EP3771535A1 - Verpackungsmaschine mit schneidstation - Google Patents

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EP3771535A1
EP3771535A1 EP20184948.6A EP20184948A EP3771535A1 EP 3771535 A1 EP3771535 A1 EP 3771535A1 EP 20184948 A EP20184948 A EP 20184948A EP 3771535 A1 EP3771535 A1 EP 3771535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
packaging machine
cutting
knife
counter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20184948.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nick Nobis
Maximilian Hetz
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG filed Critical Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Publication of EP3771535A1 publication Critical patent/EP3771535A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
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    • 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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    • 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
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    • B26D2007/202—Rollers or cylinders being pivoted during operation
    • 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
    • B26D2210/00—Machines or methods used for cutting special materials
    • B26D2210/11—Machines or methods used for cutting special materials for cutting web rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/40—Cutting-out; Stamping-out using a press, e.g. of the ram type
    • B26F2001/402—Cutting-out; Stamping-out using a press, e.g. of the ram type curvilinear cutting presses, i.e. the stroke comprising an overlay of a linear and a curved movement

Definitions

  • the invention relates to a packaging machine according to the preamble of claim 1.
  • Packaging machines which produce packaging by processing one or more foils.
  • an upper film is often welded to a container in which a product is held.
  • the container can be in another, z. B. called lower film, be formed film.
  • Both the lower film and the upper film are often in the form of long (quasi-endless) webs that extend in one production direction and are conveyed through different work stations in this production direction, whereby numerous packagings can be produced.
  • It is also known that several individual, shell-like containers are closed with a long sheet of film. In both cases, a large number of sealed packages are created which are connected to one another by the upper film or by the upper and lower film.
  • the invention provides a packaging machine with several work stations for processing a film, at least one of which is a cutting station.
  • the work stations are arranged one after the other along a work direction and the film is conveyed in the work direction from a first of the work stations to a second of the work stations.
  • the cutting station is configured for severing the film in a cutting direction which runs transversely, preferably perpendicularly, to the working direction, the cutting station having a knife and a counter-pressure device which can be pressed against one another in a pressing direction.
  • the packaging machine is characterized in that the counter-pressure device has a surface which is curved about an axis of curvature and is configured to roll with the curved surface on a cutting edge of the knife about an axis of unwinding.
  • the curvature of the curved surface can be circular or elliptical. All points on the curved surface can have identical distances from the axis of curvature. Directions which run at an angle to the given direction can be regarded as running transversely to a given direction. The angle can be greater than 0 °, in particular greater than 15 ° or 30 ° or 45 °, particularly preferably 90 °. An upper film and / or a lower film can be regarded as a film. Furthermore, a composite of two or more foils welded together, preferably during the packaging process, e.g. B. an upper and a lower film can be viewed as a film.
  • a structure can be viewed as a knife with a cutting edge which is configured to cut through a film when it is pressed against the cutting edge.
  • the severing can not only be a cutting process, but alternatively or additionally any type of severing, e.g. B. a squeezing off or, when the knife is heated, a melting of the film.
  • any edge or similar structure of the knife that is suitable for severing the film by pressing against this cutting edge can be regarded as the cutting edge.
  • the unwinding axis is at least partially oriented parallel to the working direction. If this is the case, separation processes can be carried out transversely or perpendicular to the working direction.
  • the rolling axis can be viewed as partially oriented parallel to the cutting edge, if this is the case at a section along the cutting edge.
  • the unwinding axis can preferably be oriented at least partially transversely, preferably perpendicularly, to the cutting edge. This can offer the advantage that the area of the film that is pressed onto the cutting edge can be kept as small as possible.
  • the unwinding axis can be viewed as partially oriented transversely or perpendicularly to the cutting edge if this is the case at a section along the cutting edge. Since knives with a non-straight cutting edge are known, for example to give packaging or packaging flanges a specific contour, it is conceivable that the unwinding axis is oriented perpendicular to the cutting edge in a first section along the cutting edge and in a second section along the cutting edge is oriented at a different angle or parallel to this.
  • the roll axis can, for. B. parallel, preferably collinear, oriented to the axis of curvature.
  • the knife can be immovable in the pressing direction with respect to the film and / or with respect to a machine frame of the packaging machine and / or with respect to a frame of the cutting station. This allows the number of moving parts in the cutting station to be reduced, which can simplify the construction and reduce wear.
  • a contact surface between the curved surface and the cutting edge is point-shaped when rolling. As a result, a pressing force between the knife and the counter-pressure device that is required to cut through the film can be further reduced. It is particularly favorable if a contact surface between the curved surface and the cutting edge moves along the cutting edge during rolling.
  • the pressing direction can preferably be oriented perpendicular to the working direction and the cutting direction. This enables a particularly efficient severing of the film.
  • the counterpressure device is located between packaging trays when the film is pressed against the cutting edge, such a configuration can enable the counterpressure device to be removed in one movement from the cutting edge and from the space between the packaging trays, so that the packaging trays cannot be conveyed through the counter pressure device is blocked. This also applies when the counter-pressure device is pressed against the cutting edge of the knife.
  • the counter-pressure device can be configured in such a way that the unwinding axis moves relative to the knife during unwinding. It can thereby be achieved that as little as possible, preferably no slip occurs between the counter-pressure device and the cutting edge.
  • the counter-pressure device comprises a, preferably cylindrical, roller on which the curved surface is provided.
  • a particularly simple production can thereby be made possible.
  • the role can be produced by simple turning.
  • bearings available on the market in particular roller bearings or Plain bearings with a metal outer ring may be provided.
  • an outer ring of a roller or plain bearing serves as a roller, and / or that the curved surface is provided on an outer ring of a bearing.
  • the term “roller” as used in the present application can also be understood to mean an outer ring of a bearing.
  • the counter pressure device can, for. B. have an actuator which is configured to press the roller against the knife.
  • each roller can advantageously be assigned an actuator for pressing the respective roller against the cutting edge of the knife.
  • An actuator for pressing the roller can also be useful, since the pressing force can be specifically controlled and / or regulated in order, for example, to be adaptable to different film thicknesses.
  • a body on which the curved surface is provided circumferentially can be regarded as a role. This can mean that the body with the curved surface on the cutting edge can be rolled off by a rolling angle of more than 360 ° around the rolling axis, preferably without the rolling having to be interrupted.
  • the rolling angle can be defined as the angle by which the roller rotates about the rolling axis during rolling.
  • the counter-pressure device can particularly preferably be movable transversely to the working direction.
  • a linear movement is conceivable in which the roller can roll on the knife when it is pressed against the cutting edge. This can enable particularly simple kinematics and thus a favorable construction of the cutting station.
  • the counter-pressure device can comprise a cradle on which the curved surface is provided.
  • a body on which the curved surface is not provided circumferentially can be regarded as a cradle.
  • the shape of the cradle can limit a roll-off angle by which the cradle can roll on the curved surface.
  • the rolling angle can be defined as the angle by which the cradle rotates about the rolling axis during rolling.
  • the roll-off angle can, for. B. to less than 180 °, preferably less than 90 °, particularly preferably less than 45 °.
  • a cradle can make it possible for each area of the curved surface to come into contact with the knife only once during a single cutting process, while for a roller an area can come into contact with the knife several times during one and the same cutting process due to the rotation of more than 360 ° can come into contact with the same area. This can reduce wear on the curved surface of the counter pressure device. Furthermore, a leverage effect can be achieved by the cradle, which can bring about a reduction in the forces required to operate the cradle.
  • the counter-pressure device has two actuators which are configured to press the cradle against the knife. These can act on opposite end sections of the cradle, for example.
  • the actuators can advantageously be configured to generate the rolling movement of the cradle. For this purpose, they can be controlled in such a way that a first of the two end sections of the cradle is first pressed against the knife and the cradle then rolls in a rocking motion with the curved surface on the cutting edge until the second of the two end sections of the cradle is pressed against the knife .
  • Several cradles can be provided. It is conceivable that several, in particular all, cradles are connected to one another and can be moved together by two actuators, as described above.
  • each of the cradles can be moved by two actuators, as described above. As a result, the movement and the pressing force of each individual cradle can be specifically controlled and / or regulated.
  • Figure 1 shows a schematic view of a packaging machine 1, which can be a thermoforming packaging machine.
  • the packaging machine 1 can have one or more work stations, in particular, as in the exemplary embodiment shown, a forming station 2, a sealing station 3, a transverse cutting device 4 and a longitudinal cutting device 5.
  • the packaging machine can have one or more of the work stations mentioned. These can be arranged on a machine frame 6 in the order mentioned in a working direction R.
  • a leakage detection station 11 can be arranged downstream of the molding station 2 as a further work station.
  • a feed roller 7 can be provided on the machine frame 6, from which a first film 8 can be pulled off.
  • a film store 9 can be provided, from which a second film 10 can be pulled off as a cover film.
  • a discharge device 13, for. B. in Form of a conveyor belt can be provided with which the finished, isolated packaging can be transported away.
  • the packaging machine 1 can have a feed device, not shown, which can grip the first film 8 and, preferably in a main work cycle, transport it on in cycles in the work direction R.
  • the feed device can be implemented, for example, by laterally arranged transport chains, preferably clamp chains.
  • the forming station 2 can be designed as a deep-drawing station.
  • One or more packaging trays 14 can be formed therein in the first film 8 by deep drawing.
  • the forming station 2 can be designed in such a way that a plurality of packaging trays can be formed next to one another in a direction perpendicular to the working direction R.
  • an insertion section 15 can be provided in the working direction R behind the forming station 2.
  • the packaging trays 14 formed in the first film 8 can be filled with product 16.
  • the sealing station 3 can comprise an upper tool 12a and a lower tool 12b. These can be configured to form a gas-tight, closable chamber 17 in which an atmosphere in the packaging trays 14 can be changed prior to sealing, for example by evacuation and / or by gas purging with an exchange gas or with an exchange gas mixture.
  • the longitudinal cutting device 5 can be designed as a rotating circular knife arrangement with which the first film 8 and the second film 10 can be severed between adjacent packaging trays 14 and at the lateral edge of the first film 8, whereby behind the longitudinal cutting device 5 there may be isolated packaging.
  • the transverse cutting device 4 and the longitudinal cutting device 5 can each be viewed as a work station, in particular a cutting station, or can be viewed together as a work station, in particular a cutting station.
  • two exemplary embodiments of the cross cutting device 4 will be explained in more detail as cross cutting device 4 and cross cutting device 104.
  • the packaging machine 1 can also contain a control unit 18. It can be configured to control and / or monitor the processes running in the packaging machine 1.
  • a display device 19 can be provided, preferably with control elements 20, and can be set up to visualize or influence process sequences in the packaging machine 1 for or by an operator.
  • the general mode of operation of the packaging machine 1 can proceed as shown briefly below.
  • the first film 8 can be pulled off the feed roller 7 and transported into the forming station 2 by the feed device.
  • one or more packaging trays 14 can be formed in the first film 8 by deep drawing.
  • the packaging trays 14, together with the surrounding area of the first film 8, can be transported step by step to the leakage detection station 11 in a main work cycle. There they can be checked for leaks that may have occurred during molding, for example.
  • the packaging trays 14 can then be transported further to the insertion section 15, where they can be filled with product 16.
  • the filled packaging trays 14, together with the area of the first film 8 surrounding them, can then be transported further into the sealing station 3 by the feed device.
  • the second film 10 can be sealed to the first film 8 as a cover film in the sealing station 3.
  • the second film 10 can then be transported further with the feed movement of the first film 8.
  • the second film 10 can be pulled off the film storage device 9. Sealing the cover film 10 to the packaging trays 14 can result in sealed packaging 21.
  • the packagings 21 can be separated by severing the foils 8, 10 in the transverse or longitudinal direction.
  • a direction which is oriented essentially parallel to the working direction R can be regarded as a longitudinal direction.
  • the cross-cutting device 4 hereinafter also referred to as cutting station 4
  • it can have a frame 22. This can allow the first film 8 or a film composite of the first film 8 and the second film 10 to be conveyed in the working direction R through the frame 22.
  • a cutter insert 23 can be arranged on the frame. This can be used to hold one or more knives 24 (see Figure 4 ) must be configured.
  • the cutting station 4 can furthermore comprise a counter-pressure device 25. Depending on whether one or more knives 24 are provided, the knife or knives 24 and the counter-pressure device 25 can be pressed against one another. The pressing can take place in a pressing direction A.
  • the packaging machine 1, in particular the cutting station 4 can be configured in such a way that the first film 8 and / or the second film 10 is conveyed through between the knife 24 or the knives 24 and the counter-pressure device 25.
  • the cutting station 4 can be configured by pressing the counter pressure device 25 and the knife 24 against one another to to press the first film 8 and / or the second film 10 against the knife 24.
  • the first film 8 and / or the second film 10 can be severed.
  • the counter pressure device 25 can have a curved surface 26.
  • the curved surface 26 can be curved about an axis 27 of curvature.
  • the curvature can be circular or elliptical, for example.
  • the curved surface 26 can be circularly curved.
  • the curved surface 26 can be provided on a preferably cylindrical roller 28.
  • the counterpressure device 25 can comprise the roller 28.
  • the counter-pressure device 25, in particular the roller 28, can be pressed against the knife 24.
  • the counterpressure device 25, as in the exemplary embodiment described here, can include an actuator 29. This can be configured to press the roller 28 against the knife 24.
  • the actuator 29 can for example be a pneumatic cylinder.
  • the cutting station 4 can be configured for severing the first film 8 and / or the second film 10 in a cutting direction S.
  • the cutting station 4 can comprise a linear guide 30.
  • the counter-pressure device 25 can engage with the linear guide 30. A movement of the counter-pressure device 25 can thereby be guided.
  • the cutting station 4 can furthermore comprise a feed actuator 31.
  • the feed actuator 31 can be configured to drive a movement of the counter-pressure device 25 along the linear guide 30.
  • FIG 3 is the same view as in Figure 2 shown.
  • the rollers 28 have been pressed against the knives 24 by the actuator 29 and the counter-pressure device 25 has been moved in the cutting direction S by the feed actuator 31.
  • the counter-pressure device 25 can accordingly be displaceable in the cutting direction S.
  • the counter-pressure device 25, in particular the roller 28, can roll with the curved surface 26 on the knife 24.
  • the unwinding can take place about an unwinding axis 32.
  • the axis of curvature 27 and the rolling axis 32 can run collinear with one another. Since this can facilitate the production of the curved surface 26, this is a preferred variant.
  • the invention also provides variants in which the axis of curvature 27 and the rolling axis 32 are at least temporarily are not collinear.
  • the axis of curvature 27 and the rolling axis 32 are at least temporarily are not collinear.
  • the axis of curvature 27 can run collinear with the roll axis 32 only at times.
  • the unwinding axis 32 can be oriented parallel to the working direction R. Alternatively or additionally, the unwinding axis can be oriented transversely, preferably perpendicularly, to the cutting direction S. As already indicated, the rolling axis 32 can be oriented parallel, preferably collinear, to the axis of curvature 27. As later in Figure 4 becomes apparent, the rolling axis 32 can be transverse, preferably perpendicular to a cutting edge 33 (see Figure 4 ) of the knife 24 be oriented.
  • the pressing direction A can be oriented transversely, preferably perpendicular to the working direction R and the cutting direction S.
  • FIG 4 a detailed view of components of the counter-pressure device 25 is shown.
  • the viewing direction is opposite to the cutting direction S.
  • the knives 24 can have a cutting edge 33.
  • the curved surface 26 can in particular be configured to roll on this cutting edge 33 of the knife 24.
  • the cutting edge 33 and the curved surface 26 can touch one another at a contact surface 34 in the pressed-on state of the counter-pressure device 25.
  • the contact surface 34 can preferably be point-shaped.
  • the described configuration can have the effect that only enough force has to be applied by the actuator 29 to press the first foil 8 and / or the second foil 10 so firmly against the cutting edge 33 that the first foil 8 and / or the second Foil 10 is severed in an area whose size corresponds to the contact surface 34.
  • This force can be significantly less than a force which is required to achieve a severing of the foils by pressing them over the entire length of the cutting edge 33 at the same time.
  • rollers 28 can be provided.
  • the detailed view of Figure 4 Several possible storage variants for the roller 28 have already been shown, which will be explained in more detail below. It should be clear, however, that the invention also relates to variants in which all the rollers provided are stored identically or any combinations of the bearing variants explained below are used.
  • FIG. 3 is a sectional view of FIG Figure 4 shown.
  • roller bearings can be preferred for mounting the rollers 28. This allows the curved surface 26 to roll properly on the cutting edge 33.
  • a simple needle bearing 35 can be used as the roller bearing.
  • the roller 28 can also be supported by a self-aligning ball bearing 36.
  • a spherical roller bearing is also conceivable.
  • Such self-aligning bearings can compensate for any play that may exist, for example in the guidance of a piston rod of an actuator 29 designed as a pneumatic cylinder. In this way, the proper contact between the roller 28 and the cutting edge 33 of the knife 24 can be better maintained.
  • the roller 28a is also mounted in a roller holder 37.
  • the roller holder 37 can, however, also be articulated.
  • it can be connected to the actuator 29, for example, by two springs 38.
  • a spring guide 39 can be provided for the springs 38, which guide the movement of the roller holder 37.
  • the cross-cutting device 104 hereinafter also referred to as the cutting station 104, is shown in perspective according to the second exemplary embodiment. As shown, it can have a frame 122. This can allow the first film 8 or a film composite composed of the first film 8 and the second film 10 to be conveyed in the working direction R through the frame 122.
  • a cutter insert 123 can be arranged on the frame. This can be used to hold one or more knives 124 (see Figure 4 ) must be configured.
  • the cutting station 104 can further comprise a counter-pressure device 125. Depending on whether one or more knives 124 are provided, the knife or knives 124 and the counter-pressure device 125 can be pressed against one another. The pressing can be done in a pressing direction A.
  • the packaging machine 1, in particular the cutting station 104 can be configured such that the first film 8 and / or the second film 10 is conveyed through between the knife 124 or the knives 124 and the counter-pressure device 125.
  • the cutting station 104 can be configured by pressing the counter-pressure device 125 and the knives 124 against one another to press the first film 8 and / or the second film 10 against the knives 24.
  • the first film 8 and / or the second film 10 can be severed.
  • the counter pressure device 125 may have a curved surface 126.
  • the curved surface 126 may be curved about an axis of curvature 127.
  • the curvature can be circular or elliptical, for example.
  • the curved surface 126 can be circularly curved.
  • the curved surface 126 can be provided on a cradle 128.
  • the counter pressure device may include the cradle 125.
  • the counter-pressure device 125 in particular the cradle 128, can be pressed against the knife 124.
  • the counterpressure device 125 can include two actuators 129a, 129b. They can be configured to press the cradle 128 against the knife 124.
  • the actuators 129a, 129b can be pneumatic cylinders, for example.
  • the cutting station 104 can be configured for severing the first film 8 and / or the second film 10 in a cutting direction S.
  • a control device for example the control unit 18 of the packaging machine 1, can control the actuators 129a, 129b in such a way that the cradle 128 rolls on the knife 124 in a rocking motion. This movement is in the Figures 9 and 10 illustrated.
  • the cradle 128 and the knife 124 are shown in a more detailed, perspective view.
  • the knife 124 can have so-called star regions 145. These can be configured to produce rounded transition edges on packaging flanges or edges, which can be arranged between transverse edges produced by the transverse cutting device 4, 104 and longitudinal edges of the finished packaging 21 produced by the longitudinal cutting device 5.
  • Star areas 145 can also be provided in the knives 24 of the cutting station 4 from the first exemplary embodiment.
  • the star regions 145 are examples of sections in which the unwinding axis 32 does not run transversely or perpendicular to the cutting edge 33 of the knife 24.
  • the cradle 128 also rolls around a roll axis 132. Due to the size of the radius of the curvature of the curved surface 126, this is only shown schematically in FIG Figure 12 shown. The same applies analogously to the axis of curvature 127 about which the curved surface 126 is curved.
  • compensating springs 141 can also be seen. These can be connected to the cradle 128. This allows tolerances in the weighing movement to be compensated. So you can fulfill a similar function as the self-aligning bearing 36 or the articulated roller holder 37 from the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the state at the beginning of a weighing movement in which the cradle 128 with the curved surface 126 rolls on the knife 124.
  • the actuators 129a, 129b can be mounted in an articulated manner on the frame 122, for example by means of bearing bolts 140. This enables the actuators 129a, 129b to pivot, which, in particular by reducing slippage, enables the curved surface 126 to roll cleanly on the knives 124 can be reached.
  • centering devices 142 can be arranged on the frame 122. In this way, on the one hand, excessive tilting of the articulated actuators 129 A, 129 B can be prevented.
  • the counter-pressure device can thus be centered and / or aligned with the cutter insert 123.
  • FIG 11 a detailed view of two of the cradles 128 from a perspective opposite to the cutting direction S is shown.
  • the cutting edge 133 of the knife 124 and the contact surface 134 at which the cutting edge 133 and the cradle 128 can touch can be seen even better.

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Abstract

Eine Verpackungsmaschine (1) mit mehreren Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) zum Bearbeiten einer Folie (8, 10), von denen mindestens eine eine Schneidstation (4, 104) ist. Die Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) sind entlang einer Arbeitsrichtung (R) nacheinander angeordnet und die Folie (8, 10) wird in der Arbeitsrichtung (R) von einer ersten der Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) zu einer zweiten der Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) gefördert. Die Schneidstation (4, 104) ist zum Durchtrennen der Folie (8, 10) in einer Schneidrichtung (S) konfiguriert, die quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Arbeitsrichtung (R) verläuft. Die Schneidstation weist ein Messer (24 124) und eine Gegendruckvorrichtung (25, 125) auf, die in einer Andrückrichtung (A) aneinander andrückbar sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Gegendruckvorrichtung (25, 125) eine um eine Krümmungsachse (27, 127) gekrümmte Fläche (26, 126) aufweist, und dazu konfiguriert ist, mit der gekrümmten Fläche (26, 126) auf einer Schneidkante (33, 133) des Messers (24, 124) um eine Abrollachse (32, 132) abzurollen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es sind Verpackungsmaschinen bekannt, die durch Verarbeitung einer oder mehrerer Folien Verpackungen erzeugen. Dabei wird häufig eine Oberfolie mit einem Behälter verschweißt, in dem ein Produkt aufgenommen ist. Dabei kann der Behälter in eine weitere, z. B. Unterfolie genannte, Folie geformt sein. Oft liegen sowohl die Unterfolie als auch die Oberfolie als lange (quasi endlose) Bahnen vor, die sich in einer Produktionsrichtung erstrecken und in dieser Produktionsrichtung durch verschiedene Arbeitsstationen gefördert werden, wodurch zahlreiche Verpackungen hergestellt werden können. Es ist auch bekannt, dass mehrere einzelne, schalenartige Behälter mit einer langen Folienbahn verschlossen werden. In beiden Fällen entstehen eine Vielzahl von verschlossenen Verpackungen, die durch die Oberfolie oder durch die Ober- und die Unterfolie miteinander verbunden sind.
  • Um individuelle Verpackungen oder Verpackungsverbünde mit einer definierten Anzahl zusammenhängender Verpackungen zu erzeugen, muss die Oberfolie und ggf. auch die Unterfolie durchtrennt werden. Als praktikabel haben sich hierzu unter anderem sogenannte Querschneideinrichtungen erwiesen, die die zu schneidende Folie zwischen nacheinander verschlossenen Verpackungen durchtrennen. Dabei wird ein Schnitt durchgeführt, der senkrecht zu der Produktionsrichtung verläuft.
  • In der DE 10 2010 019 634 B3 wird eine Schneideinrichtung für eine Verpackungsmaschine offenbart. Dort wird auch erwähnt, dass beim Durchtrennen insbesondere von dicken bzw. starken Folien hohe Kräfte aufgebracht werden müssen. Als Verbesserung wird eine modifizierte Hubmechanik vorgeschlagen, die den Wartungsaufwand des Antriebs reduziert. Die an dem Messer selbst wirkenden Kräfte werden jedoch nicht vermindert, da der Schnitt weiterhin durch ein gerades Messer ausgeführt wird, wodurch der Kontaktbereich zwischen der Klinge des Messers und der Folie linienförmig ist, das heißt, dass die Durchtrennung der Folie in einem linienförmigen Bereich gleichzeitig erfolgt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine hinsichtlich ihrer Effizienz verbesserte Verpackungsmaschine anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung sieht eine Verpackungsmaschine mit mehreren Arbeitsstationen zum Bearbeiten einer Folie vor, von denen mindestens eine eine Schneidstation ist. Die Arbeitsstationen sind entlang einer Arbeitsrichtung nacheinander angeordnet und die Folie wird in der Arbeitsrichtung von einer ersten der Arbeitsstationen zu einer zweiten der Arbeitsstationen gefördert. Die Schneidstation ist zum Durchtrennen der Folie in einer Schneidrichtung konfiguriert, die quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Arbeitsrichtung verläuft, wobei die Schneidstation ein Messer und eine Gegendruckvorrichtung aufweist, die in einer Andrückrichtung aneinander andrückbar sind. Die Verpackungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Gegendruckvorrichtung eine um eine Krümmungsachse gekrümmte Fläche aufweist, und dazu konfiguriert ist, mit der gekrümmten Fläche auf einer Schneidkante des Messers um eine Abrollachse abzurollen.
  • Wenn im Zusammenhang mit der Gegendruckvorrichtung von einem Andrücken die Rede ist, sind darunter Vorgänge zu verstehen, in denen die gesamte Gegendruckvorrichtung oder lediglich Teile und/oder Bauteile der Gegendruckvorrichtung und der oder die jeweiligen Andrückpartner aneinander angedrückt werden. Ebenso ist das Vorsehen einer gekrümmten Fläche an der Gegendruckvorrichtung auch so zu verstehen, dass diese gekrümmte Fläche an einem Teil und/oder Bauteil der Gegendruckvorrichtung vorgesehen sein kann.
  • Die Krümmung der gekrümmten Fläche kann kreisförmig oder elliptisch sein. Alle Punkte auf der gekrümmten Fläche können identische Abstände zur Krümmungsachse aufweisen. Als quer zu einer gegebenen Richtung verlaufend können Richtungen angesehen werden, die in einem Winkel zu der gegebenen Richtung verlaufen. Der Winkel kann dabei größer als 0°, insbesondere größer als 15° oder 30° oder 45°, besonders bevorzugt 90° sein. Als eine Folie kann eine Oberfolie und/oder eine Unterfolie angesehen werden. Des Weiteren kann auch ein Verbund aus zwei oder mehr, vorzugsweise während des Verpackungsprozesses, miteinander verschweißten Folien, z. B. einer Ober- und einer Unterfolie, als Folie angesehen werden.
  • Das Verb "schneiden" und alle davon abgeleiteten Begriffe sind mit Bezug auf die vorliegende Anmeldung als synonym mit "(durch-) trennen" und entsprechenden abgeleiteten Begriffen zu verstehen. Wenn also bspw. von einem Schneiden der Folie die Rede ist, umfasst dies nicht nur den technischen Vorgang des Schneidens, sondern jegliche Art von Vorgang, die geeignet ist, die Folie zu durchtrennen. Ebenso sind unter Schneidvorrichtungen, insbesondere einer Schneidstation, Vorrichtungen zu verstehen, die nicht nur zum Schneiden, sondern zum Durchtrennen auf jegliche geeignete Art und Weise konfiguriert sind.
  • Insbesondere kann als Messer mit einer Schneidkante eine Struktur angesehen werden, die dazu konfiguriert ist eine Folie zu durchtrennen, wenn diese an die Schneidkante angedrückt wird. Dabei kann das Durchtrennen nicht nur einen Schneidvorgang, sondern alternativ oder zusätzlich jegliche Art des Trennens, z. B. ein Abquetschen oder bei erhitztem Messer ein Schmelzen der Folie, umfassen. Dementsprechend kann als Schneidkante eine beliebige Kante oder ähnliche Struktur des Messers angesehen werden, die für die Durchtrennung der Folie durch Andrücken an diese Schneidkante geeignet ist.
  • Durch das Abrollen der Gegendruckvorrichtung auf der Schneidkante des Messers kann erreicht werden, dass zu jedem Zeitpunkt während des Schnitts nur ein kleiner, vorzugsweise punktförmiger, Bereich der Folie auf die Schneidkante gedrückt und dabei durchtrennt wird. Die hierfür erforderliche Andrückkraft kann deutlich geringer sein, als wenn das Messer mit der gesamten Schneidkante gleichzeitig gegen die Folie gedrückt wird.
  • Dadurch, dass die an dem Messer selbst auftretenden Kräfte im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen reduziert werden können, kann einerseits der Wartungsaufwand für den Antrieb weiter verringert werden. Andererseits können auch am Messer selbst Einsparungen erzielt werden, da dieses weniger robust ausgeführt bzw. weniger stabil eingefasst werden muss und/oder weniger oft nachgeschärft bzw. ausgetauscht werden muss. Mit anderen Worten kann durch die Erfindung die Standzeit der Messer verlängert werden. Gegebenenfalls kann außerdem auf aufwendige Hubmechaniken, wie z. B. die in der DE 10 2010 019 634 B3 gezeigte, verzichtet werden. All diese Faktoren können die Effizienz einer Verpackungsmaschine erhöhen bzw. die Herstellungs- und/oder Betriebskosten senken.
  • Es ist denkbar, dass die Abrollachse zumindest teilweise parallel zu der Arbeitsrichtung orientiert ist. Ist dies der Fall, können Trennvorgänge quer bzw. senkrecht zu der Arbeitsrichtung ausgeführt werden. Die Abrollachse kann als teilweise parallel zu der Schneidkante orientiert angesehen werden, wenn dies an einem Teilabschnitt entlang der Schneidkante der Fall ist.
  • Vorzugsweise kann die Abrollachse zumindest teilweise quer, vorzugsweise senkrecht zu der Schneidkante orientiert sein. Dies kann den Vorteil bieten, dass der Bereich der Folie, der auf die Schneidkante gedrückt wird möglichst klein gehalten werden kann. Die Abrollachse kann als teilweise quer bzw. senkrecht zu der Schneidkante orientiert angesehen werden, wenn dies an einem Teilabschnitt entlang der Schneidkante der Fall ist. Da Messer mit nicht gerade verlaufender Schneidkante bekannt sind, bspw. um Verpackungen bzw. Verpackungsflanschen eine bestimmte Kontur zu verleihen, ist es denkbar, dass die Abrollachse in einem ersten Abschnitt entlang der Schneidkante senkrecht zu der Schneidkante orientiert ist und in einem zweiten Abschnitt entlang der Schneidkante in einem anderen Winkel oder parallel zu dieser orientiert ist.
  • Die Abrollachse kann z. B. parallel, vorzugsweise kollinear, zu der Krümmungsachse orientiert sein.
  • In einer vorteilhaften Variante kann das Messer in der Andrückrichtung gegenüber der Folie und/oder gegenüber einem Maschinengestell der Verpackungsmaschine und/oder gegenüber einem Rahmen der Schneidstation unbeweglich sein. Dadurch kann die Zahl der bewegten Teile in der Schneidstation reduziert werden, was die Konstruktion vereinfachen und den Verschleiß verringern kann.
  • Es ist vorteilhaft, wenn eine Kontaktfläche zwischen der gekrümmten Fläche und der Schneidkante beim Abrollen punktförmig ist. Dadurch kann eine zum Durchtrennen der Folie erforderliche Andrückkraft zwischen Messer und Gegendruckvorrichtung weiter verringert werden. Besonders günstig ist es, wenn sich eine Kontaktfläche zwischen der gekrümmten Fläche und der Schneidkante während des Abrollens entlang der Schneidkante bewegt.
  • Vorzugsweise kann die Andrückrichtung senkrecht zu der Arbeitsrichtung und der Schneidrichtung orientiert sein. Dadurch kann ein besonders effizientes Durchtrennen der Folie ermöglicht werden. Insbesondere wenn die Gegendruckvorrichtung sich beim Andrücken der Folie an die Schneidkante zwischen Verpackungsmulden befindet, kann durch eine solche Konfiguration ermöglicht werden, dass die Gegendruckvorrichtung in einer Bewegung von der Schneidkante und aus dem Zwischenraum zwischen den Verpackungsmulden entfernt wird, sodass ein Weiterfördern der Verpackungsmulden nicht durch die Gegendruckvorrichtung blockiert wird. Dies gilt analog beim Andrücken der Gegendruckvorrichtung an die Schneidkante des Messers.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante kann die Gegendruckvorrichtung derart konfiguriert sein, dass sich die Abrollachse beim Abrollen relativ zu dem Messer bewegt. Dadurch kann erreicht werden, dass möglichst wenig, vorzugsweise kein Schlupf zwischen der Gegendruckvorrichtung und der Schneidkante auftritt.
  • Es ist denkbar, dass die Gegendruckvorrichtung eine, vorzugsweise zylindrische, Rolle umfasst, an der die gekrümmte Fläche vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders einfache Fertigung ermöglicht werden. Beispielsweise kann die Rolle durch einfache Dreharbeiten herstellbar sein. Zur Lagerung können am Markt verfügbare Lager, insbesondere Wälzlager oder Gleitlager mit einem Metallaußenring, vorgesehen sein. Es ist denkbar. dass ein Außenring eines Wälz- oder Gleitlagers als Rolle dient, und/oder dass die gekrümmte Fläche an einem Außenring eines Lagers vorgesehen ist. In einem solchen Fall kann unter den Begriff "Rolle", wie er in der vorliegenden Anmeldung benutzt wird, auch ein Außenring eines Lagers verstanden werden.
  • Die Gegendruckvorrichtung kann z. B. einen Aktor aufweisen, der zum Andrücken der Rolle an das Messer konfiguriert ist. In Ausführungen, in denen mehrere Rollen vorgesehen sind, beispielsweise um mehrere Schnitte gleichzeitig auszuführen, kann vorteilhafterweise jeder Rolle jeweils ein Aktor zum Andrücken der jeweiligen Rolle an die Schneidkante des Messers zugeordnet sein. Ein Aktor zum Andrücken der Rolle kann außerdem zweckmäßig sein, da die Andrückkraft gezielt steuerbar und/oder regelbar sein kann, um beispielsweise an unterschiedliche Foliendicken anpassbar zu sein. Als Rolle kann ein Körper angesehen werden, an dem die gekrümmte Fläche umlaufend vorgesehen ist. Das kann bedeuten, dass der Körper mit der gekrümmten Fläche auf der Schneidkante um einen Abrollwinkel von mehr als 360° um die Abrollachse abrollbar ist, vorzugsweise ohne dass das Abrollen unterbrochen werden muss. Der Abrollwinkel kann dabei als der Winkel definiert sein, um den die Rolle während des Abrollens um die Abrollachse rotiert.
  • Besonders bevorzugt kann die Gegendruckvorrichtung quer zu der Arbeitsrichtung bewegbar sein. Dabei ist insbesondere eine lineare Bewegung denkbar, bei der die Rolle im an die Schneidkante des Messers angedrückten Zustand auf dieser abrollen kann. Dies kann eine besonders einfache Kinematik und somit einen günstigen Aufbau der Schneidstation ermöglichen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante kann die Gegendruckvorrichtung eine Wiege umfassen, an der die gekrümmte Fläche vorgesehen ist. Als eine Wiege kann ein Körper angesehen werden, an dem die gekrümmte Fläche nicht umlaufend vorgesehen ist. Die Form der Wiege kann einen Abrollwinkel begrenzen, um den die Wiege auf der gekrümmten Fläche abrollbar ist. Der Abrollwinkel kann dabei als der Winkel definiert sein, um den die Wiege während des Abrollens um die Abrollachse rotiert. Der Abrollwinkel kann z. B. auf weniger als 180°, bevorzugt weniger als 90°, besonders bevorzugt auf weniger als 45° begrenzt sein.
  • Eine Wiege kann es ermöglichen, dass bei einem einzelnen Trennvorgang jeder Bereich der gekrümmten Fläche nur einmal mit dem Messer in Kontakt kommt, während bei einer Rolle ein Bereich bei ein und demselben Trennvorgang durch die Rotation um mehr als 360° mehrmals mit demselben Bereich in Kontakt kommen kann. Dies kann den Verschleiß auf der gekrümmten Fläche der Gegendruckvorrichtung verringern. Des Weiteren kann durch die Wiege eine Hebelwirkung erzielt werden, was eine Reduzierung der zur Betätigung der Wiege erforderlichen Kräfte bewirken kann.
  • Es ist denkbar, dass die Gegendruckvorrichtung zwei Aktoren aufweist, die zum Andrücken der Wiege an das Messer konfiguriert sind. Diese können beispielsweise an gegenüberliegenden Endabschnitten der Wiege angreifen. Die Aktoren können vorteilhafterweise dazu konfiguriert sein, die Abrollbewegung der Wiege erzeugen. Dazu können sie derart ansteuerbar sein, dass zunächst ein erster der beiden Endabschnitte der Wiege an das Messer angedrückt wird und die Wiege darauffolgend in einer Wiegebewegung mit der gekrümmten Fläche auf der Schneidkante abrollt, bis der zweite der beiden Endabschnitte der Wiege an das Messer angedrückt wird. Es können mehrere Wiegen vorgesehen sein. Dabei ist es denkbar, dass mehrere, insbesondere alle Wiegen miteinander verbunden sind und gemeinsam durch zwei Aktoren bewegbar sind, wie oben beschrieben. Dadurch können Aktoren eingespart werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass jede der Wiegen jeweils durch zwei Aktoren bewegbar ist, wie oben beschrieben. Dadurch kann die Bewegung und die Andrückkraft jeder einzelnen Wiege gezielt steuerbar und/oder regelbar sein.
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine der vorstehend beschriebenen Art. Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele mit Bezug auf Zeichnungen beschreiben.
    • Figur 1
    zeigt eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine.
    Figur 2
    zeigt eine perspektivische Ansicht der Schneidstation gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
    Figur 3
    zeigt die Ansicht aus Figur 2, wobei die Gegendruckvorrichtung relativ zu der Schneidstation verschoben wurde.
    Figur 4
    zeigt eine Detailansicht von Komponenten der Gegendruckvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus einer der Schneidrichtung entgegengesetzt orientierten Perspektive.
    Figur 5
    zeigt eine Schnittansicht von Komponenten aus Figur 4 aus einer ähnlichen Perspektive.
    Figur 6
    zeigt eine Schnittansicht von weiteren Komponenten aus Figur 4 aus einer ähnlichen Perspektive.
    Figur 7
    zeigt eine perspektivische Ansicht der Schneidstation gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
    Figur 8
    zeigt eine perspektivische Ansicht einer Wiege und eines Messers.
    Figur 9
    eine Seitenansicht der Schneidstation aus Figur 7 aus einer der Arbeitsrichtung entgegengesetzten Perspektive, wobei die Wiege in einer Position vor einer Wiegebewegung gezeigt ist.
    Figur 10
    eine Seitenansicht der Schneidstation aus Figur 7 aus einer der Arbeitsrichtung entgegengesetzten Perspektive, wobei die Wiege in einer Position nach einer Wiegebewegung gezeigt ist.
    Figur 11
    zeigt eine Detailansicht von Komponenten der Gegendruckvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus einer der Schneidrichtung entgegengesetzt orientierten Perspektive.
    Figur 12
    zeigt eine schematische Seitenansicht der Wiege zur Illustration der Abrollachse der Wiege und der Krümmungsachse der an der Wiege vorgesehenen gekrümmten Fläche.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht eine Verpackungsmaschine 1, die eine Tiefziehverpackungsmaschine sein kann. Die Verpackungsmaschine 1 kann eine oder mehrere Arbeitsstationen aufweisen, insbesondere, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Formstation 2, eine Siegelstation 3, eine Querschneideinrichtung 4 und eine Längsschneideinrichtung 5. Es sollte klar sein, dass die Verpackungsmaschine eine oder mehrere der genannten Arbeitsstationen aufweisen kann. Diese können in der genannten Reihenfolge in einer Arbeitsrichtung R an einem Maschinengestell 6 angeordnet sein. Darüber hinaus kann stromabwärts der Formstation 2, als eine weitere Arbeitsstation, eine Leckageerkennungsstation 11 angeordnet sein.
  • Eingangsseitig kann an dem Maschinengestell 6 eine Zufuhrrolle 7 vorgesehen sein, von der eine erste Folie 8 abgezogen werden kann. Im Bereich der Siegelstation 3 kann ein Folienspeicher 9 vorgesehen sein, von dem eine zweite Folie 10 als Deckelfolie abgezogen werden kann. Ausgangsseitig kann an der Verpackungsmaschine eine Abfuhreinrichtung 13, z. B. in Form eines Transportbandes, vorgesehen sein, mit der fertige, vereinzelte Verpackungen abtransportiert werden können. Ferner kann die Verpackungsmaschine 1 eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung aufweisen, welche die erste Folie 8 ergreifen und vorzugsweise in einem Hauptarbeitstakt taktweise in der Arbeitsrichtung R weitertransportieren kann. Die Vorschubeinrichtung kann zum Beispiel durch seitlich angeordnete Transportketten, vorzugsweise Klammerketten, realisiert sein.
  • Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, kann die Formstation 2 als eine Tiefziehstation ausgebildet sein. Darin können durch Tiefziehen eine oder mehrere Verpackungsmulden 14 in die erste Folie 8 geformt werden. Dabei kann die Formstation 2 derart ausgebildet sein, dass in einer Richtung senkrecht zur Arbeitsrichtung R mehrere Verpackungsmulden nebeneinander gebildet werden können. In Arbeitsrichtung R hinter der Formstation 2 kann eine Einlegestrecke 15 vorgesehen sein. Dort können die in die erste Folie 8 geformten Verpackungsmulden 14 mit Produkt 16 befüllt werden.
  • Die Siegelstation 3 kann ein Oberwerkzeug 12a und ein Unterwerkzeug 12b umfassen. Diese können dazu konfiguriert sein, eine gasdicht verschließbare, Kammer 17 zu bilden, in der eine Atmosphäre in den Verpackungsmulden 14 vor dem Versiegeln verändert werden kann, zum Beispiel durch Evakuieren und/oder durch Gasspülen mit einem Austauschgas oder mit einem Austausch-Gasgemisch.
  • Die Längsschneideinrichtung 5 kann, wie in der dargestellten Ausführungsform, als eine rotierende Rundmesseranordnung ausgebildet sein, mit der die erste Folie 8 und die zweite Folie 10 zwischen benachbarten Verpackungsmulden 14 und am seitlichen Rand der ersten Folie 8 durchtrennt werden kann, wodurch hinter der Längsschneideinrichtung 5 vereinzelte Verpackungen vorliegen können. Die Querschneideinrichtung 4 und die Längsschneideinrichtung 5 können jeweils als eine Arbeitsstation, insbesondere eine Schneidstation, angesehen werden oder zusammen als eine Arbeitsstation, insbesondere eine Schneidstation, angesehen werden. Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Querschneideinrichtung 4 noch als Querschneideinrichtung 4 bzw. Querschneideinrichtung 104 näher erläutert werden.
  • Die Verpackungsmaschine 1 kann ferner eine Steuereinheit 18 enthalten. Sie kann dazu konfiguriert sein, die in der Verpackungsmaschine 1 ablaufenden Prozesse zu steuern und/oder zu überwachen. Außerdem kann eine Anzeigevorrichtung 19 vorzugsweise mit Bedienelementen 20 vorgesehen und dazu eingerichtet sein, Prozessabläufe in der Verpackungsmaschine 1 für bzw. durch einen Bediener zu visualisieren bzw. zu beeinflussen.
  • Die generelle Arbeitsweise der Verpackungsmaschine 1 kann wie im Folgenden kurz dargestellt ablaufen.
  • Die erste Folie 8 kann von der Zufuhrrolle 7 abgezogen und durch die Vorschubeinrichtung in die Formstation 2 transportiert werden. In der Formstation 2 können durch Tiefziehen eine oder mehrere Verpackungsmulden 14 in der ersten Folie 8 gebildet werden. Die Verpackungsmulden 14 können zusammen mit dem umgebenden Bereich der ersten Folie 8 in einem Hauptarbeitstakt schrittweise zu der Leckageerkennungsstation 11 weitertransportiert werden. Dort können sie auf Leckagen geprüft werden, die z.B. beim Formen aufgetreten sein können. Anschließend können die Verpackungsmulden 14 zu der Einlegestrecke 15 weitertransportiert werden, wo sie mit Produkt 16 befüllt werden können.
  • Anschließend können die befüllten Verpackungsmulden 14 zusammen mit dem sie umgebenden Bereich der ersten Folie 8 durch die Vorschubeinrichtung in die Siegelstation 3 weitertransportiert werden. Die zweite Folie 10 kann in der Siegelstation 3 als Deckelfolie an die erste Folie 8 angesiegelt werden. Danach kann die zweite Folie 10 mit der Vorschubbewegung der ersten Folie 8 weitertransportiert werden. Dabei kann die zweite Folie 10 von dem Folienspeicher 9 abgezogen werden. Durch das Ansiegeln der Deckelfolie 10 an die Verpackungsmulden 14 können verschlossene Verpackungen 21 entstehen. In den Schneideinrichtungen 4, 5 können die Verpackungen 21 vereinzelt werden, indem die Folien 8, 10 in Quer- bzw. Längsrichtung durchtrennt werden. Als Längsrichtung kann dabei eine Richtung angesehen werden, die im Wesentlichen parallel zur Arbeitsrichtung R orientiert ist.
  • In Figur 2 ist die Querschneideinrichtung 4, im Folgenden auch Schneidstation 4 genannt, perspektivisch dargestellt. Sie kann, wie dargestellt, einen Rahmen 22 aufweisen. Dieser kann ein Fördern der ersten Folie 8 bzw. eines Folienverbundes aus der ersten Folie 8 und der zweiten Folie 10 in der Arbeitsrichtung R durch den Rahmen 22 hindurch erlauben. An dem Rahmen kann eine Messerplatte 23 angeordnet sein. Diese kann zum Halten eines oder mehrerer Messer 24 (siehe Figur 4) konfiguriert sein. Die Schneidstation 4 kann des Weiteren eine Gegendruckvorrichtung 25 umfassen. Abhängig davon, ob ein oder mehrere Messer 24 vorgesehen sind, können das bzw. die Messer 24 und die Gegendruckvorrichtung 25 aneinander andrückbar sein. Das Andrücken kann in einer Andrückrichtung A erfolgen. Die Verpackungsmaschine 1, insbesondere die Schneidstation 4, kann derart konfiguriert sein, dass die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 zwischen dem Messer 24 oder den Messern 24 und der Gegendruckvorrichtung 25 hindurch gefördert wird. Die Schneidstation 4 kann durch ein Andrücken der Gegendruckvorrichtung 25 und der Messer 24 aneinander dazu konfiguriert sein, die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 an die Messer 24 anzudrücken. Dabei kann die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 durchtrennt werden.
  • Die Gegendruckvorrichtung 25 kann eine gekrümmte Fläche 26 aufweisen. Die gekrümmte Fläche 26 kann um eine Krümmungsachse 27 gekrümmt sein. Die Krümmung kann dabei zum Beispiel kreisförmig oder elliptisch sein. Wie im in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die gekrümmte Fläche 26 kreisförmig gekrümmt sein. Zum Beispiel kann die gekrümmte Fläche 26 an einer vorzugsweise zylindrischen Rolle 28 vorgesehen sein. Die Gegendruckvorrichtung 25 kann die Rolle 28 umfassen.
  • Es sollte klar sein, dass, obwohl im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Messer 24 und mehrere Rollen 28 vorgesehen sind, auch Schneidstationen mit nur einem Messer und/oder nur einer Rolle Gegenstand der Erfindung sind.
  • Die Gegendruckvorrichtung 25, insbesondere die Rolle 28, kann an das Messer 24 andrückbar sein. Dazu kann die Gegendruckvorrichtung 25, wie im vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel, einen Aktor 29 umfassen. Dieser kann zum Andrücken der Rolle 28 an das Messer 24 konfiguriert sein. Der Aktor 29 kann beispielsweise ein Pneumatikzylinder sein. Die Schneidstation 4 kann zum Durchtrennen der ersten Folie 8 und/oder der zweiten Folie 10 in einer Schneidrichtung S konfiguriert sein. Dazu kann die Schneidstation 4 eine Linearführung 30 umfassen. Die Gegendruckvorrichtung 25 kann mit der Linearführung 30 eingreifen. Dadurch kann eine Bewegung der Gegendruckvorrichtung 25 geführt werden. Die Schneidstation 4 kann des Weiteren einen Vorschubaktor 31 umfassen. Der Vorschubaktor 31 kann dazu konfiguriert sein, eine Bewegung der Gegendruckvorrichtung 25 entlang der Linearführung 30 anzutreiben.
  • In Figur 3 ist die gleiche Ansicht wie in Figur 2 dargestellt. In dieser Darstellung wurden die Rollen 28 durch den Aktor 29 an die Messer 24 angedrückt und die Gegendruckvorrichtung 25 durch den Vorschubaktor 31 in der Schneidrichtung S verschoben. Die Gegendruckvorrichtung 25 kann demnach in der Schneidrichtung S verschiebbar sein. Während des Verschiebens kann die Gegendruckvorrichtung 25, insbesondere die Rolle 28, mit der gekrümmten Fläche 26 auf dem Messer 24 abrollen. Das Abrollen kann um eine Abrollachse 32 erfolgen. Wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel zu erkennen, können die Krümmungsachse 27 und die Abrollachse 32 kollinear zueinander verlaufen. Da dies die Fertigung der gekrümmten Fläche 26 erleichtern kann, ist dies eine bevorzugte Variante. Die Erfindung sieht jedoch auch Varianten vor, in denen die Krümmungsachse 27 und die Abrollachse 32 zumindest zeitweise nicht kollinear verlaufen. Beispielsweise kann bei einer elliptisch gekrümmten Fläche 26 die Krümmungsachse 27 nur zeitweise kollinear mit der Abrollachse 32 verlaufen.
  • Wie in den Figuren 2 und 3 zu erkennen, kann die Abrollachse 32 parallel zu der Arbeitsrichtung R orientiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Abrollachse quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Schneidrichtung S orientiert sein. Wie bereits angedeutet, kann die Abrollachse 32 parallel, vorzugsweise kollinear, zu der Krümmungsachse 27 orientiert sein. Wie später noch besser in Figur 4 ersichtlich werden wird, kann die Abrollachse 32 quer, vorzugsweise senkrecht zu einer Schneidkante 33 (siehe Figur 4) des Messers 24 orientiert sein. Die Andrückrichtung A kann quer, vorzugsweise senkrecht zu der Arbeitsrichtung R und der Schneidrichtung S orientiert sein.
  • In Figur 4 ist eine Detailansicht von Komponenten der Gegendruckvorrichtung 25 dargestellt. Die Blickrichtung ist in diesem Fall entgegen der Schneidrichtung S. Nun ist zu erkennen, dass die Messer 24 eine Schneidkante 33 aufweisen können. Die gekrümmte Fläche 26 kann insbesondere dazu konfiguriert sein, auf dieser Schneidkante 33 des Messers 24 abzurollen. Die Schneidkante 33 und die gekrümmte Fläche 26 können sich im angedrückten Zustand der Gegendruckvorrichtung 25 an einer Kontaktfläche 34 berühren. Die Kontaktfläche 34 kann bevorzugterweise punktförmig sein. Durch das Abrollen der gekrümmten Fläche 26 auf der Schneidkante 33 durch das Verschieben der Gegendruckvorrichtung 25 kann sich die Kontaktfläche 34 entlang der Schneidkante 33 bewegen. Die beschriebene Konfiguration kann den Effekt haben, dass durch den Aktor 29 lediglich genug Kraft aufgebracht werden muss, um die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 so fest an die Schneidkante 33 anzudrücken, dass die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 in einem Bereich, dessen Größe der Kontaktfläche 34 entspricht, durchtrennt wird. Diese Kraft kann deutlich geringer sein als eine Kraft, die erforderlich ist, um ein Durchtrennen der Folien durch deren Andrücken auf der gesamten Länge der Schneidkante 33 gleichzeitig zu erreichen.
  • Wie in Figur 4 bereits im Ansatz zu erkennen ist, können mehrere Rollen 28 vorgesehen sein. Im Sinne der Kompaktheit der Beschreibung sind in der Detailansicht von Figur 4 bereits mehrere mögliche Lagervarianten für die Rolle 28 dargestellt, die im Folgenden noch näher erläutert werden. Es sollte jedoch klar sein, dass die Erfindung sich auch auf Varianten bezieht, in denen alle vorgesehenen Rollen identisch gelagert sind oder beliebige Kombinationen der im Folgenden erläuterten Lagervarianten eingesetzt werden.
  • In Figur 5 ist eine Schnittansicht der Ansicht aus Figur 4 dargestellt. Es sind anhand der Rollen 28c und 28b aus Figur 4 zwei verschiedene Lagervarianten, die zum Einsatz mit einer der Rollen 28 denkbar sind, dargestellt. Generell können zur Lagerung der Rollen 28 Wälzlager bevorzugt sein. Dadurch kann ein ordnungsgemäßes Abrollen der gekrümmten Fläche 26 auf der Schneidkante 33 erreicht werden. Eine mögliche Variante ist anhand der Rolle 28c dargestellt. Als Wälzlager kann ein simples Nadellager 35 zum Einsatz kommen. Wie anhand der Rolle 28b dargestellt, kann die Rolle 28 auch durch ein Pendelkugellager 36 gelagert sein. Obwohl nicht dargestellt, ist auch ein Pendelrollenlager denkbar. Solche Pendellager können möglicherweise vorhandenes Spiel, zum Beispiel in der Führung einer Kolbenstange eines als Pneumatikzylinder ausgeführten Aktors 29, ausgleichen. So kann der ordnungsgemäße Kontakt zwischen der Rolle 28 und der Schneidkante 33 des Messers 24 besser aufrechterhalten werden.
  • Eine weitere Möglichkeit, Spiel auszugleichen ist in Figur 6 dargestellt. Wie in den anderen Lagervarianten auch ist die Rolle 28a in einem Rollenhalter 37 gelagert. Wie am Beispiel der Rolle 28a dargestellt, kann der Rollenhalter 37 jedoch auch gelenkig sein. Dazu kann er beispielsweise durch zwei Federn 38 mit dem Aktor 29 verbunden sein. Des Weiteren können zu den Federn 38 jeweils eine Federführung 39 vorgesehen sein, die die Bewegung des Rollenhalters 37 führen.
  • Im Folgenden wird anhand der Figuren 7-12 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schneidstation 4 erläutert. Ein Fachmann erkennt, dass einige Aspekte aus dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel auf das im Folgenden beschriebene zweite Ausführungsbeispiel übertragbar sind, und dass weitere Aspekte aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel auf das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel übertragbar sind. Im Sinne der Knappheit werden jedoch nicht alle sich aus solchen Übertragungen ergebenden Kombinationen explizit erläutert. Es sollte jedoch klar sein, dass diese ebenfalls als zur Erfindung zugehörig anzusehen sind.
  • In Figur 7 ist die Querschneideinrichtung 104, im Folgenden auch Schneidstation 104 genannt, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel perspektivisch dargestellt. Sie kann, wie dargestellt, einen Rahmen 122 aufweisen. Dieser kann ein Fördern der ersten Folie 8 bzw. eines Folienverbundes aus der ersten Folie 8 und der zweiten Folie 10 in der Arbeitsrichtung R durch den Rahmen 122 hindurch erlauben. An dem Rahmen kann eine Messerplatte 123 angeordnet sein. Diese kann zum Halten eines oder mehrerer Messer 124 (siehe Figur 4) konfiguriert sein. Die Schneidstation 104 kann des Weiteren eine Gegendruckvorrichtung 125 umfassen. Abhängig davon, ob ein oder mehrere Messer 124 vorgesehen sind, können das bzw. die Messer 124 und die Gegendruckvorrichtung 125 aneinander andrückbar sein. Das Andrücken kann in einer Andrückrichtung A erfolgen. Die Verpackungsmaschine 1, insbesondere die Schneidstation 104 kann derart konfiguriert sein, dass die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 zwischen dem Messer 124 oder den Messern 124 und der Gegendruckvorrichtung 125 hindurch gefördert wird. Die Schneidstation 104 kann durch ein Andrücken der Gegendruckvorrichtung 125 und der Messer 124 aneinander dazu konfiguriert sein, die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 an die Messer 24 anzudrücken. Dabei kann die erste Folie 8 und/oder die zweite Folie 10 durchtrennt werden.
  • Die Gegendruckvorrichtung 125 kann eine gekrümmte Fläche 126 aufweisen. Die gekrümmte Fläche 126 kann um eine Krümmungsachse 127 gekrümmt sein. Die Krümmung kann dabei zum Beispiel kreisförmig oder elliptisch sein. Wie im in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die gekrümmte Fläche 126 kreisförmig gekrümmt sein. Wie im vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel gezeigt, kann die gekrümmte Fläche 126 an einer Wiege 128 vorgesehen sein. Die Gegendruckvorrichtung kann die Wiege 125 umfassen.
  • Es sollte klar sein, dass, obwohl im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Messer 123 und mehrere Wiegen 128 vorgesehen sind, auch Schneidstationen mit nur einem Messer 124 und/oder nur einer Wiege 128 Gegenstand der Erfindung sind, wie beispielsweise in Figur 8 angedeutet.
  • Die Gegendruckvorrichtung 125, insbesondere die Wiege 128, kann an das Messer 124 andrückbar sein. Dazu kann die Gegendruckvorrichtung 125, wie im vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel, zwei Aktoren 129a, 129b umfassen. Sie können zum Andrücken der Wiege 128 an das Messer 124 konfiguriert sein. Die Aktoren 129a, 129b können beispielsweise Pneumatikzylinder sein. Die Schneidstation 104 kann zum Durchtrennen der ersten Folie 8 und/oder der zweiten Folie 10 in einer Schneidrichtung S konfiguriert sein. Dazu kann eine Steuervorrichtung, beispielsweise die Steuereinheit 18 der Verpackungsmaschine 1 die Aktoren 129a, 129b derart ansteuern, dass die Wiege 128 in einer Wiegebewegung auf dem Messer 124 abrollt. Diese Bewegung ist in den Figuren 9 und 10 illustriert.
  • In Figur 8 ist die Wiege 128 und das Messer 124 in einer detaillierteren, perspektivischen Ansicht dargestellt. Hier wird sichtbar, dass das Messer 124 sogenannte Sternbereiche 145 aufweisen kann. Diese können dazu konfiguriert sein, an Verpackungsflanschen oder -rändern abgerundete Übergangskanten zu erzeugen, die zwischen durch die Querschneideinrichtung 4, 104 erzeugten Querkanten und durch die Längsschneideinrichtung 5 erzeugten Längskanten der fertigen Verpackung 21 angeordnet sein können. Ein Fachmann erkennt, dass solche Sternbereiche 145 auch in den Messern 24 der Schneidstation 4 aus dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein können. Die Sternbereiche 145 sind Beispiele für Abschnitte, in denen die Abrollachse 32 nicht quer bzw. senkrecht zu der Schneidkante 33 des Messers 24 verläuft.
  • Auch die Wiege 128 rollt um eine Abrollachse 132 ab. Aufgrund der Größe des Radius der Krümmung der gekrümmten Fläche 126 ist diese jedoch nur schematisch in Figur 12 dargestellt. Das gleiche gilt analog für die Krümmungsachse 127, um die die gekrümmte Fläche 126 gekrümmt ist.
  • In Figur 8 sind außerdem Ausgleichsfedern 141 zu erkennen. Diese können mit der Wiege 128 verbunden sein. Dadurch können Toleranzen bei der Wiegebewegung ausgeglichen werden. Sie können also eine ähnliche Funktion erfüllen, wie die Pendellager 36 oder der gelenkig gelagerte Rollenhalter 37 aus dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • In den Figuren 9 und 10 ist die Schneidstation 104 aus einer der Arbeitsrichtung R entgegengesetzten Perspektive dargestellt. Figur 9 zeigt dabei den Zustand am Anfang einer Wiegebewegung, bei der die Wiege 128 mit der gekrümmten Fläche 126 auf dem Messer 124 abrollt. Die Aktoren 129a, 129b können an dem Rahmen 122 gelenkig gelagert sein, beispielsweise durch Lagerbolzen 140. Dadurch kann ein Schwenken der Aktoren 129a, 129b ermöglicht werden, wodurch, insbesondere durch Reduzierung von Schlupf, ein sauberes Abrollen der gekrümmten Fläche 126 auf den Messern 124 erreicht werden kann. Des Weiteren können an dem Rahmen 122 Zentriervorrichtungen 142 angeordnet sein. Dadurch kann einerseits ein übermäßiges Verkippen der gelenkig gelagerten Aktoren 129 A, 129 B verhindert werden. Andererseits kann so die Gegendruckvorrichtung zentriert und/oder auf die Messerplatte 123 ausgerichtet werden.
  • In Figur 11 ist eine detaillierte Ansicht auf zwei der Wiegen 128 aus einer der Schneidrichtung S entgegengesetzten Perspektive dargestellt. Hier sind die Schneidkante 133 des Messers 124 sowie die Kontaktfläche 134, an der die Schneidkante 133 und die Wiege 128 sich berühren können noch besser erkennbar.
  • Sämtliche bisher anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Varianten, in denen die Messerplatte 23, 123 gegenüber dem Rahmen 22, 122 unbeweglich angeordnet ist und die Gegendruckvorrichtung 25, 125 bewegt wird, um das Messer 24, 124 und die Gegendruckvorrichtung 25, 125 aneinander zu drücken. Die Erfindung umfasst Varianten, in denen eine Messerplatte beweglich und eine Gegendruckvorrichtung gegenüber dem Rahmen unbeweglich angeordnet sind.

Claims (14)

  1. Verpackungsmaschine (1) mit mehreren Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) zum Bearbeiten einer Folie (8, 10), von denen mindestens eine eine Schneidstation (4, 104) ist, wobei die Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) entlang einer Arbeitsrichtung (R) nacheinander angeordnet sind und die Folie (8, 10) in der Arbeitsrichtung (R) von einer ersten der Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) zu einer zweiten der Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 11, 104) gefördert wird, wobei die Schneidstation (4, 104) zum Durchtrennen der Folie (8, 10) in einer Schneidrichtung (S) konfiguriert ist, die quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Arbeitsrichtung (R) verläuft, wobei die Schneidstation ein Messer (24, 124) und eine Gegendruckvorrichtung (25, 125) aufweist, die in einer Andrückrichtung (A) aneinander andrückbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruckvorrichtung (25, 125) eine um eine Krümmungsachse (27, 127) gekrümmte Fläche (26, 126) aufweist, und dazu konfiguriert ist, mit der gekrümmten Fläche (26, 126) auf einer Schneidkante (33, 133) des Messers (24, 124) um eine Abrollachse (32, 132) abzurollen.
  2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abrollachse (32, 132) zumindest teilweise parallel zu der Arbeitsrichtung (R) orientiert ist.
  3. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abrollachse (32, 132) zumindest teilweise senkrecht zu der Schneidkante (33, 133) orientiert ist.
  4. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abrollachse (32, 132) parallel, vorzugsweise kollinear, zu der Krümmungsachse (27, 127) orientiert ist.
  5. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Messer (24, 124) in der Andrückrichtung (A) gegenüber der Folie (8, 10) unbeweglich ist.
  6. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Kontaktfläche (34, 134) zwischen der gekrümmten Fläche (26, 126) und der Schneidkante (33, 133) beim Abrollen punktförmig ist.
  7. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich eine Kontaktfläche (34, 134) zwischen der gekrümmten Fläche (26, 126) und der Schneidkante (33, 133) während des Abrollens entlang der Schneidkante (33, 133) bewegt.
  8. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Andrückrichtung (A) senkrecht zu der Arbeitsrichtung (R) und der Schneidrichtung (S) orientiert ist.
  9. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gegendruckvorrichtung (25, 125) derart konfiguriert ist, dass sich die Abrollachse (32, 132) beim Abrollen relativ zu dem Messer (24, 124) bewegt.
  10. Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gegendruckvorrichtung (25) eine Rolle (28) umfasst, an der die gekrümmte Fläche (26) vorgesehen ist.
  11. Verpackungsmaschine nach Anspruch 10, wobei die Gegendruckvorrichtung (25) einen Aktor (29) aufweist, der zum Andrücken der Rolle (28) an das Messer (24) konfiguriert ist.
  12. Verpackungsmaschine nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Gegendruckvorrichtung (25) quer zu der Arbeitsrichtung (A) bewegbar ist.
  13. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Gegendruckvorrichtung (125) eine Wiege (128) umfasst, an der die gekrümmte Fläche (126) vorgesehen ist.
  14. Verpackungsmaschine nach Anspruch 13, wobei die Gegendruckvorrichtung (125) zwei Aktoren (129a, 129b) aufweist, die zum Andrücken der Wiege (128) an das Messer (124) konfiguriert sind.
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