangsdurchführungen für die Bahn 3 aus dem gerade gefalteten Verpackungsmaterial definieren. Während ihrer Durchführung durch die Durchführungen geht die Bahn von einer Form ähnlich einem offenen „C", die durch die Faltrollen 21 der Faltbaugruppe 16 definiert wird, in eine im Wesentlichen kreisförmige Form über, die von den Faltrollen 23 der Faltbaugruppe 18 definiert wird.
Die Achsen der Rollen 21, 23 der Faltbaugruppen 16, 18 stehen fest, wohingegen die Faltrollen 22 der Baugruppe 17 in eine C-förmige Stützplatte 24 eingepasst sind, die mit dem Aufbau der Maschine 1 so verbunden ist, dass sie zum Einstellen bzw. Nachstellen der Winkelposition des gerade geformten Schlauchs bezüglich der Achse A um die Achse A in ihrem Winkel einstellbar ist.
Die Drehung der Platte 24 wird von einem Betätigungselement 25 über eine Getriebemechanik 26 – zum Beispiel mit Schraubenspindel und Mutter – gesteuert.
Die Geschwindigkeit, mit welcher die Bahn 3 durch die Faltbaugruppen 16, 17, 18 zugeführt wird, bestimmt sich durch die Bewegung der Baugruppen 35, 35' und wird von einem Elektromotor 27 beeinflusst, welcher die Faltrolle 7 antreibt.
Sobald der Schlauch 2 in Längsrichtung zugeschweißt ist, wird er der Formeinheit 12 zugeleitet.
Die Einheit 12 weist eine Stützkonstruktion 33 auf, welche zwei vertikale Führungen 44 definiert, die symmetrisch zu einer in Längsrichtung verlaufenden, vertikalen Mittelebene α der Einheit durch die Achse A angeordnet sind, deren jeweilige Achsen in einer in Querrichtung verlaufenden vertikalen Mittelebene τ der Einheit 12 liegen. Somit definiert die Achse A den Schnittpunkt zwischen den Ebenen α und τ.
In an sich bekannter Weise wiest die Einheit 12 zwei Formbaugruppen 35, 35' auf, die in vertikaler Richtung entlang der jeweiligen Führungen 44 bewegbar sind und abwechselnd mit dem Schlauch 2 des Verpackungsmaterials so zusammen wirken, dass sie die Querschnitte des Schlauchs erfassen und heiß versiegeln.
Da die Baugruppen 35, 35' bezüglich der Ebene α symmetrisch vorgesehen sind, ist in 3 nur eine von ihnen (Baugruppe 35) im Einzelnen dargestellt und wird nachstehend beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung sind die entsprechenden Teile der Baugruppen 35, 35' unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen angegeben.
Aus 1 und 3 wird deutlich, dass die Baugruppe 35 im Wesentlichen einen Schlitten 36 aufweist, der entlang der jeweiligen Führung 44 bewegbar ist, sowie zwei Backen 37, die an der Unterseite des Schlittens 36 angelenkt sind und um jeweilige horizontale Achsen 38 verschwenkbar sind, die parallel und symmetrisch zu der Ebene τ verlaufen, so dass sie sich im Wesentlichen „in der Art eines Buches" öffnen und schließen können.
Insbesondere weist jede Backe 37 einen Hauptsteuerkörper 39 auf, der im Wesentlichen in Form einer viereckigen Platte mit geeigneten Rippen ausgebildet ist (1 und 3), sich entlang einer Arbeitsebene β der Backe 37 erstreckt, welche die jeweilige Achse 38 enthält, nahe seiner Unterseite am Schlitten 36 angelenkt ist und einen jeweiligen Steuerarm 40 aufweist, der von einer Fläche des Körpers vorsteht, die von der Ebene β weg weist.
Die Backe 37 umfasst außerdem jeweilige Stützarme 41, die an den oberen Enden der jeweiligen Körper 39 der entsprechenden Backen 37 angesetzt sind und sich zur Ebene α hin und über diese hinaus in einer Richtung vorstehen, die parallel zu den jeweiligen Achsen 38 und im Wesentlichen entlang der jeweiligen Arbeitsebenen β verläuft, so dass sie zu beiden Seiten des Schlauchs 2 angeordnet ist.
Die vorstehenden Abschnitte der Arme 41 sind mit jeweiligen stangenförmigen Siegel- bzw. Schweißelementen 42, 43 (3) versehen, welche mit dem Schlauch 2 zusammenwirken und gegebenenfalls von einem Induktionselement gebildet werden können, um in der Aluminiumschicht des Verpackungsmaterials einen Strom zu induzieren und um die Lage aus Thermoplastmaterial infolge des Jouleschen Effekts zum Schmelzen zu bringen, sowie von einem dazu passenden Auflageteil, gegen welches der Schlauch 2 mit dem nötigen Druck festgehalten wird.
Die hin und her gehende Bewegung der Schlitten 36 und die Bewegung der Backen 37 zum Öffnen/Schließen werden in an sich bekannter (und hier nicht beschriebener) Weise durch Paare von (hier nicht dargestellten) vertikalen Stangen gebildet, die ihrerseits durch Drehnocken oder Servomotoren gesteuert werden.
Die Backen 37 sind zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die jeweiligen Versiegelungselemente 42, 43 den Schlauch 2 erfassen, und einer ganz geöffneten Position bewegbar.
In dem Arbeitsschritt zum Versiegeln in Querrichtung wird der Schlauch 2 entlang quer verlaufenden Bändern bzw. Streifen 45 in gleichen Abständen heiß versiegelt (4).
Über den jeweiligen Versiegelungselementen 42, 43 stützen Arme 41 der Backen 37 jeweilige Laschen 46 mit C-förmigem Querschnitt zum Steuern des jeweiligen Verpackungsvolumens ab, welche vorne offen sind und nach dem Arbeitsgang zum Versiegeln in Querrichtung, der von den Elementen 42, 43 ausgeführt wird, mit einander zusammenwirken, um so einen Hohlraum von vorgegebener Form und vorgegebenem Volumen zu definieren, welcher den Schlauch 2 umschließt und in eine Form mit rechteckigem Querschnitt bringt.
Der vorstehend beschriebene Formvorgang (4) bildet „kissenförmige" Verpackungen 47, die jeweils einen Hauptabschnitt 48 von gleicher Form und gleichem Volumen wie die fertige Verpackung aufweisen, sowie Übergangsbereiche 49, welche den Hauptabschnitt 48 mit den jeweils angrenzenden Versiegelungsstreifen 45 verbinden und seitlich von im Wesentlichen dreieckförmigen Flächen 50 definiert werden.
Eine der Backen 37 weist in an sich bekannter Weise zwei Falzlaschen 54 auf, die zusammen mit der Faltrolle 7 die Zuführung des Schlauchs 2 durch die Formeinheit 12 steuern.
Die Falzlaschen 54 (3 und 4) befinden sich zu beiden Seiten des Schlauchs 2, drehen sich um jeweilige Achsen senkrecht zur Ebene β und werden von einer bekannten Vorrichtung 51 zur Musterkorrektur – die beim Formvorgang wirksam ist – so in Drehung in entgegengesetzten Richtungen versetzt, dass sie auf die Seitenflächen 50 der Übergangsbereiche 49 der kissenförmigen Packungen einwirken und eine veränderliche Ziehwirkung auf den Schlauch 2 ausüben.
Die Vorrichtung 51 weist beispielsweise einen Nocken 52 mit veränderlicher Geometrie bzw. veränderlicher Position auf, der rein schematisch in 4 dargestellt ist und mit einem Gleitstück 53 zusammenwirkt, welches die Backe 37 trägt und mit den Laschen 54 über eine Übertragungsmechanik 55 verbunden ist, die ebenfalls rein schematisch dargestellt ist. Beispiele für eine solche Steuervorrichtung sind in der italienischen Patentanmeldung Nr. MI97A-002473 und in der europäischen Patentanmeldung Nr. 99830715.1 derselben Anmelderin dargestellt.
Der Hub der Laschen 54 und somit des Betrags, um den auf den Schlauch 2 eine Ziehwirkung ausgeübt wird, ist mittels eines Betätigungsteils 56 einstellbar, das beispielsweise auf die Position des Nockens 52 einwirkt, wie dies später noch ausführlich beschrieben wird.
Das Betätigungselement 25 steuert die Schlauchfaltbaugruppe 17 an, der Elektromotor 27 treibt die Faltrolle 7 an und die Betätigungselemente 56 der Musterkorrekturvorrichtungen 51 der jeweiligen Baugruppen 35, 35' bilden einen Teil einer Vorrichtung 60 zum Steuern der Zuführung des Schlauchs 2 aus Verpackungsmaterial. Außerdem weist die Vorrichtung 60 noch einen herkömmlichen ersten optischen Sensor 61 zum Ablesen der optisch erfassbaren kodierten Passmarke 15 auf, die auf das Material 4 aufgedruckt ist, ferner einen zweiten optischen Sensor 62 zum Erfassen der Position der Löcher 5 und eine Steuereinheit 63, die mit dem Eingang der Sensoren 61, 62 verbunden und an den Ausgang der Betätigungselemente 52, 56 und den Motor 27 angeschlossen ist.
Der zweite optische Sensor 62 wird günstigerweise von einer Videokamera gebildet, beispielsweise einer CCD-Kamera, die einen Teil des Materials 4 an den Löchern 5 „abliest". Um zu vermeiden, dass eine zu große Datenmenge erfasst und verarbeitet wird, wird der erste Sensor 61 dazu verwendet, ein Freigabesignal I₁ zu erzeugen, welches im Ansprechen auf die Erfassung einer Kodierung 15 den Zustand ändert und einer Steuereinheit 63 zugeführt wird, um den Lesevorgang des zweiten optischen Sensors freizugeben. Der Sensor 62 wird somit nur bei jedem Loch 5 oder bei einem von jeweils N Löchern 5 zum Lesen freigegeben und liefert der Steuereinheit 63 Signale I₂ zu, welche die Position der Löcher 5 angeben und sich beispielsweise auf eine in herkömmlicher Form kodierte Matrix aus Bildpunkten beziehen.
Die Steuereinheit 63 vergleicht die Position des erfassten Lochs 5 mit einer abgespeicherten Referenzposition (5) und berechnet einen Positionsfehler in Längsrichtung E₁ des Schlauchs 2 sowie einen Positionsfehler E₂ des Lochs 5 in Querrichtung, selbstverständlich in Korrelation zum Verdrehwinkel des Schlauchs 2.
Die Steuereinheit 63 erzeugt ein Signal O₁ zum Steuern des Elektromotors 27, die Signale O₂ (identisch) zum Steuern der Betätigungselemente 56 und ein Signal O₃ zum Ansteuern des Betätigungselements 25. Die Signale O₁ und O₂ korrelieren in herkömmlicher Weise mit dem Wert E₁ und das Signal O₃ korreliert mit dem Wert E₂.
Im realen Betrieb wird die Geschwindigkeit, mit welcher das Material 4 den Faltbaugruppen 16, 17, 18 und der Formeinheit 12 zugeführt wird, durch den Motor 27 gesteuert, der seinerseits von der Steuereinheit 63 angesteuert wird. Da der Betrieb der Baugruppen 16, 17, 18 und der Formeinheit 12 bekannt und teilweise aus der vorstehenden Beschreibung ableitbar ist, wird dieser hier nicht im Einzelnen beschrieben.
Wenn die Position des Schlauchs 2 in Längsrichtung korrekt ist, d. h. wenn der absolute Wert von E₁ unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, hält die Steuereinheit eine gleich bleibende Geschwindigkeit des Motors 27 aufrecht. Wenn dagegen ein Fehler E₁ vorliegt, dann wird die Zuführgeschwindigkeit des Materials 4 von der Steuereinheit 63 korrigiert, die dass Signal O₁ in geeigneter Form moduliert. Wenn die sich daraus ergebende Korrektur nicht ausreicht, wirkt neben dem Motor 27 die Steuereinheit 63 auch auf die Musterkorrekturvorrichtung O₂ ein, und damit auf den Betrag der Zugwirkung, die von den Falzlaschen 54 ausgeübt wird. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend genannten Steuervorgänge, die ihrerseits bekannt sind, anhand der Positionsfehler bei den Löchern 5 ausgeführt – die sich, wie schon erläutert, in Deckung mit den Falzlinien 13 befinden – und nicht anhand der optisch erfassbaren Kodierung 15, die sich mit dem Muster 14 deckt und Teil desselben ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Signal I₁ des ersten Sensors 61 nur zum Erzeugen eines „Lesefensters" verwendet, in welchem der zweite Sensor 62 tatsächlich die Position des Materials 4 anhand der Position eines Lochs 5 zu einem bestimmten Augenblick abliest, und liefert dann der Steuereinheit 63 ein Signal I₂ zu, welches die erfasste Matrix aus Bildpunkten anzeigt. Die weiße Fläche 15a, welche jedes Loch umgibt, vereinfacht dabei den Lesevorgang.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Signal I₂ ebenfalls zum Berechnen des Positionsfehlers an dem Loch in Querrichtung verwendet wird, und so ein Verdrehen des Schlauchs 2 mittels der Falzbaugruppe 17 korrigiert. Insbesondere steuert die Steuereinheit 63 im Ansprechen auf einen Positionsfehler E₂ in Querrichtung das Betätigungselement 25 mittels des Signals O₃ an, um die Falzbaugruppe 17 in die eine oder die andere Richtung zu drehen, je nach dem Vorzeichen des Fehlers. Diese Steuerung wird auch anhand der Position der Löcher 5, statt anhand der optisch erfassbaren Kodierung 15 vorgenommen.
Ganz eindeutig können an der hier beschriebenen Maschine 1 Veränderungen vorgenommen werden, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere kann anstelle des zweiten Sensors 62 jede andere Art von Sensor verwendet werden, z. B. ein Sensor, der von einer linearen Abfolge lichtempfindlicher Elemente gebildet wird, die sich quer zur Zuführrichtung des Schlauchs 2 erstrecken, um so die Position des Lochs 5 durch Abtasten des Lochbereichs während der Vorwärtsbewegung des Materials zur Zuführung zu rekonstruieren, anstelle der Aufnahme einer momentanen Abbildung. Außerdem können verschiedene Positionsstandards als Bezug verwendet werden, sofern sie in Deckung mit den Falzlinien 13 vorgesehen sind.

Claims

Maschine (1) zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmitteln in Verpackungen, die aus einer Endlosbahn (3) aus Verpackungsmaterial (4) gebildet sind, wobei die Maschine (1) eine in Längsrichtung verlaufende Falteinheit (9) zum Falten der Bahn (3) in Längsrichtung zur Bildung eines durchgehenden Schlauchs (2) aufweist; ferner eine Formeinheit (12) mit mindestens zwei Paar Backen (37), welche zyklisch in Wechselwirkung mit dem Schlauch (2) den Schlauch entlang quer verlaufender Streifen (45) in gleichmäßigen Abständen von einander zusiegeln; und eine Steuervorrichtung (60) zum Steuern der Zuführung des Schlauchs (2), welche ihrerseits Einrichtungen (7, 27; 51) aufweist, welche die Position des Schlauchs (2) in Längsrichtung korrigieren, sowie Einrichtungen (17, 25), welche die Winkelposition des Schlauchs korrigieren; wobei das Verpackungsmaterial (4) ein Muster (14) aufweist sowie eine Reihe von Falzlinien (13) zur Unterstützung beim Falten des Verpackungsmaterials auf der Formeinheit (12); dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (60) zum Steuern der Zuführung des Schlauchs eine Erfassungseinrichtung (62) aufweist, welche die Position von auf dem Material (4) gebildeten optisch erfassbaren Elementen (5) in Deckung mit den Falzlinien (13) erfasst; sowie eine Einrichtung (63) zum Steuern der Einrichtungen (7, 27; 51) zum Korrigieren der Position des Schlauchs in Längsrichtung und der Einrichtungen (17, 25) zur Korrektur der Winkelposition des Schlauchs (2) im Ansprechen auf jeweilige Lagefehler in der Längsrichtung und in der Querrichtung (E₁, E₂) der von der Erfassungseinrichtung (62) erfassten optisch erfassbaren Elemente (5).
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch erfassbaren Elemente vorlaminierte Löcher (5) in dem Material (4) sind.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Korrigieren der Position des Schlauchs in Längsrichtung eine angetriebene Rolle (7) aufweist, die sich auf der Zuführseite der Einheit (9) zum Falten in Längsrichtung befindet.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (51) zum Korrigieren der Position des Schlauchs in Längsrichtung zwei Falzlaschen (54) aufweist, die in jedem Paar Backen (37) auf einer Backe (37) getragen werden und die mit dem Material (4) zusammenwirken und auf dieses eine Zugwirkung in veränderlicher Größe ausüben.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Korrigieren der Winkelposition des Schlauchs (2) mindestens eine Faltbaugruppe (17) aufweist, welche Teil der Falteinheit (9) zum Auffalten in Längsrichtung ist und sich um eine in Längsrichtung verlaufende Zuführachse (A) des Schlauchs (2) dreht; sowie ein von der Steuervorrichtung (60) angesteuertes Betätigungselement (25) zum Nachstellen der Position der Faltbaugruppe (17) um die Achse (A).
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sensor (61) zum Erfassen einer kodierten optischen Passmarke (15) aufweist, welche auf dem Material (4) gebildet ist und sich mit dem Muster (14) deckt, wobei der Sensor (61) so mit der Steuervorrichtung (60) verbunden ist und ein Signal (12) erzeugt, um die Erfassungseinrichtung (62) zum Lesen freizugeben.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine Videokamera (62) umfasst.