EP2570351A1 - Tiefziehverpackungsmaschine zum Herstellen von Standpackungen mit geformtem Hinterschnitt - Google Patents

Tiefziehverpackungsmaschine zum Herstellen von Standpackungen mit geformtem Hinterschnitt Download PDF

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EP2570351A1
EP2570351A1 EP11007594A EP11007594A EP2570351A1 EP 2570351 A1 EP2570351 A1 EP 2570351A1 EP 11007594 A EP11007594 A EP 11007594A EP 11007594 A EP11007594 A EP 11007594A EP 2570351 A1 EP2570351 A1 EP 2570351A1
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EP
European Patent Office
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mold
packaging machine
movable
thermoforming packaging
sealed seam
Prior art date
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EP11007594A
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Kenneth Harding
J. Scott Nixon
Christian Uebele
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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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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a thermoforming packaging machine according to the preamble of claim 1 and to a method according to the preamble of claim 14.
  • thermoforming packaging machines of the applicant in special versions known to produce the packs with an undercut.
  • the undercut is formed by means of a relation to the transport plane of the lower film and obliquely arranged in the transport direction hoist for the forming station, preferably supported by a stamp formed in the lower film.
  • the undercut represents a formation of one side of the molded package well in a direction parallel to the transport direction. The formation can reach below the seal of the package to provide a stand-up for the package.
  • a disadvantage of the embodiment of an inclined hoist and thus oblique movement of the mold lower part is that even the side of the mold cavity, which is the side opposite the undercut, is formed parallel to the undercut, but in the direction of the interior of the packing cavity. This is necessary to prevent collision of the molded packing tray with the mold bottom when opening the forming station. In a side view of the pack, this consequently essentially resembles a parallelogram.
  • thermoforming packaging machine and method for operating a thermoforming packaging machine to provide in an improved way a body pack having an undercut in a first sidewall, ideally the second sidewall opposite the first sidewall being independent of the first sidewall Slope of the undercut aligned sidewall should be malleable.
  • thermoforming packaging machine with the features of claim 1 or by a method for operating a thermoforming packaging machine according to claim 14.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
  • This makes it possible to produce an undercut on at least one side wall of the stationary pack, for example by means of a vertically arranged lifting mechanism or a vertical lifting movement at the forming and sealing station.
  • the side walls may be formed without an undercut as vertical sides or generally independent of the inclination of the wall with the rear portion in order to maximize the packing volume.
  • an undercut is understood to mean that the molded pack has a section that springs back below this edge of the packaging below the level of a packaging edge. In a projection on the level of the packaging edge therefore there is an overlap area between the packaging edge and the undercut.
  • a movable mold wall section is provided in the lower mold part for a mold cavity and / or in each case a movable seal seam support section in the sealing tool lower part for at least one pack to be sealed.
  • the mold wall section and / or the sealed seam support section has at least one upwardly pivotable upper part and a lower and / or laterally movable lower part in order to move the undercut from the lower mold part and / or the lower sealing part perpendicular to the film plane To allow molding or sealing process.
  • the lower part is pivotable about an axis which is parallel to a film plane. This allows a simple structural design.
  • the upper part is movable or pivotable with respect to the film plane with the movement of the lower mold part or the lower part of the sealing tool. Since a lower film prevents movement of the upper part in the direction of the film plane even with a closed molding or sealing station, a coupling allows the movement of the upper part with the movement of the mold lower part or the sealing tool lower part a collision-free opening of the molding or sealing station.
  • the lower part and the upper part are movable independently of each other in order to allow movements to take place in parallel over time and not unnecessarily prolong the process times of the forming and sealing station.
  • All lower parts are preferably movable by a common drive and / or all upper parts are movable by a common drive. This leads to a cost-effective design, for example with a pneumatic cylinder or electric motor as a drive.
  • the movable sealed seam support section is preferably provided for one or more packages, for example for a track or a series of packages in a sealing station. This reduces the number of parts and simplifies the drive.
  • the mold wall section and / or the seal seam support section are movable, as an alternative to being pivotable, parallel to the film plane, in order to allow a simple construction and a movement which is independent of the film plane.
  • the mold wall sections and / or the sealed seam support sections each have a common drive.
  • a return mechanism is preferably provided by means of at least one spring for moving the mold wall section or the sealed seam support section into an open position. This allows, for example, the use of a low-cost, single-acting pneumatic cylinder as a common drive.
  • a controller is provided to control the movable mold wall portion and / or the movable seal seam support portion.
  • the thermoforming packaging machine has a forming station and a sealing station, which in turn have a mold lower part or a sealing tool lower part.
  • a mold wall section of the mold lower part is movable in the region of the undercut and / or a section of a sealed seam support of the sealing tool lower part, on which one edge of the standing pack rests during the seal, is movable relative to the remaining sealed seam support. This makes it possible, after the forming or sealing operation, to release the movable mold wall section or the sealed seam support section from the still pack in order to enable the removal of the molded packaging tray or the finished pack from the mold or the sealing tool.
  • the movable mold wall portion or the sealing seam support portion could be pivotally and / or translationally movable.
  • the movement of the movable mold wall section and / or the sealed seam support section may overlap in time at least partially with the movement of the mold lower part in the vertical direction or generally relative to an original film plane to avoid collision of the tool lower parts with the undercut.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a thermoforming packaging machine 1 according to the invention.
  • 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 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 film 8 is withdrawn.
  • a material reservoir 9 is provided, from which a cover film 10 is drawn off.
  • a discharge device 13 in the form of a conveyor belt is provided on the packaging machine, with the finished, isolated packages 21 are removed.
  • the thermoforming packaging machine 1 has a feeding device, not shown, which grips the film 8 and transports it further per working cycle in the working direction R.
  • the feed device can be designed, for example, by transport chains arranged on both sides.
  • the forming station 2 is formed as a thermoforming station for forming mold cavities with undercut, are formed in the film 8 by deep drawing troughs 14.
  • the forming station 2 may be designed such that in the direction perpendicular to the working direction R several troughs are formed side by side.
  • an insertion path 15 is provided, in which the molds 16 formed in the film 8 are filled with product 16.
  • the sealing station 3 has a closable chamber 17, in which the atmosphere in the wells 14 can be replaced prior to sealing, for example, by gas purging with a replacement gas or with a gas mixture.
  • the cross-cutting device 4 is designed as a punch, which cuts through the film 8 and the cover film 10 in a direction transverse to the working direction R between adjacent depressions 14. In this case, the cross-cutting device 4 operates such that the film 8 is not separated over the entire width, but is not severed at least in an edge region. 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 film 8 and the lid film 10 are cut between adjacent wells 14 and at the lateral edge of the film 8, so that behind the longitudinal cutting device 5 individual packs are present.
  • thermoforming packaging machine 1 also has a controller 18. It has the task to control the processes running in the thermoforming packaging machine 1 processes and monitor.
  • a display device 19 with operating elements 20 serves to visualize or influence the process sequences in the thermoforming packaging machine 1 for or by an operator.
  • the film 8 is withdrawn from the feed roller 7 and transported by the feed device in the forming station 2.
  • troughs 14 are formed by deep drawing in the film 8.
  • the troughs 14 are transported along with the surrounding area of the film 8 in a main working cycle to the insertion path 15 in which they are filled with product 16.
  • the filled wells 14 are transported together with the surrounding area of the film 8 in the main working cycle by the feed device in the sealing station 3.
  • the lidding film 10 is transported on to the foil 8 with the advancing movement of the film 8 after a sealing operation.
  • the lidding film 10 is withdrawn from the material storage 9.
  • the sealing of the lidding film 10 on the troughs 14 produces sealed packs 21 which are separated in the subsequent cutting stations 4 and 5 and transported out of the thermoforming packaging machine 1 by means of the discharge device 13.
  • FIG. 2 shows a finished, state of the art package 21 according to the invention, which has a trough 14 for receiving products 16 and Wiederver gleichnoppen 22.
  • a trough 14 for receiving products 16 and Wiederver gleichnoppen 22.
  • a circumferential packing edge 23 runs a likewise circumferential sealing seam 24 and at one corner is shown an opening aid 25 in the form of an upwardly shaped nub.
  • an opening aid 25 in the form of an upwardly shaped nub.
  • two undercuts 26 are formed on a side wall 27 of the standing pack 21. These undercuts 26 are located directly below the edge of the packaging 23 or even project beyond the package edge 23 to the outside.
  • FIG. 3a shows in a side view of the standing pack 21, the undercuts 26 which have a horizontal depth T with respect to the side wall 27 and thereby have a relation to a film plane E oblique course.
  • the film plane E is the plane of the package edge 23 from which the film 8 has been deep-drawn.
  • FIG. 3b the standing pack 21 is shown in its intended sales position.
  • the stand function is made possible on the one hand by a lower corner 28 of each of the two undercuts 26 and on the other hand by the pack edge 23 which is located on the same side as the undercuts 26. In this position, the standing pack 21 stands on a surface F.
  • FIG. 4 shows a mold base used in the molding station 2 30 with four mold cavities 31 for deep drawing a previously heated film 8 by means of negative pressure from below and / or pressure from above.
  • an optionally heatable forming die may also be provided in order to deep-draw the film 8 into the mold cavities 31.
  • This forming die could deep-draw the film 8, in particular in the areas in which, for example, because of the narrow radii, deep-drawing alone by means of underpressure or overpressure would be difficult.
  • a movable mold wall portion 32 is provided to allow the undercut 26 there.
  • the mold wall section 32 has a lower part in the form of a pivotable mold angle 33 and an upper part in the form of an upper lever 34 and is thus movable relative to the rest of the mold lower part 30.
  • the shape angle 33 of the mold lower part 30 by means of a drive M2 about an axis parallel to the film plane E axis 35 is pivotable;
  • the lever 34 is pivotable about a rectified axis 36 by means of a drive M1.
  • the mold angle 33 and the lever 34 are in a closed position intended to deeply pull the film 8 into the mold cavity 31. In this case, the laterally projecting to the right over the side wall 27 undercut 26 is formed.
  • FIG. 5b shows the mold bottom 30 having a clockwise pivoted angle 33. This allows the mold bottom 30 to descend vertically downward and release the molded film 8 for further transport of the film 8, without the molded pack 21 in the region of the undercuts 26 with the angle 33 or the lever 34 collides.
  • the upper lever 34 pivots passively in a clockwise direction, while the mold lower part 30 moves downwards from the film 8, in order to exclude a collision with the undercuts 26.
  • FIG. 6 shows a used in the sealing station 3 sealing tool base 40 with sealed seam pads 41, which are provided for the edges 23 of the packs 21.
  • the sealed seam support 41 is a horizontal region of the sealing tool lower part 40 that runs around a depression 40a for receiving a state pack 21.
  • the horizontal package seal 21 likewise rests on this horizontal, flat seal seam support 41 during the sealing process.
  • the seal seam support 41 takes on together with the pack edge 23, the forces exerted on the sealing forces of the sealing tool.
  • a part of the sealed seam support 41 namely the sealed seam support portion 41a, is movable relative to the remaining sealed seam support 41.
  • Two such movable Siegeinahtauflageabête 41 a are provided, which are each associated with two recesses 40 a.
  • the adjustment of the sealing seam support portions 41 a via eccentric 42 which can be coupled together and driven by a pneumatic cylinder as the drive M3.
  • Figure 7a shows the sealing tool lower part 40 in a closed position after the sealing tool lower part 40 has been moved upwards and thus the sealing station 3 has been closed.
  • the eccentric 42 and an eccentric 43 Siegelnahtauflageabitese 41 a have been moved to the position in which they support the pack edge 23 and the seal is made by means of pressure and temperature. This makes it possible to generate a sealing seam 24 running on the package edge 23, which is located above the undercut 26.
  • FIG. 8 shows in a further sectional view of the sealing tool lower part 40, a return device 44 for the sealed seam support portion 41 a.
  • the sealing seam support portion 41a horizontally displaceable by the eccentric 43 is pressed in the direction of the eccentric 43 by springs 46 relative to a member 47 which is fastened to the sealing tool lower part 40.
  • a return movement of the sealed seam support portion 41 a on the eccentric 43 is provided by the springs 46.
  • thermoforming packaging machine according to the invention and the method according to the invention for producing packaged packages can be modified.
  • the movable mold wall portion 32 of the mold lower part 30 is translationally movable - both in a one-piece, as well as in a two-part design with lower and upper 33, 34.
  • the movable seal seam support portion 41 a could be pivoted instead of a translational mobility be stored, and as well as the mold wall portion 32 of the sealed seam support portion 41 a instead of a one-piece design could also be made in two parts with lower and upper part.
  • a separate, movable sealed seam support portion 41 a is provided for each recess 40a in the sealing tool lower part 40.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tiefziehverpackungsmaschine (1) zum Herstellen von Standpackungen (21) mit einem in die Standpackungen geformten Hinterschnitt (26). Dabei ist eine Formstation (2) mit einem Formwerkzeugunterteil (30) und/oder eine Siegelstation (3) mit einem Siegelwerkzeugunterteil (40) vorgesehen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Formwerkzeugunterteil (30) und/oder das Siegelwerkzeugunterteil (40) in Bereich des Hinterschnitts (26) einen beweglichen Formwandabschnitt (32) bzw. einen beweglichen Siegelnahtauflageabschnitt (41a) aufweisen. Die Erfindung bezieht sich auf ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen von Standpackungen (21).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Tiefziehverpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
  • Es sind Tiefziehverpackungsmaschinen der Anmelderin in Sonderausführungen bekannt, die Packungen mit einem Hinterschnitt herstellen. Der Hinterschnitt wird mittels eines gegenüber der Transportebene der Unterfolie und in Transportrichtung schräg angeordneten Hubwerks für die Formstation, vorzugsweise durch einen Stempel unterstützt, in die Unterfolie geformt. Der Hinterschnitt stellt eine Ausformung einer Seite der geformten Packungsmulde in einer Richtung dar, die parallel zur Transportrichtung ist. Die Ausformung kann bis unter die Siegelnaht der Packung reichen, um eine Standmöglichkeit für die Packung zu schaffen. Nachteilig an der Ausführung eines schräg angeordneten Hubwerks und der damit auch schrägen Bewegung des Formwerkzeugunterteils ist, dass auch die Seite der Formmulde, die der Seite mit dem Hinterschnitt gegenüber liegt, parallel zum Hinterschnitt geformt wird, allerdings in Richtung des Inneren der Packungsmulde. Dies ist notwendig, um eine Kollision der geformten Packungsmulde mit dem Formwerkzeugunterteil beim Öffnen der Formstation zu verhindern. In einer Seitenansicht der Packung sieht diese folglich im Wesentlichen einem Parallelogramm ähnlich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tiefziehverpackungsmaschine und ein Verfahren zum Betrieb einer Tiefziehverpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, um auf verbesserte Weise eine Standpackung mit einem Hinterschnitt in einer ersten Seitenwand herzustellen, wobei idealerweise die gegenüber der ersten Seitenwand liegende zweite Seitenwand als unabhängig von der Neigung des Hinterschnitts ausgerichtete Seitenwand formbar sein sollte.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Tiefziehverpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum Betrieb einer Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine zum Herstellen von Standpackungen mit einem geformten Hinterschnitt weist eine Formstation und eine Siegelstation auf, wobei die Formstation einen innerhalb eines Formwerkzeugunterteils beweglichen Formwandabschnitt und/oder die Siegelstation ein Siegelwerkzeugunterteil mit einem beweglichen Siegelnahtauflageabschnitt für den Hinterschnitt aufweist. Dies ermöglicht das Erzeugen eines Hinterschnitts an wenigstens einer Seitenwand der Standpackung z.B. mittels eines vertikal angeordneten Hubwerks bzw. einer vertikalen Hubbewegung an der Form- und Siegelstation. Dabei können die Seitenwände ohne einen Hinterschnitt als vertikale Seiten oder allgemein unabhängig von der Neigung der Wand mit dem Hinterabschnitt geformt sein, um das Packungsvolumen zu maximieren. Als Hinterschnitt wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass die geformte Standpackung unterhalb der Ebene eines Verpackungsrandes einen unter diesen Verpackungsrand zurückspringenden Abschnitt aufweist. In eine Projektion auf die Ebene des Verpackungsrandes besteht daher ein Überlappungsbereich zwischen dem Verpackungsrand und dem Hinterschnitt.
  • Vorzugsweise ist jeweils ein beweglicher Formwandabschnitt im Formwerkzeugunterteil für eine Formmulde und/oder jeweils ein beweglicher Siegelnahtauflageabschnitt im Siegelwerkzeugunterteil für wenigstens eine zu siegelnde Packung vorgesehen. Dadurch kann eine Kollision des Hinterschnitts der Standpackung mit dem Formwerkzeugunterteil bzw. dem Siegelwerkzeugunterteil beim Öffnen der Form- bzw. der Siegelstation verhindert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführung weist der Formwandabschnitt und/oder der Siegelnahtauflageabschnitt wenigstens ein nach oben wegschwenkbares Oberteil und ein nach unten und/oder seitlich bewegbares Unterteil auf, um ein Herausbewegen des Hinterschnitts der Standpackung aus dem Formwerkzeugunterteil und/oder dem Siegelwerkzugunterteil senkrecht zur Folienebene nach dem Form- oder Siegelvorgang zu ermöglichen.
  • Bevorzugt ist dabei das Unterteil um eine Achse schwenkbar, die parallel zu einer Folienebene ist. Dies ermöglicht eine einfache konstruktive Ausführung.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Oberteil mit der Bewegung des Formwerkzeugunterteils oder des Siegelwerkzeugunterteils gegenüber der Folienebene bewegbar oder schwenkbar. Da eine Unterfolie eine Bewegung des Oberteils in Richtung der Folienebene noch bei einer geschlossenen Form- oder Siegelstation verhindert, ermöglicht eine Kopplung der Bewegung des Oberteils mit der Bewegung des Formwerkzeugunterteils oder des Siegelwerkzeugunterteils ein kollisionsfreies Öffnen der Form- bzw. Siegelstation.
  • Vorzugsweise sind das Unterteil und das Oberteil unabhängig voneinander bewegbar, um Bewegungen zeitlich parallel ablaufen lassen zu können und die Prozesszeiten der Form- und Siegelstation nicht unnötig zu verlängern.
  • Alle Unterteile sind vorzugsweise durch einen gemeinsamen Antrieb bewegbar und/oder alle Oberteile sind durch einen gemeinsamen Antrieb bewegbar. Dies führt zu einer kostengünstigen Konstruktion beispielsweise mit einem Pneumatikzylinder oder Elektromotor als Antrieb.
  • Der bewegliche Siegelnahtauflageabschnitt ist bevorzugt für eine oder mehrere Packungen vorgesehen, beispielsweise für eine Spur oder eine Reihe von Packungen in einer Siegelstation. Dies verringert die Teileanzahl und vereinfacht den Antrieb.
  • Der Formwandabschnitt und/oder der Siegelnahtauflageabschnitt sind alternativ zu einer Verschwenkbarkeit parallel zur Folienebene bewegbar, um eine einfache Konstruktion und eine Bewegung zu ermöglichen, die unabhängig zur Folienebene ist.
  • Bevorzugt weisen die Formwandabschnitte und/oder die Siegelnahtauflagenabschnitte jeweils einen gemeinsamen Antrieb auf.
  • Für den Formwandabschnitt und/oder den Siegelnahtauflageabschnitt ist vorzugsweise ein Rückholmechanismus mittels wenigstens einer Feder vorgesehen, um den Formwandabschnitt bzw. den Siegelnahtauflageabschnitt in eine geöffnete Stellung zu bewegen. Dies ermöglicht beispielsweise den Einsatz eines kostengünstigen, einfach wirkenden Pneumatikzylinders als gemeinsamen Antrieb.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist eine Steuerung vorgesehen, um den beweglichen Formwandabschnitt und/oder den bewegliche Siegelnahtauflageabschnitt anzusteuern.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Tiefziehverpackungsmaschine, um Standpackungen mit einem geformten Hinterschnitt herzustellen, weist die Tiefziehverpackungsmaschine eine Formstation und eine Siegelstation auf, die ihrerseits ein Formwerkzeugunterteil bzw. ein Siegelwerkzeugunterteil aufweisen. Erfindungsgemäß ist ein Formwandabschnitt des Formwerkzeugunterteils im Bereich des Hinterschnitts bewegbar und/oder es ist ein Abschnitt einer Siegelnahtauflage des Siegelwerkzeugunterteils, auf dem während des Siegels ein Rand der Standpackung ruht, relativ zur übrigen Siegelnahtauflage bewegbar. Dies ermöglicht es, nach dem Form- bzw. Siegelvorgang den beweglichen Formwandabschnitt bzw. den Siegelnahtauflageabschnitt von der Standpackung zu lösen, um das Entfernen der geformten Verpackungsmulde bzw. der fertigen Standpackung aus dem Formwerkzeug oder dem Siegelwerkzeug zu ermöglichen.
  • Optional könnte der bewegbare Formwandabschnitt oder der Siegelnahtauflageabschnitt schwenkbar und/oder translatorisch bewegbar sein.
  • Das Bewegen des bewegbaren Formwandabschnitts und/oder des Siegelnahtauflageabschnitts kann sich zeitlich wenigstens teilweise mit der Bewegung des Formwerkzeugunterteils bzw. des Siegelwerkzeugunterteils in vertikaler Richtung bzw. allgemein relativ zu einer ursprünglichen Folienebene überlappen, um eine Kollision der Werkzeugunterteile mit dem Hinterschnitt zu vermeiden.
  • Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
    • Figur 1: eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tiefziehverpackungsmaschine,
    • Figur 2: eine Standpackung,
    • Figur 3a: eine Seitenansicht auf den Hinterschnitt der Standpackung,
    • Figur 3b: eine Seitenansicht der Standpackung in stehender Position,
    • Figur 4: ein Formwerkzeugunterteil mit geöffnetem Formwandabschnitt,
    • Figur 5a: eine Schnittansicht des Formwerkzeugunterteils in geschlossener Stellung,
    • Figur 5b: eine Schnittansicht des Formwerkzeugunterteils in geöffneter Stellung,
    • Figur 6: ein Siegelwerkzeugunterteil mit geöffnetem Siegelnahtauflageabschnitt,
    • Figur 7a: eine Schnittansicht des Siegelwerkzeugunterteils in geschlossener Stellung,
    • Figur 7b: eine Schnittansicht des Siegelwerkzeugunterteils in geöffneter Stellung, und
    • Figur 8: eine weitere Schnittansicht des Siegelwerkzeugunterteils mit einer Rückholeinrichtung.
  • Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine 1. 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 eine Folie 8 abgezogen wird. Im Bereich der Siegelstation 3 ist ein Materialspeicher 9 vorgesehen, von dem eine Deckelfolie 10 abgezogen wird. Ausgangsseitig ist an der Verpackungsmaschine eine Abfuhreinrichtung 13 in Form eines Transportbandes vorgesehen, mit der fertige, vereinzelte Packungen 21 abtransportiert werden. Ferner weist die Tiefziehverpackungsmaschine 1 eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung auf, die die Folie 8 ergreift und diese pro Hauptarbeitstakt in der Arbeitsrichtung R weitertransportiert. Die Vorschubeinrichtung kann zum Beispiel durch beidseitig angeordnete Transportketten ausgeführt sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Formstation 2 als eine Tiefziehstation zum Formen von Formmulden mit Hinterschnitt ausgebildet, bei der in die Folie 8 durch Tiefziehen Mulden 14 geformt werden. Dabei kann die Formstation 2 derart ausgebildet sein, dass in der Richtung senkrecht zur Arbeitsrichtung R mehrere Mulden nebeneinander gebildet werden. In Arbeitsrichtung R hinter der Formstation 2 ist eine Einlegestrecke 15 vorgesehen, in der die in der Folie 8 geformten Mulden 14 mit Produkt 16 befüllt werden.
  • Die Siegelstation 3 verfügt über eine verschließbare Kammer 17, in der die Atmosphäre in den Mulden 14 vor dem Versiegeln zum Beispiel durch Gasspülen mit einem Austauschgas oder mit einem Gasgemisch ersetzt werden kann.
  • Die Querschneideeinrichtung 4 ist als Stanze ausgebildet, die die Folie 8 und die Deckelfolie 10 in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung R zwischen benachbarten Mulden 14 durchtrennt. Dabei arbeitet die Querschneideeinrichtung 4 derart, dass die Folie 8 nicht über die gesamte Breite aufgetrennt 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 die Folie 8 und die Deckelfolie 10 zwischen benachbarten Mulden 14 und am seitlichen Rand der Folie 8 durchtrennt werden, so dass hinter der Längsschneideeinrichtung 5 vereinzelte Packungen vorliegen.
  • Die Tiefziehverpackungsmaschine 1 verfügt ferner über eine Steuerung 18. Sie hat die Aufgabe, die in der Tiefziehverpackungsmaschine 1 ablaufenden Prozesse zu steuern und zu überwachen. Eine Anzeigevorrichtung 19 mit Bedienelementen 20 dient zum Visualisieren bzw. Beeinflussen der Prozessabläufe in der Tiefziehverpackungsmaschine 1 für bzw. durch einen Bediener.
  • Die generelle Arbeitsweise der Verpackungsmaschine 1 wird im Folgenden kurz beschrieben:
  • Die Folie 8 wird von der Zufuhrrolle 7 abgezogen und durch die Vorschubeinrichtung in die Formstation 2 transportiert. In der Formstation 2 werden durch Tiefziehen Mulden 14 in die Folie 8 gebildet. Die Mulden 14 werden zusammen mit dem umgebenden Bereich der Folie 8 in einem Hauptarbeitstakt zu der Einlegestrecke 15 weitertransportiert, in der sie mit Produkt 16 befüllt werden.
  • Anschließend werden die befüllten Mulden 14 zusammen mit dem sie umgebenden Bereich der Folie 8 in dem Hauptarbeitstakt durch die Vorschubeinrichtung in die Siegelstation 3 weitertransportiert. Die Deckelfolie 10 wird nach einem Ansiegelvorgang an die Folie 8 mit der Vorschubbewegung der Folie 8 weitertransportiert. Dabei wird die Deckelfolie 10 von dem Materialspeicher 9 abgezogen. Durch das Ansiegeln der Deckelfolie 10 auf die Mulden 14 entstehen verschlossene Packungen 21, die in den nachfolgenden Schneidstationen 4 und 5 vereinzelt und mittels der Abfuhreinrichtung 13 aus der Tiefziehverpackungsmaschine 1 heraustransportiert werden.
  • Figur 2 zeigt eine fertige, erfindungsgemäße Standpackung 21, die eine Mulde 14 zum Aufnehmen von Produkten 16 und Wiederverschlussnoppen 22 aufweist. Entlang eines horizontalen, umlaufenden Packungsrands 23 verläuft eine ebenfalls umlaufende Siegelnaht 24 und an einer Ecke ist eine Öffnungshilfe 25 in Form einer nach oben geformten Noppe gezeigt. An einer seitlichen Wand 27 der Standpackung 21 sind zwei Hinterschnitte 26 eingeformt. Diese Hinterschnitte 26 befinden sich direkt unterhalb des Verpackungsrandes 23 oder stehen sogar noch weiter als der Packungsrand 23 nach außen vor.
  • Figur 3a zeigt in einer Seitenansicht der Standpackung 21 die Hinterschnitte 26, die eine horizontale Tiefe T gegenüber der Seitenwand 27 aufweisen und dabei einen gegenüber einer Folienebene E schrägen Verlauf aufweisen. Die Folienebene E ist die Ebene des Packungsrandes 23, aus der heraus die Folie 8 tiefgezogen wurde.
  • In Figur 3b ist die Standpackung 21 in ihrer vorgesehen Verkaufsposition dargestellt. Die Standfunktion wird zum Einen von einer unteren Ecke 28 jedes der zwei Hinterschnitte 26 und zum Anderen durch den Packungsrand 23, der sich auf der gleichen Seite wie die Hinterschnitte 26 befindet, ermöglicht. In dieser Stellung steht die Standpackung 21 auf einer Fläche F.
  • Figur 4 zeigt ein in der Formstation 2 verwendetes Formwerkzeugunterteil 30 mit vier Formmulden 31 zum Tiefziehen einer zuvor erwärmten Folie 8 mittels Unterdruck von unten und/oder Überdruck von oben. Optional kann zusätzlich zum Tiefziehen der Folie 8 mittels Unterdruck und/oder Überdruck auch ein gegebenenfalls beheizbarer Formstempel vorgesehen sein, um die Folie 8 in die Formmulden 31 tiefzuziehen. Dieser Formstempel könnte die Folie 8 insbesondere in den Bereichen tiefziehen, in denen beispielsweise wegen enger Radien ein Tiefziehen allein mittels Unter- oder Überdruck schwierig wäre. Auf jeweils einer Seite der Formmulden 31 ist ein bewegbarer Formwandabschnitt 32 vorgesehen, um dort den Hinterschnitt 26 zu ermöglichen. Der Formwandabschnitt 32 weist ein Unterteil in Form eines schwenkbaren Formwinkels 33 und ein Oberteil in Form eines oberen Hebels 34 auf und ist somit relativ zum übrigen Formwerkzeugunterteil 30 bewegbar.
  • Wie in Figur 5a dargestellt, ist der Formwinkel 33 des Formwerkzeugunterteils 30 mittels eines Antriebs M2 um eine parallel zur Folienebene E liegende Achse 35 schwenkbar; analog ist der Hebel 34 mittels eines Antriebs M1 um eine gleichgerichtete Achse 36 schwenkbar. In dieser Darstellung sind der Formwinkel 33 und der Hebel 34 in einer geschlossenen Stellung, die dazu vorgesehen ist, die Folie 8 in die Formmulde 31 tief zu ziehen. Dabei wird auch der seitlich nach rechts über die Seitenwand 27 herausragende Hinterschnitt 26 geformt.
  • Figur 5b zeigt das Formwerkzeugunterteil 30 mit einem im Uhrzeigersinn geschwenkten Formwinkel 33. Dies ermöglicht dem Formwerkzeugunterteil 30, sich vertikal nach unten abzusenken und die geformte Folie 8 für einen Weitertransport der Folie 8 freizugeben, ohne dass die geformte Standpackung 21 im Bereich der Hinterschnitte 26 mit dem Formwinkel 33 oder dem Hebel 34 kollidiert. Der obere Hebel 34 schwenkt passiv im Uhrzeigersinn, während das Formwerkzeugunterteil 30 sich nach unten von der Folie 8 entfernt, um auch eine Kollision mit den Hinterschnitten 26 auszuschließen.
  • Figur 6 zeigt ein in der Siegelstation 3 verwendetes Siegelwerkzeugunterteil 40 mit Siegelnahtauflagen 41, die für die Ränder 23 der Standpackungen 21 vorgesehen sind. Bei der Siegelnahtauflage 41 handelt es sich um einen jeweils um eine Vertiefung 40a zur Aufnahme einer Standpackung 21 herumlaufenden, horizontalen Bereich des Siegelwerkzeugunterteils 40. Auf dieser horizontalen, flächigen Siegelnahtauflage 41 ruht während des Siegelvorgangs der ebenfalls horizontale Packungsrand 23 der Standpackung 21. Die Siegelnahtauflage 41 nimmt dabei gemeinsam mit dem Packungsrand 23 die zum Siegeln ausgeübten Kräfte des Siegelwerkzeugs auf.
  • Ein Teil der Siegelnahtauflage 41, nämlich der Siegelnahtauflageabschnitt 41a, ist relativ zur übrigen Siegelnahtauflage 41 beweglich. Im Siegelwerkzeugunterteil 40 gemäß Figur 6 sind zwei solcher beweglichen Siegeinahtauflageabschnitte 41 a vorgesehen, die jeweils zwei Vertiefungen 40a zugeordnet sind. Die Verstellung der Siegelnahtauflageabschnitte 41 a erfolgt über Exzenterhebel 42, die gemeinsam gekoppelt und mittels eines Pneumatikzylinders als Antrieb M3 antreibbar sein können.
  • Figur 7a zeigt das Siegelwerkzeugunterteil 40 in einer geschlossenen Stellung, nachdem das Siegelwerkzeugunterteil 40 nach oben bewegt wurde und somit die Siegelstation 3 geschlossen wurde. Über den Exzenterhebel 42 und einen Exzenter 43 sind die Siegelnahtauflageabschnitte 41 a in die Position bewegt worden, in der sie den Packungsrand 23 stützen und die Siegelung mittels Druck und Temperatur vorgenommen wird. Dies ermöglicht das Erzeugen einer am Packungsrand 23 verlaufende Siegelnaht 24, die sich oberhalb des Hinterschnitts 26 befindet.
  • Sobald der Siegelvorgang beendet ist und kein Siegeldruck mehr vorliegt, wird über eine Drehung des Exzenterhebels 42 bzw. des Exzenters 43, wie in Figur 7b dargestellt, der Siegelnahtauflageabschnitt 41 a soweit nach außen bewegt (in Figur 7b nach rechts), dass der Hinterschnitt 26 während der Abwärtsbewegung des Siegelwerkzeugunterteils 40 nicht mit dem Siegelnahtauflageabschnitt 41 a bzw. dem Siegelwerkzeugunterteil 40 selbst kollidiert.
  • Figur 8 zeigt in einer weiteren Schnittansicht des Siegelwerkzeugunterteils 40 eine Rückholeinrichtung 44 für die Siegelnahtauflageabschnitt 41 a. Der von dem Exzenter 43 horizontal verschiebbare Siegelnahtauflageabschnitt 41a wird durch Federn 46 gegenüber einem Element 47, das an dem Siegelwerkzeugunterteils 40 befestigt ist, in Richtung des Exzenters 43 gedrückt. Somit ist eine durch die Federn 46 erzeugte Rückbewegung des Siegelnahtauflageabschnitts 41 a an dem Exzenter 43 gewährleistet.
  • Die gezeigte Anzahl von vier Standpackungen 21, die in einem Formwerkzeugunterteil 30 oder Siegelwerkzeugunterteil 40 verarbeitet werden, ist nicht auf diese Anzahl beschränkt. Es sind weitere Anordnungen oder eine andere Anzahl von im Werkzeug 30, 40 erzeugten oder verschlossenen Packungen 21 denkbar. Auch in anderer Weise können die erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine und das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Standpackungen abgewandelt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass auch der bewegliche Formwandabschnitt 32 des Formwerkzeugunterteils 30 translatorisch bewegbar ist - sowohl in einer einteiligen, als auch in einer zweiteiligen Ausführung mit Unter- und Oberteil 33, 34. Auch der bewegliche Siegelnahtauflageabschnitt 41 a könnte statt einer translatorischen Bewegbarkeit schwenkbar gelagert sein, und ebenso wie der Formwandabschnitt 32 könnte der Siegelnahtauflageabschnitt 41 a statt einer einteiligen Ausführung auch zweiteilig mit Unter- und Oberteil ausgeführt sein. Selbstverständlich ist es denkbar, dass abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel für jede Vertiefung 40a im Siegelwerkzeugunterteil 40 ein eigener, beweglicher Siegelnahtauflageabschnitt 41 a vorgesehen ist. Darüber hinaus wäre es denkbar, dass im Formwerkzeugunterteil 30 und/oder im Siegelwerkzeugunterteil 40 pro Formmulde 31 bzw. Vertiefungen 40a nicht nur ein, sondern mehrere bewegliche Abschnitte 32, 41 a vorgesehen sind, wenn sich dies aus Gründen der Geometrie der Hinterschnitte 26 als vorteilhaft darstellen sollte.

Claims (15)

  1. Tiefziehverpackungsmaschine zum Herstellen von Standpackungen (21) mit einem in die Standpackungen (21) eingeformten Hinterschnitt (26), wobei die Tiefziehverpackungsmaschine (1) eine Formstation (2) mit einem Formwerkzeugunterteil (30) sowie eine Siegelstation (3) mit einem Siegelwerkzeugunterteil (40) aufweist, und wobei das Siegelwerkzeugunterteil (40) eine Siegelnahtauflage (41) als Auflage für einen Rand (23) der Standpackung (21) während eines Siegelvorgangs aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeugunterteil (30) einen beweglich gelagert Formwandabschnitt (32) aufweist und/oder die Siegelnahtauflage (41) einen beweglich gelagerten Siegelnahtauflageabschnift (41 a) aufweist.
  2. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeugunterteil (30) eine oder mehrere Formmulden (31) aufweist und pro Formmulde (31) jeweils ein beweglicher Formwandabschnitt (32) vorgesehen ist.
  3. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Siegelnahtauflageabschnitt (41 a) im Siegelwerkzeugunterteil (40) Teil der Siegelnahtauflage (41) für eine oder mehrere Standpackungen (21) ist.
  4. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formwandabschnitt (32) und/oder der Siegelnahtauflageabschnitt (41 a) wenigstens ein nach oben wegschwenkbares Oberteil (34) und ein nach unten und/oder seitlich bewegbares Unterteil (34) aufweist, um ein Herausbewegen des Hinterschnitts (26) der Standpackung (21) aus dem Formwerkzeugunterteil (30) und/oder dem Siegelwerkzeugunterteil (40) senkrecht zu einer Folienebene (E) nach dem Form- oder Siegelvorgang zu ermöglichen.
  5. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (33) um eine Achse (35) schwenkbar ist, die parallel zu der Folienebene (E) ist.
  6. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (34) mit der Bewegung des Formwerkzeugunterteils (30) oder des Siegelwerkzeugunterteils (40) gegenüber der Folienebene (E) bewegbar oder schwenkbar ist.
  7. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (33) und das Oberteil (34) unabhängig voneinander bewegbar sind.
  8. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Unterteile (33) des Formwerkzeugunterteils (30) oder des Siegelwerkzeugunterteils (40) durch einen gemeinsamen Antrieb (M2, M3) bewegbar sind.
  9. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Oberteile (34) des Formwerkzeugunterteils (30) oder des Siegelwerkzeugunterteils (40) durch einen gemeinsamen Antrieb (M1) bewegbar sind.
  10. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Formwandabschnitt (32) und/oder der Siegelnahtauflageabschnitt (41 a) parallel zur Folienebene (E) bewegbar sind.
  11. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwandabschnitte (32) und/oder die Siegelnahtauflageabschnitte (41 a) jeweils einen gemeinsamen Antrieb (M1, M2, M3) aufweisen.
  12. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für den Formwandabschnitt (32) und/oder den Siegelnahtauflageabschnitt (41 a) ein Rückholmechanismus (44) mittels wenigstens einer Feder (46) vorgesehen ist, um den Formwandabschnitt (32) und/oder die Siegelnahtauflageabschnitt (41 a) in eine geöffnete Stellung zu bewegen.
  13. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (18) vorgesehen ist, um den beweglichen Formwandabschnitt (32) und/oder den bewegliche Siegeinahtauflageabschnitt (41 a) anzusteuern.
  14. Verfahren zum Herstellen von Standpackungen (21) mittels einer Tiefziehverpackungsmaschine (1), wobei in einer Formstation (2) der Tiefziehverpackungsmaschine (1) Verpackungsmulden (14) mit einem Hinterschnitt (26) in ein Formwerkzeugunterteil (30) tiefgezogen werden, und wobei die Standpackungen (21) beim Versiegeln in einer Siegelstation (30) der Tiefziehverpackungsmaschine (1) mit Verpackungsrändern (23) auf einer Siegelnahtauflage (41) eines Siegelwerkzeugunterteils (40) aufliegen,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Formwandabschnitt (32) des Formwerkzeugunterteils (30) bewegbar ist und/oder dass ein Siegelnahtauflageabschnitt (41 a) der Siegelnahtauflage (41) des Siegelwerkzeugunterteils (40) bewegbar ist, um ein Entfernen des Hinterschnitts (26) der Standpackung (21) aus dem Formwerkzeugunterteil (30) bzw. aus dem Siegelwerkzeugunterteil (40) zu ermöglichen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des bewegbaren Formwandabschnitts (32) und/oder zumindest ein Teil des bewegbaren Siegelnahtauflageabschnitts (41 a) geschwenkt und/oder translatorisch bewegt wird.
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