DE3419494A1 - Beheizbare werkzeugflaeche an einer form-, fuell- und verschliessmaschine - Google Patents

Beheizbare werkzeugflaeche an einer form-, fuell- und verschliessmaschine

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DE3419494A1
DE3419494A1 DE19843419494 DE3419494A DE3419494A1 DE 3419494 A1 DE3419494 A1 DE 3419494A1 DE 19843419494 DE19843419494 DE 19843419494 DE 3419494 A DE3419494 A DE 3419494A DE 3419494 A1 DE3419494 A1 DE 3419494A1
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film
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Siddik Dr.rer.nat. 6680 Neunkirchen Iyimen
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MYAC Fleischtechnologie GmbH
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Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft eine beheizbare Kontakt- bzw.
  • Werkzeugfläche zum Erwärmen und/oder thermischen Verschwie von Kunststoffolien, insbesondere in Form-, Füll- und Verschließmaschinen.
  • Bei einer durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgewordenen Form-, Füll- und Verschließmaschine ist stromaufwärts bezüglich des Materialflusses der Tiefziehstation eine Heizplatte vorgeordnet. Diese Heizplatte ist von Bohrungen durchsetzt, welche alternierend vakuumbeaufschlagbar und belüftbar sind. Die zur Ausformung der Vertiefungen bzw. Behälter vorgesehene Unterfolie wird über die Heizplatte geführt dort angesaugt und erwärmt und der so erwärmte Folienbereich in der unmittelbar nachfolgenden Tiefziehstation verformt. Um ein Anbacken der Unterfolie an der Heizplatte zu verhindern, ist letztere mit einer Beschichtung aus Tetrafluor-Äthylen (TFE) oder aus Poly-Tetrafluor-Athylen (PTFE) versehen.
  • Die durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden Form-, Füll- und Verschließmaschine weist außerdem ein beheizbares Siegelwerkzeug zum Verschweißen der Deckel- bzw. Oberfolie mit dem ausgeformten Behälterrändern auf. Damit die Oberfolie nicht an dem Siegelwerkzeug anbacken kann, sind die wirksamen beheizten Werkzeugflächen ebenfalls mit einer Beschichtung aus TFE oder aus PTFE versehen.
  • Bei der bekannten Form-, Füll- und Verschließmaschine wird es als nachteilig empfunden, daß die mit TFE oder mit PTFE beschichteten beheizbaren Kontakt- bzw. Werkzeugflächen allein durch den Reibungskontakt mit den zu bearbeitenden Folien einer recht erheblichen Abnutzung unterworfen sind.
  • Hinzu kommt, daß ein unbeabsichtigtes Anhaften von Füllgut-Teilen an den mit TFE bzw. PTFE beschichteten Kontakt- bzw.
  • Werkzeugflächen nicht auszuschließen ist. Die dermaßen beschichteten Flächen sind indes wegen ihrer Kratzempfindlichkeit höchstens unter Anwendung großer Sorgfalt von angebackenen Füllgutrückständen zu reinigen.
  • Die Verschleißempfindlichkeit der mit TFE bzw. mit PTFE beschichteten beheizbaren Kontakt- bzw. Werkzeugflächen müssen deshalb bei der bekannten Form-, Füll- und Verschließmaschine in aufwendiger Weise häufig erneuert werden.
  • Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten beheizbaren Kontakt- bzw. Werkzeugfläche dieser Gattung, liegt der erfindung im Bewußtsein der Nachteile des Bekannten die Aufgabe zugrunde, verschleißunempfindliche und im übrigen leicht zu reinigende beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugflächen zum Erwärmen und/oder thermischen Verschweißen von Kunststoffolien zu schaffen. Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beheizbare Kontaktfläche von einem Easdurchlssi6en Sintermetall-Formteil gebildet ist, welches aus einer Vielzahl miteinander verbundenen, zwischen sich iriteinander kommunizierende Hohlräume belassenden Metallkugelteilchen besteht. Entsprechend der Erfindung kommt die zu beheizende Folie keinesfalls flächenhaft, sondern wegen der kugeligen Struktur des Sintermetall-Formteils, nur mit einer Vielzahl von Punkten mit der beheizten Kontakt- bzw. Werkzeugfläche in Berührung. Zwischen diesen beheizten Punkten bzw.
  • zwischen den Kugelteilchen bilden die dort belassenen Hohlräume Wärme-Isolationsräume, welche ein Anbacken der Folie verhindern. Andererseits genügt die von der Sintermetall-Fläche ausgehende Wärme, welche Uber die Anlagepunkte sowohl als Kontaktwärme und im übrigen als Strahlungswärme übertragen wird, der Kunststoffolie die zu deren Verformung bzw. Verschweißung erforderliche Wärmemenge zuzuführen.
  • Die aus einer Vielzahl von Metallkugelteilchen gebildete beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche ist völlig kratzunempfindlich und läßt sich im Bedarfsfall leicht, z.B. mit einer Bürste, reinigen.
  • Der weitere Vorteil entsprechend der Erfindung besteht darin, daß derartige Sintermetall-Formteile gas- bzw. luftdurchlässig sind. Falls die Erwärmung, die Verformung oder die Verschweißung der Folie eine Kontakt- bzw. Werkzeugfläche erfordert, durch die hindurch zugleich Luft abgesaugt bzw.
  • Luft zugeführt werden soll, so ist dieses bei dem erfindungsgemäß angewandten Sintermetall-Formteil ohne weiteres möglich.
  • Die das Sintermetall-Formteil bildenden und metallisch fest miteinander verbundenen Metallkugelteilchen belassen zwischen sich nämlich miteinander kommunizierende Hohlräume, durch welche in beliebiger Richtung durch das Formteil hindurch Luft abgesaugt oder Luft zugeführt werden kann.
  • Kugelstruktur aufweisende Sintermetall-Formteile finden als hochporöse Sinterwerkstoffe Verwendung, beispielsweise als Sinterbronzefilter. Beschrieben sind solche Werkstoffe beispielsweise in zwei Prospekten der Firma MIBA-SINTERMETALL AG, A-4655 VORCHDORF: "Hochporöse Interwerkstoffe" (Druck-Nr.
  • 10736) und "Präzisionsteile aus Sintermetall" (Druck-Nr.
  • 23915).
  • Wie bereits erwähnt, ist es wesentlich, daß die erfindungsgemäß angewandten Sintermetall-Formteile gas- bzw. luftdurchlässig sind. Entsprechend der Erfindung sollen daher diese Sintermetall-Formteile hinsichtlich ihrer Kugelstruktur möglichst nicht nach Art einer dichtesten Kugelpackung aufgebaut sein. Vielmehr ist es vorteilhaft, daß die Durchmesser der Metallkugelteilchen jeweils zu einem bestimmten Korngrößenbereich gehören. Diese Korngrößenbereiche sind eenstan des Anspuchs 3.
  • Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen.
  • In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausfiihrungsbeispiele näher dargestellt.
  • Es zeigt: Fig. 1 die schematische Ansicht einer Form-, Füll- und Verschließmaschine, Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines Siegelwerkzeuges entsprechend dem in Fig. 1 mit II bezeichneten Detail und Fig. 3 die vergrößerte Darstellung entsprechend dem in Fig. 2 mit III bezeichneten Detail.
  • Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Form-, Füll-und Verschließmaschine 10 ist die Vorratsrolle einer Unterfolie 11 mit 12 bezeichnet. Beim vorliegenden Beispiel soll die Unterfolie als Verbundfolie aus Polyamid (PA) bestehen und oberseitig eine Siegelschicht 13 aus Polyäthylen (PE) aufweisen.
  • Von der Vorratsrolle 12 läuft die Unterfolie 11 in Förderrichtung x über eine Umlenkrolle 14 und wird sodann über eine mit Heizelementen 16 versehene Heizplatte 15 geführt.
  • Da die Bewegung der Unterfolie 11 intermittierend erfolgt, folgt auf jede Bewegungsphase eine Ruhephase.
  • In einer Ruhephase wird nun die Unterfolie 11 unter der Wirkung des durch einen Pfeil und mit V gekennzeichneten Vakuums auf die beheizte Kontaktfläche H der Heizplatte 15 gesaugt. Der Ansaugeffekt wird dadurch ermöglicht, daß die Heizplatte 15 ein Sintermetall-Formteil ist, welches aus einer Vielzahl von Metallkugelteilchen 17 besteht, welche auch - allerdings im Zusammenhang mit dem Siegelwerkzeug 18 - aus Fig. 3 analog zu ersehen sind. Ein solches Sintermetall ist hochporös, d.h. es bildet zwischen den einzelnen Kugelteilchen 17 Hohlräume 19, welche miteinander kommunizieren. Bewährt hat sich hierbei eine Kugelstruktur, bei welcher die Metallkugelteilchen 17 im wesentlichen immer gleich grot sind, um auf diese Weise eine dichteste Kugelpackung zu veri,ie;-den und zugleich die gas- bzw. luftdurchlässige Hohlraumstruktur zu gewährleisten.
  • Anhand von Fig. 1 ist in Verbindung mit Fig. 3 ohne weiteres vorstellbar, daß die kugelig strukturierte Heizfläche H die Unterfolie 11 nicht flächenhaft sondern mit einer Vielzahl von Kontaktpunkten berührt. Die Hohlräume 19 verringern hierbei die Kontaktwärmeübertragung und verhindern zugleich ein Anbacken der Folie 11 an der Heizfläche H. Die Kontaktpunkte bewirken im Zusammenhang mit der vorhandenen Wärmestrahlung ein hinreichendes Aufheizen der Unterfolie 11, so daß die Unterfolie 11 nach Belüftung entsprechend dem Pfeil B um einen örderschritt weitertransportiert und sodann in einer nachfolden Ruhepause in der Tiefziehstation 20 zu einem oder mehreren Behältern 23 (in Form von Vertiefungen) verformt werden kann.
  • Die Tiefziehstation 20 besteht aus einem patrizenartigen Formoberteil 21 und aus einem matrizenartigen Formunterteil 22, welche beide entsprechend den Doppelpfeilen y gegeneinander und voneinander weg bewegbar sind.
  • In einem nachfolgenden Verfahrensschritt (nicht gezeigt) werden die becherförmigen Vertiefungen 23 mit dem zu verpackenden Gut, beispielsweise mit Fleisch 24, befüllt. Die becherföreigen Vertiefungen 23 sind von Becherrändern 25 umgeben. Die gefüllten becherförmigen Vertiefungen 23 werden schließlich einer Siegelstation 26 zugeführt, welche ein Unterteil 27 und ein Oberteil 28 besitzt. Oberseitig des mindestens eine becherförmige Vertiefung 23 aufnehmenden Unterteils und unterseitig des Oberteils 28 wird nun eine Oberfolie 29 von einer Vorratsrolle 30 über eine Umlenkrolle 31 hinweg durchgeführt.
  • Unterteil 27 und Oberteil 28 können sich ebenfalls entsprechend den mit y bezeichneten Bewegungsdoppelpfeilen aufeinanderzu und voneinander weg bewegen. Wenn sich Unterteil 27 und Oberteil 28 bis in die Schließstellung hinein aufeinanderzu bewegt haben, preßt das beheizte rahmenförmige Siegelwerkzeug 18 die Oberfolie 29 gegen den auf einem Widerlagerrand 32 (häufig aus Silikonkautschuk) des Unterteils 27 aufliegenden Becherrand 25. Hierbei wird die Ober- bzw. Deckelfolie 29, welche ebenfalls aus PA besteht und unterseitig mit einer PE-Siegelschicht 33 versehen ist, mit dem Becherrand 25 verschweißt.
  • Das ein Sintermetall-Formteil bildende Siegelwerkzeug 18 ruht während des Schweißvorganges - vergleichbar der tieizplatte 15 - nicht flächig sondern lediglich mit einer Vielzahl von Punkten auf der Oberfolie 29 auf. Es ergeben sich hierbei Druckschweißpunkte zwischen der beschichteten Oberfolie 29 unu der ebenfalls beschichteten Unterfolie 11. Wie bereits in Verbindung mit der Heizplatte H beschrieben, wird auch beim Siegelwerkzeug 18 ein Anbacken der Oberfolie 29 vermieden, weil die zwischen den Metallkugelteilchen vorhandenen Hohlräume 19 keine Kontaktwärme übertragen.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die mit einer Vielzahl von Druckschweißpunkten durchgeführte Deckelverschweißung eine groltere Festigkeit gegen ein unbeabsicht#igtes Ablösen des Deckels ergibt, da jeder Druckschweißpunkt eine gesonderte Schweißverbindungsstelle darstellt. Im Unterschied hierzu hat sich gezeigt, daß flächenhafte Schweißverbindungen leichter aufzutrennen sind. Die mit einer Vielzahl von Druckschweißpunkten durchgeführte Deckelversiegelung eignet s ch deshalb insbesondere für solche Behälter, die bei einer fachbehandlung unter Innendruck stehen, wie z.B. während eines Kochvorganges bei Fleischkonserven.
  • Infolge der Druckschweißpunkt-Verbindung können sich an der Siegel- bzw. Werkzeugfläche W des Siegelwerkzeugs 8 anhaftende Füllgutpartikel nicht mehr nachteilig auswirken.
  • solche Füllgutpartikel werden nämlich zwischen den einzelnen Druckschweißpunkten zu Seite gedrängt.
  • Insbesondere anhand von Fig. 3 wird auch deutlich, daß an der Siegelfläche Wanhaftende Füllgutpartikel auf einfache Weise mechanisch, z.B. mittels einer Bürste, entfernt werden können.
  • .)ie Sinterretall-Formteile 15 und 18 können aus Sintermetall-Bronze bestehen, welche 90 Gewichtsprozentanteile Cu nd 10 Gewichtsprozentanteile Sn enthält.
  • Zu erwähnen bleibt noch, daß gemäß Fig. 2 das rahmenförmige Siegelwerkzeug 18 an einer metallischen Trägerplatte 34 befestigt ist, welche Heizelemente 35 aufweist, von denen lediglich eines dargestellt ist.

Claims (7)

  1. Bezeichnung der Erfindung: Beheizbare Werkzeugfläche an einer Form-, Füll- und Verschließmaschine Ansprüche 1. Beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche zum Erwärmen und/oder thermischen Verschweißen von Kunststoffolien, insbesondere in Form-, Füll- und Verschließmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizbare Kontaktfläche (H, W) von einem gasdurchlässigen Sintermetall-ormteil (15, 18) gebildet ist, welches aus einer Vielzahl miteinander verburdenen, zwischen sich miteinander kommunizierende Hohlräume (19) belassenden Metallkugelteilchen (17) besteht.
  2. 2. Beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der iNietallkugel teilchen (17) jeweils zu einem bestimmten Korngrößenbereich gehören.
  3. 3. Beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korngrößenbereich bzw.
    der jeweilige Durchmesser der Metallkugelteilchen (17) 0,84 mm bis 1,0 mm oder 0,59 mm bis 0,84 mm oder 0,5 mm bis 0,71 mm oder 0,35 mm bis 0,59 mm oder 0,25 mm bis 0,35 mm oder 0,14 mm bis 0,25 mm oder 0,075 mm bis 0,14 mm oder 0,05 mm bis 0,09 mm oder 0,05 mm beträgt.
  4. 4. Beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermetall ein rostfreier Stahl ist.
  5. 5. Beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche nach einem der AnsprUche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermetall Bronze aus 90 Gewichtsprozentanteilen Cu und aus 10 ewictsprozentnteilen Sn ist.
  6. 6. Beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese (H) von einer Tiefziehfolien-Heizplatte (15) gebildet ist, welche als alternierend vakuumbeaufschlag-und belüftbares Sintermetall-Formteil bei einer Form-, Füll-und Verschließmaschine (10) der Tiefziehform (20) vorgeordnet ist.
  7. 7. Beheizbare Kontakt- bzw. Werkzeugfläche nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese (W) von einem beheizbaren Siegelwerkzeug (18) gebildet ist, welches als Sintermetall-Formteil zum Verschweissen einer Deckelfolie (29) mit einem Folienbehälterrand (25) vorgesehen ist.
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