CH655697A5

CH655697A5 - Verfahren und vorrichtung zum verpacken von ware.

Info

Publication number: CH655697A5
Application number: CH2968/82A
Authority: CH
Inventors: Reiner Grebe
Original assignee: Kraemer & Grebe Kg
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DK214282A; GB2100218A; IT8248392A0; DE3118912A1; SE8202893L; NL8201936A; FR2505774A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung 15 zum Verpacken von Ware zwischen zwei Folien, wobei man in einer Folie eine Mulde ausbildet, die Ware in die Mulde einbringt und anschliessend den Rand der Mulde mit einer zweiten Folie verschliessend verschweisst.

Bei derartigen bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird 20 der Schweissvorgang durch einen Schweissrahmen ausgeführt, der im allgemeinen aus einer Aluminiumplatte mit hervorstehenden formatabhängigen Quer- und Längsrippen versehen ist. In der Platte befinden sich Heizstäbe oder Heizplatten, die über einen Fühler und einen Thermostat geregelt Wärme an die 25 Aluminiumplatte abgeben.

Die Längs- und Querrippen, über welche die Wärme auf die Folien übertragen wird, werden durch die Aluminiumplatte erwärmt.

Eine Packung wird normalerweise durch zwei Quernähte und 30 zwei Längsnähte an den Rändern verschweisst, wobei in einem Arbeitsgang auch mehrere Packungen verschweisst werden können. Hierfür trägt die erforderliche Schweissplatte mehrere Längs- bzw. Querschweissrippen entsprechend der jeweiligen Packungsgrösse.

35 Die Schweissplatte ist oberhalb der beiden zu verschweissen-den Folien angeordnet, während sich unterhalb der Folien eine Kammer befindet, die entsprechend der Anordnung und Breite der Schweissnähte bzw. der Quer- und Längsschweissrippen Stege besitzt. Zur Durchführung des Schweissvorganges wird die 40 Kammer durch eine Hubvorrichtung angehoben, worauf anschliessend die Schweissplatte durch eine pneumatische Vorrichtung abgesenkt wird. Dabei werden die Folien zusammenge-presst und durch die von der Schweissplatte auf die Folien übertragene Wärme auf Schmelztemperatur gebracht, wodurch 43 sie miteinander verschweissen.

Mit dieser herkömmlichen Einrichtung sind zwingend eine Anzahl gravierender Nachteile verbunden.

So hat sich gezeigt, dass es sehr schwierig ist, eine gleichmäs-sige Wärmeverteilung zu erreichen. Die Temperaturunter-50 schiede sind zum Teil so gross, dass bei einem Schweissvorgang ein Teil der herzustellenden Schweissnähte nicht verschweisst, während ein anderer Teil durch Überhitzung verbrannt wird.

Bei Blister-Packungen, bei denen die Oberfolie aus einer Pappe besteht, muss man mit überhöhter Schweisstemperatur 55 und Schweisszeit arbeiten, um die notwendige Schweisstemperatur zwischen den beiden Folien zu erreichen, so dass hiermit zusätzliche Energie- und Zeitverluste während des Arbeitsablaufes enstehen.

Weiterhin ergibt sich je nach Anzahl und Grösse der zu 60 verschweissenden Packungen eine mehr oder weniger grosse Schweissnahtfläche. Da die pneumatisch angetriebene Schweissplatte unabhängig von der Schweissnahtfläche stets mit der gleichen Kraft angetrieben wird, führt dies zu erheblichen Unterschieden des spezifischen Flächendruckes, so dass dieser oftmals 65 für eine einwandfreie Schweissung nicht ausreicht.

Schliesslich ist beim Einsatz der Maschine für jede Packungsgrösse eine andere Schweissplatte und Schweisskammer erforderlich, wodurch neben erheblichen Umrüstzeiten auch zusätzli

655 697

che erhebliche Kosten für deren Bereitstellung und Lagerung gegeben sind.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine gleichmässige und schnellere Schweissung ohne Gefahr einer Folienüberhitzung ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale. Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen wird auf die abhängigen Ansprüche verwiesen.

Nach der Erfindung führt man zwischen bzw. neben den über die Folienbreite verteilten Mulden von unten Schweisselemente an die zu bildende Schweissnaht heran und bildet jeweils eine Schweissnaht zwischen der Unterfolie und der Oberfolie aus, die mindestens die Länge der Packung besitzt, worauf man jeweils am Ende der Mulden, bezogen auf die Folienvorzugsrichtung, mittels eines von unten herangeführten Schweisselementes eine Querschweissnaht ausbildet, die sich über die gesamte Folienbreite erstreckt. Nach der erfindungsgemässen Vorrichtung sind unterhalb der Folien in vertikaler Richtung verschiebbare Schweisselemente für Längs- und Querschweissnähte angeordnet, wobei je nach Anzahl der erforderlichen Längsschweiss-nähte über die Folienbreite Längsschweisselemente, deren Länge gleich oder grösser ist als die Länge der Einzelpackungen, parallel zur Seitenkante der Folien angeordnet sind, während die im wesentlichen senkrecht zu den Seitenkanten der Folien angeordneten Querschweisselemente in Längsrichtung des Folienvorzugs verschiebbar sind. Hierdurch ergibt sich neben einer Vielzahl beträchtlicher Vorteile eine universelle Einsetzbarkeit der Verpackungsmaschine. Je nach gewünschter Packungsgrösse lässt sich in einer einfachen Weise die Folienbreite dazu praktisch beliebig aufteilen, ohne dass es erforderlich ist, durch einen zeitraubenden Vorgang den Schweissrahmen auszutauschen. Die Querschweissung lässt sich praktisch stufenlos anpassen. Durch die von unten herangeführten Schweisselemente ist es nicht mehr erforderlich, etwa bei Blister-Packungen mit überhöhter Aufheiztemperatur und -dauer zu arbeiten. Es ergibt sich eine gleichmässige Schweissnaht, da die von unten an die Folie herangeführten Schweisselemente etwa die Schmelztemperatur der zu verschweissenden Folien besitzen. Somit kann auch bei Mehrfachschweissungen eine Überhitzung der Folie nicht auftreten.

Schliesslich entfällt bei der erfindungsgemässen Einrichtung auch die gesamte Anordnung für die Absenkung des Schweissrahmens, womit die Fertigungskosten für die Anlage beträchtlich verringert werden können.

Es entfällt somit gemäss der Erfindung der formatabhängige Schweissrahmen ebenso wie die formatabhängige Schweissform.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Querschweisselemente die gleiche Länge wie diejenige der Längsschweisselemente. Infolgedessen sind die Schweisselemente austauschbar, was zu einer vereinfachten Handhabung und weiteren Kostenvorteilen führt.

Die Breite der Schweissschienen entspricht zweckmässig der doppelten Breite einer Längs- oder Querschweissnaht, so dass sich nach einer mittigen Durchtrennung im Anschluss an die Verschweissung eine übliche Nahtbreite ergibt.

Die Höhe der Schweissschiene ist bevorzugt so bemessen, dass sie nur einen Heizstab sowie einen Temperaturfühler aufzunehmen vermag. Infolgedessen ist lediglich eine geringe Masse zu erhitzen, wodurch eine gleichmässige Schweisstemperatur über die Schiene erreicht, eine Überhitzung anderer Packungsbereiche vermieden und eine Energieeinsparung erzielt wird. Gleichzeitig ergeben sich keine Wärmestauprobleme in mittleren Zonen des Schweissrahmens, wie dies bei herkömmlichen Anlagen dieser Art üblich war.

25

Es ist zweckmässig, die Schweissschiene von ihrem Träger mittels einer Isolationsplatte zu trennen. Unterhalb des Schweissträgers sind elastische Elemente zur Aufbringung des Schweissdruckes angeordnet, wobei diese elastischen Elemente 5 aus Federn, Gummi oder Kolben/Zylindereinheiten bestehen können. Hierdurch wird sichergestellt, dass stets das Schweiss-element mit der gleichen Anpresskraft gegen die zu verschweissenden Folien angedrückt wird. Damit wird unabhängig von der jeweiligen Packungsgrösse eine stets gleiche Flächenpressung 10 erzielt, womit eine gleichmässige hohe Qualität der Schweissnähte gewährleistet wird.

Durch die Abdeckung der beiden Seiten der Schweisselemente durch Isolationsplatten gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung wird ein 15 zusätzlicher Schutz der Seitenbereiche der Packung vor Überhitzung erzielt.

Die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

20 Fig. 1 die Seitenansicht der in eine Verpackungsmaschine integrierten erfindungsgemässen Vorrichtung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine Ansicht der Längsschweisselemente mit der diesen gegenüberliegenden Gegendruckplatte gemäss einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Ansicht eines Querschweisselementes gemäss der Erfindung, und 30 Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch ein Schweisselement.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Verpackungsmaschine umfasst eine Tiefziehstation, in welcher die Mulden zur Aufnahme der Ware in der Unterfolie ausgebildet werden, eine Einlegestation, in welcher die Ware in die Mulden eingebracht wird, eine Schweissstation, in welcher die Oberfolie die Mulden verschliessend auf die Unterfolie aufgeschweisst wird, sowie eine Schneidestation, in welcher die einzelnen Packungen voneinander getrennt werden.

Die Unterfolie 2 in Form eines Bandes wird von einer drehbar 40 gelagerten Vorratsrolle 1 abgezogen und der Tiefziehstation zugeführt. Dabei wird sie zunächst zwischen einer oberen Vorheizplatte 5 und einer unteren Vorheizplatte 6 hindurchgeführt, wobei sie auf Plastifizierungstemperatur gebracht wird. Die Tiefziehform 3 ist zusammen mit der unteren Vorheizplatte 6 auf 45 in vertikaler Richtung veschiebbaren Hubschienen 4 gehalten.

Während des schrittweisen Vorzuges der Unterfolie 2 wird jeweils ein Abschnitt der Folie zwischen den Vorheizplatten 5 und 6 aufgeheizt, während der vorangehende Abschnitt durch eine Tiefziehform zu einer oder mehreren nebeneinanderliegen-50 den Mulden umgeformt wird. Die offenen Mulden 7 werden nun der Einlegestation zugeführt, in welcher die Waren in die Mulden eingebracht werden.

An die Einlegestation schliesst sich die Schweissstation der Verpackungsmaschine an, die im besonderen Gegenstand der 55 vorliegenden Erfindung ist. Innerhalb der Schweissstation wird von einer drehbar gehaltenen Vorratsrolle 8 die Oberfolie 9 abgezogen und die Unterfolie 2 von oben zugeführt.

Weiterhin sind im Bereich der Schweissstation unterhalb der Folien 2 und 9 Hubschienen 12 vorgesehen, die in vertikaler 60 Richtung verschiebbar sind. Die Hubschienen tragen einerseits die Querschweisselemente 13 sowie andererseits eine Trägerplatte 26 für die Längsschweisselemente 10. Oberhalb der Folien 2 und 9 liegt den Längsschweisselementen 10 eine Gegendruckplatte 11 gegenüber.

65 Einen Vertikalschnitt durch die Trägerplatte 26, die Längsschweisselemente 10 sowie die Gegendruckplatte 11 gemäss verschiedenen Ausführungsformen nach der Erfindung sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Längsschweisselemente 10 sind

35

655 697

4

als Steckelemente ausgebildet, die in Bohrungen 27 innerhalb der Trägerplatte 26 einsteckbar sind. Die Bohrungen 27 sind derart in die Trägerplatte 26 eingebracht, dass entsprechend der Aufteilung der Gesamtfolienbreite in die unterschiedlichen Pak-kungsbreiten jeweils zwischen bzw. neben einer Packung ein Längsschweisselement 10 einsteckbar ist. Bei der Ausführungs-form gemäss Fig. 2 sind vier nebeneinanderliegende Packungen über die Folienbreite vorgesehen, während nach der Ausführungsform gemäss Fig. 3 lediglich zwei Packungen über die Folienbreite nebeneinander liegen. Die Bohrungen 27 können beispielsweise so angeordnet sein, dass etwa bis zu sechs nebeneinanderliegende Packungen über die Folienbreite gleichzeitig verschweissbar sind. Bei einem Wechsel der Packungsbreite ist es lediglich erforderlich, die Längsschweisselemente 10 entsprechend umzustecken.

Wie den Fig. 1 bis 3 entnehmbar ist, liegt den Längsschweiss-elementen 10 eine Gegendruckplatte 11 gegenüber, wobei nach der Ausführangsform gemäss Fig. 2 entsprechend der Lage der Bohrungen 27 in der Trägerplatte 26 innerhalb der Gegendruckplatte 11 Profilleisten 24 angeordnet sind. Somit liegt, unabhängig von dem Steckmuster der Längsschweisselemente 10, diesen jeweils eine Profilleiste 24für den Schweissvorgang gegenüber. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Unterseite der Gegendruckplatte 11 mit einem Gummiüberzug 25 versehen. Somit lässt sich auch hier, unabhängig von der Einsteckordnung der Längsschweisselemente 10, die Verschweissung problemlos durchführen.

Im Anschluss an die Trägerplatte 26 sind in Vorzugsrichtung der Folien 2 und 9 Querschweisselemente 13 auf den Hubschienen 12 angeordnet. Die Querschweisselemente 13 sind ebenfalls als Steckelemente ausgebildet und besitzen vorzugsweise die Länge der Längsschweisselemente 10, so dass sie gegen diese austauschbar sind. Die Position der Querschweisselemente 13 auf den Hubschienen 12 ist in Vorzugsrichtung der Folien verschiebbar, so dass eine Abstimmung auf die jeweilige Pak-kungslänge problemlos möglich ist. Wie die Fig. 4 zeigt, sind die Querschweisselemente 13 in eine Trägerschiene 28 eingesteckt, die wiederum von den Hubschienen 12 gehalten ist. Den Quer-schweisselementen 13 liegen oberhalb der Folien Gegendruckschienen 29 mit Profilleisten 30 für die Durchführung der Quer-

10

schweissnaht gegenüber. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Ausbildung ist noch darin zu sehen, dass durch die individuelle Einstellung der Querschweisselemente eine Ausrichtung von Oberfolie 9 zu Unterfolie 2 möglich ist, wozu bei herkömmlichen Einrichtungen dieser Art eine aufwendige Verstellanordnung erforderlich war.

Der Aufbau der Schweisselemente soll nachfolgend anhand der Fig. 5 näher erläutert werden. Die Schweisselemente 10 und 13 umfassen eine Schweissschiene 17, deren Höhe gerade so bemessen ist, dass sie nur ein Heizelement 19 sowie einen Temperaturfühler 20 aufzunehmen vermag. Damit wird die aufzuheizende Masse gering gehalten, was sich in einem geringen Energieverbrauch durch minimale Wärmeableitung und einer gleichmässigen Temperaturregelbarkeit niederschlägt. Die 15 Schweissschiene 17 ist auf einem Träger 18 gehalten, wobei zwischen dem Träger 18 und der Schweissschiene 17 eine Isolationsplatte 21 angeordnet ist, die die Wärmeableitung minimiert. Auf beiden Seiten der Schweisselemente befinden sich sowohl die Schweissschiene 17 als auch den Träger 19 überdeckende 20 Isolationsplatten 22, die eine unerwünschte Wärmeübertragung auf die Seitenflächen der Behälter verhindern. Die Schweisselemente sind gegen den Druch von elastischen Elementen, wie Druckfedern 23 auf Bolzen 31 gehalten. Somit ist ein stets gleichbleibender Andruck der Schweissschienen gegen die Gegendruckplatte bzw. die Gegendruckschiene gewährleistet. Die Druckfedern 23 können auch etwa durch Gummi oder Kolben/Zylindereinheiten ersetzen werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden die inzwischen ver-schweissten Behälter einer Querschneideinrichtung 14 sowie einer Längsschneideinrichtung 15 zugeführt, durch welche die einzelnen Behälter aus der Folie herausgelöst werden. Die Behälter werden anschliessend über ein Abführband 16 der weiteren Handhabung, wie etwa der Einbringung in Grossbehälter zugeführt.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung deutlich wird, entfällt durch den erfindungsgemässen Aufbau nicht nur die herkömmlich erforderliche Anordnung eines jeweils auf die Pak-kungsgrösse abgestimmten Schweissrahmens mit dem zugehörigen Antrieb, sondern es lässt sich auch eine erheblich bessere und 40 gleichmässige Qualität der Schweissnähte erzielen.

25

30

35

3 Blatt Zeichnunsen

Claims

655 697 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Verpacken von Ware zwischen zwei Folien, gemäss welchem man in einer Folie eine Mulde ausbildet, die Ware in die Mulde einbringt und anschliessend den Rand der Mulde mit einer zweiten Folie verschliessend verschweisst, dadurch gekennzeichnet, dass man zwischen bzw. neben den über die Folienbreite verteilten Mulden einzelne Schweissele-mente von unten an die zu bildende Schweissnaht heranführt und jeweils eine Schweissnaht zwischen der Unterfolie und der Oberfolie ausbildet, die mindestens die Länge der Packung besitzt, worauf man jeweils am Ende der Mulden, bezogen auf die Folienvorzugsrichtung, mittels eines von unten herangeführten Schweisselementes eine Querschweissnaht ausbildet, die sich über die gesamte Folienbreite erstreckt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Tief ziehstation zur Formung der Warenmulden in einer Folienbahn, einer Einlegestation zur Einbringung der Ware in die Mulden sowie einer Schweissstation, innerhalb welcher der Rand der aus der Unterfolie vorgeformten Mulde mit der Oberfolie unter Druck- und Wärmeeinwirkung verschweissbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Folien (2,9) in vertikaler Richtung verschiebbare Schweissele-mente (10,13) für Längs- und Querschweissnähte angeordnet sind, wobei je nach Anzahl der erforderlichen Längsschweiss-nähte über die Folienbreite Längsschweisselemente (10), deren Länge gleich oder grösser ist als die Länge der Einzelpackungen (7), parallel zur Seitenkante der Folien (2,9) auswechselbar angeordnet sind, während die im wesentlichen senkrecht zu den Seitenkanten der Folien (2,9) angeordneten Querschweissele-mente (13) in Längsrichtung des Folienvorzugs verschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Schweisselemente (10,13) als Steckelemente ausgebildet sind, wobei durch das Einstecken in selektiven Positionen sowohl ein formschlüssiger Eingriff als auch eine elektrische Verbindung für das innerhalb der Schweisselemente (10,13) angeordnete Heizelement (19) herstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Querschweisselemente (13) gleich derjenigen der Längsschweisselemente (10) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schweisselemente (10,13) der doppelten Breite einer Längs- oder Querschweissnaht entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweisselemente (10,13) aus an einem Träger (18) gehaltenen Schweissschienen (17) bestehen, wobei die Schweissschienen (17) von ihrem Träger ( 18) mittels einer Isolationsplatte (21) getrennt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Schweissschienen (17) so bemessen ist, dass sie im wesentlichen nur ein Heizelement (19) sowie einen Temperaturfühler (20) aufzunehmen vermögen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seiten der Schweisselemente (10,13) durch Isolationsplatten (22) abgedeckt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb desTrägers (18) der Schweisselemente (10,13) elastische Elemente (23) zur Aufbringung des Schweissdruckes angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente aus Druckfedern bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente aus Gummi bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente jeweils aus einer Kolben/Zylindereinheit bestehen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Längsschweisselemente (10) eine Gegendruckplatte (11) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, 5 dass in der Gegendruckplatte (11) oberhalb der Lage der

Schweisselemente (10) Gummiprofilleisten (24) angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruckplatte (11) auf ihrer Unterseite ganzflächig i° einen Gummiüberzug (25) trägt.