-
Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Ware
-
Die Erfindung betrifft ein Yerfahrensowie eine Vorrichtung 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 bekannten derartigen Verfahren und Vorrichtungen wird im allgemeinen
der Schweißvorgang durch einen Schweißrahmen ausgeführt, der 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 Thermostaten geregelt Warme an die Aluminiumplatte abgeben.
-
Die Längs- und Querrippen, über welche die für die Schweissung erforderliche
Wärme auf die Folien übertragen wird, werden durch die Alumlniumplatte erwärmt.
-
Ene Packung wird normalerweise durch zwei Quernähte sowie zwei Längsnähte
an den Ränder verschweißt, wobei in einem Arbeitsgang auch mehrere Packungen verschweißt
werden können. Hierfür trägt die erforderliche Schweißplatte mehrere Längs- bzw
Querschweiß.rinpen entsprechend der jewelligen Packungsgröße.
-
Die Schweißplatte befindet sich meist oberhalb der beiden zu verschweißenden
Folien, während sich unterhalb der Folien eine Kammer befindet die entsprechend
der Anordnung und Breite der Schweißnahte bzw der Quer- und Längsschweißrippen Stege
besitzt. Zur Durchführung des Schweißvorganges wird die Kammer durch eine Hubvorrichtung
angehoben, worauf anschließend die Schweißplatte durch eine pneumatische Vorrichtung
abgesenkt wird. Dabei werden die Folien zusammengepreßt und durch die von der Schweißplatte
auf die Folien
übertragene Wärme auf Erweichungstemperatur gebracht,
wodurch sie miteinander verschweißen.
-
Mit diesen herkömmlichen Einrichtungen sind jedoch eine Anzahl gravierender
Nachteile verbunden.
-
So ergibt sich je nach Anzahl und Größe der zu verschweißenden Packungen
eine mehr oder weniger große Scweißnahtfläche. Da die pneumatisch angetriebene Schweißplatte
unabhängig von der Schweißnahtfläche stets mit der gleichen Kraft angetrieben wird,
führt dies zu erheblichen unter schieden des spezifischen Flächendruckes, so daß
dieser oftmals für eine einwandfreie Schweißung nicht ausreicht.
-
Außerdem ist beim Einsatz einer derartigen Vorrichtung für jede Packungsgröße
eine andere Schweißplatte und Schweißkammer erforderlich, wodurch sich neben erheblichen
Umrüstzeiten auch zusätzliche erhebliche Kosten für deren Bereitstellung und Lagerung
ergeben.
-
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 schnelle Schweißung
ohne Gefahr einer Folienüberhitzung ermöglicht wird, während gleichzeitig das Auswechseln
des ganzenSchweißrahmens bei der Fertigung unterschiedlicher Packungsgrößen uberflüssig
werden soll.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des
Hauptarspruches angegebenen Merkmale gelöst, wobei bezüglich bevorzugter Ausführungsformen
auf die Unter ansprüche verwiesen wird.
-
Nach dr 5r.f induns führt ran ;:,lscnen bzw. neben den über die Follenbreite
tert¢Ltee Mulden Druckschienen von unten an die zu bildende Schweißnaht heran und
preßt diese gegen eine oberhalb der Folie befindliche. beheizte Schweißeinrichtung
an.
Bevorzugt bildet man die Längs- und Querschweißnähte getrennt aus.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens
bildet man zunächst die Längsschweißnähte zwischen bzw. neben den über die Folienbreite
verteilten Mulden aus und anschließend am Ende der Mulden, bezogen auf die Folienvorzugsrichtung,
eine Querschweißnaht, die sich im wesentlichen über die gesamte Folienbreite erstreckt.
Den jeweiligen Abstand der Längsdruckschienen voneinander stellt man auf die Breite
der Einzelpackungen ein. Die Anzahl der Längsdruckschienen richtet sich nach der
Anzahl der über die Folienbreite verteilten Packungen.
-
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind unterhalb-der Folien in
vertikaler Richtung verschiebbare Druckschienen vorgesehen, die zwischen bzw. neben
den Mulden von unten gegen eine oberhalb der Folien fest angeordnete, beheizte Schweißeinrichtung
anpreßbar sind, wobei die Längsdruckschienen mindestens die Länge der Einzelpackungen
besitzen, während die Querdruckschienen sich über die gesamte Folienbreite erstrecken.
Die Druckschienen sind bevorzugt als SteckeiementP ausgebildet, die in vorbestimmte
Positionen auf einer Trägerplatte einsteckbar sind.
-
Die Schweißeinrichtung kann als vollflächig beheizte, ebene Platte
oder aucti als heizbare Schienen ausgebildet sein, die in den Drucksch.ienen gegenüberliegende
Positionen einsteckbar sinda Durch die erfindungsgsmäße Lötung ergibt sich eine
Reihe von Vorteilen gegenäber dem Stan der Technik. So entfällt der formatabhängige
acnweißrahmen sowie die damit verbundenen beträchtlichen ostn + - die Fertigung,
die Lagerhaltung sowie die Bereitstellung. Is nach gewünschter Packungscjröße läßt
si~n in eIner einfachen Weise die Folien-
breite hieraus praktisch
beliebig aufteilen, ohne daß es erforderlich ist, durch einen zeitraubenden Vorgang
den Schweßrahmen auszutauschen. Die Querschweißung läßt sich praktisch stufenlos
anpassen. Die Wärmeübertragung an die zu bildenden Schweißnähte ist gleichmäßig,
so daß sich eine hohe Schweißnahtfestigkeit und -qualität ergibt. Da die obere Schweißeinrichtung
fest ist, entfallen der pneumatische Antrieb und die Steuerung derselben.
-
Die Länge der Querdruckschienen ist bevorzugt gleich der Länge der
Längsdruckschienen, so daß diese untereinander austauschbar sind, wodurch sich eine
Verringerung der Lager haltung ergibt.
-
Die Breite der Druckschienen entspricht zweckmäßig der doppelten Breite
einer Längs- oder Querschweißnaht, so daß sich nach einer mittigen Durchtrennung
im Anschluß an die Verschweißung die übliche NahtbVeite ergibt.
-
Bevorzugt sind die Druckschienen über elastische Elemente zur Aufbringung
des Schweißdruckes gehalten, wobei diese elastischen Elemente aus Druckfedern, Gummi
oder Kolben/ Zylindereinheiten bestehen können. Hierdurch wird sichergestellt, daß
stets der gleiche Anpreßdruck für die Schweißung gegeben ist zur Sicherstellung
einer Schweißnaht gleichmäßig hoher Qualität.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Druckschienen
aus Aluminium und tragen auf ihrer Anpreßfläche ein Schweißgummi. Die Querdruckschienen
sind in Längsrichtung des Folienvorzugs verschiebbar.
-
Oberhalb der Querdruckschienen sind beheizte Schweißschienen angeordnet.
Stattdessen kann jedoch auch sich die Schweißplatte bis über die Querdruckschienen
hinaus erstrecken.
-
Die Schweißschienen entsprechen in ihren Abmessungen in etwa den Druckschienen,
wobei innerhalb einer Trägerplatte
Aussparungen vorgesehen sind,
die denjenigen innerhalb der Trägerplatte für die Druckschienen gegenüberliegen.
-
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:
Fig. 1 die Seitenansicht der in einer Verpackungsmaschine integrierten erfindungsgemäßen
Vorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt durch die Schweißvorrchtung
quer zur Längsrichtung des Folienvorzuges unter Darstellung der Längsdruckschienen
mit einer diesen gegenüberliegenden Schweißplatte, Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende
Darstellung einer anderen Ausführungsform, wobei die Schweißeinrichtung in verschiedene
Positionen einsteckbare Schweißschienen umfaßt, Fig. 4 eine Ansicht einer Querdruckschiene
mit einer dieser gegenüberliegenden Schweißschiene, und Fig. 5 einen Vertikalschnitt
durch eine Gegendruckschiene.
-
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Verpackungsmaschine umfaßt
eine Tiefzfehstition, in welcher die Mulden zur Aufnahme der Ware in der Unerfolle
ausgebildet werden, eine Einlegestation, in welcher die Ware in die Mulden eingebracht
wird, eine Schweißstation., in welcher die Oberfolie die Mulden verschlweBenc zur
uie 'interfolie au-fgeschweißt wird, sowie eine Schne dstation, in welcher die einzelnen
Packungen
voneinander getrennt werden.
-
Die Unterfolie 2 wird in Form eines Bandes von einer drehbar gelagerten
Vorratsrolle l abgezogen und der Tiefziehstation zugeführt. Dabei wird sie zunächst
zwischen einer oberen Vorheizplatte 5 und einer unteren Vorheizplatte 6 hindurchgeführt,
wobei sie auf Plastiflzierungstemperatur gebracht wird. Die Tiefziehform 3 ist zusammen
mit der unteren Vorheizplatte 6 auf in vertikaler Richtung verschiebbaren Hubschienen
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 nebeneinanderliegenden
Mulden umgeformt wird. Die offenen Mulden werden nun der Einlegestation zugeführt,
in welcher' die Ware in die Mulden eingebracht wird An die Einlegestation schließt
sich die Schweißstation der Verpackungsmaschine - dio im besonderen Gegenstand der
vorliegenden Erfindung ist. Innerhalb der Schweißstation w-rd von einer drehbar
gehaltenen Vorratsrolle 8 die Oberfolie 9 abgezogen und der Unterfolie von oben
zugeführt.
-
Im Bereich der Schweißstation sind unterhalb der Folien 2 und 9 Hubschienen
12 vocgesehen-, die in vertikaler Richtung verschiebbar sind. Die Hubschienen tragen
einerseits die Querdruckschienen 13 sowie andererseit eine Trägerplatte 25 für die
Längdruckschienen 10. Oberhalb der Flien 2 und 9 liegt, entsprechend einer Ausführungsform
der Erfindong den Druckschienen eine Schweißplatte ii gegenhuber, die vollfläch,Iq
beheizt ist Es handelt sich dabei um eine thermostatisch gesteuerte, gleichmäßige
Beheizung, die dem Fachmann geläufig und dementsprechend in den Zeichnungen nicht
näher dargestellt ist;
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die in Fig. 3 dargestellt ist, besteht die Schweißeinrichtung aus
einer fest angeordneten Trägerplatte 3s, die Aussparungen 33 aufweist, welche den
Aussparungen 27 innerhalb der Trägerplatte 26 für die Gegendruckschienen 10 gegenüberliegen.
Gleichmäßig beheizbare Schweißschienen 32 sind in die Aussparungen 33 einsteckbar.
Die Schweißschienen 32 sind jeweils mit über deren Länge verlaufendenHeizelementen
35 versehen.
-
Die Figuren 2 und 3 zeigen einen Vertikalschnitt durch die Trägerplatte
26, die Längsdruckschienen 10 sowie die Schweißeinrichtung 11 bzw. 35. Die Längsdruckschienen
10 sind als Steckelemente ausgebildet, die in Bohrungen 27 innerhalb der Trägerplatte
26 einsteckbar sind. Die Bohrungen sind derart in die Trägerplatte 26 eingebracht,
daß entsprechend der Aufteilung der Gesamtfolienbreite in die unterschiedlichen
Packungsbreiten jeweils zwischen bzw. neben einer Packung eine Längsdruckschiene
10 einsteckbar ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind vier nebeneinanderliegende
Packungen über die Folienbreite vorgesehen, während nach der Ausführungsform gemäß
Fig. 3 lediglich zwei Packungen über die Folienbrelte nebeneinanderliegen. Die Bohrungen
27 können beispielsweise so angeordnet sein, daß etwa bis zu sechs nebeneinanderliegende
Packungen über die Folienreite gleichzeitig verschweißbar sind. Bei einem Wechsel
der Packungsbreite ist es lediglich erforderlich, die Längsdruckschienen 10 entsprechend
umzustecken.
-
Im Anschluß an die Trägerplatte 26 sind in Vorzugsrichtung der Folien
2 und 9 Querdruckschienen 13 auf den Hubschienen 12 angeordnet. Die Querdruckschienen
13 sind ebenfalls als Steckelemente ausgebildet und besitzen vorzugsweise die gleiche
Länge wie a Längsdruckschienen 10, so daß sie gegen diese austauschbar sind. linie
Position der Querdruckschienen 13 auf den ,Huoschieneri 12 ist in Vorzugsrichtung
der Folien verschiesDdr. sa ddr3 eírie Abstimmung auf die je-
weilige
Packungslänge problemlos möglich ist.
-
Wie die Fig. 4 zeigt, sind die Querdruckschienen 13 in eine Trägerschiene
28 eingesteckt, die wiederum von den Hubschienen 12 gehalten ist. Den Querdruckschienen
13 liegen oberhalb der Folien beheizte Schweißschienen 29 für die Ausführung der
Schweißnaht gegenüber. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann sich auch die Schweißplatte
11 bis über die Querdruckschienen 13 hinaus erstrecken, so daß sich in diesem Fall
die besondere Anordnung der Schweißschienen 29 erübrigen würde.
-
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung ist noch
darin zu sehen, daß durch die individuelle Einstellung der Querdruckschienen eine
Ausrichtung von Oberfolie 9 zu Unterfolie 2 möglich ist, wozu bei herkömmlichen
Einrichtungen dieser Art eine aufwendige Verstellanordnung erforderlich ist.
-
Wie die Fig. 5 zeigt, bestehen die Gegendruckschienen 10 bzw. 13 aus
einer Aluminiumschiene 18, auf welcher ein Schweißgummi 17 formschlüssig gehalten
ist. Der Schweißgummi kann U-förmig oder T-förmig ausgebildet sein Die Alu-Schienen
18 sind an Bolzen 31 befestigt, die gegen den Druck von elastischen Elemente, wie
Druckfedern 23, in Haltemuffen 20 verschiebbar sind. Letztere sind wiederum in die
Trägerplatte 26 für die Längsdruckschienen 10 bzw.
-
die Trägerschienen 28 für die Querdruckschienen 13 einsteckbar. Da
die Gegendruckschienen somit einzeln gefedert sind, ist ein gleichmäßiger Schweißdruck
gewährleistet. Die elastischen Elemente können auch als Gummi federung oder Kolben/
Zylindereinheiten ausgebildet sein.
-
Gemäß der Erfindung werden als zunächst die Längsschweißnähte zwischen
bzw. neben den Mulden ausgeführt. Dabei erstreckt sich die Sch!eißnahF über mindestens
eine Packungslänge. Sie kann sich jedoch jeweils entsprechend der Länge
der
Längsdruckschiene und der Packungsgröße über die Länge von mehreren Packungen erstrecken.
Im Anschluß hieran wird die Querschweißung durchgeführt, die sich bevorzugt über
die gesamte Folienbreite erstreckt.
-
Nachdem die nunmehr verschweißten Behälter die Schweißeinheizt verlassen,
werden sie einer Querschneideeinrichtung 14 sowie einer Längsschneideeinrichtung
15 (Fig. 1) 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. Aufgrund der Ausbildung der
erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung wird eine gleichmäßig hohe Qualität der
Schweißnähte ermöglicht. Die Anpassung an verschiedene Packungsgrößen läßt sich
in kurzen Umrüstzeiten lediglich durch Umstecken der Gegendruckschienen sowie der
Schweißschienen durchführen, ohne daß etwa der gesamte Schweißrahmen ausgewechselt
werden muß, dessen Lagerhaltung für jeweils unterschiedliche packungsgrößen sich
nunmehr ebenfalls erübrigt.