WO2019115766A2 - Werkzeugsystem für eine verpackungsvorrichtung sowie verfahren und formeinheit zum formen von folienformteilen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a tool system for use in a packaging device for Verpa ckung of food products, in particular chocolate hollow bodies, by means of a Folienverpa ckung, and a corresponding packaging device. Furthermore, the invention relates to a Ver drive and a molding unit for molding foil moldings of a film packaging of food products, in particular chocolate hollow bodies, by means of a molding unit having a support surface for a film to be deformed, at least one stamp with a shaping outer contour, and at least one die comprising an inner recess.
- Packaging devices generally have several processing units for processing the packaging Ver.
- WO 2017/144664 A1 describes a method and an apparatus for packaging a chocolate hollow figure with a plurality of processing units.
- the machine has a film supply unit in which a film coil is rotatably suspended and can be discontinuously driven by a controlled drive to assist in the removal of a film strip from the film coil.
- a precutting station is described, in which the film strip is cut by a controlled raising and lowering precutting knives per stroke in four pieces of film.
- the pieces of film are then moved by means of a horizontally in the direction of processing path back and forth movable transfer carriage with vacuum film grippers under a stamp device, which is provided in the direction of the processing path of Vorschneidestation downstream as the next processing unit.
- the stamping device the film pieces are formed to Foli enrenzschalen, fixed and cut in a further machining operation. In this way he hold the film half shells next to their half-shell-shaped body connected thereto an annular film flange.
- each of the film shells is taken out of the forming die of the stamping device, moved to a War tevorraum and stored on this.
- the waiting device is arranged in the direction of the processing path of the stamp device directly followed and has the number of film halves corresponding film half-shell recordings.
- the packaging device described in the publication WO 2017/144664 A1 ei ne food processing unit comprising a timing table
- the food processing unit comprises an equipping device, a flap unit and a joining device.
- the clock table rotates discontinuously in operation in the clockwise direction and has several pairs of two of each of the foldable film holding devices.
- a gripping device is provided, which can take the molded film half-shells from the waiting device by means of convex 3D molded suction and in a specific fishing position of the clock table (starting position) is able to store in the film holding devices.
- these film half-shells are then brought into a loading position in which the placement device populates one of the half-shells with a food product.
- a downstream folding position of the clock table is then by means of a swivel arm of the flap unit, the holding device, which carries the blank half sheet folded, so after this folding operation by the flap unit, the flanges of the two Fo lien Halbschalen flush and aligned rest on each other.
- the film flanges are joined together by means of Fügeein.
- the joined film half shells are finally taken by convex grippers, so that they can be transported to the product removal device and a new assignment of the film holding devices with shaped film half shells takes place.
- the described packaging device has proven to be a well-functioning solution in practice.
- a disadvantage of this solution is the fact that between the individual machining processing units Vorschneidestation, punching device and clock table again and again Transportvorrichtun conditions or conveyor units are provided, which allows transport between the processing units. This significantly increases the complexity of the entire system. This also adds to the cost of the packaging device.
- the described packaging method of WO 2017/144664 A1 is a discontinuous method that is disadvantageous in terms of cycle time and efficiency.
- the longevity of a machine in a discontinuous operation compared to a continuous loading operation is significantly shortened, since the deceleration and acceleration brings increased wear with it.
- the document DE 10 2015 220 738 A1 also describes the structure of a pre-cutting unit for the separation and providing of parts of a food packaging film tape, while the document EP 2 765 081 A1 describes a processing unit, the molding, cutting and joining conditions of two film half-shells to a stocked Overall packaging in a processing unit be writes.
- the patent DE 10 2015 101 417 B4 treated in turn a specific folding and Bör del process for reliable joining of two film half-shells to a total film packaging, while the NL 279067 A discloses a device for folding and joining two films half-shells.
- the forming of thin films for example, Alumi nium, paper or plastic with a thickness of, for example, 8mih to about 40 mih no deep drawing process, as it is known for example from sheet metal forming in the automotive industry. Instead, it is a folding process in which the film is pressed by a punch into a die. At the same time it is folded and thus forms its final form. Consequently, only slight flow processes up to about 10% take place, but no flow processes, as are known, for example, from sheet metal forming.
- the molding process and the cutting operation are effected with the same device, which in addition to a die on the lower tool part and a punch on the upper tool part also has a cutting blade on the upper tool part and an elastically mounted cutting ring on the lower tool part.
- the stamp is multi-level with a Patrizenvorlaufstempel and a compression ring abandonedbil det.
- the Matrizenhohlform, in which the plunger dips to deform the metal strip is also provided with a stepped recess.
- WO2017 / 144664 A1 also describes a stamping device with two juxtaposed molding units and trimming units for trimming the molded film half-shells.
- the punch in a single stroke marnit th and reshaped, but in reverse order.
- the punch is mounted elastically on the upper tool, while the cutting device is rigidly connected thereto.
- EP 2 765 081 A1 describes an apparatus and a method for producing a film packaging for food products.
- a forming station for producing nursing pads which has a molding tool, which cooperates for forming the molded body of a material web with a conveying device for the material web, wherein the mold at least during a required for molding of the molded article Contact time with the material web is moved.
- DE 10 2008 034 996 A1 describes a device for thermoforming and press hardening of a steel half-stuff with a die and a punch with a shaping section, which are movable against each other.
- the punch is mounted on the press ram and movable relative to the same press ram and the die is mounted on the press table.
- a drawing press for drawing packaging containers of thin sheets or plastic films is described in DE 19 59 573 A.
- the present invention proposes a tool system having the features of claim 1 and a packaging device having the features of claim 9.
- the tool system according to the invention according to claim 1 is intended for use in a Kunststoffsvor direction for packaging food products, in particular chocolate hollow bodies, by means of a foil packaging.
- the packaging device comprises, as in WO 2017/144664 A1, several processing stations, of which in particular some processing stations are provided for processing the film packaging. The latter are thus such anglessein units that directly on the film packaging or their intermediates (semi-finished film) to grab, that is processing units for cutting, molding and joining the film semi-finished products.
- the tool system according to the invention comprises at least three tool parts, namely a middle tool part and a lower tool part and a tool upper part, which are able to work together working in operation.
- the horrmitteilteil serves to accommodate and promote at least a semi-finished foil to be processed, the film packaging between the individualbiessein units of the packaging device.
- the invention provides that the istmit telteil with at least one other tool part (ie the tool base or the work convincing upper part) of the tool system is able to cooperate, wherein the other tool part is a tool part of the machining units, the processing of the semi-finished film from the recording on serve the tool middle part until its completion as a foil packaging.
- the middle part of the tool has at least one interface, by means of which it is compatible with at least one tool part of each of these machining units.
- the advantage of the invention according to claim 1 is thus that the lower tool part and the upper tool part are each assigned to a processing unit, for example, form tool parts of a cutting unit, a joining unit or a mold unit, while the middle part of the tool passes through all the se processing units with a recorded semi-finished film and thus a Implementing the semi-finished film between the individual processing units with additional Transportvorrich lines, as is known from the prior art, unnecessary.
- a processing unit for example, form tool parts of a cutting unit, a joining unit or a mold unit
- the middle part of the tool Due to the fact that the middle part of the tool is compatible with at least one tool part of each of these machining units, it can pass through all these processing units for processing the semi-finished film from the receptacle on the middle part of the tool until the completion of the film wrapping, without the need for additional transfer. At the same time, the middle part of the tool itself radio tion carrier be and with one of the tool parts for processing the film semi-finished fauxwir ken.
- Each processing unit of the packaging device which serves for the purposes of the present invention for loading processing of the film packaging, thus represents an inventive tool system according to the invention, with at least one lower tool part and a tool shell, which are assigned to the processing unit, as well as a tool middle part, which is used for processing the recorded Semifinished product can be spent in the processing unit and subsequently promoted out of this addition.
- the film packaging is used throughout.
- the film can be made of plastic materials, such as PVC, metallic Materia materials, such as aluminum, or composites.
- the film must also be in the initial state, i. at room temperature, not be flexible, but may have a certain rigidity, and be heated continuously or once for better processing.
- the middle part of the tool can be driven by means of a conveyor unit, wherein the tool center part may in particular comprise a film carrier, which we least one semifinished product is assigned. It may be particularly advantageous if the conveyor unit is formed at least in sections thereof as a continuously operating conveyor unit.
- the processing units are formed as tooling systems according to the invention.
- Flier vom a verbes serte cycle time is achieved, which in addition to the advantage of a smaller committee in particular a loom ren output possible.
- An additional or alternative embodiment of the invention may consist in that the För derü is formed at least in sections thereof as a discontinuous conveyor unit.
- the molding of the semi-finished film can be simplified, since the moving relative to each other tool parts during forming need not be moved, whereas gene less critical loading of the film carrier can be done during a transport process.
- the conveyor unit has a linear drive device for the tool middle part, so a particularly dynamic movement of the film carrier is possible and there is a very high flexibility Flexi with respect to the operation of the conveyor unit.
- At least one tool part of the tool system in particular the lower tool part and / or the upper tool part, is mounted floating in at least one direction transversely to the machining direction.
- the at least one tool part of the tooling system can also be mounted floating in a plane transversely, for example vertically, to the machining direction.
- a floating position tion can be provided at one or more of the tool parts of the tool system.
- the tool middle part represents the leading system, i. the reference, and that the lower tool part and the upper tool part are aligned with the middle part of the tool.
- the floating bearing may be provided on the lower tool part and / or the upper tool part.
- machining direction designates the direction in which the tool parts, ie in particular the cooperating tool parts of the tool system are moved in a processing step to allow processing of the film semi-finished product.
- this may in particular be a lifting movement.
- at least one tool part, in particular the tool lower part and / or the tool upper part has joining margins, or have.
- guide aids for example in the form of a projecting structure on one of the tool parts, which is able to dive into a corresponding receiving structure on another of the tool parts, are provided in order to ensure a reliable alignment of the Ensure tool parts during a machining step.
- the lower tool part and / or the upper tool part of a processing unit are at least partially movable along the conveying direction of the tool center part back and forth.
- This measure is also used in particular to enable egg nen continuous operation of such a packaging device, which uses processing units as tooling tool systems according to the invention.
- the processing steps for men, cutting and joining usually take place within a certain time window within which a relative movement between the middle part of the tool and the lower and upper parts of the tool would be disadvantageous.
- the tool middle part must be stationary relative to the tool lower part and upper tool part of the processing unit.
- the embodiment of the invention can be achieved by the mobility of the tool parts of a machining processing unit along the conveying direction of the horrteilteils (at least over a predetermined length) continuous operation without unwanted downtime.
- the drive of the tool middle part can run, for example, at a speed of 20 m / min up to 30 m / min.
- a speed of 20 m / min up to 30 m / min.
- devices are conceivable in which the drive to a higher speed than 30m / min or at a lower speed than 20m / min running.
- the Hugheslegbare distance length for each mitzubeierede tool part of the machining unit ie the lower tool part and / or the upper tool.
- the reclamation of the moving in the conveying direction of the tool center part with this or sen during the machining process moving tool part (s) of the processing unit can be done by means of a separate drive or for example via a restoring device, the in particular uses an elastic mechanism for recycling. Conceivable for this are beispielswei se coil springs or the like.
- the invention also relates to a packaging device for packaging food products, in particular chocolate hollow bodies, by means of a film package comprising at least two film moldings, according to the features of claim 9.
- the packaging device has a number of processing units for processing the Fo liensch Wege the film packaging, which are constructed as tool systems according to the features of claim 1.
- An namely: a cutting unit for cutting the semi-finished film, a mold unit for forming the film semi-finished products and a closing unit for connecting the Foliencher witness to a closed housing for the recorded food product.
- the packaging device comprises a conveyor unit for conveying the to be processed Foliencher witnesses the film packaging between the individual processing units ofmaschinesvorrich device.
- the conveyor unit has a number of driven film carriers for receiving the semifinished products to be processed foil packaging, wherein each film carrier has at least one interface by means of which it is compatible with at least one tool part of each of the processing units, the processing of the semi-finished film from the Recording on the film carrier to serve until its completion as a foil packaging.
- the processing units which serve directly for processing the film semi-finished products of the film package are all constructed as a tool system according to claim 1, so that the film carriers of the conveyor unit corresponding to the tool center part of the tool system with each of the processing units is compatible.
- each two adjacent film carrier are connected to each other via a folding mechanism, and the one film carrier, each of which carries a blank Foli enformteil is folded in a flap unit to fold this unpopulated film molding on the pieced sheet molding, and is folded back in the aftermath.
- each second film carrier is provided with a whatsoever kind of marking that indicates that this film carrier should be equipped or not equipped. In this way, especially A robot-supported assembly, for example, with the help of a delta robot, can be meaningfully supported.
- the conveyor unit is designed as a continuous conveyor unit and in particular a circulating conveyor belt, a rotating conveyor chain or a rotating För derplatte comprises.
- a continuous promotion of the film carrier between the machining areas is achieved.
- the conveyor unit thus has a circulating Trägys system for the film carrier and thus the semi-finished products received therein.
- the film carrier Kings nen be attached in various ways to the associated continuously rotating support system. For example, it is conceivable to attach in pairs connected via a folding mechanism film carriers only those film carrier, which is populated in the loading unit with a Lebensmit tel. and thus is not folded by the flap unit.
- the carrier system can furthermore be made of a wide variety of materials.
- a conveyor belt or conveyor chain made of plastic.
- metal chains or bands may be useful.
- a rotating conveyor plate may further be provided that the film carrier are net angeord only in an outer circumferential region and the rest of the conveyor plate is provided to save weight with recesses.
- a wide variety of materials can also be used here.
- a positive or non-positive connection can be provided to the folding film carrier in its initial position, i. in a position in which he can be loaded with a piece of film to secure to the carrier system.
- a positive or non-positive connection can be provided to the folding film carrier in its initial position.
- a releasable latching connection via a releasable latching connection, which can be achieved in the flap unit by corresponding the application of force and can be restored after flipping over when folding back.
- a magnetic connection or Velcro connection as a frictional connec tion between the film carrier and the associated carrier system of the conveyor unit, which in turn is easily solvable and at the same time secures the film carrier in its initial position.
- the packaging device can be provided that the För derü as a discontinuous conveyor unit, in particular as a linear drive device, is formed and at least partially allows discontinuous promotion of the film carrier between the machining processing units.
- the advantages already explained above of a discontinuous operation can be used above all during the forming process of the semifinished film, while the transport and the loading thereof can be carried out in continuous operation.
- a central drive provided in a continuously operating delivery unit would be dispensed with.
- the at least one interface of the tool center part or film carrier comprises a receiving area, and that at least one tool part is one of the processing stations.
- the receiving area of the tool middle part or film carrier has an inner contour which corresponds to a corresponding outer contour of the respective tool part of the respective processing unit.
- the provided at least one interface serves to enable the compatibility of the tool center part or film carrier with tool parts of the processing units.
- the interface may include, inter alia, a recording area in which case by case, d h. when the tool middle part or the film carrier has arrived in the region of a specific processing unit, a tool part of the associated processing unit in the receiving area is at least partially taken.
- a die may be driven in and out of such a receiving area to cooperate with a die of the forming unit.
- a vote of the inner contour of the receiving area may be provided on the corresponding outer contour of the respective tool part. In this way it can also be ensured that only in a desired position of the tool parts to each other or of the film carrier to the tool parts of a processing unit can be done a machining device. As a result, a misalignment can lead to an interruption of the baysprozes ses, without that first committee must be produced and detected.
- the tool center part or the Fo lienlini is formed substantially plate-shaped with a substantially central through hole as a receiving area, wherein in particular in the region of the central passage opening, a circumferential mold area can be provided with a phase of about 45 degrees which opens into the passage opening.
- the plate-like design of a tool center part or film carrier allows the provision of a flat support portion on one of the end faces of the plate-like structure, on which a Foli can be stored enzu mustard. Furthermore, a Chen based on the support section in Wesentli central through hole serve to machine tool parts of a suppliesssein, z. B. a punch and a die from both sides of the film blank (eg through the central passage opening of the plate-like structure through) can act directly or indirectly on the film blank to edit this. In this case, in the central passage opening example, only a tool part can be added. Alternatively, during the processing step, both tool parts, ie tool upper part and lower tool part together may be accommodated therein at least from section.
- a conceivable development may consist in that in addition to the central through-opening a molding area in the manner of a chamfer of about 45 degrees angle may be provided, which opens into the passage opening.
- a deviating in their inclination de chamfer may be useful; For example, a circumferential chamfer of about 30 degrees angle, 60 degrees angle or any number of degrees between be provided.
- the molding area with such a chamfer facilitates the merging of the tool parts of the tooling system in the manner of a joining bevel and, on the other hand, in combination with, for example, a corresponding die, can be used to apply or fold over the semi-finished film product in this area.
- forming in the joining planes of the two foli moldings edge depending on the choice of packaging geometry optically disturbing.
- the remaining edge can be applied in a marginal application method in a separate processing step, for example after joining the molded parts and a final blank.
- a corresponding circumferential molding area can be hen vorgese, which opens, for example, in the passage opening.
- such a molding area is provided at a predetermined distance from the passage opening at the tool center part or film carrier.
- the at least one interface of the tool center part or Fo lienlinis has a circumferential cutting groove and / or at least two clamping recesses.
- the advantage of a corresponding cutting groove is that it can cooperate with a corresponding cutting blade of a cutting unit in such a way that a clean edge section can be made before or after joining the semi-finished foil products.
- the film blank be caulked in an otherwise unused section, ie not in the region of the mold section which is to receive the food product later, during transport with the tool center part or film carrier.
- the further interface of the tool center part or film carrier has at least two clamping recesses into which corresponding form punches can enter. The resting between the forming die and the corresponding clamping recess on the tool center part or film carrier film is pressed in this way in the associated clamping recess and caulked with the film blank the middle part of the tool. This creates a form fit, in which the two connection partners Fo lie and clamping recess intermesh and prevent loosening.
- the clamping recesses may in particular be set to the film plane, i. her Lijnser extension is inclined for this purpose at an angle of 30 to 60 degrees, so that it comes to embracing the film with the middle part of the tool.
- the clamping recesses are formed by holes with a circular cross-section, the longitudinal axis opti painter manner is inclined at an angle of 30 degrees to 60 degrees to the film plane.
- the clamping recesses or their longitudinal axes can in particular enclose an angle of about 60 to 120 degrees angle degrees between them.
- one or more clamping recesses with a cross section with a more complex contour and a shape stamp with a corresponding mating contour are of course also conceivable as Spannaus recess, employed at a different angle, less than 30 degrees or greater than 60 degrees, to the film plane are.
- the packaging device further comprises a securing arrangement for fixing the film semi-finished film packaging during transport between the processing units, wherein the securing arrangement is arranged above the För derü to the semi-finished film of the film packaging between them and the films to secure the carriers of the conveyor unit.
- the securing arrangement may comprise different components for clamping, such as thin sheets or belt bands, which run above the Folienträ ger of the conveyor unit at the speed of the conveyor unit, in order to avoid friction between Foli engurmaschine and the fuse arrangement.
- a backup of the film semi-finished products is not required, which is why the fuse arrangement in the area of loading processing units can be interrupted
- the at least one interface of the tool center part or Fo lienlinis has a separately formed functional ring, which may have in particular the circumferential shape region and / or the circumferential cutting groove and / or the clamping recesses.
- the functional ring is provided in addition to a voltage designed as a central fürgangsöff receiving area.
- the functional ring is arranged substantially concentric to the central passage opening.
- the functional ring is adapted in its inner contour to the outer contour of the passage opening.
- the packaging device further comprises at least one forming die having a corresponding shape contour which corresponds to a contour of the peripheral mold area or to a contour of the clamping cavities, so that the at least one mold cavity at least partially into the circumferential mold area o- is able to immerse in one of the clamping recesses.
- the conveyor unit of a packaging device in particular has a drive system with a sensor for detecting the position of the driven film carrier and / or for determining the distance traveled by the driven film carrier.
- a sensor for detecting the position of the driven film carrier and / or for determining the distance traveled by the driven film carrier.
- the conveyor unit further comprises a drive unit for reciprocating we least one tool part of a processing unit at least partially along the conveying direction of the film carrier, with the aid of this drive unit, the corresponding gear ne tool part of a processing unit based on the position data from the sensor be aligned with high positional accuracy to the driven film carrier.
- the molding unit of the packaging device has a punch with a shaping outer contour and a die with an inner recess which has an inner contour corresponding to the shaping outer contour of the punch, wherein the punch and / or the die at least partially has an elastic insert or have.
- the stamp when the stamp has an area or region containing a difficult-to-form geometry, such as small projections, corners and edges, there is a high risk that a (relatively thin) film could tear in these areas.
- a difficult-to-form geometry such as small projections, corners and edges
- a locally limited high pressurization of the film Especially in such areas undergoes the film during forming the highest elongation.
- Typical examples of such difficult-to-mold geometries are, for example, the faces of figures which contain a plurality of partially strong contour transitions.
- a conceivable embodiment of such an insert may include, for example, an insert made of an elastic plastic or elastomer.
- An embodiment with foam, example, foam rubber, or silicone is conceivable.
- the elastic insert protrudes slightly with respect to the remaining shape contour of the punch and / or the die, so that it is ensured that the insert first comes into contact with the film to be reshaped and the corresponding forming counterpart.
- a significant increase in friction increased te stiction
- the increased friction prevents the foil from being stretched excessively in this area with the geometries which are difficult to form. This also reduces the risk of tearing the film in this area.
- the insert may continue to be particularly interchangeable attached to the punch and / or the die is introduced.
- the interchangeability ensures that even in the case of wear, in particular due to embrittlement in the case of a used elastomer or silicone, the mold unit can be quickly repaired by a simple replacement.
- the elastic insert may be mounted, for example, a form-fitting manner on the die or the stamp. Conceivable from design variants include a knob-shaped structure on the insert and corresponding recesses on the punch or the die.
- the insert in particular in the case of Ver use of an elastomer or silicone as a material, are pressed into a corresponding recess and non-positively (due to the increased friction at the adjacent areas of the punch or the die) to be held therein.
- a simple and reliable embodiment of the fuse arrangement is obtained if, in an advantageous development of the invention, this has at least one clamping element and at least one clamping element in the direction of the film carrier pressing spring element. Another advantage of this solu tion is that damage to the film or the film semi-finished by such Ausry tion of the fuse arrangement can be avoided.
- the securing arrangement has at least one slotted guide, which is in operative connection with the at least one clamping element such that by means of the slotted guide opening of the clamping element against the Force of the spring element is effected.
- Another way of securing the film semi-finished product is to form the securing arrangement so that the film semi-finished products of the film packaging are secured during transport on the film carrier by folding the film edges on the film carrier.
- the film edges are in such a manner applied to the film carrier, for example at an angle of 90 °, that this can not slip during transport on the film carrier.
- the invention proposes a method with the features of claim 24.
- the at least one punch and the at least one die for forming the film are moved relative to each other, wherein the first minimum distance between the punch outer contour and the die inner contour in the moved-apart state is greater than the thickness of the film to be formed, and in at least a further forming step, the at least ei ne or a second punch and the at least one or a second die for forming the pre-shaped film section further brought together, wherein the second minimum distance between the punch outer contour and the Matrizeninnenkontur is smaller than the first minimum distance.
- the first minimum distance may be selected depending on the forming properties and friction properties of the material to be transferred and, for example, twice the thickness of the film to be formed.
- the film to be formed is subjected to a multi-stage process, i. in several, so at least two, strokes, deformed.
- the first step in which the essential part of the forming is carried out, the friction between the film and the forming tool parts is significantly reduced by the provided minimum distance between punch and die. Accordingly, the risk of tearing the film during this operation can be significantly reduced.
- the preformed film is then reshaped or brought into the desired final shape. The molds are moved in the usual way relative to each other, i. it can only rize the ridge relative to the mat, the die relative to the punch or both tool parts are moved to each other.
- the film packaging is used throughout.
- the film can be made of plastic materials, such as PVC, metallic Materia materials, such as aluminum, or composites.
- the film must also be in the initial state, i. at room temperature, not be flexible, but may have a certain rigidity, and be heated continuously or once for better processing.
- a first punch is used and in the second forming step a second punch, wherein the first punch and the second punch have substantially the same outer contour, but the first punch around one given factor is smaller than the second stamp.
- a first die is used and in the second forming step, a second die, wherein the first die and the second die have substantially the same outer contour, but the first die to egg nen predetermined Factor is greater than the second template.
- the molding unit further comprises a hold-down
- the Nie derhalter in the first molding step has a minimum distance from the support surface of the mold unit has, which is greater than the thickness of the film blank to be deformed
- the hold-down in a further molding step in Appendix to a preformed film section surrounding the flange portion of the film is brought, so that this flange portion of the film between the hold-down and the bearing surface of the mold unit is frictionally held.
- the hold-down takes over in the further, in particular the last, forming step, the usual function of a hold-down, namely the fixation of the film to be deformed in an edge region which is not to be transformed by punch and die of the mold unit.
- the holding-down device can be kept, for example, at a minimum distance from the support surface, which has a multiple of the thickness of the film to be deformed, for example twice, three times or five times the thickness of the film to be formed. Again, the minimum distance may be selected depending on the forming properties and friction properties of the material to be formed.
- a method having the features of claim 28 may also contribute to a reduction of the disadvantages known from the prior art.
- spacers or spacer projections or the like may be provided, which are arranged in the first forming step between the hold-down and the support surface of the mold unit.
- spacers or spacer projections or the like are arranged in the first forming step between the hold-down and the support surface of the mold unit.
- axial based on the axial Flubterrorism the tool parts of the mold unit
- distance projections on the hold-down or on the support surface be arranged and be supported in the first molding step on the support surface or the hold-down.
- the support surface or the hold-down can each have recesses in which the Dis dance projections are able to immerse in a further molding step.
- the hold-down device in a further molding step, can be displaced or rotated relative to the support surface.
- the distance projections can intervene in the shifted or twisted position in the corresponding recess in the manner, so that the desired investment of the blank holder can be achieved.
- intermediate positions of the hold-down can be achieved in the intermediate steps between the first and the last forming step, for example, by a plurality of radially offset recesses of different immersion depth, depending on the relative Verdre hung the hold-down to the support surface, the distance projections in different depths Recesses are able to intervene.
- At least one die and / or we at least one stamp at least partially has or have an elastic insert.
- the stamp has an area or region containing a difficult-to-form geometry, such as small projections, corners and / or edges, there is a high risk that a (relatively thin) foil will tear in these areas could.
- a difficult-to-form geometry such as small projections, corners and / or edges
- the contour shown above results in a locally limited high pressurization of the film.
- Typical examples of such hard-to-mold geometries are, for example, the faces of figures that include a plurality of partially distinct contour transitions.
- a conceivable embodiment of such an insert may include, for example, an insert made of an elastic plastic or elastomer.
- an insert made of an elastic plastic or elastomer In particular, a configuration with foam, for example, sponge rubber, rubber or silicone is conceivable.
- the elastic insert protrudes slightly with respect to the remaining shape contour of the punch and / or the die, so that it is ensured that the insert first comes into contact with the film to be reshaped and the corresponding forming counterpart.
- a significant increase in friction increased te stiction
- the increased friction prevents the foil from being stretched excessively in this area with the geometries which are difficult to form. This also reduces the risk of tearing the film in this area.
- the insert may continue to be particularly interchangeable attached to the punch and / or the die is introduced.
- the interchangeability ensures that even in the case of wear, in particular due to embrittlement in the case of a used elastomer or silicone, the shape beauty can be quickly repaired by a simple replacement.
- the elastic insert for example, be form-fitting to the die or the punch be introduced.
- holding structures may be provided on the insert or on the receptacle, which enables a form-fitting engagement of a corresponding holding structure on the receptacle or insert.
- Conceivable design variants include, for example, a knob-shaped or mushroom-shaped structure on the insert and corresponding recesses on the punch or the die.
- the insert in particular when using an elastomer or silicone as the material, can be pressed into a corresponding recess and held in a non-positive manner (as a result of the increased friction at the adjacent regions of the punch or die).
- the present invention also relates to a molding unit for molding film moldings of a film packaging of food products, in particular chocolate hollow bodies, with the features of claim 31.
- the invention also relates to a method for molding foil moldings of a Folienver pack of food products according to claim 36. Characterized in that in the molding process both the punch in the direction of the die and the die are moved in the direction of the punch and the die is moved in the direction of the punch that the die already before reaching a lower reversal point of the punch in contact with the film comes is at an earlier time than usual, namely before reaching the lower point of return to achieve a deformation of the film, which is much lower holding forces he give and a simpler design of the entire tool is possible.
- this method can be provided that, after the die has come into contact with the film, the punch and the die moves in the same direction who the, wherein the film between the punch and the die is fixed. As a result, particularly critical areas of the film can be reliably shaped. Further, in this method it is possible to control the punch so that it is moved back after dipping in the film carrier with the die back to support a preforming of the film by the die.
- the present invention also relates to a packaging device having the features of claim 38.
- a packaging device having the features of claim 38.
- Such comprises: a cutting unit for cutting the semi-finished film products, a forming unit for forming the semi-finished film products and a closing unit for connecting the Foliencher witnesses to a closed housing for the received food product.
- the packaging device comprises a conveyor unit for conveying the to be processed Foliencher witnesses the film packaging between the individual processing units ofmaschinesvorrich device.
- such a packaging device may comprise a number of processing units for processing the film semi-finished products of the film packaging, which are designed as tool systems with at least three tool parts, namely with at least one tool center part and a tool lower part (for example, a die) and a tool upper part (for example, a stamp), who are able to work together in the company.
- processing units for processing the film semi-finished products of the film packaging which are designed as tool systems with at least three tool parts, namely with at least one tool center part and a tool lower part (for example, a die) and a tool upper part (for example, a stamp), who are able to work together in the company.
- the conveyor unit can use the middle part of the tool in the form of a film carrier for receiving and conveying at least one to be processed films semi-finished the film packaging between the individual processing units of Schusvorrich device.
- the tool middle part with in each case at least one further tool part (ie the lower tool part or the upper tool part) of the tool system can cooperate, wherein the other tool part is a tool part of the machining processing units, which serve the processing of the semi-finished film from the recording on the tool means part until its completion as a film package.
- the tool middle part has at least one interface, by means of which it is compatible with at least one tool part of each of these machining units.
- the advantage of this embodiment is therefore that the lower part of the tool and the upper part are each assigned to a processing unit, for example, tool parts of a cutting unit, form a joining unit or a forming unit, while the middle part of the tool processing units with a recorded semi-finished film passes through and thus implement the Foli semi-finished between the individual processing units with additional transport devices, as is known from the prior art, unnecessary.
- the middle part of the tool Due to the fact that the middle part of the tool is compatible with at least one tool part of each of these machining units, it can pass through all these processing units for processing the semi-finished film from the receptacle on the middle part of the tool until the completion of the film wrapping, without the need for additional transfer. At the same time, the middle part of the tool itself radio tion carrier be and with one of the tool parts for processing the film semi-finished fauxwir ken.
- the processing units of the packaging device which serve un indirectly for processing the film semi-finished products of the film packaging in the sense of this embodiment variant, can all as a tooling system with at least one lower tool part and a tool shell, which are associated with the machining processing unit, and a middle part of the tool for processing the recorded semi-finished film spent in the processing unit and subsequently out of this geför can be changed, be constructed.
- the film carrier of the conveyor unit which correspond to the tool middle part of the tool system, be compatible with each of the processing units.
- further processing units which do not serve the immediate processing of Foli semi-finished products, such as a loading unit for selectively loading the molded film moldings or a flap unit for selectively folding the unassembled foil moldings on each case a populated foil molding, so the film carrier so far compatible with Be this processing units processing that the film carrier can pass through these processing units and recorded therein semi-finished foil can be processed accordingly.
- each two adjacent film carrier are connected to each other via a folding mechanism, and the one film carrier, each of which carries a blank Foli enformteil is folded in a flap unit to fold this unpopulated film molding on the pieced sheet molding, and is folded back in the aftermath.
- every second film carrier is provided with a marking of whatever kind, which indicates that this film carrier is to be populated or not populated. In this way, in particular a robotic assembly, for example with the help of a delta robot, can be meaningfully supported.
- the conveyor unit is designed as a continuous conveyor unit and in particular a circulating conveyor belt, a rotating conveyor chain or a rotating För derplatte comprises.
- a continuous promotion of the film carrier between the machining processing areas and thus an improved cycle time is achieved, which in addition to the advantage of a smaller committee in particular allows a higher output.
- the conveyor unit thus has a circulating carrier system for the film carrier and thus the semi-finished products received therein.
- the film carrier can be attached to under different ways on the associated continuously rotating carrier system. For example, it is conceivable to attach in pairs connected via a folding mechanism film carriers only those film carrier, which is equipped in the loading unit with a food product and thus is not folded by the flap unit.
- the carrier system can furthermore be made of a wide variety of materials.
- a conveyor belt or conveyor chain made of plastic.
- metal chains or bands may be useful.
- a rotating conveyor plate may further be provided that the film carrier are net angeord only in an outer circumferential region and the rest of the conveyor plate is provided to save weight with recesses.
- a wide variety of materials can also be used here.
- a positive or non-positive connection can be provided to the folding film carrier in its initial position, i. in a position in which he can be loaded with a piece of film to secure to the carrier system.
- a positive or non-positive connection can be provided to the folding film carrier in its initial position.
- a releasable latching connection via a releasable latching connection, which can be achieved in the flap unit by corresponding the application of force and can be restored after flipping over when folding back.
- a magnetic connection or Velcro connection as a frictional connec tion between the film carrier and the associated carrier system of the conveyor unit, which in turn is easily solvable and at the same time secures the film carrier in its initial position.
- At least one tool part of the tool system in particular the lower tool part and / or the upper tool part, is mounted floating in at least one direction transversely to the machining direction.
- a floating position tion be provided at one or more of the tool parts of the tool system.
- the middle part of the tool represents the leading system, ie the reference, and that the lower part of the tool and the upper part of the tool are aligned with the middle part of the tool.
- the floating bearing may be provided on the lower tool part and / or the upper tool part.
- machining direction indicates the direction in which the tool parts, i.
- the cooperating tool parts of the tool system are moved in a processing step to allow processing of the film semi-finished product.
- this may in particular be a lifting movement.
- At least one tool part in particular the tool lower part and / or the tool upper part, has joining margins, or have.
- guide aids for example in the form of a projecting structure on one of the tool parts, which is able to dive into a corresponding receiving structure on another of the tool parts, are provided in order to ensure a reliable alignment of the Ensure tool parts during a machining step.
- the tool lower part and / or the upper tool part of a machining unit may be movable at least in sections along the conveying direction of the middle part of the tool.
- This measure is also used in particular to enable egg nen continuous operation of such a packaging device, which uses processing units as tooling tool systems according to the invention.
- the processing steps for men, cutting and joining usually take place within a certain time window within which a relative movement between the middle part of the tool and the lower and upper parts of the tool would be disadvantageous.
- the tool middle part must be stationary relative to the tool lower part and upper tool part of the processing unit.
- the drive of the tool middle part can run, for example, at a speed of 20m / min up to 30m / min.
- the drive runs at a speed higher than 30m / min or at a speed lower than 20m / min.
- the Hugheslegbare distance length for each mitzubeezede tool part of the processing unit i. the lower tool part and / or the upper part of the tool, be measured.
- the recovery of the moving in the conveying direction of the tool center part with this or sen during the machining process moving tool part (s) of the processing unit can be done by means of a separate drive or for example via a restoring device, which in particular uses an elastic mechanism for feedback. Conceivable for this are beispielswei se coil springs or the like.
- the provided at least one interface serves to enable the compatibility of the tool center part or film carrier with tool parts of the processing units.
- the interface may include, inter alia, a recording area in which case by case, d h. when the tool middle part or the film carrier has arrived in the region of a specific processing unit, a tool part of the associated processing unit in the receiving area is at least partially taken.
- a die may be driven in and out of such a receiving area to cooperate with a die of the forming unit.
- a vote of the inner contour of the receiving area may be provided on the corresponding outer contour of the respective tool part. In this way it can also be ensured that only in a desired position of the tool parts to each other or of the film carrier to the tool parts of a processing unit can be done a machining device. As a result, a misalignment can lead to an interruption of the baysprozes ses, without that first committee must be produced and detected.
- the tool center part or the Fo lienlini is formed substantially plate-shaped with a substantially central through hole as a receiving area, wherein in particular in the region of the central passage opening, a circumferential mold area can be provided with a phase of about 45 degrees which opens into the passage opening.
- the plate-like design of a tool center part or film carrier allows the provision of a flat support portion on one of the end faces of the plate-like structure, on which a Foli can be stored enzu mustard.
- a Chen based on the support section in Wesentli central through hole serve to machine tool parts of a functionsssein, z.
- a punch and a die may act directly or indirectly on the foil blank from both sides of the foil blank (e.g., through the central passageway opening of the plate-like assembly) to process it.
- the central passage opening example, only a tool part can be added.
- both tool parts i. Tool upper part and lower tool part together are at least taken from it in sections.
- a conceivable development may consist in that in addition to the central through-opening a molding area in the manner of a chamfer of about 45 degrees angle may be provided, which opens into the passage opening.
- a deviating in their inclination de chamfer may be useful;
- the molding area with such a chamfer facilitates, on the one hand, in the manner of a joint oblique merging of the tool parts of the tool system and on the other hand in com bination with, for example, a corresponding die to be used to create the Foliencher tool in this area or fold.
- an edge forming in the joining planes of the two film moldings has a visually disturbing effect.
- the remaining edge can be applied in a marginal application method in a separate processing step, for example after joining the molded parts and a final cut.
- a corresponding circumferential mold area may be provided in a simple manner, which opens, for example, in the through-opening.
- a molding area with a predetermined distance to the passage opening on the tool center part or film carrier is seen easily.
- the at least one interface of the tool center part or Fo lienlinis has a circumferential cutting groove and / or at least two clamping recesses.
- the advantage of a corresponding cutting groove is that this with a corresponding Cutter of a cutting unit such interaction can be that a clean edge portion before or after joining the semi-finished foil can be done.
- the foil blank be stored in an otherwise unused section, i. not caulked in the region of the mold section, which is to receive the food product later, during transport with the tool center part or film carrier.
- the further interface of the tool center part or film carrier has at least two clamping recesses into which corresponding form punches can enter. The resting between the forming die and the associated clamping recess on the tool center part or film carrier foil is pressed in this way in the associated clamping recess and caulked the foil blank with the middle part of the tool. This creates a form fit, in which the two connection partners Fo lie and clamping recess intermesh and prevent loosening.
- the clamping recesses may in particular be set to the film plane, i. her Lijnser extension is inclined for this purpose at an angle of 30 to 60 degrees, so that it comes to embracing the film with the middle part of the tool.
- the clamping recesses are formed by holes with a circular cross-section, the longitudinal axis opti painter manner is inclined at an angle of 30 degrees to 60 degrees to the film plane.
- the clamping recesses or their longitudinal axes can in particular enclose an angle of about 60 to 120 degrees angle degrees between them.
- one or more clamping recesses with a cross section with a more complex contour and a shape stamp with a corresponding mating contour are of course also conceivable as Spannaus recess, which are employed at a different angle to the film plane.
- the packaging device further comprises a securing arrangement for fixing the film semi-finished film packaging during transport between the processing units, wherein the securing arrangement is arranged above the För derech to the semi-finished film of the film packaging between them and the films to secure the carriers of the conveyor unit.
- the securing arrangement can comprise different components for clamping, for example thin sheets or belt bands, which run above the film carrier of the conveyor unit at the speed of the conveyor unit, in order to prevent friction between films.
- Semi-finished and the fuse arrangement to avoid. In the field of processing units, a backup of the film semi-finished products is not required, which is why the fuse arrangement in the area of loading processing units can be interrupted
- the at least one interface of the tool center part or Fo lienlinis has a separately formed functional ring, which may have in particular the circumferential shape region and / or the circumferential cutting groove and / or the clamping recesses.
- the functional ring is provided in addition to a voltage designed as a central fürgangsöff receiving area.
- the functional ring is arranged substantially concentric to the central passage opening.
- the functional ring is adapted in its inner contour to the outer contour of the passage opening.
- the sem further functions can be assigned by an appropriate choice of material of the functional ring, for example, a reduction or increase in Rei environment, adjustment of the required stiffness or elasticity and the like.
- the packaging device further comprises at least one forming die having a corresponding shape contour which corresponds to a contour of the peripheral mold area or to a contour of the clamping cavities, so that the at least one mold cavity at least partially into the circumferential mold area o- is able to immerse in one of the clamping recesses.
- the conveyor unit of a packaging device in particular has a drive system with a sensor for detecting the position of the driven film carrier and / or for determining the distance traveled by the driven film carrier.
- a sensor for detecting the position of the driven film carrier and / or for determining the distance traveled by the driven film carrier.
- the conveyor unit further comprises a drive unit for reciprocating we least one tool part of a processing unit at least partially along the conveying direction of the film carrier, with the aid of this drive unit, the corresponding gear ne tool part of a processing unit based on the position data from the sensor be aligned with high positional accuracy to the driven film carrier.
- the present invention relates to a packaging device having the features of claim 39.
- a particularly advantageous embodiment of this packaging device may be that the conveyor unit has pliable drive elements for forming the continuously operated sections, the discontinuously operated sections and the sections in which the synchronization of the discontinuously operated sections takes place with the continuously operated sections.
- pliable drive elements such as belts, represent a simple and reliable way to realize the described synchronization between the individual sections of the conveyor unit.
- non-rigid drive elements can be controlled by means of electronically controlled electric motors, such as servomotors, a particularly simple and reliable control of the entire method for packaging the food products that can be carried out with the packaging device results.
- the present invention is not limited to food products, but can also be used in packaging devices for packaging products of all kinds.
- FIG. 1 A, 1 B a packaging device according to the invention with a mold unit according to the invention in a highly schematic side view and top view in different embodiments;
- FIG. 2A is an exemplary tool system of the packaging device according to the invention according to Figures 1 A and 1 B for crimping and transport securing a Fo lien Halbmaschines on a film carrier.
- FIG. 2B is a detail view of the detail B of Fig. 2A or 2C;
- FIG. 2C shows a variant of the tool system according to FIG. 2A;
- FIG. Fig. 3 is an isometric view of another exemplary embodiment of a
- FIG. 4 shows a sectional view of the tool system according to FIG. 3;
- FIGS. 5A, 5B show the interaction of lower tool part and upper tool part of a tool system according to FIGS. 3 and 4 during the molding process;
- FIGS. 6A, 6B show a side view and a sectional view of the tool system according to the figures
- FIG. 7A is a sectional view of another exemplary tool system of the inventive packaging device in a sectional view
- FIG. 7B is a detail view of the detail B of Fig. 7A or 7C;
- FIG. 7C shows an alternative embodiment variant of the tool system according to FIG. 7A;
- FIG. 8A is an isometric view of another exemplary tooling system of FIG
- Packaging device for illustrating the floating storage of one of the tool parts of the tool system
- FIG. 8B is a plan view of the tool system of FIG. 8A;
- FIG. 8C is a sectional view taken along section line C-C of FIG. 8B;
- FIG. 8B is a plan view of the tool system of FIG. 8A;
- FIG. 8C is a sectional view taken along section line C-C of FIG. 8B;
- FIG. 8B is a plan view of the tool system of FIG. 8A;
- FIG. 8C is a sectional view taken along section line C-C of FIG. 8B;
- Fig. 8D is a detail view of a detail D of Fig. 8C; 9A shows another exemplary embodiment of a tool system of the inventive packaging device according to FIGS. 1A and 1B for applying an edge section of the packaging;
- Fig. 9B is a detail view of the detail B of Fig. 9A or 9C;
- FIG. 9C shows an alternative embodiment variant of the tool system according to FIG. 9A; FIG.
- Figures 10A, 10B is a sectional view of a molding unit according to the invention in a first form step ( Figure 10A) and in another final forming step ( Figure 10B).
- Fig. 11 shows an alternative embodiment of the tooling system of the packaging device
- FIGS. 12A, 12B show an alternative embodiment of a securing arrangement for fixing the semi-finished foil
- FIGS. 13A-13C show several steps in another method of forming foil moldings
- FIG. 15 shows a detail from FIG. 14.
- FIGS. 1A and 1B show a highly schematic representation of a packaging device according to the invention with a forming unit according to the invention in side view and top view.
- Fig. 1 B shows an alternative embodiment variant of the packaging device according to FIG. 1 A, which is why the same features are provided with the same reference numerals, but this is preceded by the number "1".
- a tape-shaped film F is unwound from a Foliencoil F c .
- a film material for example, an aluminum foil, an aluminum foil, which is laminated for example with a seal layer, formable paper, which is optionally also laminated with a sealing view, or plastic film can be used.
- the film does not have to be flexible at room temperature, but can also have the illustrated flexibility only in higher temperature ranges.
- vorlie ing referred to as calming B, thermally by heating elements or the like on the film be acted.
- plastic plates or derglei surfaces for material promotion instead of a Foliencoils. These can likewise be thermally heated in the first region A or the region B adjoining them in the conveying direction R F and thereby made deformable.
- the film coil is pushed onto a mandrel. This is in particular mounted on one side, so that a quick change can be done at the end of the film.
- the foil coil is pushed against a stop.
- the roller can be fixed by a second clamping ring.
- the film F should calm down in straight-line running. Flierzu it is guided laterally over a predetermined length, so that slight inclinations can be corrected at the film inlet.
- a print mark sensor may be provided at the end of the calming area B, which detects the position of the film passing through. Depending on the position, the film can then be accelerated or braked. This is done in the embodiment shown with the aid of two film rolls (shown schematically in the calming region B of FIG. 1 on the left side), between which the film F passes. The conveying speed of the film F in the region of these film rolls can be forwarded as a reference speed to a subsequent conveying unit 18 of the packaging device 10.
- the film can also be braked or accelerated via fixing belts or belt belts 186, 188, which can run, for example, above the conveyor unit 18 (cf. also FIG. 1 B).
- the film F is conveyed through the conveyor unit 18 by the packing device 10.
- the film F passes through together with the conveyor unit 18, the following units: mold unit 12, unit for loading and folding 14, and closing unit 16th
- the conveyor unit 18 comprises a number of film carriers 20, which are conveyed continuously through the packaging device 10 via a revolving conveyor system, for example a conveyor belt, a conveyor chain or else a rotating conveyor plate.
- a conveyor chain 22 is provided on which the film carriers 20 are mounted.
- two be adjacent sheet carriers 20 may be connected in pairs via a hinged joint 20 a with each other.
- the, for example, advancing film carrier 20 fixed to the circulating conveyor System, ie, for example, the conveyor chain 22 is connected, while the respective trailing film carrier 20, which can be folded over the folding joint 20 a on the leading film carrier 20 (indicated by the two folding arrows K), can be detachably attached to this.
- the two folding arrows K can be detachably attached to this.
- the individual film carriers for example, suction holes, through which the film can be sucked.
- the vacuum may be generated by a vacuum blower or the like mounted under the slide carrier (not shown).
- the pieces of film in the forming unit 12 may be stamped into the film supports 20 by cutting and / or forming, i. be positively connected with this. This solution will be further referred to below with reference to Figures 2A to 2C.
- the guides may include, for example, thin sheets or belt bands 186, 188 fixedly mounted to the machine frame.
- the belt bands 186, 188 in particular run at the same speed as the film carriers 20 Ge.
- the film F passes between the respective belt bands 186, 188 and the conveyor unit 118 and is pressed against the film carriers 120 by the belt bands so that they can not slip or fly away during transport.
- a separate guide is no longer essential.
- the molded package will be held securely by gravity (as a result of the product being picked up) on the film carrier.
- the substantially flat film F is segmented, ie from the film web a piece of film is cut. This is achieved by means of a Segmentschneidmessers 34, which is able to move in a lifting movement Z relative to the film carrier 20.
- the cut piece of film or film semi-finished product F H rests on the continuously moving film carrier 20 and moves into the processing region of the mold that consists of a forming die 30 and a corresponding die 32 composed.
- a hold-down device may additionally be provided (not shown in the present case), which clamps the film F between itself and the support surface of the film carrier 20.
- the molding process is carried out before the film is segmented.
- the segment punch 34a upstream of the forming punch 30 in the conveying direction R F is not used for this purpose, but a cutting blade 34b connected downstream of this.
- the preformed film, whether segmented or not, can also be cut to length, ie, the preformed semi-finished film F H with the desired final contour is cut out of the film with the aid of a schematically illustrated end cutting knife 36.
- the step of final cutting takes place in the region of the closing unit 16, ie after the loading and folding of the semi-finished moldings.
- the final cutting step is performed in the area of the forming unit 12, the final cutting can be performed in the same stroke, i. be performed with the same stroke Z, in which the shaping was performed by.
- the machining tools of the molding unit 12, ie both the combination of molding dies 30 and die 32, and the cutting blades 34 and 36 are not only movable in the stroke direction Z, but also in the direction X, ie they can move with the continuously moving film carrier 20 in the direction of the conveying direction R F.
- a drive may be provided, which is provided in the exemplary Dar position of FIG. 1 with the reference numeral 24 and allows movement in the direction X.
- the drive 24 is connected via force application points 26 and 28 with carriages of the respective processing tools.
- the unit for loading and flaps 14 is shown in the illustrated embodiment of FIG. 1 only indicated.
- the preformed semi-finished film products F H can be equipped manually or automatically in this area 14 selectively after molding with food products or products of all kinds, ie that every second semi-finished film F H is fitted in the illustrated embodiment.
- each unpacked semi-finished foil by means of folding Folienträ gers 20 are folded onto the stocked semi-finished film, the recorded product itself serves to center the folded semi-finished film F H and the now deflated film carrier can then in a further rainklapp Colour back to the conveyor system be folded back.
- the two semi-finished foils F H are brought together and form a common housing for the product accommodated therein (cf., for example, also FIG. 7A).
- the clamping unit 16 In the subsequent processing in the conveying direction R F processing unit, the clamping unit 16, the two semi-finished film products are interconnected.
- the closing of the pre-assembled packaging in the form of the two semi-finished film products, ie, the joining together or joining, can be done both mechanically and thermally.
- a combination of these two methods is conceivable.
- the mechanical closing inter alia, on a method according to the publication AT 221906 B verwie sen.
- a thermal process reference is made, for example, to the document DE 1 21 1 913 B.
- a combined method is known, for example, from the publication US 2012/0204412 A1 in connection with the joining of metal components in the automotive industry.
- a closing mold 38 is shown by way of example as a tool upper part with a counter holder 40 as a tool lower part.
- the finished packaged products can finally be removed.
- different approaches are conceivable, for example, they can fall when passing the film carrier on a slide or the like. Of course, natively they can also be taken manually or automatically.
- FIGS. 2A and 2C show two variants of a tool system according to the invention for crimping and thus fixing a semifinished film product F H on a film carrier 20. Accordingly, the same features are provided with the same reference numerals, however, in the second embodiment preceded by the number "1".
- a three-part tool system 42 according to the invention with a tool upper part 64, a lower tool part 70 and a film carrier 20 is shown, wherein the film carrier 20 forms the middle part of the tool.
- the support surface of the film carrier 20 is formed by a functional ring 48, which may be occupied with under defenceli Chen functional sections.
- One of these functional sections can be seen in the inclined recess 48 a from which a forming punch 46 of the upper tool part 64 is able to submerge.
- a circumferential film flange F F is at least partially in the region of the recess 48.
- the molding unit 12 of the packaging device 10 is shown in more detail.
- This is also as concise det as dreiteili ges tool system with a tool shell in the form of the forming punch 30, with a tool lower part in the form of the die 32 and a middle part of the tool in the form of a film carrier 20.
- On the film carrier 20 is a film F, which is to be transformed by means of the forming die 30 and the associated gene die 32.
- the film carrier 20 has a central passage opening 50, which has a receiving area for the tool lower part, i. the die 32 forms.
- Richtianssauf 52 are provided, added to the corresponding projections 54 on the die 32 who the and can be secured against rotation of the die relative to the film carrier.
- FIGS. 5A to 6B the illustration of the film carrier 20 has been omitted in order to simplify the illustration.
- Fig. 4 it can be seen that the die 32 mausbloodung at its forming top has a For 56 whose inner contour is substantially adapted to a shaping outer contour 32 of the punch 30.
- a holder receptacle 58 for connection to a necessary lifting movement Z (see FIG.
- FIGS. 5A to 6B the illustration of the film carrier 20 has been omitted in order to simplify the illustration.
- Fig. 4 it can be seen that the die 32 mausbloodung at its forming top has a For 56 whose inner contour is substantially adapted to a shaping outer contour 62. At its non-forming bottom, it is also provided with a holder receptacle 58 for connec tion with a necessary lifting movement Z (see Fig. 1) initiating holder. ??
- FIGS 10A and 10B a molding method according to the invention is also shown, which can be usefully used both in connection with the packaging apparatus 10 according to the invention and the tool system according to the invention, as well as detached therefrom with any known Formei beauty.
- a first step the punch 30 and the die 32 for molding the film will be moved toward each other, ie, the punch 30 is particularly in the Matrix 32 retracted, wherein the minimum distance between the punch outer contour 62 and the Matrizeninnen 56 in the juxtaposed state is greater than the thickness of the film to be deformed.
- the film is already preformed into a semi-finished film F H , wherein a film flange F f , the rize 32 radially surrounds the preformed portion of the film semi-finished product F H within the Mat, rests against the underside of a blank holder 90.
- the hold-down 90 at the first forming step a minimum distance to the support surface 92 of the forming unit 12, so that the film flange F F is not clamped between the support surface 92 and the contact surface of the blank holder 90.
- the hold-down 90 is held ver storable by means of an elastic spring system 94 and can be kept, for example by means not shown spacers (spacers, Dis dance projections or the like) at the desired distance to the support surface 92.
- one and the same punch-die pair is used for the two-stage molding process.
- the die 32 or 132 has an elastic insert 60 or 160, which is to serve for an improved forming of in particular those shaped areas (critical area CA), which have strong contour transitions.
- the cutting blade 66 is mounted on the upper tool part 64 and is moved with a stroke in the direction Z on the work zeugschteil in the form of the film carrier 20.
- the film carrier 20 has in the illustrated Ausry tion form an additional functional ring 48 which rests on the film carrier 20 and the Auflageflä surface for the semi-finished film or its circumferential film flanges F F forms.
- a circumferential cutting groove 82 is provided as a functional section into which the cutting blade 66 is able to dive. In principle, it is also conceivable to form the cutting groove 82 directly on the film carrier 20.
- a hold-down 68 is shown, which is able to tension the adjoining film flanges F F of the successive semi-finished foil products F H against the functional ring 48.
- the low-holder 68 is mounted in a known manner resiliently on the upper tool part 64, in such a way that it comes into span nende conditioning, preferably to the film flanges F f , before the cutting blade 66 is able to immerse in the cutting groove 82.
- FIG. 7C differs from that of FIG. 7A only in that the tool base 170 is received directly on the film carrier 120. Accordingly, the features in Figures 7A and 7C have been given the same reference numerals, but preceded by the numeral "1" in Figure 7C.
- the aspect of the invention described in connection with FIGS. 7A to 7C is, of course, also conceivable in connection with such tool systems which are not formed in three parts and in which, in particular, the film carrier does not form part of the tooling system.
- This aspect of the invention is of course also detached from the remaining aspects of the invention, in particular of the arrangement for molding with a hold-down and the specific molding process, conceivable and can accordingly in differently designed Vorrich lines or in connection with a single-stage molding process are used.
- FIG. 7B a detailed illustration of the detail B according to FIG. 7A or 7C
- the flange section F F of the upper semifinished film F H and the flange section F F of the lower flange semifinished product F H lie flat on each other during the processing step of the final cutting and can be cut in this way in a common processing step.
- This has the advantage that not two semi-finished film must be cut.
- this also ensures that the process of final cutting only takes place when the product to be absorbed has already been taken up in the foil packaging and enclosed by it in a protective manner.
- this is advantageous because a house of pieces of film, which can occur during the cutting process, can be reliably prevented.
- the step of the final cutting can take place before the mechanical and / or thermal bonding of the semi-finished film products F H or thereafter.
- the end cutting usefully take place before joining, while in a thermal bonding, for example by sealing, the end cutting can be done both before and after bonding.
- the sealing is performed before folding or crimping.
- FIGS. 8A to 8D show, by way of example, how a floating mounting of at least one of the workpieces of a tool system according to the invention can be carried out, which makes possible a better alignment of the tool parts during a processing step.
- FIG. 8A a tool system with an upper tool part 64 and a lower tool part 70 is shown.
- the representation of the tool middle part has been omitted here.
- the tool upper part 64 is connected to a machining movement initiating push rod 84 via an adapter plate 72.
- the push rod 84 and the adapter plate 72 are firmly connected to each other, for example, integrally formed, welded or otherwise like firmly joined together.
- the upper tool part 64 is attached to the adapter plate 72 by means of four bolts 74. It is between tween the respective pin 74 and the associated receptacle of the adapter plate 72 a game of example 0.5 mm provided that allows a corresponding tolerance compensation for positioning errors between the upper tool part 64 and the lower tool part 70. This can be seen in particular on the detailed illustration of FIG. 8D.
- the floating bearing allows a tolerance compensation. in several directions transverse to the machining movement, in this case in a plane perpendicular to the machining direction.
- both the upper tool part and the lower tool part can be provided with a corre sponding floating bearing. Furthermore, it may also be useful to provide Füschrrägen that allow easier merging and positioning of the individual tool parts relative to each other. Other measures, such as guide projections, the corresponding Ausneh ments to dive each other one of the tool parts able to ensure a secure posi tioning during the machining process, are of course also conceivable.
- FIGS. 9A to 9C show a further exemplary embodiment of a three-part tool system of the packaging device according to the invention.
- a docking device 76 by means of which a protruding edge of the already joined packaging in the form of semi-finished film products F H can be applied by a predetermined angle in order to facilitate the handling of the joined packaging.
- a circumferential molding area 80 or 180 is provided at the tool Part 70 or the film carrier 20 or an associated functional ring 48, in which a corresponding forming die 78 or 178 is able to dive to create the protruding edge of the film semi-finished products F H accordingly.
- Flierzu an inclination angle of a at the forming die 78 and corresponding molding area 80 is provided.
- FIGS. 9A and 9C show two variants of a tooling system according to the invention for application. Accordingly, the same features are provided with the same reference numerals, but in the second embodiment, these are preceded by the numeral "1".
- Fig. 9C differs from Fig. 9A only in that the tool base 170 is otherwise located in the tool center portion, i. the film carrier 120 is added.
- This aspect of the invention is, of course, also conceivable detached from the remaining aspects of the invention, in particular the design of the tool system, the arrangement for forming with a hold-down and the specific molding method, and can accordingly also in other devices or in connection with a single-stage molding process come into use.
- the application device 76 for applying the protruding edge can be designed so that the from standing edge is not completely applied, but that an edge portion stops. As a result, the contact contour of the packaging would not be circular, but rather open at the point where the edge should not be applied. In other words, in the case of a tear-open aid created thereby, the investor's or the application form is interrupted and the edge or the tear-open aid projects outward. In this way, a user-friendly tear-open that results from the packaged product so that a user can grasp it well.
- the application device 76 may also be arranged outside the machine, from where they can be brought by suitable means, in particular handling devices, such as multi-axis robots, Linearzulite Roaden or the like to the desired location.
- the applicator 76 may also be designed to accommodate different contours of the package or to accommodate different contours of the package. This can be achieved, for example, by means of suitable resilient or yielding elements that can adapt to different contours.
- Fig. 11 shows in a very schematic way an alternative embodiment of the tooling system of the packaging device.
- the features corresponding to the features of Fig. 1 A are provided with the same reference numerals, which, however, the digit "2" is prefixed.
- the conveyor unit 218 according to FIG. 1 1 is at least cut from the same as a discontinuously operating conveyor unit 218.
- the conveying unit 218 is discontinuous in the area of the forming unit 212, that is, it operates discontinuously in the area of the forming unit 212 or is operated discontinuously in the area of the forming unit 212.
- the processing of the film semi-finished products F H is simplified by means of the tool system and reduces the wear of the tool system.
- the conveyor unit 218 has a very schematically indicated Li nearantriebs worn 223 for the individual tool center parts, which may be formed and operated in a conventional manner.
- the linear drive device 223 By means of the linear drive device 223, very high speeds can be achieved during transport of the semi-finished film products F H.
- each tool middle part can be controlled separately, so that it is very easy to stop the tool middle parts in the area of the mold unit 212, so that the forming of the film semi-finished products F H can be performed by a simpler than in a fully continuous operation.
- the tool center parts may be moved continuously and possibly at higher speeds and / or accelerations than in the embodiments described in reference to FIGS.
- FIGS. 12A and 12B show an alternative embodiment of a securing arrangement 300 for fi xing the semi-finished film products F H.
- the securing arrangement 300 has a clamping element 301 and at least one spring element 302 which presses the clamping element 301 in the direction of the film carriers 20, 120.
- respective clamping elements 301 are provided on two opposite sides of the tool center part, which are pressed with two spring elements 302 in the direction of the Foli entire 20, 120.
- the spring elements 302 are leg springs, which are supported by one leg on the tool center part and by the other leg on the clamping element 301.
- the fuse assembly 300 may have a gate guide, not shown, or the like, which is in operative connection with the at least one clamping element 301 or preferably with both Klemmelemen th 301, that by means of the slotted guide opening of the respective clamping element 301 against the force of the spring element 302 can be effected.
- a targeted opening of the fuse arrangement 300 is achieved.
- the connection of the pens senment can be done with the clamping elements 301 via a plunger, not shown, which acts on the clamping elements 301 and this opens against the force of the spring elements 302.
- an opening or releasing the clamping elements 301 against the force of the spring elements 302 by means of actuators or other suitable means is conceivable.
- Another way to secure the film semi-finished product F H may consist in that the films semifinished F H of the film packaging during transport on the film carrier 20, 120 by Umle conditions of the film edges on the film carrier 20, 120 are secured.
- the film edges are thereby applied to the film carrier 20, 120, for example at an angle of 90 °, that they can not slip on the film carrier 20, 120 during transport.
- the semi-finished film F H is not pierced because, but only at its edges. A combination of crimping and flipping the edges is also possible.
- FIGS. 13A, 13B and 13C show a further method for forming film shaped parts of the foil packaging from the film F.
- the tool system used for this purpose can correspond to that already described above. Therefore, the features corresponding to the features of Fig. 1A are provided with the same reference numerals but preceded by the numeral "2".
- the at least one punch 230 and the at least one die 232 for forming the film F are moved relative to each other, with both the punch 230 in the direction of the die 232 and the die Die 232 are moved in the direction of the punch 230.
- the punch 230 and the die 232 are moved towards each other.
- the punch 230 and the die 232 are completely independently movable, for which purpose suitable drives can be used.
- the film carrier 220 remains stationary.
- the die 232 can be moved in the direction of the punch 230 such that the die 232 already comes into contact with the film F before reaching a lower reversal point of the punch 230. Once the die 232 is in contact with the film F, it begins to deform so that it is preformed by contact with the die 232. Furthermore, in this way, the film F is pushed up, which leads to a further reduction of the required, held by a hold 290 hold down forces.
- the die 232 can be used to fix the position of the film F before it is deformed, which results in an improvement in the position and orientation of the printed image.
- the die 232 does not have to be contoured exactly as shown in FIGS. 13A, 13B and 13C and can also be used in smooth shapes as the illustrated shape.
- the punch 230 may be controlled to be moved back into the film carrier 220 after immersion to assist in the described preforming of the film F by the die 232. This also gives rise to the possibility of more complex to realize the film packaging, since the film F can be formed from two sides.
- the retraction of the punch 230 also causes the sheet material to move toward the die 232 to facilitate the described deformation by the die 232.
- the described movement of the punch 230 upward may also be triggered by the die 232 if the force acting on the die 232 is greater than the force acting on the punch 230.
- Fig. 14 schematically shows another alternative embodiment of the tooling system of the packaging apparatus. Again, the features corresponding to the features of Fig. 1A are provided with the same reference numerals, which, however, the digit "3" is prefixed.
- the conveyor unit 318 according to FIG. 14 is discontinuous at least in sections thereof working delivery unit 318 formed.
- the conveyor unit 318 is discontinuous in the area of the forming unit 312, ie it operates discontinuously in the area of the forming unit 312 or is operated intermittently in the area of the forming unit 312, which in turn causes the Edit the semi-finished film F H using the tool system ver simplifies and the wear of the tool system is reduced.
- the conveyor unit 318 still has sections in which a synchronization of the discontinuously operated sections takes place with the continuously operated sections ie in which a transition from the discontinuously exaggerated sections to the continuously operated sections is realized.
- the conveyor unit 318 a plurality of, in the present case designed as a belt 323 pliable drive elements, which form the continuously operated sections, the discontinuously operated sections and the sections in which the synchronization of the discontinuously operated sections continuously operated from sections takes place, can be used.
- the pliable on drive elements could also be designed as a chain or other suitable manner.
- the belts 323 are passed around respective pulleys, with a formschlüssi eng engagement between the belt 323 and the pulleys is preferable.
- the belts 323 may be for example toothed belts, cam belts or the like.
- the pliable drive elements, in the present case, the belt 323, allow a particularly easy transition between the continuously and the discontinuously operated Abschnit th the conveyor unit 318, which not only very high speeds during transport of the film semifinished F H can be achieved, but also a safe operation of the conveyor unit 318 is guaranteed.
- the pliable drive elements can be controlled by means of respective servomotors who the to ensure that the process performed with the conveyor unit 318 or the process performed with the same is always under control.
- the non-rigid drive elements can in principle be activated in any desired manner, so that any synchronization, in particular the respective desired synchronization, between the movement sequences is possible.
- Servomo gates also asynchronous motors can be used with a corresponding electronic control.
- each tool middle part can be controlled separately, so that the tool can be very easily stopped in the area of the mold unit 312, whereby the forming of the film semi-finished products F H can be performed easier than in a completely continuous operation.
- the belts 323 may be provided on their sides facing the same with appropriate elevations, depressions or the like.
- the tool means parts can be moved continuously and possibly at higher speeds and / or accelerations than in the embodiments described with reference to FIGS. 1A and 1B, so that there are no delays result in the processing of the film F.
- the central drive 24, which is seen in front of the continuously operating delivery unit 18 or 1 18, could be dispensed with.
- the tool system described in FIG. 14 can also be used in other areas than the packaging area.
Landscapes
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Werkzeugsystem zur Verwendung in einer Verpackungsvorrichtung (10; 110; 210; 310) zur Verpackung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Folienverpackung, wobei die Verpackungsvorrichtung mehrere Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung der Folienverpackung aufweist, umfassend zumindest drei Werkzeugteile, nämlich ein Werkzeugmittelteil sowie ein Werkzeugunterteil (70, 170) und ein Werkzeugoberteil (64; 164), die im Betrieb bearbeitend zusammenzuwirken vermögen. Das Werkzeugmittelteil dient zur Aufnahme und Förderung wenigstens eines zu bearbeitenden Folienhalbzeugs (FH) der Folienverpackung zwischen einzelnen Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrichtung (10; 110; 210; 310) und vermag mit jeweils wenigstens einem weiteren Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) des Werkzeugsystems zusammenzuwirken, wobei das weitere Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) jeweils ein Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) einer der Bearbeitungseinheiten ist, die der Bearbeitung des Folienhalbzeugs (FH) von der Aufnahme auf dem Werkzeugmittelteil bis zu seiner Fertigstellung als Folienverpackung dienen, und wobei das Werkzeugmittelteil wenigstens eine Schnittstelle aufweist, mittels derer es mit wenigstens einem Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) jeder dieser Bearbeitungseinheiten kompatibel ist.
Description
Werkzeuasvstem für eine Verpackunasvorrichtuna sowie Verfahren und Formeinheit zum Formen von
Folienformteilen
Die Erfindung betrifft ein Werkzeugsystem zur Verwendung in einer Verpackungsvorrichtung zur Verpa ckung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Folienverpa ckung, sowie eine entsprechende Verpackungsvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Ver fahren und eine Formeinheit zum Formen von Folienformteilen einer Folienverpackung von Lebensmittel produkten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Formeinheit, die eine Auflagefläche für eine zu verformende Folien, wenigstens einen Stempel mit einer formgebenden Außenkontur, sowie wenigstens eine Matrize mit einer Innenausnehmung umfasst.
Verpackungsvorrichtungen weisen in der Regel mehrere Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung der Ver packung auf. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift WO 2017/144664 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken einer Schokoladenhohlfigur mit mehreren Bearbeitungseinheiten.
Zu Beginn des Verarbeitungswegs weist die Maschine eine Folienbereitstellungseinheit auf, in der ein Fo- liencoil drehbar aufgehängt ist und mit einem gesteuerten Antrieb diskontinuierlich angetrieben werden kann, um das Abziehen eines Folienbandes vom Foliencoil zu unterstützen. Als nächste Bearbeitungs einheit ist eine Vorschneidestation beschrieben, in der das Folienband durch ein sich gesteuert hebend und senkendes Vorschneidmesser pro Arbeitstakt in vier Folienstücke geschnitten wird.
Die Folienstücke werden anschließend mit Hilfe eines sich in der Horizontalen in Richtung des Verarbei tungsweges hin und her bewegbaren Transferschlittens mit Unterdruckfoliengreifern unter eine Stempel vorrichtung bewegt, die in Richtung des Verarbeitungswegs der Vorschneidestation nachgeordnet als nächste Bearbeitungseinheit vorgesehen ist. In der Stempelvorrichtung werden die Folienstücke zu Foli enhalbschalen geformt, fixiert und in einem weiteren Bearbeitungsgang beschnitten. Auf diese Weise er halten die Folienhalbschalen neben ihrem halbschalenförmigen Körper einen daran angeschlossenen ringartigen Folienflansch.
Mittels eines 3D-Formsaugers, welcher auf einer beweglichen Schlittenvorrichtung aufgehängt ist, wird jede der Folienhabschalen aus der Formmatrize der Stempelvorrichtung herausgenommen, zu einer War tevorrichtung bewegt und auf dieser abgelegt. Die Wartevorrichtung ist in Richtung des Bearbeitungs wegs der Stempelvorrichtung direkt nachgestellt angeordnet und weist der Anzahl der Folienhalbschalen entsprechende Folienhalbschalenaufnahmen auf.
Weiterhin umfasst die in der Druckschrift WO 2017/144664 A1 beschriebene Verpackungsvorrichtung ei ne Lebensmittelverarbeitungseinheit mit einem Takttisch, auf dem Folienhaltevorrichtungen angeordnet sind. Zusätzlich umfasst die Lebensmittelverarbeitungseinheit eine Bestückungsvorrichtung, eine Klappeinheit und eine Fügevorrichtung auf. Der Takttisch rotiert im Betrieb diskontinuierlich im Uhrzeiger sinn und weist mehrere Paare von jeweils zwei der aufeinander klappbaren Folienhaltevorrichtungen auf.
Um den Takttisch zu bestücken ist eine Greifvorrichtung vorgesehen, die mittels konvexer 3D- Formsauger die geformten Folienhalbschalen aus der Wartevorrichtung aufzunehmen und in einer spezi fischen Position des Takttisches (Ausgangsposition) in die Folienhaltevorrichtungen abzulegen vermag. Durch Drehung des Takttisches um eine Vierteldrehung werden diese Folienhalbschalen dann in eine Bestückungsposition gebracht, in der die Bestückungsvorrichtung eine der Folienhalbschalen mit einem Lebensmittelprodukt bestückt. In einer nachgeschalteten Klappposition des Takttisches wird dann mittels eines Schwenkarms der Klappeinheit die Haltevorrichtung, welche die unbestückte Folienhalbschale trägt, umgeklappt, sodass nach diesem Klappvorgang durch die Klappeinheit die Flansche der beiden Fo lienhalbschalen bündig und fluchtend aufeinander aufliegen. Und anschließend werden nach Drehen des Takttisches um wiederum eine Vierteldrehung in die Fügeposition die Folienflansche mittels der Fügeein heit zusammengefügt.
In der Ausgangsposition des Takttisches werden die gefügten Folienhalbschalen schließlich von konve xen Greifern aufgenommen, sodass diese zur Produktabführvorrichtung transportiert werden können und eine erneute Belegung der Folienhaltevorrichtungen mit geformten Folienhalbschalen erfolgt.
Die beschriebene Verpackungsvorrichtung hat sich in der Praxis durchaus als gut funktionierende Lösung erwiesen. Allerdings ist ein Nachteil dieser Lösung darin zu sehen, dass zwischen den einzelnen Bearbei tungseinheiten Vorschneidestation, Stempelvorrichtung und Takttisch immer wieder Transportvorrichtun gen bzw. Fördereinheiten vorzusehen sind, die einen Transport zwischen den Bearbeitungseinheiten er möglichen. Hierdurch wird die Komplexität des gesamten Systems signifikant erhöht. Dies wirkt sich zu dem auf die Kosten der Verpackungsvorrichtung aus.
Weiterhin kann bei jedem dieser Transportvorgänge durch eine unsaubere Aufnahme oder ein unsaube res Ablegen der Folien-Zwischenprodukte (auch als Folienhalbzeuge bezeichnet) an den einzelnen Bear beitungseinheiten die Prozessstabilität beeinträchtigt und der Ausschuss erhöht werden. Schließlich han delt es sich bei dem beschriebenen Verpackungsverfahren der WO 2017/144664 A1 um ein diskontinu ierliches Verfahren, das im Hinblick auf Taktzeit und Effizienz nachteilig ist. Zudem ist die Langlebigkeit einer Maschine in der Regel bei einem diskontinuierlichen Betrieb gegenüber einem kontinuierlichen Be trieb deutlich verkürzt, da das Abbremsen und Beschleunigen einen erhöhten Verschleiß mit sich bringt.
Die Druckschrift DE 10 2015 220 738 A1 beschreibt ferner den Aufbau einer Vorschneideeinheit zum Ab trennen und Bereitstellen von Folienteilstücken eines Lebensmittelverpackungsfolienbandes, während die Druckschrift EP 2 765 081 A1 eine Bearbeitungseinheit beschreibt, die das Formen, Schneiden und Fü gen von zwei Folienhalbschalen zu einer bestückten Gesamtverpackung in einer Bearbeitungseinheit be schreibt. Die Patentschrift DE 10 2015 101 417 B4 behandelt ihrerseits ein spezifisches Falz- und Bör delverfahren zum zuverlässigen Fügen von zwei Folienhalbschalen zu einer Gesamtfolienverpackung, während die NL 279067 A eine Vorrichtung zum Zusammenklappen und Zusammenfügen zweier Folien halbschalen offenbart.
Allgemein ist das Umformen von dünnen Folien (mit oder ohne Beschichtung), beispielsweise aus Alumi nium, Papier oder Kunststoff mit einer Dicke von beispielsweise 8mih bis ca. 40 mih kein Tiefziehvorgang, wie er beispielsweise aus der Blechumformung im Automobilbau bekannt ist. Stattdessen handelt es sich dabei um einen Faltvorgang, bei dem die Folie durch einen Stempel in eine Matrize gedrückt wird. Dabei wird sie verfaltet und bildet so ihre endgültige Form. Es finden folglich nur geringfügige Fließvorgänge bis ca. 10% statt, jedoch keine Fließvorgänge, wie sie beispielsweise aus der Blechumformung bekannt sind.
Aus dem Stand der Technik, insbesondere der Druckschrift DE 24 20 680 A1 , ist ein Verfahren zum Her stellen von becherartigen Behältern aus dünnem Metallband bekannt, bei dem mittels einer entsprechen den Vorrichtung ein Behälter mit einem vom Boden über die Seitenwand zum Behälterrand ansteigendem Widerstandsmoment erzeugt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass im Bereich der Seitenwände des Be hälters eine nach oben zunehmende Faltprägung vorgesehen wird.
Der Formvorgang und der Schneidvorgang werden mit der gleichen Vorrichtung bewirkt, die neben einer Matrize am Werkzeugunterteil und einem Stempel am Werkzeugoberteil auch ein Schneidmesser am Werkzeugoberteil und einen elastisch gelagerten Schneidring am Werkzeugunterteil aufweist. Zuerst wird in einem einzigen Arbeitshub das gewünschte Folienstück aus dem Metallband ausgeschnitten und dann umgeformt. Der Stempel ist mehrstufig mit einem Patrizenvorlaufstempel und einem Stauchring ausgebil det. Die Matrizenhohlform, in die der Stempel zur Verformung des Metallbandes eintaucht, ist ebenfalls mit einer gestuften Ausnehmung versehen. Bei dieser geht ein erster konischer Ausnehmungsbereich, der mit seiner Innenkontur der Außenkontur des Patrizenvorlaufstempels entspricht, mit einer Stufe in ei nen zweiten ringförmigen Ausnehmungsbereich über, der mit seiner Innenkontur der Außenkontur des Stauchrings entspricht.
Auch in der WO2017/144664 A1 ist eine Stempelvorrichtung mit zwei nebeneinander angeordneten Formeinheiten und Beschneideeinheiten zum Beschneiden der geformten Folienhalbschalen beschrie ben. Bei dieser Lösung wird, wie auch bei der DE 24 20 680 A1 , in einem einzigen Arbeitshub geschnit ten und umgeformt, allerdings in umgekehrter Reihenfolge. Hierzu ist der Stempel elastisch an dem Werkzeugoberteil angebracht, während die Schnittvorrichtung starr mit diesem verbunden ist.
Des Weiteren beschreibt die EP 2 765 081 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Folienverpackung für Lebensmittelprodukte.
Während des Umformvorgangs können zwischen den Formwerkzeugen so hohe Kräfte auftreten, dass die umzuformende Folie reißen kann. Damit dies nicht geschieht, werden in der Praxis ausreichend dicke Folien gewählt, um den Ausschuss in der Produktion gering zu halten. In der Konsequenz steigen die Ma terialkosten. Zudem sind zum Umformen dickerer Folien höhere Umformkräfte erforderlich, was sich ne gativ auf die Standzeiten der Maschinen auswirken kann. Weiterhin müssen die Maschinen von vornhe-
rein eine höhere Stabilität aufweisen, um höhere Kräfte aufbringen zu können, was zudem die Maschi nenkosten in die Höhe treibt.
Aus der DE 10 2007 030 008 A1 ist eine Formstation zum Herstellen von Stilleinlagen bekannt, die ein Formwerkzeug aufweist, das zum Formen des Formkörpers aus einer Materialbahn mit einer Förderein richtung für die Materialbahn zusammenwirkt, wobei das Formwerkzeug zumindest während einer zum Formen des Formkörpers benötigten Einwirkzeit mit der Materialbahn bewegt wird.
Die DE 10 2008 034 996 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Warmformen und Presshärten eines Halb zeugs aus Stahl mit einer Matrize und einem Stempel mit einem formgebenden Teilstück, die gegenei nander bewegbar sind. Dabei ist der Stempel am Pressenstößel angebracht und gegenüber demselben Pressenstößel beweglich und die Matrize ist am Pressentisch angebracht.
Eine Ziehpresse zum Ziehen von Verpackungsbehältern aus dünnen Blechen oder Kunststofffolien ist in der DE 19 59 573 A beschrieben.
Aus der CH 691 445 A5 ist ein Verfahren zum Herstellen von kaltverformten Formpackungen mit wenigs tens einer Vertiefung, aus einem Metall-Kunststoff-Verbund bekannt, wobei der Verbund zwischen einem Niederhalter und einer Matrize festgehalten wird und die Matrize wenigstens eine Gesenköffnung auf weist und in die Gesenköffnungen der Matrize ein Stempel vorgetrieben und dabei der Verbund zu der Formpackung mit einer oder mehreren Vertiefungen verformt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik weiter zu entwickeln, insbesondere um eine Verpackungsvorrichtung sowie ein Verfahren und eine Formeinheit zum Formen von Folienformteilen mit einer geringeren Komplexität bereitzustellen.
Demgemäß schlägt die vorliegende Erfindung ein Werkzeugsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Verpackungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vor.
Das erfindungsgemäße Werkzeugsystem nach Anspruch 1 ist zur Verwendung in einer Verpackungsvor richtung zur Verpackung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Folienverpackung vorgesehen. Die Verpackungsvorrichtung umfasst dabei, wie in der WO 2017/144664 A1 mehrere Bearbeitungsstationen, von denen insbesondere einige Bearbeitungsstationen zur Bearbeitung der Folienverpackung vorgesehen sind. Letztere sind demnach solche Bearbeitungsein heiten, die unmittelbar an der Folienverpackung bzw. deren Zwischenprodukten (Folienhalbzeuge) an greifen, das heißt Bearbeitungseinheiten zum Schneiden, Formen und Fügen der Folienhalbzeuge.
Das Werkzeugsystem umfasst erfindungsgemäß zumindest drei Werkzeugteile, nämlich ein Werkzeug mittelteil sowie ein Werkzeugunterteil und ein Werkzeugoberteil, die im Betrieb bearbeitend zusammen zuwirken vermögen. Dabei dient das Werkzeugmitteilteil zur Aufnahme und Förderung von wenigstens
einem zu bearbeitenden Folienhalbzeug der Folienverpackung zwischen den einzelnen Bearbeitungsein heiten der Verpackungsvorrichtung. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Werkzeugmit telteil mit jeweils wenigstens einem weiteren Werkzeugteil (d.h. dem Werkzeugunterteil oder dem Werk zeugoberteil) des Werkzeugsystems zusammenzuwirken vermag, wobei das weitere Werkzeugteil jeweils ein Werkzeugteil einer der Bearbeitungseinheiten ist, die der Bearbeitung des Folienhalbzeugs von der Aufnahme auf dem Werkzeugmittelteil bis zu seiner Fertigstellung als Folienverpackung dienen. Hierzu weist das Werkzeugmittelteil wenigstens eine Schnittstelle auf, mittels derer es mit wenigstens einem Werkzeugteil jeder dieser Bearbeitungseinheiten kompatibel ist.
Der Vorteil der Erfindung gemäß Anspruch 1 besteht somit darin, dass das Werkzeugunterteil und das Werkzeugoberteil jeweils einer Bearbeitungseinheit zuzuordnen sind, beispielsweise Werkzeugteile einer Schneideinheit, einer Fügeeinheit oder einer Formeinheit bilden, während das Werkzeugmittelteil all die se Bearbeitungseinheiten mit einem aufgenommenen Folienhalbzeug durchläuft und damit ein Umsetzen der Folienhalbzeuge zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten mit zusätzlichen Transportvorrich tungen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, unnötig macht.
Dadurch, dass das Werkzeugmittelteil mit wenigstens einem Werkzeugteil jeder dieser Bearbeitungsein heiten kompatibel ist, kann es alle diese Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung des Folienhalbzeugs von der Aufnahme auf dem Werkzeugmittelteil bis zu der Fertigstellung als Folienverpackung durchlaufen, ohne dass ein zusätzliches Umsetzen notwendig wird. Zugleich kann das Werkzeugmittelteil selbst Funk tionsträger sein und mit einem der Werkzeugteile zur Bearbeitung des Folienhalbzeugs Zusammenwir ken.
Jede Bearbeitungseinheit der Verpackungsvorrichtung, die im Sinne der vorliegenden Erfindung zur Be arbeitung der Folienverpackung dient, stellt somit ein eigenes erfindungsgemäßes Werkzeugsystem dar, mit wenigstens einem Werkzeugunterteil und einem Werkzeugoberteil, die der Bearbeitungseinheit zuge ordnet sind, sowie einem Werkzeugmittelteil, das zur Bearbeitung des aufgenommenen Folienhalbzeugs in die Bearbeitungseinheit verbracht und im Anschluss daran aus dieser hinaus gefördert werden kann.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird durchgängig der Begriff Folienverpackung ver wendet. Die Folie kann dabei aus Kunststoffmaterialien, wie beispielsweise PVC, metallischen Materia lien, wie beispielsweise Aluminium, oder aus Verbundwerkstoffen bestehen. Die Folie muss zudem im Ausgangszustand, d.h. bei Raumtemperatur, nicht flexibel sein, sondern kann eine gewisse Steifigkeit aufweisen, und zur besseren Bearbeitung kontinuierlich oder einmalig erwärmt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Werkzeugmittelteil mittels einer Fördereinheit angetrieben werden kann, wobei das Werkzeugmittelteil insbesondere einen Folienträger umfassen kann, dem we nigstens ein Folienhalbzeug zugeordnet ist.
Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die Fördereinheit zumindest in Abschnitten derselben als kontinuierlich arbeitende Fördereinheit ausgebildet ist.
Durch den Antrieb des Werkzeugmittelteils mittels einer kontinuierlichen Fördereinheit kann ein kontinu ierlicher Betrieb einer entsprechenden Verpackungsvorrichtung, deren Bearbeitungseinheiten als Werk zeugsysteme gemäß der Erfindung ausgebildet sind, bereitgestellt werden. Flierdurch wird eine verbes serte Taktzeit erreicht, was neben dem Vorteil eines geringeren Ausschusses insbesondere einen höhe ren Output ermöglicht.
Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die För dereinheit zumindest in Abschnitten derselben als diskontinuierlich arbeitende Fördereinheit ausgebildet ist. Auf diese Weise kann insbesondere das Formen der Folienhalbzeuge vereinfacht werden, da die sich relativ zueinander bewegenden Werkzeugteile beim Umformen nicht bewegt werden müssen, wohinge gen das weniger kritische Beladen der Folienträger während eines Transportvorgangs erfolgen kann.
Wenn dabei die Fördereinheit eine Linearantriebseinrichtung für das Werkzeugmittelteil aufweist, so ist eine besonders dynamische Bewegung der Folienträger möglich und es ergibt sich eine sehr hohe Flexi bilität bezüglich des Betriebs der Fördereinheit.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Werkzeugteil des Werkzeugsystems, insbesonde re das Werkzeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil, in wenigstens einer Richtung quer zur Bearbei tungsrichtung schwimmend gelagert ist. Insbesondere kann das wenigstens eine Werkzeugteil des Werk zeugsystems auch in einer Ebene quer, beispielsweise senkrecht, zur Bearbeitungsrichtung schwimmend gelagert sein.
Bedingt durch das mehrteilige Werkzeugsystem ist es notwendig, in den einzelnen Bearbeitungseinheiten die Werkzeugteile für eine saubere und sichere Bearbeitung sehr genau zusammen zu führen. Um eine leichte Fehlpositionierung der Werkzeugteile zueinander auszugleichen, kann eine schwimmende Lage rung bei einem oder mehreren der Werkzeugteile des Werkzeugsystems vorgesehen sein. Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Werkzeugmittelteil das führende System darstellt, d.h. die Referenz, und dass das Werkzeugunterteil und das Werkzeugoberteil sich an dem Werkzeugmittelteil ausrichten. Bei dieser Ausführungsform kann die schwimmende Lagerung an dem Werkzeugunterteil und/oder dem Werkzeugoberteil vorgesehen sein.
Diese kann beispielsweise mit Hilfe von einer Adapterplatte erreicht werden, die mit dem Werkzeugunter teil bzw. dem Werkzeugoberteil derart verbunden ist, dass sie eine Relativbewegung quer zur Bearbei tungsrichtung des Werkzeugs zulässt. Die Bearbeitungsrichtung bezeichnet dabei die Richtung, in welche die Werkzeugteile, d.h. insbesondere die zusammenwirkenden Werkzeugteile des Werkzeugsystems bei einem Bearbeitungsschritt bewegt werden, um eine Bearbeitung des Folienhalbzeugs zu ermöglichen. Im Falle einer Formeinheit oder einer Schneideinheit kann dies insbesondere eine Hubbewegung sein.
Um ein Zusammenführen der Werkzeugteile des Werkzeugsystems während eines Bearbeitungsschrittes zu erleichtern, kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens ein Werkzeugteil, insbesondere das Werk zeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil, Fügeschrägen aufweist, bzw. aufweisen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich zu den Fügeschrägen, Führungshilfen, beispielsweise in Form von einer vorspringenden Struktur an einem der Werkzeugteile, die in eine korrespondierende Auf nahmestruktur an einem anderen der Werkzeugteile einzutauchen vermag, vorgesehen sind, um eine zu verlässige Ausrichtung der Werkzeugteile während eines Bearbeitungsschrittes sicherzustellen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Werkzeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil einer Bearbeitungseinheit zumindest abschnittsweise entlang der Förderrichtung des Werkzeugmittelteils hin und her bewegbar sind. Auch diese Maßnahme dient insbesondere dazu, ei nen kontinuierlichen Betrieb einer solchen Verpackungsvorrichtung zu ermöglichen, die als Bearbei tungseinheiten Werkzeugsysteme gemäß der Erfindung nutzt. So erfolgen die Bearbeitungsschritte For men, Schneiden und Fügen in der Regel innerhalb eines gewissen Zeitfensters, innerhalb dessen eine Relativbewegung zwischen dem Werkzeugmittelteil und den Werkzeugunter- und -Oberteilen nachteilig wäre. Somit muss zumindest für die Zeitdauer des jeweiligen Bearbeitungsschritts das Werkzeugmittelteil relativ zu dem Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil der Bearbeitungseinheit Stillstehen.
Im Stand der Technik wird ein diskontinuierlicher Betrieb vorgeschlagen, bei dem beispielsweise der Takttisch (WO 2017/144664 A1 ) während des jeweiligen Bearbeitungsschrittes stillsteht. Inder Folge rich tet sich der Stillstand des Takttisches auch nach der längsten Bearbeitungszeit wodurch ein zusätzlicher Zeitverlust entsteht.
Gemäß der Weiterbildung der Erfindung kann durch die Bewegbarkeit der Werkzeugteile einer Bearbei tungseinheit entlang der Förderrichtung des Werkzeugmitteilteils (zumindest über eine vorgegebene Streckenlänge) ein kontinuierlicher Betrieb ohne unerwünschte Stillstandszeiten erreicht werden.
Der Antrieb des Werkzeugmittelteils kann dabei beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min bis zu 30 m/min laufen. Selbstverständlich sind jedoch auch Vorrichtungen denkbar, bei denen der An trieb mit einer höheren Geschwindigkeit als 30m/min oder mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als 20m/min läuft.
Je nach Bearbeitungszeit in einer Bearbeitungseinheit kann an der Geschwindigkeit, mit der der Antrieb des Werkzeugmittelteils läuft, auch die zurücklegbare Streckenlänge für das jeweils mitzubewegende Werkzeugteil der Bearbeitungseinheit, d.h. das Werkzeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil, be messen werden. Die Rückforderung der in Förderrichtung des Werkzeugmittelteils mit diesem bzw. die sen während des Bearbeitungsvorgangs mitbewegten Werkzeugteil(en) der Bearbeitungseinheit kann dabei mittels eines separaten Antriebs oder beispielsweise über eine Rückstelleinrichtung erfolgen, die
insbesondere einen elastischen Mechanismus zur Rückführung nutzt. Denkbar hierfür sind beispielswei se Spiralfedern oder dergleichen.
Die Erfindung betrifft, wie eingangs bereits erwähnt, auch eine Verpackungsvorrichtung zur Verpackung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Folienverpackung, die wenigstens zwei Folienformteile umfasst, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9.
Dabei weist die Verpackungsvorrichtung eine Anzahl von Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung der Fo lienhalbzeuge der Folienverpackung auf, die als Werkzeugsysteme gemäß den Merkmalen des An spruchs 1 aufgebaut sind, nämlich: eine Schneideinheit zum Zuschneiden der Folienhalbzeuge, eine Formeinheit zum Formen der Folienhalbzeuge und eine Schließeinheit zum Verbinden der Folienhalb zeuge zu einem abgeschlossenen Gehäuse für das aufgenommene Lebensmittelprodukt. Darüber hinaus umfasst die Verpackungsvorrichtung eine Fördereinheit zum Fördern der zu bearbeitenden Folienhalb zeuge der Folienverpackung zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrich tung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Fördereinheit eine Anzahl angetriebener Folienträger zur Aufnahme der zu bearbeitenden Folienhalbzeuge der Folienverpackung aufweist, wobei jeder Folien träger wenigstens eine Schnittstelle aufweist, mittels derer er mit wenigstens einem Werkzeugteil jeder der Bearbeitungseinheiten kompatibel ist, die der Bearbeitung des Folienhalbzeugs von der Aufnahme auf dem Folienträger bis zu seiner Fertigstellung als Folienverpackung dienen.
Die Bearbeitungseinheiten, die unmittelbar zur Bearbeitung der Folienhalbzeuge der Folienverpackung dienen, sind, wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Werkzeugsystem beschrieben, allesamt als Werkzeugsystem gemäß Anspruch 1 aufgebaut, sodass die Folienträger der Fördereinheit, die dem Werkzeugmittelteil des Werkzeugsystems entsprechen, mit jeder der Bearbeitungseinheiten kompatibel ist.
Sofern weitere Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind, die nicht der unmittelbaren Bearbeitung der Foli enhalbzeuge dienen, beispielsweise eine Beladeeinheit zum selektiven Bestücken der geformten Folien formteile oder Klappeinheit zum selektiven Umklappen der nicht bestückten Folienformteile auf jeweils ein bestücktes Folienformteil, so können die Folienträger insoweit kompatibel mit diesen Bearbeitungseinhei ten sein, dass der Folienträger diese Bearbeitungseinheiten durchlaufen kann und das darin aufgenom mene Folienhalbzeug entsprechend bearbeitet werden kann.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeweils zwei benachbarte Folienträger über einen Klapp mechanismus miteinander verbunden sind, und derjenige Folienträger, der jeweils ein unbestücktes Foli enformteil trägt, in einer Klappeinheit umgeklappt wird, um dieses unbestückte Folienformteil auf das be stückte Folienformteil zu klappen, und im Nachgang wieder zurückgeklappt wird. Auch kann vorgesehen sein, dass jeder zweite Folienträger mit einer wie auch immer gearteten Markierung versehen ist, die an gibt, dass dieser Folienträger bestückt oder nicht bestückt werden soll. Auf diese Weise kann insbeson-
dere eine robotergestützte Bestückung, beispielsweise mit Hilfe eines Deltaroboters, sinnvoll unterstützt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Fördereinheit als kontinuierliche Fördereinheit ausgebildet ist und insbesondere ein umlaufendes Förderband, eine umlaufende Förderkette oder eine rotierende För derplatte umfasst. Hierdurch wird eine kontinuierliche Förderung der Folienträger zwischen den Bearbei tungsbereichen erreicht. Allgemein gesprochen weist die Fördereinheit somit ein umlaufendes Trägersys tem für die Folienträger und damit die darin aufgenommenen Folienhalbzeuge auf. Die Folienträger kön nen dabei auf unterschiedlichste Weise an dem zugehörigen kontinuierlich umlaufenden Trägersystem befestigt sein. Beispielsweise ist es denkbar, bei paarweise über einen Klappmechanismus verbundenen Folienträgern nur denjenigen Folienträger zu befestigen, der in der Beladeeinheit mit einem Lebensmit telprodukt bestückt wird und somit von der Klappeinheit nicht umgeklappt wird.
Das Trägersystem kann weiterhin aus unterschiedlichsten Materialien hergestellt sein. So ist es bei spielsweise denkbar, ein Förderband oder eine Förderkette aus Kunststoff vorzusehen. Auch kann die Wahl von Metallketten oder-bändern sinnvoll sein. Im Falle einer rotierenden Förderplatte kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Folienträger nur in einem äußeren umlaufenden Bereich ringförmig angeord net sind und die restliche Förderplatte zur Gewichtseinsparung mit Ausnehmungen versehen ist. Auch hier können selbstverständlich unterschiedlichste Materialien zum Einsatz kommen.
Um den klappbaren Folienträger in seiner Ausgangsstellung, d.h. in einer Stellung, in der er mit einem Folienstück beladen werden kann, an dem Trägersystem zu sichern, kann eine formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindungsart vorgesehen sein. So ist es beispielsweise denkbar, über eine lösbare Rastverbindung einen lösbaren Formschluss bereitzustellen, der in der Klappeinheit durch entsprechen den Krafteinsatz gelöst und nach dem Umklappen beim Zurückklappen wieder hergestellt werden kann. Alternativ ist es auch denkbar, eine Magnetverbindung oder Klettverbindung als kraftschlüssige Verbin dung zwischen dem Folienträger und dem zugehörigen Trägersystem der Fördereinheit vorzusehen, die wiederum einfach lösbar ist und zugleich den Folienträger in seiner Ausgangsposition sichert.
In einer alternativen Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die För dereinheit als diskontinuierliche Fördereinheit, insbesondere als Linearantriebseinrichtung, ausgebildet ist und zumindest abschnittsweise eine diskontinuierliche Förderung der Folienträger zwischen den Bearbei tungseinheiten ermöglicht. Auf diese Weise können die bereits oben erläuterten Vorteile eines diskontinu ierlichen Betriebs vor allem während des Umformvorgangs des Folienhalbzeugs genutzt werden, wäh rend der Transport und das Beladen derselben im kontinuierlichen Betrieb erfolgen können. In diesem Fall würde ein bei einer kontinuierlich arbeitenden Fördereinheit vorgesehener zentraler Antrieb entfallen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann sowohl für das Werkzeugsystem als auch die Verpa ckungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers einen Aufnahmebereich umfasst, und dass wenigstens ein Werkzeugteil einer der Bearbei-
tungseinheiten der Verpackungsvorrichtung fallweise in dem Aufnahmebereich des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers aufgenommen sein kann, wobei insbesondere der Aufnahmebereich des Werkzeug mittelteils bzw. Folienträgers eine Innenkontur aufweist, die mit einer entsprechenden Außenkontur des jeweiligen Werkzeugteils der jeweiligen Bearbeitungseinheit korrespondiert.
Die vorgesehene wenigstens eine Schnittstelle dient dazu, die Kompatibilität des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers mit Werkzeugteilen der Bearbeitungseinheiten zu ermöglichen. Dabei kann die Schnittstelle unter anderem einen Aufnahmebereich umfassen, in dem fallweise, d h. dann, wenn das Werkzeugmittelteil bzw. der Folienträger im Bereich einer bestimmten Bearbeitungseinheit angelangt ist, ein Werkzeugteil der zugehörigen Bearbeitungseinheit in dem Aufnahmebereich zumindest teilweise auf genommen wird. So kann beispielsweise eine Matrize in einen solchen Aufnahmebereich ein- und ausge fahren werden, um mit einem Stempel der Formeinheit zusammenzuwirken.
Um eine definierte und sichere Aufnahme zu gewährleisten, kann eine Abstimmung der Innenkontur des Aufnahmebereichs auf die entsprechende Außenkontur des jeweiligen Werkzeugteils vorgesehen sein. Auf diese Weise kann auch sichergestellt werden, dass nur in einer gewünschten Position der Werkzeug teile zueinander bzw. des Folienträgers zu den Werkzeugteilen einer Bearbeitungseinheit eine Bearbei tung erfolgen kann. Hierdurch kann eine Fehlstellung zu einer Unterbrechung des Bearbeitungsprozes ses führen, ohne dass hierfür erst Ausschuss produziert und detektiert werden muss.
Zusätzlich können selbstverständlich auch weitere Schnittstellen in unterschiedlicher Ausprägung vorge sehen sein, die an unterschiedliche Werkzeugteile der unterschiedlichen Bearbeitungseinheiten ange passt sind.
Bei einer spezifischen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Werkzeugmittelteil bzw. der Fo lienträger im Wesentlichen plattenförmig mit einer im Wesentlichen zentralen Durchgangsöffnung als Aufnahmebereich ausgebildet ist, wobei insbesondere im Bereich der zentralen Durchgangsöffnung ein umlaufender Formbereich mit einer Phase von etwa 45 Winkelgrad vorgesehen sein kann, der in die Durchgangsöffnung mündet.
Die plattenförmige Ausbildung eines Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers ermöglicht die Bereitstellung eines ebenen Auflageabschnittes an einer der Stirnseiten des plattenförmigen Aufbaus, auf den ein Foli enzuschnitt abgelegt werden kann. Weiterhin kann eine bezogen auf den Auflageabschnitt im Wesentli chen zentrale Durchgangsöffnung dazu dienen, dass Bearbeitungswerkzeugteile einer Bearbeitungsein heit, z. B. ein Stempel und eine Matrize von beiden Seiten des Folienzuschnitts (z.B. durch die zentrale Durchgangsöffnung des plattenförmigen Aufbaus hindurch) direkt oder indirekt auf den Folienzuschnitt einwirken können, um diesen zu bearbeiten. Dabei kann in der zentralen Durchgangsöffnung beispiels weise nur ein Werkzeugteil aufgenommen sein. Alternativ können während des Bearbeitungsschrittes auch beide Werkzeugteile, d.h. Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil gemeinsam darin zumindest ab schnittsweise aufgenommen sein.
Eine denkbare Weiterbildung kann darin bestehen, dass zusätzlich im Bereich der zentralen Durch gangsöffnung ein Formbereich in der Art einer Fase von etwa 45 Winkelgrad vorgesehen sein kann, der in die Durchgangsöffnung mündet. Selbstverständlich kann auch eine in ihrer Neigung davon abweichen de Fase sinnvoll sein; so kann beispielsweise eine umlaufende Fase von etwa 30 Winkelgrad, 60 Winkel grad oder irgendeiner Gradzahl dazwischen vorgesehen sein. Der Formbereich mit einer solchen Fase erleichtert zum einen in der Art einer Fügeschräge das Zusammenführen der Werkzeugteile des Werk zeugsystems und kann zum anderen in Kombination mit beispielsweise einem entsprechenden Form stempel dazu benutzt werden, das Folienhalbzeug in diesem Bereich anzulegen bzw. umzuknicken. So kann beispielsweise, wie im Nachgang näher erläutert wird, ein sich in den Fügeebenen der beiden Foli enformteile bildender Rand je nach Wahl der Verpackungsgeometrie optisch störend wirken. Um diesen Effekt zu verringern kann in einem gesonderten Bearbeitungsschritt, beispielsweise nach dem Fügen der Formteile und einem abschließenden Zuschnitt der verbleibende Rand in einem Randanlegeverfahren angelegt werden. Hierzu kann in einfacher Weise ein entsprechender umlaufender Formbereich vorgese hen sein, der beispielsweise in die Durchgangsöffnung mündet. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass ein solcher Formbereich mit einem vorgegebenen Abstand zu der Durchgangsöffnung an dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger vorgesehen ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Fo lienträgers eine umlaufende Schneidnut und/oder wenigstens zwei Spannausnehmungen aufweist. Der Vorteil einer entsprechenden Schneidnut besteht darin, dass diese mit einem korrespondierenden Schneidmesser einer Schneideinheit derart Zusammenwirken kann, dass ein sauberer Randabschnitt vor oder nach Fügen der Folienhalbzeuge erfolgen kann.
Mit Hilfe von wenigstens zwei Spannausnehmungen indes ist es möglich, eine besonders einfache und sichere Fixierung eines Folienzuschnitts bzw. eines Folienhalbzeugs auf den Folienträgern bzw. Werk zeugmittelteilen zu ermöglichen. So ist bekannt, dass das geringe Gewicht eines Folienzuschnitts in Ver bindung mit der im Verhältnis großen Fläche einer Verpackungsfolie diese besonders anfällig für ein Ver rutschen beim Transport macht. Bekannte Verfahren nutzen daher beispielsweise Unterdrück, um die Fo lienzuschnitte über Vakuumförderbänder oder dergleichen zu transportieren. Diese Lösungen haben je doch den Nachteil, dass sie ein umfangreiches, zusätzliches Maschinenequipment erfordern, wodurch wiederum Komplexität und Kosten erhöht werden.
Im Unterschied hierzu wird vorgeschlagen, dass der Folienzuschnitt in einem anderweitig nicht genutzten Abschnitt, d.h. nicht im Bereich des Formabschnitts, der später das Lebensmittelprodukt aufnehmen soll, während des Transports mit dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger verstemmt wird. Hierzu weist die weitere Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers wenigstens zwei Spannausnehmungen auf, in die korrespondiere Formstempel einfahren können. Die zwischen dem Formstempel und der zu gehörigen Spannausnehmung auf dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger aufliegende Folie wird auf diese Weise in die zugehörige Spannausnehmung eingedrückt und verstemmt den Folienzuschnitt mit
dem Werkzeugmittelteil. Hierdurch entsteht ein Formschluss, bei dem die beiden Verbindungspartner Fo lie und Spannausnehmung ineinandergreifen und ein Lösen verhindern.
Die Spannausnehmungen können insbesondere zu der Folienebene angestellt sein, d.h. ihre Längser streckung ist hierzu in einem Winkel von 30 bis 60 Winkelgrad geneigt, so dass es zu einem Umgreifen der Folie mit dem Werkzeugmittelteil kommt. In einer besonders einfachen Ausführungsform werden die Spannausnehmungen durch Bohrungen mit kreisförmigen Querschnitt gebildet, deren Längsachse opti maler Weise in einem Winkel von 30 Grad bis 60 Grad zur Folienebene geneigt ist. Dabei können die Spannausnehmungen bzw. deren Längsachsen insbesondere einen Winkel von etwa 60 bis 120 Winkel grad Grad zwischen sich einschließen. Alternative Ausgestaltungsvarianten, beispielsweise eine oder mehrere Spannausnehmungen mit einem Querschnitt mit einer komplexeren Kontur und einem Form stempel mit einer entsprechenden Gegenkontur sind selbstverständlich ebenso denkbar wie Spannaus nehmung, die in einem abweichenden Winkel, kleiner als 30 Winkelgrad oder größer als 60 Winkelgrad, zur Folienebene angestellt sind.
Eine alternative oder zusätzliche Lösung kann darin bestehen, dass die Verpackungsvorrichtung ferner eine Sicherungsanordnung zur Fixierung der Folienhalbzeuge der Folienverpackung während des Trans ports zwischen den Bearbeitungseinheiten aufweist, wobei die Sicherungsanordnung oberhalb der För dereinheit angeordnet ist, um die Folienhalbzeuge der Folienverpackung zwischen sich und den Folien trägern der Fördereinheit sichernd zu klemmen. Die Sicherungsanordnung kann unterschiedliche Bauteile zum Klemmen umfassen, beispielsweise dünne Bleche oder Riemenbänder, die oberhalb der Folienträ ger der Fördereinheit mit der Geschwindigkeit der Fördereinheit laufen, um eine Reibung zwischen Foli enhalbzeug und der Sicherungsanordnung zu vermeiden. Im Bereich der Bearbeitungseinheiten ist eine Sicherung der Folienhalbzeuge nicht erforderlich, weshalb die Sicherungsanordnung im Bereich der Be arbeitungseinheiten unterbrochen sein kann
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Fo lienträgers einen separat ausgebildeten Funktionsring aufweist, der insbesondere den umlaufenden Formbereich und/oder die umlaufende Schneidnut und/oder die Spannausnehmungen aufweisen kann. Es ist weiterhin auch denkbar, dass der Funktionsring zusätzlich zu einem als zentrale Durchgangsöff nung ausgebildeten Aufnahmebereich vorgesehen ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der Funktionsring im Wesentlichen konzentrisch zu der zentralen Durchgangsöffnung angeordnet ist. Es ist auch denkbar, dass der Funktionsring in seiner Innenkontur an die Außenkontur der Durchgangsöffnung angepasst ist.
Durch das Vorsehen eines separat ausgebildeten Funktionsrings ist es möglich, das Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger einfach und schnell an unterschiedliche Gegebenheiten der Verpackungsvorrichtung anzupassen und im Falle einer lösbaren Anbringung an dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger auch einfach umzurüsten. Weiterhin können durch eine entsprechende Materialwahl des Funktionsrings die-
sem weitere Funktionen zugeordnet werden, beispielsweise eine Verringerung oder Erhöhung der Rei bung, Anpassung der benötigten Steifigkeit oder Elastizität und dergleichen.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kann zudem vorgesehen sein, dass die Verpackungsvorrichtung ferner wenigstens ein Formstempel mit einer entsprechenden Formkontur aufweist, die mit einer Formkontur des umlaufenden Formbereichs oder mit einer Formkontur der Spannausnehmungen korrespondiert, so dass der wenigstens eine Formstempel zumindest abschnittsweise in den umlaufenden Formbereich o- der in eine der Spannausnehmungen einzutauchen vermag.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Fördereinheit einer Verpackungsvorrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung insbesondere ein Antriebssystem mit einer Sensorik zur Feststellung der Position der angetriebenen Folienträger und/oder zur Feststellung des zurückgelegten Weges der angetriebenen Folienträger aufweist. Dies stellt eine zweite Maßnahme dar, um zu ermöglichen, dass die einzelnen Werkzeugteile während der Bearbeitungsschritte genau zusammengeführt werden können. Mit Hilfe einer entsprechenden Sensorik ist eine möglichst genaue Vorpositionierung der Werkzeugteile zueinander möglich.
Insbesondere dann, wenn die Fördereinheit ferner eine Antriebseinheit zum Hin- und Herbewegen we nigstens eines Werkzeugteils einer Bearbeitungseinheit zumindest abschnittsweise entlang der Förder richtung des Folienträgers aufweist, kann mit Hilfe dieser Antriebseinheit das entsprechende angetriebe ne Werkzeugteil einer Bearbeitungseinheit anhand der Positionsdaten, die von der Sensorik bereitgestellt werden, mit hoher Positionsgenauigkeit zu dem angetriebenen Folienträger ausgerichtet werden.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Formeinheit der Verpackungsvorrichtung einen Stempel mit einer formgebenden Außenkontur und eine Matrize mit einer Innenausnehmung aufweist, die eine mit der formgebenden Außenkontur des Stempels korrespondierende Innenkontur aufweist, wobei der Stempel und/oder die Matrize zumindest abschnittsweise einen elastischen Einsatz aufweist bzw. aufweisen.
Insbesondere dann, wenn der Stempel einen Bereich bzw. eine Region aufweist, die eine schwer zu for mende Geometrie enthält, wie beispielsweise kleine Vorsprünge, Ecken und Kanten, besteht ein hohes Risiko, dass eine (vergleichsweise dünne) Folie in diesen Bereichen reißen könnte. Dies ist darauf zu rückzuführen, dass üblicherweise der Stempel zuerst mit solchen vorstehenden Konturen in Kontakt mit der Folie kommt und durch die vorstehende Kontur eine lokal begrenzte hohe Druckbeaufschlagung der Folie erfolgt. Gerade in solchen Bereichen erfährt die Folie beim Umformen die höchste Dehnung. Typi sche Beispiele für solche schwer zu formenden Geometrien sind beispielsweise die Gesichter von Figu ren, die eine Vielzahl von teilweise starken Konturübergängen beinhalten.
Dadurch, dass ein entsprechender elastischer Einsatz in einem solchen Bereich vorgesehen wird, wird der auf die Folie in diesem Bereich einwirkende Druck verringert und damit das Risiko eines Einreißens der Folie vermindert.
Eine denkbare Ausgestaltung eines solchen Einsatzes kann beispielsweise einen Einsatz aus einem elastischen Kunststoff bzw. Elastomer umfassen. Auch eine Ausgestaltung mit Schaumstoff, beispiels weise Moosgummi, oder mit Silikon ist denkbar.
Weiterhin ist es denkbar, dass der elastische Einsatz gegenüber der restlichen Formkontur des Stempels und/oder der Matrize geringfügig vorsteht, so dass sichergestellt ist, dass der Einsatz als erstes in Anlage mit der umzuformenden Folie und dem entsprechenden formenden Gegenstück gelangt. Auf diese Weise kann insbesondere bei einer Verwendung eines Einsatzes aus einem Elastomer oder Silikon neben dem Effekt einer verringerten Härte und damit Druckbelastung auch eine deutliche Reibungserhöhung (erhöh te Haftreibung) in diesem Bereich erzielt werden. Durch die erhöhte Reibung wird verhindert, dass die Fo lie gerade in diesem Bereich mit den schwer zu formenden Geometrien übermäßig gedehnt wird. Auch dies führt dazu, dass das Risiko für ein Einreißen der Folie in diesem Bereich vermindert wird.
Der Einsatz kann weiterhin insbesondere austauschbar an dem Stempel und/oder der Matrize ange bracht sein. Durch die Austauschbarkeit wird gewährleistet, dass auch im Falle von Verschleiß insbeson dere aufgrund von Versprödung im Falle von einem verwendeten Elastomer oder Silikon, die Formeinheit durch einen einfachen Austausch schnell wieder instandgesetzt werden kann. Dabei kann der elastische Einsatz beispielsweise formschlüssig an der Matrize oder dem Stempel angebracht sein. Denkbare Aus gestaltungsvarianten umfassen eine noppenförmige Struktur an dem Einsatz und korrespondierende Ausnehmungen an dem Stempel bzw. der Matrize. Auch kann der Einsatz, insbesondere bei der Ver wendung eines Elastomers oder Silikon als Material, in eine entsprechende Ausnehmung eingepresst werden und kraftschlüssig (infolge der erhöhten Reibung an den anliegenden Bereichen des Stempels oder der Matrize) darin gehalten sein.
Eine einfache und zuverlässige Ausführung der Sicherungsanordnung ergibt sich, wenn diese in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wenigstens ein Klemmelement und wenigstens ein das Klemm element in Richtung der Folienträger pressendes Federelement aufweist. Ein weiterer Vorteil dieser Lö sung besteht darin, dass Beschädigungen der Folie bzw. des Folienhalbzeugs durch eine solche Ausfüh rung der Sicherungsanordnung vermieden werden.
Um ein sicheres Öffnen des Klemmelements und damit eine Freigabe des Folienträgers zu bewirken, kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Sicherungsanordnung wenigstens eine Kulissenführung aufweist, die mit dem wenigstens einen Klemmelement derart in Wirkverbindung steht, dass mittels der Kulissenführung ein Öffnen des Klemmelements entgegen der Kraft des Federelements bewirkbar ist.
Eine weitere Möglichkeit, des Sicherns des Folienhalbzeugs besteht darin, die Sicherungsanordnung so auszubilden, dass die Folienhalbzeuge der Folienverpackung während des Transports auf dem Folien träger durch Umlegen der Folienränder auf dem Folienträger gesichert sind. Die Folienränder werden da-
bei derart an den Folienträger angelegt, zum Beispiel in einem Winkel von 90°, dass diese während des Transports auf dem Folienträger nicht verrutschen kann.
Des Weiteren schlägt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 24 vor.
Demgemäß werden in einem ersten Formschritt der wenigstens eine Stempel und die wenigstens eine Matrize zum Formen der Folie relativ zueinander bewegt, wobei der erste Mindestabstand zwischen der Stempelaußenkontur und der Matrizeninnenkontur im zueinanderbewegten Zustand größer ist als die Di cke der zu verformenden Folie, und in wenigstens einem weiteren Formschritt werden der wenigstens ei ne oder ein zweiter Stempel und die wenigstens eine oder eine zweite Matrize zum Formen des vorge formten Folienabschnitts weiter zusammengebracht, wobei der zweite Mindestabstand zwischen der Stempelaußenkontur und der Matrizeninnenkontur kleiner ist als der erste Mindestabstand.
Der erste Mindestabstand kann je nach Umformeigenschaften und Reibungseigenschaften des umzufor menden Materials gewählt sein und beispielsweise die doppelte Dicke der zu verformende Folie betra gen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zu verformende Folie, sei sie nun vorgeschnitten oder nicht, in einem mehrstufigen Verfahren, d.h. in mehreren, also wenigstens zwei, Arbeitshüben, verformt. Bei dem ersten Schritt, bei dem der wesentliche Teil der Umformung vorgenommen wird, wird durch den vorgesehenen Mindestabstand zwischen Stempel und Matrize die Reibung zwischen der Folie und den umformenden Werkzeugteilen signifikant reduziert. Demgemäß kann das Risiko des Einreißens der Folie bei diesem Arbeitsschritt nennenswert verringert werden. In wenigstens einem weiteren Schritt wird die vorgeformte Folie dann nachgeformt bzw. in die gewünschte Endform gebracht. Dabei werden die Form werkzeuge in üblicher Weise relativ zueinander bewegt, d.h. es kann nur der Stempel relativ zu der Mat rize, die Matrize relativ zu dem Stempel oder beide Werkzeugteile zueinander bewegt werden.
Dadurch dass die Folie bereits wesentlich vorgeformt ist, muss in dem weiteren Schritt nur noch eine ge ringe Umformung bzw. Faltung vorgenommen werden, so dass die hierbei üblicherweise auftretenden Reibungskräfte kein hohes Risiko eines Einreißens der Folie mit sich bringen.
Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch denkbar, mehr als zwei Formschritte, d.h. beispielsweise drei oder vier Formschritte, durchzuführen. Allerdings erfordern mehrere Formschritte eine längere Bearbei tungszeit, was sich wiederum negativ auf die Produktionskosten und die Produktionsmenge auswirken kann. Zudem ist der zusätzliche Vorteil gegenüber einem Verfahren mit zwei Formschritten möglicher weise nicht mehr so groß, dass dies einen nennenswerten Benefit gegenüber den längeren Bearbei tungszeiten mit sich bringt.
Wenn von Formschritten bzw. Arbeitshüben die Rede ist, bedeutet dies nicht, dass zwischen dem ersten und dem weiteren Formschritt die Formwerkzeuge in ihre Ausgangsposition zurückverbracht werden
müssen. Stattdessen können die verwendeten Formwerkzeuge des ersten Formschrittes nach kurzer Un terbrechung bzw. Innehalten in ihrer Position mit einem ersten Mindestabstand zueinander von dieser Position aus in ihre zweite Position mit einem zweiten geringeren Mindestabstand zueinander verbracht werden. Nur im Falle eines denkbaren Wechsels der verwendeten Formwerkzeuge kann eine Rückstel lung in die Ausgangsposition erforderlich sein.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird durchgängig der Begriff Folienverpackung ver wendet. Die Folie kann dabei aus Kunststoffmaterialien, wie beispielsweise PVC, metallischen Materia lien, wie beispielsweise Aluminium, oder aus Verbundwerkstoffen bestehen. Die Folie muss zudem im Ausgangszustand, d.h. bei Raumtemperatur, nicht flexibel sein, sondern kann eine gewisse Steifigkeit aufweisen, und zur besseren Bearbeitung kontinuierlich oder einmalig erwärmt werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem ersten Formschritt ein erster Stempel verwendet wird und in dem zweiten Formschritt ein zweiter Stempel, wobei der erste Stempel und der zweite Stempel im Wesentlichen die gleiche Außenkontur aufweisen, jedoch der erste Stempel um einen vorgegebenen Faktor kleiner ist als der zweite Stempel.
Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass in dem ersten Formschritt eine erste Matrize verwendet wird und in dem zweiten Formschritt eine zweite Matrize, wobei die erste Matrize und die zweite Matrize im Wesentlichen die gleiche Außenkontur aufweisen, jedoch die erste Matrize um ei nen vorgegebenen Faktor größer ist als die zweite Matrize.
Es ist also denkbar, dass in dem Verfahren unterschiedliche Stempel mit ein und derselben Matrize ver wendet werden, oder dass in dem Verfahren unterschiedliche Matrizen mit ein und demselben Stempel verwendet werden, oder dass in dem Verfahren mehrere unterschiedliche Matrizen-Stempel-Paare ver wendet werden.
Zudem kann vorgesehen sein, dass die Formeinheit ferner einen Niederhalter aufweist, wobei der Nie derhalter bei dem ersten Formschritt einen Mindestabstand zu der Auflagefläche der Formeinheit auf weist, der größer ist als die Dicke des zu verformenden Folienzuschnitts, und wobei der Niederhalter bei einem weiteren Formschritt in Anlage zu einem den vorgeformten Folienabschnitt umgebenden Flansch abschnitt der Folie gebracht wird, so dass dieser Flanschabschnitt der Folie zwischen dem Niederhalter und der Auflagefläche der Formeinheit kraftschlüssig gehalten wird.
Der Niederhalter übernimmt dabei in dem weiteren, insbesondere dem letzten, Formschritt die übliche Funktion eines Niederhalters, nämlich die Fixierung der zu verformenden Folie in einem Randbereich, der nicht durch Stempel und Matrize der Formeinheit umgeformt werden soll. In dem ersten Formschritt indes kann dadurch, dass der Niederhalter auf Distanz zu der Auflagefläche und damit auch zu der zu verfor menden Folie gehalten wird, wiederum die beim Umformen der Folie auftretende Reibung zwischen der Folie und den Werkzeugteilen weiter verringert werden.
Dabei kann der Niederhalter während des ersten Formschrittes beispielsweise in einem Mindestabstand zu der Auflagefläche gehalten werden, die ein Vielfaches der Dicke der zu verformenden Folie aufweist, beispielsweise zweimal, dreimal oder fünfmal die Dicke der zu verformenden Folie. Auch hier kann der Mindestabstand in Abhängigkeit von den Umformeigenschaften und Reibungseigenschaften des umzu formenden Materials gewählt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann auch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 28 zu einer Verminderung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beitragen.
Um den Niederhalter auf einfache Weise in einem vorgegebenen Abstand zu der Auflagefläche und damit zu der zu verformenden Folie zu halten, können Distanzstücke oder Distanzvorsprünge oder dergleichen vorgesehen sein, die in dem ersten Formschritt zwischen dem Niederhalter und der Auflagefläche der Formeinheit angeordnet sind. Beispielsweise können axiale (bezogen auf die axiale Flubbewegung der Werkzeugteile der Formeinheit) Distanzvorsprünge an dem Niederhalter oder an der Auflagefläche ange ordnet sein und sich in dem ersten Formschritt an der Auflagefläche oder dem Niederhalter abstützen. Weiterhin kann die Auflagefläche oder der Niederhalter jeweils Ausnehmungen aufweisen, in die die Dis tanzvorsprünge in einem weiteren Formschritt einzutauchen vermögen. Hierzu kann in einem weiteren Formschritt der Niederhalter relativ zu der Auflagefläche verschoben oder verdreht werden. Die Distanz vorsprünge können in der verschobenen oder verdrehten Stellung in die korrespondieren Ausnehmung in der Weise eingreifen, so dass die gewünschte Anlage des Niederhalters erreicht werden kann.
Im Falle von mehr als zwei Formschritten können bei den Zwischenschritten zwischen dem ersten und dem letzten Formschritt auch Zwischenpositionen des Niederhalter erreicht werden, beispielsweise durch mehrere radial versetzte Ausnehmungen unterschiedlicher Eintauchtiefe, wobei je nach relativer Verdre hung des Niederhalters zur Auflagefläche, die Distanzvorsprünge in unterschiedlich tiefe Ausnehmungen einzugreifen vermögen.
Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass wenigstens eine Matrize und/oder we nigstens ein Stempel zumindest abschnittsweise einen elastischen Einsatz aufweist bzw. aufweisen.
Insbesondere dann, wenn der Stempel einen Bereich bzw. eine Region aufweist, die eine schwer zu for mende Geometrie enthält, wie beispielsweise kleine Vorsprünge, Ecken und/oder Kanten, besteht ein hohes Risiko, dass eine (vergleichsweise dünne) Folie in diesen Bereichen reißen könnte. Dies ist darauf zurückzuführen, dass üblicherweise der Stempel zuerst mit solchen vorstehenden Konturen in Kontakt mit der Folie kommt und durch die vorstehende Kontur eine lokal begrenzte hohe Druckbeaufschlagung der Folie erfolgt. Gerade in solchen Bereichen erfährt die Folie beim Umformen die höchste Krafteinwir kung, insbesondere Dehnung. Typische Beispiele für solche schwer zu formenden Geometrien sind bei spielsweise die Gesichter von Figuren, die eine Vielzahl von teilweise ausgeprägten Konturübergängen beinhalten.
Dadurch, dass ein entsprechender elastischer Einsatz in einem solchen Bereich vorgesehen wird, wird der auf die Folie in diesem Bereich einwirkende Druck verringert und damit das Risiko eines Einreißens der Folie vermindert.
Eine denkbare Ausgestaltung eines solchen Einsatzes kann beispielsweise einen Einsatz aus einem elastischen Kunststoff bzw. Elastomer umfassen. Insbesondere eine Ausgestaltung mit Schaumstoff, bei spielsweise Moosgummi, Gummi oder mit Silikon ist denkbar.
Weiterhin ist es denkbar, dass der elastische Einsatz gegenüber der restlichen Formkontur des Stempels und/oder der Matrize geringfügig vorsteht, so dass sichergestellt ist, dass der Einsatz als erstes in Anlage mit der umzuformenden Folie und dem entsprechenden formenden Gegenstück gelangt. Auf diese Weise kann insbesondere bei einer Verwendung eines Einsatzes aus einem Elastomer oder Silikon neben dem Effekt einer verringerten Härte und damit Druckbelastung auch eine deutliche Reibungserhöhung (erhöh te Haftreibung) in diesem Bereich erzielt werden. Durch die erhöhte Reibung wird verhindert, dass die Fo lie gerade in diesem Bereich mit den schwer zu formenden Geometrien übermäßig gedehnt wird. Auch dies führt dazu, dass das Risiko für ein Einreißen der Folie in diesem Bereich vermindert wird.
Der Einsatz kann weiterhin insbesondere austauschbar an dem Stempel und/oder der Matrize ange bracht sein. Durch die Austauschbarkeit wird gewährleistet, dass auch im Falle von Verschleiß, insbe sondere aufgrund von Versprödung im Falle von einem verwendeten Elastomer oder Silikon, die Formei nheit durch einen einfachen Austausch schnell wieder instandgesetzt werden kann.
Dabei kann der elastische Einsatz beispielsweise formschlüssig an der Matrize oder dem Stempel ange bracht sein. Hierbei können Haltestrukturen am Einsatz oder an der Aufnahme vorgesehen sein, die ein formschlüssiges Hintergreifen einer korrespondierenden Haltestruktur an der Aufnahme oder Einsatz er möglichen. Denkbare Ausgestaltungsvarianten umfassen beispielsweise eine noppenförmige oder pilznoppenförmige Struktur an dem Einsatz und korrespondierende Ausnehmungen an dem Stempel bzw. der Matrize.
Auch kann der Einsatz, insbesondere bei der Verwendung eines Elastomers oder Silikons als Material, in eine entsprechende Ausnehmung eingepresst werden und kraftschlüssig (infolge der erhöhten Reibung an den anliegenden Bereichen des Stempels oder der Matrize) darin gehalten sein.
Daneben betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Formeinheit zum Formen von Folienformteilen einer Folienverpackung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mit den Merkmalen des Anspruchs 31 .
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Formen von Folienformteilen einer Folienver packung von Lebensmittelprodukten gemäß Anspruch 36.
Dadurch, dass bei dem Formverfahren sowohl der Stempel in Richtung der Matrize als auch die Matrize in Richtung des Stempels bewegt werden und die Matrize derart in Richtung des Stempels bewegt wird, dass die Matrize bereits vor Erreichen eines unteren Umkehrpunkts des Stempels mit der Folie in Kontakt kommt, wird bereits zu einem früheren Zeitpunkt als üblich, nämlich vor dem Erreichen des unteren Um kehrpunkts, eine Verformung der Folie erreicht, wodurch sich wesentlich geringere Niederhaltekräfte er geben und eine einfachere Ausführung des gesamten Werkzeugs ermöglicht wird. Unter anderen kann dadurch der Folienträger mit einer sehr einfachen, die zu verpackende Figur beschreibenden zweidimen sionalen Kontur statt einer dreidimensionalen Kontur für jeden Folienträger ausgeführt werden, was auf grund der Tatsache, dass der Folienträger mehrfach in der Formeinheit eingesetzt wird, zu einer erhebli chen Kosteneinsparung führt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass aufgrund der geringeren Niederhaltekräfte und der sich dadurch ergebenden verringerten Belastung der Folie Beschädigungen derselben wesentlich reduziert bzw. ausgeschlossen werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Verfahrens kann vorgesehen sein, dass, nachdem die Matrize mit der Folie in Kontakt gekommen ist, der Stempel und die Matrize in derselben Richtung bewegt wer den, wobei die Folie zwischen dem Stempel und der Matrize fixiert wird. Dadurch können besonders kriti sche Bereiche der Folie zuverlässig geformt werden. Des Weiteren besteht bei diesem Verfahren die Möglichkeit, den Stempel so zu steuern, dass er nach dem Eintauchen in den Folienträger mit der Matrize wieder zurück bewegt wird, um eine Vorformung der Folie durch die Matrize zu unterstützen.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem auch eine Verpackungsvorrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 38. Eine solche umfasst: eine Schneideinheit zum Zuschneiden der Folienhalbzeuge, eine Formeinheit zum Formen der Folienhalbzeuge und eine Schließeinheit zum Verbinden der Folienhalb zeuge zu einem abgeschlossenen Gehäuse für das aufgenommene Lebensmittelprodukt. Darüber hinaus umfasst die Verpackungsvorrichtung eine Fördereinheit zum Fördern der zu bearbeitenden Folienhalb zeuge der Folienverpackung zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrich tung.
Weiterhin kann eine solche Verpackungsvorrichtung eine Anzahl von Bearbeitungseinheiten zur Bearbei tung der Folienhalbzeuge der Folienverpackung aufweisen, die als Werkzeugsysteme mit mindestens drei Werkzeugteilen ausgebildet sind, nämlich mit mindestens einem Werkzeugmittelteil sowie einem Werkzeugunterteil (beispielsweise einer Matrize) und einem Werkzeugoberteil (beispielsweise einem Stempel), die im Betrieb zusammen zu wirken vermögen.
Weiterhin kann bei einer solchen Verpackungsvorrichtung die Fördereinheit das Werkzeugmittelteil in Form eines Folienträgers zur Aufnahmen und Förderung von wenigstens einem zu bearbeitenden Folien halbzeug der Folienverpackung zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrich tung nutzen. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Werkzeugmittelteil mit jeweils wenigstens einem weiteren Werkzeugteil (d.h. dem Werkzeugunterteil oder dem Werkzeugoberteil) des Werkzeugsystems
zusammenzuwirken vermag, wobei das weitere Werkzeugteil jeweils ein Werkzeugteil einer der Bearbei tungseinheiten ist, die der Bearbeitung des Folienhalbzeugs von der Aufnahme auf dem Werkzeugmittel teil bis zu seiner Fertigstellung als Folienverpackung dienen. Hierzu weist das Werkzeugmittelteil wenigs tens eine Schnittstelle auf, mittels derer es mit wenigstens einem Werkzeugteil jeder dieser Bearbei tungseinheiten kompatibel ist.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht somit darin, dass das Werkzeugunterteil und das Werkzeug oberteil jeweils einer Bearbeitungseinheit zuzuordnen sind, beispielsweise Werkzeugteile einer Schneide inheit, einer Fügeeinheit oder einer Formeinheit bilden, während das Werkzeugmittelteil all diese Bearbei tungseinheiten mit einem aufgenommenen Folienhalbzeug durchläuft und damit ein Umsetzen der Foli enhalbzeuge zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten mit zusätzlichen Transportvorrichtungen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, unnötig macht.
Dadurch, dass das Werkzeugmittelteil mit wenigstens einem Werkzeugteil jeder dieser Bearbeitungsein heiten kompatibel ist, kann es alle diese Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung des Folienhalbzeugs von der Aufnahme auf dem Werkzeugmittelteil bis zu der Fertigstellung als Folienverpackung durchlaufen, ohne dass ein zusätzliches Umsetzen notwendig wird. Zugleich kann das Werkzeugmittelteil selbst Funk tionsträger sein und mit einem der Werkzeugteile zur Bearbeitung des Folienhalbzeugs Zusammenwir ken.
Die Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrichtung, die im Sinne dieser Ausgestaltungsvariante un mittelbar zur Bearbeitung der Folienhalbzeuge der Folienverpackung dienen, können allesamt als Werk zeugsystem mit wenigstens einem Werkzeugunterteil und einem Werkzeugoberteil, die der Bearbei tungseinheit zugeordnet sind, sowie einem Werkzeugmittelteil, das zur Bearbeitung des aufgenommenen Folienhalbzeugs in die Bearbeitungseinheit verbracht und im Anschluss daran aus dieser hinaus geför dert werden kann, aufgebaut sein. Dabei können die Folienträger der Fördereinheit, die dem Werkzeug mittelteil des Werkzeugsystems entsprechen, mit jeder der Bearbeitungseinheiten kompatibel sein.
Sofern weitere Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind, die nicht der unmittelbaren Bearbeitung der Foli enhalbzeuge dienen, beispielsweise eine Beladeeinheit zum selektiven Bestücken der geformten Folien formteile oder eine Klappeinheit zum selektiven Umklappen der nicht bestückten Folienformteile auf je weils ein bestücktes Folienformteil, so können die Folienträger insoweit kompatibel mit diesen Bearbei tungseinheiten sein, dass der Folienträger diese Bearbeitungseinheiten durchlaufen kann und das darin aufgenommene Folienhalbzeug entsprechend bearbeitet werden kann.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeweils zwei benachbarte Folienträger über einen Klapp mechanismus miteinander verbunden sind, und derjenige Folienträger, der jeweils ein unbestücktes Foli enformteil trägt, in einer Klappeinheit umgeklappt wird, um dieses unbestückte Folienformteil auf das be stückte Folienformteil zu klappen, und im Nachgang wieder zurückgeklappt wird. Auch kann vorgesehen sein, dass jeder zweite Folienträger mit einer wie auch immer gearteten Markierung versehen ist, die an-
gibt, dass dieser Folienträger bestückt oder nicht bestückt werden soll. Auf diese Weise kann insbeson dere eine robotergestützte Bestückung, beispielsweise mit Hilfe eines Deltaroboters, sinnvoll unterstützt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Fördereinheit als kontinuierliche Fördereinheit ausgebildet ist und insbesondere ein umlaufendes Förderband, eine umlaufende Förderkette oder eine rotierende För derplatte umfasst. Hierdurch wird eine kontinuierliche Förderung der Folienträger zwischen den Bearbei tungsbereichen und damit eine verbesserte Taktzeit erreicht, was neben dem Vorteil eines geringeren Ausschusses insbesondere einen höheren Output ermöglicht.
Allgemein gesprochen weist die Fördereinheit somit ein umlaufendes Trägersystem für die Folienträger und damit die darin aufgenommenen Folienhalbzeuge auf. Die Folienträger können dabei auf unter schiedlichste Weise an dem zugehörigen kontinuierlich umlaufenden Trägersystem befestigt sein. Bei spielsweise ist es denkbar, bei paarweise über einen Klappmechanismus verbundenen Folienträgern nur denjenigen Folienträger zu befestigen, der in der Beladeeinheit mit einem Lebensmittelprodukt bestückt wird und somit von der Klappeinheit nicht umgeklappt wird.
Das Trägersystem kann weiterhin aus unterschiedlichsten Materialien hergestellt sein. So ist es bei spielsweise denkbar, ein Förderband oder eine Förderkette aus Kunststoff vorzusehen. Auch kann die Wahl von Metallketten oder-bändern sinnvoll sein. Im Falle einer rotierenden Förderplatte kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Folienträger nur in einem äußeren umlaufenden Bereich ringförmig angeord net sind und die restliche Förderplatte zur Gewichtseinsparung mit Ausnehmungen versehen ist. Auch hier können selbstverständlich unterschiedlichste Materialien zum Einsatz kommen.
Um den klappbaren Folienträger in seiner Ausgangsstellung, d.h. in einer Stellung, in der er mit einem Folienstück beladen werden kann, an dem Trägersystem zu sichern, kann eine formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindungsart vorgesehen sein. So ist es beispielsweise denkbar, über eine lösbare Rastverbindung einen lösbaren Formschluss bereitzustellen, der in der Klappeinheit durch entsprechen den Krafteinsatz gelöst und nach dem Umklappen beim Zurückklappen wieder hergestellt werden kann. Alternativ ist es auch denkbar, eine Magnetverbindung oder Klettverbindung als kraftschlüssige Verbin dung zwischen dem Folienträger und dem zugehörigen Trägersystem der Fördereinheit vorzusehen, die wiederum einfach lösbar ist und zugleich den Folienträger in seiner Ausgangsposition sichert.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Werkzeugteil des Werkzeugsystems, insbesonde re das Werkzeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil, in wenigstens einer Richtung quer zur Bearbei tungsrichtung schwimmend gelagert ist.
Bedingt durch das mehrteilige Werkzeugsystem ist es notwendig, in den einzelnen Bearbeitungseinheiten die Werkzeugteile für eine saubere und sichere Bearbeitung sehr genau zusammen zu führen. Um eine leichte Fehlpositionierung der Werkzeugteile zueinander auszugleichen, kann eine schwimmende Lage-
rung bei einem oder mehreren der Werkzeugteile des Werkzeugsystems vorgesehen sein. Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Werkzeugmittelteil das führende System darstellt, d.h. die Referenz, und dass das Werkzeugunterteil und das Werkzeugoberteil sich an dem Werkzeugmittelteil ausrichten. Bei dieser Ausführungsform kann die schwimmende Lagerung an dem Werkzeugunterteil und/oder dem Werkzeugoberteil vorgesehen sein.
Diese kann beispielsweise mit Hilfe von einer Adapterplatte erreicht werden, die mit dem Werkzeugunter teil bzw. dem Werkzeugoberteil derart verbunden ist, dass sie eine Relativbewegung quer zur Bearbei tungsrichtung des Werkzeugs zulässt. Die Bearbeitungsrichtung bezeichnet dabei die Richtung, in welche die Werkzeugteile, d.h. insbesondere die zusammenwirkenden Werkzeugteile des Werkzeugsystems bei einem Bearbeitungsschritt bewegt werden, um eine Bearbeitung des Folienhalbzeugs zu ermöglichen. Im Falle einer Formeinheit oder einer Schneideinheit kann dies insbesondere eine Hubbewegung sein.
Um ein Zusammenführen der Werkzeugteile des Werkzeugsystems während eines Bearbeitungsschrittes zu erleichtern, kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens ein Werkzeugteil, insbesondere das Werk zeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil, Fügeschrägen aufweist, bzw. aufweisen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich zu den Fügeschrägen, Führungshilfen, beispielsweise in Form von einer vorspringenden Struktur an einem der Werkzeugteile, die in eine korrespondierende Auf nahmestruktur an einem anderen der Werkzeugteile einzutauchen vermag, vorgesehen sind, um eine zu verlässige Ausrichtung der Werkzeugteile während eines Bearbeitungsschrittes sicherzustellen.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Variante kann vorgesehen sein, dass das Werkzeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil einer Bearbeitungseinheit zumindest abschnittsweise entlang der Förderrichtung des Werkzeugmittelteils hin und her bewegbar sind. Auch diese Maßnahme dient insbesondere dazu, ei nen kontinuierlichen Betrieb einer solchen Verpackungsvorrichtung zu ermöglichen, die als Bearbei tungseinheiten Werkzeugsysteme gemäß der Erfindung nutzt. So erfolgen die Bearbeitungsschritte For men, Schneiden und Fügen in der Regel innerhalb eines gewissen Zeitfensters, innerhalb dessen eine Relativbewegung zwischen dem Werkzeugmittelteil und den Werkzeugunter- und -Oberteilen nachteilig wäre. Somit muss zumindest für die Zeitdauer des jeweiligen Bearbeitungsschritts das Werkzeugmittelteil relativ zu dem Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil der Bearbeitungseinheit Stillstehen.
Im Stand der Technik wird ein diskontinuierlicher Betrieb vorgeschlagen, bei dem beispielsweise der Takttisch (WO 2017/144664 A1 ) während des jeweiligen Bearbeitungsschrittes stillsteht. In der Folge richtet sich der Stillstand des Takttisches auch nach der längsten Bearbeitungszeit, wodurch ein zusätzli cher Zeitverlust entsteht.
Gemäß dieser Weiterbildung kann durch die Bewegbarkeit der Werkzeugteile einer Bearbeitungseinheit entlang der Förderrichtung des Werkzeugmitteilteils (zumindest über eine vorgegebene Streckenlänge) ein kontinuierlicher Betrieb ohne unerwünschte Stillstandszeiten erreicht werden.
Der Antrieb des Werkzeugmittelteils kann dabei beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 20m/min bis zu 30m/min laufen. Selbstverständlich sind jedoch auch Vorrichtungen denkbar, bei denen der Antrieb mit einer höheren Geschwindigkeit als 30m/min oder mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als 20m/min läuft.
Je nach Bearbeitungszeit in einer Bearbeitungseinheit kann an der Geschwindigkeit, mit der der Antrieb des Werkzeugmittelteils läuft, auch die zurücklegbare Streckenlänge für das jeweils mitzubewegende Werkzeugteil der Bearbeitungseinheit, d.h. das Werkzeugunterteil und/oder das Werkzeugoberteil, be messen werden. Die Rückforderung der in Förderrichtung des Werkzeugmittelteils mit diesem bzw. die sen während des Bearbeitungsvorgangs mitbewegten Werkzeugteil(en) der Bearbeitungseinheit kann dabei mittels eines separaten Antriebs oder beispielsweise über eine Rückstelleinrichtung erfolgen, die insbesondere einen elastischen Mechanismus zur Rückführung nutzt. Denkbar hierfür sind beispielswei se Spiralfedern oder dergleichen.
Gemäß einer Weiterbildung kann sowohl für das Werkzeugsystem als auch die Verpackungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers einen Aufnahmebereich umfasst, und dass wenigstens ein Werkzeugteil einer der Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrichtung fallweise in dem Aufnahmebereich des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers aufgenommen sein kann, wobei insbesondere der Aufnahmebereich des Werkzeugmittelteils bzw. Folien trägers eine Innenkontur aufweist, die mit einer entsprechenden Außenkontur des jeweiligen Werkzeug teils der jeweiligen Bearbeitungseinheit korrespondiert.
Die vorgesehene wenigstens eine Schnittstelle dient dazu, die Kompatibilität des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers mit Werkzeugteilen der Bearbeitungseinheiten zu ermöglichen. Dabei kann die Schnittstelle unter anderem einen Aufnahmebereich umfassen, in dem fallweise, d h. dann, wenn das Werkzeugmittelteil bzw. der Folienträger im Bereich einer bestimmten Bearbeitungseinheit angelangt ist, ein Werkzeugteil der zugehörigen Bearbeitungseinheit in dem Aufnahmebereich zumindest teilweise auf genommen wird. So kann beispielsweise eine Matrize in einen solchen Aufnahmebereich ein- und ausge fahren werden, um mit einem Stempel der Formeinheit zusammenzuwirken.
Um eine definierte und sichere Aufnahme zu gewährleisten, kann eine Abstimmung der Innenkontur des Aufnahmebereichs auf die entsprechende Außenkontur des jeweiligen Werkzeugteils vorgesehen sein. Auf diese Weise kann auch sichergestellt werden, dass nur in einer gewünschten Position der Werkzeug teile zueinander bzw. des Folienträgers zu den Werkzeugteilen einer Bearbeitungseinheit eine Bearbei tung erfolgen kann. Hierdurch kann eine Fehlstellung zu einer Unterbrechung des Bearbeitungsprozes ses führen, ohne dass hierfür erst Ausschuss produziert und detektiert werden muss.
Zusätzlich können selbstverständlich auch weitere Schnittstellen in unterschiedlicher Ausprägung vorge sehen sein, die an unterschiedliche Werkzeugteile der unterschiedlichen Bearbeitungseinheiten ange passt sind.
Bei einer spezifischen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Werkzeugmittelteil bzw. der Fo lienträger im Wesentlichen plattenförmig mit einer im Wesentlichen zentralen Durchgangsöffnung als Aufnahmebereich ausgebildet ist, wobei insbesondere im Bereich der zentralen Durchgangsöffnung ein umlaufender Formbereich mit einer Phase von etwa 45 Winkelgrad vorgesehen sein kann, der in die Durchgangsöffnung mündet.
Die plattenförmige Ausbildung eines Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers ermöglicht die Bereitstellung eines ebenen Auflageabschnittes an einer der Stirnseiten des plattenförmigen Aufbaus, auf den ein Foli enzuschnitt abgelegt werden kann. Weiterhin kann eine bezogen auf den Auflageabschnitt im Wesentli chen zentrale Durchgangsöffnung dazu dienen, dass Bearbeitungswerkzeugteile einer Bearbeitungsein heit, z. B. ein Stempel und eine Matrize von beiden Seiten des Folienzuschnitts (z.B. durch die zentrale Durchgangsöffnung des plattenförmigen Aufbaus hindurch) direkt oder indirekt auf den Folienzuschnitt einwirken können, um diesen zu bearbeiten. Dabei kann in der zentralen Durchgangsöffnung beispiels weise nur ein Werkzeugteil aufgenommen sein. Alternativ können während des Bearbeitungsschrittes auch beide Werkzeugteile, d.h. Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil gemeinsam darin zumindest ab schnittsweise aufgenommen sein.
Eine denkbare Weiterbildung kann darin bestehen, dass zusätzlich im Bereich der zentralen Durch gangsöffnung ein Formbereich in der Art einer Fase von etwa 45 Winkelgrad vorgesehen sein kann, der in die Durchgangsöffnung mündet. Selbstverständlich kann auch eine in ihrer Neigung davon abweichen de Fase sinnvoll sein; so kann beispielsweise eine umlaufende Fase von etwa 30 Winkelgrad, 60 Winkel grad oder irgendeiner Gradzahl dazwischen, kleiner als 30 Winkelgrad oder größer als 60 Winkelgrad vorgesehen sein. Der Formbereich mit einer solchen Fase erleichtert zum einen in der Art einer Füge schräge das Zusammenführen der Werkzeugteile des Werkzeugsystems und kann zum anderen in Kom bination mit beispielsweise einem entsprechenden Formstempel dazu benutzt werden, das Folienhalb zeug in diesem Bereich anzulegen bzw. umzuknicken. So kann beispielsweise, wie im Nachgang näher erläutert wird, ein sich in den Fügeebenen der beiden Folienformteile bildender Rand je nach Wahl der Verpackungsgeometrie optisch störend wirken. Um diesen Effekt zu verringern kann in einem gesonder ten Bearbeitungsschritt, beispielsweise nach dem Fügen der Formteile und einem abschließenden Zu schnitt der verbleibende Rand in einem Randanlegeverfahren angelegt werden. Hierzu kann in einfacher Weise ein entsprechender umlaufender Formbereich vorgesehen sein, der beispielsweise in die Durch gangsöffnung mündet. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass ein solcher Formbereich mit einem vorgegebenen Abstand zu der Durchgangsöffnung an dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger vorge sehen ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Fo lienträgers eine umlaufende Schneidnut und/oder wenigstens zwei Spannausnehmungen aufweist. Der Vorteil einer entsprechenden Schneidnut besteht darin, dass diese mit einem korrespondierenden
Schneidmesser einer Schneideinheit derart Zusammenwirken kann, dass ein sauberer Randabschnitt vor oder nach Fügen der Folienhalbzeuge erfolgen kann.
Mit Hilfe von wenigstens zwei Spannausnehmungen indes ist es möglich, eine besonders einfache und sichere Fixierung eines Folienzuschnitts bzw. eines Folienhalbzeugs auf den Folienträgern bzw. Werk zeugmittelteilen zu ermöglichen. So ist bekannt, dass das geringe Gewicht eines Folienzuschnitts in Ver bindung mit der im Verhältnis großen Fläche einer Verpackungsfolie diese besonders anfällig für ein Ver rutschen beim Transport macht. Bekannte Verfahren nutzen daher beispielsweise Unterdrück, um die Fo lienzuschnitte über Vakuumförderbänder oder dergleichen zu transportieren. Diese Lösungen haben je doch den Nachteil, dass sie ein umfangreiches, zusätzliches Maschinenequipment erfordern, wodurch wiederum Komplexität und Kosten erhöht werden.
Im Unterschied hierzu wird vorgeschlagen, dass der Folienzuschnitt in einem anderweitig nicht genutzten Abschnitt, d.h. nicht im Bereich des Formabschnitts, der später das Lebensmittelprodukt aufnehmen soll, während des Transports mit dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger verstemmt wird. Hierzu weist die weitere Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers wenigstens zwei Spannausnehmungen auf, in die korrespondiere Formstempel einfahren können. Die zwischen dem Formstempel und der zu gehörigen Spannausnehmung auf dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger aufliegende Folie wird auf diese Weise in die zugehörige Spannausnehmung eingedrückt und verstemmt den Folienzuschnitt mit dem Werkzeugmittelteil. Hierdurch entsteht ein Formschluss, bei dem die beiden Verbindungspartner Fo lie und Spannausnehmung ineinandergreifen und ein Lösen verhindern.
Die Spannausnehmungen können insbesondere zu der Folienebene angestellt sein, d.h. ihre Längser streckung ist hierzu in einem Winkel von 30 bis 60 Winkelgrad geneigt, so dass es zu einem Umgreifen der Folie mit dem Werkzeugmittelteil kommt. In einer besonders einfachen Ausführungsform werden die Spannausnehmungen durch Bohrungen mit kreisförmigen Querschnitt gebildet, deren Längsachse opti maler Weise in einem Winkel von 30 Grad bis 60 Grad zur Folienebene geneigt ist. Dabei können die Spannausnehmungen bzw. deren Längsachsen insbesondere einen Winkel von etwa 60 bis 120 Winkel grad Grad zwischen sich einschließen. Alternative Ausgestaltungsvarianten, beispielsweise eine oder mehrere Spannausnehmungen mit einem Querschnitt mit einer komplexeren Kontur und einem Form stempel mit einer entsprechenden Gegenkontur sind selbstverständlich ebenso denkbar wie Spannaus nehmung, die in einem abweichenden Winkel zur Folienebene angestellt sind.
Eine alternative oder zusätzliche Lösung kann darin bestehen, dass die Verpackungsvorrichtung ferner eine Sicherungsanordnung zur Fixierung der Folienhalbzeuge der Folienverpackung während des Trans ports zwischen den Bearbeitungseinheiten aufweist, wobei die Sicherungsanordnung oberhalb der För dereinheit angeordnet ist, um die Folienhalbzeuge der Folienverpackung zwischen sich und den Folien trägern der Fördereinheit sichernd zu klemmen. Die Sicherungsanordnung kann unterschiedliche Bauteile zum Klemmen umfassen, beispielsweise dünne Bleche oder Riemenbänder, die oberhalb der Folienträ ger der Fördereinheit mit der Geschwindigkeit der Fördereinheit laufen, um eine Reibung zwischen Foli-
enhalbzeug und der Sicherungsanordnung zu vermeiden. Im Bereich der Bearbeitungseinheiten ist eine Sicherung der Folienhalbzeuge nicht erforderlich, weshalb die Sicherungsanordnung im Bereich der Be arbeitungseinheiten unterbrochen sein kann
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Fo lienträgers einen separat ausgebildeten Funktionsring aufweist, der insbesondere den umlaufenden Formbereich und/oder die umlaufende Schneidnut und/oder die Spannausnehmungen aufweisen kann. Es ist weiterhin auch denkbar, dass der Funktionsring zusätzlich zu einem als zentrale Durchgangsöff nung ausgebildeten Aufnahmebereich vorgesehen ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der Funktionsring im Wesentlichen konzentrisch zu der zentralen Durchgangsöffnung angeordnet ist. Es ist auch denkbar, dass der Funktionsring in seiner Innenkontur an die Außenkontur der Durchgangsöffnung angepasst ist.
Durch das Vorsehen eines separat ausgebildeten Funktionsrings ist es möglich, das Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger einfach und schnell an unterschiedliche Gegebenheiten der Verpackungsvorrichtung anzupassen und im Falle einer lösbaren Anbringung an dem Werkzeugmittelteil bzw. Folienträger auch einfach umzurüsten. Weiterhin können durch eine entsprechende Materialwahl des Funktionsrings die sem weitere Funktionen zugeordnet werden, beispielsweise eine Verringerung oder Erhöhung der Rei bung, Anpassung der benötigten Steifigkeit oder Elastizität und dergleichen.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kann zudem vorgesehen sein, dass die Verpackungsvorrichtung ferner wenigstens ein Formstempel mit einer entsprechenden Formkontur aufweist, die mit einer Formkontur des umlaufenden Formbereichs oder mit einer Formkontur der Spannausnehmungen korrespondiert, so dass der wenigstens eine Formstempel zumindest abschnittsweise in den umlaufenden Formbereich o- der in eine der Spannausnehmungen einzutauchen vermag.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Fördereinheit einer Verpackungsvorrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung insbesondere ein Antriebssystem mit einer Sensorik zur Feststellung der Position der angetriebenen Folienträger und/oder zur Feststellung des zurückgelegten Weges der angetriebenen Folienträger aufweist. Dies stellt eine zweite Maßnahme dar, um zu ermöglichen, dass die einzelnen Werkzeugteile während der Bearbeitungsschritte genau zusammengeführt werden können. Mit Hilfe einer entsprechenden Sensorik ist eine möglichst genaue Vorpositionierung der Werkzeugteile zueinander möglich.
Insbesondere dann, wenn die Fördereinheit ferner eine Antriebseinheit zum Hin- und Herbewegen we nigstens eines Werkzeugteils einer Bearbeitungseinheit zumindest abschnittsweise entlang der Förder richtung des Folienträgers aufweist, kann mit Hilfe dieser Antriebseinheit das entsprechende angetriebe ne Werkzeugteil einer Bearbeitungseinheit anhand der Positionsdaten, die von der Sensorik bereitgestellt werden, mit hoher Positionsgenauigkeit zu dem angetriebenen Folienträger ausgerichtet werden.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verpackungsvorrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 39.
Durch die dabei vorgesehene Aufteilung der Fördereinheit in diskontinuierlich betriebene Abschnitte, kon tinuierlich betriebene Abschnitte und Abschnitte, in denen eine Synchronisierung der diskontinuierlich be triebenen Abschnitte mit den kontinuierlich betriebenen Abschnitten stattfindet, wird nicht nur eine zu je dem Zeitpunkt bzw. in jedem Abschnitt optimale Geschwindigkeit der Fördereinheit erreicht, sondern es ist durch die Synchronisierung auch sichergestellt, dass die kontinuierliche Bewegung ohne zu große Be schleunigung und dennoch mit hoher Leistung in die diskontinuierliche Bewegung übergeht und umge kehrt. Dadurch lassen sich die oben erläuterten Vorteile eines diskontinuierlichen Betriebs vor allem wäh rend des Umformvorgangs des Folienhalbzeugs nutzen, während im kontinuierlichen Betrieb der Trans port und das Beladen des Folienhalbzeugs erfolgen kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser Verpackungsvorrichtung kann darin bestehen, dass die Fördereinheit biegeschlaffe Antriebselemente zur Bildung der kontinuierlich betriebenen Abschnitte, der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte und der Abschnitte aufweist, in denen die Synchronisierung der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte mit den kontinuierlich betriebenen Abschnitten stattfindet. Diese biegeschlaffen Antriebselemente, wie zum Beispiel Riemen, stellen eine einfache und zuverlässige Möglichkeit dar, die beschriebene Synchronisierung zwischen den einzelnen Abschnitten der Förderein heit zu realisieren.
Wenn dabei die biegeschlaffen Antriebselemente mittels elektronisch angesteuerten Elektromotoren, wie zum Beispiel Servomotoren, ansteuerbar sind, so ergibt sich eine besonders einfache und zuverlässige Steuerung des gesamten mit der Verpackungsvorrichtung durchführbaren Verfahrens zur Verpackung der Lebensmittelprodukte.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Die Fi guren zeigen mehrere Merkmale der Erfindung in Kombination miteinander. Selbstverständlich vermag der Fachmann diese jedoch auch losgelöst voneinander zu betrachten und gegebenenfalls zu weiteren sinnvollen Unterkombinationen zu kombinieren, ohne dass er hierfür erfinderisch tätig werden müsste.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Lebensmittelprodukte beschränkt, sondern kann auch bei Verpa ckungsvorrichtungen zur Verpackung von Produkten aller Art zur Anwendung kommen.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 A, 1 B eine erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Form einheit in stark schematisierter Seitendarstellung und Draufsicht in unterschiedlichen Ausführungsformen;
Fig. 2A ein beispielhaftes Werkzeugsystem der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung gemäß der Figuren 1 A und 1 B zum Vercrimpen und zur Transportsicherung eines Fo lienhalbzeugs auf einem Folienträger;
Fig. 2B eine Detailansicht des Details B gemäß Fig. 2A oder 2C; Fig. 2C eine Variante des Werkzeugsystems gemäß Fig. 2A; Fig. 3 eine isometrische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines
Werkzeugsystems der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung gemäß der Figu ren 1 A und 1 B;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Werkzeugsystems gemäß Fig. 3;
Figuren 5A, 5B das Zusammenspiel von Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil eines Werkzeug systems gemäß den Figuren 3 und 4 beim Formvorgang;
Figuren 6A, 6B eine Seitenansicht und eine Schnittansicht des Werkzeugsystems gemäß den Figuren
5A und 5B;
Fig. 7A eine Schnittansicht eines weiteren beispielhaften Werkzeugsystems der erfindungs gemäßen Verpackungsvorrichtung in geschnittener Darstellung;
Fig. 7B eine Detailansicht des Details B gemäß Fig. 7A oder 7C; Fig. 7C eine alternative Ausgestaltungsvariante des Werkzeugsystems gemäß Fig. 7A; Fig. 8A eine isometrische Darstellung eines weiteren beispielhaften Werkzeugsystems der
Verpackungsvorrichtung zur Illustration der schwimmenden Lagerung eines der Werk zeugteile des Werkzeugsystems;
Fig. 8B eine Draufsicht auf das Werkzeugsystem gemäß Fig. 8A; Fig. 8C eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie C-C gemäß Fig. 8B;
Fig. 8D eine Detailansicht eines Details D der Fig. 8C;
Fig. 9A eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Werkzeugsystems der erfindungs gemäßen Verpackungsvorrichtung gemäß der Figuren 1A und 1 B zum Anlegen eines Randabschnitts der Verpackung;
Fig. 9B eine Detailansicht des Details B gemäß Fig. 9A oder 9C;
Fig. 9C eine alternative Ausgestaltungsvariante des Werkzeugsystems gemäß Fig. 9A;
Figuren 10A, 10B eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Formeinheit bei einem ersten Form schritt (Fig. 10A) und bei einem weiteren abschließenden Formschritt (Fig. 10B) ;
Fig. 11 eine alternative Ausführungsform des Werkzeugsystems der Verpackungsvorrichtung;
Figuren 12A, 12B eine alternative Ausführungsform einer Sicherungsanordnung zur Fixierung der Foli enhalbzeuge;
Figuren 13A - 13C mehrere Schritte bei einem weiteren Verfahren zum Formen von Folienformteilen der
Folienverpackung;
Fig. 14 eine weitere alternative Ausführungsform des Werkzeugsystems und der Verpa ckungsvorrichtung; und
Fig. 15 ein Detail aus Fig. 14.
Die Figuren 1 A und 1 B zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Verpa ckungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Formeinheit in Seitendarstellung und Draufsicht. Dabei zeigt die Fig. 1 B eine alternative Ausgestaltungsvariante der Verpackungsvorrichtung gemäß Fig. 1 A, weshalb gleiche Merkmale mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, diesen jedoch die Ziffer„1“ vorangestellt ist.
In einem in Förderrichtung RF ersten Bereich A (in Fig. 1 rechts dargestellt), dem sogenannten Abrollbe reich A, wird eine bandförmige Folie F von einem Foliencoil Fc abgerollt.
Als Folienmaterial kann beispielsweise eine Alufolie, eine Alufolie, die beispielsweise mit einer Siegel schicht kaschiert ist, formbares Papier, das ggf. ebenfalls mit einer Siegelsicht kaschiert ist, oder Kunst stofffolie verwendet werden. Dabei muss die Folie nicht bei Raumtemperatur flexibel sein, sondern kann die dargestellte Flexibilität auch erst in höheren Temperaturbereichen aufweisen. In diesem Fall kann be reits im Abrollbereich A oder in einem sich in Förderrichtung RF daran anschließenden Bereich B, vorlie gend als Beruhigungsbereich B bezeichnet, thermisch durch Heizelemente oder dergleichen auf die Folie
eingewirkt werden. Alternativ ist es selbstverständlich ebenfalls denkbar Kunststoffplatten oder derglei chen zur Materialförderung anstelle eines Foliencoils zu verwenden. Diese können gleichermaßen in dem ersten Bereich A oder dem sich in Förderrichtung RF daran anschließenden Bereich B thermisch erwärmt und dadurch umformbar gemacht werden.
In der dargestellten Ausführungsform wird das Foliencoil auf einen Dorn geschoben. Dieser ist insbeson dere einseitig gelagert, so dass ein Schnellwechsel bei Folienende erfolgen kann. Das Foliencoil wird ge gen einen Anschlag geschoben. Die Rolle kann durch einen zweiten Klemmring fixiert werden. Nach dem Abrollen einer Folienschlaufe (im Abrollbereich A der Fig. 1 gezeigt) wird die Folie F in die Verpackungs vorrichtung 10 eingeführt. Dies ist notwendig, um die Folie spannungslos zu halten, da sie sonst reißen könnte. Die Schlaufengröße bzw. das Durchhängen der Folie F im Abrollbereich A kann beispielsweise über einen Sensor ermittelt werden.
Im Einlaufbereich der Verpackungsvorrichtung 10, d.h. im Beruhigungsbereich B, soll sich die Folie F im Geradeauslauf beruhigen. Flierzu wird sie über eine vorbestimmte Länge seitlich geführt, so dass leichte Schrägstellungen beim Folieneinlauf korrigiert werden können.
Gegebenenfalls kann ein Druckmarkensensor am Ende des Beruhigungsbereichs B vorgesehen sein, der die Position der durchlaufenden Folie erkennt. In Abhängigkeit der Position kann die Folie dann be schleunigt oder gebremst werden. Dies geschieht in der gezeigten Ausführungsform mit Hilfe von zwei Folienwalzen (im Beruhigungsbereich B der Fig. 1 auf der linken Seite schematisch dargestellt), zwischen denen die Folie F hindurchläuft. Die Fördergeschwindigkeit der Folie F im Bereich dieser Folienwalzen kann als Referenzgeschwindigkeit an eine nachfolgende Fördereinheit 18 der Verpackungsvorrichtung 10 weitergegeben werden.
Alternativ kann die Folie auch über Fixierbänder bzw. Riemenbänder 186, 188 gebremst oder beschleu nigt werden, die beispielsweise oberhalb der Fördereinheit 18 laufen können (vgl. auch Fig. 1 B).
Anschließend wird die Folie F über die Fördereinheit 18 durch die Verpackungsvorrichtung 10 gefördert. Dabei durchläuft die Folie F zusammen mit der Fördereinheit 18 die nachfolgend genannten Einheiten: Formeinheit 12, Einheit zum Bestücken und Umklappen 14, sowie Schließeinheit 16.
Die Fördereinheit 18 umfasst eine Anzahl von Folienträgern 20, die über ein umlaufendes Fördersystem, beispielsweise ein Förderband, eine Förderkette oder auch eine rotierende Förderplatte kontinuierlich durch die Verpackungsvorrichtung 10 gefördert werden. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Förderkette 22 vorgesehen, an der die Folienträger 20 angebracht sind.
Wie in Fig. 1 im Bereich der Einheit zum Bestücken und Klappen 14 gezeigt ist, können jeweils zwei be nachbarte Folienträger 20 paarweise über ein Klappgelenk 20a miteinander verbunden sein. In diesem Fall reicht es aus, dass der beispielsweise vorlaufende Folienträger 20 fest mit dem umlaufenden Förder-
System, d.h. beispielsweise der Förderkette 22, verbunden ist, während der jeweils nachlaufende Folien träger 20, der über das Klappgelenk 20a auf den vorlaufenden Folienträger 20 umgeklappt werden kann (angedeutet durch die beiden Klapppfeile K), lösbar an dieser angebracht sein kann. Auf diese Weise wird ein gewünschtes Umklappen eines der Folienträger, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, ermöglicht.
Um die Folie F bzw. die Folienhalbzeuge FH, welche auf den jeweiligen Folienträgern 20 befestigt sind, während des Transports zu fixieren, gibt es mehrere Möglichkeiten. So ist es möglich, diese beispielswei se über ein erzeugtes Vakuum zu fixieren. Dabei weisen die einzelnen Folienträger beispielsweise Saug bohrungen auf, über die die Folie angesaugt werden kann. Das Vakuum kann über ein unter dem Folien träger montiertes Vakuumgebläse oder dergleichen erzeugt werden (nicht dargestellt).
Alternativ oder zusätzlich können die Folienstücke in der Formeinheit 12 durch Schneiden und/oder For men in die Folienträger 20 verprägt werden, d.h. formschlüssig mit diesem verbunden werden. Auf diese Lösung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 2A bis 2C näher Bezug genommen.
Alternativ oder zusätzlich besteht eine weitere Möglichkeit darin, Führungen (vgl. Fig. 1 B) oberhalb der Folie bzw. der Folienhalbzeuge und außerhalb des Bearbeitungsbereichs der Werkzeuge anzubringen. Die Führungen können beispielsweise dünne Blechen oder Riemenbänder 186, 188 umfassen, die fest am Maschinenrahmen montiert sind. Die Riemenbänder 186, 188 laufen insbesondere mit derselben Ge schwindigkeit wie die Folienträger 20.
Unter diesen Führungen und oberhalb der Folienträger läuft die Folie. In den jeweiligen Bearbeitungsein heiten ist die Führung entsprechend ausgespart, so dass sie nicht mit den Bearbeitungswerkzeugen kol lidieren können.
In der in Fig. 1 B gezeigten Darstellung läuft die Folie F zwischen den jeweiligen Riemenbändern 186, 188 und der Fördereinheit 1 18 und wird durch die Riemenbänder derart gegen die Folienträger 120 gedrückt, dass sie nicht während des Transports verrutschen oder wegfliegen kann. Sobald die Folienhalbzeuge FH dann im Bereich 14 mit Produkten bestückt und gemeinsam zu einer Folienverpackung zusammenge klappt bzw. gefügt sind, ist eine gesonderte Führung nicht mehr unbedingt erforderlich. Die geformte Ver packung wird schwerkraftbedingt (infolge des aufgenommenen Produkts) sicher an dem Folienträger ge halten.
In der Formeinheit 12, auf die unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 6B und 10A, 10B ? ferner ausführ lich Bezug genommen wird, wird die im Wesentlichen ebene Folie F segmentiert, d.h. von der Folienbahn wird ein Stück Folie abgeschnitten. Dies wird mit Hilfe eines Segmentschneidmessers 34 erreicht, das sich in einer Hubbewegung Z relativ zu dem Folienträger 20 zu bewegen vermag. Das abgeschnittene Stück Folie bzw. Folienhalbzeug FH liegt auf dem sich kontinuierlich bewegenden Folienträger 20 auf und fährt in den Bearbeitungsbereich des Formwerkzeugs, dass sich aus einem Formstempel 30 und einer
korrespondierenden Matrize 32 zusammensetzt. Um die Faltenbildung beim Formvorgang zu reduzieren, kann zusätzlich ein Niederhalter vorgesehen sein (vorliegend nicht dargestellt), der die Folie F zwischen sich und der Auflagefläche des Folienträgers 20 klemmt.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Formvorgang durchgeführt wird, bevor die Folie segmentiert wird. In diesem Fall dient hierzu nicht das dem Formstempel 30 in Förderrichtung RF vorgeschaltete Segmentmesser 34a, sondern ein diesem nachgeschaltetes Schneidmesser 34b. Im Nachgang zu dem Formvorgang kann die vorgeformte Folie, ob segmentiert oder nicht, auch endgeschnitten werden, d.h., dass mit Hilfe eines schematisch dargestellten Endschneidmessers 36 das vorgeformte Folienhalbzeug FH mit der gewünschten Endkontur aus der Folie ausgeschnitten wird. Bei der unter Bezugnahme auf die Figuren 7A bis 7C beschriebenen Variante mit einer Schneideinheit erfolgt der Schritt des Endschneidens jedoch im Bereich der Schließeinheit 16, d.h. nach dem Bestücken und Klappen der Formhalbzeuge. Grundsätzlich ist es auch denkbar, den Schritt des Segmentschneidens als letzten Bearbeitungsschritt, d.h. nach dem Formen und Endschneiden durchzuführen.
Wird der Schritt Endschneiden im Bereich der Formeinheit 12 durchgeführt, so kann das Endschneiden im selben Hub, d.h. mit derselben Hubbewegung Z durchgeführt werden, in der auch die Formung durch geführt wurde.
Wie in Fig. 1 ebenfalls deutlich zu erkennen, sind die Bearbeitungswerkzeuge der Formeinheit 12, d.h. sowohl die Kombination aus Formstempel 30 und Matrize 32, als auch die Schneidmesser 34 und 36 nicht nur in Hubrichtung Z, sondern auch in Richtung X bewegbar gehalten, d.h. sie können sich mit dem kontinuierlich bewegten Folienträger 20 in Richtung der Förderrichtung RF mitbewegen. Zur Ermöglichung einer solchen Bewegung kann insbesondere ein Antrieb vorgesehen sein, der in der beispielhaften Dar stellung der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 24 versehen ist und eine Bewegung in Richtung X ermöglicht. Hierzu kann wie beispielsweise in Fig. 2 schematisiert dargestellt, der Antrieb 24 über Kraftangriffspunkte 26 und 28 mit Schlitten der jeweiligen Bearbeitungswerkzeuge verbunden.
Alternativ oder zusätzlich kann insbesondere die Rückstellung der Bearbeitungswerkzeuge auch mittels einer elastischen Rückstelleinheit (nicht dargestellt) erfolgen.
Die Einheit zum Bestücken und Klappen 14 ist in der dargestellten Ausführungsform der Fig. 1 nur ange deutet dargestellt. Die vorgeformten Folienhalbzeuge FH können nach dem Formen mit Lebensmittelpro dukten oder Produkten aller Art manuell oder automatisch in diesem Bereich 14 selektiv bestückt werden, d.h. dass jedes zweite Folienhalbzeug FH bei der dargestellten Ausführungsform bestückt wird. In einem weiteren Schritt werden dann jeweils die unbestückten Folienhalbzeuge mittels des klappbaren Folienträ gers 20 auf die bestückten Folienhalbzeuge umgeklappt, wobei das aufgenommene Produkt selbst zur Zentrierung des umgeklappten Folienhalbzeugs FH dient und die nunmehr entleerten Folienträger können dann in einem weiteren Rückklappschritt wieder auf das Fördersystem zurückgeklappt werden. Auf diese
Weise werden die beiden Folienhalbzeuge FH zusammengeführt und bilden ein gemeinsames Gehäuse für das darin aufgenommene Produkt (vgl. z.B. auch Fig. 7A).
In der sich in Förderrichtung RF anschließenden Bearbeitungseinheit, der Schließeinheit 16, werden die beiden Folienhalbzeuge miteinander verbunden. Das Verschließen der vormontierten Verpackung in Form der beiden Folienhalbzeuge, d.h. das Miteinanderverbinden bzw. Fügen, kann sowohl mechanisch als auch thermisch erfolgen. Auch eine Kombination dieser beiden Verfahren ist denkbar. Bezüglich des mechanischen Verschließens wird u. a. auf ein Verfahren gemäß der Druckschrift AT 221906 B verwie sen. Bezüglich eines thermischen Verfahrens wird beispielsweise auf die Druckschrift DE 1 21 1 913 B verwiesen. Ein kombiniertes Verfahren ist beispielsweise aus der Druckschrift US 2012/0204412 A1 im Zusammenhang mit dem Fügen von Metallbauteilen im Automobilbau bekannt.
In der gezeigten Ausführungsform der Fig. 1 A ist beispielhaft eine Schließform 38 als Werkzeugoberteil mit einem Gegenhalter 40 als Werkzeugunterteil gezeigt.
In einem sich Förderrichtung RF anschließenden Entnahmebereich E können die fertig verpackten Pro dukte schließlich entnommen werden. Auch hier sind unterschiedliche Lösungsansätze denkbar, bei spielsweise können sie beim Umlaufen der Folienträger auf eine Rutsche oder dergleichen fallen. Alter nativ können sie selbstverständlich auch manuell oder automatisiert entnommen werden.
Die Figuren 2A und 2C zeigen zwei Varianten für ein erfindungsgemäßes Werkzeugsystem zum Vercr- impen bzw. Verstemmen und damit Fixieren eines Folienhalbzeugs FH auf einem Folienträger 20. Dem gemäß sind die gleichen Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch ist in der zweiten Ausführungsform diesen die Ziffer„1“ vorangestellt.
In der dargestellten Ausführungsform der Figuren 2A und 2B ist ein erfindungsgemäßes dreiteiliges Werkzeugsystem 42 mit einem Werkzeugoberteil 64, einem Werkzeugunterteil 70 und einem Folienträger 20 gezeigt, wobei der Folienträger 20 das Werkzeugmittelteil bildet. In der dargestellten Ausführungsform wird die Auflagefläche des Folienträgers 20 durch einen Funktionsring 48 gebildet, der mit unterschiedli chen Funktionsabschnitten belegt sein kann. Einer dieser Funktionsabschnitte ist in der geneigten Aus nehmung 48a zu erkennen, in die ein Formstempel 46 des Werkzeugoberteils 64 einzutauchen vermag. Ein umlaufender Folienflansch FF liegt im Bereich der Ausnehmung 48 zumindest teilweise auf. Wird nun der Formstempel 46 in die Ausnehmung 48a mit seiner Formspitze 44 eingeführt, so wird der teilweise aufliegende Folienflansch FF von diesem in die Ausnehmung 48a eingeführt, was zu einem Verstemmen des Folienflanschs FF führt. Dadurch, dass die Ausnehmung 48a in einem Winkel ß (vgl. Fig. 2B) zu der Folienauflageebene geneigt ist und dass diese Verformung des Folienflanschs FF auf zwei gegenüberlie genden Seiten des umlaufenden Flanschs FF vorgenommen wird, wird eine sichere formschlüssige Fixie rung des Folienhalbzeugs FH auf dem Folienträger 20 erreicht.
Die Ausführungsform der Fig. 2C unterscheidet sich nur dahingehend von Fig. 2A, dass das Werkzeug unterteil 170 auf andere Weise in dem Werkzeugmittelteil, d.h. dem Folienträger 120 aufgenommen ist. Hierdurch soll insbesondere aufgezeigt werden, dass diese spezifische Lösung zum Vercrimpen oder Verstemmen des Folienhalbzeugs an dem Folienträger zur besseren Fixierung losgelöst von der spezifi schen Ausgestaltung des Folienträgers und des Werkzeugmittelteils 170 zu sehen ist. Dieser Aspekt der Erfindung ist selbstverständlich auch losgelöst von den restlichen Aspekten der Erfindung, insbesondere von der Ausgestaltung des Werkzeugsystems, der Anordnung zum Formen mit einem Niederhalter und dem spezifischen Formverfahren, denkbar und kann dementsprechend auch in anders ausgebildeten Vorrichtungen oder im Zusammenhang mit einem einstufigen Formverfahren zur Anwendung kommen.
In Fig. 3 und den nachfolgenden Figuren 4 bis sowie in den Figuren 10A und 10B ist die Formeinheit 12 der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung 10 detaillierter gezeigt. Diese ist ebenfalls als dreiteili ges Werkzeugsystem mit einem Werkzeugoberteil in Form des Formstempels 30, mit einem Werkzeug unterteil in Form der Matrize 32 und einem Werkzeugmittelteil in Form eines Folienträgers 20 ausgebil det. Auf dem Folienträger 20 liegt eine Folie F auf, die mit Hilfe des Formstempels 30 und der zugehöri gen Matrize 32 umgeformt werden soll. In Fig. 3 ist ebenfalls deutlich zu erkennen, dass der Folienträger 20 eine zentrale Durchgangsöffnung 50 aufweist, die einen Aufnahmebereich für das Werkzeugunterteil, d.h. die Matrize 32 bildet. Um eine orientierte Aufnahme zu ermöglichen, sind ferner Orientierungsauf nahmen 52 vorgesehen, in die korrespondierende Vorsprünge 54 an der Matrize 32 aufgenommen wer den und gegen ein Verdrehen der Matrize relativ zum Folienträger gesichert werden können.
In den Figuren 5A bis 6B wurde auf die Darstellung des Folienträgers 20 zur Vereinfachung der Darstel lung verzichtet. In Fig. 4 ist zu erkennen, dass die Matrize 32 an ihrer formenden Oberseite eine For mausnehmung 56 aufweist, deren Innenkontur im Wesentlichen an eine formgebende Außenkontur 32 des Stempels 30 angepasst ist. Zudem ist sie an ihrer nicht formenden Unterseite eine Halteraufnahme 58 zur Verbindung mit einem die notwendige Hubbewegung Z (vgl. Fig. 1 ) einleitenden Halter versehen.
In den Figuren 5A bis 6B wurde auf die Darstellung des Folienträgers 20 zur Vereinfachung der Darstel lung verzichtet. In Fig. 4 ist zu erkennen, dass die Matrize 32 an ihrer formenden Oberseite eine For mausnehmung 56 aufweist, deren Innenkontur im Wesentlichen an eine formgebende Außenkontur 62 angepasst ist. An ihrer nicht formenden Unterseite ist sie zudem mit einer Halteraufnahme 58 zur Verbin dung mit einem die notwendige Hubbewegung Z (vgl. Fig. 1 ) einleitenden Halter versehen. ??
In den Figuren 10A und 10B ist zudem ein erfindungsgemäßes Formverfahren gezeigt, das sowohl im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung 10 und dem erfindungsgemäßen Werkzeugsystem sinnvoll eingesetzt werden kann, als auch losgelöst davon mit jeder bekannten Formei nheit.
In einem ersten Schritt (vgl. Fig. 10A) werden der Stempel 30 und die Matrize 32 zum Formen der Folie zueinander bewegt werden, d.h. der Stempel 30 wird insbesondere bis zu einem bestimmten Grad in die
Matrize 32 eingefahren, wobei der Mindestabstand zwischen der Stempelaußenkontur 62 und der Matri- zeninnenkontur 56 im zueinanderbewegten Zustand größer ist als die Dicke der zu verformenden Folie. In der gezeigten Darstellung erkennt man, dass die Folie bereits zu einem Folienhalbzeug FH vorgeformt ist, wobei ein Folienflansch Ff, der den vorgeformten Bereich des Folienhalbzeugs FH innerhalb der Mat rize 32 radial umgibt, an der Unterseite eines Niederhalters 90 anliegt.
Anders als im Stand der Technik üblich, weist der Niederhalter 90 bei dem ersten Formschritt einen Min destabstand zu der Auflagefläche 92 der Formeinheit 12 auf, so dass der Folienflansch FF nicht zwischen der Auflagefläche 92 und der Anlagefläche des Niederhalters 90 geklemmt ist. Dies hat, wie auch der Mindestabstand zwischen der Stempelaußenkontur 62 und der Matrizeninnenkontur 56 im zueinander bewegten Zustand, eine verminderte Reibung und damit verminderte Belastung der Folie zur Folge, wodurch das Risiko eines Einreißens der Folie auch bei Verwendung einer vergleichsweise dünnen Folie vermindert werden kann.
Erst in einem weiteren Formschritt (in der gezeigten Darstellung einem abschließenden zweiten Form schritt) werden der Niederhalter 90 und der Stempel 30 in die übliche Formposition gebracht, in der der Abstand zu den jeweiligen Anlage- bzw. Formpartnern, d.h. der Auflagefläche 92 bzw. der Formausneh mung 56, geringer ist als der Mindestabstand im ersten Formschritt, beispielsweise im Wesentlichen der Foliendicke der zu verformenden Folie entspricht.
In der gezeigten Ausführungsform ist der Niederhalter 90 mittels eines elastischen Federsystems 94 ver lagerbar gehalten und kann beispielsweise mittels nicht dargestellter Abstandshalter (Distanzstücke, Dis tanzvorsprünge oder dergleichen) in dem gewünschten Abstand zur Auflagefläche 92 gehalten werden.
In der gezeigten Ausführungsform wird für den zweistufigen Formvorgang ein und dasselbe Stempel- Matrizen-Paar verwendet. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, mehrere Matrizen oder Stempel oder mehrere unterschiedliche Matrizen-Stempel-Paare mit unterschiedlichen Abmessungen zu verwenden, um den gewünschten Effekt des Vorformens in Schritt 10A und des Endformens in Schritt 10B zu erzielen.
In den Figuren 5A bis 6B ist ein weiteres Detail der vorliegenden Erfindung gezeigt. So verfügt in der dar gestellten Ausführungsform die Matrize 32 bzw. 132 über einen elastischen Einsatz 60 bzw. 160, der für eine verbesserte Umformung von insbesondere solchen Formbereichen (critical area CA) dienen soll, die starke Konturübergänge aufweisen.
Auch dieser Aspekt der Erfindung ist, wie das vorstehend beschriebene mehrstufige Formverfahren oder das Vorsehen eines Niederhalters, der in einem ersten Formschritt nicht in Anlage mit dem Folienflansch FF gebracht wird, auch im Zusammenhang mit solchen Werkzeugsystemen denkbar, die nicht dreiteilig ausgebildet sind und bei denen insbesondere nicht der Folienträger 20 ein Teil des Werkzeugsystems bildet, weshalb den Merkmalen in den Figuren 5A und 5B die gleichen Referenzzeichen wie in den übri gen Figuren gegeben wurden, diesen jedoch die Ziffer 1 vorangestellt wurde.
In den Figuren 7A bis 7C ist eine weitere beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeug systems der Verpackungsvorrichtung gezeigt. Dieses betrifft das Endschneiden des Folienhalbzeugs FH mit Hilfe eines Schneidmessers 66 mit einer umlaufenden Schneidkontur. Das Schneidmesser 66 ist an dem Werkzeugoberteil 64 angebracht und wird mit einer Hubbewegung in Richtung Z auf das Werk zeugmittelteil in Form des Folienträgers 20 bewegt. Der Folienträger 20 weist in der dargestellten Ausfüh rungsform einen zusätzlichen Funktionsring 48, der auf dem Folienträger 20 aufliegt und die Auflageflä che für die Folienhalbzeuge bzw. deren umlaufende Folienflansche FF bildet. An dem Funktionsring 48 ist als Funktionsabschnitt eine umlaufende Schneidnut 82 vorgesehen, in die das Scheidmesser 66 einzu tauchen vermag. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die Schneidnut 82 unmittelbar an dem Folienträger 20 auszubilden.
Weiter ist ein Niederhalter 68 gezeigt, der die aneinander anliegenden Folienflansche FF der aufeinander aufliegenden Folienhalbzeuge FH gegen den Funktionsring 48 zu spannen vermag. Hierzu ist der Nieder halter 68 in bekannter Weise federnd am Werkzeugoberteil 64 gelagert, und zwar so, dass er in span nende Anlage, vorzugsweise an die Folienflansche Ff, gelangt, ehe das Schneidmesser 66 in die Schneidnut 82 einzutauchen vermag.
Die Ausführungsform der Fig. 7C unterscheidet sich nur dahingehend von der der Fig. 7A, dass das Werkzeugunterteil 170 unmittelbar an dem Folienträger 120 aufgenommen ist. Demgemäß wurde den Merkmalen in den Figuren 7A und 7C die gleichen Referenzzeichen gegeben, diesen jedoch in Fig. 7C die Ziffer "1 " vorangestellt. Der in Zusammenhang mit den Figuren 7A bis 7C beschriebene Aspekt der Erfindung ist selbstverständlich auch im Zusammenhang mit solchen Werkzeugsystemen denkbar, die nicht dreiteilig ausgebildet sind und bei denen insbesondere nicht der Folienträger ein Teil des Werk zeugsystems bildet. Dieser Aspekt der Erfindung ist selbstverständlich auch losgelöst von den restlichen Aspekten der Erfindung, insbesondere von der Anordnung zum Formen mit einem Niederhalter und dem spezifischen Formverfahren, denkbar und kann dementsprechend auch in anders ausgebildeten Vorrich tungen oder im Zusammenhang mit einem einstufigen Formverfahren zur Anwendung kommen.
Wie in Fig. 7B, einer Detaildarstellung des Details B gemäß Fig. 7A oder 7C besser zu erkennen ist, lie gen der Flanschabschnitt FF des oberen Folienhalbzeugs FH und der Flanschabschnitt FF des unteren Flanschhalbzeugs FH beim Bearbeitungsschritt des Endschneidens eben aufeinander auf und können auf diese Weise in einem gemeinsamen Bearbeitungsschritt endgeschnitten werden. Dies hat zum einen den Vorteil, dass nicht zwei Folienhalbzeuge endgeschnitten werden müssen. Zum anderen wird dadurch je doch auch erreicht, dass der Vorgang des Endschneidens erst dann stattfindet, wenn das aufzunehmen de Produkt bereits in die Folienverpackung aufgenommen und von dieser schützend umschlossen wird. Insbesondere im Zusammenhang mit Lebensmittelprodukten ist dies deswegen von Vorteil, da ein Ein hausen von Folienstückchen, die beim Schneideprozess auftreten können, sicher unterbunden werden kann.
Der Schritt des Endschneidens kann dabei vor dem mechanischen und/oder thermischen Verbinden der Folienhalbzeuge FH erfolgen oder danach. Insbesondere kann bei einem rein mechanischen Verbinden der Folienhalbzeuge, beispielsweise durch Bördeln oder Falzen, das Endschneiden sinnvollerweise vor dem Verbinden erfolgen, während bei einem thermischen Verbinden, beispielsweise durch Siegeln, das Endschneiden sowohl vor als auch nach dem Verbinden erfolgen kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Siegeln vor dem Falzen bzw. Bördeln durchgeführt wird. Außerdem kann vorgesehen sein, dass nur auf einer Seite eine Siegelschicht aufgebracht wird.
Die Figuren 8A bis 8D zeigen beispielhaft, wie eine schwimmende Lagerung zumindest eines der Werk zeugteile eines erfindungsgemäßen Werkzeugsystems ausgeführt sein kann, die eine bessere Ausrich tung der Werkzeugteile während eines Bearbeitungsschritts ermöglicht. So ist in Fig. 8A beispielhaft ein Werkzeugsystem mit einem Werkzeugoberteil 64 und einem Werkzeugunterteil 70 gezeigt. Zur Vereinfa chung der Darstellung wurde auf die Darstellung des Werkzeugmittelteils vorliegend verzichtet.
Das Werkzeugoberteil 64 ist mit einer die Bearbeitungsbewegung einleitenden Schubstange 84 über eine Adapterplatte 72 verbunden. Dabei sind die Schubstange 84 und die Adapterplatte 72 fest miteinander verbunden, beispielsweise einteilig ausgebildet, verschweißt oder sonst wie fest miteinander gefügt. Das Werkzeugoberteil 64 indes ist mittels vier Bolzen 74 an der Adapterplatte 72 angebracht. Dabei ist zwi schen den jeweiligen Bolzen 74 und der zugehörigen Aufnahme der Adapterplatte 72 ein Spiel von bei spielsweise 0,5 mm vorgesehen, das einen entsprechenden Toleranzausgleich bei Positionierfehlern zwischen dem Werkzeugoberteil 64 und dem Werkzeugunterteil 70 ermöglicht. Dies ist insbesondere auf der Detaildarstellung der Fig. 8D zu entnehmen. Dabei ermöglicht die schwimmende Lagerung einen To leranzausgleich. in mehrere Richtungen quer zur Bearbeitungsbewegung, vorliegend in einer Ebene senkrecht zur Bearbeitungsrichtung.
Sollen mögliche Positionierfehler oder Toleranzen bei einem dreiteiligen Werkzeugsystem ausgeglichen werden, insbesondere bei einem solchen, bei dem das Werkzeugmittelteil durch ein Folienträger 20 ge bildet ist, so können sowohl das Werkzeugoberteil als auch das Werkzeugunterteil mit einer entspre chenden schwimmenden Lagerung versehen sein. Weiterhin kann es auch sinnvoll sein Fügeschrägen vorzusehen, die ein leichteres Zusammenführen und Positionieren der einzelnen Werkzeugteile relativ zueinander ermöglichen. Weitere Maßnahmen, wie Führungsvorsprünge, die entsprechende Ausneh mungen an jeweils einem anderen der Werkzeugteile einzutauchen vermögen, um eine gesicherte Posi tionierung während des Bearbeitungsvorgangs sicherzustellen, sind selbstverständlich ebenfalls denkbar.
Die Figuren 9A bis 9C zeigen schließlich eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines dreiteiligen Werkzeugsystems der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung. In der dargestellten Ausführungs form handelt es sich dabei um eine Anlegevorrichtung 76, mittels derer ein abstehender Rand der bereits gefügten Verpackung in Form der Folienhalbzeuge FH um einen vorgegebenen Winkel angelegt werden kann, um die Handhabung der gefügten Verpackung zu vereinfachen. Hierzu ist an dem Werkzeugunter-
teil 70 oder dem Folienträger 20 oder einem zugehörigen Funktionsring 48 ein umlaufender Formbereich 80 bzw. 180 vorgesehen, in den ein korrespondierender Formstempel 78 bzw. 178 einzutauchen vermag, um den abstehenden Rand der Folienhalbzeuge FH entsprechend anzulegen. Flierzu ist ein Neigungs winkel von a am Formstempel 78 und entsprechenden Formbereich 80 vorgesehen.
Die Figuren 9A und 9C zeigen zwei Varianten für ein erfindungsgemäßes Werkzeugsystem zum Anlegen. Demgemäß sind die gleichen Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch ist in der zweiten Ausführungsform diesen die Ziffer„1“ vorangestellt.
Die Ausführungsform der Fig. 9C unterscheidet sich nur dahingehend von Fig. 9A, dass das Werkzeug unterteil 170 auf andere Weise in dem Werkzeugmittelteil, d.h. dem Folienträger 120 aufgenommen ist. Hierdurch soll insbesondere aufgezeigt werden, dass diese spezifische Lösung zum Anlegen des Folien randes losgelöst von der spezifischen Ausgestaltung der Verpackungsvorrichtung, des Werkzeugsystems und insbesondere des Folienträgers 120 und des Werkzeugmittelteils 170 zu sehen ist. Dieser Aspekt der Erfindung ist selbstverständlich auch losgelöst von den restlichen Aspekten der Erfindung, insbesondere von der Ausgestaltung des Werkzeugsystems, der Anordnung zum Formen mit einem Niederhalter und dem spezifischen Formverfahren, denkbar und kann dementsprechend auch in anders ausgebildeten Vorrichtungen oder im Zusammenhang mit einem einstufigen Formverfahren zur Anwendung kommen.
Die Anlegevorrichtung 76 zum Anlegen des abstehenden Randes kann so ausgeführt sein, dass der ab stehende Rand nicht komplett angelegt wird, sondern dass ein Randabschnitt stehen bleibt. Dadurch wä re die Anliegekontur der Verpackung nicht kreisrund, sondern an der Stelle, an der der Rand nicht ange legt werden soll, offen. Mit anderen Worten, bei einer dadurch geschaffenen Aufreißhilfe ist der Anleger- and bzw. die Anlegeform unterbrochen und der Rand bzw. die Aufreißhilfe steht nach außen ab. Auf die se Weise ergibt sich eine bedienerfreundliche Aufreißhilfe, die so vom verpackten Produkt absteht, dass ein Benutzer sie gut greifen kann. Die Anlegevorrichtung 76 kann auch außerhalb der Maschine ange ordnet sein, von wo sie mittels geeigneter Einrichtungen, insbesondere Handhabungseinrichtungen, wie zum Beispiel Mehrachsenrobotern, Linearzuführeinrichtungen oder ähnliches, an die gewünschte Stelle gebracht werden können. Die Anlegevorrichtung 76 kann außerdem so gestaltet sein, dass sie sich auf unterschiedliche Konturen der Verpackung einstellen bzw. auf unterschiedliche Konturen der Verpackung eingestellt werden kann. Dies kann zum Beispiel mittels geeigneter federnder bzw. nachgiebiger Elemen te erreicht werden, die sich unterschiedlichen Konturen anpassen können.
Fig. 1 1 zeigt auf sehr schematische Weise eine alternative Ausführungsform des Werkzeugsystems der Verpackungsvorrichtung. Dabei sind die den Merkmalen aus Fig. 1 A entsprechenden Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen, denen jedoch die Ziffer„2“ vorangestellt ist.
Im Gegensatz zu der kontinuierlich arbeitenden Fördereinheit 18 gemäß Fig. 1 A bzw. der kontinuierlich arbeitenden Fördereinheit 1 18 gemäß Fig. 1 B ist die Fördereinheit 218 gemäß Fig. 1 1 zumindest in Ab schnitten derselben als diskontinuierlich arbeitende Fördereinheit 218 ausgebildet. Im vorliegenden Fall
ist die Fördereinheit 218 im Bereich der Formeinheit 212 diskontinuierlich ausgeführt, d.h. sie arbeitet im Bereich der Formeinheit 212 diskontinuierlich bzw. wird im Bereich der Formeinheit 212 diskontinuierlich betrieben. Dadurch wird das Bearbeiten der Folienhalbzeuge FH mittels des Werkzeugsystems verein facht und der Verschleiß des Werkzeugsystems verringert.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Fördereinheit 218 eine sehr schematisch angedeutete Li nearantriebseinrichtung 223 für die einzelnen Werkzeugmittelteile auf, die in an sich bekannter Weise ausgebildet sein und betrieben werden kann. Durch die Linearantriebseinrichtung 223 können sehr hohe Geschwindigkeiten beim Transport der Folienhalbzeuge FH, erreicht werden. Gleichzeitig kann jedes Werkzeugmittelteil separat angesteuert werden, sodass es sehr einfach ist, die Werkzeugmittelteile im Bereich der Formeinheit 212 zu stoppen, sodass das Umformen der Folienhalbzeuge FH einfacher durch geführt werden kann als bei einem vollständig kontinuierlichen Betrieb. In den anderen Bereichen der Verpackungsvorrichtung 210, zum Beispiel im Beladebereich, können die Werkzeugmittelteile kontinuier lich und möglicherweise mit höheren Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen als in den unter Be zugnahme auf die Figuren 1 A und 1 B beschriebenen Ausführungsbeispielen bewegt werden, sodass sich keine Verzögerungen bei der Bearbeitung der Folie F ergeben. Trotz der separaten Ansteuerung der Werkzeugmittelteile können diese selbstverständlich miteinander synchronisiert werden, beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung, um so einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Statt der Linearantriebseinrichtung 223 können auch andere Antriebe eingesetzt werden, die einen zu mindest in Abschnitten der Fördereinheit 218 diskontinuierlichen Betrieb derselben ermöglichen. Bei spielsweise ist auch der zumindest teilweise Einsatz von Pneumatik- oder Hydraulikzylindern möglich. Bei dieser Ausführungsform würde der bei der kontinuierlich arbeitenden Fördereinheit 18 bzw. 1 18 vorgese hene zentrale Antrieb 24 entfallen bzw. durch die Linearantriebseinrichtung 223 ersetzt werden.
In den Figuren 12A und 12B ist eine alternative Ausführungsform einer Sicherungsanordnung 300 zur Fi xierung der Folienhalbzeuge FH dargestellt. Die Sicherungsanordnung 300 weist ein Klemmelement 301 und wenigstens ein das Klemmelement 301 in Richtung der Folienträger 20, 120 pressendes Federele ment 302 auf. Im vorliegenden Fall sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugmittelteils je weilige Klemmelemente 301 vorgesehen, die mit jeweils zwei Federelementen 302 in Richtung der Foli enträger 20, 120 gepresst werden. Bei den Federelementen 302 handelt es sich im vorliegenden Fall um Schenkelfedern, die sich mit einem Schenkel an dem Werkzeugmittelteil und mit dem anderen Schenkel an dem Klemmelement 301 abstützen.
Des Weiteren kann die Sicherungsanordnung 300 eine nicht dargestellte Kulissenführung oder ähnliches aufweisen, die mit dem wenigstens einen Klemmelement 301 bzw. bevorzugt mit beiden Klemmelemen ten 301 derart in Wirkverbindung steht, dass mittels der Kulissenführung ein Öffnen des jeweiligen Klemmelements 301 entgegen der Kraft des Federelements 302 bewirkt werden kann. Dadurch wird ein gezieltes Öffnen der Sicherungsanordnung 300 erreicht. Beispielsweise kann die Verbindung der Kulis senführung mit den Klemmelementen 301 über einen nicht dargestellten Stößel erfolgen, der auf die Klemmelemente 301 wirkt und diese entgegen der Kraft der Federelemente 302 öffnet.
In nicht dargestellter Weise ist jedoch auch ein Öffnen bzw. Lösen der Klemmelemente 301 entgegen der Kraft der Federelemente 302 mittels Stellmotoren oder anderen geeigneten Einrichtungen denkbar.
Eine weitere Möglichkeit zur Sicherung des Folienhalbzeugs FH kann darin bestehen, dass die Folien halbzeuge FH der Folienverpackung während des Transports auf dem Folienträger 20, 120 durch Umle gen der Folienränder auf dem Folienträger 20, 120 gesichert sind. Die Folienränder werden dabei so an den Folienträger 20, 120 angelegt, zum Beispiel in einem Winkel von 90°, dass diese während des Transports auf dem Folienträger 20, 120 nicht verrutschen kann. Im Gegensatz zu dem oben beschrie benen Vercrimpen des Folienhalbzeugs FH mit dem Folienträger 20, 120 wird das Folienhalbzeug FH da bei nicht durchstoßen, sondern lediglich an seinen Rändern umgelegt. Eine Kombination von Vercrimpen und Umlegen der Ränder ist ebenfalls möglich.
In den Figuren 13A, 13B und 13C ist ein weiteres Verfahren zum Formen von Folienformteilen der Foli enverpackung aus der Folie F dargestellt. Das hierzu eingesetzte Werkzeugsystem kann dem bereits oben beschriebenen entsprechen. Daher sind die den Merkmalen aus Fig. 1A entsprechenden Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen, denen jedoch die Ziffer„2“ vorangestellt ist.
Bei dem in den Figuren 13A, 13B und 13C dargestellten Verfahren werden in einem ersten Formschritt der wenigstens eine Stempel 230 und die wenigstens eine Matrize 232 zum Formen der Folie F relativ zueinander bewegt, wobei sowohl der Stempel 230 in Richtung der Matrize 232 als auch die Matrize 232 in Richtung des Stempels 230 bewegt werden. Mit anderen Worten, der Stempel 230 und die Matrize 232 werden aufeinander zu bewegt. Dabei sind der Stempel 230 und die Matrize 232 vollkommen unabhängig voneinander beweglich, wozu geeignete Antriebe eingesetzt werden können. Der Folienträger 220 bleibt dagegen ortsfest.
Des Weiteren kann die Matrize 232 derart in Richtung des Stempels 230 bewegt werden, dass die Matri ze 232 bereits vor Erreichen eines unteren Umkehrpunkts des Stempels 230 mit der Folie F in Kontakt kommt. Sobald die Matrize 232 in Kontakt mit der Folie F ist, fängt diese an sich zu verformen, sodass sie durch den Kontakt mit der Matrize 232 vorgeformt wird. Des Weiteren wird auf diese Weise die Folie F nach oben gedrückt, was zu einer weiteren Verringerung der erforderlichen, von einem Niederhalter 290 ausgeübten Niederhaltekräfte führt. Durch die Matrize 232 kann außerdem ein Fixieren der Position der Folie F vor dem Verformen derselben erreicht werden, wodurch sich eine Verbesserung der Position und Orientierung des Druckbildes ergibt. Die Matrize 232 muss selbstverständlich nicht exakt so konturiert sein wie in den Figuren 13A, 13B und 13C dargestellt und kann auch bei glatten bzw. glatteren Formen als der dargestellten Form eingesetzt werden.
In diesem Zusammenhang kann außerdem der Stempel 230 so gesteuert werden, dass er nach dem Ein tauchen in den Folienträger 220 wieder zurück bewegt wird, um die beschriebene Vorformung der Folie F durch die Matrize 232 zu unterstützen. Dadurch ergibt sich zusätzlich die Möglichkeit, komplexere For-
men der Folienverpackung zu realisieren, da die Folie F von zwei Seiten umgeformt werden kann. Das Zurückfahren des Stempels 230 eröffnet es dem Folienmaterial außerdem, sich in Richtung der Matrize 232 zu bewegen, um die beschriebene Verformung durch die Matrize 232 zu erleichtern. Die beschriebe ne Bewegung des Stempels 230 nach oben kann auch durch die Matrize 232 ausgelöst bzw. unterstützt werden, wenn die auf die Matrize 232 wirkende Kraft höher ist als die auf den Stempel 230 wirkende Kraft.
Fig. 14 zeigt auf schematische Weise eine weitere alternative Ausführungsform des Werkzeugsystems der Verpackungsvorrichtung. Dabei sind wiederum die den Merkmalen aus Fig. 1A entsprechenden Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen, denen jedoch die Ziffer "3" vorangestellt ist.
Im Gegensatz zu der kontinuierlich arbeitenden Fördereinheit 18 gemäß Fig. 1 A bzw. der kontinuierlich arbeitenden Fördereinheit 118 gemäß Fig. 1 B ist die Fördereinheit 318 gemäß Fig. 14, ähnlich wie die Fördereinheit 218 gemäß Fig. 11 , zumindest in Abschnitten derselben als diskontinuierlich arbeitende Fördereinheit 318 ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist die Fördereinheit 318, ähnlich wie die Förderein heit 218 gemäß Fig. 11 , im Bereich der Formeinheit 312 diskontinuierlich ausgeführt, d.h. sie arbeitet im Bereich der Formeinheit 312 diskontinuierlich bzw. wird im Bereich der Formeinheit 312 diskontinuierlich betrieben, wodurch wiederum das Bearbeiten der Folienhalbzeuge FH mittels des Werkzeugsystems ver einfacht und der Verschleiß des Werkzeugsystems verringert wird.
Zwischen den Abschnitten, in denen die Fördereinheit 318 diskontinuierlich betrieben wird, und den Ab schnitten, in denen die Fördereinheit 318 kontinuierlich betrieben wird, weist die Fördereinheit 318 noch Abschnitte auf, in denen eine Synchronisierung der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte mit den kon tinuierlich betriebenen Abschnitten stattfindet, d.h. in denen ein Übergang von den diskontinuierlich be triebenen Abschnitte zu den kontinuierlich betriebenen Abschnitten realisiert ist. Im oberen und im unte ren Bereich der Fig. 14 sind die kontinuierlich betriebenen Abschnitte der Fördereinheit 318 mit durchge zogenen Linien, die Abschnitte, in denen die Synchronisierung stattfindet, mit kurzen gestrichelten Linien und die diskontinuierlich bzw. getaktet betriebenen Abschnitte der Fördereinheit 318 mit langen gestri chelten Linien dargestellt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel von Fig. 14 weist die Fördereinheit 318 mehrere, im vorliegenden Fall als Riemen 323 ausgebildete biegeschlaffe Antriebselemente auf, die zur Bildung der kontinuierlich betriebenen Abschnitte, der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte und der Abschnitte, in denen die Synchronisierung der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte mit den kontinuierlich betriebenen Ab schnitten stattfindet, eingesetzt werden können. Statt als Riemen 323 könnten die biegeschlaffen An triebselemente auch als Kette oder auf andere geeignete Weise ausgebildet sein. In Fig. 15 ist der Über gang eines Riemens 323 auf einen anderen Riemen 323, d.h. die Synchronisierung, dargestellt. Vor zugsweise werden die Riemen 323 um entsprechende Riemenscheiben geführt, wobei ein formschlüssi ger Eingriff zwischen den Riemen 323 und den Riemenscheiben zu bevorzugen ist. Es kann sich bei den Riemen 323 also beispielsweise um Zahnriemen, Nockenriemen oder dergleichen handeln.
Die biegeschlaffen Antriebselemente, im vorliegenden Fall also die Riemen 323, ermöglichen einen be sonders einfachen Übergang zwischen den kontinuierlich und den diskontinuierlich betriebenen Abschnit ten der Fördereinheit 318, wodurch nicht nur sehr hohe Geschwindigkeiten beim Transport der Folien halbzeuge FH erreicht werden können, sondern auch ein sicherer Betrieb der Fördereinheit 318 gewähr leistet ist. Die biegeschlaffen Antriebselemente können mittels jeweiliger Servomotoren angesteuert wer den, um sicherzustellen, dass der mit der Fördereinheit 318 durchgeführte Ablauf bzw. das mit derselben durchgeführte Verfahren stets unter Kontrolle ist. Durch die Servomotoren lassen sich die biegeschlaffen Antriebselemente im Prinzip auf beliebige Art und Weise ansteuern, sodass eine beliebige, insbesondere die jeweils gewünschte Synchronisierung zwischen den Bewegungsabläufen möglich ist. Statt Servomo toren lassen sich auch Asynchronmotoren mit einer entsprechenden elektronischen Regelung einsetzen.
Auch auf diese Weise kann jedes Werkzeugmittelteil separat angesteuert werden, sodass die Werk zeugmittelteile im Bereich der Formeinheit 312 sehr einfach angehalten werden können, wodurch das Umformen der Folienhalbzeuge FH einfacher durchgeführt werden kann als bei einem vollständig kontinu ierlichen Betrieb. Zum Halten der Werkzeugmittelteile können die Riemen 323 auf ihren denselben zuge wandten Seiten mit geeigneten Erhöhungen, Vertiefungen oder ähnlichem versehen sein. In den anderen Bereichen der Verpackungsvorrichtung 310, zum Beispiel im Beladebereich, können die Werkzeugmittel teile kontinuierlich und möglicherweise mit höheren Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen als in den unter Bezugnahme auf die Figuren 1 A und 1 B beschriebenen Ausführungsbeispielen bewegt wer den, sodass sich keine Verzögerungen bei der Bearbeitung der Folie F ergeben. Bei der Ausführungs form von Fig. 14 könnte wiederum der bei der kontinuierlich arbeitenden Fördereinheit 18 bzw. 1 18 vor gesehene zentrale Antrieb 24 entfallen.
Insbesondere das in Fig. 14 beschriebene Werkzeugsystem lässt sich auch in anderen Bereichen als dem Verpackungsbereich anwenden.
Sämtliche hierin beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden, wenn nicht offensichtliche Gründe gegen bestimmte Kombinationen sprechen.
Claims
1. Werkzeugsystem zur Verwendung in einer Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) zur Verpa ckung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Foli enverpackung, wobei die Verpackungsvorrichtung mehrere Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung der Folienverpackung aufweist, umfassend zumindest drei Werkzeugteile, nämlich ein Werkzeug mittelteil sowie ein Werkzeugunterteil (70, 170) und ein Werkzeugoberteil (64; 164), die im Betrieb bearbeitend zusammenzuwirken vermögen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmittelteil zur Aufnahme und Förderung wenigstens eines zu bearbeitenden Folienhalbzeugs (FH) der Folienverpackung zwischen einzelnen Bearbei tungseinheiten der Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) dient, und dass das Werkzeugmit telteil mit jeweils wenigstens einem weiteren Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) des Werkzeugsys tems zusammenzuwirken vermag, wobei das weitere Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) jeweils ein Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) einer der Bearbeitungseinheiten ist, die der Bearbeitung des Foli enhalbzeugs (Fh) von der Aufnahme auf dem Werkzeugmittelteil bis zu seiner Fertigstellung als Folienverpackung dienen, und wobei das Werkzeugmittelteil wenigstens eine Schnittstelle auf weist, mittels derer es mit wenigstens einem Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) jeder dieser Bearbei tungseinheiten kompatibel ist.
2. Werkzeugsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmittelteil mittels einer Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) angetrieben werden kann und insbesondere einen Folienträger (20, 120) umfasst, dem we nigstens ein Folienhalbzeug (FH) zugeordnet ist.
3. Werkzeugsystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) zumindest in Abschnitten der selben als kontinuierlich arbeitende Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) ausgebildet ist.
4. Werkzeugsystem nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (218, 318) zumindest in Abschnitten derselben als diskontinuierlich arbeitende Fördereinheit (218, 318) ausgebildet ist.
5. Werkzeugsystem nach Anspruch 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (218) eine Linearantriebseinrichtung (223) für das Werkzeugmittelteil aufweist.
6. Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Werkzeugteil (64, 164; 70, 170), insbesondere das Werkzeugunterteil (70, 170) und/oder das Werkzeugoberteil (64, 164), in wenigstens einer Rich tung quer zur Bearbeitungsrichtung (z) schwimmend gelagert ist.
7. Werkzeugsystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Werkzeugteil (64, 164; 70, 170), insbesondere das Werkzeugunterteil (70, 170) und/oder das Werkzeugoberteil 64, 164), Fügeschrägen aufweist bzw. aufweisen, um ein Zusammenführen der Werkzeugteile des Werkzeugsystems während eines Be arbeitungsschrittes zu erleichtern.
8. Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugunterteil (70, 170) und/oder das Werkzeugoberteil (64, 164) einer Bearbeitungseinheit zumindest abschnittsweise entlang der Förderrichtung (RF) des Werkzeugmittelteils hin- und her bewegbar sind.
9. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) zur Verpackung von Lebensmittelprodukten, insbe sondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Folienverpackung, die wenigstens zwei Folien formteile umfasst, wobei die Verpackungsvorrichtung eine Anzahl von Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung der Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpackung aufweist, nämlich:
eine Schneideinheit zum Zuschneiden der Folienhalbzeuge (FH),
eine Formeinheit (12, 1 12) zum Formen der Folienhalbzeuge (FH), und
eine Schließeinheit (16, 1 16) zum Verbinden der Folienhalbzeuge zu einem abgeschlossenen Ge häuse für das aufgenommene Lebensmittelprodukt; sowie
eine Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) zum Fördern der zu bearbeitenden Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpackung zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310),
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) eine Anzahl angetriebener Fo lienträger (20, 120) zur Aufnahme der zu bearbeitenden Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpa ckung aufweist, wobei jeder Folienträger (20, 120) wenigstens eine Schnittstelle aufweist, mittels derer er mit wenigstens einem Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) jeder der Bearbeitungseinheiten kompatibel ist, die der Bearbeitung des Folienhalbzeugs (FH) von der Aufnahme auf dem Folienträ ger (20, 120) bis zu seiner Fertigstellung als Folienverpackung dienen.
10. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) als kontinuierliche Förderein heit, insbesondere als Förderband, Förderkette (22, 122) oder rotierende Förderplatte, ausgebildet ist und eine kontinuierliche Förderung der Folienträger (20, 120) zwischen den Bearbeitungeinhei ten ermöglicht.
1 1 . Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) als diskontinuierliche För dereinheit, insbesondere als Linearantriebseinrichtung (223), ausgebildet ist und zumindest ab schnittsweise eine diskontinuierliche Förderung der Folienträger (20, 120) zwischen den Bearbei tungeinheiten ermöglicht.
12. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210;
310) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Foli enträgers (20, 120) einen Aufnahmebereich umfasst, und dass wenigstens ein Werkzeugteil (64, 164; 70, 170) einer der Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrichtung fallweise und ab schnittsweise in dem Aufnahmebereich des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers (20, 120) auf genommen sein kann, wobei insbesondere der Aufnahmebereich des Werkzeugmittelteils bzw. Fo lienträgers (20, 120) eine Innenkontur aufweist, die mit einer entsprechenden Außenkontur des je weiligen Werkzeugteils (64, 164; 70, 170) der jeweiligen Bearbeitungseinheit korrespondiert.
13. Werkzeugsystem oder Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmittelteil bzw. der Folienträger (20, 120) im wesentli chen plattenförmig mit einer im Wesentlichen zentralen Durchgangsöffnung (50, 150) als Aufnah mebereich ausgebildet ist, wobei insbesondere im Bereich der zentralen Durchgangsöffnung ein umlaufender Formbereich (80, 180) mit einer Fase von etwa 45 Winkelgrad vorgesehen sein kann, der beispielsweise in die Durchgangsöffnung (50, 150) mündet.
14. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210;
310) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Foli enträgers (20, 120) eine umlaufende Schneidnut (82, 182) und/oder wenigstens zwei Spannaus nehmungen (48a, 148a) aufweist.
15. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210;
310) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle des Werkzeugmittelteils bzw. Folienträgers einen separat ausgebildeten Funktionsring (48, 148) aufweist, der insbesondere den umlaufenden Form bereich (80, 180) und/oder die umlaufende Schneidnut (82, 182) und/oder die Spannausnehmun gen (48a, 148a) aufweist.
16. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) ferner wenigstens einen Formstempel (46, 146; 78, 178) mit einer entsprechenden Formkontur aufweist, die mit einer Formkontur des umlaufenden Formbereichs (80, 180) oder der Spannausnehmungen (48a, 148a) korrespondiert, so dass der wenigstens eine Formstempel (46, 146; 78, 178) zumindest ab-
schnittsweise in den umlaufenden Formbereich (80, 180) oder in eine der Spannausnehmungen (48a, 148a) einzutauchen vermag.
17. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, dass die Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) insbesondere ein Antriebssystem mit einer Sensorik zur Feststellung der Position der angetriebenen Folienträger und/oder zur Feststellung des zurückgelegten Weges der angetriebenen Folienträger aufweist.
18. Verpackungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, dass die Fördereinheit ferner eine Antriebseinheit (24, 124) zum Hin- und Herbewegen wenigstens eines Werkzeugteils (64, 164, 70, 170) einer Bearbeitungseinheit zumindest ab schnittsweise entlang der Förderrichtung (RF) des Folienträgers (20, 120) aufweist.
19. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinheit (12, 1 12) aufweist:
einen Stempel (30, 130) mit einer formgebenden Außenkontur und eine Matrize (32, 132) mit einer Innenausnehmung (56, 156), die eine mit der formgebenden Außenkontur des Stempels (30, 130) korrespondierende Innenkontur (62) aufweist, und dass der Stempel (30, 130) und/oder die Matrize (32, 132) zumindest abschnittsweise einen elastischen Einsatz (60, 160) aufweist bzw. aufweisen.
20. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) ferner aufweist: eine Sicherungsanordnung (300) zur Fixierung der Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpackung während des Transports zwischen den Bearbeitungseinheiten, wobei die Sicherungsanordnung oberhalb der Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) angeordnet ist, um die Folienhalbzeuge (FH) der Fo lienverpackung zwischen sich und den Folienträgern (20, 120) der Fördereinheit (18, 1 18, 218,
318) sichernd zu klemmen.
21 . Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsanordnung (300) wenigstens ein Klemmelement (301 ) und wenigstens ein das Klemm element (301 ) in Richtung der Folienträger (20, 120) pressendes Federelement (302) aufweist.
22. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsanordnung (300) wenigstens eine Kulissenführung aufweist, die mit dem wenigstens ei nen Klemmelement (301 ) derart in Wirkverbindung steht, dass mittels der Kulissenführung ein Öff nen des Klemmelements (301 ) entgegen der Kraft des Federelements (302) bewirkbar ist.
23. Verpackungsvorrichtung (10; 1 10; 210; 310) nach einem der Ansprüche 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsanordnung (300) so ausgebildet ist, dass die Folienhalbzeuge (Fh) der Folienverpackung während des Transports auf dem Folienträger (20, 120) durch Umlegen der Folienränder auf dem Folienträger (20, 120) gesichert sind.
24. Verfahren zum Formen von Folienformteilen einer Folienverpackung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Formeinheit (12, 1 12), die eine Auflage fläche (92) für eine zu verformende Folie, wenigstens einen Stempel (30, 130) mit einer formge benden Außenkontur (62, 162), sowie wenigstens eine Matrize (32, 132) mit einer Innenausneh mung (56, 156) umfasst, die eine mit der Außenkontur (62, 162) des wenigstens einen Stempels (30, 130) im wesentlichen korrespondierende Innenkontur aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem ersten Formschritt der wenigstens eine Stempel (30, 130) und die wenigstens eine Matri ze (32, 132) zum Formen der Folie relativ zueinander bewegt werden, wobei ein erster Mindestab stand in dem ersten Formschritt zwischen der Stempelaußenkontur (62, 162) und der Matrize- ninnenkontur im zueinanderbewegten Zustand größer ist als die Dicke der zu verformenden Folie, und dass
in wenigstens einem weiteren Formschritt der wenigstens eine oder ein zweiter Stempel (30, 130) und die wenigstens eine oder eine zweite Matrize (32, 132) zum Formen des vorgeformten Folien abschnitts weiter zusammengebracht werden, wobei ein zweiter Mindestabstand in dem weiteren Formschritt zwischen der Stempelaußenkontur (62, 162) und der Matrizeninnenkontur im zusam mengebrachten Zustand geringer ist als der erste Mindestabstand.
25. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Formschritt ein erster Stempel verwendet wird und in dem zweiten Formschritt ein zweiter Stempel, wobei der erste Stempel und der zweite Stempel im Wesentlichen die gleiche Außenkontur aufweisen, jedoch der erste Stempel um einen vorgegebe nen Faktor kleiner ist als der zweite Stempel.
26. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Formschritt eine erste Matrize verwendet wird und in dem zweiten Formschritt eine zweite Matrize, wobei die erste Matrize und die zweite Matrize im Wesentlichen die gleiche Außenkontur aufweisen, jedoch die erste Matrize um einen vorgegebe nen Faktor größer ist als die zweite Matrize.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinheit (12, 1 12) ferner einen Niederhalter (90) aufweist, wobei der Niederhalter (90) bei dem ersten Formschritt einen Mindestabstand zu der Auflagefläche (92) der Formeinheit (12) aufweist, der größer ist als die Dicke der zu verformenden Folie, und wobei der Niederhalter (90) bei einem wei teren Formschritt in Anlage zu einem den vorgeformten Folienabschnitt umgebenden Flanschab schnitt (Ff) der Folie gebracht wird, so dass dieser Flanschabschnitt (Ff) der Folie zwischen dem Niederhalter (90) und der Auflagefläche (92) der Formeinheit (12, 1 12) kraftschlüssig gehalten wird.
28. Verfahren zum Formen von Folienformteilen einer Folienverpackung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Formeinheit (12, 112), die eine Auflage fläche (92) für eine zu verformende Folie, wenigstens einen Stempel (30, 130) mit einer formge benden Außenkontur (62, 162), wenigstens eine Matrize (32, 132) mit einer Innenausnehmung (56, 156) umfasst, die eine mit der Außenkontur (62, 162) des wenigstens einen Stempels (30, 130) im wesentlichen korrespondierende Innenkontur aufweist, sowie einen Niederhalter (90) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass
der Niederhalter (90) bei einem ersten Formschritt einen Mindestabstand zu der Auflagefläche (92) der Formeinheit (12) aufweist, der größer ist als die Dicke der zu verformenden Folie, und wobei der Niederhalter (90) bei einem weiteren Formschritt in Anlage zu einem den vorgeformten Folien abschnitt umgebenden Flanschabschnitt (Ff) der Folie gebracht wird, so dass dieser Flanschab schnitt (Ff) der Folie zwischen dem Niederhalter (90) und der Auflagefläche (92) der Formeinheit (12, 112) kraftschlüssig gehalten wird.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinheit Distanzstü cke oder Distanzvorsprünge oder dergleichen umfasst, die den Niederhalter in einem ersten Form schritt in der gewünschten Distanz zu der Auflagefläche der Formeinheit halten.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Matrize (32) und/oder wenigstens ein Stempel (30) zumindest abschnittsweise einen elastischen Einsatz (60) aufweist.
31. Formeinheit (12, 112) zum Formen von Folienformteilen einer Folienverpackung von Lebensmittel produkten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, die wenigstens zwei Folienformteile um fasst, wobei die Formeinheit (12, 1 12) aufweist:
wenigstens einen Stempel (30, 130) mit einer formgebenden Außenkontur (62, 162) und wenigs tens eine Matrize (32, 132) mit einer Innenausnehmung (56, 156), die eine korrespondierende In nenkontur aufweist
dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (30, 130) und/oder die Matrize (32, 132) zumindest ab schnittsweise einen elastischen Einsatz (60, 160) aufweist.
32. Verfahren nach Anspruch 30 oder Formeinheit (12, 112) nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeich net, dass der elastische Einsatz (60, 160) einen Einsatz aus einem elastischen Kunststoff bzw. ei nem Elastomer umfasst.
33. Verfahren nach Anspruch 30 oder 32 oder Formeinheit (12, 112) nach Anspruch 31 oder 32,
dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Einsatz (60, 160) gegenüber der restlichen Formkon tur des Stempels, an dem er aufgenommen ist, und/oder gegenüber der restlichen Formkontur der Matrize (32, 132), an der er aufgenommen ist, geringfügig vorsteht.
34. Verfahren nach Anspruch 30, 32 oder 33 oder Formeinheit nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Einsatz (60, 160) austauschbar an dem Stempel (30, 130) oder der Matrize (32, 132) angebracht ist.
35. Verfahren oder Formeinheit nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ein satz formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Stempel oder der Matrize angebracht ist.
36. Verfahren zum Formen von Folienformteilen einer Folienverpackung von Lebensmittelprodukten, insbesondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Formeinheit (12, 112), die eine Auflage fläche (92) für eine zu verformende Folie (F), wenigstens einen Stempel (230) mit einer formge benden Außenkontur (62, 162), sowie wenigstens eine Matrize (232) mit einer Innenausnehmung (56, 156) umfasst, die eine mit der Außenkontur (62, 162) des wenigstens einen Stempels (230) im wesentlichen korrespondierende Innenkontur aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem ersten Formschritt der wenigstens eine Stempel (230) und die wenigstens eine Matrize (232) zum Formen der Folie (F) relativ zueinander bewegt werden, wobei sowohl der Stempel (230) in Richtung der Matrize (232) als auch die Matrize (232) in Richtung des Stempels (230) be wegt werden, und wobei die Matrize (232) derart in Richtung des Stempels (230) bewegt wird, dass die Matrize (232) bereits vor Erreichen eines unteren Umkehrpunkts des Stempels (230) mit der Folie (F) in Kontakt kommt.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem die Matrize (232) mit der Folie (F) in Kontakt gekommen ist, der Stempel (230) und die Matrize (232) in derselben Richtung bewegt werden, wobei die Folie (F) zwischen dem Stempel (230) und der Matrize (232) fixiert wird.
38. Verpackungsvorrichtung (10; 110; 210; 310) zur Verpackung von Lebensmittelprodukten, insbe sondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Folienverpackung, die wenigstens zwei Folien formteile umfasst, wobei die Verpackungsvorrichtung eine Anzahl von Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung der Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpackung aufweist, nämlich:
eine Schneideinheit zum Zuschneiden der Folienhalbzeuge (FH),
eine Formeinheit (12, 112) zum Formen der Folienhalbzeuge (FH), und
eine Schließeinheit (16, 116) zum Verbinden der Folienhalbzeuge zu einem abgeschlossenen Ge häuse für das aufgenommene Lebensmittelprodukt; sowie
eine Fördereinheit (18, 118, 218, 318) zum Fördern der zu bearbeitenden Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpackung zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrichtung (10; 110; 210; 310), dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsvorrichtung eine Formeinheit mit den Merkmalen der Ansprüche 31 bis 35 aufweist und/oder ein Verfahren zum Formen der Folien formteile mit den Merkmalen der Ansprüche 24 bis 30 oder 32 bis 37 nutzt.
39. Verpackungsvorrichtung (10; 110; 210; 310) zur Verpackung von Lebensmittelprodukten, insbe sondere von Schokoladenhohlkörpern, mittels einer Folienverpackung, die wenigstens zwei Folien-
formteile umfasst, wobei die Verpackungsvorrichtung eine Anzahl von Bearbeitungseinheiten zur Bearbeitung der Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpackung aufweist, nämlich:
eine Schneideinheit zum Zuschneiden der Folienhalbzeuge (FH),
eine Formeinheit (12, 112) zum Formen der Folienhalbzeuge (FH), und
eine Schließeinheit (16, 116) zum Verbinden der Folienhalbzeuge zu einem abgeschlossenen Ge häuse für das aufgenommene Lebensmittelprodukt; sowie
eine Fördereinheit (18, 118, 218, 318) zum Fördern der zu bearbeitenden Folienhalbzeuge (FH) der Folienverpackung zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten der Verpackungsvorrichtung (10, 1 10),
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (18, 118, 218, 318) in Abschnitten derselben als kontinuierlich arbeitende Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) und in Abschnitten derselben als dis kontinuierlich arbeitende Fördereinheit (18, 118, 218, 318) ausgebildet ist, wobei Abschnitte vorge sehen sind, in denen eine Synchronisierung der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte mit den kontinuierlich betriebenen Abschnitten stattfindet.
40. Verpackungsvorrichtung (10; 110; 210; 310) nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (18, 1 18, 218, 318) biegeschlaffe Antriebselemente zur Bildung der kontinuierlich be triebenen Abschnitte, der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte und der Abschnitte aufweist, in denen die Synchronisierung der diskontinuierlich betriebenen Abschnitte mit den kontinuierlich be triebenen Abschnitten stattfindet.
41. Verpackungsvorrichtung (10; 110; 210; 310) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die biegeschlaffen Antriebselemente mittels elektronisch angesteuerten Elektromotoren ansteuerbar sind.
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