EP3643624B1 - Verpackungsmaschine mit einem domsiegelwerkzeug - Google Patents

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EP3643624B1
EP3643624B1 EP19190240.2A EP19190240A EP3643624B1 EP 3643624 B1 EP3643624 B1 EP 3643624B1 EP 19190240 A EP19190240 A EP 19190240A EP 3643624 B1 EP3643624 B1 EP 3643624B1
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dome
sealing
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Luciano Capriotti
Stefan Dürmeier
Thomas Zedelmaier
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Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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Definitions

  • the present invention relates to a packaging machine with a dome sealing tool.
  • So-called dome sealing tools are used in packaging machines, and in particular in tray sealing machines, to produce skin packs, for example in the EP 2815983 A1 disclosed.
  • Machines for the production of skin packaging in which a dome-shaped upper part of the sieving tool is used, which is convexly curved in its edge area, go, for example, from the WO2017 / 125282A2 or from the post-published EP3450328A1 emerged.
  • the skin foils must be sucked up into a heated dome in the upper part of the sealing tool so that the skin foil on the heated inside of the dome can be heated to the temperature that is necessary so that the skin foil adheres closely to the product and also to the after the skin process On the inside of the shell, creating an airtight connection.
  • Too low a temperature can lead to insufficiently elastic skin film and also to poor adhesion to the inner surfaces of the pack during the skin process. This problem is also exacerbated with particularly tall products, since the available area has to be stretched all the more into the dome. In order to be able to generate this stretching of the skin film into the dome without cracking, especially at the transition from a sealing surface to the dome, this process should not take place too quickly or suddenly, which has a negative effect on the process time of the sealing process and thus negatively on the machine performance. Furthermore, it has been found in practice that in such cases small folds can form on the edge of the shell, i.e. the area in which the dome sealing tool also seals the skin film with its sealing surface onto the edge of the shell.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved packaging machine for wrinkle-free packaging of tall products in a tray or on a product base with a skin film, without negatively affecting the machine performance.
  • a packaging machine in particular a tray closing machine, comprises a sealing station, the sealing station comprising a sealing tool upper part with at least one dome sealing tool, the dome sealing tool having a circumferential sealing surface and a dome protruding upwards into the interior of the dome sealing tool, wherein Both the sealing surface and a dome surface are designed to be heatable by means of heating elements provided in the dome sealing tool.
  • the packaging machine is characterized in that a holding element is provided between the sealing surface and the dome surface, which is configured to hold a skin film when the skin film is deep-drawn into the dome. This has the positive effect that the skin film is not or only slightly stretched in the area of the sealing surface and wrinkles are avoided on the edge of the tray during the subsequent sealing.
  • the holding element is made of silicone, rubber, PEEK (polyetheretherketone) or an elastomer in order to ensure the holding function and also a heat insulation function.
  • the holding element is preferably arranged parallel to the sealing surface in order to always hold the skin film at the same point opposite the sealing surface when it is deep-drawn into the dome. This is also beneficial in avoiding wrinkles in the seal seam.
  • the holding element is preferably arranged circumferentially to the sealing surface, so that the skin film is held over the entire circumference.
  • the thermal insulation function of the holding element prevents cracking in the transition area from the sealing surface to the dome surface even in the event of a sudden deep-drawing process of the skin film in the dome, since the skin film is not heated too much at this point as in the prior art.
  • the holding element is fixed in a groove of the dome sealing tool, which allows a simple structural and manufacturing design.
  • the holding element preferably has a width of 3 to 15 mm, in particular a width of 6 to 10 mm, on the one hand to ensure a sufficient holding function and on the other hand to keep the less heated area as small as possible.
  • the holding element advantageously has a high coefficient of friction in order to be able to hold various designs of skin foils sufficiently for the deep-drawing process.
  • the holding element has a curved contour in order to reinforce the holding effect.
  • Figure 1 shows a packaging machine 1 according to the invention in the form of a tray closing machine comprising a sealing station 20 with a sealing tool upper part 2 in order to wrap several trays 3 at the same time with a skin film 5 (see FIG Figure 2 ) to close.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a sealing tool upper part 2 according to the prior art in section.
  • the sealing tool upper part 2 has two dome sealing tools 30, each with a cutting knife 4 arranged thereon.
  • FIG. 3 shows an evacuation process in the dome sealing tools 30, shown with arrows, in which the atmosphere is evacuated from the space above the skin film 5 and below a dome 7 of the dome sealing tool 30 by means of a vacuum generator, not shown in detail.
  • the skin film 5 is stretched or deep-drawn and, at the beginning of this process, is already in contact with a transition area 8 from a sealing surface 9 of the dome sealing tool 30 and an inner dome surface 10.
  • the dome sealing tool 30 has a plurality of heating elements 11 in order to heat the dome sealing tool 30 both on the sealing surface 9 and on the dome surface 10. Surface temperatures of up to 250 ° C. are provided in order to be able to bring the skin film 5 to the temperature required for the sealing process.
  • the skin film 5 comes into contact with the transition area 8, which is also heated, at the beginning of the evacuation process.
  • the skin film 5 is heated there while the skin film 5 is stretched in the direction of Cathedral 7 lasts. The consequence of this is that the skin film 5 can tear, especially at the transition area 8, as a result of the material taper if the stretching or deep-drawing takes place too quickly or too strongly.
  • Figure 4 shows the skin film 5 lying against the dome surface 10 at the end of the evacuation process. In this phase, the skin film 5 is heated to the temperature required for a skin process.
  • FIG 5 an embodiment according to the invention of a sealing tool upper part 2 with a dome sealing tool 30 is shown.
  • a holding element 12 is provided in the transition area 8.
  • the holding element 12 is arranged circumferentially and parallel to the sealing surface 9 on the dome sealing tool 3.
  • the holding element 12 has a width B of 3 to 15 mm.
  • the connection from the holding element 12 to the dome sealing tool 30 can be, for example, an adhesive connection, or a circumferential groove 13 is provided in the dome sealing tool 30, in which the holding element 12 can be fixed by clamping or adhesive.
  • the holding element 12 is preferably designed to be heat-insulating, for example made of silicone or a silicone composite material, so that the skin film 5 is not, slightly or less heated than in the prior art during the first contact with the dome sealing tool 3 in the transition area 8.
  • the performance of the packaging machine is increased because the evacuation process can be carried out quickly and not reduced as in the prior art.
  • Another positive effect of the holding element 12 is the adhesion of the skin film 5 to the holding element 12, which means that the expansion in this area is less and the formation of creases on a sealing flange of the tray 3 can be reduced or prevented during the sealing process.
  • the reason for this lies in the adhesion of the skin film 5 to the holding element 12, as a result of which the stretching area in the dome 7 and under the sealing surface 9 is separated and the skin film 5 only undergoes a strong stretch in the dome 7, which is also strong for the skin process, as in FIG Figure 6 shown.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit einem Domsiegelwerkzeug.
  • Bei Verpackungsmaschinen und im Speziellen bei Schalenverschließmaschinen werden sogenannte Domsiegelwerkzeuge eingesetzt, um Skinpackungen herzustellen, wie beispielsweise in der EP 2815983 A1 offenbart. Maschinen zum Herstellen von Skinverpackungen, bei denen ein domförmiges Siegewerkzeug-Oberteil zum Einsatz kommt, das in seinem Randbereich konvex gekrümmt ist, gehen beispielsweise aus der WO2017/125282A2 oder aus der nachveröffentlichten EP3450328A1 hervor. Dabei müssen die Skinfolien in einen beheizten Dom im Siegelwerkzeugoberteil nach oben angesaugt werden, damit die Skinfolie an der erwärmten Innenseite des Doms auf diejenige Temperatur erwärmt werden kann, die notwendig ist, damit sich die Skinfolie nach dem Skinprozess eng an das Produkt und auch an die Schaleninnenseiten anlegt und dabei eine luftdichte Verbindung eingeht. Eine zu geringe Temperatur kann sowohl zu einer zu wenig dehnfähigen Skinfolie führen als auch beim Skinvorgang zu einer mangelhaften Haftung an den Packungsinnenflächen führen. Diese Problematik verstärkt sich zusätzlich bei besonders hohen Produkten, da dabei die zur Verfügung stehende Fläche umso mehr bereits in den Dom gedehnt werden muss. Um diese Dehnung der Skinfolie in den Dom ohne Rissbildung vor allem am Übergang einer Siegelfläche in den Dom erzeugen zu können, sollte dieser Vorgang nicht zu schnell oder nicht schlagartig erfolgen, welches sich negativ auf die Prozesszeit des Siegelvorgangs und damit negativ auf die Maschinenleistung auswirkt. Des Weiteren hat sich in der Praxis herausgestellt, dass es in solchen Fällen zur Bildung von kleinen Falten auf einem Schalenrand kommen kann, also dem Bereich, in dem das Domsiegelwerkzeug mit seiner Siegelfläche die Skinfolie zusätzlich auf den Schalenrand siegelt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine verbesserte Verpackungsmaschine zum faltenfreien Verpacken von hohen Produkten in einer Schale oder auf einer Produktunterlage mit einer Skinfolie bereitzustellen, ohne dabei die Maschinenleistung negativ zu beeinflussen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine, insbesondere eine Schalenverschließmaschine, umfasst eine Siegelstation, wobei die Siegelstation ein Siegelwerkzeugoberteil mit wenigstens einem Domsiegelwerkzeug umfasst, wobei das Domsiegelwerkzeug eine umlaufende Siegelfläche und einen nach oben ins Innere des Domsiegelwerkzeugs aufragenden Dom aufweist, wobei sowohl die Siegelfläche als auch eine Domfläche mittels im Domsiegelwerkzeug vorgesehener Heizelemente erwärmbar ausgeführt sind. Die Verpackungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass ein Halteelement zwischen der Siegelfläche und der Domfläche vorgesehen ist, das dazu konfiguriert ist, eine Skinfolie beim Tiefziehen der Skinfolie in den Dom hinein zu halten. Dies bringt den positiven Effekt mit sich, dass die Skinfolie im Bereich der Siegelfläche nicht oder nur wenig gedehnt wird und eine Faltenbildung auf dem Schalenrand bei der späteren Siegelung vermieden wird. Erfindungsgemäß ist das Halteelement in Silikon, in Gummi, in PEEK (Polyetheretherketon) oder als Elastomer ausgeführt ist, um die Haltefunktion und auch eine Wärmeisolationsfunktion zu gewährleisten.
  • Vorzugsweise ist das Halteelement parallel zur Siegelfläche angeordnet, um die Skinfolie beim Tiefziehen in den Dom immer an der gleichen Stelle gegenüber der Siegelfläche zu halten. Dies ist ebenfalls vorteilhaft bei der Vermeidung von Falten in der Siegelnaht.
  • Bevorzugt ist das Halteelement umlaufend zur Siegelfläche angeordnet, so dass die Skinfolie über den gesamten Umfang gehalten wird.
  • Durch die Wärmeisolationsfunktion des Halteelements wird selbst bei einem schlagartigem Tiefziehvorgang der Skinfolie in den Dom eine Rissbildung im Übergangsbereich von Siegelfläche zu Domfläche vermieden, da die Skinfolie nicht wie im Stand der Technik an dieser Stelle zu sehr erwärmt wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist das Halteelement in einer Nut des Domsiegelwerkzeugs fixiert, welches eine einfache konstruktive und fertigungstechnische Ausführung erlaubt.
  • Bevorzugt weist das Haltelement eine Breite von 3 bis 15 mm auf, insbesondere eine Breite von 6 bis 10 mm, um einerseits eine ausreichende Haltefunktion zu gewährleisten und andererseits die weniger erwärmte Fläche möglichst gering zu halten.
  • Vorteilhafterweise weist das Halteelement einen hohen Reibungskoeffizienten auf, um verschiedene Ausgestaltungen von Skinfolien für den Tiefziehvorgang ausreichend halten zu können.
  • In einer vorteilhaften Variante weist das Halteelement eine gewölbte Kontur auf, um die Haltewirkung zu verstärken.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen
    • Figur 1:
    eine erfindungsgemäße Schalenverschließmaschine dargestellt ohne Verkleidungs- und Schutzeinrichtungen,
    Figur 2:
    eine schematische Ansicht eines Siegelwerkzeugoberteils im Schnitt gemäß dem Stand der Technik,
    Figur 3:
    das Siegelwerkzeugoberteil von Figur 2 während eines Evakuiervorgangs,
    Figur 4:
    das Siegelwerkzeugoberteil von Figur 2 am Ende des Evakuiervorgangs,
    Figur 5:
    eine erfindungsgemäße Ausführung eines Siegelwerkzeugoberteils während des Evakuiervorgangs und
    Figur 6:
    das Siegelwerkzeug von Figur 5 am Ende des Evakuiervorgangs.
  • Einander entsprechende Komponenten sind in den Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1 in Form einer Schalenverschließmaschine umfassend eine Siegelstation 20 mit einem Siegelwerkzeugoberteil 2, um mehrere Schalen 3 zeitgleich mit einer Skinfolie 5 (siehe Figur 2) zu verschließen.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Siegelwerkzeugoberteils 2 gemäß dem Stand der Technik im Schnitt. Das Siegelwerkzeugoberteil 2 weist zwei Domsiegelwerkzeuge 30 mit einem jeweils daran angeordneten Schneidmesser 4 auf. Die Skinfolie 5, die sich im erwärmten Zustand wie eine Haut an ein Produkt und an die Innenseiten der Schale 3 anlegt, ist umlaufend mit einem Klemmrahmen 6 am Siegelwerkzeugoberteil 2 geklemmt.
  • Figur 3 zeigt einen mit Pfeilen dargestellten Evakuierungsvorgang in den Domsiegelwerkzeugen 30, bei dem die Atmosphäre aus dem Raum oberhalb der Skinfolie 5 und unterhalb eines Doms 7 des Domsiegelwerkzeugs 30 mittels eines nicht näher dargestellten Vakuumerzeugers evakuiert wird. Dabei wird die Skinfolie 5 gedehnt bzw. tiefgezogen und legt sich bereits zu Beginn dieses Prozesses an einen Übergangsbereich 8 von einer Siegelfläche 9 des Domsiegelwerkzeugs 30 und einer inneren Domfläche 10 an. Das Domsiegelwerkzeug 30 weist mehrere Heizelemente 11 auf, um das Domsiegelwerkzeug 30 sowohl an der Siegelfläche 9 als auch an der Domfläche 10 zu erwärmen. Dabei sind Oberflächentemperaturen bis 250 °C vorgesehen, um die Skinfolie 5 auf eine notwendige Temperatur für den Siegelprozess bringen zu können. Dabei kommt die Skinfolie 5 bereits zu Beginn des Evakuierungsvorganges mit dem ebenso erwärmten Übergangsbereich 8 in Kontakt. Dort wird die Skinfolie 5 erwärmt, während das Dehnen der Skinfolie 5 in Richtung Dom 7 andauert. Dies hat zur Folge, dass die Skinfolie 5 vor allem am Übergangsbereich 8 durch die Materialverjüngung reißen kann, wenn das Dehnen bzw. Tiefziehen zu schnell bzw. zu stark erfolgt.
  • Figur 4 zeigt die am Ende des Evakuiervorgangs an der Domfläche 10 anliegende Skinfolie 5. In dieser Phase wird die Skinfolie 5 auf die für einen Skinprozess erforderliche Temperatur erwärmt.
  • In Figur 5 ist eine erfindungsgemäße Ausführung eines Siegelwerkzeugoberteils 2 mit einem Domsiegelwerkzeug 30 gezeigt. Dabei ist im Übergangsbereich 8 ein Halteelement 12 vorgesehen. Das Halteelement 12 ist umlaufend und parallel zur Siegelfläche 9 am Domsiegelwerkzeug 3 angeordnet. Das Halteelement 12 weist eine Breite B von 3 bis 15 mm auf. Die Verbindung vom Halteelement 12 am Domsiegelwerkzeug 30 kann beispielsweise eine Klebeverbindung sein, oder im Domsiegelwerkzeug 30 ist umlaufende Nut 13 vorgesehen, in die das Halteelement 12 klemmend oder klebend fixiert sein kann. Das Halteelement 12 ist bevorzugt wärmeisolierend ausgeführt, beispielsweise aus Silikon oder einem Silikonverbundmaterial, sodass die Skinfolie 5 beim ersten Kontakt mit dem Domsiegelwerkzeug 3 im Übergangsbereich 8 nicht, wenig oder weniger als im Stand der Technik erwärmt wird. Dies zieht den positiven Effekt nach sich, dass sich die Skinfolie 5 beim Evakuierverfahren gleichmäßiger dehnen kann und die Rissbildung minimiert wird. Dabei wird die Leistung der Verpackungsmaschine gesteigert, weil der Evakuierungsprozess schnell und nicht wie im Stand der Technik reduziert erfolgen kann. Ein weiterer positiver Effekt des Halteelements 12 liegt in der Haftung der Skinfolie 5 an dem Haltelement 12, der dazu führt, dass die Dehnung in diesem Bereich geringer ausfällt und bei Siegelvorgang die Faltenbildung auf einem Siegelflansch der Schale 3 reduziert oder verhindert werden kann. Die Ursache hierfür liegt im Haften der Skinfolie 5 am Halteelement 12, wodurch der Dehnbereich im Dom 7 und unter der Siegelfläche 9 getrennt ist und die Skinfolie 5 lediglich im Dom 7 eine starke und auch für den Skinprozess starke Dehnung erfährt, wie in Figur 6 gezeigt.

Claims (8)

  1. Verpackungsmaschine (1) mit einer Siegelstation (20), wobei die Siegelstation (20) ein Siegelwerkzeugoberteil (2) mit wenigstens einem Domsiegelwerkzeug (30) umfasst, wobei das Domsiegelwerkzeug (30) eine umlaufende Siegelfläche (9) und einen nach oben ins Innere des Domsiegelwerkzeugs (3) weisenden Dom (7) aufweist, wobei sowohl die Siegelfläche (9) als auch eine Domfläche (10) mittels im Domsiegelwerkzeug (30) vorgesehener Heizelemente (11) erwärmbar sind, wobei ein Halteelement (12) zwischen der Siegelfläche (9) und der Domfläche (10) vorgesehen ist, das dazu konfiguriert ist, eine Skinfolie (5) zu halten, bevor oder während die Skinfolie (5) in den Dom (7) hinein tiefgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) in Silikon, in Gummi, in PEEK oder als Elastomer ausgeführt ist.
  2. Verpackungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) parallel zur Siegelfläche (9) angeordnet ist.
  3. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) umlaufend zur Siegelfläche (9) angeordnet ist.
  4. Verpackungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) in einer Nut (13) des Domsiegelwerkzeugs (30) fixiert ist.
  5. Verpackungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (12) eine Breite (B) von 3 bis 15 mm aufweist.
  6. Verpackungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist.
  7. Verpackungsmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) eine gewölbte Kontur aufweist.
  8. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsmaschine (1) eine Schalenverschließmaschine ist.
EP19190240.2A 2018-10-26 2019-08-06 Verpackungsmaschine mit einem domsiegelwerkzeug Active EP3643624B1 (de)

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