EP2011734B1 - Verpackungsmaschine und Verfahren zum Herstellen von Packungen aus einer Folie - Google Patents

Verpackungsmaschine und Verfahren zum Herstellen von Packungen aus einer Folie Download PDF

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EP2011734B1
EP2011734B1 EP08011950A EP08011950A EP2011734B1 EP 2011734 B1 EP2011734 B1 EP 2011734B1 EP 08011950 A EP08011950 A EP 08011950A EP 08011950 A EP08011950 A EP 08011950A EP 2011734 B1 EP2011734 B1 EP 2011734B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
proportional controller
flow rate
volumetric flow
film
Prior art date
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Active
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EP08011950A
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English (en)
French (fr)
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EP2011734A1 (de
Inventor
Elmar Ehrmann
Herbert Kirmse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Original Assignee
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/02—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs
    • B65B9/04—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs one or both webs being formed with pockets for the reception of the articles, or of the quantities of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B47/00—Apparatus or devices for forming pockets or receptacles in or from sheets, blanks, or webs, comprising essentially a die into which the material is pressed or a folding die through which the material is moved
    • B65B47/08—Apparatus or devices for forming pockets or receptacles in or from sheets, blanks, or webs, comprising essentially a die into which the material is pressed or a folding die through which the material is moved by application of fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B57/00—Automatic control, checking, warning, or safety devices

Definitions

  • the present invention relates to a packaging machine and a method for producing packages from a film.
  • the provision of pressure is necessary for heating the film, forming the film and sealing the packaging.
  • the pressure is controlled by manually adjustable filling times or manual pressure regulator, ie a certain pressure is generated over the opening of a valve for a predetermined time.
  • the pressure is subject to fluctuations and a reproducibility is not given. This is particularly disadvantageous because different packaging forms and films in a packaging machine require different settings, so that it depends on the reproducibility.
  • the object of the invention is to provide an improved packaging machine and an improved method for producing packages from a film, which avoid the disadvantages mentioned above.
  • An advantage of the packaging machine or of the method for producing packs from a film is the reproducibility of the pack-specific parameters.
  • the control over the proportional controller is applicable to various work stations of a packaging machine, such as forming station, sealing station, etc.
  • the controller can also be used as a valve, which compared to the conventional systems that require a valve and a pressure regulator, a component is saved.
  • a further advantageous application of the invention results in the gassing process.
  • Another advantage of the invention is the quality control made possible by the reproducibility of the process. There are no errors due to manual adjustability of pressures. The required values can be stored depending on the process and retrieved automatically. The control system ensures that the same pressure is present in the device throughout the entire process time.
  • a packaging machine 1 comprises one or more forming stations 2, one or more evacuating and sealing stations 3, and a cutting station 4.
  • On the input side there is provided a supply for a lower film 7 from the input side through the stations to the exit side End is led.
  • a forms of containers 8 These are subsequently filled with the goods to be packaged.
  • an upper film 10 is fed in front of the entrance to the evacuation and sealing station 3 onto the upper side of the lower film 7, as it were, as cover for the containers 8.
  • the deep-drawn pack is evacuated and sealed.
  • the cutting station 4 the packages are last separated.
  • the forming station 2 is based on Fig. 2 described.
  • the forming station 2 has a chamber upper part 23b and a lower chamber part 23a, and a heating plate 22 provided in the upper chamber part 23b.
  • Both the chamber lower part 23a, and the upper chamber part 23b are each connected to a compressed air supply 26a, 26b, respectively, which in turn are connected to a pressure source 27 for providing positive or negative pressure.
  • Each compressed air supply is preceded by a proportional controller 24 or 25.
  • the lower film 7 can be clamped between the lower chamber part 23a and the upper chamber part 23b and heated by the heating plate 22.
  • a defined pressure is required to prevent prints and clouding of the film.
  • the pressure is generated via the proportional controller 24.
  • the proportional controller 25 is used to apply a defined pressure to the lower chamber part for forming the lower film.
  • Fig. 3 shows the connection between the proportional controller 24 and 25 of a machine controller 28 and the forming station 2.
  • the proportional controller 24 and 25 includes a valve 29 and a control electronics 30 for the valve.
  • the machine controller 28 is designed such that it provides the control electronics 30 of the proportional controller 24, 25 a voltage value, for example 0-10V, which corresponds to a pressure setpoint.
  • the control electronics 30 controls the valve 29 to equalize the actual pressure, which is measured in the workstation by means of a measuring device, to the predetermined desired value.
  • different voltage potentials are assigned pressures or valve cross sections.
  • the forming station 2 is used to form containers made of film by means of compressed air and / or by means of vacuum with or without a punch.
  • the film 7 is clamped and first heated on the heating plate 22.
  • the film is formed by means of a set pressure and / or by means of vacuum with or without a punch as quickly as possible and thereby with uniform wall thickness and low cooling during the molding process.
  • the set pressure depending on the film thickness, drawing depth and container shape, essentially determines the result.
  • the control is carried out so that at the beginning of the deformation, the valve is briefly fully opened in order to achieve the fastest possible deformation, and then the pressure is limited and readjusted.
  • Fig. 1 and Fig. 2 exemplified the preparation of a pack.
  • the lower film is deformed in the forming station 2, so that a container is formed.
  • the lower film 7 is first clamped in the forming station 2 between the lower chamber part 23a and the upper chamber part 23b.
  • the film is pressed by the overpressure provided by the proportional controller 24 in the direction of the heating plate 22 and heated by it.
  • the film is deformed by providing overpressure by the proportional regulator 25 in the direction of the chamber lower part 23a.
  • the film cools down, the shape of the pack is retained.
  • the set pressure depending on the film thickness, drawing depth and container shape, essentially determines the result.
  • the pressures in the shaping device 2 are set by the electronic proportional regulators 24, 25.
  • the pressures can be set via a machine display and stored depending on the process become. Due to the control and regulation system integrated in the proportional controller, the pressure currently present in the device will be absorbed and thus reproducible. The control can also be performed by the machine controller 28.
  • the forming station is brought in a very short time via the proportional controller 24, 25 to the set and necessary for the deformation pressure and kept until the film 7 and thus permanent deformation at this pressure. Subsequently, the pressure is preferably released as quickly as possible from the device into the atmosphere.
  • the container is then filled (not shown) and then closed with the lid film 10 in the sealing station 3 and previously gassed if necessary. Subsequently, the packages are separated in the cutting station 4.
  • Fig. 4a is a comparison of the inventive proportional controller with a conventional proportional controller shown in a pressure-time diagram.
  • the inventive proportional controller has a faster response time than the conventional controller. How out Fig. 4a As can be seen, eliminates a sluggish regulation at the beginning of the pressure change. Due to a large filling volume, the pressure can rise quickly, so no careful control at the beginning is necessary. Due to the known, relatively large volume of the area to be fumigated, to be filled or to be evacuated, with respect to the maximum pressure, an optimization of the proportional regulator is possible. This is achieved by the electronic control of the proportional controller. The required sensors is inside the controller. The measuring and control system of the proportional controller or the machine controller 28 prevents overpressure, with leakages the pressure is readjusted.
  • Fig. 4b is in a flow-time diagram, the comparison of a conventional proportional controller (a), a combination of a valve and manual pressure regulator limiter (b) and a special control for the gassing process with the proportional flow controller (c) according to the invention.
  • a conventional proportional controller a combination of a valve and manual pressure regulator limiter (b) and a special control for the gassing process
  • a special control for the gassing process with the proportional flow controller (c) according to the invention.
  • a gentle increase in the volume flow initially takes place in order to prevent inflation of the pack, especially for smaller chambers.
  • Fig. 5a (left in the picture) the pressure build-up during the heating process without a proportional controller is shown on the basis of graph 40a.
  • the heating pressure initially rises above the setpoint and then drops below the desired value due to leakage.
  • Another disadvantage is that the desired pressure can not be adjusted, but can only be achieved over the time t with great deviation.
  • Fig. 5b (right in the picture) the pressure build-up during the forming process without a proportional controller is shown on the basis of the graph 40b.
  • the mold pressure initially rises slightly above the desired value (setpoint) and then falls due to leakage far below the desired value.
  • setpoint the desired value
  • a disadvantage is that the desired pressure can not be set, but can only be achieved over time t with great deviation.
  • Fig. 6a (left in the picture) the pressure build-up during the heating process with proportional controller is shown on the basis of the graph 41a.
  • the heating pressure rises to the desired value Setpoint. Overshoot is in the tolerance field. It then remains at the set pressure until the end of the set time regardless of any leaks.
  • One advantage is that the desired pressure can be set via the operator terminal.
  • Fig. 6b (right in the picture) the pressure build-up during the forming process with proportional controller is shown on the basis of graph 41b.
  • the mold pressure rises to the setpoint. Overshoot is in the tolerance field. It then remains at the set pressure until the end of the set time regardless of any leaks.
  • One advantage is that the desired pressure can be set via the operator terminal.
  • the proportionality controller is preferably used in the forming station in which the film is molded for packaging.
  • all workstations of a packaging machine can be equipped with the device according to the invention, or work according to the inventive method.
  • the upper and lower parts are pressed together by providing pressure and then sealed. Through an air cushion, the pressure can be selectively built up and maintained.
  • Another example of the device according to the invention is a workstation having a gassing device.
  • a gassing device Here, an initially gentle, later a steep increase in the volume flow is desirable.
  • the pressure is measured and regulated and is accordingly readjusted during the work process in order to achieve an optimal result.
  • a throttle valve may also be provided to throttle the suction rate at vacuum.
  • a variable flap control in the form of a proportional flow controller.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zum Herstellen von Packungen aus einer Folie.
  • In Verpackungsmaschinen und im Speziellen bei den Form- und Siegelstationen der Verpackungsmaschinen ist für das Aufheizen der Folie, das Formen der Folie und für das Versiegeln der Verpackung die Bereitstellung von Druck notwendig. Bei herkömmlichen Systemen wird der Druck hierbei über manuell einstellbare Füllzeiten oder manuelle Druckregler gesteuert, d.h. ein bestimmter Druck wird über die Öffnung eines Ventils für eine vorbestimmte Zeit erzeugt. Der Druck unterliegt dabei Schwankungen und eine Reproduzierbarkeit ist nicht gegeben. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, weil verschiedene Packungsformen und Folien in einer Verpackungsmaschine verschiedene Einstellungen erfordern, so dass es auf die Reproduzierbarkeit ankommt.
  • Weiterhin erfordern bei der Begasung von Packungen bisher eingesetzte Ventile mit manuellem Druckbegrenzer einen Gegendruck, der sich oft zu spät für einen schnellen Regelvorgang, vor allem bei kleinen Kammern, aufbaut und damit ein Aufblähen der Packung verursacht.
  • Die Verwendung von Proportionalreglern, die eine Mess- und Regelungstechnik aufweisen, ist in Verpackungsmaschinen nicht üblich, da diese den Druck zu langsam erhöhen. Immerhin ist aus der EP 0 192 605 A1 eine gattungsgemäße Verpackungsmaschine bekannt, die dort als Schlauchbeutelmaschine ausgebildet ist. Eine weitere Verpackungsmaschine, die mit drucksensitiven Schaltern eine Drucksteuerung versucht, ist aus der US 3,714,754 bekannt. Ferner beschreiben die EP 0 461 689 A1 eine Geschwindigkeitsmessung und die US 2001/028124 A1 und die GB 1 445 530 eine Temperatursteuerung mithilfe entsprechender Regelkreise.
  • Herkömmliche Proportionalregler können zu Beginn der Regelung das Ventil nicht vollständig öffnen, da das Risiko besteht, den Druck zu stark zu erhöhen. Sie sind somit zu langsam. Ferner können Materialbelastungsgrenzen überschritten werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Verpackungsmaschine und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Packungen aus einer Folie bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile vermeiden.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 6 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Vorteil der Verpackungsmaschine bzw. des Verfahrens zum Herstellen von Packungen aus einer Folie ist die Reproduzierbarkeit der packungsspezifisch eingestellten Parameter. Die Steuerung über den Proportionalregler ist auf verschiedene Arbeitsstationen einer Verpackungsmaschine, wie Formstation, Siegelstation etc. anwendbar. Zudem kann der Regler zugleich als Ventil genutzt werden, wobei gegenüber den herkömmlichen Systemen, die ein Ventil und einen Druckregler benötigen, ein Bauteil eingespart wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich beim Begasungsvorgang. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. der Vorrichtung ist es möglich, einen sanften Anstieg des Volumenstroms in die Packung und danach einen steilen Anstieg zu realisieren, um ein Aufblähen der Packung aufgrund des zunächst fehlenden Gegendrucks und die damit einhergehende zu späte Regelung zu vermeiden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die durch die Reproduzierbarkeit des Prozesses ermöglichte Qualitätskontrolle. Es bestehen keine Fehlermöglichkeiten durch manuelle Einstellbarkeit von Drücken. Die erforderlichen Werte können prozessabhängig hinterlegt und mit diesem automatisch abgerufen werden. Durch das Steuer-/Regelsystem besteht die Gewährleistung, dass über die gesamte Prozesszeit der gleiche Druck in der Vorrichtung ansteht.
  • Weitere Merkmale und Zweckmässigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine mit Form-, Siegel-, und Schneidstation;
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht einer Formstation mit der erfindungsgemässen Druck- regelung;
    Fig. 3
    ein schematisches Blockbild des Proportionalreglers und der Steuerung;
    Fig. 4a
    ein Diagramm zum Vergleich einer herkömmlichen Druckeinstellung mit der erfin- dungsge- mäßene Druckeinstellung über den Proportio- nalregler;
    Fig. 4b
    ein Diagramm zum Vergleich eines herkömmli- chen mit der erfindungsgemäßen Proportio- naldurchflussregelung;
    Fig. 5a
    einen Graph 40a, der den Druckaufbau beim Heizvorgang ohne Proportionalregler zeigt;
    Fig. 5b
    einen Graph 40b, der den Druckaufbau beim Formvorgang ohne Proportionalregler zeigt;
    Fig. 6a
    einen Graph 41a, der den Druckaufbau beim Heizvorgang mit Proportionalregler zeigt;
    Fig. 6b
    einen Graph 41b, der den Druckaufbau beim Formvorgang mit Proportionalregler zeigt.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst eine Verpackungsmaschine 1 nach einer Ausführungsform eine oder mehrere Formstationen 2, eine oder mehrere Evakuier- und Versiegelungsstationen 3 und eine Schneidstation 4. Eingangsseitig ist eine Zuführung für eine Unterfolie 7 vorgesehen, die von der Eingangsseite her durch die Stationen bis zum ausgangsseitigen Ende geführt wird. In bekannter Weise erfolgt in der Formstation 2 durch Tiefziehen ein Formen von Behältnissen 8. Diese werden nachfolgend mit dem zu verpackenden Gut gefüllt. Vor dem Eingang zur Evakuier- und Versiegelungsstation 3 wird eine Oberfolie 10 vor dem Eingang zur Evakuier- und Versiegelungsstation 3 auf die Oberseite der Unterfolie 7, quasi als Deckel für die Behältnisse 8, zugeführt. In der Evakuier- und Versiegelungsstation 3 wird die tiefgezogene Packung evakuiert und versiegelt. In der Schneidstation 4 werden die Packungen zuletzt getrennt.
  • Im Folgenden wird die Formstation 2 anhand von Fig. 2 beschrieben. Die Formstation 2 weist ein Kammeroberteil 23b und ein Kammerunterteil 23a, sowie eine im Kammeroberteil 23b vorgesehene Heizplatte 22 auf. Sowohl das Kammerunterteil 23a, als auch das Kammeroberteil 23b sind jeweils mit einer Druckluftzuführung 26a, bzw. 26b verbunden, die ihrerseits mit einer Druckquelle 27 zum Bereitstellen von Über- oder Unterdruck verbunden sind. Jeder Druckluftzuführung ist ein Proportionalregler 24 bzw. 25 vorgeschaltet. Die Unterfolie 7 ist zwischen dem Kammerunterteil 23a und dem Kammeroberteil 23b einspannbar und durch die Heizplatte 22 erwärmbar. Für diesen Vorgang ist ein definierter Druck erforderlich, um Abdrücke und Eintrübung der Folie zu vermeiden. Der Druck wird über den Proportionalregler 24 erzeugt. Der Proportionalregler 25 dient zum Anlegen eines definierten Drucks an das Kammerunterteil zum Formen der Unterfolie.
  • Fig. 3 zeigt die Verbindung zwischen dem Proportionalregler 24 bzw. 25 einer Maschinensteuerung 28 und der Formstation 2. Der Proportionalregler 24 bzw. 25 beinhaltet ein Ventil 29 und eine Regelelektronik 30 für das Ventil. Die Maschinensteuerung 28 ist derart ausgebildet, dass sie der Regelelektronik 30 des Proportionalreglers 24, 25 einen Spannungswert, z.B. 0-10V, der einem Drucksollwert entspricht, liefert. Die Regelelektronik 30 steuert das Ventil 29, um den Istdruck, der in der Arbeitsstation mit Hilfe einer Messvorrichtung gemessen wird, an den vorgegebenen Sollwert anzugleichen. Bei der Programmierung der Steuersoftware werden verschiedenen Spannungspotentialen Drücke, bzw. Ventilquerschnitte zugeordnet. Die mechanischen Komponenten des Systems werden durch die angelegte Spannung gesteuert. Mit der Durchflussmenge des Ventils verändert sich entsprechend auch der Druck nach der Gesetzmässigkeit p = F/A (Druck = Kraft/Fläche).
  • Die Formstation 2 dient zum Formen von Behältnissen aus Folie mittels Druckluft und/oder mittels Vakuum mit oder ohne einen Stempel. Zum Formen wird die Folie 7 eingespannt und zunächst an der Heizplatte 22 erwärmt. Anschliessend wird die Folie mit Hilfe von einem eingestellten Druck und/oder mittels Vakuum mit oder ohne einen Stempel möglichst schnell und dadurch mit gleichmässiger Wandstärke und geringer Abkühlung während des Formvorgangs ausgeformt. Dabei bestimmt der eingestellte Druck in Abhängigkeit von Foliendicke, Ziehtiefe und Behälterform im Wesentlichen das Ergebnis. Vorzugsweise erfolgt die Regelung so, dass zu Beginn der Verformung kurzzeitlich das Ventil voll geöffnet wird, um eine möglichst schnelle Verformung zu erreichen, und dann der Druck begrenzt und nachgeregelt wird.
  • Im Folgenden wird anhand von Fig. 1 und Fig. 2 beispielhaft die Herstellung einer Packung beschrieben. Zunächst wird in der Formstation 2 die Unterfolie verformt, so dass ein Behältnis entsteht. Die Unterfolie 7 wird in der Formstation 2 zunächst zwischen Kammerunterteil 23a und Kammeroberteil 23b eingeklemmt. Im nächsten Schritt wird die Folie durch den vom Proportionalregler 24 bereitgestellten Überdruck in Richtung der Heizplatte 22 gedrückt und durch diese erwärmt. Anschliessend wird die Folie durch das Bereitstellen von Überdruck durch den Proportionalregler 25 in Richtung des Kammerunterteils 23a verformt. Die Folie kühlt hierbei ab, die Form der Packung bleibt erhalten. Dabei bestimmt der eingestellte Druck in Abhängigkeit von Foliendicke, Ziehtiefe und Behälterform im Wesentlichen das Ergebnis.
  • Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Herstellen von Packungen aus einer Folie werden die Drücke in der Formvorrichtung 2 durch die elektronischen Proportionalregler 24, 25 eingestellt. Die Drücke können über ein Maschinendisplay eingestellt und prozessabhängig abgespeichert werden. Durch das im Proportionalregler integrierte Steuerungs- und Regelsystem wird der aktuell in der Vorrichtung anstehende Druck aufgenommen werden und ist somit reproduzierbar. Die Regelung kann auch von der Maschinensteuerung 28 vorgenommen werden.
  • Die Formstation wird in sehr kurzer Zeit über den Proportionalregler 24, 25 auf den eingestellten und zur Verformung nötigen Druck gebracht und bis zum Erkalten der Folie 7 und damit bleibenden Verformung auf diesem Druck gehalten. Anschliessend wird der Druck bevorzugt schnellstmöglich aus der Vorrichtung in die Atmosphäre entspannt.
  • Das Behältnis wird anschliessend befüllt (nicht gezeigt) und dann mit der Deckelfolie 10 in der Siegelstation 3 verschlossen und zuvor ggf. noch begast. Anschliessend werden die Packungen in der Schneidstation 4 vereinzelt.
  • Nun wird mit Bezug auf die Figuren 4 bis 6 die Wirkungsweise des Proportionalreglers gemäss der Erfindung näher beschrieben.
  • In Fig. 4a ist in einem Druck-Zeit-Diagramm ein Vergleich des erfindungsgemässen Proportionalreglers mit einem herkömmlichen Proportionalregler dargestellt. Der erfindungsgemässe Proportionalregler weist eine schnellere Ansprechzeit als der herkömmliche Regler auf. Wie aus Fig. 4a ersichtlich, entfällt eine träge Regelung zu Beginn der Druckänderung. Durch ein grosses Füllvolumen kann der Druck schnell ansteigen, daher ist keine vorsichtige Regelung zu Beginn notwendig. Durch das bekannte, verhältnismässig grosse Volumen des zu begasenden, zu befüllenden oder zu evakuierenden Bereichs, bezüglich dem Maximaldruck, ist eine Optimierung des Proportionalreglers möglich. Erreicht wird dies durch die elektronische Ansteuerung des Proportionalreglers. Die benötigte Sensorik befindet sich innerhalb des Reglers. Durch das Mess- und Regelsystem des Proportionalreglers oder der Maschinensteuerung 28 wird ein Überdruck verhindert, bei Leckagen wird der Druck nachgeregelt.
  • In Fig. 4b ist in einem Volumenstrom-Zeit-Diagramm der Vergleich von einem herkömmlichen Proportionalregler (a), einer Kombination aus einem Ventil und manuellem Druckregler-Begrenzer-(b) und einer speziellen Regelung für den Begasungsvorgang mit dem erfindungsgemäßen Proportionaldurchflussregler (c). Erfindungsgemäß erfolgt hierbei vor dem steilen Anstieg im oberen Bereich des Diagramms zunächst ein sanfter Anstieg des Volumenstroms, um gerade bei kleineren Kammern ein Aufblähen der Packung zu vermeiden.
  • In Fig. 5a (links im Bild) ist der Druckaufbau beim Heizvorgang ohne Proportionalregler anhand des Graphs 40a dargestellt. Der Heizdruck steigt zunächst über den Sollwert an und fällt anschließend durch Undichtigkeit unter den gewünschten Wert. Ein weiterer Nachteil ist, dass der gewünschte Druck nicht eingestellt werden kann, sondern nur über die Zeit t mit großer Abweichung erreicht werden kann.
  • In Fig. 5b (rechts im Bild) ist der Druckaufbau beim Formvorgang ohne Proportionalregler anhand des Graphs 40b dargestellt. Der Formdruck steigt zunächst knapp über den gewünschten Wert (Sollwert) an und fällt anschließend durch Undichtigkeit weit unter den gewünschten Wert. Ein Nachteil ist, dass der gewünschte Druck nicht eingestellt werden kann, sondern nur über die Zeit t mit großer Abweichung erreicht werden.
  • In Fig. 6a (links im Bild) ist der Druckaufbau beim Heizvorgang mit Proportionalregler anhand des Graphs 41a dargestellt. Der Heizdruck steigt auf den gewünschten Wert Sollwert an. Überschwingen liegt im Toleranzfeld. Er verbleibt dann bis zum Ende der eingestellten Zeit unabhängig von eventuellen Undichtigkeiten auf dem eingestellten Druck. Ein Vorteil ist, dass der gewünschte Druck über das Bedienterminal eingestellt werden kann.
  • In Fig. 6b (rechts im Bild) ist der Druckaufbau beim Formvorgang mit Proportionalregler anhand des Graphs 41b dargestellt. Der Formdruck steigt auf den Sollwert an. Überschwingen liegt im Toleranzfeld. Er verbleibt dann bis zum Ende der eingestellten Zeit unabhängig von eventuellen Undichtigkeiten auf dem eingestellten Druck. Ein Vorteil ist, dass der gewünschte Druck über das Bedienterminal eingestellt werden kann.
  • Der Proportionalitätsregler kommt vorzugsweise bei der Formstation zum Einsatz, in der die Folie für die Verpackung geformt wird. Sämtliche Arbeitsstationen einer Verpackungsmaschine können jedoch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet werden, bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten.
  • Im Betrieb der Siegelstation werden Oberteil und Unterteil durch Bereitstellen von Druck zusammengepresst und dann versiegelt. Durch ein Luftkissen kann der Druck gezielt aufgebaut und erhalten werden.
  • Ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Arbeitsstation, die eine Begasungsvorrichtung aufweist. Hierbei ist ein anfänglich sanfter, später ein steiler Anstieg des Volumenstroms wünschenswert. Bei allen Arbeitsstationen wird der Druck gemessen und geregelt und wird dementsprechend auch während des Arbeitsvorgangs nachgeregelt, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.
  • Zusätzlich können Schnellentlüftungsventile zum maximalen Druckausgleich mit der Umgebung vorgesehen sein. Um empfindliche Produkte nicht zu beschädigen, kann ausserdem ein Drosselventil vorgesehen sein, um bei Vakuum die Absauggeschwindigkeit zu drosseln. Diese Komponenten sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Ebenfalls denkbar ist eine variable Klappensteuerung in Form eines Proportionaldurchflussreglers.

Claims (10)

  1. Verpackungsmaschine (1) zum Herstellen von Packungen aus einer Folie (7), mit wenigstens einer Arbeitsstation (2, 3), in der mittels Unter- oder Überdruck auf die Folie (7) eingewirkt wird, wobei der Druck und/oder der Volumenstrom mittels eines Proportionalreglers (24, 25) geregelt wird, wobei der Proportionalregler (24, 25) ein Ventil (29) und eine Regelelektronik (30) aufweist, die das Ventil (29) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Drucksollwert und/oder einem Volumenstromsollwert und einem gemessenen Druckistwert und/oder Volumenstromistwert regelt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation eine Formstation (2) ist, und
    dass die Regelung so ausgebildet ist, dass zu Beginn der Verformung das Ventil (29) kurzzeitig voll geöffnet wird und dann den Druck begrenzt und nachregelt.
  2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalregler (24, 25) mit einer Maschinensteuerung (28) verbunden ist, von der er einen vorgegebnen Drucksollwert und/oder einen Volumenstromsollwert empfängt und von der er geregelt wird.
  3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Druck und/oder Volumenstrom, der über den Proportionalregler (24, 25) eingestellt werden soll, vorzugsweise über ein Display einstellbar und in einem Speicher speicherbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalregler (24, 25) so ausgebildet ist, dass der Druck und/oder Volumenstrom während des Vorgangs nachregelbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalregler (24, 25) derart ausgebildet ist, dass der aktuell in der Arbeitsstation (2, 3) anstehende Druck erfassbar ist.
  6. Verfahren zum Herstellen von Packungen aus einer Folie (7) in einer Verpackungsmaschine (1) mit wenigstens einer Arbeitstation (2, 3), in der mittels Unter- oder Überdruck auf die Folie (7) eingewirkt wird, um eine Packung zu formen, wobei der Druck und/oder der Volumenstrom mittels eines Proportionalreglers (24, 25) geregelt wird, und wobei durch eine Regelelektronik (30) des Proportionalregler (24, 25) ein Ventil (29) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Drucksollwert und/oder einem Volumenstromsollwert und einem gemessenen Druckistwert und/oder Volumenstromistwert geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung so erfolgt, dass zu Beginn der Verformung das Ventil (29) kurzzeitig voll geöffnet wird und dann der Druck begrenzt und nachgeregelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei von einer durch eine mit dem Proportionalregler (24, 25) verbundenen Maschinensteuerung (28) ein vorgegebener Drucksollwert und/oder ein Volumenstromsollwert übertragen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Druck und/oder Volumenstrom, der über den Proportionalregler (24, 25) eingestellt werden soll, über ein Display eingestellt und in einem Speicher gespeichert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalregler (24, 25) so ausgebildet ist, dass der Druck und/oder der Volumenstrom während des Vorgangs nachgeregelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalregler (24, 25) derart ausgebildet ist, dass der aktuell in der Arbeitsstation (2, 3) anstehende Druck erfasst werden kann.
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