DE3435188A1

DE3435188A1 - Heizeinrichtung zum erwaermen einer folie vor dem verformen derselben

Info

Publication number: DE3435188A1
Application number: DE19843435188
Authority: DE
Inventors: Emmerich 8941 Wolfertschwenden Medwed
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-04-03
Also published as: FR2570643B1; GB2164601B; IT1200693B; US4650967A; CA1260218A; JPS6179607A; DE3435188C2; GB8519064D0; IT8521748A0; FR2570643A1; GB2164601A

Description

-A-

Heizeinrichtung zum Erwärmen einer Folie
vor dem Verformen derselben

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zum Erwärmen
einer Folie vor dem Verformen derselben, mit einem auf einer Seite der Folie vorgesehenen ersten Teil und einem auf der gegenüberliegenden Seite der Folie vorgesehenen zweiten
Teil, wobei die beiden Teile in einem ersten Zustand einen die dazwischen befindliche Folie freigebenden Abstand voneinander aufweisen und in einem zweiten Zustand zum Übertragen von Wärme auf die Folie mit der Folie in Kontakt
gebracht sind.

Eine derartige Heizeinrichtung wird in bekannter Weise in
einer Verpackungsmaschine verwendet. Die Heizeinrichtung
ist unmittelbar vor der Formstation der Verpackungsmaschine vorgesehen und kann als getrenntes Werkzeug oder als
Teil in der Formstation angeordnet sein. In bekannter Weise weist die Heizeinrichtung zwei plattenförmige Teile mit in Kontakt mit der zu erwärmenden Folie zu bringenden ebenen Oberflächen auf. Eine der Platten ist ortsfest unmittelbar oberhalb der Folie angeordnet, während die zweite Platte relativ zu der ersten auf— und abbewegbar ist. Im Arbeitszustand ist sie zu der ersten Platte so hinbewegt, daß die Folie zwischen den beiden Platten unter einem vorgegebenen

Druck liegt. Die beiden Platten sind mittels entsprechender Einrichtungen beheizt und temperaturgeregelt und übertragen Wärme auf die dazwischenliegende Folie. Im nächsten Arbeitstakt wird die untere Platte abgesenkt und der vorerwärmte Folienabschnitt in das unmittelbare Formwerkzeug zum Verformen weiterbewegt. Ist die zu verformende Folie eine Hartfolie, z.B. aus PVC, Polypropylen oder Polystyrol, dann kann diese Folie Dicken bis in die Größenordnung von 1 mm aufweisen. Die Folie hat dann nicht vollständig planparallele Oberflächen sondern weist Dickentoleranzen von etwa 1/10 der Gesamtdicke in einzelnen Bereichen auf. Werden die beiden ebenen Heizplatten aufeinander zubewegt, dann wird in den aufgrund der Unebenheiten der Folie vertieften Bereichen Luft eingeschlossen. Die so gebildeten Luftpolster verhindern einen innigen Kontakt zwischen Heizplatte und Folie und somit ein Übertragen der Wärme auf die Folie. Das führt zu einer ungleichmäßigen Erwärmung in verschiedenen Bereichen der Folie. Insbesondere bei Folien, deren Formtemperatur-Toleranzbereich nicht ausreichend groß ist, ist dann eine einwandfreie Verformung nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizeinrichtung für die Erwärmung von Folien und insbesondere in Verpackungsmaschinen so abzuwandeln, daß auch bei eine Dickentoleranz aufweisenden Folien eine möglichst gleichmäßige Erwärmung erreicht vvird.

Diese Aufgabe wird durch eine Heizeinrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die mit der Folie im zweiten Zustand in Kontakt befindliche Fläche eines der Teile eine reliefartige Oberfläche aus elastischem Material aufweist.

Dadurch wird erreicht, daß die Folie auch bei nicht vollständiger Planheit gleichmäßig erwärmt wird. Zusätzlich wird der Vorteil erreicht, daß die Folie beim Auseinanderbewegen der beiden Teile der Heizeinrichtung nicht mehr dazu neigt, an der Oberfläche der Heizeinrichtung nach der Erwärmung zu haften.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine mit weggebrochener Seitenwand mit einem Formwerkzeug und einer Heizeinrichtung darin;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Formstation mit der Heizeinrichtung in einer Richtung parallel zur Vorschubrichtung der Materialbahn in einem gegenüber Fig. 2 vergrößerten Maßstab;

Fig. 3 die Heizplatten der Heizeinrichtung in einem gegenüber Fig. 2 vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine erste Ausführungsform des die Oberfläche bildenden Materials, in vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 eine gegenüber der in Fig. 4 gezeigten Darstellung abgewandelte Ausführungsform;

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 4 abgewandelte dritte Ausführungsform der elastischen Oberfläche; und

Fig. 7 eine weitere abgewandelte Ausführungsform.

Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Ver-

packungsmaschine 1 einen Rahmen 2, eine Formstation 3, eine Versiegelungsstation 4 und eine Schneidestation 5 auf. Eine Folienbahn 6 wird von einer Vorratsrolle 7 abgerollt und mittels geeigneter Greifeinrichtungen durch die Formstation und Versiegelungsstation zur Schneidestation hindurch bewegt. In der Formstation 3 werden aus der Folienbahn Behältnisse 8 geformt, die anschließend gefüllt und in der Versiegelungsstation mit einer hinzuzuführenden Oberfolie 9 verschlossen werden.

Die am besten aus Fig. 2 ersichtliche Formstation 3 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein mit dem Rahmen 2 fest verbundenes stationäres Oberteil 9 und ein mittels eines geeigneten hydraulischen Antriebes relativ zu diesem auf- und abbewegbares Unterteil 10 auf. In dem Unterteil 10 ist eine Formkammer 11 vorgesehen. Über dieser weist das stationäre Oberteil 9 einen Formstempel 12 auf. Dieser ist oberhalb der zu verformenden Folienbahn 6 angeordnet und wird mittels eines hydraulischen Antriebes 13 auf die Folienbahn 6 zu und in die Formkammer 11 so hineinbewegt, daß die gewünschte Verformung des Folienmaterials entsteht. Das Verformungswerkzeug ist hier als Stempelwerkzeug beschrieben. Die Verformung kann aber auch in bekannter Weise mittels Tiefziehens durch Erzeugen von Druckunterschieden unter und oberhalb der Folienbahn erfolgen.

Damit die Folie die zum Erwärmen erforderliche Verformungstemperatur aufweist, ist in Bewegungsrichtung der Folienbahn vor dem Verformungsbereich eine Heizeinrichtung 14 vorgesehen. Diese weist ein erstes Teil in Form einer stationären Heizplatte 15 auf, welche in dem stationären Oberteil

9 gegen dieses wärmeisoliert so montiert ist, daß eine ebene Oberfläche 16 direkt oberhalb der Folienbahn 6 liegt. Die Heizeinrichtung 14 weist ein zweites Teil in Form einer Heizplatte 17 auf, welche in der in Fig. 2 gezeigten Weise in dem Unterteil 10 so montiert ist, daß eine ebene Oberfläche 18 derselben in geschlossenem Zustand der Formstation 3 an der Folie 6 anliegt und diese in geschlossenem Zustand an die beiden Heizplattenoberflächen 16, 18 andrückt, so daß ein Wärmeübergang erfolgt. Die Heizplatten weisen in üblicher Weise Heizelemente 19 zum Erwärmen der Heizplatten auf. Die Teile müssen dabei nicht plattenförmig sein. Entscheidend ist nur, daß sie zueinander und zu der dazwischenliegenden Folie parallele Oberflächen aufweisen.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Heizeinrichtung in dem stationären Oberteil 9 und dem Unterteil

10 der Formstation 3 integriert. Selbstverständlich kann die Heizeinrichtung auch in eigenen entsprechenden Gehäuseteilen vorgesehen sein.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist die stationäre Heizplatte 15 auf ihrer mit der Folienbahn 6 zum Zwecke des Erwärmens in Kontakt bringbaren Oberfläche 16 eine Beschichtung 20 aus einem wärmebeständigen elastomeren Material, vorzugsweise Silikonkautschuk, auf. Die Beschichtung 20 weist eine reliefartige Oberfläche 21 auf, die eine Vielzahl von erhabenen Bereichen 22 und dazwischen liegenden Vertiefungen 23 besitzt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erhabenen Bereiche 22 längsförmig ausgebildet sind und einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.

Zwischen jeweils benachbarten erhabenen Bereichen liegen entsprechende längsförmige Vertiefungen 23. Diese Form der Oberfläche ergibt eine gute Elastizität für den Ausgleich bei Unebenheiten der Folie und eine gute Luftableitung zum Vermeiden von Luftkissen.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die wirksame reliefartige Oberfläche eine Mehrzahl von parallel zueinander sich erstreckenden längsförmigen Vertiefungen 25 mit im wesentlichen dreieckfb'rmigem Querschnitt aufweist. Zu diesen erstreckt sich eine Mehrzahl von zweit.en längsförmigen Vertiefungen 26 in einem Winkel von im wesentlichen 90°. Dadurch ergeben sich jeweils zwischen vier benachbarten Schnittstellen von zwei sich quer zueinander erstreckenden Paaren längsförmiger Vertiefungen 25, 26 erhabene Prismen 27. Diese Ausführungsform weist besonders gute Elastizität der Oberfläche beim Öffnen der Heizvorrichtung zum Ablösen der Folie von der Oberfläche der Heizplatte und eine gute Luftableitung auf.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt. Bei dieser ist die reliefartige Oberfläche dadurch gebildet, daß sich eine Mehrzahl von sich in einer ersten Richtung erstreckenden erhabenen Bereichen 28 und eine Mehrzahl von sich dazu in einem im wesentlichen rechten Winkel erstreckender zweiter Bereiche 29 schneiden. Die erhabenen Bereiche haben jeweils einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt. Daraus ergibt sich, daß jeweils zwischen vier Schnittpunkten von zwei Paaren der sich unter rechtem Winkel schneidenden erhabenen Bereiche 28, 29 vertiefte Prismen 30 befinden. Diese Ausführungsform ergibt gute Ablösungseigenschaften der Folie von der Heizfläche.

[ "I ι ι ι *"*" ι ι ι 1.1 ι

- 10 -

In Fig. 7 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die reliefartige Oberfläche dadurch gebildet ist, daß die Oberfläche 21 einander benachbarte trichterförmige Vertiefungen 24 aufweist, zwischen denen sich erhabene Bereiche 31 befinden.

Damit die Wärme möglichst gut übertragen werden kann, wird die Dicke des Beschichtungsmaterials 20 vorzugsweise in der Größenordnung bis 1 mm gewählt. Damit trotz der Beschichtung eine sehr gute Wärmeübertragung durch Kontaktübertragung erfolgen kann, wird die Dicke vorzugsweise zwischen etwa 0,3 und 0,6 mm gewählt. Besonders bevorzugt ist eine Dicke von 0,4 bis 0,55 mm und ganz besonders in der Dicke von/0,5 mm. Die Tiefe der Vertiefungen soll möglichst weit der Gesamtdicke der Beschichtung entsprechen, um möglichst viel Elastizität und wenig Wärmeisolierung zu erhalten. Bei einer Dicke von etwa 1 mm soll die Tiefe daher nur wenig weniger als 1 mm betragen. Bei der bevorzugten Dicke von 0,3 bis 0,6 mm beträgt die Tiefe etwa 0,2 bis 0,4 mm. Die Beschichtung 20 wird direkt auf die Metallfläche aufvulkanisiert oder mittels eines geeigneten Klebers auf die Oberfläche 16 der stationären Heizplatte 15 aufgeklebt.

Im Betrieb wird durch die oben beschriebene reliefartige Ausbildung der Oberfläche der stationären Heizplatte 15 ein Ausgleich von Unebenheiten der Hartfolie infolge von Dickentoleranzen bewirkt, da die reliefartige Oberfläche sich an den dickeren Bereichen stärker zusammenpreßt als an den dünneren Bereichen der Folie. Durch die reliefartige Ober- , fläche wird ferner erreicht, daß die Luft zwischen Folie und der reliefartigen Oberfläche vollständig entweicht, εο daß Luftpolster vermieden werden. Beim Zusammendrücken

der Heizplatten werden die Erhebungen durch Druck zusammengedrückt und federn beim Absenken der unteren Heizplatte 17 in ihre Ausgangsstellung zurück. Dadurch wird die Folie 6 von der Oberfläche der oberen Heizplatte 15 gelöst.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die längsförmigen Erhebungen bzw. Vertiefungen als dreieckförmig beschrieben. Anstelle derselben können aber auch etwas abgerundete Erhebungen bzw. Vertiefungen gewählt werden. Besonders vorteilhaft sind die in den Fig. 5 und 6 beschriebenen Ausführungsformen wegen ihrer relativ großen Anzahl von einzelnen rückfedernden Bereichen.

Erfindungsgemäß ist die Oberfläche 18 der absenkbaren Heizplatte 17 als glatte Fläche ausgebildet, die gewünschtenfalls mit einer Teflon-Beschichtung oder ähnlichem Antihaftbelag versehen sein kann. Reicht dieser für die Ablösung der Folie von der Heizplattenoberfläche nicht aus, kann auch auf dieser Oberfläche eine der Beschichtung 20 entsprechende Beschichtung vorgesehen werden.

Mit der Erfi .dung wird somit eine Verpackungsmaschine mit einer wesentlich verbesserten Heizeinrichtung für die Verformungsstation geschaffen.

Claims

pn ι— Liu ρ=

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER ■ D-8OOO MÜNCHEN

MV 315-3164 P/hu

MULTIVAC Sepp Haggenmüller KG, 8941 Wolfertschwenden

Heizeinrichtung zum Erwärmen einer Folie vor dem Verformen derselben

PATENTANSPRÜCHE

(1.!Heizeinrichtung zum Erwärmen einer Folie vor dem Verformen derselben, mit einem auf einer Seite der Folie vorgesehenen ersten Teil und einem auf der gegenüberliegenden Seite der Folie vorgesehenen zweiten Teil, wobei die beiden Teile in einem ersten Zustand einen die dazwischen befindliche Folie freigebenden Abstand voneinander aufweisen und in einem zweiten Zustand zum Übertragen von Wärme auf die Folie mit der Folie in Kontakt gebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Folie (6) im zweiten Zustand In Kontakt befindliche Fläche (16) eines der Teile (15) eine reliefartige Oberfläche (21) aus elastischem Material aufweist.
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21) eine Viel-

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN 90 · WILLROIDERSTR. 8 · TEL. (089) C4064O

zahl von erhabenen Bereichen (22) und dazwischen Vertiefungen (23) aufweist.
3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die erhabenen Bereiche (22) längsförmig ausgebildet sind.
4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21) eine Vielzahl von sich unter einem Winkel schneidenden längsförmigen hervorstehenden Bereichen (28, 2d) mit Vertiefungen (30) dazwischen aufweist.
5. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21) vertiefte Längs- und Querbereiche (25, 26) und Erhebungen (27) dazwischen aufweist.
6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die reliefartige Oberfläche (21) eine Vielzahl von erhabenen Bereichen (22) und Vertiefungen (23, 24) aufweist, wobei die Vertiefungen (23, 24) jeweils von erhabenen Bereichen (22) und/oder die erhabenen Bereiche (22) jeweils von Vertiefungen (23, 24) umgeben sind.
7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21) von einem Elastomer-Material gebildet ist.
8. Heizeinrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Materials etwa 0,3 bis 0,6 mm beträgt.
9. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Vertiefungen (23) gleich der Dicke minus ungefähr 0,1 bis 0,2 mm ist.
10. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkoberfläche (18) des bewegbaren Teiles (17) glatt ausgebildet ist.