EP2384981A1 - Siegelstation für eine Verpackungsmaschine - Google Patents

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EP2384981A1
EP2384981A1 EP11003668A EP11003668A EP2384981A1 EP 2384981 A1 EP2384981 A1 EP 2384981A1 EP 11003668 A EP11003668 A EP 11003668A EP 11003668 A EP11003668 A EP 11003668A EP 2384981 A1 EP2384981 A1 EP 2384981A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
sealing
sealing station
station according
source
Prior art date
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Granted
Application number
EP11003668A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2384981B1 (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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Filing date
Publication date
Application filed by Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG filed Critical Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Publication of EP2384981A1 publication Critical patent/EP2384981A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2384981B1 publication Critical patent/EP2384981B1/de
Active legal-status Critical Current
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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
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B65B31/025—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for rigid or semi-rigid containers
    • B65B31/028—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for rigid or semi-rigid containers closed by a lid sealed to the upper rim of the container, e.g. tray-like container

Definitions

  • the present invention relates to a sealing station for a packaging machine according to the preamble of claim 1.
  • a packaging machine with a sealing station is for example from the DE 10 2006 018 327 A1 the packaging machine is a tray sealing machine there ("tray sealer").
  • a sealing film is applied to the upwardly open, product-filled trays. This sealing film closes and seals the trays.
  • a corresponding sealing station is also used in thermoforming packaging machines, or in chamber machines.
  • an already preformed lid can also be sealed onto the tray or the packaging tray.
  • the vacuum allows evacuating the packages in the sealing station to extend the shelf life of the products.
  • the package may also be flushed or filled with a replacement gas.
  • the sealing itself usually takes place under the action of pressure and temperature on the sealing film.
  • a positive pressure source is provided, which provides the compressed air for pressing the sealing tool to the packaging.
  • a packaging machine In other areas of a packaging machine, compressed air and negative pressure are used.
  • Such a claw pump is for example in the DE 19629174 A1 described.
  • Object of the present invention is to improve a sealing station for a packaging machine with structurally simple means as possible in terms of reliable, energy-efficient operation.
  • a single drive is provided for both the vacuum and the overpressure source.
  • the sealing station is very compact, and compared to the use of multiple drives decreases susceptibility.
  • the sealing station according to the invention is also particularly efficient and low-maintenance in that a pump used as a vacuum and / or overpressure source is a rotary vane pump or a screw pump.
  • the operation of the sealing station is particularly energy and cost, by a single pump generates both the vacuum for evacuating the packaging, as well as the compressed air for pressing the sealing tool.
  • the reason for this is that the pump is better utilized because it avoids dead or downtime. In addition, it prevents the pump from working over closed valves for an excessively long time.
  • all pumps can still be driven by a common drive, for example by means of a common output shaft of an engine.
  • a pump is a rotary vane pump, it preferably has three rotary vents. This ensures a particularly quiet operation of the pump.
  • the intake of the vacuum pump may be connected upstream of a three-way valve. This allows the pump to both evacuate the vacuum tank and to selectively draw in ambient air.
  • a second input of the three-way valve may be in communication with the chamber of the sealing station or with a vacuum container.
  • a negative pressure can be generated or the pressure in the vacuum tank can be further lowered.
  • a control for controlling the operation of the pump and / or the three-way valve is provided. This controller adjusts the operation of the pump ideally to the duty cycle of the sealing station or the entire packaging machine.
  • the invention also relates to a packaging machine with a sealing station of the type described above.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a packaging machine 1 according to the invention in the form of a thermoforming packaging machine.
  • This thermoforming packaging machine 1 has a forming station 2, a sealing station 3, a cross-cutting device 4 and a longitudinal cutting device 5, which are arranged in this working order in a working direction R on a machine frame 6.
  • a feed roller 7 On the input side is located on the machine frame 6, a feed roller 7, from which a first web-shaped material 8 is withdrawn.
  • a material reservoir 9 is provided, from which a second web-shaped material 10 is withdrawn as a cover film.
  • a discharge device 13 in the form of a conveyor belt is provided on the packaging machine, are transported with the finished, isolated packaging.
  • the packaging machine 1 a feed device, not shown, which engages the first web-shaped material 8 and transported in a main working cycle in cycles in the direction of R.
  • the feed device can be realized for example by laterally arranged transport chains.
  • the forming station 2 is formed as a thermoforming station in which containers 14 are formed by deep drawing in the first sheet material 8.
  • the forming station 2 may be designed such that in the direction perpendicular to the working direction R a plurality of containers are formed side by side.
  • an insertion path 15 is provided, in which the containers 14 formed in the first web-shaped material 8 are filled with product 16.
  • the sealing station 3 has a closable chamber 17 in which the atmosphere in the container 14 can be replaced prior to sealing, for example, by gas purging with a replacement gas or with an exchange gas mixture.
  • the cross-cutting device 4 is formed as a punch which cuts through the first web-shaped material 8 and the second web-shaped material 10 in a direction transverse to the working direction R between adjacent containers 14.
  • the cross-cutting device 4 operates such that the first web-shaped material 8 is not divided over the entire width, but at least in an edge region is not severed. This allows a controlled onward transport by the feed device.
  • the longitudinal cutting device 5 is formed in the illustrated embodiment as a knife assembly, with which the first sheet material 8 and the second sheet material 10 between adjacent containers 14 and at the lateral edge of the first web-shaped material 8 are severed, so that behind the longitudinal cutting device 5 isolated packaging.
  • the packaging machine 1 also has a controller 18. It has the task of controlling and monitoring the processes taking place in the packaging machine 1.
  • a display device 19 with operating elements 20 serves to visualize or influence the process sequences in the packaging machine 1 for or by an operator.
  • the first web-shaped material 8 is withdrawn from the feed roller 7 and transported by the feed device into the forming station 2.
  • containers 14 are formed by deep drawing in the first sheet-like material 8.
  • the containers 14 are transported along with the surrounding area of the first web-like material 8 in a main working cycle to the insertion path 15, in which they are filled with product 16.
  • the filled containers 14 are transported along with the surrounding area of the first sheet material 8 in the main working cycle by the feed device in the sealing station 3.
  • the second web-shaped material 10 is transported as a lid film after a Ansiegelvorgang to the first web-shaped material 8 with the advancing movement of the first web-shaped material 8.
  • the second web-shaped material 10 is withdrawn from the material storage 9.
  • sealed packages 21 are formed.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a vertical section through a sealing tool 22 of the sealing station 3.
  • the sealing tool 22 has a sealing tool bottom part 23 and a sealing tool upper part 24.
  • a trough or recess 25 is provided in the sealing tool lower part 23, a trough or recess 25 is provided in the sealing tool lower part 23, a container 14 to be closed can be arranged, while the edge 26 of the sealing tool lower part 23 carries the edge of the container 14.
  • sealing plate 28 Inside the sealing tool upper part 24 is a sealing plate 28 with downwardly projecting sealing edges 29. Inside the sealing plate 28 is optionally still a product protection plate (not shown). The product protection plate is cooler than the sealing plate 28 and prevents excessive heating of the product 16 in the container 14 during sealing.
  • the sealing plate 28 is sealed relative to the outer wall of the sealing tool upper part 24.
  • a pressure chamber 31 between the sealing plate 28 and the outer wall of the sealing tool upper part 28 an overpressure can be applied to press the sealing plate 28 down under pressure.
  • a heating device is provided (not shown) in order to heat the sealing plate 28, in particular its sealing edges 29, to the sealing temperature.
  • the sealing station 3 has in the embodiment according to FIG. 2 via a designed as a rotary vane pump or screw pump 33, which generates both negative pressure for evacuating the packaging 14, as well as overpressure for providing compressed air for pressing the sealing tool 28.
  • the (only) pump 33 is driven by a drive M, for example an electric motor.
  • An intake opening 34 of the pump 33 is preceded by a three-way valve 35.
  • a first input 36 of the three-way valve is in communication with the ambient air of the sealing station 3.
  • a second input 37 of the three-way valve 35 communicates with a vacuum line 38, which is connected to the chamber 25 of the sealing station 3.
  • the pressure side of the pump 33 is in communication with a pressure line 41 which is connected to the sealing pressure chamber 31 of the sealing tool 22.
  • a pressure line 41 which is connected to the sealing pressure chamber 31 of the sealing tool 22.
  • a compressed air reservoir 42 for storing an overpressure.
  • check valves 43, 44 are arranged in the compressed air line.
  • a second three-way valve 45 is provided in the compressed air line 41, which can completely replace the shut-off valve 43.
  • a first input 46 of the three-way valve 45 communicates with the positive pressure side of the pump 33 in connection.
  • a second input 47 leads to the overpressure accumulator 42, while a third input 48 communicates with the ambient air of the sealing station 3.
  • the pump 33 can generate a negative pressure without having to work against the overpressure in the compressed-air accumulator 42. If the pump 33-, however, to increase the pressure in the compressed air reservoir 42, the second three-way valve 45 is between the the first input and the second input 47 is opened, while the third input 48 is closed.
  • Both the pump 33, and the three-way valves 35, 45 and the check valves 40, 43, 44 are connected to the controller 18 via control lines (not shown). By means of suitable control signals, the controller 18 adjusts the operating sequence 33 and the valves 35, 40, 43, 44 to the operating sequence on the sealing station 3.
  • the shut-off valve 40 is opened and subsequently the three-way valve 35 between the vacuum container 39 and the pump 33 is released at the same time.
  • a vacuum is generated in the sealing chamber 25 to evacuate the package 14.
  • shut-off valve 44 After sealing, the shut-off valve 44 is closed and the sealing pressure chamber 31 is vented to raise the sealing tool 28 again.
  • the shut-off valve 40 is closed. After the seal chamber 25 has opened by moving the seal tool bottom 23 and the seal tool top 24 in opposite directions, the sealed container 14 can be removed.
  • the pump 33 can evacuate the vacuum container 39 and / or fill the pressure accumulator 42.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a second embodiment of the in FIG. 2 III designated region of the sealing station 3.
  • This second embodiment differs from the first embodiment in that instead of a single pump two Pumps 33a, 33b are provided. These two pumps are connected to the output shaft 49 of a common drive M, so that both pumps 33a, 33b are operated by the same drive M.
  • a clutch or a switching means may be provided to selectively connect the respective pump 33a, 33b to the drive M.
  • the two pumps 33a, 33b can be optimized for different pressure ranges.
  • the first pump 33a may be optimized for a low pressure range to act as a vacuum source.
  • the second pump 33b can be optimized for a higher pressure range than the first pump 33a so as to serve as an overpressure source.
  • the two pumps 33a, 33b are arranged in series one behind the other between the two three-way valves 35, 45.
  • a portion 41 a of the compressed air line 41 connects the two pumps 33 a, 33 b with each other.
  • the two pumps 33a, 33b may be rotary vane pumps or screw pumps. Both pumps 33a, 33b may be of the same type or of different types.
  • a pump 33a for generating vacuum and a second pump 33b are operated for generating compressed air at the same time, it is advantageous to omit or open the portion 41 a of the compressed air line 41, thus on the pump 33a for the vacuum generation on the discharge side and on the pump 33b for the compressed air generation on the suction side in each case the ambient air is available. This provides optimized flow conditions on both pumps 33a, 33b.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siegelstation (3) für eine Verpackungsmaschine (1), wobei die Verpackungsmaschine (1) ein Siegelwerkzeug (22) zum Versiegeln von Verpackungen, eine Unterdruckquelle (33) zum Evakuieren von Verpackungen in der Siegelstation (3) und eine Überdruckquelle (33) zum Bereitstellen von Druckluft zum Andrücken des Siegelwerkzeuges (22) an eine Verpackung aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine einzige Pumpe (33) sowohl als Unterdruckquelle, als auch als Überdruckquelle vorgesehen ist, wobei diese Pumpe (33) als Drehschieberpumpe oder Schraubenpumpe ausgebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Siegelstation für eine Verpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Verpackungsmaschine mit einer Siegelstation ist beispielsweise aus der DE 10 2006 018 327 A1 bekannt, wobei die Verpackungsmaschine dort eine Schalenverschließmaschine ("Traysealer") ist. In der Siegelstation dieser Verpackungsmaschine wird eine Siegelfolie auf die nach oben offenen, mit Produkt befüllten Schalen aufgebracht. Diese Siegelfolie verschließt und versiegelt die Schalen. Eine entsprechende Siegelstation wird auch in Tiefzieh-Verpackungsmaschinen eingesetzt, oder in Kammermaschinen. Alternativ zum Aufsiegeln einer Deckelfolie kann auch ein bereits vorgeformter Deckel auf die Schale oder die Verpackungsmulde aufgesiegelt werden.
  • Beim Siegeln ist es günstig, wenn sowohl Unterdruck, als auch Überdrück vorhanden sind. Durch den Unterdruck können die Verpackungen in der Siegelstation evakuiert werden, um die Haltbarkeit der Produkte zu verlängern. Optional kann die Verpackung nach dem Evakuieren auch mit einem Austauschgas gespült oder gefüllt werden. Das Siegeln selbst erfolgt üblicherweise unter Einwirkung von Druck und Temperatur auf die Siegelfolie. Zu diesem Zweck ist üblicherweise eine Überdruckquelle vorhanden, die die Druckluft zum Andrücken des Siegelwerkzeugs an die Verpackung bereitstellt.
  • Auch in anderen Bereichen einer Verpackungsmaschine werden Druckluft und Unterdruck verwendet. Beispielsweise zeigt die DE 10 2005 061 315 A1 eine Verpackungsmaschine, bei der nicht in einer Siegelstation, sondern in einer Tiefziehstation Über- und Unterdruck eingesetzt werden. Zum Erzeugen dieser Drücke ist eine Klauen-Vakuumpumpe vorgesehen.
  • Eine solche Klauenpumpe ist beispielsweise in der DE 19629174 A1 beschrieben.
  • Weitere Vorrichtungen zum Verformen von Verpackungsfolien mittels Über- und Unterdruck, nicht aber zum Versiegeln solcher Verpackungsfolien, gehen aus der DE 3842135 A1 oder der CH 332587 hervor.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Siegelstation für eine Verpackungsmaschine mit konstruktiv möglichst einfachen Mitteln hinsichtlich eines zuverlässigen, energieeffizienten Betriebs zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Siegelstation mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
  • Erfindungsgemäß ist ein einziger Antrieb sowohl für die Unterdruck-, als auch für die Überdruckquelle vorgesehen. Durch diese Maßnahme wird die Siegelstation sehr kompakt, und im Vergleich zur Verwendung mehrerer Antriebe sinkt die Störanfälligkeit. Besonders effizient und wartungsarm wird die erfindungsgemäße Siegelstation zudem dadurch, dass eine als Unterdruck- und/oder Überdruckquelle eingesetzte Pumpe eine Drehschieberpumpe oder eine Schraubenpumpe ist.
  • Der Betrieb der Siegelstation wird besonders energie- und kostengünstig, indem eine einzige Pumpe sowohl den Unterdruck zum Evakuieren der Verpackungen, als auch die Druckluft zum Andrücken des Siegelwerkzeugs erzeugt. Der Grund dafür ist, dass die Pumpe besser ausgelastet ist, da sie Tot- oder,Standzeiten vermeidet. Zudem wird vermieden, dass die Pumpe übermäßig lange gegen geschlossene Ventile arbeitet.
  • Wenn eine höhere Pumpleistung erforderlich scheint, beispielsweise zum Erzeugen eines niedrigeren Unterdrucks oder eines höheren Überdrucks, kann es günstiger sein, wenn zwei (oder sogar mehr) Pumpen als Unterdruck- bzw. Überdruckquellen vorgesehen sind. Erfindungsgemäß sind sämtliche Pumpen immer noch durch einen gemeinsamen Antrieb antreibbar, beispielsweise mittels einer gemeinsamen Abtriebswelle eines Motors.
  • Wenn mehrere Pumpen vorgesehen sind, kann es günstig sein, wenn die unterschiedlichen Pumpen wahlweise an- und abschaltbar sind.
  • Wenn es sich bei einer Pumpe um eine Drehschieberpumpe handelt, weist diese vorzugsweise drei Drehschieber auf. Dies gewährleistet einen besonders ruhigen Betrieb der Pumpe.
  • Günstig ist es, wenn ein mit der (Unterdruck-)Pumpe verbundener Druckluftspeicher und/oder ein mit der (Überdruck-)Pumpe verbundener Unterdruckbehälter versehen sind. Auf diese Weise wird die Betriebszeit der Pumpen vollständig ausgenutzt. Entweder werden direkt Druckluft oder Unterdruck an die Siegelstation geliefert, oder aber die entsprechenden Reservoirs werden aufgefüllt, bzw. evakuiert.
  • Der Ansaugöffnung der Unterdruck-Pumpe kann ein Dreiwegeventil vorgeschaltet sein. Dies ermöglicht es der Pumpe, sowohl den Unterdruckbehälter zu evakuieren, als auch wahlweise Umgebungsluft anzusaugen.
  • Wenn die Ansaugöffnung der Pumpe über einen ersten Eingang des Dreiwegeventils mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, kann leichter und effizienter Überdruck erzeugt werden, als wenn die Ansaugöffnung der Pumpe ständig mit dem Unterdruckbehälter verbunden wäre.
  • Ein zweiter Eingang des Dreiwegeventils kann hingegen mit der Kammer der Siegelstation oder mit einem Unterdruckbehälter in Verbindung stehen. So kann entweder direkt in der Siegelkammer ein Unterdruck erzeugt werden oder der Druck im Unterdruckbehälter weiter abgesenkt werden.
  • Denkbar ist es, dass eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der Pumpe und/oder des Dreiwegeventils vorgesehen ist. Diese Steuerung passt den Betrieb der Pumpe ideal an den Arbeitszyklus der Siegelstation bzw. der gesamten Verpackungsmaschine an.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verpackungsmaschine mit einer Siegelstation der vorstehend beschriebenen Art.
  • Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine ,
    Figur 2
    einen schematischen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Siegelstation und
    Figur 3
    eine schematische Darstellung der Pumpenanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels.
  • Gleiche Komponenten werden in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1 in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine. Diese Tiefziehverpackungsmaschine 1 weist eine Formstation 2, eine Siegelstation 3, eine Querschneideeinrichtung 4 und eine Längsschneideeinrichtung 5 auf, die in dieser Reihenfolge in einer Arbeitsrichtung R an einem Maschinengestell 6 angeordnet sind. Eingangsseitig befindet sich an dem Maschinengestell 6 eine Zufuhrrolle 7, von der ein erstes bahnförmiges Material 8 abgezogen wird. Im Bereich der Siegelstation 3 ist ein Materialspeicher 9 vorgesehen, von dem ein zweites bahnförmiges Material 10 als Deckelfolie abgezogen wird. Ausgangsseitig ist an der Verpackungsmaschine eine Abfuhreinrichtung 13 in Form eines Transportbandes vorgesehen, mit der fertige, vereinzelte Verpackungen abtransportiert werden. Ferner weist die Verpackungsmaschine 1 eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung auf, die das erste bahnförmige Material 8 ergreift und in einem Hauptarbeitstakt taktweise in der Arbeitsrichtung R weitertransportiert. Die Vorschubeinrichtung kann zum Beispiel durch seitlich angeordnete Transportketten realisiert sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Formstation 2 als eine Tiefziehstation ausgebildet, in der in dem ersten bahnförmigen Material 8 durch Tiefziehen Behälter 14 geformt werden. Dabei kann die Formstation 2 derart ausgebildet sein, dass in der Richtung senkrecht zur Arbeitsrichtung R mehrere Behälter nebeneinander gebildet werden. In Arbeitsrichtung R hinter der Formstation 2 ist eine Einlegestrecke 15 vorgesehen, in der die in dem ersten bahnförmigen Material 8 geformten Behälter 14 mit Produkt 16 befüllt werden.
  • Die Siegelstation 3 verfügt über eine verschließbare Kammer 17, in der die Atmosphäre in den Behälter 14 vor dem Versiegeln zum Beispiel durch Gasspülen mit einem Austauschgas oder mit einem Austausch-Gasgemisch ersetzt werden kann.
  • Die Querschneideeinrichtung 4 ist als Stanze ausgebildet, die das erste bahnförmige Material 8 und das zweite bahnförmige Material 10 in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung R zwischen benachbarten Behältern 14 durchtrennt. Dabei arbeitet die Querschneideeinrichtung 4 derart, dass das erste bahnförmige Material 8 nicht über die gesamte Breite aufgeteilt wird, sondern zumindest in einem Randbereich nicht durchtrennt wird. Dies ermöglicht einen kontrollierten Weitertransport durch die Vorschubeinrichtung.
  • Die Längsschneideeinrichtung 5 ist in der dargestellten Ausführungsform als eine Messeranordnung ausgebildet, mit der das erste bahnförmige Material 8 und das zweite bahnförmige Material 10 zwischen benachbarten Behältern 14 und am seitlichen Rand des ersten bahnförmigen Materials 8 durchtrennt werden, so dass hinter der Längsschneideeinrichtung 5 vereinzelte Verpackungen vorliegen.
  • Die Verpackungsmaschine 1 verfügt ferner über eine Steuerung 18. Sie hat die Aufgabe, die in der Verpackungsmaschine 1 ablaufenden Prozesse zu steuern und zu überwachen. Eine Anzeigevorrichtung 19 mit Bedienelementen 20 dient zum Visualisieren bzw. Beeinflussen der Prozessabläufe in der Verpackungsmaschine 1 für bzw. durch einen Bediener.
  • Die generelle Arbeitsweise der Verpackungsmaschine 1 wird im Folgenden kurz dargestellt.
  • Das erste bahnförmige Material 8 wird von der Zufuhrrolle 7 abgezogen und durch die Vorschubeinrichtung in die Formstation 2 transportiert. In der Formstation 2 werden durch Tiefziehen Behälter 14 in dem ersten bahnförmigen Material 8 gebildet. Die Behälter 14 werden zusammen mit dem umgebenden Bereich des ersten bahnförmigen Materials 8 in einem Hauptarbeitstakt zu der Einlegestrecke 15 weitertransportiert, in der sie mit Produkt 16 befüllt werden.
  • Anschließend werden die befüllten Behälter 14 zusammen mit dem sie umgebenden Bereich des ersten bahnförmigen Materials 8 in dem Hauptarbeitstakt durch die Vorschubeinrichtung in die Siegelstation 3 weitertransportiert. Das zweite bahnförmige Material 10 wird als Deckelfolie nach einem Ansiegelvorgang an das erste bahnförmige Material 8 mit der Vorschubbewegung des ersten bahnförmigen Materials 8 weitertransportiert. Dabei wird das zweite bahnförmige Material 10 von dem Materialspeicher 9 abgezogen. Durch das Ansiegeln der Deckelfolie 10 an die Behälter 14 entstehen verschlossene Verpackungen 21.
  • Figur 2 zeigt in schematischer Ansicht einen Vertikalschnitt durch ein Siegelwerkzeug 22 der Siegelstation 3. Das Siegelwerkzeug 22 verfügt über ein Siegelwerkzeugunterteil 23 und ein Siegelwerkzeugoberteil 24. Im Siegelwerkzeugunterteil 23 ist eine Mulde oder Aussparung 25 vorgesehen. In der Aussparung 25 kann ein zu verschließender Behälter 14 angeordnet werden, während der Rand 26 des Siegelwerkzeugunterteils 23 den Rand des Behälters 14 trägt.
  • Im Inneren des Siegelwerkzeugoberteils 24 befindet sich eine Siegelplatte 28 mit nach unten ragenden Siegelrändern 29. innerhalb der Siegelplatte 28 liegt optional noch eine Produktschutzplatte (nicht dargestellt). Die Produktschutzplatte ist kühler als die Siegelplatte 28 und verhindert beim Siegeln eine zu starke Erwärmung des Produkts 16 im Behälter 14.
  • Über Dichtungen 30 ist die Siegelplatte 28 gegenüber der Außenwand des Siegelwerkzeugoberteils 24 abgedichtet. In einer Druckkammer 31 zwischen der Siegelplatte 28 und der Außenwand des Siegelwerkzeugoberteils 28 kann ein Überdruck angelegt werden, um die Siegelplatte 28 unter Druck nach unten zu pressen. Zudem ist eine Heizeinrichtung vorgesehen (nicht dargestellt), um die Siegelplatte 28, insbesondere deren Siegelränder 29, auf die Siegeltemperatur zu erwärmen.
  • Die erfindungsgemäße Siegelstation 3 verfügt im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 über eine als Drehschieberpumpe oder als Schraubenpumpe ausgebildete Pumpe 33, die sowohl Unterdruck zum Evakuieren der Verpackungen 14, als auch Überdruck zum Bereitstellen von Druckluft zum Andrücken des Siegelwerkzeugs 28 erzeugt. Angetrieben wird die (einzige) Pumpe 33 von einem Antrieb M, beispielsweise einem Elektromotor.
  • Einer Ansaugöffnung 34 der Pumpe 33 ist ein Dreiwegeventil 35 vorgeschaltet. Ein erster Eingang 36 des Dreiwegeventils steht mit der Umgebungsluft der Siegelstation 3 in Verbindung. Ein zweiter Eingang 37 des Dreiwegeventils 35 steht mit einer Unterdruckleitung 38 in Verbindung, die an die Kammer 25 der Siegelstation 3 angeschlossen ist. Zwischen dem Dreiwegeventil 35 und der Siegelkammer 25 der Siegelstation 3 befinden sich ein Unterdruckbehälter 39 und ein Ventil 40.
  • Die Überdruckseite der Pumpe 33 steht in Verbindung mit einer Überdruckleitung 41, die an die Siegeldruckkammer 31 des Siegelwerkzeuges 22 angeschlossen ist. In der Druckluftleitung 41 befindet sich ein Druckluftspeicher 42 zum Speichern eines Überdrucks. Sowohl vor, als auch hinter dem Druckluftspeicher 42 sind in der Druckluftleitung 41 Absperrventile 43, 44 angeordnet.
  • Zwischen der Pumpe 33 und dem ersten Absperrventil 43 ist in der Druckluftleitung 41 ein zweites Dreiwegeventil 45 vorgesehen, das das Absperrventil 43 auch vollständig ersetzen kann. Ein erster Eingang 46 des Drei-Wege-Ventils 45 steht mit der Überdruckseite der Pumpe 33 in Verbindung. Ein zweiter Eingang 47 führt zum Überdruckspeicher 42, während ein dritter Eingang 48 mit der Umgebungsluft der Siegelstation 3 in Verbindung steht.
  • Ist das zweite Drei-Wege-Ventil 45 zwischen dem ersten Eingang 46 und dem dritten Eingang 48 geöffnet, kann die Pumpe 33 einen Unterdruck erzeugen, ohne gegen den Überdruck im Druckluftspeicher 42 anarbeiten zu müssen. Wenn die Pumpe 33-,hingegen den Druck im Druckluftspeicher 42 erhöhen soll, ist das zweite Dreiwegeventil 45 zwischen dem ersten Eingang und dem zweiten Eingang 47 geöffnet, während der dritte Eingang 48 verschlossen ist.
  • Sowohl die Pumpe 33, als auch die Dreiwegeventile 35, 45 und die Absperrventile 40, 43, 44 sind mit der Steuerung 18 über Steuerleitungen (nicht dargestellt) verbunden. Mittels geeigneter Steuersignale passt die Steuerung 18 den Betriebsablauf 33 und der Ventile 35, 40, 43, 44 an den Betriebsablauf auf der Siegelstation 3 an.
  • Sobald sich die Siegelkammer 25 um eine gefüllte, aber noch nicht versiegelte Verpackung 14 schließt, wird das Absperrventil 40 geöffnet und anschließend der gleichzeitig das Dreiwegeventil 35 zwischen dem Unterdruckbehälter 39 und der Pumpe 33 freigegeben. Durch den im Unterdruckbehälter 39 herrschenden Unterdruck und den Betrieb der Pumpe 33 wird in der Siegelkammer 25 ein Vakuum erzeugt, um die Verpackung 14 zu evakuieren.
  • Wenn das Absperrventil 44 geöffnet wird, liegt ein erster Überdruck vom Druckspeicher 42 an der Siegeldruckkammer 31 an und bewegt die Siegelplatte 28 nach unten. Um diesen Druck zu steigern, wird das Dreiwegeventil 35 zwischen der Pumpe 33 und dem ersten Eingang 36 geöffnet, während der zweite Eingang 37 des Dreiwegeventils 35 geschlossen wird. Auf diese Weise wird die Pumpe 33 mit der Umgebungsluft verbunden. Anschließend wird das Absperrventil 43 geöffnet, und das zweite Dreiwegeventil 45 wird zwischen seinen Eingängen 46 und 47 geöffnet. Die Pumpe 33 erzeugt nun einen zusätzlichen Überdruck, der den Druck in der Siegeldruckkammer 31 weiter steigert. Dadurch wird die Siegelplatte 28 nach unten gedrückt, um unter ihren Siegelrändern 29 die Siegelfolie 10 an die Behälter 14 anzusiegeln.
  • Nach dem Siegeln wird das Absperrventil 44 geschlossen und die Siegeldruckkammer 31 entlüftet, um das Siegelwerkzeug 28 wieder anzuheben. Auch das Absperrventil 40 wird geschlossen. Nachdem sich die Siegelkammer 25 geöffnet hat, indem sich Siegelwerkzeugunterteil 23 und Siegelwerkzeugoberteil 24 in entgegengesetzte Richtungen bewegen, kann der versiegelte Behälter 14 entnommen werden.
  • Während der nächste Behälter 14 in die Siegelstation 3 transportiert wird, kann die Pumpe 33 den Unterdruckbehälter 39 evakuieren und/oder den Druckspeicher 42 füllen.
  • Figur 3 zeigt in schematischer Ansicht ein zweites Ausführungsbeispiel des in Figur 2 mit III bezeichneten Bereichs der Siegelstation 3. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass statt einer einzigen Pumpe zwei Pumpen 33a, 33b vorgesehen sind. Diese beiden Pumpen sind an die Abtriebswelle 49 eines gemeinsamen Antriebs M angeschlossen, sodass beide Pumpen 33a, 33b durch den selben Antrieb M betrieben werden.
  • An jeder der Pumpen 33a, 33b kann eine Kupplung bzw. ein Schaltmittel vorgesehen sein, um die jeweilige Pumpe 33a, 33b selektiv mit dem Antrieb M verbinden zu können. Die beiden Pumpen 33a, 33b können für unterschiedliche Druckbereiche optimiert sein. Beispielsweise kann die erste Pumpe 33a für einen niedrigen Druckbereich optimiert sein, um als Unterdruckquelle zu fungieren. Die zweite Pumpe 33b hingegen kann für einen höheren Druckbereich als die erste Pumpe 33a optimiert sein, um so als Überdruckquelle zu dienen.
  • Die beiden Pumpen 33a, 33b sind in Reihe hintereinander zwischen den beiden Dreiwegeventilen 35, 45 angeordnet. Ein Abschnitt 41 a der Druckluftleitung 41 verbindet die beiden Pumpen 33a, 33b miteinander. Bei den beiden Pumpen 33a, 33b kann es sich um Drehschieberpumpen oder Schraubenpumpen handeln. Beide Pumpen 33a, 33b können vom selben Typ oder von unterschiedlichem Typ sein.
  • Sollten eine Pumpe 33a zur Vakuumerzeugung und eine zweite Pumpe 33b zur Drucklufterzeugung zeitgleich betrieben werden, ist es vorteilhaft, den Abschnitt 41 a der Druckluftleitung 41 entfallen zu lassen oder zu öffnen, damit an der Pumpe 33a für die Vakuumerzeugung an der Ablassseite und an der Pumpe 33b für die Drucklufterzeugung an der Ansaugseite jeweils die Umgebungsluft zur Verfügung steht. Dies bietet optimierte Strömungsverhältnisse an beiden Pumpen 33a, 33b.

Claims (11)

  1. Siegelstation (3) für eine Verpackungsmaschine (1), umfassend:
    - ein Siegelwerkzeug (22) zum Versiegeln von Verpackungen (14),
    - eine Unterdruckquelle. (33) zum Evakuieren von Verpackungen (14) in der Siegelstation, und
    - eine Überdruckquelle (33) zum Bereitstellen von Druckluft zum Andrücken des Siegelwerkzeugs an eine Verpackung (14),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein einziger Antrieb (M) sowohl für die Unterdruckquelle, als auch für die Überdruckquelle vorgesehen ist, wobei die Unterdruckquelle und/oder die Überdruckquelle eine als Drehschieberpumpe oder Schraubenpumpe ausgebildete Pumpe (33) ist.
  2. Siegelstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Pumpe (33) sowohl als Unterdruckquelle, als auch als Überdruckquelle vorgesehen ist.
  3. Siegelstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Pumpe (33a) als Unterdruckquelle und eine zweite Pumpe (33b) als Überdruckquelle vorgesehen sind.
  4. Siegelstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle vorhandenen Pumpen (33a, 33b) durch eine gemeinsame Abtriebswelle des Antriebs (M) antreibbar sind.
  5. Siegelstation nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Drehschieberpumpe (33) ausgebildete Pumpe drei Drehschieber aufweist.
  6. Siegelstation nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckluftspeicher (42) und/oder ein Unterdruckbehälter (39) vorgesehen sind.
  7. Siegelstation nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dreiwegeventil (35) der Ansaugöffnung (34) der Pumpe (33, 33a) vorgeschaltet ist.
  8. Siegelstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Eingang (36) des Dreiwegeventils (35) mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.
  9. Siegelstation nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Eingang (37) des Dreiwegeventils (35) mit der Kammer (25) der Siegelstation (3) oder einem Unterdruckbehälter (39) in Verbindung steht.
  10. Siegelstation nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (18) zum Steuern des Betriebs der Pumpen (33, 33a, 33b) und/oder des Dreiwegeventils (35) vorgesehen ist.
  11. Verpackungsmaschine (1) mit einer Siegelstation (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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