EP2149501A1 - Verpackungsmaschine mit 1-Punkt-Werkzeugverriegelung - Google Patents

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EP2149501A1 EP09008819A EP09008819A EP2149501A1 EP 2149501 A1 EP2149501 A1 EP 2149501A1 EP 09008819 A EP09008819 A EP 09008819A EP 09008819 A EP09008819 A EP 09008819A EP 2149501 A1 EP2149501 A1 EP 2149501A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit einem Maschinenrahmen (1) und zwei Werkzeughälften (2, 3), wobei mindestens eine (2) der Werkzeughälften durch einen einzigen Verriegelungsmechanismus (4) an dem Maschinenrahmen (1) verriegelbar ist und die andere Werkzeughälfte (3) in einer Hubrichtung zu der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) hin bewegbar ist. Der Verriegelungsmechanismus (4) hat des weiteren eine Aufnahme (5), die in der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) im Wesentlichen horizontal ausgebildet ist, und einen einzigen Riegel (6), der an dem Maschinenrahmen (1) vorgesehen ist und in die Aufnahme (5) der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) einführbar ist, um die verriegelbare Werkzeughälfte (2) an dem Maschinenrahmen (1) zu verriegeln und/oder zu zentrieren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine mit einem Maschinenrahmen und zwei Werkzeughälften, wobei mindestens eine der Werkzeughälften durch einen Verriegelungsmechanismus an dem Maschinenrahmen verriegelbar ist und die andere Werkzeughälfte in einer Hubrichtung zu der verriegelbaren Werkzeughälfte hin bewegbar ist.
  • Herkömmliche Verpackungsmaschinen haben zwei oder vier Verriegelungsmechanismen. Diese bewirken eine Verriegelung an den Außenkanten der verriegelbaren Werkzeughälfte in der Hubrichtung. Hierbei tritt eine Wechsellast beim Schließen des Werkzeugs bzw. beim Siegeln auf. Das Werkzeug hängt an seinen Außenkanten und wird dann beim Siegeln mit einer Flächenlast im Zentrum aufgebogen. Insgesamt haben derartige Verpackungsmaschinen Nachteile aufgrund einer erhöhten Reibung und eines erhöhten Abriebs zwischen Werkzeug und Maschinenseite. Der Teileaufwand ist relativ hoch und die Beherrschung der mehrfachen Toleranzen ist schwierig. Darüber hinaus ist die Werkzeuglänge fest vorgegeben. Die herkömmlichen Verriegelungsmechanismen müssen regelmäßig gereinigt werden, da für Verpackungsmaschinen zum Verpacken von Lebensmitteln hohe Hygieneanforderungen gestellt werden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verpackungsmaschinen mit einem Maschinenrahmen und zwei Werkzeughälften vorzusehen, die einen vereinfachten und hygienischen Verriegelungsmechanismus aufweist, um die genannten Nachteile zu beseitigen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Verpackungsmaschine hat einen Maschinenrahmen und zwei Werk-zeughälften, wobei mindestens eine der Werkzeughälften durch einen einzigen Verriegelungsmechanismus an dem Maschinenrahmen verriegelbar ist und die andere Werkzeughälfte in einer Hubrichtung zu der verriegelbaren Werkzeughälfte hin bewegbar ist. Der Verriegelungsmechanismus hat des weiteren eine Aufnahme, die in der verriegelbaren Werkzeughälfte ausgebildet ist, und einen einzigen Riegel, der an dem Maschinenrahmen vorgesehen ist und in die Aufnahme der verriegelbaren Werkzeughälfte einführbar ist, um die verriegelbare Werkzeughälfte an dem Maschinenrahmen zu verriegeln und/oder zu zentrieren.
  • In vorteilhafter Weise ist der vorstehend beschriebene Verriegelungsmechanismus einfach und kostengünstig. Der Verriegelungsmechanismus kann des weiteren einfach gereinigt werden, wodurch den Hygieneauflagen leichter nachgekommen wird.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    eine Ansicht einer Verpackungsmaschine gemäß der vor- liegenden Erfindung; und
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht einer Siegelvorrichtung für die Verpackungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfin- dung.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Verpackungsmaschine gemäß der Erfindung wird anhand einer Schalenverschließmaschine, auch Traysealer genannt, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben.
  • Die Fig. 1 zeigt den Traysealer mit einem Maschinenrahmen 1, einem Zuführband 20, einer oder mehreren Arbeitsstationen 21 wie z.B. einer Evakuier-, Begasungs-, Siegel-, und Schneidstation, einem Abführband 22, einer Bedienvorrichtung 23, einer Folienzuführrolle 24 und einem Folienrestaufwickler 25. Auf dem Zuführband 20 bzw. dem Abführband 22 werden im Betrieb beispielsweise Schalen (nicht gezeigt) in die Arbeitsstation 21 hinein bzw. aus ihr heraus transportiert. In der Arbeitsstation 21 werden die Packungen z.B. evakuiert und/oder mit modifizierter Atmosphäre begast und versiegelt. Eine Oberfolie (nicht gezeigt) wird durch die Folienzuführrolle 24 zugeführt und in der Arbeitsstation 21 an die Schalen geschweißt. Der Folienrest wird schließlich auf den Folienrestaufwickler 25 aufgewickelt. Die versiegelten Schalen werden durch das Abführband 22 vorgeschoben und können entnommen werden.
  • Die Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Arbeitsstation 21 in Gestalt einer Siegelvorrichtung 21 für die Verpackungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Siegelvorrichtung 21 ist mit dem Maschinenrahmen 1 verbunden. Die Siegelvorrichtung 21 hat zwei Werkzeughälften 2, 3, von denen die obere Werkzeughälfte 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen einzigen Verriegelungsmechanismus 4 an dem Maschinenrahmen 1 verriegelbar ist. Die Siegelvorrichtung 21 hat des weiteren das Hubwerk 9, das die andere Werkzeughälfte 3 in einer Hubrichtung zu der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 bewegt.
  • Die Fig. 2 zeigt im oberen Teil einen aufgebrochenen Abschnitt, in dem die Einzelheiten des Verriegelungsmechanismus 4 gezeigt sind. Der Verriegelungsmechanismus 4 hat eine Aufnahme 5, die in der oberen, verriegelbaren Werkzeughälfte 2 ausgebildet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 5 eine Öffnung, die im Wesentlichen horizontal, d.h. senkrecht zur Hubrichtung ausgebildet ist. Die Aufnahme 5 kann insbesondere als eine Öse 5 ausgebildet sein. Eine derartige Öse 5 kann des weiteren für Transportzwecke zum Aufhängen der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 z.B. an einen Kran dienen.
  • Der Verriegelungsmechanismus 4 hat des weiteren einen einzigen Riegel 6 in Gestalt eines Bolzens 6, der an dem Maschinenrahmen 1 vorgesehen ist und in die Aufnahme 5 der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 einführbar ist, um die verriegelbare Werkzeughälfte 2 an dem Maschinenrahmen 1 zu verriegeln. Der Bolzen 6 ist an der rechten Seite der Fig. 2 an einen Pneumatikzylinder 8 gekoppelt, der den Bolzen 6 nach links und nach rechts gemäß der Fig. 2 vor und zurück schiebt. Zusätzlich sind vorzugsweise in der Bolzenvorschubrichtung vor und hinter der Aufnahme 5 Bolzenführungen 10 am Maschinenrahmen 1 angeordnet, die den Bolzen 6 beim Einführen in die Aufnahme 5 führen und stützen. Die Bolzenführungen 10 können ein gewöhnliches Gleitmaterial wie z.B. Lagerschalen aufweisen. In vorteilhafter Weise ist der vorstehend beschriebene Verriegelungsmechanismus 4 einfach und kostengünstig. Der Verriegelungsmechanismus 4 kann des weiteren einfach gereinigt werden, wodurch den Hygieneauflagen leichter nachgekommen wird.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 5 im wesentlichen im Schwerpunkt der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 angeordnet. In vorteilhafter Weise ist eine derartige Verriegelung unabhängig von der Werkzeuglänge und -breite. Darüber hinaus wird die verriegelbare Werkzeughälfte 2 sehr gut zentriert. Des weiteren ist der Raum an den Außenseiten der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 frei, so dass die Siegelvorrichtung 21 kompakt ist. Durch die mittige Verriegelung wird darüber hinaus eine weitere Durchbiegung der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 verringert.
  • Ein Ende 6a des Bolzens 6, das in die Aufnahme 5 einzuführen ist, ist konisch ausgebildet. Zusätzlich hat die Aufnahme 5 vorzugsweise eine abgeschrägte Umfangsfläche 5a. In vorteilhafter Weise wird dadurch die verriegelbare Werkzeughälfte 2 sicher an dem Maschinenrahmen 1 verriegelt. Darüber hinaus sind die Toleranzen einfach zu beherrschen, wobei Beanspruchungen und Ungenauigkeiten durch Wärmedehnung der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 minimiert werden können. Die Zentrierung der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 wird durch das konische Ende 6a des Bolzens 6 weiter vereinfacht.
  • Vorzugsweise ist die Aufnahme 5 austauschbar an der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 angebracht und aus einem Material ausgebildet ist, das weicher ist als das Material des Bolzens 6. Dadurch ist die Aufnahme 5 in vorteilhafter Weise das einzige Verschleißteil und kann einfach ausgetauscht werden.
  • Des weiteren sind Anlageabschnitte 7 an der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 für eine definierte Anlage der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 an dem Maschinenrahmen 1 vorgesehen. Dadurch nimmt die verriegelbare Werkzeughälfte 2 stets eine definierte Lage ein, die durch Spannkräfte des Verriegelungsmechanismus 4 nicht oder nur gering geändert wird. Alternativ können die Anlageabschnitte 7 am Maschinenrahmen 1 vorgesehen sein.
  • Auch wenn dies nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, können die Werkzeughälften 2, 3 über eine Zentriervorrichtung zum Zentrieren der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 an der anderen Werkzeughälfte 3 verfügen. Die Zentriervorrichtung kann durch Vorsprünge gebildet sein, die an einer Werkzeughälfte 2, 3 vorgesehen sind und in entsprechende Ausnehmungen in der anderer Werkzeughälfte 2, 3 geführt werden. Die Werkzeughälften 2, 3 können auch jeweils mit dem Maschinenrahmen 1 zentriert werden.
  • Auch wenn dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, hat die verriegelbare Werkzeughälfte 2 elektrische Anschlüsse und Fluidanschlüsse, die mit entsprechenden elektrischen Anschlüsse und Fluidanschlüssen des Maschinenrahmens 1 verbunden sind, wenn die verriegelbare Werkzeughälfte 2 an dem Maschinenrahmen 1 verriegelt ist. An der Schnittstelle der elektrischen Anschlüsse und der Fluidanschlüssen sind geeignete Dichtungen vorgesehen.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Bolzen 6 durch den Pneumatikzylinder 8 betätigt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine große und dauerhafte Verriegelungskraft bereit gestellt werden. Alternativ kann auch ein Hydraulikzylinder verwendet werden. Zur Entriegelung ist es erforderlich, dass der Zylinder 8 angesteuert wird und mit einem gewissen Kraftaufwand aus der Aufnahme 5 heraus gezogen wird. Das Lösen der Verriegelungskraft kann demnach nur aktiv erfolgen, indem der Zylinder 8 angesteuert wird. Im drucklosen Zustand stellt der Zylinder 8 zwar keine Verriegelungskraft bereit, die verriegelbare Werkzeughälfte 2 kann jedoch nicht herunter fallen.
  • Der Betrieb des Verriegelungsmechanismus 4, der zum Beispiel bei einem Werkzeugwechsel durchgeführt wird, ist folgendermaßen:
  • Zunächst werden die Werkzeughälften 2, 3 in der Siegelvorrichtung 21 in ihren abgesenkten Positionen angeordnet. Dabei befindet sich die Aufnahme 5 der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 lotrecht unter der Hubstrecke des Bolzens 6. Dabei kann die Zentriervorrichtung verwendet werden, um die verriegelbare Werkzeughälfte 2 an die andere Werkzeughälfte 3 zu zentrieren.
  • Im nächsten Schritt werden beide Werkzeughälften 2, 3 durch das Hubwerk 9 angehoben, bis der Bolzen 6 der Aufnahme 5 zugewandt ist. Daraufhin wird der Bolzen 6 durch Ansteuern des Pneumatikzylinders 8 in die Aufnahme 5 eingeführt, um die verriegelbare Werkzeughälfte 2 an dem Maschinenrahmen 1 zu verriegeln und/oder zu zentrieren. Danach kann die andere Werkzeughälfte 3 durch das Hubwerk 9 abgesenkt werden.
  • Die Entnahme der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 geschieht in der umgekehrten Reihenfolge. Dabei wird die andere Werkzeughälfte 3 durch das Hubwerk an die verriegelbare Werkzeughälfte 2 angehoben. Danach erfolgt die Freigabe zur Entriegelung, so dass der Bolzen 6 aus der Aufnahme 5 heraus bewegt werden kann. Die verriegelbare Werkzeughälfte 2 liegt nun mittels ihres Gewichtes auf der anderen Werkzeughälfte 3 auf. Das Hubwerk wird mit beiden Werkzeughälften 2, 3 abgesenkt, und die Werkzeughälften 2, 3 können aus der Siegelvorrichtung 21 entnommen werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind viele Abwandlungen denkbar.
  • Die Siegelvorrichtung 21 kann dahingehend abgewandelt werden, dass die verriegelbare Werkzeughälfte das Siegelwerkzeugunterteil ist und dass die andere Werkzeughälfte das Siegelwerkzeugoberteil ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Bolzen 6 durch einen Pneumatikzylinder 8 betätigt. Anstelle des Pneumatikzylinders 8 kann ein Hydraulikzylinder oder ein Federmechanismus verwendet werden.
  • Zum Schutz gegen ein unbeabsichtigtes Lösen und Herabfallen der verriegelbaren Werkzeughälfte 2 können weitere steuerungstechnische, pneumatische oder mechanische Maßnahmen vorgesehen werden, wobei eine Freigabe zur Entriegelung nur bei bestimmten Bedingungen erfolgt. Eine derartige Bedingung kann sein, dass die andere Werkzeughälfte 3 durch das Hubwerk 9 bis unter die verriegelbare Werkzeughälfte 2 angehoben wurde. Eine weitere Bedingung kann sein, dass eine Abdeckung des Maschinenrahmens 1 geschlossen ist.
  • Der Schutzumfang beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern er umfasst weitere Änderungen und Abwandlungen, sofern diese innerhalb des durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfangs fallen.

Claims (14)

  1. Verpackungsmaschine mit einem Maschinenrahmen (1) und zwei Werkzeughälften (2, 3), wobei mindestens eine (2) der Werkzeughälften durch einen einzigen Verriegelungsmechanismus (4) an dem Maschinenrahmen (1) verriegelbar ist und die andere Werkzeughälfte (3) in einer Hubrichtung zu der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) hin bewegbar ist, wobei der Verriegelungsmechanismus (4) Folgendes aufweist:
    eine Aufnahme (5), die in der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) ausgebildet ist,
    einen einzigen Riegel (6), der an dem Maschinenrahmen (1) vorgesehen ist und in die Aufnahme (5) der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) einführbar ist, um die verriegelbare Werkzeughälfte (2) an dem Maschinenrahmen (1) zu verriegeln und/oder zu zentrieren.
  2. Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Riegel (6) als Bolzen (6) ausgeführt ist.
  3. Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufnahme (5) im wesentlichen im Schwerpunkt der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) angeordnet ist.
  4. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Ende (6a) des Riegels (6), das in die Aufnahme (5) einzuführen ist, konisch ausgebildet ist.
  5. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Aufnahme (5) eine abgeschrägte Umfangsfläche (5a) aufweist.
  6. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Aufnahme (5) durch eine Öse ausgebildet ist.
  7. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Aufnahme (5) austauschbar an der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) angebracht ist und aus einem Material ausgebildet ist, das weicher ist als das Material des Riegels (6).
  8. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, des weiteren mit Anlageabschnitten (7) an der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) und/oder am Maschinenrahmen (1) für eine definierte Anlage der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) an dem Maschinenrahmen (1).
  9. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, des weiteren mit einer Zentriervorrichtung zum Zentrieren der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) an der anderen Werkzeughälfte (3).
  10. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die verriegelbare Werkzeughälfte (2) ein Siegelwerkzeugoberteil (2) ist und die andere Werkzeughälfte (3) ein Siegelwerkzeugunterteil (3) ist.
  11. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die verriegelbare Werkzeughälfte (2) elektrische Anschlüsse und Fluidanschlüsse aufweist, die mit entsprechenden elektrischen Anschlüsse und Fluidanschlüssen des Maschinenrahmens (1) verbunden sind, wenn die verriegelbare Werkzeughälfte (2) an dem Maschinenrahmen (1) verriegelt ist.
  12. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Riegel (6) durch einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder (8) betätigt wird.
  13. Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, des weiteren mit einem Hubwerk (9), das die andere Werkzeughälfte (3) in der Hubrichtung zu der verriegelbaren Werkzeughälfte (2) bewegt.
  14. Verfahren zum Werkzeugeinbau bei einer Verpackungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, mit den folgenden Schritten:
    Anordnen der beiden Werkzeughälften (2, 3) in den Maschinenrahmen (1) in ihren abgesenkten Positionen;
    Anheben der Werkzeughälften (2, 3), bis der Riegel (6) der Aufnahme (5) zugewandt ist;
    Einführen des Riegels (6) in die Aufnahme (5), um die verriegelbare Werkzeughälfte (2) an dem Maschinenrahmen (1) zu verriegeln und/oder zu zentrieren.
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