DE60102170T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Verpacken eines Produktes in Folienmaterial - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken eines Produktes wie etwa einer oder mehrerer Scheiben eines Käseproduktes oder eines Fleischproduktes in Folienmaterial, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist. Eine solche Vorrichtung wird beschrieben in US-A-3 016 673 .
• Bei diesen bekannten Typen von Verpackungsmaschinen wird von einer einzigen Folienrolle Gebrauch gemacht. Das Verpackungsprinzip beruht auf der Bewegung beim Schließen eines Buches: die Folie wird um das Produkt gefaltet. Das Produkt wird zunächst von Hand auf die Folie aufgelegt. Die Maschine schließt dann durch eine sich aufwärts bewegende Klappe und durch Falten der Folie um das Produkt. Sobald die Klappe vollständig geschlossen worden ist, wird die Packung auf drei Seiten versiegelt, mit Hilfe von zwei festen V-förmigen, aufeinander drückenden Elementen, von denen eines beheizt ist. Die vierte Seite wird durch die Falte geschlossen. Zum gleichen Zeitpunkt wird die Folie auch geschnitten und zu der Heftvorrichtung überführt. Die Klappe öffnet dann wieder, und das Produkt kann entfernt werden.
• Ein Nachteil dieser Form ist, daß dieser Typ von Maschinen nicht in eine Produktionslinie einbezogen werden kann. Außerdem ist es ein Nachteil, daß es schwieriger ist, ein solches System für verschiedene Packungsgrößen geeignet zu machen. Verpackungsmaschinen, die in einer Verpackungsstraße verwendet werden können, haben die Eigenschaft, daß das Produkt mit Hilfe eines Förderbandes in die Maschine transportiert wird. Es ist auf diese Weise nicht möglich, Nahrungsmittel nur in Folie zu verpacken, ohne einen Produktträger wie z. B. eine Plastikschüssel zu verwenden.
• Wenn Produkte in Folie verpackt werden, mit automatischem Durchlauf des Produkts, wird im allgemeinen von zwei Folienrollen Gebrauch gemacht, wobei die eine Rolle für die Bodenlage benutzt wird, während die andere Rolle für die Decklage benutzt wird. Die Konsequenz dessen ist, daß das Zusammenschweißen der beiden Folienlagen (als Versiegeln bekannt) an vier Seiten des Produkts ausgeführt werden muß.
• Nach dem Verpacken wird die Folie dann von der Rolle abgeschnitten. Das Siegeln an vier Seiten hat die Konsequenz, daß wenigstens 2 cm mehr Folie benötigt werden als wenn um das Produkt herum gefaltet wird.
• Damit man in der Lage ist, verschiedene Größen des zu verpackenden Materials zu verarbeiten, kann von einer Anzahl von Methoden Gebrauch gemacht werden, etwa der Verwendung von festen aber austauschbaren Siegelstäben oder Schneiden zwischen den beiden vorderen Kanten und den seitlichen Kanten während der Versiegelung mit Hilfe von Siegelrollen.
• Ein weiteres Problem bei solchen Maschinen ist der Austausch von zwei Rollen, in dessen Folge das Risiko von Fehlfunktionen größer wird. Gewöhnlich ist zumindest eine dieser Rollen nicht ohne weiteres zugänglich.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verpacken von Produkten in Folie zu schaffen, das nicht von der Art und Weise abhängig ist, in der das zu verpackende Produkt zugeführt wird (mit oder ohne Produktträger), und auch in der Lage ist, Einzelpackungen zu verarbeiten, ohne daß dadurch ein zusätzlicher Abfall an Folie entsteht. Weiterhin darf die Dicke des zu verpackenden Materials nicht als ein Hindernis für den Verpackungsvorgang selbst wirken.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Folie als Transportmedium benutzt und so transportiert, daß die Folie zunächst durchgezogen und dann über das Produkt zurückgezogen wird, so daß die Maschine wiederholt in ihre Ausgangsposition zurückkehrt. Dies steht im Gegensatz zu dem Verfahren, das nach dem Stand der Technik von herkömmlichen Durchlaufverpackungsmaschinen angewandt wird. Im Vergleich zu Folienverpackungsmaschinen, die auf vier Seiten versiegeln, spart dieses Verfahren wenigstens 2 cm Folie pro Verpackung, weil eine Siegelnaht (5–8 mm Siegelnaht plus 5 mm Rand) entfällt, da die Versiegelung an der Vorderseite des Produkts durch eine Falte gebildet wird.
• Infolge dieses Verfahrens braucht für die Zufuhr von Material nur eine Folienrolle benutzt zu werden, wodurch im Vergleich zu einem System mit zwei Rollen, bei den die Rollen nicht die gleichen Mengen an Folienmaterial enthalten, eine Folienersparnis erreicht werden kann. Außerdem wird das Auswechseln der Vorratsrollen weniger Zeit beanspruchen.
• Die Greifermittel sind an einem Schlitten fixiert, der beweglich an einem Hilfsrahmen eingerichtet ist, welcher eine Führung für den Schlitten aufweist, wobei der Hilfsrahmen in einer solchen Weise am Basisrahmen angebracht ist, daß er um eine waagerechte Schwenkachse schwenken kann, wobei die Schwenkachse an dem Ende der Transportvorrichtung gelegen ist, das sich von der Anfertigungsfläche entfernt befindet, wobei der Hilfsrahmen zwischen einer Stellung, in der die Führung parallel zur Transportvorrichtung verläuft, und einer Stellung, in der die Führung schräg aufwärts verläuft, bewegt werden kann.
• Bevorzugt ist der untere Versiegelungsbalken der Versiegelungsvorrichtung in bezug auf den Basisrahmen fixiert, und der obere Versiegelungsbalken ist an einem Kipparm eingerichtet, dessen Kippwelle dicht an der Schwenkachse des Hilfsrahmens gelegen ist oder damit übereinstimmt.
• Zum Zweck der Bildung der Menge an Folienmaterial, das für eine Packung benötigt wird, mit zwei Teilen, die zusammengeschweißt werden können, ist ein Trägerelement zwischen der Anfertigungsfläche und der Transportvorrichtung vorgesehen, wobei das Trägerelement eine Bewegung des Streifens des Folienmaterials quer zu der Anfertigungsfläche ermöglicht, so daß das Folienmaterial dann, wenn ein Streifen des Folienmaterials in der Greifvorrichtung ergriffen ist, in die Form einer Schleife gezogen werden kann. Das Trägerelement weist eine Führung auf, die quer zu der Anfertigungsfläche positioniert ist, sowie einen Schlitten, der längs dieser Führung bewegt werden kann und eine waagerechte Walze trägt, die quer zu der Transportvorrichtung positioniert ist.
• Mit Hilfe dieses Trägerelements kann ein erstes Stück des Folienmaterials zur Seite gezogen werden, das anschließend auf der Oberseite des angrenzenden zweiten Stückes des Folienmaterials mit dem Produkt darauf positioniert werden kann.
• Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der oben beschriebenen Vorrichtung, mit den folgenden Schritten:
• – Ergreifen eines Streifens eines Folienmaterials durch die Greifermittel,
• – Bewegen des Streifens des Folienmaterials mit Hilfe des Trägerelements quer zur Anfertigungsfläche und Bilden einer Schleife, so daß die Länge des Folienmaterials in der Schleife einem ersten Stück des Folienmaterials gleich ist,
• – Anordnen eines Produktes auf dem zweiten Stück des Folienmaterials, das auf der Anfertigungsfläche gelegen ist,
• – Bewegen der Greifermittel, während das Trägerelement zurückbewegt wird, und dann Bewegen des zweiten Stücks des Folienmaterials samt Produkt, das auf der Anfertigungsfläche gelegen ist, zur Versiegelungsstation,
• – Schwenken des Hilfrahmens nach oben,
• – Bewegen der Greifermittel in eine Richtung, die zur vorherigen Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist, und Bringen des ersten Stücks des Folienmaterials über das zweite Stück des Folienmaterials samt Produkt,
• – Bewegen der Greifermittel nach unten, und somit Bildung einer Faltlinie zwischen dem ersten und dem zweiten Stück des Folienmaterials,
• – Bewegen der Versiegelungsbalken aufeinander zu und Bilden einer versiegelten Naht entlang der drei Paare von Rändern der Stücke des Folienmaterials, die aufeinanderliegen, um eine Packung zu erhalten,
• – Abnehmen der Packung vom Streifen des Folienmaterials.
• Das bekannte, im Oberbegriff erwähnte Faltungsverfahren hat den Nachteil, daß es nicht möglich ist, ein neues Produkt bereitzulegen, wenn die Packung versiegelt wird. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung dazu geeignet, die Folie bereitzulegen und sie zu transportieren, während die Packung geschlossen und versiegelt wird. Dieser Transport kann auch dazu benutzt werden, das Produkt in kleinen Schritten zu bewegen, im Fall einer Kombination mit einer automatischen Scheibenschneidmaschine, so daß die abgeschnittenen Scheiben schrittweise abgelegt werden können. Die Ausgestaltung des Folienweges ist so gewählt worden, daß die Maschine in einer solchen Weise neben einer vollautomatischen Scheibenschneidmaschine positioniert werden kann, daß die Folienoberfläche als Auswurfoberfläche benutzt werden kann.
• Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen zeigen:
• 1 einen räumlichen Überblick über eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Inneren einer Verpackungsmaschine mit den verschiedenen Komponenten; und
• 2 bis 12 eine Anzahl von schematischen Querschnitten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei jede einzelne Zeichnung eine Situation im Verlauf des Prozesses illustriert.
• 1 zeigt die nachstehenden Komponenten in einer Verpackungsmaschine, wie sie in einer beliebigen Ausführungsform konstruiert ist:

1

Vorratsrolle für Folie

2

Antriebsrolle (nicht sichtbar, der Pfeil gibt die Position an)

3

Zufuhröffnung

4

Sensorrollen für Folienspannung

5

Führungsrollen für die Folie

6

Stützfläche

7

Führungsrolle für die Folie

8

Umkehrsystem für die Folie

9

Balkentransportsystem (schwenkt um Kippwelle 15)

10

Transportbalken für die Folie

11

Höhenverstellbares Ausgabeband

12

Versiegelungs-U (beheiztes Element)

12a

Unteres U zur Abstützung während der Versiegelung

13

Betätigungsklappe des Versiegelungsmechanismus (schwenkt um Kippwelle 15)

14

Steuerelement für Höheneinstellung

15

Zentrale Kippwelle

16

Schneidmechanismus

• Eine Beschreibung der Betriebsweise des Prinzips wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf 2 bis 12 gegeben.
• 2 zeigt die Situation nach dem manuellen Einführen der Folie. Das manuelle Einführen der Folie wird dadurch erleichtert, daß die Folie von den Seiten her durch die Zufuhröffnung (3) geführt werden kann. Nachdem die Folie durch die Öffnung (3) hindurchgeführt worden ist, wird sie über die Rollen (4, 5, 7) zu der Stützfläche (6) geführt.
• 3 zeigt die Situation unmittelbar nach dem Beginn des Initialisierungszyklus. Die Betätigungsklappe des Versiegelungsmechanismus (13) ist nach unten geschwenkt worden, bis sie gerade mit dem Balkentransportsystem (9) in Berührung steht.
• 4 zeigt die Situation, in der die Folie zwischen den oberen und unteren Teilen geklemmt ist. Die Betätigungsklappe des Versiegelungsmechanismus (13) ist nach unten geschwenkt worden, bis das Versiegelungs-U (12) mit dem unteren U (12a) in Berührung steht. Das Balkentransportsystem (9) wird durch die Bewegung dieser Klappe (13) mitgenommen. Nachdem die oberen und unteren Teile zusammengebracht worden sind, stellt eine Bewegung des Schneidmechanismus (16) sicher, daß die Folie abgeschnitten und in den Folientransportbalken geklemmt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Maschine initialisiert worden, und die Maschine wird mit den Operationen in einem normalen Zyklus fortfahren.
• 5 zeigt die Situation, in der die Folie durch das Folienumkehrsystem (8) auf die korrekte Länge gebracht worden ist, so daß das zu verpackende Produkt auf den Tisch mit der Stützfläche (6) aufgelegt werden kann.
• 6 zeigt, daß die Betätigungsklappe des Versiegelungsmechanismus (13) mit dem Versiegelungs-U (12) nach oben bewegt worden ist, während das Balkentransportsystem (9) in der untersten Position geblieben ist. In dieser Position wird das verpackte Produkt über das höhenverstellbare Förderband (11) abtransportiert werden.
• 7 zeigt, wie die Folie mit Hilfe des Folientransportbalkens (10) durchgezogen wird, während gleichzeitig das Folienumkehrsystem (8) sich zurückbewegt, so daß die Folie auf der Stützfläche (6) sich nicht bewegt. Durch Einstellen einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Transportbalken (10) und dem Folienumkehrsystem (8) ist es dennoch möglich, eine geeignete kontrollierte Bewegung auszuführen, wenn dies nötig ist, um das zu verpackende Produkt zu positionieren. Sobald das Folienumkehrsystem (8) in die Anfangsposition zurückgekehrt ist, wird das System warten, bis ein Produkt zum Verpacken bereit liegt. In der Zwischenzeit kann der Transportbalken (10) dazu benutzt werden, das Produkt zu bewegen, wenn die Maschine z. B. an eine automatische Scheibenschneidmaschine angekoppelt ist.
• In 8 ist die Situation erreicht worden, in der die Folie so weit durchgezogen worden ist, daß das Produkt sich über dem Ausgabeband (11) befindet.
• In 9 ist das Balkentransportsystem (9) in die Anfangsposition zurück geschwenkt worden.
• In 10 ist der Folientransportbalken in die ursprüngliche Position zurück transportiert worden, und die Folie ist damit über das zu verpackende Produkt zurückgezogen worden. Diese Position entspricht der Situation in 2, mit dem Unterschied, daß nun ein Produkt zur Einsiegelung bereit ist.
• In 11 ist die Betätigungsklappe des Versiegelungsmechanismus (13) nach unten geschwenkt worden, bis sie gerade an dem Balkentransportsystem (9) anliegt. Diese Situation ist vergleichbar zu der Situation in 3.
• In 12 wird das Produkt eingesiegelt und gleichzeitig mit Hilfe des Schneidmechanismus (16) von der Folienrolle getrennt, und die Folie auf der anderen Seite des Schnittes wird wieder im Folientransportbalken (10) geklemmt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Maschine in ihre Initialisierungsposition zurückgekehrt, und die Maschine wird nun mit den Operationen von 6 an fortfahren.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verpacken eines Produktes wie etwa einer oder mehrerer Scheiben eines Käseproduktes oder eines Fleischproduktes in Folienmaterial, umfassend einen Basisrahmen mit: – einer Station für eine Rolle (1) des Folienmaterials, – einer Anfertigungsstation (6), um ein Produkt auf einem Streifen des Folienmaterials anzuordnen, – einem Greifermittel, um den Streifen des Folienmaterials zu ergreifen, und ihn um das Produkt zu falten, – einer Versiegelungsstation (12–13) um die beiden Stücke des Folienmaterials, die aufeinander angeordnet sind, in bezug zueinander zu versiegeln, wobei die Versiegelungsstation einen oberen (12) und einen unteren (12a) Versiegelungsbalken aufweist, – wobei der obere (12) und der untere (12a) Versiegelungsbalken der Versiegelungsstation (12–13) zueinander bewegt werden können, um die Stücke des Folienmaterials an den drei Rändern, die von jedem Rand, an dem die Faltlinie gelegen ist, verschieden sind, aneinander zu siegeln, wodurch eine Packung gebildet wird, – wobei die Versiegelungsbalken voneinander weg bewegt werden können, – Führungsmitteln (4, 5, 7), um den Streifen des Folienmaterials von der Rolle (1) zur Anfertigungsstation (6) zu führen, – einem Mittel (16), um die Packung vom Streifen des Folienmaterials abzunehmen, gekennzeichnet durch – eine an die Anfertigungsfläche (6) angrenzende Transportvorrichtung (11), um die fertige Packung von der Anfertigungsfläche weg zu transportie ren, und auf der der Streifen des Folienmaterials zwischen die Versiegelungsbalken (12, 12a) transportiert werden kann, – wobei das Greifermittel (10) an einem Schlitten fixiert ist, der beweglich an einem Hilfsrahmen (9) eingerichtet ist, welcher eine Führung für den Schlitten aufweist, wobei der Hilfsrahmen (9) in einer solchen Weise am Basisrahmen angebracht ist, daß er um eine waagerechte Schwenkachse (15) schwenken kann, wobei die Schwenkachse (15) an dem Ende der Transportvorrichtung (11) gelegen ist, daß sich von der Anfertigungsfläche (6) entfernt befindet, wobei der Hilfsrahmen (9) zwischen einer Stellung, in der die Führung parallel zur Transportrichtung verläuft, und einer Stellung, in der die Führung schräg aufwärts verläuft, bewegt werden kann, – so daß das Greifermittel (10) entlang eines ersten Weges, bewegt werden kann, um eine Länge des Streifens, die der Summe der Längen der beiden Stücke gleich ist, durch die Versiegelungsstation zu führen, wobei ein erstes Stück des Folienmaterials über die Versiegelungsstation (12–13) hinaus bewegt wird und das zweite Stück des Folienmaterials zwischen den Versiegelungsbalken (12, 12a) in der Versiegelungsstation (12–13) zu liegen kommt, – so daß das Greifermittel (10) entlang eines zweiten Weges, der über den ersten Weg gelegen ist, und in einer zur Richtung des ersten Weges entgegengesetzten Richtung bewegt werden kann, um das erste Stück des Folienmaterials über dem zweiten Stück des Folienmaterials zurückzuführen, – und so daß das Greifermittel (10) abwärts bewegt werden kann, um das erste Stück des Folienmaterials auf das zweite Stück des Folienmaterials zu bringen, wodurch zwischen diesen Stücken des Folienmaterials eine Faltlinie gebildet wird, – ein Trägerelement (8) zwischen der Anfertigungsfläche (6) und der Transportvorrichtung (11), wobei das Trägerelement (8) eine Bewegung des Streifens des Folienmaterials quer zur und unter der Ebene der Anfertigungsfläche (6) ermöglicht, so daß das Folienmaterial dann, wenn ein Streifen des Folienmaterials in der Greifervorrichtung (10) ergriffen ist, in die Form einer Schleife gezogen werden kann, wobei die Länge des Folienmaterials in der Schleife dem ersten Stück des Folienmaterials gleich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der untere Versiegelungsbalken (12a) der Versiegelungsvorrichtung (12–13) in bezug auf den Basisrahmen fixiert ist und der obere Versiegelungsbalken (12) an einem Kipparm (13) eingerichtet ist, dessen Kippwelle (15) dicht an der Schwenkachse des Hilfrahmens (9) gelegen ist oder damit übereinstimmt.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transportvorrichtung (11) ein Band ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trägerelement (8) eine Führung umfaßt, die quer zur Anfertigungsfläche angeordnet ist, und auch einen Schlitten umfaßt, der entlang der Führung bewegt werden kann und eine waagerechte Rolle trägt, die quer zur Transportvorrichtung angeordnet ist.
5. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte: – Ergreifen eines Streifens eines Folienmaterials durch das Greifermittel (10), – Bewegen des Streifens des Folienmaterials durch das Trägermittel (8) quer zur Anfertigungsfläche und Bilden einer solchen Schleife, daß die Länge des Folienmaterials in der Schleife einem ersten Stück des Folienmaterials gleich ist, – Anordnen eines Produktes auf dem zweiten Stück des Folienmaterials, das auf der Anfertigungsfläche (6) gelegen ist, – Bewegen des Greifermittels (10), während das Trägerelement (8) zurückbewegt wird, und dann Bewegen des zweiten Stücks des Folienmaterials samt Produkt, das auf der Anfertigungsfläche (6) gelegen ist, zur Versiegelungsstation (12–13), – Schwenken des Hilfsrahmens (9) nach oben, – Bewegen des Greifermittels (10) in eine Richtung, die zur vorherigen Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist, und Bringen des ersten Stücks des Folienmaterials über das zweite Stück des Folienmaterials samt Produkt, – Bewegen des Greifermittels (10) nach unten, und somit Bilden einer Faltlinie zwischen dem ersten und dem zweiten Stück des Folienmaterials, – Bewegen der Versiegelungsbalken (12, 12a) zueinander und Bilden einer versiegelten Naht entlang der drei Paare von Rändern der Stücke des Folienmaterials, die aufeinanderliegen, um eine Packung zu erhalten, – Abnehmen der Packung vom Streifen des Folienmaterials.
6. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend die schrittweise Bewegung des Streifens des Folienmaterials quer zur Anfertigungsfläche (6) und, nach jedem Bewegungsschritt des Folienmaterials, die Anordnung von, in jedem Fall, einer Scheibe des Produktes auf dem zweiten Stück des Folienmaterials, das auf der Anfertigungsfläche gelegen ist, und/oder auf einer davor angeordneten Scheibe, wodurch eine Menge von schrittweise gestapelten Scheiben gebildet wird.