EP3505454A2 - Vorrichtung zum verpacken von objekten - Google Patents

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EP3505454A2
EP3505454A2 EP18206147.3A EP18206147A EP3505454A2 EP 3505454 A2 EP3505454 A2 EP 3505454A2 EP 18206147 A EP18206147 A EP 18206147A EP 3505454 A2 EP3505454 A2 EP 3505454A2
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EP
European Patent Office
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web
packaging material
movement
packaging
drive motor
Prior art date
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Pending
Application number
EP18206147.3A
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English (en)
French (fr)
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Josef Mayer
Jörg SCHMEISER
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Weber Food Technology GmbH
Original Assignee
Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
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Filing date
Publication date
Application filed by Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach filed Critical Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
Publication of EP3505454A2 publication Critical patent/EP3505454A2/de
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    • B65H2801/81—Packaging machines

Definitions

  • the present invention relates to a packaging device for packaging objects, in particular for packaging food portions, with a conveyor for transporting a continuous web of a first packaging material, in particular a lower film, in a transport direction and with a feed device for supplying a continuous web of a second packaging material in the Transport direction, in particular a top film, wherein the conveyor comprises a first take-up shaft for receiving a first supply roll of the first packaging material and the supply means comprise a second take-up shaft for receiving a second supply roll of the second packaging material.
  • a serving comprises at least a piece or a slice of a product. Pieces and / or slices of different products may also be combined to form a portion.
  • portions can be predetermined in which spatial arrangement the respective portions are arranged relative to one another and / or in which way they should be layered. This makes it possible to form portions whose pieces or slices with or without a release sheet, single or multi-layered, smooth, folded, wavy or curled, linear, round, oval or stacked or shingled in any other form.
  • portions After forming such portions, they may be fed to the packaging device where they are then packaged. In principle, however, the portions can also be formed (partially or completely) directly in the packaging.
  • robots with portion grippers can be used.
  • Such machines are for example so-called “pickers”, which are also called “pick and place robots” or “delta robots”.
  • pickers which are also called “pick and place robots” or “delta robots”.
  • other robot types can also be used.
  • a supply of the portions to be packaged by means of other conveyor systems, e.g. Tape systems is known.
  • a basic requirement of packaging machines is to be able to quickly switch to another product or packaging if necessary.
  • High product throughput also means that used packaging material must be quickly and easily refillable.
  • the processing of the food product, from slicing to the finished packaged product, for hygienic reasons, should include as little human influence as possible.
  • the packaging machine is first supplied with a first part of the packaging, for example a so-called lower film, which serves as a storage unit for the food portions to be packaged. Subsequently, the lower film passes through a molding area, in which shells are formed in the lower film, in which the food portions are inserted in a further step. Finally, the packaging machine, a second part of the package, such as a so-called top film supplied, with which the shells of the lower film are sealed or sealed.
  • the upper film has a print whose dimensions match the dimensions of the shells of the lower film. Therefore, care must be taken that the top film is accurately coupled with the bottom film.
  • Packaging machines often have unwinding devices for the lower and upper films, which are usually wound up on supply rolls. These supply rolls are mounted in their core on axles or take-up shafts so that the film webs can be unwound from the rolls by mechanical means.
  • the top film In order for the top film to be connected to the bottom film wrinkle-free, tight and, above all, precisely fitting, a certain tensile stress must be exerted on the films during unwinding.
  • the exact fitting of the two packaging parts is particularly important if the top film has a print that matches the packaging format of the shells of the bottom film.
  • the desired tension is typically generated by braking systems which either directly restrain the films or by brake shoes which decelerate the supply rolls.
  • the tension can also be controlled by so-called dancer systems.
  • Such brake or dancer systems are mechanically complex. Due to their many individual components, they are not only cost-intensive and expensive to clean, they also take up a corresponding amount of space in the packaging machine. In addition, there is a high cost, for the appropriately trained personnel is necessary, for example, when a film must be changed. Then the new film has to be "threaded" into these systems.
  • the first take-up shaft can be driven to rotate by means of a first drive motor and / or the second take-up shaft can be driven by means of a second drive motor.
  • the first and / or the second drive motor are a servomotor.
  • the two recording waves - or only one of them - can be assigned in other words so in each case a separate drive motor.
  • the necessary tension for the suitable tension of the lower film can be generated. If the upper film is coupled to the lower film, it is also pulled by the conveyor in the transport direction, while the second drive motor drives or brakes the corresponding supply roll to unwind the upper film from its supply roll. It is also conceivable in principle to couple the upper film directly to the conveyor in order to convey it in the transport direction.
  • the necessary tension can be generated according to the invention directly by the respective drive motor.
  • the corresponding drive motor simply drives the take-up shaft faster or slower and thus allows a faster or slower unwinding of the corresponding film, while the conveyor (this includes, for example, a chain, belt, belt or linear drive) pulls the films in the transport direction.
  • the corresponding drive motor is operated slightly slower than the conveyor or even (slightly) braked to increase the tension.
  • the actively operable drive motors can be dispensed with complex mechanical systems for unwinding and braking of the films, such as dancer systems or brakes.
  • the conveyor is relieved. By means of a demand-driven (active) drive of one of the two supply rolls or both supply rolls, the conveying device no longer has to apply the force required to unwind the web (s) alone.
  • the first and / or the second drive motor directly drive the respective take-up shaft.
  • the first and / or the second drive motor are integrated in the respective take-up shaft.
  • the drive motors can be integrated directly into the already existing recording waves.
  • the system structure according to the invention can also be realized with an indirect drive, for example via a gear or a toothed belt.
  • the packaging device comprises a control device, which is designed to detect and / or control the movement of the first and / or the second drive motor, in particular as a function of one or more operating parameters of the conveyor.
  • both the preference and the film tension can be flexibly adjusted individually as required.
  • the tension when rolling during the preference - or even at standstill of the film web - be set constant.
  • the tension it is also possible for the tension to be set variably during the preference. This flexible setting for all current operating states can take over the control device.
  • the top film is stretched more than the bottom film so that it can be sealed wrinkle-free with the bottom film.
  • This voltage can be directly influenced by minimum speed or winding deviations between the drive motors of the take-up shafts. Controlled stretching of the respective films is also possible, even depending on the process and / or material.
  • At least one sensor in particular an optical sensor, is provided, with which the movement of the web of the first Packaging material is detected.
  • a further sensor in particular an optical sensor, can be provided, with which the movement of the web of the second packaging material can be detected.
  • a further sensor can be provided, with which a mechanical tension of the web of the first and / or the second packaging material can be detected.
  • the control device is designed to control the second drive motor in response to a drive of a first conveyor unit of the first conveyor or an operating parameter of the drive of the first conveyor unit, depending on the movement of the first drive motor, the movement of the path of the first and / or second Control packaging material and / or the mechanical tension of the web of the first and / or the second packaging material.
  • the control device can, for example, ensure that the two film webs are brought into coincidence with each other so that a print of the top film comes to rest correctly on the shell of the lower film.
  • the first drive motor can be driven by the control device as a function of the movement of the second drive motor.
  • the film web of the top film can thereby be applied selectively and under the correct tension to the film web of the bottom film.
  • the tension of the webs can also be detected by a sensor.
  • the packaging device has a forming station for forming storage elements for receiving the objects, in particular troughs or shells, in the path of the first packaging material.
  • the forming station is a thermoforming station.
  • the forming station is arranged in front of a feed point at which the web of the first packaging material is fed by the feed means the web of the second packaging material.
  • the packaging device has a sealing station, which is arranged in the transport direction behind the feed point and by means of which the two webs are connected to each other at least in sections.
  • a sealing station which is arranged in the transport direction behind the feed point and by means of which the two webs are connected to each other at least in sections.
  • the sealing station is, for example, designed in such a way that the lower film can be permanently connected to the upper film in order to protect the food in the dishes from external influences.
  • the control device is adapted to the first drive motor in dependence of the mechanical tension of the web of the first packaging material and / or in response to a stroke of a forming station and / or a sealing station and / or in dependence on a movement of the web of the first packaging material engageable coupling means which are drive-effective with a conveyor unit, in particular with a chain, belt, belt or linear drive, the conveyor coupled or coupled, and / or to control in dependence of an operating parameter of the conveyor unit.
  • Both the forming station and the sealing station generally require a clocked conveyor. A rest phase of the conveyor should therefore follow a preferential phase of the material webs.
  • the forming station In the resting phase, for example, in a molding area the forming station troughs are formed in the first packaging material, which are drawn in the subsequent preferential phase of this.
  • the sealing station conventionally also operates when closing the packages. The same applies to filling the intended areas for receiving the portions (eg the wells or trays).
  • Such a filling station is expediently arranged in the transport direction behind the forming station and before the sealing station.
  • tray sealers In such Schalenressgru already finished trays are supplied and sealed in a sealing station with a top film.
  • the web of the first packaging material in this case is a continuous stream of such trays, which in particular are interconnected or coupled together.
  • control device operates the first drive motor as a function of the voltage of the first material web.
  • the drive motor may accelerate or decelerate unwinding from the corresponding supply roll to re-tension the film web as needed.
  • the control device drives the first drive motor in response to the movement of coupling means.
  • the coupling means are conventionally used in chain, belt, belt or linear drives and serve to keep the film webs too safe.
  • a movement of the conveyor unit is converted into a movement of the first material web. Consequently, it would also be conceivable that the movement of these same coupling means - representative of or in addition to the movement the conveyor - detected and the drive motor of the first supply roll is operated in response to this detected movement.
  • the first drive motor is controlled as a function of an operating parameter of the conveyor unit.
  • a known operating parameter of the conveyor unit in particular of a motor of the conveyor unit, can stand for the movement of the conveyor or the first material web.
  • a method is provided, in particular for operating a packaging device according to one of the embodiments described above, wherein a movement parameter of the path of the first packaging material and / or an operating parameter of the first drive motor, a movement parameter of the first drive motor, a movement parameter of the path of the second packaging material and / or a mechanical tension of the web of the first packaging material is detected and the second drive motor is operated in dependence on the detected parameter and / or the detected voltage.
  • the packaging machine is operated in such a way that the second drive motor, which drives the pickup shaft of the second supply roll of the second packaging material to rotate, is detected as a function of one or more Parameters is controlled.
  • Such parameters may be the above-described motion or operating parameters of the various components of the packaging machine.
  • it may be useful, for example, if the second drive motor is operated as a function of a detected movement parameter of the first drive motor so that the unwinding of the two film webs can be coordinated with one another.
  • a mechanical tension of the web of the first packaging material and / or a movement parameter of coupling means engageable with the web of the first packaging material are effective to drive a conveyor unit, in particular a chain, belt, belt or linear drive , the conveying device are coupled or coupled, and / or detects a movement parameter of the conveyor unit and the first drive motor is operated in dependence on the detected parameter and / or the detected voltage. Additionally or alternatively, the first drive motor is operated in response to a - predetermined or detected - clock of a forming station, a filling station and / or a sealing station. The operation of the first drive motor can thus depend on various parameters.
  • the movement of the coupling means already described above is detected.
  • the take-up shaft of the first supply roll can then be driven, so that the first packaging material wound thereon can be unwound at a speed corresponding to the detected movement.
  • the first drive motor can also be controlled as a function of other parameters, such as the mechanical tension of the web of the first packaging material and / or a movement parameter of the conveyor unit.
  • the first drive motor is operated such that a predetermined - time constant or variable - mechanical tension of the web of the first packaging material is generated and / or that the second drive motor is operated such that a predetermined - time constant or temporally variable - mechanical tension of the web of the second packaging material is generated.
  • a transport of the web of the first packaging material is clocked.
  • the tension of the web of the second packaging material varies during a stroke. This timing may, for example - as mentioned above - depend on the operation of the sealing, the filling and / or the forming station.
  • the first (second) drive motor is operated to produce a rotational movement of the first (second) supply roll.
  • This rotational movement is detected to determine on the basis thereof the condition parameters characteristic of the first (second) roller, e.g. their diameter to determine.
  • Such a method can be used in a packaging machine according to one of the embodiments described above. It can for example be carried out after the introduction of a new supply roll. By determining the diameter, the user of the machine can be informed, for example, how much film web is on the supply roll. Thus, it can also be determined at which time a new supply roll must be used. In particular, this method of determination a state parameter advantageously carried out before the film web of the second supply roll is coupled to the film web of the first supply roll.
  • This method can also be used in a packaging machine according to one of the embodiments described above. Notwithstanding the method described above, however, the two webs of the first and second packaging material are coupled together here. Subsequently, the conveyor (in particular a motor of a conveyor unit of the conveyor) and / or the first drive motor are driven, so that the first packaging material by the coupling with the second packaging material and the second material web entrains, for example in the transport direction. The rotational movement of the second supply roll generated thereby can thus be detected and evaluated in order to determine the desired state parameter.
  • the conveyor in particular a motor of a conveyor unit of the conveyor
  • the first drive motor are driven, so that the first packaging material by the coupling with the second packaging material and the second material web entrains, for example in the transport direction.
  • the rotational movement of the second supply roll generated thereby can thus be detected and evaluated in order to determine the desired state parameter.
  • This method can also be used in a packaging machine according to one of the embodiments described above.
  • the first packaging material is pulled in the transport direction and detected thereby generated rotational movement of the first supply roll.
  • the acquired data can then be evaluated to determine the desired state parameter of the first supply roll.
  • said methods can be carried out at any desired time, even during ongoing operation, in particular if irregularities in the interaction of the drives and / or a delay in the material webs have been detected by means of the control device.
  • the idea underlying this method is the controlled drive of the first or the second supply roll - either directly by the first or second drive motor or indirectly by pulling on the first or second material web - and the analysis of the rotational movement of the corresponding supply roll generated thereby. This depends ultimately on the moment of inertia of the role and thus, inter alia, on the diameter. In simple terms, there is a simple physical relationship between the input quantity "roller drive” and the output variable "supply roll response". These two variables are interlinked, inter alia, via the moment of inertia of the supply roll, which in turn is a measure of their diameter and thus the length of the packaging material still present. The knowledge of this value enables optimized and predictive operation of the packaging device.
  • the operating parameter is an angular increment, a torque, a frequency, an operating current or an operating voltage of the first and / or the second drive motor.
  • the motion parameter is a position information, angular increment information, a torque, a frequency, an angular velocity or an angular acceleration of the rotational movement of the first or the second supply roll.
  • a rotational speed of the first and / or the second supply roll is detected, wherein this detection takes place by means of at least one touching and / or non-contact sensor.
  • the detection can take place in a region near the corresponding supply roll, for example in a section just behind a film delivery region of the corresponding roll.
  • instantaneous values of the rotational speed and / or time-averaged rotational speed values can be detected.
  • an elongation of the web of the first packaging material and / or a stretching of the web of the second packaging material may be determined on the basis of the detected movement speed of the first and / or the second web and / or the detected rotational speed.
  • the single figure shows schematically a packaging device according to the invention.
  • the packaging device comprises a conveyor 10 for transporting a continuous web 12 of a lower film of a package.
  • This lower film 12 is unwound from a first supply roll 20 which is mounted on a first receiving shaft 18.
  • This take-up shaft 18 is driven by a first drive motor 26 to enable the supply roll 20 to rotate.
  • the motor 26 also allows active braking of the web 12 in a generator mode.
  • the conveyor 10 comprises a conveyor unit 46, in particular a chain, belt, belt or linear drive.
  • the unit 46 is (selectively) coupled to coupling means 44 which in turn (selectively) engage the film web 12 of the first packaging material.
  • the film web 12 is held securely by the means 44 and pulled by the unit 46 in the transport direction TR of the conveyor 10 in the figure to the left.
  • the film web 12 passes through a thermoforming station 38, in which by a deep-drawing process storage elements - usually wells or trays - are formed in the film web 12. Subsequently, the film web 12 continues in a filling area (not shown) transported, in which the food portions to be packaged are inserted into the trays.
  • the second film web 16 When viewed in the transport direction TR behind the filling area, there is a feed point Z at which the second film web 16 is fed.
  • the second film web 16 is unwound from a supply roll 24 which is mounted on a take-up shaft 22.
  • the take-up shaft 22 like the take-up shaft 18 of the first roller 20, is directly driven by a drive motor 28 and rotated.
  • a deflection roller (not shown here) can be arranged in order to deflect the second film web 16 in the transport direction TR. From here, the two film webs 12, 16 are transported in parallel in the direction of a sealing station 42, where they are connected or sealed together.
  • a plurality of sensors 32, 34, 36 are provided.
  • the sensor 32 is arranged in the region of the first film web 12. This is preferably an optical sensor with which, for example, the movement of the film web 12 can be detected.
  • the sensor 34 is arranged in the region of the second film web 16 in order to detect the movement of this film web 16 with preferably optical methods.
  • the sensors 32, 34 may also be tension sensors.
  • the sensor 36 can be arranged in the region behind the feed point Z, so that it can determine the movement and / or mechanical tension of both film webs 12, 16.
  • the control device 30, the two drive motors 26, 28 drive and individually drive. In this way it can be ensured that the film webs 12, 16 are unwound in a correspondingly controlled manner from their supply rolls 20, 24, so that they fit together precisely can be sealed.
  • the motors 26, 28 also permit braking of the foils 12, 16. Mechanical brake systems and / or dancer systems for adjusting the tension acting on the foils 12, 16 can be dispensed with.

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  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)

Abstract

Verpackungsvorrichtung zum Verpacken von Objekten, insbesondere zum Verpacken von Lebensmittelportionen, mit einer Fördereinrichtung (10) zum Transport einer kontinuierlichen Bahn eines ersten Verpackungsmaterials (12), insbesondere einer Unterfolie, in einer Transportrichtung (TR) und mit einer Zufuhreinrichtung (14) zum Zuführen einer kontinuierlichen Bahn eines zweiten Verpackungsmaterials (16) in der Transportrichtung, insbesondere einer Oberfolie, wobei die Fördereinrichtung (10) eine erste Aufnahmewelle (18) zur Aufnahme einer ersten Vorratsrolle (20) des ersten Verpackungsmaterials (12) und die Zufuhreinrichtung (14) eine zweite Aufnahmewelle (22) zur Aufnahme einer zweiten Vorratsrolle (24) des zweiten Verpackungsmaterials (16) umfassen, wobei die erste Aufnahmewelle (18) mittels eines ersten Antriebsmotors (26) zu einer Drehbewegung antreibbar ist und/oder wobei die zweite Aufnahmewelle (22) mittels eines zweiten Antriebsmotors (28) zu einer Drehbewegung antreibbar ist, insbesondere wobei der erste und/oder der zweite Antriebsmotor (26, 28) ein Servomotor ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung zum Verpacken von Objekten, insbesondere zum Verpacken von Lebensmittelportionen, mit einer Fördereinrichtung zum Transport einer kontinuierlichen Bahn eines ersten Verpackungsmaterials, insbesondere einer Unterfolie, in einer Transportrichtung und mit einer Zufuhreinrichtung zum Zuführen einer kontinuierlichen Bahn eines zweiten Verpackungsmaterials in der Transportrichtung, insbesondere einer Oberfolie, wobei die Fördereinrichtung eine erste Aufnahmewelle zur Aufnahme einer ersten Vorratsrolle des ersten Verpackungsmaterials und die Zufuhreinrichtung eine zweite Aufnahmewelle zur Aufnahme einer zweiten Vorratsrolle des zweiten Verpackungsmaterials umfassen.
  • In der Lebensmittelindustrie gilt es insbesondere im Bereich der Verpackung von schnell verderblichen Waren wie zum Beispiel Fleisch-, Wurst- oder Käsewaren, diese möglichst hygienisch, schnell und wirtschaftlich zu verpacken. Zur bequemeren direkten Verwendbarkeit durch einen Verbraucher ist es nämlich verbreitet, Lebensmittelprodukte in aufgeschnittener Form verpackt zu vertreiben. Hierzu sind grundsätzlich Systeme bekannt, die zumindest eine Aufschneidevorrichtung sowie zumindest eine Verpackungsvorrichtung umfassen, um die Lebensmittelprodukte weitgehend automatisiert aufzuschneiden bzw. zu verpacken. Insbesondere wenn es sich bei der Aufschneidevorrichtung um einen Hochgeschwindigkeitsslicer handelt, können dabei Prozessgeschwindigkeiten von über 1000 Schnitten pro Minute erreicht werden. Durch die parallele Verwendung mehrerer Aufschneidevorrichtungen kann der Durchsatz sogar noch gesteigert werden. Diesen Durchsatz gilt es im Anschluss zu verpacken.
  • In der Regel werden von einem jeweiligen Lebensmittelprodukt abgetrennte Scheiben nicht einzeln verpackt, sondern in Portionen. Eine Portion umfasst zumindest ein Stück oder eine Scheibe eines Produkts. Es können auch Stücke und/oder Scheiben verschiedener Produkte kombiniert werden, um eine Portion zu bilden.
  • Des Weiteren kann vorgegeben sein, in welcher räumlichen Anordnung zueinander die jeweiligen Portionen angeordnet und/oder auf welche Weise sie geschichtet sein sollen. Dadurch ist es möglich Portionen zu bilden, deren Stücke oder Scheiben mit oder ohne Trennblatt, einlagig oder mehrlagig, glatt, gefaltet, gewellt oder gekräuselt, linear, rund, oval oder in einer sonstigen Form gestapelt oder geschindelt sind.
  • Nach dem Bilden solcher Portionen können diese der Verpackungsvorrichtung zugeführt werden, wo sie dann verpackt werden. Grundsätzlich können die Portionen aber auch (teilweise oder vollständig) direkt in der Verpackung gebildet werden.
  • Zum Aufnehmen und Bewegen von Lebensmittelprodukten und zum Bilden solcher Portionen, wie zum Beispiel Wurst, Schinken, Käse, Fleisch, Teig- und Backwaren oder dergleichen, können Roboter mit Portionsgreifern verwendet werden. Derartige Maschinen sind beispielsweise sogenannte "Picker", welche auch "Pick and Place-Roboter" oder "Delta- Roboter" genannt werden. Es können aber auch andere Robotertypen zum Einsatz gelangen. Auch eine Zufuhr der zu verpackenden Portionen mittels anderer Fördersysteme, z.B. Bandsysteme, ist bekannt.
  • Eine Grundanforderung an Verpackungsmaschinen ist es, bei Bedarf schnell auf ein anderes Produkt oder eine andere Verpackung umstellen zu können. Zur Sicherstellung eines hohen Produktdurchsatzes muss zudem verbrauchtes Verpackungsmaterial schnell und einfach nachfüllbar sein. Des Weiteren soll der Verarbeitungsprozess des Lebensmittelprodukts, vom Aufschneiden bis zum fertig verpackten Produkt, aus hygienischen Erwägungen so wenig menschlichen Einfluss wie möglich beinhalten.
  • Grundsätzlich ist eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Verpackungsmaschinen bekannt. Beispielsweise wird der Verpackungsmaschine zunächst ein erster Teil der Verpackung, etwa eine sogenannte Unterfolie, zugeführt, die als Ablageeinheit für die zu verpackenden Lebensmittelportionen dient. Anschließend durchläuft die Unterfolie einen Formbereich, in dem in der Unterfolie Schalen ausgeformt werden, in die die Lebensmittelportionen in einem weiteren Schritt eingelegt werden. Schließlich wird der Verpackungsmaschine ein zweiter Teil der Verpackung, etwa eine sogenannte Oberfolie, zugeführt, mit dem die Schalen der Unterfolie verschlossen bzw. versiegelt werden. Für gewöhnlich weist die Oberfolie eine Bedruckung auf, deren Dimensionierung mit den Abmessungen der Schalen der Unterfolie übereinstimmen. Daher muss darauf geachtet werden, dass die Oberfolie passgenau mit der Unterfolie gekoppelt wird.
  • Verpackungsmaschinen weisen oftmals Abwicklungsvorrichtungen für die Unter- und Oberfolie auf, die üblicherweise auf Vorratsrollen aufgewickelt sind. Diese Vorratsrollen sind in ihrem Kern auf Achsen oder Aufnahmewellen gelagert, sodass die Folienbahnen über mechanische Vorrichtungen von den Rollen abgewickelt werden können.
  • Damit die Oberfolie mit der Unterfolie faltenfrei, dicht und vor allem passgenau verbunden werden kann, muss eine gewisse Zugspannung beim Abwickeln auf die Folien ausgeübt werden. Das passgenaue Verbinden der beiden Verpackungsteile ist insbesondere dann wichtig, wenn die Oberfolie eine Bedruckung aufweist, die zum Packungsformat der Schalen der Unterfolie passt. Der Vorzug der Folien, insbesondere der Unterfolie, erfolgt durch eine Fördereinrichtung, z.B. einen Kettenförderer. Die gewünschte Zugspannung wird herkömmlicherweise in der Regel durch Bremssysteme, die entweder die Folien direkt zurückhalten, oder mit Hilfe von Bremsbacken, die Vorratsrollen abbremsen, erzeugt. Die Zugspannung kann auch durch sogenannte Tänzersysteme kontrolliert werden.
  • Derartige Brems- oder Tänzersysteme sind mechanisch aufwendig. Aufgrund ihrer vielen Einzelkomponenten sind sie nicht nur kostenintensiv und aufwendig zu reinigen, sie nehmen auch entsprechend viel Platz in der Verpackungsmaschine ein. Zudem entsteht ein hoher Aufwand, für das entsprechend geschultes Personal notwendig ist, wenn beispielsweise eine Folie gewechselt werden muss. Dann muss nämlich die neue Folie in diese Systeme "eingefädelt" werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verpackung von Objekten, insbesondere Lebensmittelportionen, zu schaffen, die einen möglichst einfachen Aufbau aufweist und die gleichzeitig möglichst automatisch betreibbar ist, um den Eingriff des Bedienpersonals weitgehend zu minimieren.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind die erste Aufnahmewelle mittels eines ersten Antriebsmotors und/oder die zweite Aufnahmewelle mittels eines zweiten Antriebsmotors zu einer Drehbewegung antreibbar. Insbesondere sind dabei der erste und/oder der zweite Antriebsmotor ein Servomotor. Den beiden Aufnahmewellen - oder auch nur einer davon - kann mit anderen Worten also jeweils ein eigener Antriebsmotor zugeordnet sein. Diese versetzen die jeweilige Welle und damit auch die darauf aufgesetzten Vorratsrollen in eine Drehbewegung, wodurch die entsprechende Verpackungsmaterialbahn von der jeweiligen Vorratsrolle kontrolliert abgewickelt werden kann. Um die erste Bahn in Transportrichtung nach vorne zu ziehen, wird sie von der Fördereinrichtung transportiert. Durch einen auf den Vorzug der ersten Materialbahn abgestimmten Betrieb des ersten Antriebsmotors kann die notwendige Zugspannung zur geeigneten Spannung der Unterfolie generiert werden. Ist die Oberfolie mit der Unterfolie gekoppelt, wird auch sie von der Fördereinrichtung in Transportrichtung gezogen, während der zweite Antriebsmotor die entsprechende Vorratsrolle antreibt oder bremst, um die Oberfolie von ihrer Vorratsrolle abzuwickeln. Es ist auch grundsätzlich denkbar, die Oberfolie mit der Fördereinrichtung direkt zu koppeln, um sie in Transportrichtung zu fördern.
  • Die notwendige Zugspannung kann erfindungsgemäß direkt durch den jeweiligen Antriebsmotor generiert werden. Dafür treibt der entsprechende Antriebsmotor einfach die Aufnahmewelle schneller oder langsamer an und ermöglicht somit ein schnelleres oder langsameres Abwickeln der entsprechenden Folie, während die Fördereinrichtung (diese umfasst beispielsweise einen Ketten-, Band-, Riemen- oder Linearantrieb) die Folien in Transportrichtung zieht. Beispielsweise wird der entsprechende Antriebsmotor geringfügig langsamer betrieben als die Fördereinrichtung oder sogar (leicht) gebremst, um die Zugspannung zu erhöhen. Durch die aktiv betreibbaren Antriebsmotoren kann auf aufwendige mechanische Systeme zum Abwickeln und Bremsen der Folien, wie beispielsweise Tänzersystemen oder Bremsen, verzichtet werden. Zudem wird die Fördereinrichtung entlastet. Durch einen bedarfsgerechten (aktiven) Antrieb einer der beiden Vorratsrollen oder beider Vorratsrollen muss die Fördereinrichtung nämlich nicht mehr alleine die zum Abwickeln der Bahn(en) erforderliche Kraft aufbringen.
  • Weiter Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung angegeben.
  • Gemäß einer Ausführungsform treiben der erste und/oder der zweite Antriebsmotor die jeweilige Aufnahmewelle direkt an. Insbesondere sind der erste und/oder der zweite Antriebsmotor in die jeweilige Aufnahmewelle integriert. Durch einen Direktantrieb ohne Getriebe, kann die Anzahl der Einzelkomponenten in der Verpackungsmaschine weiter verringert werden, wodurch sich insgesamt ein kompakterer und einfacherer Aufbau realisieren lässt. Außerdem können die Antriebsmotoren so direkt in die ohnehin schon vorhandenen Aufnahmewellen integriert werden. Trotzdem ist der erfindungsgemäße Systemaufbau auch mit einem indirekten Antrieb, beispielsweise über ein Getriebe oder einen Zahnriemen, realisierbar.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verpackungsvorrichtung eine Steuerungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Bewegung des ersten und/oder des zweiten Antriebsmotors zu erfassen und/oder zu steuern, insbesondere in Abhängigkeit eines oder mehrerer Betriebsparameter der Fördereinrichtung.
  • Insbesondere ist es durch die Ausführung der Antriebsmotoren als Servomotoren möglich, die momentanen Positionen und Bewegungen der Motoren durch die Steuerung zu ermitteln und zu überwachen. Je nach Folientyp können somit flexibel - je nach Bedarf - sowohl der Vorzug als auch die Folienspannung individuell eingestellt werden. Beispielsweise kann die Spannung beim Abrollen während des Vorzugs - oder sogar auch beim Stillstand der Folienbahn - konstant eingestellt sein. Es ist hingegen auch möglich, dass die Spannung während des Vorzuges variabel eingestellt wird. Dieses flexible Einstellen für alle aktuellen Betriebszustände kann die Steuereinrichtung übernehmen.
  • So ist es beispielsweise möglich, dass die Oberfolie stärker gespannt wird als die Unterfolie, damit sie faltenfrei mit der Unterfolie versiegelt werden kann. Diese Spannung kann über minimale Geschwindigkeits- bzw. Wickelabweichungen zwischen den Antriebsmotoren der Aufnahmewellen direkt beeinflusst werden. Auch ein kontrolliertes Recken der jeweiligen Folien ist möglich, sogar prozess- und/oder materialabhängig.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Sensor, insbesondere ein optischer Sensor, vorgesehen, mit dem die Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials erfassbar ist. Außerdem kann alternativ oder zusätzlich ein weiterer Sensor, insbesondere ein optischer Sensor, vorgesehen sein, mit dem die Bewegung der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials erfassbar ist. Außerdem kann alternativ oder zusätzlich ein weiterer Sensor vorgesehen sein, mit dem eine mechanische Spannung der Bahn des ersten und/oder des zweiten Verpackungsmaterials erfassbar ist. Durch die (optische) Erfassung der Bewegung der Folienbahnen kann die Steuerung die Position der Bahnen unabhängig vom Antrieb der Vorratsrollen oder von der Bewegung der Fördereinrichtung erkennen. Dadurch kann die Steuerung u.a. eventuelle Fehler im Vorzug der Folien erkennen. Auch kann so vermieden werden, dass die beiden Folienbahnen zwar unter korrekter Spannung aber nicht passgenau miteinander versiegelt werden. Die Sensoren dienen also der zusätzlichen Kontrolle.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, den zweiten Antriebsmotor in Abhängigkeit eines Antriebs einer ersten Fördereinheit der ersten Fördereinrichtung oder eines Betriebsparameters des Antriebs der ersten Fördereinheit, in Abhängigkeit der Bewegung des ersten Antriebsmotors, der Bewegung der Bahn des ersten und/oder zweiten Verpackungsmaterials und/oder der mechanischen Spannung der Bahn des ersten und/oder des zweiten Verpackungsmaterials zu steuern. Durch die optische Erfassung der Bewegung der Folienbahnen - falls vorgesehen -, kann die Steuerungseinrichtung beispielsweise dafür sorgen, dass die beiden Folienbahnen so miteinander in Deckung gebracht werden, dass ein Aufdruck der Oberfolie korrekt auf die Schale der Unterfolie zu liegen kommt. Dazu kann der erste Antriebsmotor in Abhängigkeit der Bewegung des zweiten Antriebsmotors von der Steuerungseinrichtung angetrieben werden. Die Folienbahn der Oberfolie kann dadurch gezielt und unter korrekter Spannung auf die Folienbahn der Unterfolie aufgebracht werden. Die Spannung der Bahnen kann dabei auch jeweils durch einen Sensor erfasst werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verpackungsvorrichtung eine Formstation zum Formen von Ablageelementen zur Aufnahme der Objekte, insbesondere Mulden oder Schalen, in der Bahn des ersten Verpackungsmaterials auf. Insbesondere ist die Formstation eine Tiefziehstation. Vorzugsweise ist die Formstation vor einem Zufuhrpunkt angeordnet, an dem der Bahn des ersten Verpackungsmaterials durch die Zufuhreinrichtung die Bahn des zweiten Verpackungsmaterials zugeführt wird.
  • Des Weiteren ist es möglich, dass die Verpackungsvorrichtung eine Siegelstation aufweist, die in Transportrichtung hinter dem Zufuhrpunkt angeordnet ist und mittels derer die beiden Bahnen zumindest abschnittsweise miteinander verbindbar sind. Insbesondere sind zur Aufnahme der Objekte vorgesehene Ablageelemente der Bahn des ersten Verpackungsmaterials durch die Bahn des zweiten Verpackungsmaterials dort versiegelbar. Die Siegelstation ist beispielsweise derart ausgebildet, dass die Unterfolie mit der Oberfolie dauerhaft verbunden werden kann, um die sich in den Schalen befindlichen Lebensmittel vor äußeren Einflüssen sicher zu schützen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, den ersten Antriebsmotor in Abhängigkeit der mechanischen Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder in Abhängigkeit eines Takts einer Formstation und/oder einer Siegelstation und/oder in Abhängigkeit einer Bewegung von mit der Bahn des ersten Verpackungsmaterials in Eingriff bringbaren Kopplungsmitteln, die antriebswirksam mit einer Fördereinheit, insbesondere mit einem Ketten-, Band-, Riemen- oder Linearantrieb, der Fördereinrichtung gekoppelt oder koppelbar sind, und/oder in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der Fördereinheit zu steuern. Sowohl die Formstation als auch die Siegelstation benötigen in der Regel eine getaktet betriebene Fördereinrichtung. Eine Ruhephase der Fördereinrichtung soll sich also an eine Vorzugsphase der Materialbahnen anschließen. In der Ruhephase können so beispielsweise in einem Formbereich der Formstation Mulden in dem ersten Verpackungsmaterial ausgeformt werden, die in der sich darauf anschließenden Vorzugsphase aus diesem gezogen werden. Analog dazu arbeitet herkömmlicherweise auch die Siegelstation beim Verschließen der Verpackungen. Gleiches gilt für ein Befüllen der zur Aufnahme der Portionen vorgesehenen Bereiche (z.B. der Mulden oder Schalen). Eine derartige Füllstation ist in Transportrichtung zweckmäßigerweise hinter der Formstation und vor der Siegelstation angeordnet. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Merkmale und Maßnahmen auch auf sogenannte Traysealer anwendbar sind. Bei derartigen Schalensieglern werden bereits fertige Schalen zugeführt und in einer Siegelstation mit einer Oberfolie verschlossen. Die Bahn des ersten Verpackungsmaterials ist in diesem Fall ein kontinuierlicher Strom derartiger Schalen, die insbesondere miteinander verbunden oder miteinander gekoppelt sind.
  • Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung den ersten Antriebsmotor in Abhängigkeit der Spannung der ersten Materialbahn betreibt. Sollten beispielsweise die oben beschriebenen Sensoren erfassen, dass das erste Verpackungsmaterial nicht unter korrekter Spannung steht, kann der Antriebsmotor das Abwickeln von der entsprechenden Vorratsrolle beschleunigen oder verlangsamen, um die Folienbahn wieder wie benötigt zu spannen.
  • Des Weiteren ist es auch denkbar, dass die Steuereinrichtung den ersten Antriebsmotor in Abhängigkeit der Bewegung von Kopplungsmitteln antreibt. Die Kopplungsmittel werden herkömmlicherweise bei Ketten-, Band-, Riemen- oder Linearantrieben eingesetzt und dienen dazu, die Folienbahnen zu sicher zu halten. Durch eine Kopplung der Kopplungsmittel mit zumindest einer Fördereinheit der Fördereinrichtung, wird eine Bewegung der Fördereinheit in eine Bewegung der ersten Materialbahn umgesetzt. Folglich wäre es auch denkbar, dass die Bewegung eben dieser Kopplungsmittel - stellvertretend für oder zusätzlich zu der Bewegung der Fördereinrichtung - erfasst und der Antriebsmotor der ersten Vorratsrolle in Abhängigkeit dieser erfassten Bewegung betrieben wird.
  • Außerdem ist es optional auch möglich, dass der erste Antriebsmotor in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der Fördereinheit gesteuert wird. Ein bekannter Betriebsparameter der Fördereinheit, insbesondere eines Motors der Fördereinheit, kann stellvertretend für die Bewegung der Fördereinrichtung bzw. der ersten Materialbahn stehen.
  • Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, insbesondere zum Betrieb einer Verpackungsvorrichtung gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, beim dem ein Bewegungsparameter der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder ein Betriebsparameter des ersten Antriebsmotors, ein Bewegungsparameter des ersten Antriebsmotors, ein Bewegungsparameter der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials und/oder eine mechanische Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials erfasst werden und der zweite Antriebsmotor in Abhängigkeit des erfassten Parameters und/oder der erfassten Spannung betrieben wird. Um die Bahnen des ersten und zweiten Verpackungsmaterials passgenau miteinander verbinden zu können, wird also die Verpackungsmaschine mit anderen Worten so betrieben, dass der zweite Antriebsmotor, der die Aufnahmewelle der zweiten Vorratsrolle des zweiten Verpackungsmaterials zu einer Drehbewegung antreibt, in Abhängigkeit von einem oder verschiedenen erfassten Parametern gesteuert wird. Solche Parameter können die oben beschriebenen Bewegungs- oder Betriebsparameter der unterschiedlichen Komponenten der Verpackungsmaschine sein. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, wenn der zweite Antriebsmotor in Abhängigkeit eines erfassten Bewegungsparameters des ersten Antriebsmotors betrieben wird, damit das Abwickeln der beiden Folienbahnen aufeinander abgestimmt erfolgen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden eine mechanische Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder ein Bewegungsparameter von mit der Bahn des ersten Verpackungsmaterials in Eingriff bringbaren Kopplungsmitteln, die antriebswirksam mit einer Fördereinheit, insbesondere mit einem Ketten-, Band-, Riemen- oder Linearantrieb, der Fördereinrichtung gekoppelt oder koppelbar sind, und/oder ein Bewegungsparameter der Fördereinheit erfasst und der erste Antriebsmotor wird in Abhängigkeit des erfassten Parameters und/oder der erfassten Spannung betrieben. Zusätzlich oder alternativ wird der erste Antriebsmotor in Abhängigkeit eines - vorbestimmten oder erfassten - Takts einer Formstation, einer Füllstation und/oder einer Siegelstation betrieben. Auch der Betrieb des ersten Antriebsmotors kann also von verschiedenen Parametern abhängen. Unter anderem ist es beispielsweise denkbar, dass die Bewegung der bereits oben beschriebenen Kopplungsmittel erfasst wird. In Abhängigkeit dieser erfassten Bewegung kann anschließend die Aufnahmewelle der ersten Vorratsrolle angetrieben werden, damit das darauf aufgewickelte erste Verpackungsmaterial mit einer der erfassten Bewegung entsprechenden Geschwindigkeit abgewickelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Antriebsmotor auch in Abhängigkeit anderer Parameter, wie der mechanischen Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder eines Bewegungsparameter der Fördereinheit, gesteuert werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Antriebsmotor derart betrieben, dass eine vorbestimmte - zeitlich konstante oder variable - mechanische Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials erzeugt wird und/oder dass der zweite Antriebsmotor derart betrieben wird, dass eine vorbestimmte - zeitlich konstante oder zeitlich variable - mechanische Spannung der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials erzeugt wird.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens erfolgt ein Transport der Bahn des ersten Verpackungsmaterials getaktet. Insbesondere wird die mechanische Spannung der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials während eines Takts variiert. Diese Taktung kann beispielsweise - wie oben bereits erwähnt - von der Arbeitsweise der Siegel-, der Füll- und/oder der Formstation abhängen.
  • Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung eines Zustandsparameters, insbesondere zur Bestimmung des Durchmessers einer auf der zweiten Aufnahmewelle angeordneten zweiten Vorratsrolle, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    • Betreiben des ersten oder zweiten Antriebsmotors mit zumindest einem vorgegebenen Betriebsparameter zur Erzeugung einer Drehbewegung der jeweiligen Vorratsrolle;
    • Erfassen von zumindest einem Bewegungsparameter der erzeugten Drehbewegung der jeweiligen Vorratsrolle; und
    • Ermitteln des Zustandsparameters auf Basis des Betriebsparameters und des Bewegungsparameters.
  • Mit anderen Worten wird bei diesem Verfahren z.B. der erste (zweite) Antriebsmotor betrieben, um eine Drehbewegung der ersten (zweiten) Vorratsrolle zu erzeugen. Diese Drehbewegung wird erfasst, um auf dessen Basis den für die erste (zweite) Rolle charakteristischen Zustandsparameter, z.B. deren Durchmesser, zu ermitteln.
  • Ein solches Verfahren kann bei einer Verpackungsmaschine gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz gelangen. Es kann beispielsweise nach dem Einbringen einer neuen Vorratsrolle durchgeführt werden. Durch das Bestimmen des Durchmessers kann dem Benutzer der Maschine zum Beispiel mitgeteilt werden, wieviel Folienbahn sich auf der Vorratsrolle befindet. Somit kann auch bestimmt werden, zu welchem Zeitpunkt eine neue Vorratsrolle eingesetzt werden muss. Insbesondere wird dieses Verfahren zur Bestimmung eines Zustandsparameters vorteilhafterweise durchgeführt, bevor die Folienbahn der zweiten Vorratsrolle mit der Folienbahn der ersten Vorratsrolle gekoppelt wird.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein weiteres Verfahren zur Bestimmung eines Zustandsparameters einer auf der zweiten Aufnahmewelle angeordneten zweiten Vorratsrolle, insbesondere zur Bestimmung des Durchmessers der zweiten Vorratsrolle. Dieses sieht folgende Schritte vor:
    • Koppeln der Bahnen des ersten und des zweiten Verpackungsmaterials;
    • Betreiben der Fördereinrichtung und/oder des ersten Antriebsmotors mit einem vorgegebenen Betriebsparameter zur Erzeugung einer Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials;
    • Erfassen von zumindest einem Bewegungsparameter einer dadurch erzeugten Drehbewegung der zweiten Vorratsrolle;
    • Ermitteln des Zustandsparameters auf Basis der erzeugten Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder des Betriebsparameters und des Bewegungsparameters der zweiten Vorratsrolle.
  • Auch dieses Verfahren kann bei einer Verpackungsmaschine gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz gelangen. Abweichend zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden hier allerdings die beiden Bahnen des ersten und zweiten Verpackungsmaterials miteinander gekoppelt. Anschließend werden die Fördereinrichtung (insbesondere ein Motor einer Fördereinheit der Fördereinrichtung) und/oder der erste Antriebsmotor angetrieben, damit das erste Verpackungsmaterial durch die Kopplung mit dem zweiten Verpackungsmaterial auch die zweite Materialbahn mit sich zieht, z.B. in Transportrichtung. Die dadurch erzeugte Drehbewegung der zweiten Vorratsrolle kann somit erfasst und ausgewertet werden, um den gewünschten Zustandsparameter zu ermitteln.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner noch ein weiteres Verfahren zur Bestimmung eines Zustandsparameters einer auf der ersten Aufnahmewelle angeordneten ersten Vorratsrolle, insbesondere zur Bestimmung des Durchmessers der ersten Vorratsrolle. Dieses sieht folgende Schritte vor:
    • Betreiben der Fördereinrichtung, insbesondere eines Motors einer Fördereinheit der Fördereinrichtung, mit einem vorgegebenen Betriebsparameter zur Erzeugung einer Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials;
    • Erfassen von zumindest einem Bewegungsparameter einer dadurch erzeugten Drehbewegung der ersten Vorratsrolle;
    • Ermitteln des Zustandsparameters auf Basis der erzeugten Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder des Betriebsparameters und des Bewegungsparameters der ersten Vorratsrolle.
  • Auch dieses Verfahren kann bei einer Verpackungsmaschine gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz gelangen. Bei diesem Verfahren wird das erste Verpackungsmaterial in Transportrichtung gezogen und die dadurch erzeugte Drehbewegung der ersten Vorratsrolle erfasst. Die erfassten Daten können dann ausgewertet werden, um den gewünschten Zustandsparameter der ersten Vorratsrolle zu ermitteln.
  • Die genannten Verfahren können grundsätzlich zu beliebigen Zeitpunkten - auch während des laufenden Betriebes - durchgeführt werden, insbesondere wenn mittels der Steuerungseinrichtung Unregelmäßigkeiten im Zusammenspiel der Antriebe und/oder ein Verzug der Materialbahnen erkannt wurden.
  • Der diesen Verfahren zugrunde liegende Gedanke ist der kontrollierte Antrieb der ersten oder der zweiten Vorratsrolle - entweder direkt durch den ersten bzw. zweiten Antriebsmotor oder indirekt über ein Ziehen an der ersten bzw. zweiten Materialbahn - und die Analyse der dadurch erzeugten Drehbewegung der entsprechenden Vorratsrolle. Diese hängt nämlich letztlich vom Trägheitsmoment der Rolle und damit u.a. von deren Durchmesser ab. Vereinfacht gesagt besteht ein einfacher physikalischer Zusammenhang zwischen der Eingangsgröße "Rollenantrieb" und der Ausgangsgröße "Reaktion der Vorratsrolle". Diese beiden Größen sind u.a. über das Trägheitsmoment der Vorratsrolle miteinander verknüpft, das wiederum ein Maß für deren Durchmesser und damit die Länge des noch vorhandenen Verpackungsmaterials ist. Die Kenntnis dieses Werts ermöglicht einen optimierten und vorausschauenden Betrieb der Verpackungsvorrichtung.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Betriebsparameter ein Winkelinkrement, ein Drehmoment, eine Frequenz, ein Betriebsstrom oder eine Betriebsspannung des ersten und/oder des zweiten Antriebsmotors. Zusätzlich oder alternativ ist der Bewegungsparameter eine Positionsinformation, Winkelinkrementinformation, ein Drehmoment, eine Frequenz, eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Winkelbeschleunigung der Drehbewegung der ersten oder der zweiten Vorratsrolle.
  • Es kann vorgesehen sein, dass eine Drehgeschwindigkeit der ersten und/oder der zweiten Vorratsrolle erfasst wird, wobei diese Erfassung mittels zumindest eines berührenden und/oder berührungslosen Sensors erfolgt. Die Erfassung kann in einem Bereich nahe der entsprechenden Vorratsrolle erfolgen, beispielsweise in einem Abschnitt kurz hinter einem Folienabgabebereich der entsprechenden Rolle. Grundsätzlich können Momentanwerte der Drehgeschwindigkeit und/oder zeitlich gemittelte Drehgeschwindigkeitswerte erfasst werden.
  • Ferner ist es möglich, eine Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit der beiden Bahnen in einem gekoppelten Zustands zu erfassen. Auch hier können grundsätzlich Momentanwerte der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder zeitlich gemittelte Werte der Bewegungsgeschwindigkeit erfasst werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens können eine Dehnung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials und/oder eine Dehung der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials auf Basis der erfassten Bewegungsgeschwindigkeit der ersten und/oder der zweiten Bahn und/oder der erfassten Drehgeschwindigkeit ermittelt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die einzige Figur beschrieben.
  • Die einzige Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung.
  • Die erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung umfasst eine Fördereinrichtung 10 zum Transport einer kontinuierlichen Bahn 12 einer Unterfolie einer Verpackung. Diese Unterfolie 12 wird von einer ersten Vorratsrolle 20 abgewickelt, die auf einer ersten Aufnahmewelle 18 gelagert ist. Diese Aufnahmewelle 18 wird von einem ersten Antriebsmotor 26 angetrieben, um die Vorratsrolle 20 in eine Drehbewegung zu versetzen. Der Motor 26 ermöglicht in einem Generatorbetrieb auch ein aktives Bremsen der Bahn 12.
  • Die Fördereinrichtung 10 umfasst eine Fördereinheit 46, insbesondere einen Ketten-, Band-, Riemen- oder Linearantrieb. Die Einheit 46 ist (selektiv) mit Kopplungsmitteln 44 gekoppelt, die wiederum mit der Folienbahn 12 des ersten Verpackungsmaterials (selektiv) in Eingriff stehen. Somit wird die Folienbahn 12 von den Mitteln 44 sicher gehalten und durch die Einheit 46 in Transportrichtung TR der Fördereinrichtung 10 in der Figur nach links gezogen.
  • Zunächst durchläuft die Folienbahn 12 eine Tiefziehstation 38, in der durch einen Tiefziehprozess Ablageelemente - üblicherweise Mulden oder Schalen - in der Folienbahn 12 ausgeformt werden. Anschließend wird die Folienbahn 12 weiter in einen (nicht dargestellten) Füllbereich transportiert, in dem die zu verpackenden Lebensmittelportionen in die Schalen eingelegt werden.
  • In Transportrichtung TR betrachtet hinter dem Füllbereich befindet sich ein Zuführpunkt Z, an dem die zweite Folienbahn 16 zugeführt wird. Die zweite Folienbahn 16 wird von einer Vorratsrolle 24, die auf einer Aufnahmewelle 22 gelagert ist, abgewickelt. Die Aufnahmewelle 22 wird wie die Aufnahmewelle 18 der ersten Rolle 20 durch einen Antriebsmotor 28 direkt angetrieben und in eine Drehbewegung versetzt.
  • Am Zuführpunkt Z kann eine hier nicht dargestellte Umlenkrolle angeordnet sein, um die zweite Folienbahn 16 in die Transportrichtung TR umzulenken. Ab hier werden die beiden Folienbahnen 12, 16 parallel in Richtung einer Siegelstation 42 transportiert, wo sie miteinander verbunden bzw. versiegelt werden.
  • Damit die beiden Folienbahnen 12, 16 passgenau aufeinander gebracht werden können, sind mehrere Sensoren 32, 34, 36 vorgesehen. Dabei ist der Sensor 32 im Bereich der ersten Folienbahn 12 angeordnet. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um einen optischen Sensor, mit dem beispielsweise die Bewegung der Folienbahn 12 erfasst werden kann. Der Sensor 34 ist im Bereich der zweiten Folienbahn 16 angeordnet, um die Bewegung dieser Folienbahn 16 mit vorzugsweise optischen Methoden zu erfassen. Die Sensoren 32, 34 können auch Zugspannungssensoren sein. Der Sensor 36 kann hingegen im Bereich hinter dem Zuführpunkt Z angeordnet sein, damit er die Bewegung und/oder mechanische Spannung beider Folienbahnen 12, 16 ermitteln kann.
  • In Abhängigkeit dieser ermittelten Daten kann die Steuereinrichtung 30 die beiden Antriebsmotoren 26, 28 ansteuern und individuell antreiben. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Folienbahnen 12, 16 entsprechend kontrolliert von ihren Vorratsrollen 20, 24 abgewickelt werden, so dass sie passgenau miteinander versiegelt werden können. Die Motoren 26, 28 gestatten auch ein Bremsen der Folien 12, 16. Mechanische Bremssysteme und oder Tänzersysteme zur Einstellung der auf die Folien 12, 16 wirkenden Zugspannung können entfallen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Fördereinrichtung
    12
    erste Folienbahn
    14
    Zufuhreinrichtung
    16
    zweite Folienbahn
    18
    erste Aufnahmewelle
    20
    erste Vorratsrolle
    22
    zweite Aufnahmewelle
    24
    zweite Vorratsrolle
    26
    erster Antriebsmotor
    28
    zweiter Antriebsmotor
    30
    Steuerungseinrichtung
    32
    Sensor
    34
    Sensor
    36
    Sensor
    38
    Formstation
    42
    Siegelstation
    44
    Kopplungsmittel
    46
    Fördereinheit
    TR
    Transportrichtung
    Z
    Zufuhrpunkt

Claims (18)

  1. Verpackungsvorrichtung zum Verpacken von Objekten, insbesondere zum Verpacken von Lebensmittelportionen, mit einer Fördereinrichtung (10) zum Transport einer kontinuierlichen Bahn eines ersten Verpackungsmaterials (12), insbesondere einer Unterfolie, in einer Transportrichtung (TR) und mit einer Zufuhreinrichtung (14) zum Zuführen einer kontinuierlichen Bahn eines zweiten Verpackungsmaterials (16) in der Transportrichtung (TR), insbesondere einer Oberfolie, wobei die Fördereinrichtung (10) eine erste Aufnahmewelle (18) zur Aufnahme einer ersten Vorratsrolle (20) des ersten Verpackungsmaterials (12) und die Zufuhreinrichtung (14) eine zweite Aufnahmewelle (22) zur Aufnahme einer zweiten Vorratsrolle (24) des zweiten Verpackungsmaterials (16) umfassen, wobei die erste Aufnahmewelle (18) mittels eines ersten Antriebsmotors (26) zu einer Drehbewegung antreibbar ist und/oder wobei die zweite Aufnahmewelle (22) mittels eines zweiten Antriebsmotors (28) zu einer Drehbewegung antreibbar ist, insbesondere wobei der erste und/oder der zweite Antriebsmotor (26, 28) ein Servomotor ist.
  2. Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste und/oder der zweite Antriebsmotor (26, 28) die jeweilige Aufnahmewelle (18, 22) direkt antreibt, insbesondere wobei der erste und/oder der zweite Antriebsmotor (26, 28) in die jeweilige Aufnahmewelle (18, 22) integriert ist.
  3. Verpackungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verpackungsvorrichtung eine Steuerungseinrichtung (30) umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Bewegung des ersten und/oder des zweiten Antriebsmotors (26, 28) zu erfassen und/oder zu steuern.
  4. Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest ein Sensor (32), insbesondere ein optischer Sensor, vorgesehen ist, mit dem die Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) erfassbar ist, und/oder
    dass zumindest ein Sensor (34), insbesondere ein optischer Sensor, vorgesehen ist, mit dem die Bewegung der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials (16) erfassbar ist und/oder
    dass zumindest ein Sensor (36) vorgesehen ist, mit dem eine mechanische Spannung der Bahn des ersten und/oder des zweiten Verpackungsmaterials (12,16) erfassbar ist.
  5. Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuerungseinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, den zweiten Antriebsmotor (28), in Abhängigkeit der Antriebs einer ersten Fördereinheit (46) der Fördereinrichtung (10) oder eines Betriebsparameters des Antriebs der ersten Fördereinheit (46), in Abhängigkeit der Bewegung des ersten Antriebsmotors (26), der Bewegung der Bahn des ersten und/oder zweiten Verpackungsmaterials (12, 16) und/oder der mechanischen Spannung der Bahn des ersten und/oder des zweiten Verpackungsmaterials (12, 16) zu steuern.
  6. Verpackungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verpackungsvorrichtung eine Formstation (38) zum Formen von Ablageelementen zur Aufnahme der Objekte, insbesondere Mulden oder Schalen, in der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) aufweist, insbesondere wobei die Formstation (38) eine Tiefziehstation ist und/oder dass die Verpackungsvorrichtung eine Siegelstation (42) aufweist, die in Transportrichtung (TR) hinter einem Zufuhrpunkt (Z) angeordnet ist, an dem der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) durch die Zufuhreinrichtung (14) die Bahn des zweiten Verpackungsmaterials (16) zugeführt wird, und mittels derer die beiden Bahnen (12, 16) zumindest abschnittsweise miteinander verbindbar sind, insbesondere wobei zur Aufnahme der Objekte vorgesehene Ablageelemente der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) durch die Bahn des zweiten Verpackungsmaterials (16) dort versiegelbar sind.
  7. Verpackungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 3, 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuerungseinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, den ersten Antriebsmotor (26) in Abhängigkeit der mechanischen Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) und/oder in Abhängigkeit eines Takts einer Formstation (38) und/oder einer Siegelstation (42) und/oder in Abhängigkeit einer Bewegung von mit der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) in Eingriff bringbaren Kopplungsmitteln (44), die antriebswirksam mit einer Fördereinheit (46), insbesondere mit einem Ketten-, Band-, Riemen- oder Linearantrieb, der Fördereinrichtung (10) gekoppelt oder koppelbar sind, und/oder in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der Fördereinheit (46) zu steuern.
  8. Verfahren zum Betrieb einer Verpackungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Bewegungsparameter der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) und/oder ein Betriebsparameters des ersten Antriebsmotors (26), ein Bewegungsparameter der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials (16) und/oder eine mechanische Spannung der Bahn des ersten und/oder des zweiten Verpackungsmaterials (12, 16) erfasst werden und der zweite Antriebsmotor (28) in Abhängigkeit des erfassten Parameters und/oder der erfassten Spannung betrieben wird.
  9. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 8, zum Betrieb einer Verpackungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine mechanische Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) und/oder ein Bewegungsparameter von mit der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) in Eingriff bringbaren Kopplungsmitteln (44), die antriebswirksam mit einer Fördereinheit (46), insbesondere mit einem Ketten-, Band-, Riemen- oder Linearantrieb, der Fördereinrichtung (10) gekoppelt oder koppelbar sind, und/oder ein Bewegungsparameter der Fördereinheit (46) erfasst werden und der erste Antriebsmotor (26) in Abhängigkeit des erfassten Parameters und/oder der erfassten Spannung betrieben wird und/oder wobei der erste Antriebsmotor (26) in Abhängigkeit eines - vorbestimmten oder erfassten -Takts einer Formstation (38), Füllstation und/oder einer Siegelstation (42) betrieben wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Antriebsmotor (26) derart betrieben wird, dass eine vorbestimmte - zeitlich konstante oder zeitlich variable - mechanische Spannung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) erzeugt wird und/oder dass der zweite Antriebsmotor (28) derart betrieben wird, dass eine vorbestimmte - zeitlich konstante oder zeitlich variable - mechanische Spannung (S2) der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials (16) erzeugt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Transport der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) getaktet erfolgt, insbesondere wobei die mechanische Spannung der Bahn des zweiten Verpackungsmaterials (16) während eines Taktes variiert wird.
  12. Verfahren, insbesondere gemäß Anspruch 8, 9, 10 oder 11, zum Betrieb einer Verpackungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zur Bestimmung eines Zustandsparameters einer auf der ersten oder zweiten Aufnahmewelle (18 bzw. 22) angeordneten Vorratsrolle (20 bzw. 24), insbesondere zur Bestimmung des Durchmessers der zweiten Vorratsrolle (20 bzw. 24), folgende Schritte durchgeführt werden:
    Betreiben des ersten oder zweiten Antriebsmotors (18 bzw. 28) mit zumindest einem vorbestimmten Betriebsparameter zur Erzeugung einer Drehbewegung der jeweiligen Vorratsrolle (20 bzw. 24);
    Erfassen von zumindest einem Bewegungsparameter der erzeugten Drehbewegung der jeweiligen Vorratsrolle (20 bzw. 24); und
    Ermitteln des Zustandsparameters auf Basis des Betriebsparameters und des Bewegungsparameters.
  13. Verfahren, insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 8 bis 12, zum Betrieb einer Verpackungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zur Bestimmung eines Zustandsparameters einer auf der zweiten Aufnahmewelle (22) angeordneten zweiten Vorratsrolle (24), insbesondere zur Bestimmung des Durchmessers der zweiten Vorratsrolle (24), folgende Schritte durchgeführt werden:
    Koppeln der Bahnen des ersten und des zweiten Verpackungsmaterials (12, 16);
    Betreiben der Fördereinrichtung (10) und/oder des ersten Antriebsmotors (26) mit einem vorgegebenen Betriebsparameter zur Erzeugung einer Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12);
    Erfassen von zumindest einem Bewegungsparameter einer dadurch erzeugten Drehbewegung der zweiten Vorratsrolle (24);
    Ermitteln des Zustandsparameters auf Basis der erzeugten Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) und/oder des Betriebsparameters und des Bewegungsparameters der zweiten Vorratsrolle (24).
  14. Verfahren, insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 8 bis 13, zum Betrieb einer Verpackungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zur Bestimmung eines Zustandsparameters einer auf der ersten Aufnahmewelle (18) angeordneten ersten Vorratsrolle (20), insbesondere zur Bestimmung des Durchmessers der ersten Vorratsrolle (20), folgende Schritte durchgeführt werden:
    Betreiben der Fördereinrichtung (10) mit einem vorgegebenen Betriebsparameter zur Erzeugung einer Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12);
    Erfassen von zumindest einem Bewegungsparameter einer dadurch erzeugten Drehbewegung der ersten Vorratsrolle (20);
    Ermitteln des Zustandsparameters auf Basis der erzeugten Bewegung der Bahn des ersten Verpackungsmaterials (12) und/oder des Betriebsparameters und des Bewegungsparameters der ersten Vorratsrolle (20).
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Betriebsparameter ein Winkelinkrement, ein Drehmoment, eine Frequenz, ein Betriebsstrom oder eine Betriebsspannung des ersten und/oder zweiten Antriebsmotors (26, 28) ist und/oder dass der Bewegungsparameter Positionsdaten, Winkelinkremente, ein Drehmoment, eine Frequenz, eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Winkelbeschleunigung der Drehbewegung der ersten oder der zweiten Vorratsrolle (24) ist.
  16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Drehgeschwindigkeit der ersten und/oder der zweiten Vorratsrolle (20, 24) erfasst wird, wobei diese Erfassung mittels zumindest eines berührenden und/oder berührungslosen Sensors erfolgt, insbesondere wobei die Erfassung in einem Bereich nahe der entsprechenden Vorratsrolle (20, 24) erfolgt und/oder insbesondere wobei Momentanwerte der Drehgeschwindigkeit und/oder zeitlich gemittelte Drehgeschwindigkeitswerte erfasst werden.
  17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn (12) des ersten Verpackungsmaterials und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn (16) des zweiten Verpackungsmaterials und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit der beiden Bahnen (12, 16) in einem gekoppelten Zustands erfasst wird, insbesondere wobei Momentanwerte der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder zeitlich gemittelte Werte der Bewegungsgeschwindigkeit erfasst werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 und/oder 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Dehnung der Bahn (12) des ersten Verpackungsmaterials und/oder eine Dehnung der Bahn (16) des zweiten Verpackungsmaterials auf Basis der erfassten Bewegungsgeschwindigkeit der ersten und/oder der zweiten Bahn (12 bzw. 16) und/oder der erfassten Drehgeschwindigkeit ermittelt wird.
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