EP1507707B1

EP1507707B1 - Vorrichtung zur versiegelung von schalen- oder becherförmigen behältnissen

Info

Publication number: EP1507707B1
Application number: EP03752703A
Authority: EP
Inventors: Michael Bräutigam
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: WO2003097460A1; DE50310072D1; US7735298B2; CA2500504C; AU2003232626A1; EP1507707A1; ATE399713T1; ES2310668T3; US20050252171A1; CA2500504A1; DE10222619A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Versiegeln von schalen- oder becherförmigen Behältnissen, wie zum Beispiel Bliesterpacks oder Bechern zum Aufbewahren von Molkereiprodukten, wie Joghurt, Quark oder Kaffeesahne, mit einem Siegelkopf, der einen Siegelkonturträger und eine beheizbare Siegelkontur aufweist, einer Trägerplatte mit wenigstens einem Führungsbolzen, der eine Linearverschiebung des Siegelkopfes relativ zur Trägerplatte ermöglicht, wenigstens einem Federelement, das den Siegelkopf mit einer von der Trägerplatte wegweisenden Kraft beaufschlagt, einer Federlagerplatte, die zwischen Siegelkopf und Trägerplatte angeordnet ist und in gleicher Richtung wie der Siegelkopf linearverschieblich ist, und an der das zum Siegelkopf weisendes Ende des Federelementes anliegt und einem dem Siegelkopf zugeordneten Gelenkelement, das eine Verkippung des Siegelkonturträgers um die senkrecht zu genannten Führungsbolzen liegenden Achsen ermöglicht. Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP.A.855264 bekannt.
Zur Verpackung von Kleinteilen, wie beispielsweise Tabletten, Pillen oder Knöpfen, aber auch empfindlichen und vergleichsweise teueren Einzelteilen wie Kontaktlinsen oder elektronischen Bauelementen, werden Bliesterpacks genutzt. Die genannten Packs bestehen aus einer stabileren Kunststoffschale mit Ausbuchtungen, in denen die zu verwahrenden Teile abgelegt sind, und einer Deckfolie, welche die Ausbuchtungen hermetisch abschließt. Die Deckfolie ist in der Mehrzahl der Fälle auf die Schale aufgeklebt und weist dementsprechend eine Klebeschicht auf, die in der Regel thermisch aktivierbar ist. Die Festigkeit der Verklebung und/oder der Deckfolie so dabei eingestellt, daß die Deckfolie einerseits hinreichend fest an der Schale haftet, andererseits von der Schale aber auch abgerissen werden kann.
In gleicher Weise werden auch pastöse Lebensmittel, die in vergleichsweise kleinen Portionen abgegeben werden, in Behältern aufbewahrt, die durch einen leicht entfernbare Deckfolie verschlossen sind. Derartige Verpackungen findet man beispielsweise bei Jogurt, Quark, Kaffeesahne oder Fertigpudding.
Zum Aufbringen der Deckfolie werden Versiegelungsvorrichtungen eingesetzt, die in der Regel mehrere heizbare Siegelkonturen aufweisen. Den Siegelkonturen fällt dabei die Aufgabe zu, die Deckfolie mit einer definierten Kraft entlang der Kontur an die Schale oder den Becherrand anzudrücken und infolge ihrer vorgegebenen höheren Temperatur die Deckfolie mit dem Behältnis zu verkleben. Unter Versiegeln im Sinne vorliegender Erfindung werden hierbei Vorgänge verstanden, bei denen Öffnungen in Behältnissen durch Folien verschlossen werden. Der allgemeine Sprachgebrauch sieht hierfür mitunter auch die Begriffe Verschweißen oder Verkleben vor.
Im Stand der Technik ist eine Vorrichtung zur Versiegelung von Bliesterpacks bekannt, die im wesentlichen aus einer Trägerplatte und mehreren Siegelköpfen besteht. Dabei weist die Trägerplatte Bohrungen auf, in denen Führungsbolzen laufen, die ihrerseits jeweils fest mit einem Siegelkopf verbunden sind. Diese Ausführung ermöglicht einer Linearverschiebung des Kopfes relativ zur Trägerplatte, wobei zwischen Kopf und Trägerplatte angeordnete, jeweils die Bolzen umfassende Federn die Siegelköpfe jeweils mit einer von der Trägerplatte weg gerichteten Federkraft beaufschlagen.
Die Siegelköpfe tragen an ihrer von der Trägerplatte weg gerichteten Stirnseite jeweils eine beheizbare Siegelkonturplatte. Bei vorliegender Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist die Heizung als Halbleiter-Widerstandsheizung ausgebildet und fest in die Siegelkonturplatte integriert. Die Festlegung der Siegelkonturplatte am Siegelkopf erfolgt mittels eines kardanschen Gelenks, das im vorliegenden Fall als Kugel ausgebildet ist, die zwischen zwei plattenförmigen Elementen des Siegelkopfes angeordnet ist. Die Kugel ermöglicht ein Verkippen der Siegelkonturplatte um kleine Winkel, aber auch eine Verdrehung der Siegelkonturplatte um eine senkrecht zur Kontur liegende Achse.
Siegelköpfe und Trägerplatte bilden eine Einheit, die zur Durchführung der Versiegelung auf die Deckfolie des Bliesterpacks aufgesetzt wird. Bei diesem Vorgang kommen die Siegelköpfe nach dem Aufsetzten der Siegelkontur auf der Folie jeweils zur Ruhe, während die Trägerplatte relativ zu den Siegelkopf noch soweit verschoben wird, bis die zwischen Trägerplatte und Siegelköpfen liegenden Federelemente den gewünschten Anpreßdruck der Siegelkonturen auf der Deckfolie erzeugen.
Vorliegende Vorrichtung nach dem Stand der Technik weist etliche Nachteile auf, die zu häufigen Störungen und zum Stillstand der Verpackungsanlage führen.
Wie die Praxis gezeigt hat, liegt ein wesentlicher Grund für die Ausfälle in der Konstruktion der Heizung begründet. Ein Problem bereitet hierbei insbesondere die Kontaktierung des Widerstandselementes, welche der permanenten Hitze nicht standhält. Darüber hinaus erweist sich auch die Standzeit der Halbleiter als unzureichend klein. Die nachteilige Folge hiervon ist, daß die Heizung oft ausfällt und in folge dessen häufig ausgetauscht werden muß. Da Siegelkontur und Heizung jedoch als eine Einheit ausgebildet sind, die zudem in eingebautem Zustand des Siegelkopfes nicht ausbaubar ist, muß zu einem Wechsel der beheizbaren Siegelkontur die komplette aus Siegelköpfen und Trägerplatte bestehende Einheit ausgebaut werden. Mit der Demontage ist ein erheblicher Aufwand verbunden, der einerseits kostenintensiv ist und zudem zu Stillstandszeiten der Verpackungsanlage und damit zu hohen Produktionsausfällen führt.
Als Nachteil bei der Vorrichtung nach dem Stand der Technik hat sich auch deren unzureichende mechanische Stabilität erwiesen. Die Festlegung der Siegelkonturplatte am Siegelkopf mittels eines Kugelgelenks ermöglicht zwar eine ggf. notwendige Ausrichtung der Siegelkontur parallel zur Oberfläche der Deckfolie, läßt andererseits aber auch eine Verdrehung der Siegelkonturplatte um eine senkrecht zur Kontur liegende Achse zu. Letztere Bewegungsmöglichkeit ist jedoch von besonderem Nachteil, da sie eine exakte Ausrichtung der Siegelkontur relativ zur Ausbuchtung in der unteren Kunststoffschale verhindert.
Probleme bereitet bei genannter Vorrichtung auch die exakte Einstellung des Anpreßdrucks der Siegelkontur an die Deckfolie. Hierzu muß der Federweg des betreffenden Federelementes mittels Schrauben, die in axialer Richtung der Feder wirken, verstellt werden. Da diese Schrauben jedoch schwer zugänglich sind, ist diese Einstellung mit erheblichem Aufwand verbunden, und in besonders nachteiliger Weise während des Betriebes überhaupt nicht durchführbar.
Die Linearführung der Siegelköpfe durch Führungsbolzen, deren eines Ende jeweils am Siegelkopf befestigt ist und deren anderes Ende jeweils in einer Bohrung der Trägerplatte läuft, hat sich ebenfalls nicht bewährt. Bei dieser Ausbildung besitzt die Einheit aus Siegelkopf und Führungsbolzen einen langen, von der Siegelkontur bis zu den führenden Bohrungen in der Trägerplatte reichenden Hebelarm. Ein geringfügiges Spiel zwischen Bohrung und Führungsbolzen führt daher dazu, daß die Siegelkontur erhebliche Lateralbewegungen ausführen kann. Diese Bewegungen verhindern ebenfalls eine exakte Ausrichtung der Siegelkontur relativ zur Ausbuchtung in der unteren Kunststoffschale.
Darüber hinaus führt der lange Hebelarm auch dazu, daß Verkantungen der Führungsbolzen in den Führungsbohrungen auftreten können. Die Verkantungen bewirken eine erhöhten Reibung zwischen Bolzen und Bohrung, deren Größe jedoch undefiniert ist. Als Folge davon ist der Anpreßdruck der Siegelkontur auf die Deckfolie sowohl von Kontur zu Kontur als auch bei ein- und derselben Kontur von Arbeitsgang zu Arbeitsgang schwankend. Die Qualität der Versiegelung wird hierdurch in nachteiliger Weise herabgesetzt.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Vorrichtung zur Versiegelung von Bliesterpacks anzugeben, welche die genannten Nachteile vermeidet, eine einfache und schnelle Einstellung des Anpreßdrucks der Siegelkontur ermöglicht, eine verbesserte Siegelqualität erbringt und eine geringe Störanfälligkeit und dementsprechend geringe Kosten für Reparatur und Wartung aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Vorrichtung gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung geht von Versiegelungseinrichtungen nach dem Stand der Technik aus, die mit Führungsbolzen und Federelementen ausgestattet sind, welche die Bolzen umfassen und zwischen der Trägerplatte und einer dem Siegelkopf benachbarten Federlagerplatte angeordnet sind. In Abweichung zum Stand der Technik ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Federlagerplatte mit Bohrungen ausgestattet, so daß sie sich relativ zu und entlang den Führungsbolzen bewegen kann, und dabei - in gleicher Weise wie der Siegelkopf - eine Linearverschiebung ausführen kann. Die Position der Federlagerplatte relativ zur Trägerplatte bestimmt die Länge eines Federelementes und somit dessen Vorspannung.
Einer wesentlichen Überlegung einer vorteilhaften Weiterbildung, vorliegender Erfindung entsprechend ist die Federlagerplatte so ausgeführt, daß deren Position einstellbar ist. Zu diesem Zweck ist zwischen Siegelkopf und Federlagerplatte ein frei zugängliches Einstellelement vorgesehen, mittels dessen der Abstand der Federlagerplatte relativ zum Siegelkopf und damit auch relativ zur Trägerplatte änderbar ist. Eine Verschiebung der Lagerplatte in Richtung auf die Trägerplatte führt dabei zu einer Erhöhung, eine Verschiebung von der Trägerplatte weg zu einer Erniedrigung der Federvorspannung. Die Federvorspannung ihrerseits bestimmt nach dem Aufsetzten des Siegelkopfes auf der Deckfolie der Bliesterpackung den von der Siegelkontur auf die Deckfolie ausgeübten Anpreßdruck. Das genannte Einstellelement erlaubt folglich, den bei der Versiegelung vorliegenden Anpreßdruck festzulegen, und die Festlegung schnell und auf einfache Weise durchzuführen. Von großen Vorteil hierbei ist, daß dieses Einstellelement frei zugänglich ist, so daß die Einstellung des Anpreßdrucks in eingebautem Zustand des Siegelkopfes erfolgen kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt das genannte Verstellelement einen einarmigen Hebel, der am Siegelkopf (bzw. der Federlagerplatte) angelenkt ist, wobei dessen erster Hebelarm mit seinem freien Ende gegen die Federlagerplatte (bzw. den Siegelkopf) und dessen zweiter. Hebelarm mit seinem freien Ende gegen eine Verstellschraube drückt. Dabei ist gemäß einem Merkmal der Erfindung die Verstellschraube so angeordnet, daß sie von der der Trägerplattte abgewandten Stirnseite des Siegelkopfes aus bedienbar ist.
Durch Drehung an der Schraube wird die Neigung des Hebels verändert und damit das freie Ende des ersten Hebelarms mehr oder weniger weit in Achsenrichtung des Siegelkopfes verschoben. Die am freien Endes des genannten Hebelarms anliegende Federlagerplatte (bzw. der Siegelkopf) erfährt hierbei ebenfalls eine translatorische Verschiebung und als Folge davon die Feder eine Änderung von deren Vorspannung. Dabei fällt die Verschiebung der Federlagerplatte um das Untersetzungsverhältnis der beiden Hebelarme geringer aus als die Positionsänderung der Einstellschraube. Die vorgeschlagene Ausführung erlaubt daher in vorteilhafter Weise eine sehr feine Einstellung der Federvorspannung.
Bei der Festlegung der geometrischen Daten des Hebels wird vorgeschlagen, daß der Anlenkpunkt des Hebels in einem Randbereich des Siegelkopfes und die Verstellschraube im gegenüberliegenden Randbereich des Siegelkopfes angeordnet ist und das freie Ende des einen Hebelarms im Bereich der Siegelkopfachse liegt.Diese Ausbildung erlaubt eine sehr präzise Einstellung des Anpreßdrucks der Siegelkontur auf der Deckfolie des Bliesterpacks, typische Werte bei Vorrichtungen in der Praxis liefern eine Änderung der Federvorspannung um ca. 25 Newton pro Umdrehung.
Die Ausbildung der Verstellschraube läßt zahlreiche Möglichkeiten zu. Bewährt hat sich in Rahmen vorliegender Erfindung eine Lösung , bei der die Verstellschraube einen in Richtung von deren Achse verschiebbaren Zylinderstift und einen Gewindestift mit Innensechskantkopf umfaßt. Dabei ist der Zylinderstift zwischen dem genannten Hebel und dem genannten Gewindestift angeordnet, während der Gewindestift aus der zugeordneten Gewindebohrung herausragt und im Bereich von dessen Kopf mit einer Kontermutter festlegbar ist. Bei dieser Ausgestaltung sind zur Einstellung der Federvorspannung in vorteilhafter Weise nur wenige Handgriffe notwendig. Sie bestehen darin, die Kontermutter zu lösen, den Gewindestift um die erforderliche Anzahl von Umdrehungen zu verstellen und anschließend die Kontermutter wieder festzulegen.
Für die Qualität der Versiegelung ist neben einem exakt dosierten Anpreßdruck auch eine saubere Auflage der Siegelkontur auf der Deckfolie des Bliesterpacks von entscheidender Bedeutung. Der Siegelkonturträger muß dabei sicherstellen, daß die Siegelkontur unter allen Arbeitsbedingungen stets parallel zur Oberfläche der Deckfolie ausgerichtet ist. Dementsprechend weisen die Versiegelungsvorrichtungen in aller Regel ein Gelenkelement auf, das ein Verkippen der Siegelkonturplatte um kleine Winkel zuläßt.
Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ist dieses Element gemäß einem Merkmal der Erfindung als Gummilager ausgebildet, mit zwei Metalltellern und einer dazwischen liegenden Gummischicht, wobei die Teller aufvulkanisiert oder aufgeklebt sind. Diese Ausbildung des Gelenkelementes ermöglicht einerseits ein Verkippen der Siegelkontur in alle Richtungen senkrecht zur Längsachse des Siegelkopfes, läßt andererseits aber keinerlei Verdrehung der Kontur um genannte Längsachse zu. Die vorgeschlagene Lösung stellt somit sicher, daß die Siegelkontur stets parallel zur Oberfläche der Deckfolie ausgerichtet ist und in azimutaler Richtung stets eine exakte Ausrichtung relativ zur Ausbuchtung in der unteren Kunststoffschale aufweist. Beide Eigenschaften führen dazu, daß mit der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung qualitativ hochwertige Versiegelungen herstellbar sind.
Bei der Ausgestaltung des Gummilagers wird vorgeschlagen, die beiden Metallteller auf der von der Gummischicht wegweisenden Seite jeweils mit einem zur Achse des Gummilagers konzentrischen Bolzen auszustatten, der jeweils in eine Bohrung gleichen Durchmessers im Siegelkopf bzw. Siegelkonturträger eingreift. Gemäß Vorschlag ist jeder Bolzens mit einer Nut mit Schalbenschwanzflanke versehen, die zur Festlegung des Gummilagers an deren Nachbarelementen dienen. Dazu ist im Siegelkopf und im Siegelkonturträger jeweils wenigsten eine Gewindeschraube vorgesehen, welche gegen die genannte Flanke schraubbar sind. Bolzen, Schwalbenschwanznut und genannte Schrauben zusammen stellen ein Schnellspannsystem dar, das mit einfachen Mitteln eine sichere und positionsgenaue Festlegung des Gummilagers an deren Nachbarelementen ermöglicht. Die vorgesehenen konstruktiven Maßnahmen bringen insbesondere den Vorteil mit sich, daß das Gummilager im Reparaturfall leicht auswechselbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das dargelegte Schnellspannsystem zusätzliche eine Sicherung gegen Verdrehung des Gummilagers auf. Bei dieser Ausgestaltung ist in jedem der Metallteller außerhalb der Achse des Gummilagers eine Bohrung angebracht, in welche jeweils ein am Siegelkopf bzw. Siegelkonturträger befestigter zylinderischer Zentrierstift eingreift. Die letztgenannten konstruktiven Maßnahmen zusammen führen insgesamt zu einer spiel- und verdrehungsfreien Festlegung des Gummilagers, die eine hohe Siegeiqualität zur Folge haben.
Die im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung vorliegender Erfindung vorgeschlagenen konstruktiven Maßnahmen zur Verbesserung der Siegelqualität und zur Verringerung der Störanfälligkeit umfassen auch die Heizung der Siegelkontur. Wie bereits kurz dargelegt ist bei der Vorrichtung die beheizbare Siegelkontur aus einer eigenständige Konturplatte und einer eigenständigen Heizplatte aufgebaut. Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind beide Platten lösbar miteinander verbunden und lösbar am Siegelkonturträger befestigt. Diese Ausbildung führt zu einer essentiellen Verbesserung bei Wartung und Reparatur, da im Falle eines Defektes der Heizung oder des Thermostats nur die Heizplatte ausgetauscht werden muß. Dazu muß nicht, wie bei Siegeleinrichtungen nach dem Stand der Technik, die komplette aus Siegelköpfen und Trägerplatte bestehende Einheit ausgebaut werden, sondern nur gezielt die defekte Heizplatte. Da die Konturplatte und die Heizplatte lösbar miteinander verbunden sind, erfordert der Aus- und Einbau der beiden Elemente nur geringen zeitlichen Aufwand und ist insbesondere ohne Ausbau weiterer Elemente der Vorrichtung durchführbar.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht darüber hinaus auch eine drastische Verringerung der Zahl der Reparaturfälle. Bei dieser Ausführung ist die Heizplatte als Flachheizer, vorzugsweise als Keramik-Flachheizer, oder Heizplatte mit Heizpatrone ausgebildet. Als Material für die Heizplatte und/oder auch für die Flachheizer sind aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit Kupfer und/oder Aluminium besonders bevorzugt. Beide Ausführungen weisen eine sehr hohe Standzeit auf, so daß ein Austausch dieser Element nur in vergleichsweise großen Zeitabschnitten erforderlich ist. Lange Stillstandszeiten der Verpackungsanlage und damit hohe Produktionsausfälle infolge von ausgefallenen Heizelementen werden bei vorliegenden Vorrichtung somit von vorne herein praktisch ausgeschlossen.
Dem gleichen Ziel die Standzeit der Vorrichtung insgesamt möglichst weit zu erhöhen, dienen auch weitere konstruktive Maßnahmen. Diese sehen vor, daß die Konturplatte aus gehärtetem Material oder aus einem gegen aggressive Substanzen resistenten Material, vorzugsweise rostfreiem Stahl, ausgebildet ist. Damit werden die Standzeit der Kontur, die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung und die Beständigkeit gegen aggressive Stoffe, die beim Versiegeln ggf. aus den Ausbuchtungen der unteren Schale austreten können, ebenfalls auf einen hohen Wert angehoben.
Die übliche Temperaturen bei der Versiegelung von Bliesterpacks liegen bei etwa 200 Grad Celsius. Diese Temperatur wird während des Betriebes der Vorrichtung an der Konturplatte permanent aufrechterhalten. Um einen Wärmeabfluß in die unterhalb des Siegelkonturträgers angeordneten Elemente zu verhindern, der einerseits zu einem unerwünschten Energieverlust führen und andererseits Bauelemente des Siegelkopfes thermisch überlasten würden, ist gemäß einem Merkmal der Erfindung zwischen Heizplatte und dem Gelenkelement wenigstens eine thermisch isolierende Schicht vorgesehen.
Bei der Ausbildung des Linerarführungssystems sieht eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ebenfalls eine vom Stand der Technik abweichende Lösung vor. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Führungsbolzen in einer auf der Trägerplatte befestigten Grundplatte starr festgelegt sind und die Linearverschiebung des Siegelkopfes relativ zur Grundplatte durch eine Verschiebung des Siegelkopfes relativ zu den Führungsbolzen erfolgt. Der Siegelkopf weist dementsprechend Bohrungen auf, in denen Kugelbüchsen vorgesehen sind, die ihrerseits auf den Führungsbolzen laufen. Das Verlegen des Unterstützungspunktes der Führungsbolzen hat im Vergleich zum Stand der Technik einen kürzeren Hebelarm zur Folge, so daß die zum Verkanten der Bolzen führenden Momente, die zu Bewegungswiderständen Anlaß geben, weitgehend reduziert werden. Zudem bewirken die Kugelbüchsen eine Leichtgängigkeit der Bewegung der Bolzen, die einen kurzen Arbeitstakt zu realisieren erlauben.
Gegenüber der Lösung nach dem Stand der Technik, bei der weicher die Führungsbolzen mit ihrem ersten Ende am Siegelkopf befestigt sind, während deren anderes Ende jeweils in einer Bohrung der Trägerplatte läuft, erzielt man durch die vorgeschlagene konstruktive Maßnahme eine wesentlich bessere Führung des Siegelkopfes. Verkantungen der Führungsbolzen in den Führungsbohrungen können bei vorliegender Vorrichtung daher a priori nicht auftreten. Die durch genannte Verkantungen bewirkte Reibung zwischen Bolzen und Bohrung mit einer undefinierten Auswirkung auf den Anpreßdruck der Siegelkontur auf die Deckfolie der Bliesterpackung ist daher von vorne herein ausgeschlossen.
Insbesondere entfallen durch die starre Festlegung der Führungsbolzen an der Grundplatte die bei herkömmlicher Ausführungen der Linearführung vorhandenen Lateralbewegungen des Siegelkopfes, die ihre Ursache in dem Spiel zwischen der Bohrung in der Trägerplatte und dem Führungsbolzen haben, und eine exakte Ausrichtung der Siegelkontur relativ zur Ausbuchtung in der unteren Kunststoffschale verhindern.
Darüber hinaus bringt die Ausstattung des Siegelkopfes mit Kugelbüchsen auch eine weitgehende Elimination der Reibung zwischen Führungsbolzen und Siegelkopf bei einer Linerarverschiebung des Siegelkopfes mit sich, und vermeidet hierdurch ebenfalls undefinierte Auswirkungen auf den Anpreßdruck der Siegelkontur.
Besonderes Augenmerk bei vorliegender Vorrichtung zum Versiegeln von Bliesterpacks ist auf einen wartungsfreundlichen Aufbau ausgerichtet. Wie bereits ausgeführt sind daher wesentliche Elemente, wie die Konturplatte, die Heizplatte oder das Gummilager frei zugänglich ausgeführt, lösbar miteinander verbunden und ohne Ausbau sonstiger Elemente auszutauschen. Darüber hinaus ist gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung eine Modulbauweise vorgesehen, der zufolge

ein Siegelkopf mit
einer Konturplatte,
einer Heizplatte,
einer oder mehreren isolierplatten,
einem Gelenkelement,
und
eine Federlagerplatte,
zwei Führungsbolzen,
zwei Federelemente
auf der genannten Grundplatte montiert sind und somit eine eigenständige Einheit, die Siegelposition, bilden. Desweiteren sind mehrere der genannten Siegelpositionen, z.B. vier, auf derselben Grundplatte befestigt und bilden in dieser Form eine größere Einheit, die Siegelreihe. Mehrere Siegelreihen, z.B. fünf, wiederum sind lösbar auf der Trägerplatte montiert und bilden zusammen schließlich die Grundeinheit der Vorrichtung, das Siegelpaket. Die elektrischen Leitungen werden bei dieser Ausführung über je einen vielpoligen Stecker in der Grundplatte zugeführt, der jeweils in einen komplementär ausgebildeten Stecker der Trägerplatte eingreift. Vorteilhaft ist eine eindeutige Zuordnung von Grundplatte zu Trägerplatte, damit sichergestellt ist, daß keine falsche oder seitenvertauschte Montage erfolgen kann. Somit kann der Austausch auch durch umgelernte Hilfskräfte erfolgen.

Der vorgeschlagene Aufbau stellt eine einfache Austauschbarkeit der Siegelreihen und des Siegelpakets sicher. Zusammen mit den oben genannten Maßnahmen, die einen einfachen Austausch der wesentlichen Einzelelemente sicherstellen, wird hierdurch eine hohe Wartungs-, Instandhaltungs- und Anwenderfreundlichkeit erzielt. Darüber hinaus ermöglicht vorgeschlagener Aufbau auch eine einfache Messung und Einstellung der erforderlichen Temperaturen und der vom Siegelkopf auf den zu versiegelnden Pack auszuübenden Kraft. Hierzu werden eine Meßeinrichtung mit Meßaufnehmern für jede Siegelkonturplatte auf das Siegelpaket aufgesetzt, die Ist-Werte der Temperatur und der Anpreßkraft ermittelt und anschließend die Heizung und die Hebeleinstellung individuell bei jedem Siegelkopf auf die jeweiligen Sollwerte eingeregelt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen. In diesem Teil wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Versiegelung von Bliesterpacks anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Figur 1: zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Siegelposition

Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau einer baulichen Einheit zu entnehmen, die unter der oben genannten Bezeichnung Siegelposition geführt wird. Sie stellt eine komplette Einheit zur Erzeugung einer Siegelkontur dar und umfaßt folgende Elemente: Konturplatte 1, Heizplatte 2, Isolierplatte 3, Gelenkelement 4, Siegelkopf 5, Hebelelement 6, Federlagerplatte 7, Führungsbolzen 8, Federelemente 9, Grundplatte 10, Trägerplatte 11.
Die Führungsbolzen 8 sind in der Grundplatte 10 starr festgelegt, wobei die Grundplatte ihrerseits lösbar auf die Trägerplatte 11 montiert ist. Bei vorliegender Ausführung sind die Federelemente 9 als Schraubenfedern ausgebildet, welche die Bolzen 8 umfassen und in dem Raum zwischen der Grundplatte 10 und Federlagerplatte 7 angeordnet sind. Wie der Figur zu entnehmen ist, weist die Federlagerplatte 7 Bohrungen 12 auf, die eine zu den Führungsbolzen 8 relative Verschiebung der Lagerplatte 7 ermöglichen. Eine Verschiebung der Lagerplatte 7 in Richtung auf die Trägerplatte 11 zu führt hierbei zu einer Verkürzung der Federn 9 und demzufolge zu einer Erhöhung der Federvorspannung.
Die Verschiebung der Lagerplatte 7 läßt sich durch ein einarmiges Hebelelement 6 hervorrufen, das im Punkt 13 am Siegelkopf 5 angelenkt ist. Der Hebel ist so gestaltet, daß dessen erster Hebelarm mit seinem freien Ende 14 gegen die Federlagerplatte 7 und dessen zweiter Hebelarm mit seinem freien Ende 15 gegen eine Verstellschraube drückt, deren Position in vorliegender Darstellung durch die strich-punktierte Linie 16 angedeutet ist. Die Position ist dabei so gewählt, daß die Verstellschraube von der Stirnseite 17 des Siegelkopfes 5 aus bedienbar ist.
Unter dem Bezugszeichen 18 sind Kugelbüchsen wiedergegeben, die in Bohrungen entsprechenden Durchmessers des Siegelkopfes 5 angeordnet sind. Sie ermöglichen nach dem Aufsetzen des Siegelkopfes auf die Deckfolie 19 des Bliesterpacks 20 eine Linearverschiebung des Siegelkopfes 5 auf den Führungsbolzen 8 in Richtung auf die Trägerplatte 11 zu. Die durch die Vorspannung der Federelemente 9 erzeugte Kraft überträgt sich hierbei auf die Konturplatte 1 und sorgt für einen gleichmäßigen Anpreßdruck an die Deckfolie 19.
Neben einem exakt dosierten Anpreßdruck ist für die Qualität der Versiegelung auch eine saubere Auflage der Konturplatte 1 auf der Deckfolie 19 ausschlaggebend. Vorliegende Vorrichtung ist daher mit einem Gelenkelement 4 ausgerüstet, das aus zwei Metallplatten 20, 20' und einer zwischen den Platten eingeschlossenen Gummischicht 21 besteht. Dieses Element ermöglicht eine Verkippung der Konturplatte 1 um die zur Achse 22 der Vorrichtung senkrechten Richtungen, läßt jedoch keine Verdrehung um genannte Achse zu. Das Gummilager 4 stellt somit sicher, daß die Konturplatte 1 stets parallel zur Oberfläche der Deckfolie 19 ausgerichtet ist und dabei keine Verdrehung um die Achse 22 erfährt.
Das Gummilager 4 nimmt den Siegelkonturträger 23 mit den eigentlichen zur Versiegelung notwendigen Elementen auf. Diese umfassen die Konturplatte 1 und die Heizplatte 2. Beide Komponenten sind als eigenständige Elemente ausgebildet und lösbar miteinander verbunden. Um den Wärmeabfluß aus diesen beiden Elementen in Richtung Gummilager 4 zu unterbinden ist zwischen Heizplatte 2 und dem Gelenkelement 4 eine thermisch isolierende Platte 3 vorgesehen.
Im Ergebnis gewährleistet vorgeschlagene Vorrichtung eine einfache und schnelle Einstellung des Anpreßdrucks , eine hohe Siegelqualität, optimale Zugänglichkeit zu allen Bauelementen und eine geringe Stör anfälligkeit.

Claims

Vorrichtung zum Versiegeln von schalen- oder becherförmigen Behältnissen, wie zum Beispiel Bliesterpacks oder Bechern zum Aufbewahren von Molkereiprodukten, wie Joghurt, Quark oder Kaffeesahne, mit
- einem Siegelkopf (5),
- der einen Siegelkonturträger (23) und eine beheizbare Siegelkontur (1, 2) aufweist,

- einer Trägerplatte (11) mit
- wenigstens einem Führungsbolzen (8),
- der eine Linearverschiebung des Siegelkopfes (5) relativ zur Trägerplatte (11) ermöglicht,

- wenigstens einem Federelement (9),
- das den Siegelkopf (5) mit einer von der Trägerplatte (11) wegweisenden Kraft beaufschlagt,

- einer Federlagerplatte (7),
- die zwischen Siegelkopf (5) und Trägerplatte (11) angeordnet ist,

- in gleicher Richtung wie der Siegelkopf (5) linearverschieblich ist,

- und an der das zum Siegelkopf (5) weisendes Ende des Federelementes (9) anliegt

- und einem dem Siegelkopf (5) zugeordneten Gelenkelement (4),
- das eine Verkippung des Siegelkonturträgers (23) um die senkrecht zu genannten Führungsbolzen liegenden Achsen ermöglicht,
dadurch gekennzeichnet, daß

- der wenigstens eine Führungsbolzen (8) mittelbar oder unmittelbar an der Trägerplatte (11) festgelegt ist, und daß

- das Gelenkelement als Gummilager (4)
- mit zwei Metalltellern (20, 20') und einer dazwischen liegenden Gummischicht (21) ausgebildet ist,

- wobei die Teller (20, 20') aufvulkanisiert oder aufgeklebt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- jeder der Metallteller (20 bzw. 20') auf der von der Gummischicht (21) wegweisenden Seite einen zur Achse des Gummilagers konzentrischen Bolzen besitzt,
- der eine Nut mit Schalbenschwanzflanke aufweist,

- in eine Bohrung gleichen Durchmesser im Siegelkopf (5) bzw. Siegelkonturträger (23) eingreift

- und mittels wenigstens einer gegen die genannte Flanke schraubbaren, jeweils im Siegelkopf (5) bzw. Siegelkonturträger (23) vorgesehenen Schraube festlegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- jeder der Metallteller (20 bzw. 20') eine außerhalb der Achse des Gummilagers liegende Bohrung aufweist,

- in welche jeweils ein am Siegelkopf (5) bzw. Siegelkonturträger (23) befestigter zylinderischer Zentrierstift eingreift.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
- zwischen der Federlagerplatte (7) und dem Siegelkopf (5) ein Verstellelement (6) vorgesehen ist,
- mittels dessen der Abstand der Federlagerplatte (7) relativ zur Trägerplatte (11) änderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- das genannte Verstellelement einen einarmigen Hebel (6) umfaßt,
- welcher an dem Siegelkopf (5) oder der Federlagerplatte (7) angelenkt ist,

- dessen einer Hebelarm mit seinem freien Ende (14) gegen die Federlagerplatte (7) oder den Siegelkopf (5) drückt

- und dessen anderer Hebelarm mit seinem freien Ende (15) gegen eine Verstellschraube (16) drückt,

- wobei die Verstellschraube (16) vorzugsweise von der der Trägerplattte (11) abgewandten Stirnseite (17) des Siegelkopfes (5) aus bedienbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Anlenkpunkt (13) des Hebels (6) in einem Randbereich des Siegelkopfes (5)

- und die Verstellschraube (16) im gegenüberliegenden Randbereich des Siegelkopfes (5) angeordnet ist

- und das freie Ende (14) des einen Hebelarms im Bereich der Achse des Siegelkopfes (5) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Verstellschraube (16) einen in Richtung von deren Achse verschiebbaren Zylinderstift und einen Gewindestift mit Innensechskantkopf umfaßt,
- wobei der Zylinderstift zwischen dem genannten Hebel und dem genannten Gewindestift angeordnet ist

- und der Gewindestift im Bereich seines Kopfes mit einer Kontermutter festlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die beheizbare Siegelkontur aus einer eigenständigen Konturplatte (1) und einer eigenständigen Heizplatte (2) aufgebaut ist,

- und beide Platten (1, 2)
- lösbar miteinander verbunden

- und lösbar am Siegelkonturträger (23) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Heizplatte (2) als
- Flachheizer

- oder Heizplatte mit Heizpatrone,
ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
- zwischen Heizplatte (2) und Gelenkelement (4) wenigstens eine thermisch isolierende Schicht (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Konturplatte (1) aus gehärtetem Material ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Konturplatte (1) aus einem gegen aggressive Substanzen resistenten Material,
- vorzugsweise Edelstahl,
ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß
- der / die Führungsbolzen (8) an einer Grundplatte (10) starr festgelegt ist /sind

- und die Linearverschiebung des Siegelkopfes (5) relativ zur Grundplatte (10) durch eine Verschiebung des Siegelkopfes (5) relativ zu dem /den Führungsbolzen (8) erfolgt

- und der Siegelkopf (5) mit Kugelbüchsen (18) ausgestattet ist
- die auf dem / den Führungsbolzen (8) laufen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Siegelkopf (5) mit
- einer Konturplatte (1),

- einer Heizplatte (2),

- einer oder mehreren Isolierplatten (3),

- einem Gelenkelement (4),
und

- eine Federlagerplatte (7),

- zwei Führungsbolzen (8),

- zwei Federelemente (9)
auf der Grundplatte (10) montiert sind und eine eigenständige Einheit bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
- mehrere der genannten Einheiten, z.B. vier, auf derselben Grundplatte (10) befestigt sind,

- und in der Regel mehrere Grundplatten (10), z.B. fünf, auf der Trägerplatte (11) lösbar montiert sind,
- wobei die Grundplatten (10) je einen vielpoligen elektrischen Stecker aufweisen,

- der jeweils in einen komplementär ausgebildeten elektrischen Stecker der Trägerplatte (11) eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte(n) (10) auf der Trägerplatte (11) nur in eindeutiger Zuordnung montierbar sind.