EP4603399A1

EP4603399A1 - Verpackungsmaschine mit stützelement für verpackungsschalen

Info

Publication number: EP4603399A1
Application number: EP25157897.7A
Authority: EP
Inventors: Andreas Mader
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2024-02-14
Filing date: 2025-02-14
Publication date: 2025-08-20
Also published as: DE102024104090A1

Abstract

Eine Verpackungsmaschine (1) umfasst ein Siegelwerkzeug (5) mit einem Werkzeugunterteil (21) und einem über dem Werkzeugunterteil (21) angeordneten Werkzeugoberteil (23), eine Bereitstellungseinrichtung (3) und eine Greifereinrichtung (15). Das Werkzeugunterteil (21) umfasst einen Siegelkörper (27), welcher eine in Richtung des Werkzeugoberteils (23) gerichtete Basisfläche (31) und von der Basisfläche (31) in Richtung des Werkzeugoberteils (23) vorstehende Siegelkanten (33) aufweist. Die Siegelkanten (33) sind entlang einer Transportrichtung (9) hintereinander angeordnet und umranden jeweils eine Aufnahmeposition (35) für eine Verpackungsschale (13). Zumindest der Siegelkörper (27) und das Werkzeugoberteil (23) sind relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) und einer offenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) verfahrbar. Die Greifereinrichtung (15) ist dazu konfiguriert, auf der Bereitstellungseinrichtung (3) entlang der Transportrichtung (9) hintereinander positionierte Verpackungsschalen (13) aufzunehmen und in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) durch Bewegung entlang der Transportrichtung (9) in die Aufnahmepositionen zu verbringen. Das Werkzeugunterteil (21) umfasst zumindest ein Stützelement (37) mit zumindest einer Stützfläche (39), welche in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) zwischen entlang der Transportrichtung (9) aufeinanderfolgenden Siegelkanten (33) vorliegt und dort oberhalb der Basisfläche (31) in Richtung des Werkzeugoberteils (23) gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Verpackungsmaschinen. Insbesondere betrifft die Erfindung Verpackungsmaschinen mit einer Greifereinrichtung, welche Verpackungsschalen in einer offenen Stellung eines Siegelwerkzeugs der Verpackungsmaschine in das Siegelwerkzeug verbringt.
Aus der DE 10 2019 206 392 A1 ist eine Schalenverschließmaschine bekannt, welche ein Zuführband, eine Verschließstation und eine Greifereinrichtung umfasst. Durch das Zuführband werden befüllte, aber zu diesem Zeitpunkt noch unverschlossene Schalen zu der Verschließstation gefördert. Die Schalen werden mit der Greifereinrichtung in einer Produktionsrichtung in die Verschließstation umgesetzt und dort durch ein Siegelwerkzeug der Verschließstation mit einer von oben zugeführten Deckfolie verschlossen. Das Siegelwerkzeug umfasst ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug, welche in einer Schließrichtung aufeinander zu bewegt werden. Das Unterwerkzeug umfasst einen auf einem Hubwerk montierten Hauptkörper. Auf dem Hauptkörper ist ein Schalenträger angeordnet.
Problematisch bei bekannten Verpackungsmaschinen kann sein, dass Verpackungsschalen beim Verbringen in die Verschließstation durch die Greifereinrichtung kippen. Durch ein unerwünschtes Kippen der Verpackungsschalen können die Verpackungsschalen verkanten und so einen ordnungsgemäßen Betrieb der Verpackungsschale behindern. Außerdem kann bei einem Kippen der noch unverschlossenen Verpackungsschalen Produkt aus den Verpackungsschalen fließen und die Verpackungsmaschine verunreinigen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Weg zum Verbringen von zu verschließenden Verpackungsschalen in Aufnahmepositionen in einem Siegelwerkzeug bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Verpackungsmaschine bereitgestellt. Die Verpackungsmaschine umfasst ein Siegelwerkzeug, eine Bereitstellungseinrichtung und eine Greifereinrichtung. Das Siegelwerkzeug umfasst ein Werkzeugunterteil und ein Werkzeugoberteil. Das Werkzeugoberteil ist über dem Werkzeugunterteil angeordnet. Das Werkzeugunterteil umfasst einen Siegelkörper. Der Siegelkörper weist eine Basisfläche auf. Die Basisfläche ist in Richtung des Werkzeugoberteils gerichtet. Der Siegelkörper weist zudem Siegelkanten auf. Die Siegelkanten stehen von der Basisfläche in Richtung des Werkzeugoberteils vor. Die Siegelkanten sind entlang einer Transportrichtung hintereinander angeordnet. Die Siegelkanten umranden jeweils eine Aufnahmeposition für eine Verpackungsschale. Zumindest der Siegelkörper und das Werkzeugoberteil sind relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs und einer offenen Stellung des Siegelwerkzeugs verfahrbar. Die Greifereinrichtung ist dazu konfiguriert, auf der Bereitstellungseinrichtung entlang der Transportrichtung hintereinander positionierte Verpackungsschalen aufzunehmen und in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs durch Bewegung entlang der Transportrichtung in die Aufnahmepositionen zu verbringen. Das Werkzeugunterteil umfasst zumindest ein Stützelement mit zumindest einer Stützfläche. Die zumindest eine Stützfläche liegt in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs zwischen entlang der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Siegelkanten vor und ist dort oberhalb der Basisfläche in Richtung des Werkzeugoberteils gerichtet.
Die zumindest eine Stützfläche kann eine Auflagefläche für durch die Greifereinrichtung entlang der Transportrichtung bewegte Verpackungen bereitstellen. Das zumindest eine Stützelement kann einem Hineinkippen einer durch die Greifereinrichtung transportierten Verpackungsschale in einen Zwischenraum zwischen den entlang der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Siegelkanten entgegenwirken. Das zumindest eine Stützelement kann einer Tendenz von durch die Greifereinrichtung transportierten Verpackungen entgegenwirken, an den Siegelkanten hängen zu bleiben. Das zumindest eine Stützelement kann begünstigen, dass die Verpackungsschalen durch die Greifereinrichtung aufrecht stehend transportiert werden. Das zumindest eine Stützelement kann in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs einen Bereich zwischen den entlang der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Siegelkanten zumindest teilweise füllen. Durch ein Verhindern oder Reduzieren eines Kippens der Verpackungsschalen beim Transport durch die Greifereinrichtung kann ein zuverlässiger Betrieb der Verpackungsmaschine erreicht werden und/oder Unterbrechungen im Betrieb der Verpackungsmaschine reduziert werden.
Die Verpackungsschalen können jeweils einen Boden und eine umlaufende Seitenwand aufweisen. Die umlaufende Seitenwand kann einen Innenraum der Verpackungsschale zur Aufnahme eines zu verpackenden Produkts umschließen. Die Verpackungsschalen können jeweils eine Eingriffsöffnung aufweisen. Die Eingriffsöffnung kann dem Boden gegenüberliegen. Die Verpackungsschalen können jeweils einen Siegelflansch aufweisen. Der Siegelflansch kann um die Eingriffsöffnung umlaufend ausgebildet sein. Der Siegelflansch kann sich von der Seitenwand radial nach außen erstrecken.
Die Greifereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass von der Greifereinrichtung entlang der Transportrichtung transportierte Verpackungsschalen, insbesondere deren Böden, jeweils zumindest zeitweise sowohl auf zumindest einer der Siegelkanten als auch gleichzeitig auf der zumindest einen Stützfläche stehen.
Die Greifereinrichtung kann dazu konfiguriert sein, die Verpackungsschalen in einem unverschlossenen Zustand von der Bereitstellungseinrichtung in die Aufnahmepositionen zu transportieren. Beim Transportieren der Verpackungsschalen durch die Greifereinrichtung kann die Eingriffsöffnung der Verpackungsschalen jeweils nach oben gerichtet sein.
Das Siegelwerkzeug kann dazu konfiguriert sein, in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs ein Deckmaterial an die Verpackungsschalen anzusiegeln und die Verpackungsschalen hierdurch zu verschließen. Insbesondere kann das Siegelwerkzeug dazu konfiguriert sein, in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs das Deckmaterial umlaufend an den Siegelflansch anzusiegeln. Das Ansiegeln kann durch Wärmeeinwirkung und/oder Druckeinwirkung erfolgen.
Das Werkzeugoberteil kann zumindest einen Siegelstempel umfassen. Der Siegelstempel kann in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs absenkbar sein. Der Siegelstempel kann mit einer der Siegelkanten zusammenwirken, welche unter dem Siegelstempel liegt, um zwischen der Siegelkante und dem Siegelstempel das Deckmaterial an den Siegelflansch anzusiegeln. Die Siegelkante kann als Gegendruck-Element für den Siegelstempel ausgebildet sein.
Die Verpackungsschale kann ein Kunststoffmaterial umfassen oder aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
Das Deckmaterial kann als Deckmaterialbahn ausgebildet sein. Das Deckmaterial kann ein Kunststoffmaterial umfassen oder aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
Die Greifereinrichtung kann einen Greiferarm und einen an dem Greiferarm befestigten Schalengreifer umfassen. Der Schalengreifer kann sich zumindest im Wesentlichen entlang der Transportrichtung erstrecken. Der Schalengreifer kann entlang der Transportrichtung hintereinander Aufnahmeausnehmungen für die Verpackungsschalen aufweisen. Der Schalengreifer kann dazu konfiguriert sein, im Bereich der Aufnahmeausnehmungen mit den Seitenwänden der Verpackungsschalen in Kontakt zu kommen. Der Schalengreifer kann dazu konfiguriert sein, quer zur Transportrichtung seitlich an die auf der Bereitstellungseinrichtung hintereinander positionierten Verpackungsschalen heranzufahren und die Verpackungsschalen aufnehmen, insbesondere durch Verschwenken des Greiferarms um eine parallel zu der Transportrichtung liegende Achse. Anschließend kann der Schalengreifer mit den aufgenommenen Verpackungsschalen entlang der Transportrichtung verfahren werden, um die Verpackungsschalen entlang der Transportrichtung in die Aufnahmepositionen in dem Siegelwerkzeug zu verbringen. Zum Bewegen des Schalengreifers entlang der Transportrichtung kann der Greiferarm an einem parallel zu der Transportrichtung beweglichen Schlitten angebracht sein.
Es kann jeweils zwischen entlang der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Siegelkanten eine Stützfläche der zumindest einen Stützfläche vorliegen, welche dort oberhalb der Basisfläche in Richtung des Werkzeugoberteils gerichtet ist.
Unterschiedliche Stützflächen der zumindest einen Stützfläche können jeweils Teil eines separaten Stützelements sein. Die separaten Stützelemente können in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs jeweils zumindest bereichsweise zwischen entlang der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Siegelkanten vorliegen.
Es können mehrere Stützflächen oder alles Stützflächen der zumindest einen Stützfläche Teil eines zusammenhängenden Stützelements sein. Beispielweise kann das Stützelement als plattenförmiger Körper ausgebildet sein, welcher zumindest im Bereich der Siegelkanten ausgeschnitten ist und Stützflächen umfasst, die in der offenen Stellung das Siegelwerkzeug zwischen entlang der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Siegelkanten vorliegen und dort oberhalb der Basisfläche in Richtung des Werkzeugoberteils gerichtet sind.
Die Siegelkanten können um eine erste Länge in der Richtung des Werkzeugoberteils von der Basisfläche vorstehen. Die zumindest eine Stützfläche kann zumindest in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs um eine zweite Länge oberhalb der Basisfläche liegen. Die zweite Länge kann gleich oder kleiner der ersten Länge sein. Beispielweise kann die zweite Länge zumindest 50 Prozent, oder zumindest 70 Prozent, oder zumindest 80 Prozent, oder zumindest 90 Prozent der ersten Länge betragen. Die erste Länge und die zweite Länge können zumindest im Wesentlichen gleich sein. Die zweite Länge kann beispielweise im Bereich zwischen 95% und 105% der ersten Länge, oder im Bereich zwischen 98% und 102% der zweiten Länge liegen. Die Siegelkanten und die zumindest eine Stützfläche können in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs gemeinsam eine Transportebene als Auflageebene für die Verpackungsschalen definieren.
In der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs kann die zumindest eine Stützfläche in einem Tal zwischen zwei entlang der Transportrichtung hintereinander angeordneten Siegelkanten eine Stützfläche oder eine Auflage für die Verpackungsschalen bilden. Die zumindest eine Stützfläche kann zumindest verhindern, dass von der Greifereinrichtung entlang der Transportrichtung bewegte Verpackungsschalen derart tief in ein Tal zwischen entlang der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Siegelkanten hineinkippt, dass der Betrieb der Verpackungsmaschine behindert würde.
Die Greifereinrichtung kann dazu konfiguriert sein, die Verpackungsschalen zum Bewegen entlang der Transportrichtung über die über die Siegelkanten und die zumindest eine Stützfläche zu schieben.
Die Greifereinrichtung kann dazu konfiguriert sein, die Verpackungsschalen von der Seite zu packen und dabei aber noch ein Nach-Unten-Rutschen der Verpackungsschalen zu erlauben. Die Verpackungsschalen können beim Transportieren der Verpackungsschalen durch die Greifereinrichtung entlang der Transportrichtung mit den Siegelkanten und/oder der zumindest einen Stützfläche in Kontakt sein.
Das zumindest eine Stützelement kann in Bezug auf die Basisfläche beweglich angeordnet sein. Das zumindest eine Stützelement kann in Bezug auf die Basisfläche in Richtung von dem Werkzeugoberteil weg oder zu dem Werkzeugoberteil hin beweglich angeordnet sein. Das zumindest eine Stützelement kann in Bezug auf die Basisfläche entlang einer vertikalen Richtung beweglich angeordnet sein.
Das zumindest eine Stützelement kann in Bezug auf die Basisfläche zwischen einer Stützstellung und einer Verstaustellung beweglich angeordnet sein. Das zumindest eine Stützelement kann dazu konfiguriert sein, in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs in der Stützstellung vorzuliegen. In der Stützstellung kann die zumindest eine Stützfläche des zumindest einen Stützelements oberhalb der Basisfläche angeordnet sein, insbesondere um die zweite Länge oberhalb der Basisfläche. Das zumindest eine Stützelement kann dazu konfiguriert sein, in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs in der Verstaustellung vorzuliegen. In der Verstaustellung kann die zumindest eine Stützfläche näher an der Basisfläche liegen als in der Stützstellung. In der Verstaustellung kann die zumindest eine Stützfläche weniger weit oberhalb der Basisfläche liegen als in der Stützstellung oder überhaupt nicht oberhalb der Basisfläche liegen. In der Verstaustellung kann die zumindest eine Stützfläche mit der Basisfläche bündig sein. In der Verstaustellung kann das zumindest eine Stützelement in dem Siegelkörper versenkt sein oder unterhalb des Siegelkörpers vorliegen. In der Stützstellung kann das zumindest eine Stützelement den problemlosen Ablauf des Verbringens der Verpackungsschalen in die Aufnahmepositionen unterstützen. In der Verstauposition kann das Stützelement relativ zu dem Siegelkörper eingefahren sein, um den Siegelprozess nicht oder möglichst wenig zu behindern.
Das zumindest eine Stützelement kann federnd an dem Siegelkörper gelagert sein. Das Werkzeugunterteil kann eine Federeinrichtung umfassen, welche das zumindest eine Stützelement relativ zu dem Siegelkörper in die Stützstellung vorspannt. Das Federelement kann das zumindest eine Stützelement nach oben in Richtung auf das Werkzeugoberteil vorspannen. Das zumindest eine Stützelement kann in Richtung des Werkzeugoberteils hin vorgespannt sein.
Das zumindest eine Stützelement kann dazu konfiguriert sein, bei einem Verfahren des Siegelwerkzeugs in die geschlossene Stellung durch Kontakt mit dem Werkzeugoberteil relativ gesehen in den Siegelkörper hineingeschoben zu werden. Bei dem Verfahren des Siegelwerkzeugs in die geschlossene Stellung kann das zumindest eine Stützelement entgegen einer nach oben gerichteten Vorspannung relativ zu dem Siegelkörper nach unten geschoben werden.
Das zumindest eine Stützelement kann ohne Vorspannung vorgesehen sein. Das zumindest eine Stützelement kann mit oder ohne Vorspannung dazu konfiguriert sein, in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs in der Stützstellung vorzuliegen und in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs in der Verstaustellung vorzuliegen.
Der Siegelkörper kann dazu konfiguriert sein, zum Verfahren des Siegelwerkzeugs in die geschlossene Stellung in Richtung des Werkzeugoberteils angehoben zu werden. Die Verpackungsmaschine kann ein Hubwerk umfassen, welches dazu konfiguriert ist, den Siegelkörper zum Verfahren des Siegelwerkzeugs in die geschlossene Stellung in Richtung des Werkzeugoberteils anzuheben.
Das zumindest eine Stützelement kann dazu konfiguriert sein, bei einem Anheben des Siegelkörpers nicht oder nur weniger als der Siegelkörper angehoben zu werden. Hierdurch kann das zumindest eine Stützelement relativ zu dem Siegelkörper gesehen beim Anheben des Siegelkörpers abgesenkt werden. Beispielsweise kann das zumindest eine Stützelement ortsfest vorgesehen sein.
Der Siegelkörper kann dazu konfiguriert sein, bei einem Anheben des Siegelkörpers, insbesondere einem Anheben des Siegelwerkzeugs durch das Hubwerk, in den Aufnahmepositionen vorliegende Verpackungsschalen nach oben mitzunehmen. Der Siegelkörper kann dazu konfiguriert sein, die Verpackungsschalen durch Kontakt zwischen den Siegelkanten und den Siegelflanschen der Verpackungen nach oben mitzunehmen. Die Siegelflansche der Verpackungen können beim Nach-Oben-Fahren des Siegelkörpers auf den Siegelkanten liegen.
Vorzugsweise steht das zumindest eine Stützelement in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs nicht in Richtung auf das Werkzeugoberteil gegenüber der Basisfläche vor. Das zumindest eine Stützelement kann in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs in dem Siegelkörper versenkt sein. Das zumindest eine Stützelement kann in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs zumindest teilweise unterhalb der Basisfläche liegen. Die zumindest eine Stützfläche kann in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs unterhalb der Basisfläche liegen.
Die zumindest eine Stützfläche kann in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs bündig mit der Basisfläche sein. Wenn das zumindest eine Stützelement in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs nicht nach oben über die Basisfläche hinaus steht, kann ein Zusammenwirken des Siegelkörpers mit dem Werkzeugoberteil vereinfacht sein.
Das Oberwerkzeug kann Dichtkonturen aufweisen. Die Dichtkonturen können dazu konfiguriert sein, in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs um jede Siegelkante herum in dichtendem Kontakt mit der Basisfläche zu stehen. Wenn das zumindest eine Stützelement in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs nicht nach oben über die Basisfläche hinausragt oder vollständig unterhalb oder auf gleicher Höhe mit der Basisfläche vorliegt, kann ein dichtender Eingriff zwischen den Dichtkonturen des Oberwerkzeugs und der Basisfläche vereinfacht werden. Insbesondere kann die zumindest eine Stützfläche in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs einen Raum zwischen entlang der Transportrichtung benachbarten Siegelkonturen für die Dichtkonturen freigeben.
Die Dichtkonturen können in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs seitlich versetzt zu dem Stützelement verlaufen. Die Dichtkonturen können in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs zumindest bereichsweise über das zumindest eine Stützelement verlaufen.
Die Verpackungsmaschine kann entlang der Transportrichtung dem Siegelwerkzeug nachgeordnet eine Abführeinrichtung umfassen. Die Greifereinrichtung kann dazu konfiguriert sein, Verpackungsschalen nach dem Verschließen in dem Siegelwerkzeug aus dem Siegelwerkzeug heraus entlang der Transportrichtung auf die Abführeinrichtung zu transportieren. Auch hierbei kann die zumindest eine Stützfläche einem Kippen der Verpackungsschalen entgegenwirken.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Verpackungsmaschine gemäß einer Ausführungsform.
Figur 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht des Siegelwerkzeugs und der Greifereinrichtung der Verpackungsmaschine in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs.
Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht des Siegelwerkzeugs in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs, wobei eine Verpackungsschale in einer Aufnahmeposition gezeigt ist.
Figur 4 zeigt eine schematisch Ansicht eines Werkzeugoberteils des Siegelwerkzeugs von schräg unten in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs.
Figur 5 zeigt eine Schnittansicht des Siegelwerkzeugs in der offenen Stellung, wobei die Schnittebene parallel zu der Transportrichtung ist.
Figur 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht des Siegelwerkzeugs in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs.
Figur 7 zeigt eine schematische Ansicht des Werkzeugoberteils von schräg unten in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs.
Figur 8 zeigt eine Schnittansicht des Siegelwerkzeugs in der geschlossenen Stellung, wobei die Schnittebene parallel zu der Transportrichtung ist.
Figur 9 zeigt eine Perspektivansicht eines Stützelements gemäß einer alternativen Ausführungsform.

Figur 1 zeigt eine Verpackungsmaschine 1 mit einer als Zuführband ausgebildeten Bereitstellungseinrichtung 3, einem Siegelwerkzeug 5 und einer als Förderband ausgebildeten Abführeinrichtung 7. Die Zuführeinrichtung 3, das Siegelwerkzeug 5 und die Abführeinrichtung 7 sind entlang einer Transportrichtung 9 hintereinander an einem Maschinengestell 11 vorgesehen. Auf der Zuführeinrichtung 3 werden zu verschließende Verpackungsschalen 13 entlang der Transportrichtung 9 hintereinander angeordnet.
Wie besser in Figur 2 erkennbar, umfasst die Verpackungsmaschine 1 eine Greifereinrichtung 15, welche dazu konfiguriert ist, die Verpackungsschalen 13 auf der Bereitstellungseinrichtung 3 von seitlich zu greifen und entlang der Transportrichtung 9 in das Siegelwerkzeug 5 zu schieben.
Das Siegelwerkzeug 5 ist dazu konfiguriert, die Verpackungsschalen 13 durch Ansiegeln eines Deckmaterials 14 zu verschließen. Wie in Figur 1 dargestellt, kann das Deckmaterial 14 als Materialbahn von einer Vorratsrolle 16 bereitgestellt werden.
In der in den Figuren 2 bis 8 dargestellten Ausführungsform können zwei nebeneinander angeordnete Linien von Verpackungsschalen 13 gleichzeitig bearbeitet werden. Die Greifereinrichtung 15 umfasst hierzu bezüglich der Transportrichtung 9 auf beiden lateralen Seiten jeweils eine Greiferanordnung mit einem Greiferarm 17 und einem an dem Greiferarm 17 angebrachten Schalengreifer 19. Die Greiferarme 17 sind entlang der Transportrichtung 9 verschieblich angeordnet und können jeweils um eine sich parallel zu der Transportrichtung 9 erstreckende Schwenkachse gedreht werden. Durch ein Verschwenken der Greiferarme 17 derart, dass die Schalengreifer 19 nach innen auf die Verpackungsschalen 13 zu bewegt werden, werden auf der Bereitstellungseinrichtung 3 stehende Verpackungsschalen 19 gegriffen. Durch eine Translationsbewegung des Schalengreifers 15 entlang der Transportrichtung 9 werden die Verpackungsschalen 13 entlang der Transportrichtung 9 in das Siegelwerkzeug 5 transportiert. Gleichzeitig werden von einem stromabwärts gelegenen Bereich des Schalengreifers 15 in einem letzten Arbeitstakt in dem Siegelwerkzeug 5 verschlossene Verpackungsschalen 13 entlang der Transportrichtung 9 aus dem Siegelwerkzeug 5 heraus auf die Abführeinrichtung 7 transportiert.
Das Siegelwerkzeug 5 umfasst ein Werkzeugunterteil 21 sowie ein über dem Werkzeugunterteil 21 angeordnetes Werkzeugoberteil 23. Das Werkzeugunterteil 21 umfasst einen Hauptkörper 25 und einen von dem Hauptkörper 25 getragenen Siegelkörper 27. Die Verpackungsmaschine 1 umfasst ein Hubwerk 29, welches dazu konfiguriert ist, zumindest den Hauptkörper 25 und den Siegelkörper 27 des Werkzeugunterteils 21 nach oben in Richtung auf das Werkzeugoberteil 23 anzuheben.
In den Figuren 2 bis 5 ist das Siegelwerkzeug 5 in einer offenen Stellung dargestellt. Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen eine geschlossene Stellung des Siegelwerkzeugs 5, welche ausgehend von der offenen Stellung durch Anheben zumindest des Hauptkörpers 25 und des Siegelkörpers 27 des Werkzeugunterteils 21 durch das Hubwerk 29 erreicht wird.
Wie am besten in Figur 3 dargestellt, weist der Siegelkörper 27 eine nach oben in Richtung auf das Werkzeugoberteil 23 weisende Basisfläche 31 auf. Von der Basisfläche 31 stehen nach oben in Richtung auf das Werkzeugoberteil 23 zu Siegelkanten 33 vor. Die Siegelkanten 33 sind entlang der Transportrichtung 9 hintereinander angeordnet. Die Siegelkanten 33 umschließen jeweils eine Aufnahmeposition 35 für die Verpackungsschalen 13. In der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 transportiert die Greifereinrichtung 15 gleichzeitig mehrere Verpackungsschalen 13 in das Siegelwerkzeug 5, sodass alle hintereinanderliegenden Aufnahmepositionen 35 durch jeweils eine Verpackungsschale 13 besetzt sind. In Figur 3 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich eine Verpackungsschale 13 auf der eingangsseitigen Aufnahmeposition 35 dargestellt.
Vorzugsweise sind die Verpackungsschalen 13 in den Schalengreifern 19 bezüglich einer vertikalen Bewegungsrichtung nicht festgelegt. Während des Transports durch die Greifereinrichtung 15 stehen die Verpackungsschalen 13 mit ihrem Boden jeweils auf der Bereitstellungseinrichtung 3 oder den Siegelkanten 33 und werden über diese geschoben.
Das Werkzeugunterteil 21 umfasst Stützelemente 37, welche in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 jeweils zwischen entlang der Transportrichtung 9 aufeinanderfolgenden Siegelkanten 33 vorliegen. Die Stützelemente 37 umfassen jeweils eine nach oben gerichtete Stützfläche 39, welche in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 zwischen den entlang der Transportrichtung 9 aufeinanderfolgenden Siegelkanten 33 oberhalb der Basisfläche 31 in Richtung auf das Werkzeugoberteil 23 gerichtet ist. Die Stützflächen 39 überbrücken in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 Täler zwischen aufeinanderfolgenden Siegelkanten 33. Verpackungsschalen 13, welche durch die Greifereinrichtung 15 entlang der Transportrichtung 9 in das Siegelwerkzeug 5 geschoben werden, liegen bereichsweise auf den Stützflächen 39 auf. Die Stützflächen 39 verhindern vorzugsweise, dass von der Greifereinrichtung 15 transportierte Verpackungsschalen 13 mit ihrer bezüglich der Transportrichtung 9 nach vorne gerichteten Kante in die Täler zwischen aufeinanderfolgenden Siegelkanten 33 kippen. Ein Kippen der Verpackungsschalen 13 könnte zu einem Verkanten der Verpackungsschalen 13 und/oder einem Auslaufen von in den Verpackungsschalen 13 aufgenommenen Produkt führen, was zu einer Unterbrechung des Produktionsablaufes in der Verpackungsmaschine 1 führen könnte.
Wie in Figur 3 dargestellt, umfasst das Werkzeugoberteil 23 eine stationäre Haube 43 und einen unten an der Haube 43 angebrachten Klemmrahmen 45. Das Deckmaterial 14 ist als Materialbahn zwischen dem Klemmrahmen 45 und der Haube 43 durchgeführt. Der Klemmrahmen 45 ist entlang einer vertikalen Richtung 47 zwischen einer Freigabestellung und einer Klemmstellung verfahrbar. In der Freigabestellung ist der Klemmrahmen 45 nach unten von der Haube 43 beabstandet ist, sodass ein Vorschub des Deckmaterials 14 erfolgen kann. In der Klemmstellung ist der Klemmrahmen 45 verglichen mit der Freigabestellung nach oben zu der Haube 43 hin verschoben, so dass das Deckmaterial 14 zwischen der Haube 43 und dem Klemmrahmen 45 eingeklemmt ist. Wie in den Figuren 2 bis 5 dargestellt, liegt der Klemmrahmen 45 in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 in der Freigabestellung vor. Wie in den Figuren 6 bis 8 dargestellt, liegt der Klemmrahmen 45 in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 in der Klemmstellung vor.
Für den Siegelvorgang werden der Hauptkörper 25 und der Siegelkörper 27 des Werkzeugunterteils 21 durch das Hubwerk 29 aus der offenen Stellung heraus entlang der vertikalen Richtung 47 in Richtung auf das Werkzeugoberteil 23 angehoben. Hierbei fahren auch die Siegelkanten 33 nach oben und greifen von unten jeweils in einen umlaufenden Siegelflansch 49 der Verpackungsschalen 13 ein, wodurch die Verpackungsschalen 13 nach oben mitgenommen werden. Während der Aufwärtsbewegung kommt der Siegelkörper 27 zunächst mit dem Klemmrahmen 45 in Kontakt und schiebt diesen noch oben in die Klemmstellung, so dass das Deckmaterial 14 zwischen dem Klemmrahmen 45 und der Haube 43 geklemmt wird. Die resultierende Betriebsstellung des Werkzeugoberteils 23 ist in Figur 7 gezeigt.
Die Stützelemente 37 sind in Bezug auf die Basisfläche 31 zwischen einer Stützstellung und einer Verstaustellung beweglich angeordnet. In der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 liegen die Stützelemente 37 in der Stützstellung vor (siehe Figuren 2, 3 und 5). In der Stützstellung liegen die Stützflächen 39 der Stützelemente 37 oberhalb der Basisfläche 31, um die Verpackungsschalen 13 beim Transport durch die Greifereinrichtung 15 zwischen den Siegelkanten 33 zu stützen. In der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 liegen die Stützelemente 37 in der Verstaustellung vor. In der Verstaustellung sind die Stützelemente 37 in dem Siegelkörper 27 versenkt, so dass die Stützflächen 39 zumindest im Wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Basisfläche 31 liegen (siehe Figur 8).
Die Stützelemente 37 sind in der dargestellten Ausführungsform gefedert an dem Siegelkörper 27 gelagert. Federelemente 51 beaufschlagen die Stützelemente 37 nach oben in die Stützstellung. Wenn der Hauptkörper 25 und der Siegelkörper 27 des Werkzeugunterteils 21 durch das Hubwerk 29 aus der offenen Stellung heraus entlang der vertikalen Richtung 47 in Richtung auf das Werkzeugoberteil 23 angehoben werden, werden die Stützelemente 37 durch Kontakt mit dem Klemmrahmen 45 entgegen der Vorspannung durch die Federelemente 51 relativ zu dem Siegelkörper 27 nach unten gedrückt und somit in die Verstaustellung verbracht.
Wie beispielsweise in den Figuren 4 und 7 ersichtlich, definiert eine nach unten gerichtete Fläche des Klemmrahmens 45 Dichtkonturen 53. Die Dichtkonturen 53 sind dazu ausgebildet, in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 um die einzelnen Siegelkanten 33 herum in dichtendem Kontakt mit der Basisfläche 27 zu stehen. Durch den dichtenden Kontakt kann ein Anlegen eines Vakuums im Bereich der Verpackungsschalen 13 zum Unterstützen des Siegelprozesses vereinfacht werden. Das Erreichen des Dichtenden Kontakts wird dadurch vereinfacht, dass die Stützelemente 37 in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 in der Verstaustellung vorliegen und dort nicht über die Basisfläche 31 hinausstehen.
In den Figuren 5 und 8 sind Siegelstempel 55 des Werkzeugoberteils 23 gezeigt. Die Siegelstempel 55 werden in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 in Bezug auf die Haube 43 nach unten abgesenkt, um die Siegelflansche 49 und das Deckmaterial 14 von oben an die Siegelkanten 33 zu drücken und so miteinander zu verbinden.
Anstelle der mehreren Stützelemente 37, welche jeweils zwischen entlang der Transportrichtung 9 aufeinanderfolgenden Siegelkanten 33 vorliegen, könnte ein einzelnes zusammenhängendes Stützelement 37 eingesetzt werden. Figur 9 zeigt eines Ausführungsform eines solchen einzelnen Stützelements 37. Das Stützelement 37 aus Figur 9 weist einen plattenartigen Teil 57 auf, welcher eine nach oben auf das Werkzeugoberteil 23 zu gerichtete Fläche aufweist, welche die Stützflächen 39 bildet, die in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs 5 zwischen entlang der Transportrichtung 9 aufeinanderfolgenden Siegelkanten 33 vorliegt und dort oberhalb der Basisfläche 31 in Richtung des Werkzeugoberteils 23 gerichtet ist. Der plattenartige Teil 57 weist Ausnehmungen 59 für die Siegelkanten 33 auf. Das einzelne Stützelement 37 aus Figur 9 kann wie die mit Bezug auf die vorangegangenen Figuren beschriebenen Stützelemente 37 gefedert an dem Siegelkörper 27 gelagert sein und in der Verstauposition in dem Siegelkörper 27 versenkt sein.

Claims

Verpackungsmaschine (1), umfassend:
ein Siegelwerkzeug (5) mit einem Werkzeugunterteil (21) und einem über dem Werkzeugunterteil (21) angeordneten Werkzeugoberteil (23);

eine Bereitstellungseinrichtung (3); und

eine Greifereinrichtung (15);

wobei das Werkzeugunterteil (21) einen Siegelkörper (27) umfasst, welcher eine in Richtung des Werkzeugoberteils (23) gerichtete Basisfläche (31) und von der Basisfläche (31) in Richtung des Werkzeugoberteils (23) vorstehende Siegelkanten (33) aufweist;

wobei die Siegelkanten (33) entlang einer Transportrichtung (9) hintereinander angeordnet sind und jeweils eine Aufnahmeposition (35) für eine Verpackungsschale (13) umranden;

wobei zumindest der Siegelkörper (27) und das Werkzeugoberteil (23) relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) und einer offenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) verfahrbar sind;

wobei die Greifereinrichtung (15) dazu konfiguriert ist, auf der Bereitstellungseinrichtung (3) entlang der Transportrichtung (9) hintereinander positionierte Verpackungsschalen (13) aufzunehmen und in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) durch Bewegung entlang der Transportrichtung (9) in die Aufnahmepositionen zu verbringen; und

wobei das Werkzeugunterteil (21) zumindest ein Stützelement (37) mit zumindest einer Stützfläche (39) umfasst, welche in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) zwischen entlang der Transportrichtung (9) aufeinanderfolgenden Siegelkanten (33) vorliegt und dort oberhalb der Basisfläche (31) in Richtung des Werkzeugoberteils (23) gerichtet ist.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Siegelkanten (33) um eine erste Länge in Richtung des Werkzeugoberteils (23) von der Basisfläche (31) vorstehen und die zumindest eine Stützfläche (39) zumindest in der offenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) um eine zweite Länge oberhalb der Basisfläche (31) liegt, wobei die zweite Länge gleich oder kleiner der ersten Länge ist.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 2, wobei die zweite Länge zumindest 50 Prozent, oder zumindest 70 Prozent, oder zumindest 80 Prozent, oder zumindest 90 Prozent der ersten Länge beträgt.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Greifereinrichtung (15) dazu konfiguriert ist, die Verpackungsschalen (13) zum Bewegen entlang der Transportrichtung (9) über die Siegelkanten (33) und die zumindest eine Stützfläche (39) zu schieben.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Stützelement (37) in Bezug auf die Basisfläche (31) beweglich angeordnet ist, insbesondere in Richtung von dem Werkzeugoberteil (23) weg oder zu dem Werkzeugoberteil (23) hin beweglich angeordnet ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Stützelement (37) federnd an dem Siegelkörper (27) gelagert ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Stützelement (37) in Richtung auf das Werkzeugoberteil (23) hin vorgespannt ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Stützelement (37) dazu konfiguriert ist, bei einem Verfahren des Siegelwerkzeugs (5) in die geschlossene Stellung durch Kontakt mit dem Werkzeugoberteil (23) relativ gesehen in den Siegelkörper (27) hineingeschoben zu werden.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Siegelkörper (27) dazu konfiguriert ist, zum Verfahren des Siegelwerkzeugs (5) in die geschlossene Stellung in Richtung des Werkzeugoberteils (23) angehoben zu werden, und wobei das zumindest eine Stützelement (37) vorzugsweise dazu konfiguriert ist, hierbei nicht oder nur weniger als der Siegelkörper (27) angehoben zu werden.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Stützelement (37) in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) nicht in Richtung des Werkzeugoberteils (23) gegenüber der Basisfläche (31) vorsteht.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Stützelement (37) in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) in dem Siegelkörper (27) versenkt ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Stützfläche (39) in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) bündig mit der Basisfläche (31) ist.
Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Oberwerkzeug (23) Dichtkonturen (53) aufweist, welche dazu konfiguriert sind, in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) um jede Siegelkante (33) herum in dichtendem Kontakt mit der Basisfläche (31) zu stehen.
Verpackungsmaschine Anspruch 13, wobei die Dichtkonturen (53) in der geschlossenen Stellung des Siegelwerkzeugs (5) zumindest bereichsweise über das zumindest eine Stützelement (37) verlaufen.