DE102014226830B4 - Verpackungsmaschine mit hygienischem Pneumatikzylinder - Google Patents
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Abstract
Verpackungsmaschine (1), umfassend wenigstens eine Arbeitsstation (3, 4, 7) mit einem Hubantrieb (30), der einen Pneumatikzylinder (10) umfasst, wobei der Pneumatikzylinder (10) einen Zylinderkörper (15), eine Kolbenstange (11) und einen Kolben (11a) aufweist, dessen Stellung gegenüber dem Zylinderkörper (15) mittels wenigstens eines Sensors (12) berührungslos erfasst wird, wobei der Sensor (12) außerhalb des Zylinderkörpers (15) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine separat gefertigte und in den Zylinderkörper (15) eingesetzte Befestigungsschale (20) für den Sensor (12) in der Außenseite (A) des Zylinderkörpers (15) vorgesehen ist, wobei die Befestigungsschale (20) zwei Längsränder (24) aufweist, die eine Ebene (E) definieren, wobei eine umlaufende Wandung (23) der Befestigungsschale (20) vier Seitenwände (23a, b, c, d) aufweist, die jeweils einen Winkel (β) von weniger als 87° mit der Ebene (E) einschließen.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der
DE 10 2005 038 357 A1 ist eine Verpackungsmaschine mit einem hygienischen Pneumatikzylinder an einer Arbeitsstation bekannt. Der Pneumatikzylinder weist innerhalb seines Gehäuses integrierte Sensoren und ein integriertes Ventil auf, um die Reinigungsmöglichkeiten zu verbessern und potentielle Schmutzfänger wie beispielsweise Leitungen in ihrer Anzahl zu verringern. Nachteilig an diesem Pneumatikzylinder ist, dass die Sensoren nicht einfach verstellt werden können. Ein nachträgliches Integrieren von einem oder mehreren Sensoren zur Endlagenabfrage ist nicht möglich. - Die
WO 02/068828 A1 - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verpackungsmaschine wie eine Tiefziehverpackungsmaschine, eine Schalenverschließmaschine oder eine Vakuumkammermaschine dahingehend zu verbessern, dass an Arbeitsstationen vorgesehene Pneumatikzylinder hygienisch, das bedeutet leicht reinigbar, und flexibel bezüglich der Positionierbarkeit von Sensoren ausführbar sind.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine umfasst wenigstens eine Arbeitsstation mit einem Hubantrieb, der einen Pneumatikzylinder umfasst, wobei der Pneumatikzylinder einen Zylinderkörper, eine Kolbenstange und einen Kolben aufweist, dessen Stellung gegenüber dem Zylinderkörper mittels wenigstens eines Sensors berührungslos erfasst wird, wobei der Sensor außerhalb des Zylinderkörpers vorgesehen ist. Die Verpackungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass eine separat vom Zylinderkörper gefertigte und in den Zylinderkörper eingesetzte Befestigungsschale für den Sensor in der Außenseite des Zylinderkörpers vorgesehen ist, wobei die Befestigungsschale zwei Längsränder aufweist, die eine obere Ebene definieren, wobei eine umlaufende Wandung der Befestigungsschale vier Seitenwände aufweist, die jeweils einen Winkel von weniger als 87° mit der Ebene einschließen. So können Reinigungsmittel oder Wasser in den meisten Einbaulagen des Pneumatikzylinders in der Arbeitsstation leicht und sicher ablaufen.
- Bevorzugt weist die Vertiefung eine Tiefe von wenigstens 5 mm auf, um den Sensor so nahe wie möglich an dem sich im Zylinderkörper bewegenden Kolben der Kolbenstange positionieren zu können, um die Position des Kolbens berührungslos zu erfassen.
- Vorzugsweise sind zwei Befestigungsschalen vorgesehen, um die Position sowohl einer weitestgehend eingefahrenen als auch einer weitestgehend ausgefahrenen Kolbenstange zu erfassen bzw. abzufragen.
- Dabei sind die Befestigungsschalen vorzugsweise an einer gemeinsamen Seitenfläche des Zylinderkörpers vorgesehen.
- In einer alternativen Ausführung sind die Befestigungsschalen an zwei unterschiedlichen Seitenflächen des Zylinderkörpers vorgesehen, um bei Pneumatikzylindern mit einem kurzen Zylinderkörper wenigstens zwei Positionen abfragen zu können.
- In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Sensor relativ zur Befestigungsschale in Bewegungsrichtung der Kolbenstange verstellbar, um nicht auf die Endlagen des Kolbens bzw. der Kolbenstange beschränkt zu sein.
- Vorzugsweise ist der Sensor ein Näherungsschalter, bevorzugt ein zylinderförmiger Näherungsschalter, der berührungslos den Kolben der Kolbenstange detektieren kann. Zu diesem Zweck kann der Sensor beispielsweise als kapazitiver oder induktiver Näherungsschalter konfiguriert sein. Dabei wird die Kapazität bzw. die Induktivität des Sensors beeinflusst oder gestört, wenn sich der Kolben in der Nähe des Sensors befindet. Überschreitet die Störung eine vorgegebene Schwelle, wird dies vom Sensor als Hinweis auf eine bestimmte Position des Kolbens erfasst und als Positionssignal ausgesendet.
- Bevorzugt weist der Pneumatikzylinder einen Zylinderkörper mit vier Seitenflächen auf, wobei die Seitenflächen mit Ausnahme der Befestigungsschalen eine glatte Oberfläche aufweisen, um leicht reinigbar zu sein. Glatt bedeutet, dass die Oberfläche frei ist von Nuten, Vertiefungen oder Vorsprüngen bspw. von Schraubenköpfen oder Ähnlichem.
- Bevorzugt beträgt der Winkel zwischen einer Seitenwand und der Ebene der Befestigungsschale weniger als 75°, vorzugsweise weniger als 60°.
- Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäße Verpackungsmaschine in der Seitenansicht, -
2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Pneumatikzylinders in einer ersten Ausführung, -
3 einen Pneumatikzylinder in einer zweiten Ausführung und -
4 eine Schnittansicht der Befestigungsschale. - Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine Verpackungsmaschine1 in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine mit mehreren Arbeitsstationen wie einer Formstation3 , einer Versiegelungsstation4 und einer Schneidstation7 . Eine Folienbahn2 wird in der Formstation3 unter Ausbildung einer Mulde5 zur Aufnahme eines Produkts6 tiefgezogen. In der Versiegelungsstation4 wird eine Deckelfolie8 auf die mit Produkt6 gefüllte Mulde5 luftdicht aufgebracht. In der darauf folgenden Schneidstation7 werden die noch zusammenhängenden Verpackungen9 auseinander geschnitten und vereinzelt. - Sowohl die Formstation
3 als auch die Versiegelungsstation4 und die Schneidstation7 können Hubantriebe30 unterschiedlicher Bauform aufweisen, die einen Pneumatikzylinder10 umfassen. Die Hubbewegung muss dabei nicht unmittelbar über eine Kolbenstange11 des Pneumatikzylinders10 auf eine anzuhebende Werkzeugeinheit der Arbeitsstation3 ,4 ,7 übertragen werden. Je nach Anwendungsfall können Getriebemechanismen wie ein Kniehebelhubwerk oder dergleichen zwischengeschaltet sein, um die Hubkraft zu verstärken, um eine Führung für die Bewegung zu bewirken oder um mehrere Angriffspunkte für die Hubkraft an der Werkzeugeinheit, zum Beispiel am Formwerkzeugunterteil, auszubilden. - Weiterhin umfasst der Pneumatikzylinder
10 schematisch dargestellte Sensoren12 zur Erfassung der Endlage der Kolbenstange11 oder – mittels einer Verstellmöglichkeit der Sensoren12 – einer beliebigen Position der Kolbenstange11 . Die Sensoren12 , hier konkret Näherungsschalter, sind mit einer Maschinensteuerung13 verbunden. Die Maschinensteuerung13 steuert über Leitungen14 die Bewegung des Kolbens und damit der Kolbenstange11 mittels nicht näher dargestellter Ventile. -
2 zeigt eine perspektivische Einzelansicht des Pneumatikzylinders10 mit der Kolbenstange11 , mit einem Kolben11a und mit den zwei Sensoren12 , die an der oben liegenden Außenseite A des Pneumatikzylinders10 angeordnet sind. Die Kolbenstange11 ist in einer Bewegungsrichtung R, wie in der2 als Doppelpfeil dargestellt, bewegbar. Der Pneumatikzylinder10 umfasst einen Zylinderkörper15 , ein erstes vorderes Verschließende16 und ein zweites hinteres Verschließende17 . Der Zylinderkörper15 weist vier Seitenflächen18a , b, c, d auf. Auf der nach oben ausgerichteten Seitenfläche18b sind zwei Befestigungsschalen20 vorgesehen, in der jeweils ein Sensor12 mittels einer Klemmleiste21 befestigbar bzw. klemmbar ist. Die vier Seitenflächen18a , b, c, d und somit die Außenfläche des Zylinderkörpers15 sind glatt ausgeführt. -
3 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der der Pneumatikzylinder10 jeweils eine Befestigungsschale20 an jeweils einer benachbarten Seitenfläche18b und18c aufweist. Unter dieser Ausführungsform ist auch eine nicht näher dargestellte Variante erfasst, bei der die Befestigungsschalen20 an zwei gegenüberliegenden Seiten18b ,18d , nämlich an der in der Zeichnung oben und unten liegenden Seite, vorgesehen sind. Dies ist vor allem bei Zylinderkörpern15 mit einer geringen Länge vorteilhaft. -
4 zeigt die separat vom Zylinderkörper15 gefertigte Befestigungsschale20 in einer Schnittdarstellung. Die Befestigungsschale20 weist eine Vertiefung22 und eine umlaufende Wandung23 auf, wobei die Wandung23 selbst in vier Seitenwände23a , b, c, d aufteilbar ist, wobei die durch den Schnitt nicht sichtbare linke Seitenwand23d gegenüber der rechten Seitenwand23b angeordnet ist. Die Seitenwände23a , b, c, d weisen eine Schräge β von weniger als 87°, hier von 75° gegenüber einer Ebene E auf, die durch den umlaufenden oberen Rand24 an der Oberseite der Befestigungsschale20 definiert wird. Mit anderen Worten liegen die beiden Längsränder24 der Befestigungschale20 in der gemeinsamen Ebene E. - Die Vertiefung
22 weist gegenüber dem oberen Rand24 bzw. der Ebene E eine Tiefe T von beispielsweise 10 mm auf. Dabei kann während der Reinigung auf oder in die Befestigungsschale20 eingedrungenes Wasser oder Reinigungsmittel selbstständig nach unten aus der Befestigungsschale20 ablaufen, ohne dass Rückstände am Pneumatikzylinder10 verbleiben, wobei der Pneumatikzylinder10 dabei nicht in einer relativ horizontalen Lage mit den Befestigungsschalen20 an der Oberseite vorgesehen sein sollte. Lediglich in einer solchen Einbaulage könnte Wasser in der Vertiefung der Befestigungsschale20 verbleiben.
Claims (9)
- Verpackungsmaschine (
1 ), umfassend wenigstens eine Arbeitsstation (3 ,4 ,7 ) mit einem Hubantrieb (30 ), der einen Pneumatikzylinder (10 ) umfasst, wobei der Pneumatikzylinder (10 ) einen Zylinderkörper (15 ), eine Kolbenstange (11 ) und einen Kolben (11a ) aufweist, dessen Stellung gegenüber dem Zylinderkörper (15 ) mittels wenigstens eines Sensors (12 ) berührungslos erfasst wird, wobei der Sensor (12 ) außerhalb des Zylinderkörpers (15 ) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine separat gefertigte und in den Zylinderkörper (15 ) eingesetzte Befestigungsschale (20 ) für den Sensor (12 ) in der Außenseite (A) des Zylinderkörpers (15 ) vorgesehen ist, wobei die Befestigungsschale (20 ) zwei Längsränder (24 ) aufweist, die eine Ebene (E) definieren, wobei eine umlaufende Wandung (23 ) der Befestigungsschale (20 ) vier Seitenwände (23a , b, c, d) aufweist, die jeweils einen Winkel (β) von weniger als 87° mit der Ebene (E) einschließen. - Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (
22 ) eine maximale Tiefe (T) in Bezug auf die Ebne (E) von wenigstens 5 mm aufweist. - Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Befestigungsschalen (
20 ) vorgesehen sind. - Verpackungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschalen (
20 ) an einer gemeinsamen Seitenfläche (18a , b, c, d) des Zylinderkörpers (15 ) vorgesehen sind. - Verpackungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschalen (
20 ) an zwei unterschiedlichen Seitenflächen (18a , b, c, d) des Zylinderkörpers (15 ) vorgesehen sind. - Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (
12 ) relativ zur Befestigungsschale (20 ) in Bewegungsrichtung (R) der Kolbenstange (11 ) verstellbar ist. - Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (
12 ) ein Näherungsschalter ist. - Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pneumatikzylinder (
10 ) einen Zylinderkörper (15 ) mit vier Seitenflächen (18a , b, c, d) aufweist, wobei die Seitenflächen (18a , b, c, d) mit Ausnahme der Befestigungsschalen (20 ) eine glatte Oberfläche aufweisen. - Verpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (β) maximal 75°, vorzugsweise maximal 60°, beträgt.
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