WO2024089186A1

WO2024089186A1 - Materialbahnvorzug mittels gewindespindel

Info

Publication number: WO2024089186A1
Application number: PCT/EP2023/079955
Authority: WO
Inventors: Frank SABATO
Original assignee: Gea Food Solutions Germany Gmbh
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2023-10-26
Publication date: 2024-05-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Materialbahntransportmittel (20) mit einer Vielzahl von Materialbahnklemmmitteln (21). Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verpackungsmaschine (1).

Description

Materialbahnvorzug mittels Gewindespindel

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Materialbahntransportmittel mit einer Vielzahl von Materialbahnklemmmitteln. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verpackungsmaschine.

Derartige Materialtransportmittel bzw. Verpackungsmaschinen sind aus dem Stand der T echnik, beispielsweise der W02004041650 A1 , der WO 2007090678 A1 , der DE 102006006523 A1 , der DE 102006020368 A1, der WO 2010043345 A1, der WO 2016193026 A1 , der JP 2014065574 und der US 7934362 B2, bekannt, wobei die Materialtransportmittel als Ketten ausgeführt sind, bei denen die Materialbahnklemmmittel durch Kettenglieder miteinander verbunden sind. Diese Materialtransportmittel haben den Nachteil, dass sie z.B. vergleichsweise schnell verschleißen, gefettet werden müsse, sich längen, bei einem Wechsel von Stationen in der Verpackungsmaschine vollständig ausgebaut werden müssen, sowie schwierig zu reinigen sind.

Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Materialtransportmittel, eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem Materialbahntransportmittel mit einer Vielzahl von Materialbahnklemmmittel, wobei eine Spindel die Materialbahnklemmmittel antreibt und/oder beabstandet.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit den anderen Gegenständen kombiniert werden und umgekehrt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Materialbahntransportmittel, das insbesondere zum Transport von Materialbahnen, aus denen Verpackungen, insbesondere Lebensmittelverpackungen hergestellt werden, eingesetzt wird. Derartige Materialbahnen können Kunststofffolien- Papier- und/oder Pappbahnen sein. Das Materialbahntransportmittel besteht dafür aus einer Vielzahl von Materialbahnklemmmitteln, die entlang einer Transportrichtung bewegt werden und jeweils den Rand der Materialbahn reversibel klemmen und dadurch die Materialbahn transportieren. Vorzugsweise ist jeweils ein Materialbahntransportmittel rechts und links der Materialbahn in der Transportrichtung vorgesehen.

Erfindungsgemäß werden diese Materialbahnklemmmittel mit einer Gewindespindel angetrieben und/oder beabstandet. Beabstandet im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Spindel einen gewissen Abstand zwischen zwei benachbarten Materialbahnklemmmitteln aufrechterhält.

Die Gewindespindel weist eine Längserstreckungsrichtung auf, die sich vorzugsweise parallel zu der Transportrichtung einer Materialbahn erstreckt, die entlang einer Verpackungsmaschine transportiert wird. Vorzugsweise ist die Spindel, bezogen auf die Schwerkraft unterhalb der Materialbahnklemmmittel und/oder unterhalb der Materialbahntransportebene angeordnet.

Die Spindel ist drehbar an der Verpackungsmaschine gelagert und dreht sich, wenn die Materialbahn transportiert wird. Die Spindel kann angetrieben sein oder nicht. Für den Fall, dass die Materialbahnklemmmittel nur auf ein bestimmtes Maß beabstandet werden sollen, reicht es, wenn sich die Spindel während des Transports der Materialbahn dreht. Für den Fall, dass die Spindel die Materialbahnklemmmittel antreiben soll, muss sie selbst drehend angetrieben sein. Die Spindel kann sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Verpackungsmaschine von deren Einlauf- bis zu deren Auslaufbereich erstrecken. Die Spindel kann aber auch segmentiert sein und sich beispielsweise nur zwischen zwei Arbeitsstationen erstrecken. Es können, bezogen auf die Transportrichtung der Materialbahn mehrere Spindeln hintereinander, vorzugsweise fluchten vorgesehen sein.

Vorzugsweise weist jedes Materialbahnklemmmittel ein Mittel zum Eingriff in eine Einbuchtung, beispielsweise eine Nut oder ein Gewinde der Spindel ein. Dieses Mittel ist beispielsweise ein Stift, an einem Ende des Materialbahnklemmmittel angeordnet ist und/oder von diesem absteht. Der Stift kann Teil eines Oberteils des Materialbahnklemmmittels sein, der aus dem Unterteil heraussteht.

Die Materialbahnklemmmittel können in einem gewissen Abstand an einer Kette vorgesehen sein. Vorzugsweise ist diese Kette eine Endloskette. Die Endloskette kann angetrieben sein oder nicht. Für den Fall, dass sie nicht angetrieben ist, wird sie durch die Materialbahnklemmmittel angetrieben. Vorzugsweise wird die Bewegung der Materialbahnklemmmittel, die durch die Spindel angetrieben sind, auf die Kette übertragen.

Alternativ oder zusätzlich kann jedes Materialbahnklemmmittel in einer Kulisse der Verpackungsmaschine geführt sein. Vorzugsweise weist jedes Materialbahnklemmmittel ein Unterteil und ein Oberteil auf, mit denen die Materialbahn reversibel geklemmt wird. Vorzugsweise ist ein Teil, dreh- oder schwenkbar an dem anderen Teil vorgesehen und/oder vorzugsweise sind die beiden Teile in ihre klemmende Stellung, beispielsweise mittels einer Feder, insbesondere einer Torsionsfeder, vorgespannt. Vorzugsweise weist ein Teil, insbesondere das Oberteil, eine Fläche auf, auf die eine Kraft und/oder ein Drehmoment einwirken kann, mit der die Teile relativ zueinander von einer klemmenden in eine geöffnete Stellung gebracht werden können. Vorzugsweis befindet sich das Mittel zum Eingriff in die Spindel gegenüberliegend von dem Oberteil.

Vorzugsweise weist jedes Materialbahnklemmmittel ein Gleitstück auf, das mit dem Materialbahnklemmmittel reversibel oder irreversibel verbunden ist. Das Gleitstück kann aus demselben oder einem unterschiedlichen Werkstoff als das Materialbahnklemmmittel gefertigt sein.

Die Aufgabe wird auch mit einer Verpackungsmaschine zur Herstellung einer Verpackung gelöst, bei der eine Materialbahn entlang der Verpackungsmaschine transportiert wird, mit einer Siegelstation, die eine weitere Materialbahn an die Materialbahn, siegelt, wobei gegebenenfalls eine Verpackungsmulde in die Materialbahn tiefgezogen worden ist, wobei zwei erfindungsgemäße Materialbahntransportmittel (39) die Materialbahn (8) transportieren.

Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine. Bei einer derartigen Verpackungsmaschine kann es sich beispielsweise um einen sogenannten Thermoformer handeln, auf denen in der Regel Kunststoffmaterial- und/oder Papiermaterialbahnen verarbeitet werden. Beim Thermoformer wird beispielsweise eine Untermaterialbahn von einer Vorratsrolle abgerollt und intermittierend entlang der Verpackungsmaschine transportiert. In einer Formstation kann zunächst eine Verpackungsmulde in die Untermaterialbahn geformt werden, die anschließend mit einem Verpackungsgut, insbesondere einem Lebensmittel, befüllt wird. Anschließend wird an die Untermaterialbahn in einer Siegelstation eine oder mehreren Obermaterialbahn(en) gesiegelt, beispielsweise um die Verpackungsmulde zu verschließen. Die Obermaterialbahnbahn wird dabei ebenfalls von einer Vorratsrolle abgerollt. Der Transport der Materialbahn(en) kann dabei mit dem erfindungsgemäßen Materialbahntransportmittel erfolgen, das rechts und links von der jeweiligen Mate rial bahn angeordnet ist. Jedes Materialbahntransportmittel weist eine Vielzahl von Materialbahnklemmmitteln auf, die die Untermaterialbahn im Einlaufbereich klemmend ergreifen und die Bewegung des Materialbahntransportmittel auf die Untermaterialbahn übertragen. Im Auslaufbereich der Verpackungsmaschine wird die klemmende Verbindung zwischen dem Materialbahntransportmittel und der jeweiligen Materialbahn wieder gelöst.

Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine hat den Vorteil, dass der Abstand der Materialbahnklemmmittel durch die Spindel immer gleichbleibt, wodurch Faltenwurf in der Materialbahn vermieden wird.

Vorzugsweise weist die Verpackungsmaschine eine Kulisse auf, in der die Materialbahntransportglieder zumindest während des Materialbahntransports geführt sind. Vorzugsweise weist die Kulisse einen Verunreinigungsschutz auf, der die Kontamination der Kulisse und/oder der Materialbahntransportglieder mit Verpackungsgut, beispielsweise Lebensmitteln, zumindest vermindert, insbesondere verhindert.

Vorzugsweise weist die Verpackungsmaschine eine Reinigung und/oder Trocknung der Materialbahntransportglieder auf. Mit der Reinigung werden insbesondere Lebensmittelreste, die beim Verpacken auf oder in die Materialbahntransportglieder gelangen, entfernt. In der Regel wird dazu ein Reinigungsmittel verwendet, das vorzugsweise wasserbasierend ist, temperiert ist und ein Reinigungsadditiv enthalten kann. Dieses Reinigungsmittel wird vorzugsweise unter Druck auf die Materialbahntransportglieder, insbesondere mit einer Düse aufgetragen. Die Reinigung kann durch ein mechanisches Reinigungsmittel, wie einer Bürste, unterstützt werden. Das Reinigungsmittel wird vorzugsweise nach dessen Gebrauch wieder aufgefangen und gegebenenfalls wiederverwendet. Dafür muss insbesondere ein Filter in dem Kreislauf vorhanden sein. Vorzugsweise erfolgt die Reinigung im Rücklauf der Materialbahntransportglieder. Vorzugsweise wird für die Reinigung der Abstand zwischen zwei benachbarten Materialbahntransportgliedern vergrößert und danach wieder reduziert.

Alternativ oder zusätzlich weist die Verpackungsmaschine eine Trocknung auf, die die Materialbahntransportglieder beispielsweise nach deren Reinigung trocknet. Vorzugsweise erfolgt die Trocknung mit Druckluft, gegebenenfalls erwärmter Druckluft, die vorzugsweise aus einer oder mehreren Düsen austritt. Auch bei der T rocknung ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Materialbahntransportgliedern vorzugsweise vergrößert. Vorzugsweise weist die Verpackungsmaschine eine Mehrzahl von Stationen, beispielsweise eine Formstation, eine Siegelstation, eine Einlegstation und/oder eine Vereinzelungsstation auf.

Weiterhin alternativ oder zusätzlich weist die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine eine Kettenschmierung auf, die beispielsweise ein Öl oder ein Fett auf die Kette aufträgt.

Im Folgenden werden die Erfindungen anhand der Figuren erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Erläuterungen gelten für alle Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Antriebs

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1, in dem vorliegenden Fall ein sogenannter Thermoformer, die hier eine Tiefziehstation 2, eine Füllstation 7 sowie eine Siegelstation 15 aufweist. Eine Untermaterialbahn 8, hier eine Kunststoffmaterialbahn 8, wird von einer Vorratsrolle abgezogen und taktweise entlang der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine von rechts nach links in der Vorlaufrichtung transportiert. Die Materialbahnrolle ist in der Regel auf einer Welle gelagert. Bei einem Takt wird die Untermaterialbahn 8 um einen Vorzug weitertransportiert, wobei es mehrerer Vorzüge bedarf, um eine fertige Verpackung herzustellen. Dafür weist die Verpackungsmaschine zwei Materialbahntransportmittel 20 auf, die rechts und links von der Untermaterialbahn angeordnet sind und die anhand der folgenden Figuren näher erläutert werden. Jedes Materialbahntransportmittel 20 weist eine Vielzahl von Klemmmitteln 21 auf, die die Untermaterialbahn 8 im Einlaufbereich 19 klemmend ergreifen und die Bewegung des Materialbahntransportmittel 20 auf die Untermaterialbahn 8 übertragen. Im Auslaufbereich der Verpackungsmaschine wird die klemmende Verbindung zwischen dem Materialbahntransportmittel 20 und der Untermaterialbahn 8 wieder gelöst. Stromabwärts von dem Einlaufbereich 19 kann ein Heizmittel vorgesehen sein, das die Materialbahn 8 erwärmt, insbesondere wenn diese stillsteht. In der Tiefziehstation 2, die hier über ein Oberwerkzeug 3 und ein Unterwerkzeug 4 verfügt, das die Form der herzustellenden Verpackungsmulde aufweist, werden Verpackungsmulden 6 in die angewärmte Materialbahn 8 geformt. Das Unterwerkzeug 4 ist auf einem Hubtisch 5 angeordnet, der, wie durch den Doppelpfeil symbolisiert wird, vertikal verstellbar ist, was durch eine Hubvorrichtung erfolgt. Vor jedem Materialbahnvorschub wird das Unterwerkzeug 4 abgesenkt und danach wieder angehoben. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die Verpackungsmulden dann in der Füllstation 7 mit dem Verpackungsgut 16 befüllt. In der sich daran anschließenden Siegelstation 15, die hier ebenfalls aus einem Oberwerkzeug 12 und einem vertikal verstellbaren Unterwerkzeug 11 besteht, wird eine Obermaterialbahn 14 stoffschlüssig beispielsweise durch Siegeln an der Untermaterialbahn 8 befestigt. Auch in der Siegelstation werden das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug vor und nach jedem Materialbahntransport abgesenkt bzw. angehoben. Auch die Obermaterialbahn 14 wird von einer Materialbahnrolle, die auf einer Welle gelagert ist, abgerollt und kann in Transportmitteln geführt sein bzw. von Transportketten transportiert werden, wobei sich diese Transportmittel dann nur von der Siegelstation und ggf. stromabwärts erstrecken. Vorzugsweise ist dieses Transportmittel auch erfindungsgemäß ausgeführt. Ansonsten gelten die Ausführungen, die zu den Transportmitteln der Untermaterialbahn gemacht wurden. Auch die Obermaterialbahn kann mit einem Heizmittel angewärmt und tiefgezogen werden. Für das Siegeln ist als Unterwerkzeug 11 beispielweise ein heizbarer Siegelrahmen vorgesehen, der pro Verpackungsmulde eine Öffnung aufweist, in die die Verpackungsmulde beim Siegeln, d.h. bei der Aufwärtsbewegung des Untersiegelwerkzeugs, eintaucht. Zum Siegeln werden die Ober- und die Untermaterialbahn zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug 12, 11 zusammengepresst und verbinden sich unter dem Einfluss von Wärme und Druck. Nach dem Siegeln werden die Werkzeuge 11, 12 wieder vertikal auseinanderbewegt. Zwischen der jeweiligen Vorratsrolle und dem Siegelwerkzeug ist vorzugsweise kann ein Tänzer vorgesehen sein, der den intermittierenden Vorschub der Untermaterialbahn 8 und damit den intermittierenden Abzug der Obermaterialbahnbahn 14 ausgleicht. Der Tänzer kann als Materialbahnspeicher und/oder zur Erzeugung einer bestimmten Materialbahnspannung dienen. Der Fachmann versteht, dass mehrere Obermaterialbahn vorhanden sein können, beispielsweise bei einer mehrlagigen Packung oder einer Packung mit mehreren Obermaterialbahnen. Vorzugsweise ist dann im Verlauf jeder Obermaterialbahn ein Tänzer vorgesehen. Der Fachmann versteht des Weiteren, dass auch im Bereich der Untermaterialbahn 8 ein Tänzer vorgesehen sein kann, vorzugsweise stromabwärts von deren Vorratsrolle. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die fertiggestellten Verpackungen vereinzelt, was in dem vorliegenden Fall mit dem Querschneider 18 und dem Längsschneider 17 erfolgt. Der Querschneider 18 ist in dem vorliegenden Fall ebenfalls mit einer Hubeinrichtung 9 anhebbar bzw. absenkbar.

Figur 2 zeigt Details des Materialbahntransportmittels 20, das eine Vielzahl von Materialbahnklemmmitteln 21 aufweist. Jedes Materialbahnklemmmittel 21, weist ein Unterteil 26 und ein Oberteil 25 auf, die relativ zueinander beweglich vorgesehen sind, so dass reversibel ein Abstand zwischen der hier kreisförmigen Klemmfläche 30 des Oberteils 25 und dem Unterteil 26 erzeugt werden kann, in den ein seitliches Ende der Mate rial bahn eingeführt wird. Danach wird der Abstand wieder reduziert, so dass die Materialbahn zwischen der Klemmfläche 30 des Oberteils 25 und dem Unterteil 26 klemmend gehalten ist. Die Feder 27 spannt die Klemmfläche 30 gegen das Unterteil 26 vor. Des Weiteren weist jedes Materialbahnklemmmittel 21 ein Mittel 28 zum Eingriff in die Spindel 23 auf. In dem vorliegenden Fall ist dieses Eingriffsmittel 28 ein Stift, Zylinder oder dergleichen, der aus dem Unterteil heraussteht. Vorzugsweise ist das Eingriffsmittel 28 Teil des Oberteils 25 des Materialbahnklemmmittels 21 , beispielsweise ein Stift oder Zylinder, der an dem Klemmmittel 30 angeordnet ist und der in dem Unterteil 26 geführt ist.

Die Materialbahnklemmmittel 21 sind in dem vorliegenden Fall an den Materialbahntransportgliedern 24, beispielsweise einer Kette, insbesondere eine Endloskette, in einem gewissen Abstand angeordnet. Diese Kette kann angetrieben sein oder nicht. Das Eingriffsmittel 28 an jedem Materialbahnklemmmittel 21 greift in eine Einbuchtung einer Spindel 23, die sich spiralförmig um deren Mittelachse erstreckt. Die Spindel ist drehbar an der Verpackungsmaschine gelagert und kann angetrieben sein oder nicht.

Für den Fall, dass die Spindel 23 mit einem Motor drehend angetrieben wir, bewegt sie die Materialbahnklemmmittel 21 entlang der Transportrichtung der Materialbahn in der Verpackungsmaschine. Die Materialbahnklemmmittel 21 können dabei ihre Bewegung auch auf die Kette 24 übertragen ohne dass diese einen weiteren Antrieb aufweist. Die Kette 24 dient dann im Wesentlichen zur Führung der Materialbahnklemmmittel. Es ist aber auch möglich, dass die Kette 24 ebenfalls angetrieben ist. Für den Fall das nur die Kette 24 angetrieben ist, erreicht man mit der Spindel einen konstanten, gleichbleibenden Abstand zwischen zwei benachbarten Materialbahnklemmmitteln 21.

Bezugszeichenliste:

1 Verpackungsmaschine

2 Formstation, Tiefziehstation

3 Oberwerkzeug der Tiefziehstation

4 Unterwerkzeug der Tiefziehstation

5 Hubtisch, Träger eines Werkzeugs der Siegel-, Tiefziehstation und/oder der Schneideinrichtung

6 Verpackungsmulde

7 Füllstation

8 Materialbahn, Untermaterialbahn

9 Hubeinrichtung

10 Materialbahntransportglied

11 Unterwerkzeug der Siegelstation

12 Oberwerkzeug der Siegelstation

13 Unterteil des Materialbahnklemmmittels

14 Obermaterialbahn, Deckelmaterialbahn

15 Siegelstation

16 Verpackungsgut

17 Längsschneider

18 Querschneider

19 Einlaufbereich

20 Materialbahntransportmittel

21 Materialbahnklemmmittel

22 Kette

23 Spindel

24 Materialbahntransportglieder, Kette

25 Oberteil des Materialbahnklemmmittels

26 Unterteil des Materialbahnklemmmittels

27 Feder

28 Eingriffsmittel, Stift

29 Einbuchtung, Gewinde, Nut

30 Klemmfläche

Claims

Patentansprüche:

1. Materialbahntransportmittel (20) mit einer Vielzahl von Materialbahnklemmmittel (21), dadurch gekennzeichnet, dass eine Spindel (23) die Materialbahnklemmmittel (21) antreibt und/oder beabstandet.

2. Materialbahntransportmittel (20) nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnklemmmittel (21) an Materialbahntransportgliedern (24) vorgesehen sind.

3. Materialbahntransportmittel (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahntransportglieder (24) Teile einer Kette (22) sind.

4. Materialbahntransportmittel (20) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette (22) angetrieben ist.

5. Materialbahntransportmittel (20) nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnklemmmittel (21) in einer Kulisse geführt sind.

6. Materialbahntransportmittel (39) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel drehend angetrieben ist.

7. Verpackungsmaschine (1), zur Herstellung einer Verpackung, bei der eine Materialbahn (8) entlang der Verpackungsmaschine transportiert wird, mit einer Siegelstation (15), die eine weitere Materialbahn (14) an die Warenbahn (8), siegelt, wobei gegebenenfalls eine Verpackungsmulde (6) in die Materialbahn (8) tiefgezogen worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Materialbahntransportmittel (20) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche die Materialbahn (8) transportieren.

8. Verpackungsmaschine (1), nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kulisse (36) aufweist, in der die Materialbahnklemmmittel (21) zumindest während des Materialbahntransports geführt sind.

9. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 7 oder 8 oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine, vorzugsweise zwei Ketten (22) mit Materialbahnklemmmitteln (21) aufweist, wobei die Materialbahnklemmmittel die Kette antreibt