EP3088315B2 - Tiefziehverpackungsmaschine mit streifenstanze - Google Patents

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EP3088315B2
EP3088315B2 EP15165942.2A EP15165942A EP3088315B2 EP 3088315 B2 EP3088315 B2 EP 3088315B2 EP 15165942 A EP15165942 A EP 15165942A EP 3088315 B2 EP3088315 B2 EP 3088315B2
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EP
European Patent Office
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packaging machine
film
die
punch
machine according
Prior art date
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EP15165942.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3088315A1 (de
EP3088315B1 (de
Inventor
Elmar Ehrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Original Assignee
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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Publication date
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Application filed by Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG filed Critical Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority to ES15165942T priority Critical patent/ES2664850T5/es
Priority to EP15165942.2A priority patent/EP3088315B2/de
Priority to US15/140,124 priority patent/US10472112B2/en
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Publication of EP3088315B1 publication Critical patent/EP3088315B1/de
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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
    • B65B61/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages
    • B65B61/04—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for severing webs, or for separating joined packages
    • B65B61/06—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for severing webs, or for separating joined packages by cutting
    • B65B61/065—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for severing webs, or for separating joined packages by cutting by punching out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/27—Means for performing other operations combined with cutting
    • B26D7/32—Means for performing other operations combined with cutting for conveying or stacking cut product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
    • B26F1/14—Punching tools; Punching dies
    • 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
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    • B65B65/003—Packaging lines, e.g. general layout
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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.
  • thermoforming packaging machines In thermoforming packaging machines, a container or trough is usually formed in a lower film in a forming station, a product is placed in it and the trough is sealed airtight in a sealing station with an upper film under vacuum and/or a modified atmosphere.
  • the packs produced in this way are connected as a composite via the lower film and are transported through the thermoforming packaging machine by clamp chains attached on both sides.
  • a combination of a transverse cutting station and a subsequent longitudinal cutting station can be provided for separating the packaging from the composite of the lower and upper films.
  • the composite of the lower and upper film is cut transversely to the direction of transport or, if radii are required on the edges of the packaging, strip cuts are punched out.
  • the punching knife Since there is usually not enough space for a device for collecting within the machine frame or for transporting it out of the machine frame, the punching knife usually punches the strip cuts out of the film from below, coming up. These are pushed further up in a receptacle after each cut and can then be removed collectively. In the case of high-performance machines, the receptacles are very high so that they do not have to be emptied all the time. In this case, the cut strips are pushed over a shoulder which is located above a film transport plane and on which the edge of the cut strip cut last rests partially. This prevents the strip cuts stacked above from falling down into the cross-cutting station or onto the packaging to be cut. In the latter case, there would also be disruptions in the thermoforming packaging machine and downtimes.
  • the WO 2012/102682 A1 discloses a packaging machine with a cutting station, in which at least one drive for a cutting means or a counter-means of the cutting station is arranged above the film web to be punched out.
  • the EP 2 447 171 A1 discloses a solution for the safe disposal of trimming waste, which is discharged upwards, namely above the plane of the film.
  • the object of the present invention is to provide a thermoforming packaging machine with an improved strip punch.
  • thermoforming packaging machine having the features of claim 1.
  • the thermoforming packaging machine comprises a film punch with a common lifting drive for a die and a stamp, the die and the stamp being movable relative to one another by the common lifting drive orthogonally to a film transport plane.
  • a first lifting mechanism transfers the drive movement of the lifting drive to the punch, while a second lifting mechanism transfers the drive movement of the lifting drive to a movement of the die.
  • the lifting movements performed by the punch and the die are preferably always in opposite directions to one another.
  • the thermoforming packaging machine according to the invention is characterized in that the lifting drive is arranged above the foil transport plane. This means that film strips that have been cut out can fall directly into a container or onto a discharge belt without contamination or negatively affecting the lifting drive.
  • the lifting drive comprises an electric motor, preferably a servomotor, for example with an additional brake.
  • an electric motor In a conventional pneumatic cylinder lift actuator, a foil stamper is at rest in an open position and in the event of a drop in pressure in the supply lines of the pneumatic cylinder, there is a risk of injury to the operator from an unexpected downward movement of an upper tool of the foil stamper.
  • An electric motor can drive a self-locking lifting spindle or have a brake, so that there is no danger to the operating or maintenance personnel when the foil punch is in the rest position.
  • the controller of the thermoforming packaging machine can operate the electric motor with a defined torque when the brake is closed and check whether an impermissible movement is taking place.
  • the second lifting mechanism can have guide rods which are located laterally outside the foil transported in the foil punch and by means of which a drive movement of the lifting drive can be transmitted to the matrix located below the foil transport plane.
  • the foil punch can have a frame which is stationary on a machine frame of the thermoforming packaging machine is arranged.
  • a bearing plate can be present as a component of the second lifting mechanism, which during operation of the foil stamp moves up and down relative to the frame of the foil stamp and whose movement is coupled to the lifting movement of the matrix located below the plane of the foil.
  • the lifting drive is rigidly attached to the frame, so that the bearing plate moves relative to the frame.
  • the motor is fastened to the bearing plate, so that when the foil stamp is in operation it moves alternately up and down together with the bearing plate relative to the frame of the foil stamp.
  • the stamp preferably comprises a punching knife.
  • the die preferably has a recess into which the punching blade can dip.
  • the recess is preferably produced by means of wire EDM and/or by means of grinding.
  • the punch and the punching knife are preferably each designed in multiple parts, so that larger dimensions of the punch and punching knife are made possible and the individual parts can be adjusted in relation to one another.
  • the die preferably has a number of troughs so as not to collide with the containers of the lower film, since the die has ridges aligned in the working direction of the thermoforming packaging machine for stabilization.
  • the troughs preferably have a height of up to 60 mm in the vertical direction and/or a depth of 30 mm to 40 mm in the horizontal direction in order to be suitable for processing containers with a large deep drawing.
  • the film punch is preferably configured to separate a film strip from a film composite by means of the stamp and the die and to convey it downwards through the die so that no accumulation of film strips is lifted upwards and, for example, have to be collected or stacked in containers.
  • the punch for the punching process is preferably designed to be movable vertically downwards and the die vertically upwards.
  • the foil stamp is preferably configured to perform the movement of the punch and the die substantially simultaneously in order to keep the cycle time of the foil stamp to a minimum and to simplify the construction with only one electric motor.
  • a container is provided below the die or the foil punch to accommodate the foil strips.
  • the container can have a filling level monitor, which is connected, for example, to the controller of the thermoforming packaging machine, in order to show the operator information about a change or emptying of the container that is due or is about to take place.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a packaging machine according to the invention in the form of a thermoforming packaging machine 1.
  • the thermoforming packaging machine 1 has a forming station 2, a sealing station 3, a cross-cutting station 4 and a longitudinal cutting station 5, which are arranged in this order in a working direction R on a machine frame 6.
  • a material store 9 is provided in the area of the sealing station 3, from which a top film 10 is drawn off.
  • a discharge device 13 in the form of a conveyor belt is provided on the packaging machine on the output side, with which the finished, separated packages 21 are transported away.
  • the packaging machine 1 has a feed device, not shown, which grips the lower film 8 and transports it cyclically in the working direction R in a main working cycle.
  • the feed device can be realized, for example, by laterally arranged transport chains and can transport the lower film 8 .
  • the forming station 2 is designed as a deep-drawing station, in which containers 14 are formed in the lower film 8 by deep-drawing.
  • the forming station 2 can be designed in such a way that several containers 14 are formed next to one another in the direction perpendicular to the working direction R.
  • An insertion section 15 is provided in the working direction R behind the forming station 2 , in which the containers 14 formed in the lower film 8 are filled with products 16 .
  • the sealing station 3 has a lockable chamber 17 in which the atmosphere in the container 14 can be replaced prior to sealing, for example by flushing with a replacement gas or a replacement gas mixture.
  • the cross-cutting station 4 is designed as a film punch or specifically as a strip punch, which cuts the lower film 8 and the upper film 10 in a direction transverse to the working direction R between adjacent containers 14 severed.
  • the cross-cutting station 4 works in such a way that the lower film 8 is not severed across the entire width, but rather is not severed at least in an edge region and between two adjacent containers 14 . This enables the containers 14 to be transported further in a controlled manner by the feed device.
  • the longitudinal cutting station 5 is designed as a knife arrangement, with which the lower film 8 and the upper film 10 are severed between adjacent containers 14 and at the lateral edge of the lower film 8, so that individual packages 21 are present behind the longitudinal cutting station 5.
  • a mobile container 33 is provided for receiving punching waste.
  • 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 thermoforming packaging machine 1 for or by an operator.
  • the general mode of operation of the packaging machine 1 is briefly described below.
  • the lower film 8 is pulled off the feed roller 7 and transported into the forming station 2 by the feed device.
  • containers 14 are formed into the lower film 8 by deep-drawing.
  • the containers 14 are transported further together with the surrounding area of the lower film 8 in a main work cycle to the insertion line 15 in which they are filled with product 16 .
  • the filled containers 14 are then transported onwards together with the area of the lower film 8 surrounding them in the main work cycle by the feed device into the sealing station 3 .
  • the upper film 10 is transported further with the feed movement of the lower film 8 .
  • the top film 10 is pulled off the material store 9 in the process. Sealing the top film 10 to the containers 14 creates closed packaging 21.
  • figure 2 shows the cross-cutting station 4 in the form of a film punch, which, by means of an electromotive lifting drive 22, preferably a servo drive or servo motor, moves a stamp 23 downwards against the lower film 8 and the upper film 10, which together form a film composite, and thereby cuts a film strip 32 from the The composite film of the lower film 8 and upper film 10 is separated.
  • the stamp 23 interacts with a die 24 which is simultaneously moved from below against the lower film 8 and the upper film 10 by means of the lifting drive 22 in the opposite direction to the stamp 23 .
  • the lifting drive 22 is configured to move a plate 27 with the stamp 23 mounted on it downwards via a first lifting mechanism 25a, which is implemented here in the form of a bent push rod 26 .
  • the motor 22 is mounted on a bearing plate 28. At the same time, the drive power of the motor 22 causes the bearing plate 28 to move upwards relative to a frame 29 of the cross-cutting station 4 , the frame 29 being arranged in a stationary manner on the machine frame 6 .
  • a lifting plate 31 with the die 24 mounted on it is rigidly connected to the bearing plate 28 via at least two guide rods 30, which are arranged on the right and left side in the drawing, so that the movement of the die 24 corresponds to the movement of the bearing plate 28.
  • the bearing plate 28, the at least two guide rods 30 and the lifting plate 31 together form a second lifting mechanism 25b, by means of which the drive movement of the lifting drive 22 is converted into a lifting movement of the die 24.
  • the lifting drive 22 ensures that the punch 23 and the die 24 move towards one another together in order to cut out the film strip 32 or again for the punch 23 and the die 24 to move apart again in order to enable the next film advance.
  • the foil strip 32 After the foil strip 32 has been separated, it is pressed downwards by the stamp 23 through the matrix 24 and can fall downwards into the mobile container 33 provided with wheels 33a below the cross-cutting device 4.
  • the container 33 is queried by sensors from the controller 18 as to whether it is in its predefined working position under the cross-cutting device 4, since for safety reasons it also prevents an operator from reaching into the cross-cutting device 4 from below through the machine frame 6 while the thermoforming packaging machine is in operation 1 should prevent.
  • thermoforming packaging machine 1 transports the film strips outwards from the thermoforming packaging machine 1 laterally to the working direction R and feeds them to a disposal facility.
  • a film transport plane E is defined by the film composite of the lower film 8 and the upper film 10 and by the alignment in the working direction R. Both the lifting drive 22 and the first lifting mechanism 25a are located completely above the film transport plane E.
  • FIG 3 shows the punch 23 and the die 24.
  • the die 24 has a recess 35 which is congruent with the contour of a punching blade 34 of the punch 23.
  • the film strip 32 separated from the film composite can fall down through the cutout 35 of the die 24 or be pressed down into the cutout 35 by the punching blade 34 .
  • the stamp 23 and the punching blade 34 are made of several parts, consisting of several parts A, B and C connected to one another.
  • the die 24 is in one piece and is made of stainless steel or another hardened steel and the recess 35 is made, for example, by means of wire EDM manufactured.
  • the matrix 24 has four troughs 36 which serve as a release from the matrix 24 for the packaging 21 or the containers 14 .
  • a height H of the troughs 36 is provided up to 60 mm and a depth T in the horizontal direction of 30 to 40 mm in order to give the die 24 a high degree of stability.
  • the recess 35 has a width B of 5 to 10 mm in the area of the smallest width.
  • a cutting gap of preferably 3 to 5 ⁇ m is provided between the punching blade 34 of the punch 23 and the recess 35 of the die 24 .
  • the recess 35 has a flat punching surface 37 in the upper area, which is parallel to the direction of movement of the punch 23 and die 24.
  • the punching surface 37 has a width Z of at least 3 mm. Below this punching surface 37, the cutout has a clearance 38 in order to make it easier for film strips 32 to fall off.

Landscapes

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  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Tiefziehverpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In Tiefziehverpackungsmaschinen wird üblicherweise in einer Formstation ein Behälter bzw.eine Mulde in eine Unterfolie geformt, darin ein Produkt eingelegt und die Mulde in einer Siegelstation mit einer Oberfolie unter Vakuum und/oder modifizierter Atmosphäre luftdicht versiegelt. Die so hergestellten Packungen hängen als Verbund über die Unterfolie zusammen und werden durch beidseitig angebrachte Klammerketten durch die Tiefziehverpackungsmaschine transportiert. Zum Vereinzeln der Verpackungen aus dem Verbund der Unter- und der Oberfolie kann eine Kombination einer Querschneidestation und einer nachfolgenden Längsschneidestation vorgesehen sein. In der Querschneidestation wird der Verbund der Unter- und der Oberfolie quer zur Transportrichtung geschnitten oder es werden, falls Radien an den Rändern der Verpackungen notwendig sind, Streifenschnitte ausgestanzt.
  • Da normalerweise der Platz für eine Einrichtung zum Sammeln innerhalb des Maschinengestells oder zum Heraustransportieren aus dem Maschinengestell nicht ausreichend vorhanden ist, stanzt das Stanzmesser üblicherweise von unten kommend die Streifenschnitte nach oben aus der Folie heraus. Diese werden in einem Aufnahmebehälter nach jedem Schnitt weiter nach oben geschoben und können dann gesammelt entnommen werden. Bei Hochleistungsmaschinen sind die Aufnahmebehälter sehr hoch, um sie nicht laufend leeren zu müssen. Dabei werden die Streifenschnitte über einen Absatz geschoben, der sich oberhalb einer Folientransportebene befindet, und auf dem der zuletzt geschnittene Streifenschnitt teilweise mit seinem Rand aufliegt. So wird verhindert, dass die darüber gestapelten Streifenschnitte nach unten in die Querschneidestation bzw. auf die zu schneidenden Verpackungen fallen. In letzterem Fall würde es auch zu Störungen in der Tiefziehverpackungsmaschine und Stillstandszeiten kommen.
  • Vor allem bei dünneren bzw. nicht biegesteifen Streifenschnitten ist das Risiko groß, dass das Gewicht der gestapelten Streifenschnitte nicht durch den untersten aufliegenden Streifenschnitt gehalten werden kann.
  • Aus der DE 10 2012 204 502 A1 geht eine Stanzeinrichtung zum Abtrennen von streifenförmigen Randbereichen aus einer Verpackungsbahn hervor. Bei dieser Stanzeinrichtung sind in Transportrichtung der Verpackungsbahn hintereinander zwei verschiedene Stanzeinheiten angeordnet, die ihrerseits jeweils ein Oberteil und ein Unterteil aufweisen. Details zu den Antrieben dieser Stanzeinheiten offenbart dieses Dokument nicht.
  • Die WO 2012/102682 A1 offenbart eine Verpackungsmaschine mit einer Schneidstation, bei der zumindest ein Antrieb für ein Schneidmittel oder ein Gegenmittel der Schneidstation oberhalb der auszustanzenden Folienbahn angeordnet ist.
  • Die EP 2 447 171 A1 offenbart eine Lösung für eine sichere Entsorgung von Schneidabfall, der nach oben, nämlich oberhalb der Folienebene, abgeführt wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tiefziehverpackungsmaschine mit einer verbesserten Streifenstanze bereit zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Tiefziehverpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine umfasst eine Folienstanze mit einem gemeinsamen Hubantrieb für eine Matrize und einen Stempel, wobei die Matrize und der Stempel vom gemeinsamen Hubantrieb orthogonal zu einer Folientransportebene zueinander bewegbar sind. Eine erste Hubmechanik überträgt die Antriebsbewegung des Hubantriebs auf den Stempel, während eine zweite Hubmechanik die Antriebsbewegung des Hubantriebs auf eine Bewegung der Matrize überträgt. Die dabei von dem Stempel und der Matrize ausgeführten Hubbewegungen sind vorzugsweise stets gegenläufig zueinander. Die erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass der Hubantrieb oberhalb der Folientransportebene angeordnet ist. Somit können ausgetrennte Folienstreifen direkt in einen Behälter oder auf ein Abfuhrband fallen, ohne dass es dabei zu Verschmutzung oder negativer Beeinträchtigung des Hubantriebs kommt.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst der Hubantrieb einen Elektromotor, vorzugsweise einen Servomotor, beispielsweise zusätzlich mit einer Bremse. Bei einem herkömmlichen Hubantrieb mit Pneumatikzylinder ist eine Folienstanze im Ruhezustand in einer offenen Stellung und im Falle eines abfallenden Druckes in den Versorgungsleitungen des Pneumatikzylinders besteht die Gefahr von Verletzungen für den Bediener durch eine unerwartete Bewegung eines oberen Werkzeugs der Folienstanze nach unten. Ein Elektromotor hingegen kann eine selbsthemmende Hubspindel antreiben oder eine Bremse aufweisen, so dass in der Ruhestellung der Folienstanze keine Gefahr für das Bedien- oder Wartungspersonal ausgeht. Um die Funktion der Bremse zu überwachen oder zu testen, kann die Steuerung der Tiefziehverpackungsmasche den Elektromotor mit einem definierten Drehmoment bei geschlossener Bremse betreiben und prüfen, ob eine nicht zulässige Bewegung stattfindet.
  • Zweckmäßig ist es, wenn sich die erste Hubmechanik vollständig oberhalb der Folientransportebene befindet, weil die Folienstanze auf diese Weise besonders einfach wird. Die zweite Hubmechanik hingegen kann über Führungsstangen verfügen, die sich seitlich außerhalb der in der Folienstanze transportierten Folie befinden und mittels derer eine Antriebsbewegung des Hubantriebs auf die unterhalb der Folientransportebene befindliche Matrize übertragbar ist.
  • Die Folienstanze kann einen Rahmen aufweisen, der stationär an einem Maschinengestell der Tiefziehverpackungsmaschine angeordnet ist. Als Komponente der zweiten Hubmechanik kann eine Lagerplatte vorhanden sein, die sich im Betrieb der Folienstanze relativ gegenüber dem Rahmen der Folienstanze auf und ab bewegt und an deren Bewegung die Hubbewegung der unterhalb der Folienebene befindlichen Matrize gekoppelt ist. In einer ersten Variante ist der Hubantrieb starr am Rahmen befestigt, sodass sich die Lagerplatte relativ zum Rahmen bewegt. In einer zweiten Ausführungsvariante hingegen ist der Motor an der Lagerplatte befestigt, sodass er sich beim Betrieb der Folienstanze gemeinsam mit der Lagerplatte relativ zum Rahmen der Folienstanze alternierend nach oben und unten bewegt.
  • Der Stempel umfasst bevorzugt ein Stanzmesser.
  • Die Matrize weist vorzugsweise eine Aussparung auf, in die das Stanzmesser eintauchen kann.
  • Die Aussparung ist bevorzugt mittels Drahterodieren und/oder mittels Schleifen hergestellt.
  • Vorzugsweise sind der Stempel und das Stanzmesser jeweils mehrteilig ausgeführt, so dass größere Abmessungen von Stempel und Stanzmesser ermöglicht werden und eine Einstellmöglichkeit der einzelnen Teile zueinander ermöglicht ist.
  • Die Matrize weist bevorzugt mehrere Mulden auf, um nicht mit den Behältern der Unterfolie zu kollidieren, da die Matrize Stege zur Stabilisierung ausgerichtet in Arbeitsrichtung der Tiefziehverpackungsmaschine aufweist.
  • Dabei weisen die Mulden vorzugsweise in Vertikalrichtung eine Höhe von bis zu 60 mm und/oder in Horizontalrichtung eine Tiefe von 30 mm bis 40 mm auf, um auch für die Bearbeitung von Behältern mit großem Tiefzug geeignet zu sein.
  • Die Folienstanze ist bevorzugt dazu konfiguriert, mittels des Stempels und der Matrize einen Folienstreifen aus einem Folienverbund auszutrennen und nach unten durch die Matrize hindurch zu fördern, um keine Ansammlung von Folienstreifen nach oben anzuheben und beispielsweise in Behältern ansammeln bzw. stapeln zu müssen.
  • Vorzugsweise sind der Stempel für den Stanzvorgang vertikal nach unten und die Matrize vertikal nach oben bewegbar ausgeführt.
  • Die Folienstanze ist bevorzugt dazu konfiguriert, die Bewegung des Stempels und der Matrize weitestgehend zeitgleich auszuführen, um die Zykluszeit der Folienstanze minimal zu halten und um die Konstruktion mit nur einem Elektromotor zu vereinfachen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist ein Behälter unterhalb der Matrize bzw. der Folienstanze vorgesehen, um die Folienstreifen aufzunehmen. Dabei kann der Behälter eine Füllstandsüberwachung aufweisen, die beispielsweise mit der Steuerung der Tiefziehverpackungsmaschine verbunden ist, um dem Bediener die Information über einen fälligen oder auch demnächst anstehenden Wechsel bzw. Leerung des Behälters anzuzeigen.
  • Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Tiefziehverpackungsmaschine,
    Figur 2
    eine schematische Ansicht in Arbeitsrichtung einer Querschneidestation,
    Figur 3
    eine schematische Ansicht eines Stempels und einer Matrize und
    Figur 4
    eine Schnittansicht der Matrize.
  • Einander entsprechende Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichem Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine 1. Die Tiefziehverpackungsmaschine 1 weist eine Formstation 2, eine Siegelstation 3, eine Querschneidestation 4 und eine Längsschneidestation 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 Unterfolie 8 abgezogen wird. Im Bereich der Siegelstation 3 ist ein Materialspeicher 9 vorgesehen, von dem eine Oberfolie 10 abgezogen wird. Ausgangsseitig ist an der Verpackungsmaschine eine Abfuhreinrichtung 13 in Form eines Transportbandes vorgesehen, mit der fertige, vereinzelte Verpackungen 21 abtransportiert werden. Ferner weist die Verpackungsmaschine 1 eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung auf, die die Unterfolie 8 ergreift und in einem Hauptarbeitstakt taktweise in der Arbeitsrichtung R weitertransportiert. Die Vorschubeinrichtung kann zum Beispiel durch seitlich angeordnete Transportketten realisiert sein und die Unterfolie 8 transportieren.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Formstation 2 als eine Tiefziehstation ausgebildet, in der in der Unterfolie 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 14 nebeneinander gebildet werden. In Arbeitsrichtung R hinter der Formstation 2 ist eine Einlegestrecke 15 vorgesehen, in der die in der Unterfolie 8 geformten Behälter 14 mit Produkten 16 befüllt werden.
  • Die Siegelstation 3 verfügt über eine verschließbare Kammer 17, in der die Atmosphäre in dem Behälter 14 vor dem Versiegeln zum Beispiel durch Gasspülen mit einem Austauschgas oder mit einem Austausch-Gasgemisch ersetzt werden kann.
  • Die Querschneidestation 4 ist als Folienstanze bzw. konkret als Streifenstanze ausgebildet, die die Unterfolie 8 und die Oberfolie 10 in einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung R zwischen benachbarten Behältern 14 durchtrennt. Dabei arbeitet die Querschneidestation 4 derart, dass die Unterfolie 8 nicht über die gesamte Breite aufgetrennt wird, sondern zumindest in einem Randbereich und zwischen zwei benachbarten Behältern 14 nicht durchtrennt wird. Dies ermöglicht einen kontrollierten Weitertransport der Behälter 14 durch die Vorschubeinrichtung.
  • Die Längsschneidestation 5 ist in der dargestellten Ausführungsform als eine Messeranordnung ausgebildet, mit der die Unterfolie 8 und die Oberfolie 10 zwischen benachbarten Behältern 14 und am seitlichen Rand der Unterfolie 8 durchtrennt werden, so dass hinter der Längsschneidestation 5 vereinzelte Verpackungen 21 vorliegen. Unter der Querschneideeinrichtung 4 ist ein fahrbarer Behälter 33 zur Aufnahme von Stanzabfällen vorgesehen.
  • 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 Tiefziehverpackungsmaschine 1 für bzw. durch einen Bediener.
  • Die generelle Arbeitsweise der Verpackungsmaschine 1 wird im Folgenden kurz dargestellt.
  • Die Unterfolie 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 die Unterfolie 8 gebildet. Die Behälter 14 werden zusammen mit dem umgebenden Bereich der Unterfolie 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 der Unterfolie 8 in dem Hauptarbeitstakt durch die Vorschubeinrichtung in die Siegelstation 3 weitertransportiert. Die Oberfolie 10 wird nach einem Ansiegelvorgang an die Unterfolie 8 mit der Vorschubbewegung der Unterfolie 8 weitertransportiert. Dabei wird die Oberfolie 10 von dem Materialspeicher 9 abgezogen. Durch das Ansiegeln der Oberfolie 10 an die Behälter 14 entstehen verschlossene Verpackungen 21.
  • Figur 2 zeigt die Querschneidestation 4 in Form einer Folienstanze, die mittels eines elektromotorischen Hubantriebs 22, vorzugsweise eines Servoantriebs oder Servomotors, einen Stempel 23 nach unten gegen die Unterfolie 8 und die Oberfolie 10, die gemeinsam einen Folienverbund darstellen, bewegt und dabei einen Folienstreifen 32 aus dem Folienverbund der Unterfolie 8 und Oberfolie 10 heraustrennt, Dabei wirkt der Stempel 23 mit einer Matrize 24 zusammen, die gleichzeitig mittels des Hubantriebs 22 gegenläufig zum Stempel 23 von unten gegen die Unterfolie 8 und die Oberfolie 10 bewegt wird. Der Hubantrieb 22 ist dazu konfiguriert, über eine erste Hubmechanik 25a, die hier in Form einer gebogenen Schubstange 26 realisiert ist, eine Platte 27 mit dem darauf angebrachten Stempel 23 nach unten zu bewegen. Der Motor 22 ist dabei an einer Lagerplatte 28 gelagert. Gleichzeitig bewirkt der Motor 22 durch seine Antriebsleistung eine Relativbewegung der Lagerplatte 28 gegenüber einem Rahmen 29 der Querschneidestation 4 nach oben, wobei der Rahmen 29 stationär am Maschinengestell 6 angeordnet ist.
  • Über wenigstens zwei Führungsstangen 30, die in der Zeichnung an der rechten und linken Seite angeordnet sind, ist eine Hubplatte 31 mit der darauf angebrachten Matrize 24 starr mit der Lagerplatte 28 verbunden, so dass die Bewegung der Matrize 24 der Bewegung der Lagerplatte 28 entspricht. Die Lagerplatte 28, die wenigstens zwei Führungsstangen 30 und die Hubplatte 31 bilden gemeinsam eine zweite Hubmechanik 25b, mittels derer die Antriebsbewegung des Hubantriebs 22 in eine Hubbewegung der Matrize 24 übertragen wird. Somit sorgt der Hubantrieb 22 für ein gemeinsames zueinander Zubewegen des Stempels 23 und der Matrize 24 zum Austrennen des Folienstreifens 32 bzw. auch wieder für ein Auseinanderfahren des Stempels 23 und der Matrize 24, um einen nächsten Folienvorzug zu ermöglichen.
  • Nach dem Heraustrennen des Folienstreifens 32 wird dieser vom Stempel 23 durch die Matrize 24 hindurch nach unten gedrückt und kann nach unten in den fahrbaren, mit Rädern 33a versehenen Behälter 33 unter der Querschneideinrichtung 4 fallen. Der Behälter 33 wird von der Steuerung 18 sensorisch abgefragt, ob dieser sich in seiner vordefinierten Arbeitsstellung unter der Querschneideinrichtung 4 befindet, da er auch aus Sicherheitsgründen ein Eingreifen eines Bedieners in die Querschneideinrichtung 4 von unten durch das Maschinengestell 6 hindurch während des laufenden Betriebs der Tiefziehverpackungsmaschine 1 verhindern soll.
  • Denkbar ist auch eine alternative Ausführung ohne einen solchen Behälter 33 und stattdessen mit einem Transportband, das die Folienstreifen seitlich zur Arbeitsrichtung R aus der Tiefziehverpackungsmaschine 1 nach außen transportiert und einer Entsorgungseinrichtung zuführt.
  • Eine Folientransportebene E wird durch den Folienverbund der Unterfolie 8 und der Oberfolie 10 sowie durch die Ausrichtung in Arbeitsrichtung R definiert. Sowohl der Hubantrieb 22 als auch die erste Hubmechanik 25a befinden sich vollständig oberhalb der Folientransportebene E.
  • Fig. 3 zeigt den Stempel 23 und die Matrize 24. Die Matrize 24 weist eine Aussparung 35 auf, die mit der Kontur eines Stanzmessers 34 des Stempels 23 kongruent ist. Der aus dem Folienverbund ausgetrennte Folienstreifen 32 kann durch die Aussparung 35 der Matrize 24 nach unten fallen oder durch das Stanzmesser 34 nach unten in die Aussparung 35 gedrückt werden. Der Stempel 23 und das Stanzmesser 34 sind mehrteilig ausgebildet aus mehreren miteinander verbundenen Teilen A, B und C.
  • Die Matrize 24 ist einstückig und aus Edelstahl oder einem anderen gehärteten Stahl ausgeführt und die Aussparung 35 beispielsweise mittels Drahterodieren hergestellt. Die Matrize 24 weist vier Mulden 36 auf, die als Freistellung der Matrize 24 für die Verpackungen 21 bzw. die Behälter 14 dienen. Eine Höhe H der Mulden 36 ist bis zu 60 mm vorgesehen und eine Tiefe T in Horizontalrichtung von 30 bis 40 mm, um der Matrize 24 eine hohe Stabilität zu verleiten. Die Aussparung 35 weist im Bereich der geringsten Breite eine Breite B von 5 bis 10 mm auf. Es ist ein Schneidspalt zwischen dem Stanzmesser 34 des Stempels 23 und der Aussparung 35 der Matrize 24 von vorzugsweise 3 bis 5 µm vorgesehen.
  • Fig. 4 zeigt die Matrize 24 in einer Schnittansicht quer zur Arbeitsrichtung R der Tiefziehverpackungsmaschine 1 in der Mitte der Matrize 24. Die Aussparung 35 weist im oberen Bereich eine plane Stanzfläche 37 auf, die parallel zur Bewegungsrichtung vom Stempel 23 und Matrize 24 ist. Die Stanzfläche 37 weist eine Breite Z von mindestens 3 mm auf. Unterhalb dieser Stanzfläche 37 weist die Aussparung eine Freistellung 38 auf, um ein Herunterfallen von Folienstreifen 32 zu erleichtern.

Claims (15)

  1. Tiefziehverpackungsmaschine (1), umfassend eine Folienstanze (4) mit einer Matrize (24) und einem Stempel (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (24) und der Stempel (23) von einem gemeinsamen Hubantrieb (22) orthogonal zu einer Folientransportebene (E) zueinander und voneinander fort bewegbar sind, wobei eine erste Hubmechanik (25a) zum Übertragen einer Bewegung vom Hubantrieb (22) auf den Stempel (23) und eine zweite Hubmechanik (25b) zum Übertragen einer Bewegung des Hubantriebs (22) auf eine Bewegung der Matrize (24) vorgesehen sind, und wobei der Hubantrieb (22) oberhalb der Folientransportebene (E) angeordnet ist.
  2. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubantrieb (22) einen Elektromotor, vorzugsweise einen Servomotor, umfasst.
  3. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubantrieb (22) eine selbsthemmende Hubspindel antreibt oder eine Bremse aufweist.
  4. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hubmechanik (25a) vollständig oberhalb der Folientransportebene (E) angeordnet ist.
  5. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstanze (4) einen Rahmen (29) aufweist und dass der Hubantrieb (22) an einer Lagerplatte (28) montiert ist, die sich im Betrieb der Folienstanze (4) relativ zum Rahmen (29) bewegt.
  6. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass über wenigstens zwei Führungsstangen (30) eine Hubplatte (31) mit der auf der Hubplatte angebrachten Matrize (24) starr mit der Lagerplatte (28) verbunden ist, wobei die Lagerplatte (28), die wenigstens zwei Führungsstangen (30) und die Hubplatte (31) gemeinsam die zweite Hubmechanik (25b) bilden, so dass der Hubantrieb (22) für ein gemeinsames zueinander Zubewegen des Stempels (23) und der Matrize (24) zum Austrennen eines Folienstreifens (32) und auch wieder für ein Auseinanderfahren des Stempels (23) und der Matrize (24) sorgt.
  7. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hubmechanik (25b) Führungsstangen (30) aufweist, die sich seitlich außerhalb der in der Folienstanze (4) transportierten Folie befinden und mittels derer eine Antriebsbewegung des Hubantriebs (22) auf die unterhalb der Folientransportebene (E) befindliche Matrize (24) übertragbar ist.
  8. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (23) ein Stanzmesser (34) umfasst.
  9. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (24) eine Aussparung (35) aufweist.
  10. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (35) mittels Drahterodieren und/oder mittels Schleifen hergestellt ist.
  11. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (23) und das Stanzmesser (34) jeweils mehrteilig ausgeführt sind.
  12. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstanze (4) dazu konfiguriert ist, mittels des Stempels (23) und der Matrize (24) einen Folienstreifen (32) aus einem Folienverbund auszutrennen und nach unten durch die Matrize (24) hindurch zu fördern.
  13. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (23) für den Stanzvorgang vertikal nach unten und die Matrize (24) vertikal nach oben bewegbar ausgeführt sind.
  14. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienstanze (4) dazu konfiguriert ist, die Bewegung des Stempels (23) und der Matrize (24) weitestgehend zeitgleich auszuführen.
  15. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälter (33) unterhalb der Matrize (24) vorgesehen ist, um die Folienstreifen (32) aufzunehmen.
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