WO2015169830A1 - Verpackungsmaschine mit vakuumsteuermodul bestehend aus einheitlichen ventilblöcken - Google Patents

Verpackungsmaschine mit vakuumsteuermodul bestehend aus einheitlichen ventilblöcken Download PDF

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WO2015169830A1
WO2015169830A1 PCT/EP2015/059915 EP2015059915W WO2015169830A1 WO 2015169830 A1 WO2015169830 A1 WO 2015169830A1 EP 2015059915 W EP2015059915 W EP 2015059915W WO 2015169830 A1 WO2015169830 A1 WO 2015169830A1
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WO
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block
vacuum
packaging machine
packaging
valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/059915
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Fries
Original Assignee
Gea Food Solutions Germany Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Gea Food Solutions Germany Gmbh filed Critical Gea Food Solutions Germany Gmbh
Publication of WO2015169830A1 publication Critical patent/WO2015169830A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/02—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs
    • B65B9/04—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs one or both webs being formed with pockets for the reception of the articles, or of the quantities of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B65B31/025—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for rigid or semi-rigid containers
    • B65B31/028—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for rigid or semi-rigid containers closed by a lid sealed to the upper rim of the container, e.g. tray-like container
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0832—Modular valves
    • F15B13/0839—Stacked plate type valves

Definitions

  • Packaging machine with vacuum control module consisting of uniform
  • the present invention relates to a packaging machine with a thermoforming station, a sealing station and / or a cutting device, with the packaging for
  • a vacuum source at least one of these stations provides a vacuum, with which the gas exchange in the packaging and / or the forming of the packaging and / or the drive of a tool, wherein between the vacuum source and the respective station at least one Valve block is provided which connects different areas of the stations and / or different stations temporarily with the vacuum source.
  • Such packaging machines are known from the prior art and are usually referred to as so-called “form-fill-seal packaging machines” (FFS packaging machines)
  • FFS packaging machines A typical FFS packaging machine is a so-called deep drawing machine
  • the vacuum pressures are used at different heights and / or at different time intervals, however, in order to manage with a vacuum source, for example a vacuum pump, the packaging machines have at least one Valve block, with which the time interval and / or the height of each required vacuum is regulated or controlled.
  • These valve blocks are currently constructed comparatively complicated and / or must be adapted individually to the requirements of the respective packaging machine become.
  • the problem is solved with a packaging machine with a thermoforming station, a sealing station and / or a cutting device, with the packaging for
  • Packaging goods are produced, wherein a vacuum source at least one of these stations provides a vacuum, with which the gas exchange in the packaging and / or the forming of the packaging, wherein between the vacuum source and the respective station at least one valve block is provided, the different areas the respective station and / or different stations each temporarily with the
  • Vacuum source connects and which is provided from a plurality of block discs.
  • the present invention relates to a packaging machine for packaging a packaged product, in particular a food, in a plastic film.
  • the packaging generally has a deep-drawn packaging tray, which is filled with the packaged goods and then sealed with a lid, in particular a cover film.
  • the lid is usually sealed to the packaging tray.
  • a gas exchange can be carried out in the packaging recess.
  • the lidding film can also be deep-drawn. For the gas exchange is in the not yet closed
  • Packaging partially sucked existing air and thereby generates a negative pressure in the packaging, which is then or simultaneously replaced by another gas, such as oxygen, wherein the gas exchange usually in and / or before
  • Siegelwerkzeugs that may be different in their height and / or in the time interval in which they are provided. Furthermore, a negative pressure for forming the packaging film and / or for driving, in particular lifting, lowering and / or pressing of tools is also often required. Nevertheless, with one
  • Comparatively small number of vacuum sources such as a vacuum pump, preferably a vacuum source per packaging machine or a vacuum source per station to get along, the packaging machine according to the invention on a valve block, which distributes the vacuum of the vacuum source to the different stations and / or areas and the negative pressure in the respective Area regulates or controls by valves are at least partially opened and then closed again when the desired negative pressure in the region of the packaging and / or on the respective tool is applied.
  • the vacuum source provides at least the maximum required for the particular application vacuum.
  • the present invention is any pressure that is less than the ambient pressure surrounding the packaging machine.
  • the height of the vacuum is the difference to the ambient pressure of the packaging machine.
  • the valve block is provided from a multiplicity of, preferably identical, block disks.
  • the valve block can be modular and adapted to the requirements of the respective station and / or the packaging machine.
  • a block disk is provided for each area where a vacuum is to be generated and / or for each vacuum that is needed.
  • the block discs are comparatively easy to manufacture components.
  • the block disks have no or only a smaller number of blind holes than valve blocks according to the state of the art, so that they are better to clean.
  • the block discs are flow-optimized.
  • the block discs are made of a metallic material, in particular aluminum or a plastic material.
  • two or more block disks form a central vacuum channel which is directly connected to the vacuum source and which has a comparatively large cross section, so that its flow resistance is low.
  • the length of the central vacuum channel which is directly connected to the vacuum source and which has a comparatively large cross section, so that its flow resistance is low.
  • Vacuum channel depends on the number of required slices and may be different from station to station or for each packaging machine.
  • the vacuum channel has an outlet, which is connected to the respective tool and whose cross-section is variable by a valve, i. can be opened or closed.
  • a seal is provided, in particular an O-ring which extends around the entire circumference of the vacuum channel.
  • Connecting means such as a screw or a screw / nut combination for each two adjacent block discs (17) provided, i. Only two blocks are always connected directly to each other.
  • This preferred embodiment of the present invention has the advantage that the connecting means does not have to be adapted to the number of existing slices and the block can be added or removed from the valve block without the connection of all
  • each block disk has only one deflection for the gas volume flow, so that the pressure loss of the gas flow in the block disk when pulling the air is comparatively low.
  • each block disc on a ventilation opening which can be at least partially opened or closed with a valve when the built-up
  • Vacuum is no longer needed and in the respective area, for example, ambient pressure or another negative pressure or an overpressure prevail.
  • One end of the vacuum channel is connected on the flow side to the vacuum source.
  • the other, opposite end of the vacuum channel is preferably closed by a lid.
  • This cover is preferably only positively connected to the vacuum channel and is then pulled by the negative pressure against the respective block disc, whereby an at least substantially gas-tight cover is formed.
  • the lid has a tubular extension which projects into the vacuum channel and acts as a throttle for the gas flow because it at least partially, reversibly closes the Angang from the central vacuum channel to the respective tool at the downstream end of the block disc.
  • the time interval within which a certain negative pressure in the respective region of the tool is reached can be lengthened or shortened.
  • the extension can also completely close the respective outlet if the desired negative pressure is reached in the tool connected to this block disc or if there is no negative pressure.
  • valve block is provided to be variably provided, i. that reversibly any number of slices can be added, replaced or removed.
  • block discs are preferably connected to one another with one or more reversible frictional connections, for example screw connections.
  • connection and function interfaces for example, line and / or electrical connections in each block disk are provided so that they can be combined and connected to one another.
  • block discs can be combined with each other, although they are different in width, but perform the same function.
  • a wider block disk may be needed for a larger fluid cross section.
  • At least one block disc on a valve function which is integrated in this.
  • At least one block disc has at least one interface, for example a thread or the like, which has the functional scope of
  • Block disc expanded and / or reduced.
  • the number and / or the size of the inputs and / or outputs to the valve block can be reduced or increased or reduced and / or increased.
  • Each valve on the valve block can be adjusted either by motor or manually. The adjustment can be done by a worker or automatically. The adjustment can be made before or after the operation of the invention
  • the voltage applied to the valve block overpressure and / or negative pressure is provided adjustable. Again, the setting can be done automatically or manually.
  • Adjustment may be before or after operation of the invention
  • Packaging machine done In particular, during an adjustment during operation of the packaging machine can be reacted to changing operating conditions.
  • valve block has a redundant control, in particular when, for example, for the gas exchange oxygen in the preferably not yet
  • the redundant control can also be achieved in that a separate switching valve separates the valve block from the vacuum supply and connects and preferably the tightness of the redundant control is monitored with one or more sensors; The redundant control prevents oxygen from being passed through the valve block and thus into the
  • Vacuum pump can get what would otherwise be security.
  • valve block is provided as a switching block for coarse and fine vacuum or the valve block has a separate switch block for coarse and fine vacuum.
  • Fine vacuum has a lower vacuum than a rough vacuum.
  • a functional chain may be formed with the valve block, i.
  • Several functional elements can be mounted on a block disc in series.
  • FIGS. 1-6 These explanations are merely exemplary and do not limit the general inventive concept.
  • FIG. 1 shows the packaging machine according to the invention
  • FIG. 2-5 show the vacuum control module
  • FIG. 1 shows the packaging machine 1 according to the invention, which has a thermoforming station 2, a filling station 7 and a sealing station 19.
  • a plastic film web 8 the so-called lower web, is withdrawn from a supply roll and, preferably cyclically transported along the packaging machine according to the invention from right to left. At one cycle, the film web is transported on by one format length.
  • the packaging machine has two transport means (not shown), in the present case in each case two endless chains, which are arranged to the right and left of the film web.
  • Each endless chain has holding means, each with an edge of the film web
  • Both at the beginning and at the end of the packaging machine at least one gear is provided for each chain in each case, around which the respective chain is deflected. At least one of these gears is driven.
  • the gears in the input area and / or in the output area may be connected to each other, preferably by a rigid shaft.
  • Each means of transport has a plurality of
  • Clamping means which grip the lower film 8 in the inlet region by clamping and the
  • the thermoforming station 2 which has an upper tool 3 and a lower tool 4, which has the shape of the packaging tray to be produced, the packaging trays 6 are formed in the film web 8.
  • the lower tool 4 is arranged on a lifting table 5, which, as symbolized by the double arrow, is vertically adjustable. Before each film feed, the lower tool 4 is lowered and then raised again. In the further course of the packaging machine, the
  • Packaging troughs then filled in the filling station 7 with the packaged 16.
  • the subsequent sealing station 19 which also consists of an upper tool 12 and a vertically adjustable lower tool 1 1, a top film on the
  • the upper film 14 may be deep-drawn and / or guided in means of transport or be transported by transport chains, said transport then extend only from the sealing station and possibly downstream. Otherwise, the statements that have been made to the means of transport of the lower film apply. In the further course of the
  • Packaging machine and the finished packages are separated, which is done with the cutting tool 27.
  • the cutting tool 27 can also be raised or lowered in the present case with a lifting device 9.
  • a gas exchange in the not yet sealed packaging can be made.
  • a negative pressure is preferably applied first and then a replacement gas flows into the package before it is hermetically sealed.
  • a replacement gas flows into the package before it is hermetically sealed.
  • Evacuation of the packaging may require that several different negative pressures be provided within the sealing tool. Possible
  • Printing areas are the area below the lower film web, the area above the upper film web and / or the area between the upper and the lower film web. In all these areas, at least partially different negative pressures can be provided, wherein the negative pressures with respect to their height as well as with respect
  • a vacuum may be required in the packaging machine according to the invention.
  • FIG. 2 schematically shows the sealing station 19, which has a top film 14 on top of it
  • Packaging tray 6 seals.
  • the sealing station has an upper tool 12 and therein a movably provided sealing frame 13 and a lower tool, which can be raised and lowered.
  • a gas exchange Before or during the victory takes place in the packaging, i. between the packaging tray 6 and the top film, a gas exchange.
  • a negative pressure is applied within the sealing tool 19 in order to suck the air out of the packaging.
  • Valve block is realized.
  • a vacuum V1 is applied to the sealing tool, with which the sealing frame is moved away from the packaging after the seal has taken place. This negative pressure can be described by the in the following figures
  • Figures 3 - 5 show the valve block 15 according to the invention, which is constructed according to the invention from a plurality, in this case three, identically formed block discs 17. Die Ventillismn 15 Sind in den Figurendig. In each case two adjacent block discs are connected to each other here by four screw / nut means. All block discs are preferably in a frame
  • Packaging machine or are arranged on one of the hoists of the packaging machine.
  • the entire valve block 15, here the left block disc, is connected via a pipe 37 to a vacuum source.
  • Each block disk 17 has at least one, here two drive units 18, 20 for a valve.
  • the drive 8 opens and closes the connection between the vacuum source and the connection 25 to the respective tool
  • the actuator 20 drives a valve connecting the connection 25 to the ambient atmosphere the built vacuum to ambient pressure, another negative pressure or
  • the intake of the ambient air can take place via a throttle 22 and / or a silencer 21.
  • FIG. 4 shows a section through a block disk 17.
  • each block disk has a central vacuum channel 24 which extends through the entire pipe
  • Block disc extends and continues in the adjacent block disc.
  • the length of the channel is thus determined by the number of juxtaposed blocks.
  • This central vacuum channel which is connected to the vacuum source, has an outlet 25 in each block disk, which communicates with the respective tool on the flow side, or with the respective tool in which the negative pressure is to be generated.
  • the connection is closed by a valve (not shown) provided in the valve seat 29.
  • the connecting surface between the central vacuum channel 24 and the outlet 25 is provided with the reference numeral 33.
  • the outlet 25 can be connected via the valve seat 30 with the ambient atmosphere.
  • In the valve seat is another valve which opens and closes a connection to a recess 31, in which, for example, a throttle, which reduces the Einströmvolumenstrom or a
  • the opening 32 is an optional additional opening.
  • FIG. 5 shows that the end of the central vacuum channel 24 lying opposite the pipe connection 37 is closed by a cover which interacts with the right-hand block disk only in a form-fitting manner and cooperates sealingly with the block disk by the negative pressure acting in the channel 24.
  • a pipe piece is provided on the lid, which is formed so long that it is the
  • Joining surface 33 of the right block disc completely covered and cooperates in a substantially positive fit with the inner diameter of the channel 24.
  • a recess is provided, which can be brought by turning the lid about its central axis more or less in registration with the connecting surface 33, so that the lid acts as a throttle simultaneously.
  • Figure 6 shows the drive of the seal 10 provided in the valve seat 29 or 30 and thereby acts as a valve.
  • the seal 10 is connected to a piston rod 36 which can be moved back and forth, depending on whether a pressure at the pressure port 34 or 35 is created.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit einer Tiefziehstation, einer Siegelstation und/oder einer Schneideinrichtung, mit der Verpackungen für Verpackungsgüter hergestellt werden, wobei eine Vakuumquelle mindestens einer dieser Stationen ein Vakuum zur Verfügung stellt, mit dem der Gasaustausch in der Verpackung und/oder das Formen der Verpackung und/ oder der Antrieb eines Werkzeugs erfolgt, wobei zwischen der Vakuumquelle und der jeweiligen Station mindestens ein Ventilblock vorgesehen ist, der unterschiedliche Bereiche der Stationen und/oder unterschiedliche Stationen temporär mit der Vakuumquelle verbindet, wobei der Ventilblock (15) aus einer Vielzahl von Blockscheiben (17) vorgesehen ist.

Description

Verpackungsmaschine mit Vakuumsteuermodul bestehend aus einheitlichen
Ventilblöcken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit einer Tiefziehstation, einer Siegelstation und/oder einer Schneideinrichtung, mit der Verpackungen für
Verpackungsgüter hergestellt werden, wobei eine Vakuumquelle mindestens einer dieser Stationen ein Vakuum zur Verfügung stellt, mit dem der Gasaustausch in der Verpackung und/oder das Formen der Verpackung und/oder der Antrieb eines Werkzeugs erfolgt, wobei zwischen der Vakuumquelle und der jeweiligen Station mindestens ein Ventilblock vorgesehen ist, der unterschiedliche Bereiche der Stationen und/oder unterschiedliche Stationen temporär mit der Vakuumquelle verbindet.
Derartige Verpackungsmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden meist als sogenannte„Form-Fill-Seal-Verpackungsmaschinen" (FFS- Verpackungsmaschinen) bezeichnet. Eine typische FFS-Verpackungsmaschine ist ein sogenannter Tiefziehautomat. Bei derartigen Verpackungsmaschinen werden in der Regel unterschiedliche Unterdrücke benötigt, die beispielsweise zum Gasaustausch, zum Formen und/oder zum Antrieb von Werkzeugteilen eingesetzt werden. Die Unterdrücke werden dabei in unterschiedlicher Höhe und/oder in unterschiedlichen Zeitintervallen benötigt. Um dennoch mit einer Vakuumquelle, beispielsweise einer Vakuumpumpe, auszukommen, weist die Verpackungsmaschinen mindestens einen Ventilblock auf, mit dem das Zeitintervall und/oder die Höhe des jeweils benötigten Vakuums geregelt oder gesteuert wird. Diese Ventilblöcke sind derzeit jedoch vergleichsweise kompliziert aufgebaut und/oder müssen individuell an die Anforderungen der jeweiligen Verpackungsmaschine angepasst werden.
Es besteht seit langem deshalb ein Bedarf, eine Verpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Verpackungsmaschine mit einer Tiefziehstation, einer Siegelstation und/oder einer Schneideinrichtung, mit der Verpackungen für
Verpackungsgüter hergestellt werden, wobei eine Vakuumquelle mindestens einer dieser Stationen ein Vakuum zur Verfügung stellt, mit dem der Gasaustausch in der Verpackung und/oder das Formen der Verpackung erfolgt, wobei zwischen der Vakuumquelle und der jeweiligen Station mindestens ein Ventilblock vorgesehen ist, der unterschiedliche Bereiche der jeweiligen Station und/oder unterschiedliche Stationen jeweils temporär mit der
Vakuumquelle verbindet und der aus einer Vielzahl von Blockscheiben vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von einem Verpackungsgut, insbesondere einem Lebensmittel, in einer Kunststofffolie. Die Verpackung weist in der Regel eine tiefgezogene Verpackungsmulde auf, die mit dem Verpackungsgut befüllt und dann mit einem Deckel, insbesondere einer Deckelfolie verschlossen wird. Der Deckel wird in der Regel an die Verpackungsmulde gesiegelt. Vor dem Siegeln kann in der Verpackungsmulde ein Gasaustausch vorgenommen werden. Die Deckelfolie kann ebenfalls tiefgezogen sein. Für den Gasaustausch wird die in der noch nicht verschlossenen
Verpackung vorhandene Luft teilweise abgesaugt und dadurch ein Unterdruck in der Verpackung erzeugt, der dann oder gleichzeitig durch ein anderes Gas, beispielsweise Sauerstoff, ersetzt wird, wobei der Gasaustausch in der Regel in und/oder vor der
Siegelstation und nach dem Befüllen der Verpackungsmulde stattfindet. Oftmals werden für den Gasaustausch Bereiche mit unterschiedlichen Unterdrücken innerhalb des
Siegelwerkzeugs benötigt, die in ihrer Höhe und/oder in dem zeitlichen Intervall, in dem sie zur Verfügung gestellt werden, unterschiedlich sein können. Ferner wird oftmals auch ein Unterdruck zum Formen der Verpackungsfolie und/oder zum Antrieb, insbesondere Heben, Senken und/oder Andrücken von Werkzeugen benötigt. Um dennoch mit einer
vergleichsweisen geringen Zahl an Vakuumquellen, beispielsweise einer Vakuumpumpe, vorzugsweise einer Vakuumquelle pro Verpackungsmaschine oder einer Vakuumquelle pro Station auszukommen, weist die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine einen Ventilblock auf, der das Vakuum der Vakuumquelle auf die unterschiedlichen Stationen und/oder Bereiche verteilt und den Unterdruck in dem jeweiligen Bereich regelt oder steuert, indem Ventile zumindest teilweise geöffnet und dann wieder geschlossen werden, wenn der gewünschte Unterdruck im Bereich der Verpackung und/oder an dem jeweiligen Werkzeug anliegt. Die Vakuumquelle stellt dabei zumindest den für die jeweilige Applikation maximal benötigten Unterdruck zur Verfügung. Ein Vakuum bzw. Unterdruck im Sinne der
vorliegenden Erfindung ist jeder Druck, der kleiner als der die Verpackungsmaschine umgebende Umgebungsdruck. Die Höhe des Vakuums bzw. Unterdrucks ist die Differenz zu dem Umgebungsdruck der Verpackungsmaschine.
Erfindungsgemäß ist der Ventilblock aus einer Vielzahl von, vorzugsweise identischen, Blockscheiben vorgesehen. Dadurch kann der Ventilblock modular aufgebaut und an die Anforderungen der jeweiligen Station und/oder der Verpackungsmaschine angepasst werden. Vorzugsweise wird für jeden Bereich, in dem ein Unterdruck erzeugt werden soll und/oder für jeden Unterdruck, der benötigt wird eine Blockscheibe zur Verfügung gestellt. Die Blockscheiben sind vergleichsweise einfach herzustellende Bauteile. Die Blockscheiben weisen keine oder nur eine geringere Anzahl an Sacklöchern auf als Ventilblöcke gemäß dem Stand der Technik, so dass sie besser zu reinigen sind. Die Blockscheiben sind strömungsoptimiert.
Vorzugsweise sind die Blockscheiben aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium oder einem Kunststoffmaterial gefertigt.
Vorzugsweise bilden zwei oder mehr Blockscheiben einen zentralen Vakuumkanal, der direkt mit der Vakuumquelle verbunden ist und der einen vergleichsweise großen Querschnitt aufweist, so dass sein Strömungswiderstand gering ist. Die Länge des zentralen
Vakuumkanals hängt von der Anzahl der benötigten Blockscheiben ab und kann von Station zu Station oder für jede Verpackungsmaschine unterschiedlich sein. In jeder Blockscheibe weist der Vakuumkanal einen Abgang auf, der mit dem jeweiligen Werkzeug verbunden wird und dessen Querschnitt durch ein Ventil veränderbar ist, d.h. geöffnet oder geschlossen werden kann. Besonders bevorzugt ist zwischen jeweils zwei Blockscheiben im Bereich des Vakuumkanals (24) eine Dichtung vorgesehen, insbesondere ein O-Ring, der sich um den gesamten Umfang des Vakuumkanals erstreckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein
Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraub oder eine Schraube/Mutter-Kombination für jeweils zwei benachbarte Blockscheiben (17) vorgesehen, d.h. es werden immer nur jeweils zwei Blockscheiben direkt miteinander verbunden. Diese bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass das Verbindungsmittel nicht an die Anzahl der vorhandenen Blockscheiben angepasst werden muss und das dem Ventilblock eine weitere Blockscheibe hinzugefügt oder entnommen werden kann ohne die Verbindung aller
Blockscheiben zu lösen. Bei der Entnahme einer Blockscheibe wird nur das
Verbindungsmittel für dies Blockscheibe gelöst. Die anderen Blockscheiben bleiben verbunden. Beim Hinzufügen einer Blockscheibe wird diese mit einem Ende der
vorhandenen Blockscheiben verbunden.
Vorzugsweise weist jede Blockscheibe nur eine Umlenkung für den Gasvolumenstrom auf, so dass der Druckverlust der Gasströmung in der Blockscheibe beim Ziehen der Luft vergleichsweise gering ist.
Vorzugsweise weist jede Blockscheibe eine Belüftungsöffnung auf, die mit einem Ventil zumindest teilweise geöffnet oder geschlossen werden kann, wenn der aufgebaute
Unterdruck nicht mehr benötigt wird und in dem jeweiligen Bereich beispielsweise wieder Umgebungsdruck oder einen anderen Unterdruck oder ein Überdruck herrschen soll. Ein Ende des Vakuumkanals ist strömungsseitig mit der Vakuumquelle verbunden. Das andere, gegenüberliegende Ende des Vakuumkanals ist vorzugsweise von einem Deckel verschlossen. Dieser Deckel wird vorzugsweise nur formschlüssig mit dem Vakuumkanal verbunden und wird dann durch den Unterdruck gegen die jeweilige Blockscheibe gezogen, wodurch eine zumindest im Wesentlichen gasdichte Abdeckung entsteht.
Vorzugsweise weist der Deckel eine rohrförmige Verlängerung auf, die in den Vakuumkanal hineinragt und als Drossel für den Gasstrom wirkt, weil sie die Angang von dem zentralen Vakuumkanal zu dem jeweiligen Werkzeug bei der stromseitig letzten Blockscheibe zumindest teilweise, reversibel verschließt. Dadurch kann das Zeitintervall innerhalb dessen ein bestimmter Unterdruck in dem jeweiligen Bereich des Werkzeugs erreicht wird verlängert oder verkürzt werden. Die Verlängerung kann natürlich den jeweiligen Abgang auch vollständig schließen, wenn in dem an diese Blockscheibe angeschlossenen Werkzeug der gewünschte Unterdruck erreicht ist oder kein Unterdruck vorliegen soll.
Vorzugsweise ist der Ventilblock so vorgesehen, dass er veränderbar vorgesehen ist, d.h. dass reversibel beliebig viele Blockscheiben hinzugefügt, ausgetauscht oder entfernt werden können. Dazu sind die Blockscheiben vorzugsweise mit einem oder mehreren reversiblen Kraftschlüssen, beispielsweise Schraubverbindungen miteinander verbunden.
Vorzugsweise sind die Verbindungs- und Funktionsschnittstellen, beispielsweise Leitungsund/oder elektrische Verbindungen bei jeder Blockscheibe so vorgesehen ist, dass diese miteinander kombinierbar und verbindbar sind.
Beispielsweise können Blockscheiben miteinander kombiniert werden, die zwar in ihrer Breite unterschiedlich sind, aber dieselbe Funktion erfüllen. Eine breitere Blockscheibe kann für einen größeren Fluidquerschnitt benötigt werden.
Vorzugsweise weist mindestens eine Blockscheibe eine Ventilfunktion auf, die in diese integriert ist.
Vorzugsweise weist mindestens eine Blockscheibe mindestens eine Schnittstelle, beispielsweise ein Gewinde oder dergleichen auf, die den Funktionsumfang der
Blockscheibe erweitert und/oder vermindert. Beispielsweise kann die Anzahl und/oder die Größe der Ein- und/oder Ausgänge zu dem Ventilblock vermindert oder vergrößert bzw. verkleinert und/oder vergrößert werden. Jedes an dem Ventilblock vorhandene Ventil kann entweder motorisch oder manuell eingestellt werden. Die Verstellung kann durch einen Werker oder automatisch erfolgen. Die Verstellung kann vor während oder nach dem Betrieb der erfindungsgemäßen
Verpackungsmaschine erfolgen.
Vorzugsweise ist der an dem Ventilblock anliegende Über- und/oder Unterdruck einstellbar vorgesehen. Auch hier kann die Einstellung automatisch oder manuell erfolgen. Die
Verstellung kann vor während oder nach dem Betrieb der erfindungsgemäßen
Verpackungsmaschine erfolgen. Insbesondere bei einer Verstellung während des Betriebes der Verpackungsmaschine kann auf sich ändernde Betriebszustände reagiert werden.
Vorzugsweise weist der Ventilblock eine redundante Steuerung auf, insbesondere wenn beispielsweise für den Gasaustausch Sauerstoff in die vorzugsweise noch nicht
verschlossene Verpackung geleitet wird. Die redundante Steuerung kann auch dadurch erreicht werden, dass ein separates Schaltventil den Ventilblock von der Vakuumversorgung trennt und anschließt sowie vorzugsweise die Dichtigkeit der redundanten Steuerung mit einem oder mehreren Sensoren überwacht wird; durch die redundante Steuerung wird verhindert, dass Sauerstoff durch den Ventilblock geleitet wird und somit in die
Vakuumpumpe gelangen kann, was ansonsten sicherheitsbedenklich wäre.
Vorzugsweise ist der Ventilblock als Umschaltblock für Grob- und Feinvakuum vorgesehen oder der Ventilblock weist einen separaten Umschaltblock für Grob- und Feinvakuum auf. Feinvakuum weist einen geringeren Unterdruck als Grobvakuum auf.
Vorzugsweise kann mit dem Ventilblock eine Funktionskette gebildet werden, d.h. es können mehrere Funktionselemente an einer Blockscheibe in Reihe montiert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 - 6 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine
Figuren 2 - 5 zeigen das Vakuumsteuermodul
Figur 6 zeigt den Antrieb der Dichtung des Ventils Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1 , die eine Tiefziehstation 2, eine Füllstation 7 sowie eine Siegelstation 19 aufweist. Eine Kunststofffolienbahn 8, die sogenannte Unterbahn, wird von einer Vorratsrolle abgezogen und, vorzugsweise taktweise, entlang der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine von rechts nach links transportiert. Bei einem Takt wird die Folienbahn um eine Formatlänge weitertransportiert. Dafür weist die Verpackungsmaschine zwei Transportmittel (nicht dargestellt), in dem vorliegenden Fall jeweils zwei Endlosketten auf, die rechts und links von der Folienbahn angeordnet sind. Jede Endloskette weist Haltemittel auf, die jeweils mit einer Kante der Folienbahn
zusammenwirken. Sowohl am Anfang als auch am Ende der Verpackungsmaschine ist für jede Kette jeweils mindestens ein Zahnrad vorgesehen, um das die jeweilige Kette umgelenkt wird. Mindestens eines dieser Zahnräder ist angetrieben. Die Zahnräder im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich können miteinander, vorzugsweise durch eine starre Welle, verbunden sein. Jedes Transportmittel weist eine Vielzahl von
Klemmmitteln auf, die die Unterfolie 8 im Einlaufbereich klemmend ergreifen und die
Bewegung des Transportmittels auf die Unterfolie 8 übertragen. Im Auslaufbereich der Verpackungsmaschine wird die klemmende Verbindung zwischen dem Transportmittel und der Unterfolie wieder gelöst. In der Tiefziehstation 2, die über ein Oberwerkzeug 3 und ein Unterwerkzeug 4 verfügt, das die Form der herzustellenden Verpackungsmulde aufweist, werden die Verpackungsmulden 6 in die Folienbahn 8 eingeformt. Das Unterwerkzeug 4 ist auf einem Hubtisch 5 angeordnet, der, wie durch den Doppelpfeil symbolisiert wird, vertikal verstellbar ist. Vor jedem Folienvorschub wird das Unterwerkzeug 4 abgesenkt und danach wieder angehoben. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die
Verpackungsmulden dann in der Füllstation 7 mit dem Verpackungsgut 16 gefüllt. In der sich daran anschließenden Siegelstation 19, die ebenfalls aus einem Oberwerkzeug 12 und einem vertikal verstellbaren Unterwerkzeug 1 1 besteht, wird eine Oberfolie auf die
Verpackungsmulde gesiegelt. Auch in der Siegelstation werden das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug vor und nach jedem Folientransport abgesenkt bzw. angehoben. Auch die Oberfolie 14 kann tiefgezogen und/oder in Transportmitteln geführt sein bzw. von Transportketten transportiert werden, wobei sich diese Transportmittel dann nur von der Siegelstation und ggf. stromabwärts erstrecken. Ansonsten gelten die Ausführungen, die zu dem Transportmitteln der Unterfolie gemacht wurden. Im weiteren Verlauf der
Verpackungsmaschine werden auch die fertiggestellten Verpackungen vereinzelt, was mit dem Schneidwerkzeug 27 erfolgt. Das Schneidwerkzeug 27 ist in dem vorliegenden Fall ebenfalls mit einer Hubeinrichtung 9 anhebbar bzw. absenkbar. Vor und/oder während des Siegeln kann ein Gasaustausch in der noch nicht verschlossenen Verpackung vorgenommen werden. Dazu wird vorzugsweise zunächst ein Unterdruck angelegt und dann strömt ein Austauschgas in die Verpackung ein, bevor diese hermetisch abgeschlossen wird. Für das Evakuieren der Verpackung kann es nötig sein, dass innerhalb des Siegelwerkzeugs mehrere unterschiedliche Unterdrücke zur Verfügung gestellt werden. Mögliche
Druckbereiche sind dabei der Bereich unterhalb der Unterfolienbahn, der Bereich oberhalb der Oberfolienbahn und/oder der Bereich zwischen der Ober- und der Unterfolienbahn. In all diesen Bereichen können zumindest teilweise unterschiedliche Unterdrücke vorgesehen werden, wobei sich die Unterdrücke bezüglich ihrer Höhe als auch bezüglich des
Zeitintervalls innerhalb dessen sie anliegen, unterscheiden können. Auch für das Formen der Unterfolie und/oder für dass Bewegen von Werkzeugen kann bei der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine ein Unterdruck vonnöten sein.
Figur 2 zeigt schematisch die Siegelstation 19, die eine Oberfolie 14 auf eine
Verpackungsmulde 6 siegelt. Die Siegelstation weist ein Oberwerkzeug 12 und darin einen beweglich vorgesehenen Siegelrahmen 13 und ein Unterwerkzeug auf, das angehoben und abgesenkt werden kann. Vor oder während des Siegeins erfolgt in der Verpackung, d.h. zwischen der Verpackungsmulde 6 und der Oberfolie ein Gasaustausch statt. Dafür wird innerhalb des Siegelwerkzeugs 19 ein Unterdruck angelegt, um die Luft aus der Verpackung abzusaugen. Dafür ist es in der Regel nötig drei Bereiche mit unterschiedlichen
Unterdrücken V2 - V4 zur Verfügung zu stellen, die sich sowohl in ihrer Höhe als auch in dem Zeitintervall, in dem sie wirken, unterscheiden können. Deshalb braucht jeder Bereich eine eigene Unterdrucksteuerung/Regelung, die in dem vorliegenden Fall in einem
Ventilblock realisiert wird. Außerdem liegt an dem Siegelwerkzeug ein Unterdruck V1 an, mit dem der Siegelrahmen von der Verpackung wegbewegt wird, nachdem die Siegelung erfolgt ist. Auch dieser Unterdruck kann durch den in den folgenden Figuren beschriebenen
Ventilblock gesteuert/geregelt werden.
Die Figuren 3 - 5 zeigen den erfindungsgemäßen Ventilblock 15, der erfindungsgemäß aus einer Vielzahl, hier drei, identisch ausgebildeten Blockscheiben 17 aufgebaut ist. Jeweils zwei nebeneinander liegende Blockscheiben sind, hier durch vier Schraube/Mutter-Mittel miteinander verbunden. Alle Blockscheiben sind vorzugsweise in einem Rahmen
26vorgesehen, mit dem sie besonders bevorzugt an dem Rahmen der
Verpackungsmaschine oder an einem der Hubwerke der Verpackungsmaschine angeordnet sind. Der gesamte Ventilblock 15, hier die linke Blockscheibe, ist über eine Rohrleitung 37 mit einer Vakuumquelle verbunden. Jede Blockscheibe 17 weist mindestens ein, hier zwei Antriebseinheiten 18, 20 für ein Ventil auf. Der Antriebl 8 öffnet und schließ die Verbindung zwischen der Vakuumquelle und der Verbindung 25 zu dem jeweiligen Werkzeug
beziehungsweise dem jeweiligen Bereich, in dem ein Unterdruck anliegen soll. Der Antrieb 20 treibt ein Ventil an, das die Verbindung 25 mit der Umgebungsatmosphäre verbindet, um den aufgebauten Unterdruck auf Umgebungsdruck, einen anderen Unterdruck oder
Überdruck auszugleichen. Das Ansaugen der Umgebungsluft kann über eine Drossel 22 und/oder einen Schalldämpfer 21 erfolgen.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch eine Blockscheibe 17. Der Fachmann erkennt, dass jede Blockscheibe einen zentralen Vakuumkanal 24 aufweist, der sich durch die gesamte
Blockscheibe erstreckt und sich in die benachbarte Blockscheibe fortsetzt. Die Länge des Kanals wird folglich durch die Anzahl aneinandergereihter Blockscheiben bestimmt. Dieser zentrale Vakuumkanal, der mit der Vakuumquelle verbunden ist, hat in jeder Blockscheibe einen Abgang 25, der mit strömungsseitig mit dem jeweiligen Werkzeug, bzw. mit dem jeweiligen Werkzeug in Verbindung steht, in dem der Unterdruck erzeugt werden soll. Die Verbindung wird durch ein Ventil (nicht dargestellt) verschlossen, das in dem Ventilsitz 29 vorgesehen ist. Die Verbindungsfläche zwischen dem zentralen Vakuumkanal 24 und dem Abgang 25 ist mit dem Bezugszeichen 33 versehen. Der Abgang 25 kann über den Ventilsitz 30 mit der Umgebungsatmosphäre verbunden werden. In dem Ventilsitz befindet sich ein weiteres Ventil, das eine Verbindung zu einer Ausnehmung 31 öffnet und schließt, in der sich beispielsweise eine Drossel, die den Einströmvolumenstrom vermindert oder ein
Schalldämpfer befindet. Die Öffnung 32 ist eine optional vorhandene Zusatzöffnung.
Figur 5 zeigt, das das dem Rohrleitungsanschluss 37 gegenüberliegende Ende des zentralen Vakuumkanals 24 durch einen Deckel geschlossen ist, der lediglich formschlüssig mit der rechten Blockscheibe zusammenwirkt und durch den in dem Kanal 24 wirkenden Unterdruck dichtend mit der Blockscheibe zusammenwirkt. Vorzugsweise ist an dem Deckel ein Rohrleitungsstück vorgesehen, das so lang ausgebildet ist, dass es die
Verbindungsfläche 33 der rechten Blockscheibe vollständig überdeckt und im Wesentlichen formschlüssig mit dem inneren Durchmesser des Kanals 24 zusammenwirkt. In diesem Rohrleitungsstück ist eine Ausnehmung vorgesehen, die durch Drehen des Deckel um seine Mittelachse mehr oder weniger in Überdeckung mit der Verbindungsfläche 33 gebracht werden kann, so dass der Deckel gleichzeitig als Drossel wirkt.
Figur 6 zeigt den Antrieb der Dichtung 10, die in dem Ventilsitz 29 oder 30 vorgesehen ist und dadurch als Ventil wirkt, Die Dichtung 10 ist mit einer Kolbenstange 36 verbunden, die vor und zurück bewegt werden kann, je nachdem ob ein Druck an dem Druckanschluss 34 oder 35 angelegt wird. Bezugszeichenliste:
1 Verpackungsmaschine
2 Tiefziehstation
3 Oberwerkzeug der Tiefziehstation
4 Unterwerkzeug der Tiefziehstation
5 Hubtisch, Träger eines Werkzeugs der Siegel- , Tiefziehstation und/oder der Schneideinrichtung
6 Verpackungsmulde
7 Füllstation
8 Unterfolienbahn
9 Hubeinrichtung
10 Dichtung
1 1 Unterwerkzeug der Siegelstation
12 Oberwerkzeug der Siegelstation
13 Siegelrahmen
14 Oberfolie
15 Ventilblock
16 Verpackungsgut
17 Blockscheibe
18 Erste Antriebseinheit für erstes Ventil, die Vakuumventil
19 Siegelstation
20 Zweite Antriebseinheit für zweites Ventil, das Belüftungsventil
21 Schalldämpfer
22 Drossel
23 Einlaufbereich
24 Zentraler Vakuumkanal
25 Verbindung zum Werkzeug
26 Rahmen
27 Schneideinrichtung
28 Deckel
29 Erster Ventilsitz
30 Zweiter Ventilsitz für zweites Ventil
31 Sitz für Drossel oder Schalldämpfer
32 Zusätzliche Ausnehmung
33 Querschnitt des Übergangs zwischen Verbindung 24 und Verbindung 25
34 Erster Druckanschluss 35 Zweiter Druckanschluss
36 Kolben
37 Rohrleitungsverbindung zur Vakuumquelle V1 -V4 Vakuum

Claims

Patentansprüche:
1 . Verpackungsmaschine (1 ) mit einer Tiefziehstation (2), einer Siegelstation (19)
und/oder einer Schneideinrichtung (27), mit der Verpackungen für Verpackungsgüter hergestellt werden, wobei eine Vakuumquelle mindestens einer dieser Stationen (2, 19) ein Vakuum zur Verfügung stellt, mit dem der Gasaustausch in der Verpackung und/oder das Formen der Verpackung erfolgt, wobei zwischen der Vakuumquelle und der jeweiligen Station mindestens ein Ventilblock (15) vorgesehen ist, der
unterschiedliche Bereiche der jeweiligen Station (2, 19) und/oder unterschiedliche Stationen jeweils temporär mit der Vakuumquelle verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (15) aus einer Vielzahl von Blockscheiben (17) vorgesehen ist.
2. Verpackungsmaschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Blockscheiben (17) einen zentralen Vakuumkanal (24) bilden.
3. Verpackungsmaschine(l ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils zwei Blockscheiben (17) im Bereich des Vakuumkanals (24) eine Dichtung vorgesehen ist.
4. Verpackungsmaschine(1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet das ein Verbindungsmittel für jeweils zwei benachbarte
Blockscheiben (17) vorgesehen ist.
5. Verpackungsmaschine(l ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Blockscheibe (17) nur eine oder mehreren, insbesondere zwei Umlenkungen (37) für den Gasvolumenstrom aufweist.
6. Verpackungsmaschine(l ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Blockscheibe (17) ein Belüftungsventil aufweist.
7. Verpackungsmaschine(1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Vakuumkanal (24) einseitig von einem Deckel (28) verschlossen ist.
8. Vakuummaschine (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel eine rohrförmige Verlängerung aufweist, die in den Vakuumkanal (24) hineinragt und als Drossel für den Gasstrom wirkt.
9. Verpackungsmaschine(l ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung eine Ausnehmung ausweist mit der der Grad der Drosselung des Gasstroms einstellbar ist.
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