EP3626635B1 - Verpackungsanlage und verfahren zum herstellen einer verpackung - Google Patents

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EP3626635B1
EP3626635B1 EP19188822.1A EP19188822A EP3626635B1 EP 3626635 B1 EP3626635 B1 EP 3626635B1 EP 19188822 A EP19188822 A EP 19188822A EP 3626635 B1 EP3626635 B1 EP 3626635B1
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EP
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packaging
suction plate
machine
elements
packaging machine
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Florian Lutz
Markus WÄGELE
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Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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Definitions

  • the present invention relates to a packaging system according to claim 1.
  • the invention further relates to a method according to method claim 12.
  • a precise transfer to a deep-drawing station means that the deep-drawn packaging trays produced there can also be precisely brought together with the trays provided for this purpose and connected to one another in order to create a lower packaging part composed of different packaging materials for receiving a product, for example a food product provided along the subsequent processing line, such as e.g. sausage, meat or cheese.
  • multi-layer lower packaging parts can be produced along a packaging machine in a combination of shell parts with different materials, which can have special packaging characteristics through the use of different materials.
  • the WO 2013/004837 A1 discloses a packaging machine according to the above purpose, a transfer drum being used as a transfer element between a transport means and a film web in order to pick up structural elements from the transport means and place them under the film web.
  • the transfer drum On its surface, the transfer drum comprises a multiplicity of indentations, each of which can at least partially accommodate a structural element.
  • the disadvantage of this is that the transfer drum takes up a lot of space and it is difficult to synchronize the transfer of the trays with the manufacturing process of the packaging machine.
  • the WO 2017/001114 A1 also discloses a packaging machine in accordance with the purpose of the invention. It uses a suction unit to transfer structural elements to the packaging machine.
  • the suction unit sucks in the structural elements made available to it on the inside of a floor.
  • the disadvantage of this is that, in order to transport deep structural elements, the suction unit must also be deep down to the inside of the bottom of the structural element in order to suck the structural element on the inside of the bottom.
  • the suction unit itself especially for the transport of various Tray formats, take up a lot of space and also require further costly construction work on the packaging machine, especially on other units that are functionally connected to the suction unit.
  • the work station designed to accommodate and further process the structural elements must have a large opening width, which requires expensive lifting mechanisms. Furthermore, there is a risk that the structural elements, which are still provided in a specific format of the suction unit, slip slightly out of their predetermined position during their attachment to the suction unit due to the suction, which can cause undesirable manufacturing inaccuracies in a subsequent processing step. For sucking on the bottom of the packaging, this must also have a specific flat surface suitable for sucking, which means that you are limited to certain packaging formats.
  • the predetermined format of structural elements that is to be transferred to the work station depends on the operation of the feeding device that supplies the packaging machine with structural elements. Overall, this can slow down the production flow on the packaging machine. In particular influenced at the WO 2017/001114 A1 the part of the feed device protruding into the installation space of the packaging machine the structural design of the packaging machine. From a technical point of view, there is a certain structural dependency because there is a restriction to certain machine types and feeding means.
  • U.S. 2015/266602 A1 discloses a feeding device for transporting capsules grouped thereon to a downstream packaging machine.
  • EP 2 052 974 A1 discloses a tray sealing machine with a gripper device which is designed to transport unsealed trays into a sealing station and to transport sealed trays out of the sealing station.
  • U.S. 2011/072764 A1 discloses a feeding device for a traysealer.
  • the object of the invention is to provide a packaging system that is improved in relation to the prior art described above and a corresponding method, with which the manufacturing process can be implemented precisely, economically and in a versatile manner, above all by means of a compact design of the packaging system. Furthermore, the packaging system according to the invention should be distinguished by an increased cost-saving potential for its production compared to the prior art.
  • the packaging system comprises a packaging machine, which is preferably configured in the form of a thermoforming packaging machine, and a feed device for the packaging machine, by means of which packaging elements for receiving products, preferably in a predetermined format, can be fed to the packaging machine for a packaging process taking place thereon.
  • the packaging elements fed to the packaging machine by means of the feed device can have any shape, for example be flat or shell-shaped.
  • the packaging elements are made in particular from a paper-like fiber material, e.g. from cardboard, possibly from a coated cardboard, from a metallic material, e.g. from aluminium, a foamed material, e.g. from Styrofoam, a two-component material and/or from another material which is mainly comes into question in order to form a packaging base in combination with a foil material.
  • the packaging machine used according to the invention has a machine frame, at least one work station, preferably attached to the machine frame, and a transport device.
  • the machine frame essentially defines an installation space for the packaging machine.
  • Technical assemblies of the packaging machine can be fastened excellently to the machine frame.
  • the transport device of the packaging machine comprises a grouping unit for receiving the packaging elements fed to the packaging machine by means of the feeding device and a transfer unit for transporting the packaging elements received thereon to the work station.
  • the transport device set up on the packaging machine for transporting the packaging elements is thus essentially composed of two transport units, namely the grouping unit and the transfer unit.
  • the grouping unit can be used functionally as an extension of the feed device, but as an independently operable means of transport of the packaging machine.
  • the grouping unit can be controllable as a means for producing the predetermined transfer format on packaging elements for picking up by means of the transfer unit.
  • the separately controllable grouping unit can to a certain extent compensate for delays in the process of providing the packaging elements.
  • transverse feeding of packaging elements which is divided in two according to the invention, can be reduced to a minimum, in particular also according to the prior art, which according to the prior art were necessary structurally on the packaging machine with regard to the type-dependent end section of the feeding device protruding into it, so that the Connection with the prior art described constructive dependency is omitted at least in essential respects.
  • the grouping unit and the transfer unit can be brought together by means of a relative movement in such a way that the packaging elements positioned on the grouping unit, preferably in a predetermined format, can be picked up by the transfer unit.
  • the invention basically offers the advantage that the packaging elements transferred from the feed device to the packaging machine can be precisely provided within the installation space of the packaging machine in a predetermined format, transported further according to this and transferred to the work station for further processing. All transport routes carried out by means of the transport device can be implemented using compactly constructed units, without being dependent on a specific production format of the respective packaging elements.
  • the transport device can be excellently integrated within the machine frame of the packaging machine and is excellently suitable for use according to the invention with different types of feed devices.
  • the structural subdivision of the transport device into the grouping unit and the transfer unit results in an advantageous integral structure on the packaging machine, which makes it easier to carry out transport movements in order to continuously feed the transported packaging elements to the workstation for further processing.
  • the machine concept according to the invention offers an increased cost-saving potential in the manufacturing process of the packaging machine, which nevertheless results in a standard design that can be used in a variety of ways, but which can be easily adapted to certain circumstances.
  • the packaging system according to the invention is particularly suitable for transporting packaging elements that are designed as trays.
  • the packaging elements each have a shell-shaped body with an upper opening area.
  • the transfer unit comprises a suction plate for gripping the packaging elements.
  • the suction plate is compact and is ideal as a means of transport in the machine frame of the packaging machine.
  • the suction plate comprises at least one receiving shape which is designed to engage at least partially in a form-fitting manner in the upper opening area of a tray and to suck the tray firmly on an inner surface of at least one side wall of the tray by means of a vacuum applied to the suction plate, to transport the tray to the workstation.
  • the tray transport by means of the suction plate takes up little space within the packaging machine, which in terms of construction leads to a cost-effective construction of the packaging machine.
  • the transfer unit also comprises a linear drive with a guide attached to the machine frame of the packaging machine and a carriage which is adjustably mounted therein in or against a working direction of the packaging machine and on which the suction plate is attached.
  • a linear drive with a guide attached to the machine frame of the packaging machine and a carriage which is adjustably mounted therein in or against a working direction of the packaging machine and on which the suction plate is attached.
  • a reversibly controlled adjustment movement of the suction plate can be precisely controlled using the linear drive and enables high adjustment accelerations.
  • the suction plate can be made available in a stable manner in the receiving position on the linear drive for receiving the packaging elements.
  • the suction plate can be precisely adjusted back and forth at a predetermined height using the linear drive. As a gripper positioned within the machine frame, the suction plate can thus ensure that the trays are ready at the workstation.
  • the grouping unit has a lifting gear and a conveyor belt mounted thereon so that it can be adjusted in height.
  • the height-adjustably mounted conveyor belt can be adjusted vertically in translation within the machine frame of the packaging machine by means of the hoist in order to move the conveyor belt by means of a lifting movement for passing on the packaging elements positioned thereon onto the suction plate that can be positioned above it.
  • the packaging elements transported by means of the feeding device can be fed directly to the conveyor belt belonging to the grouping unit.
  • the conveyor belt although it is a separate transport unit used on the packaging machine Transport device forms, can therefore be used as an extension of the feeder.
  • the grouping unit is thus available overall as an excellent link between the feed device and the packaging machine.
  • the lifting movement on the grouping unit can be coordinated in particular together with an adjustment movement of the suction plate in such a way that a continuous production process on the packaging machine can be controlled.
  • respective movement sequences on the grouping unit, in particular a stroke adjustment taking place thereon, and on the suction plate, in particular a horizontal displacement of the same, partially overlap in time, whereby production times can be optimized overall.
  • the lifting movement on the grouping unit can advantageously be used to adjust the orientation of certain formats of respective packaging elements when they are transferred to the suction plate. It is conceivable that triangularly produced trays are tilted by being lifted against the suction plate into a transport position in which they are attached to the suction plate and can be passed on from there to the work station. This results in a further application-related advantage in connection with the height-adjustably controllable hoist.
  • the grouping unit is fastened as an integrated module in the machine frame of the packaging machine.
  • the grouping unit can be fully integrated as an independent unit within the machine frame of the packaging machine.
  • the grouping unit forms an independent transport module within the machine frame of the packaging machine, which is compatible with different types of feed devices that feed packaging elements from outside the machine frame of the packaging machine.
  • the transfer unit is preferably integrated as a module in the machine frame of the packaging machine. This favors an integral, compact construction of the packaging machine. Despite its increased functionality, the packaging machine can therefore be manufactured without any conversion measures that are visible from the outside.
  • the compact, integral design of the packaging machine can be improved in that the grouping unit and the transfer unit are positioned within the machine frame below a film transport unit of the packaging machine running in the working direction. From a functional point of view, this means that different packaging materials can be transported in parallel to the work station within the machine frame of the packaging machine possible, whereby the different packaging materials can be brought together precisely at the workstation for their further processing, in particular for the production of composite bottom parts made from them.
  • the packaging machine is a thermoforming packaging machine, with the work station being a forming station of the thermoforming packaging machine, which can be fed by means of the transfer unit, in particular by means of the suction plate, according to a machine cycle, to packaging elements for the respective connection to a film material provided at the forming station.
  • the feed device preferably comprises a destacking device for separating packaging elements stacked therein or a folding device for producing individual trays.
  • feed device types can easily interact with the grouping unit provided on the packaging machine in order to transfer packaging elements or trays, preferably in a predetermined format, to the grouping unit for onward transport to the packaging machine.
  • the feed device has a transport section which is configured to arrange at least some of the packaging elements intended for the predetermined format, in particular packaging elements transported next to one another in the transport direction, with regard to the predetermined format and transfer them to the grouping unit in a correspondingly aligned manner.
  • the transport section is preferably equipped with guide walls to form the predetermined format of packaging elements transported thereon, which are designed such that the packaging elements transported next to one another along the transport section are at predetermined distances from one another transversely to their transport direction at the latest when they are transferred to the grouping unit.
  • the transport section of the feeding device can contribute to the production of the predetermined format.
  • the transport section can thus change an output format of the packaging elements output by the de-stacker or by the folding device with regard to the predetermined transport format on the packaging machine.
  • the transport section comprises at least one chain with spacers which ensure that the packaging elements transported along the transport section maintain predetermined distances from one another in the transport direction.
  • the transport section can therefore be used at least as a pre-positioner in order to position the packaging elements as precisely as possible with regard to the predetermined transport format on the packaging machine to transfer the grouping unit.
  • the grouping unit can also advantageously contribute to the final format formation.
  • the trays fed according to one variant of the packaging machine have any desired shell molding and are in particular made of a paper-like fiber material, e.g. cardboard, a metallic material, e.g. aluminum, a foamed material, e.g. Styrofoam, a two-component material and/or a other material, which is suitable for forming a lower packaging part in combination with a foil material.
  • the transported trays are preferably cardboard trays.
  • the suction plate is preferably configured to transport packaging elements or trays in a predetermined transport plane.
  • the suction plate is extremely compact and can therefore be integrated into the machine frame of the packaging machine to save space.
  • the suction plate has at least one receiving shape, which is at least partially in the form of an inner contour of an upper opening region facing it of a tray provided for receiving and transporting the receiving shape, so that the receiving shape during transport of the tray is at least partially form-fitting in the transport plane in its upper Opening area is arranged and aligns the tray in the transport plane in a predetermined position on the suction plate. It is thus possible to grip the provided trays only in their upper opening area, so that the suction plate can be made compact overall. It is conceivable that the receiving form used as a gripping means is detachably fastened to the suction plate as an interchangeable component, so that the suction plate can be easily converted with regard to different tray shapes.
  • the receiving shape of the suction plate is preferably designed as a negative vacuum shape with respect to the upper opening area of respective trays.
  • the receiving mold can thus dip into the complementary upper opening area of a tray provided, so that the tray can be positioned precisely on the suction plate, transported further in a compact manner and delivered precisely to the work station. Large accelerations are possible for the suction plate due to the form-fitting and compact tray holder, so that the overall packaging process can run in a time-optimized manner.
  • the suction plate as a plate-shaped body, is connected to the work station in this way can be brought together that short lifting distances are possible.
  • This offers the possibility of a compact, cost-reducing design of the packaging machine.
  • Comparable advantages also result for the transport units that are used to prepare the trays for picking up on the suction plate.
  • the suction plate as a plate-shaped transfer means is therefore excellently suited within a compact machine room for transport between other functional units provided therein.
  • the trays transported by means of the suction plate can preferably be sucked onto the suction plate in the predetermined position by means of a vacuum applied to the suction plate.
  • the receiving form can be configured to suck the tray on at least two, preferably opposite, inner sides of side walls configured therein.
  • several receiving forms are formed on the vacuum plate, for example in a 2x2, 2x3 or 3x3 format, in order to transport several trays in this format per conveying cycle by means of the vacuum plate.
  • only predetermined receiving molds can be connected to the vacuum automatically and/or manually.
  • the receiving mold has at least one hole which, during transport of the tray placed positively on the receiving mold in the transport plane, rests against an inner wall surface of the upper opening area, so that a vacuum applied to the suction plate via the hole in the receiving mold removes the tray by means of a predetermined holding force to secure the tray in the predetermined position.
  • the vacuum applied to the suction plate can be varied in order to apply holding forces of different magnitudes.
  • a preferred variant could provide that the vacuum and thus the holding force generated with it can be adjusted automatically and/or manually on the packaging machine with regard to the weight of the tray to be transported.
  • An embodiment of the invention provides that the receiving mold has a plurality of bores which are formed on at least two opposite side walls of the receiving mold for sucking on corresponding inner sides of the tray. This allows the suction area to be enlarged overall, which makes it possible to hold the tray in a precise position. This can also result in advantages for other work steps and/or test steps taking place on the suction plate, which will be explained in more detail below.
  • a preferred variant provides that at least one bore is formed on all side walls of the receiving form, so that the tray can be sucked on all inner sides of side walls formed thereon by means of the receiving form. This has proven advantageous in particular for transporting larger trays, which are used, for example, for packaging larger food products, for example heavy portions of cheese or meat.
  • the hole can have, for example, a circular, slit-like, wavy and/or zigzag-like suction surface in order to suck the tray on its inner wall area. It would even be conceivable for the bore to be designed as a suction opening running around the receiving mold in the circumferential direction in order to suck the tray all around on the inside in its upper opening region.
  • the receiving shape is preferably designed as a centering body with regard to the upper opening area of the tray.
  • high process speeds can also be achieved, in particular, because the receiving form designed as a centering body can be positioned at least partially in a self-locking manner in the upper opening area of the tray, so that there is an optimal form-fitting connection for further transport.
  • At least two opposing sidewalls of the receptacle mold at least partially include a sloping sidewall surface.
  • the receiving shape can be configured as a hollow body. It would be conceivable for the suction plate to be configured to carry out a work step on the received tray via a cavity created on the receiving mold, for example to pretreat the volume formed by the tray and connected to the cavity with a fluid.
  • the suction plate comprises a buckling device which is designed to form a sealing flange along a preferably pre-perforated border of the upper opening area when the tray is arranged on the receiving mold.
  • a buckling device which is designed to form a sealing flange along a preferably pre-perforated border of the upper opening area when the tray is arranged on the receiving mold. This can especially during of transporting the tray to the work station so that the suction plate is available both as a transport and as a forming module.
  • the trays can thus be fed to the suction plate as semi-finished parts and further formed on it.
  • the folding process can take place without additional expenditure of time, ie while the trays are being transported by means of the suction plate.
  • the receiving shape is preferably designed as part of the bending device.
  • the receiving form thus fulfills a multiple function on the suction plate according to the invention.
  • the receiving form can preferably be used as a form abutment for the folding process, so that a precise sealing flange can be produced along the border of the tray.
  • the suction plate can have an abutment edge along which the sealing flange can be folded.
  • the abutment edge can be designed on the suction plate in such a way that it is aligned with the pre-perforated border of the tray for the folding process, i.e. rests against it, so that a precise kink is created for the sealing flange.
  • the bending device has a forming plate on which the receiving form is adjustably mounted.
  • the forming plate is primarily placed above the receiving mold.
  • the forming plate and the receiving mold can be moved relative to one another by means of a lifting movement in such a way that they enable the production of the sealing flange on the tray of the receiving mold placed on it.
  • the receiving form can be mounted on the forming plate so that it can move between an extended position for receiving the tray and a retracted position for carrying out the folding process.
  • the buckling device can be designed as an exchangeable module that is exchangeably fastened to the suction plate.
  • the interchangeable module includes four receiving molds that are attached to the forming plate in a 2x2 format.
  • the receiving mold is designed to be at least partially retractable into the forming plate.
  • the forming plate can include a receptacle into which the receiving mold can move at least partially for the bending process.
  • the forming plate can have a forming groove on the peripheral side of the receiving mold, into which sections of the border formed on the tray for producing the sealing flange are guided during the folding process, so that the folding process can be precisely controlled.
  • a variant provides that the receiving mold is mounted on the forming plate in a spring-loaded manner. At least one spring element is preferably provided between the forming plate and the receiving mold in order to bias the receiving mold into the extended position.
  • the bending device preferably has a movable lifting mechanism integrated in the suction plate.
  • the lifting mechanism preferably comprises a controllable pressure element in order to move the receiving mold towards the forming plate arranged above it for a folding process. This allows the tray placed on the receiving mold to be pressed against the forming plate to produce the sealing flange.
  • the pressure element is designed as an integral part of the suction plate and can be integrated into it, for example as a controllable pressure membrane, in order to coordinate the lifting movement of the receiving mold relative to the forming plate.
  • the lifting mechanism preferably has at least one lifting element which is adjustably mounted within the suction plate with the aid of the pressure element.
  • the lifting element is firmly coupled to the receiving form.
  • the forming plate itself can be positioned as a rigid part of the suction plate between the receiving mold arranged underneath and the lifting element arranged above it, with the pressure element in the pressure-loaded state against the forming plate attached underneath, lifting the lifting element arranged above it away from it, so that the lifting element on a side facing away from the pressure element Side of the forming plate positioned recording form is adjusted to carry out a bending process to the forming plate.
  • the lifting mechanism of the buckling device is preferably designed as a frame module, which is movably mounted on the suction plate in an adjustable manner relative to the forming plate positioned between them in order to carry out the buckling process.
  • the suction plate can be equipped with at least one dynamic pressure test unit. This can be used to check whether a tray has been properly placed on the receiving mold and/or whether a sealing flange has been properly formed on the tray.
  • the dynamic pressure testing unit is preferably at least partially formed on the forming plate in order to check that the tray is in contact, in particular its sealing flange.
  • the receiving mold can be designed to be actively temperature-controlled, so that trays placed on it can be heat-pretreated at least in sections in order to be able to with a downstream Process to be better connected to another shell material, such as a packaging film. It would be conceivable to carry out the temperature control by means of electromagnetic heating on the receiving mold.
  • the suction plate preferably has a maximum overall height of 50 cm, preferably 30 cm, more preferably 10 cm. In such a compact, plate-shaped construction format, it can be accommodated and moved in an excellent manner within the machine frame of the packaging machine.
  • the suction plate can be positioned in front of, behind or to the side of the work station to be supplied with packaging elements or trays.
  • the invention also relates to a method for transporting packaging elements along a packaging system.
  • packaging elements are first transported to a packaging machine by means of a feed device.
  • the transported packaging elements are preferably at least partially, in particular the packaging elements transported next to one another in the transport direction, transferred to a grouping unit of the packaging machine with regard to a predetermined format.
  • a relative movement is carried out between the grouping unit and a transfer unit of the packaging machine in order to transfer the packaging elements received on the grouping unit to the transfer unit.
  • the packaging elements provided by the grouping unit are then gripped by the transfer unit, in particular by a suction plate of the transfer unit, in order to transport the packaging elements to a workstation of the packaging machine.
  • the transport flow of the packaging elements is composed along the respective transport routes of the feed device, the grouping unit and the transfer unit in order to transfer the packaging elements fed to the packaging machine to the work station for further processing.
  • the method according to the invention can be implemented using a structurally simple, compact and cost-effective structure.
  • the packaging elements transported using the method according to the invention can be designed as trays, with the transfer unit, in particular a suction plate of the transfer unit, engaging in a form-fitting manner in an upper opening region of the respective trays and the respective trays being sucked on an inner wall surface of at least one side wall formed thereon.
  • the transfer unit in particular a suction plate of the transfer unit
  • Such a plate-shaped recording of the respective trays by means of The suction plate enables a compact, integral structure of the transfer unit within the machine frame of the packaging machine and also offers design advantages for the structure of the work station, in particular with regard to the opening width between a lower and upper tool part, because a small opening width is sufficient with regard to the suction plate.
  • the height of the grouping unit is adjusted relative to the transfer unit of the packaging machine by means of a lifting movement in order to transfer the packaging elements to the transfer unit.
  • a height adjustment of the grouping unit carried out by means of the lifting movement can be produced easily and inexpensively and can be excellently integrated within the packaging machine.
  • the lifting movement can also be advantageously controlled in view of the respective adjustment movements of other transport means, so that overall a continuous process can take place along the packaging system.
  • the packaging elements are preferably transferred from the feed device to a conveyor belt of the grouping unit.
  • the conveyor belt used in the grouping unit can be operated independently of a machine type of the feed device.
  • the conveyor belt can also be integrated in a compact manner within the machine frame of the packaging machine and is excellently suited within the machine frame of the packaging machine for interaction with the transfer unit, which is also preferably mounted therein.
  • the packaging elements are transported on the packaging machine by means of the modules of the grouping unit and the transfer unit that are controlled independently but can be coordinated with one another.
  • This favors a flexible use of the packaging machine belonging to the packaging system according to the invention and of the feeding device supplying the packaging machine with packaging elements.
  • at least slight positional inaccuracies within the format of the packaging elements transferred to it can be corrected by means of the grouping unit, which can be controlled separately and is specially arranged in the machine frame of the packaging machine.
  • the conveyor belt of the grouping unit could be controllable in a reversible manner.
  • the method according to the invention is optionally characterized in that the suction plate is transferred by means of a receiving mold arranged thereon, which is at least partially in the form of an inner contour of an upper opening region facing it of a tray provided for receiving and transporting the receiving mold, during transport of one of the receiving mold Trays in the transport plane at least partially positively engages in the upper opening area and aligns the tray in the transport plane in a predetermined position on the suction plate.
  • the receiving form formed on the suction plate can be formed as a form-fitting negative form with regard to the upper opening area of the tray provided, in order to dip into it in a complementary manner.
  • a vacuum applied to the suction plate preferably sucks the tray at the upper opening area on its inner wall surface via at least one bore of the receiving mold with a predetermined holding force in order to secure the tray in the predetermined position.
  • a variant provides that a sealing flange is folded over by means of an adjustable folding device of the suction plate in a tray positioned on the receiving mold along a preferably pre-perforated border of the upper opening area. Since this is preferably done during transport of the tray, a separate forming process can be dispensed with, so that the manufacturing process can take place in a time-optimized manner.
  • the bending process for producing the sealing flange on the suction plate is preferably controlled by means of a lifting mechanism of the bending device that can be pressurized and is integrated on the suction plate.
  • the checking of the presence of a tray on the receiving mold and/or the correct production of a sealing flange on the tray can be checked using at least one dynamic pressure checking unit provided on the suction plate.
  • the presence of a predetermined dynamic pressure on the tray can be used to determine that the tray is received in the predetermined position on the suction plate for transport and/or that the sealing flange produced by the buckling device has been formed in accordance with tolerances.
  • the suction plate is preferably used as a suction gripper, with which trays are transported cyclically in or against a working direction of the packaging machine from a pick-up position, in which the trays are transferred to the suction plate, into a transfer position, in which the trays are transferred from the suction plate to the work station.
  • FIG. 1A shows a packaging system 100 in a schematic plan view.
  • the packaging system 100 includes a feed device 15 and a packaging machine 1, which are fed by the feed device 15 packaging elements VE.
  • the feeding device 15 has a destacker or a folding device 80 and a transport section 90 which is designed to transport the packaging elements VE to the packaging machine 1 .
  • the transport section 90 includes a guide plate 91 along which the packaging elements VE can be guided to an end 93 of the transport section 90 in a predetermined position.
  • the packaging machine 1 has a machine frame 6.
  • a transport device 12 is mounted within the machine frame 6 for receiving and for further transport of the packaging elements VE transported by means of the feed device 15.
  • the transport device 12 comprises a grouping unit 60 and a transfer unit 14.
  • the grouping unit 60 is functionally connected to the feed device 15 by means of a transfer gap S at the end 93 of the transport section 90 .
  • the transfer gap S is dimensioned in such a way that packaging elements VE can be transferred from the transport section 90 to the grouping unit 60 without any problems.
  • the grouping unit 60 has a conveyor belt 61, which is preferably configured to be reversible.
  • the conveyor belt 61 can be operated in the transport direction Q together with the transport section 90 or decoupled from it.
  • the respective packaging elements VE can be conveyed along the transport direction Q in such a way that they are at the latest on the conveyor belt 61 in a predetermined format F, for example the 2 ⁇ 2 format Figure 1A , are positioned.
  • the grouping unit 60 has according to Figure 1A a lifting mechanism 18 with a servo motor 62 which is designed to lift the conveyor belt 61 along a lifting direction C directed out of the plane of the figure.
  • the transfer unit 14 embodied as a suction plate 19 is shown next to the grouping unit 60 .
  • a work station A is positioned further in the working direction R next to the suction plate 19 .
  • the work station A can be a molding station 2.
  • the suction plate 19 can be positioned above the grouping unit 60 so that the packaging elements VE positioned on the conveyor belt 61 can be lifted in the lifting direction C to the suction plate 19 arranged above and can be gripped by the suction plate 19 .
  • the suction plate 19 can then be released in the working direction R, transport the packaging elements VE picked up on it to the workstation A and deliver them to it in such a way that they can be connected to another packaging material provided at the workstation A.
  • Figure 1B shows a schematic view of the packaging machine 1 in the form of a thermoforming packaging machine T.
  • the packaging machine 1 has a work station A designed as a forming station 2, a sealing station 3, a cross cutting device 4 and a longitudinal cutting device 5. These are in this order along the working direction R on the machine frame 6 arranged.
  • a feed roller 7 is attached to the machine frame 6 of the packaging machine 1 on the input side, from which a lower film U is pulled off as the lower packaging material 8 .
  • the lower film U is attached by means of an in Figure 1B only partially shown film transport device FT in the Forming station 2 transported.
  • film transport device FT in the Forming station 2 transported.
  • two packaging troughs M are formed into the lower film U by means of the forming station.
  • the packaging troughs M can be transported further to an insertion section 15, where they can be filled with a product 16 manually or automatically. Following the insertion section 15 , the packaging cavities M filled with the products 16 are transported on to a sealing station 3 .
  • the packaging cavities M can be sealed with an upper film O, which forms an upper packaging material 10, by means of the sealing station 3, so that sealed packaging V is produced by sealing the upper film O onto the packaging cavities M, which is separated by means of the cross cutting device 4 and the longitudinal cutting device 5 and can be transported away by means of a discharge device 13 .
  • the operating terminal 9 comprises a control unit 11, shown only schematically.
  • the control unit 11 is configured to carry out arithmetic operations, in particular in real time during the manufacturing process, in order to control the packaging machine 1 on a process-based basis, i.e. an adjustment of the respective process parameters of the packaging machine 1, if necessary, in a process-controlled manner to cause.
  • the packaging machine 1 shown also has a transport device 12 assigned to the work station A according to FIG Figure 1A , which, however, is positioned behind the forming station 2 in the working direction R, ie counter to the working direction R of the forming station 2 by means of the suction plate 19 provides packaging elements VE.
  • the Figures 1A and 1B illustrate by way of example that the transport device 12 can transport packaging elements VE in or counter to the working direction R to the forming station 2 .
  • the transport device 12 is configured to continuously supply packaging elements VE to the forming station 2 during the production process, which are connected to the packaging trays M produced thereon in order to produce a (composite) packaging lower part VU.
  • FIG figure 2 shows a perspective view of the transport device 12 integrated in the machine frame 6 of the packaging machine 1.
  • the transport device 12 from outside the machine frame 6 of the packaging machine 1 by means of the feed device 15, a plurality of trays 17 in a predetermined format F, here in a 2x2 format according to Figure 1A , hand over.
  • the trays 17 are in figure 2 designed as cardboard trays K, but can also be made of a different material.
  • the trays 17 are in accordance figure 2 in the predetermined format F to the grouping unit 60 arranged within the machine frame 6, in particular to the conveyor belt 61 provided thereon, which is mounted to be adjustable vertically along the lifting direction C by means of the lifting gear 18.
  • the lifting mechanism 18 is designed to lift the trays 17 positioned on the conveyor belt 61 according to the predetermined format F in the lifting direction C in order to transfer the trays 17 to the transfer unit 14 positioned above them in a receiving position P1.
  • the conveyor belt 61 can then be lowered back into its original position, in which packaging elements VE can be transferred from the feed device 15 to it.
  • the transfer unit 14 shown is mounted adjustably in or counter to the working direction R of the packaging machine 1 between the pick-up position P1, in which the trays 17 can be transferred to it, and a transfer position P2 along a transport plane E, in which trays 17 transported by the transfer unit 14 reach the forming station 2 are transferable.
  • the transfer unit 14 is designed as a suction plate 19.
  • the suction plate 19 is adjustable by means of a linear drive 20 in or against the working direction R of the packaging machine 1 between the pick-up position P1 and the transfer position P2.
  • the linear drive 20 is equipped with a guide 21 aligned in the working direction R of the packaging machine 1 on the machine frame 6 and a carriage 22 mounted displaceably thereon, to which the suction plate 19 is attached.
  • an electric motor 64 for example a servo motor, which is preferably attached to the machine frame 6 , is designed to control an adjustment movement of the suction plate 19 .
  • the operation of the electric motor 64 can be coordinated using the control unit 11 of the packaging machine 1 .
  • the structure shown shows that the suction plate 19 as such is only moved back and forth horizontally in the transport plane E in the working direction R in order to continuously feed the trays 17 received on it to the forming station 2 for further processing with the packaging troughs M formed thereon.
  • FIG 3 shows the suction plate 19 according to a variant in an isolated representation.
  • the suction plate 19 shown has a plate-shaped upper part 23, by means of which the suction plate 19 is attached to the carriage 22 (see figure 2 ) can be attached. Furthermore, the suction plate 19 includes a plate-shaped middle part 24 which is connected to the upper part 23 . On a side facing away from the upper part 23, several receiving molds 25 extend from the middle part 24. The receiving molds 25 are shaped in such a way that they can receive the trays 17 made available to them for transport, at least partially as negative molds, in their upper opening area 26 with a positive fit.
  • the receiving forms 25 can each be available on their own or coupled with the middle part 24 as a replacement or retrofit attachment W for the suction plate 19 in order to be able to convert the suction plate 19 for flexible use with regard to different tray geometries.
  • Receiving forms 25 shown are each designed as a hollow body H, in particular to reduce the weight of the suction plate 19 .
  • the recording forms 25 are according to 3 configured in particular as a centering body Z in order to compensate for a slight misalignment of the trays 17 provided when they are picked up on the suction plate 19.
  • the purpose of the receiving forms 25 designed as a centering body Z is that the trays 17 placed on them can be received in the exact position on the suction plate 19, so that other work steps can be carried out on the suction plate 19 in addition to the actual transport purpose, for example a 7 and the 8 described buckling process K, are favored.
  • FIG 3 shows figure 3 that along the respective side walls 28 of the receiving molds 25 bores 30 are formed.
  • the respective bores 30 lie in sections on the inner wall surface 31 thereof (see figure 4 ) of the upper opening area 26, so that a vacuum VK applied to the suction plate 19 sucks the tray 17 placed on it via the bores 30 of the respective receiving mold 25 by means of a predetermined holding force P in order to hold the trays 17 in a predetermined position X (see figure 4 ) to align the suction plate 19, ie to transport it in the predetermined format F and to transfer it to the forming station 2.
  • FIG figure 4 shows the suction plate 19 figure 3 with trays 17 received thereon in the predetermined position X.
  • the received trays 17 each have a bowl-shaped trough shape MF with an upper opening area 26 into which the respective receiving shapes 25 dip in a form-fitting manner.
  • the upper opening areas 26 formed on the respective trays 17 have an inner contour 27 which corresponds at least essentially to the formation of the respective side walls 28 of the receiving molds 25 .
  • the receiving molds 25 have their respective side walls 28 facing the machine frame 6 side inclined to have an inclined suction surface 29 (see Fig figure 3 ).
  • figure 4 also shows that the respective trays 17 are held by the suction plate 19 both by means of a form fit and by means of a force fit.
  • the form fit is achieved with the aid of the receiving molds 25 produced as negative vacuum molds.
  • the power circuit for the Transport of the trays 17 supplies the vacuum VK applied to the respective inner wall surface 31 of the trays 17 .
  • figure 5 shows the suction plate 19 according to another variant, in order to transport a different format F of trays 17' than is shown by means of the suction plate 19 described in connection with the previous figures.
  • a total of nine wedge-shaped trays 17' which can be used, for example, for packaging triangular cuts, can be accommodated on the suction plate 19.
  • the trays 17' are transported in a 3x3 format by means of the suction plate 19.
  • a large number of bores 30 are formed both in a plate part 32 and on the respective receiving molds 25 in order to evenly distribute the vacuum VK applied to the suction plate 19 for fixing the trays 17'.
  • FIG 6 shows several connection channels 33, which are formed in the plate part 32 of the suction plate 19, as well as respective connections 61, which conduct the vacuum VK generated on the suction plate 19 to the bores 30 formed on the side walls 28 of the receiving molds 25.
  • the applied vacuum VK via the respective connection channels 33 and/or the connections 61 can be supplied and blocked in a targeted manner at specific receptacle shapes 25 by means of suitable valve control.
  • FIG 7 shows the suction plate 19 with a buckling device 34 integrally formed thereon.
  • the buckling device 34 comprises an adjustably mounted lifting mechanism 70 integrated in the suction plate 19.
  • the lifting mechanism 70 comprises a lifting element 42, for example in the form of a plate, which is mounted within the in figure 7 shown, partially hollow upper part 23 is movably arranged, and a pressure element 34 arranged underneath, which is present in particular in the form of an inflatable membrane 46 .
  • the lifting member 42 is connected to the receiving molds 25 by means of connector pins 47 .
  • the connector pins 47 extend through a for a buckling process K (see figure 8 ) formed forming plate 37 of the bending device 34 through.
  • the lifting member 42 positioned above the forming plate 37, as well as those attached to the lifting member 42 by means of the connector pins 47, Receiving forms 25 positioned on a side facing away from the forming plate 37 form a functionally coherent module of the bending device 34 .
  • the membrane 46 lifts the lifting element 42 upwards, away from the forming plate 37 .
  • the receiving forms 25 coupled to them are simultaneously raised for the folding process K in order to create a sealing flange 36 on the trays 17 placed on them (see figure 8 ) to produce.
  • the lifting element 42 lies on an upper side 50 of the forming plate 37.
  • the receiving molds 25 are accordingly in a position according to FIG figure 7 shown extended position 38. In this position 38, the receiving forms 25 are spring-loaded by means of respective spring elements 49 positioned.
  • the interacting spring rate of the respective spring elements 49 can be matched to the pressure-loaded operation of the membrane 46 in such a way that an in figure 8 displayed predetermined articulation stroke KH comes about.
  • the sealing flange 36 is formed in the respective trays 17 arranged on the receiving molds 25 along a border 35 formed thereon of the respective upper opening area 26 .
  • the receiving molds 25 can be retracted at least partially into receptacles 48 formed thereon on the forming plate 37 arranged above, in order to pull the trays 17 arranged thereon onto the forming plate 37 .
  • figure 8 shows that the trays 17 arranged on the receiving molds 25 are deformed along their border 35 by the bending stroke KH, as a result of which the sealing flange 36 is formed on the respective trays 17.
  • FIG 7 The suction plate 19 shown holds the receiving molds 25 arranged thereon in a spring-loaded manner in the extended position 38 in which the trays 17 are transferred to the suction plate 19 without a sealing flange 36 formed thereon.
  • figure 8 shows the respective receiving molds 25 in a retracted position 39, in which the receiving molds 25 have been drawn into the corresponding receptacles 48 of the forming plate 37 positioned above them by means of the lifting mechanism 70, which is now pressurized against the spring preload.
  • bending grooves 45 are formed on the forming plate 37 next to the respective recordings, which support the buckling process K of the sealing flanges 36 .
  • a circumferential abutment edge 44 formed on the respective receptacles 48 also has a positive effect on the production of a precise sealing flange 36.
  • the suction plate 19 shown therein also has a dynamic pressure test unit 41 .
  • the dynamic pressure test unit 41 is designed on the forming plate 37 in such a way that it can be used to check in particular whether a tray 17 is correctly positioned on the suction plate 19 for a transfer process to the work station A.
  • the dynamic pressure testing unit 41 can also be used to check whether the sealing flange 36 has been buckled in accordance with the tolerance.
  • figure 9 shows the transport device 12 in a side view, with the suction plate 19 also being used as a tilting guide KF in addition to its function previously explained within the scope of the invention.
  • the trays 17' raised in the lifting direction C by means of the lifting gear 18 are tilted towards the suction plate 19 during the lifting by means of the receiving forms 25 formed thereon, until the trays 17' have the in figure 10 assume the predetermined position X shown on the suction plate 19.
  • the lifting movement along the lifting direction C can be adjusted according to the tray geometry.
  • the Figures 9 and 10 further show a servo motor 65 which is provided for the operation of the conveyor belt 61 on the hoist 18 .
  • the transport device 12 used in the invention can be used at different points along the packaging machine 1 in order to transport trays 17 fed to the packaging machine 1 from outside for a further processing process carried out on them, for example for connecting to the forming station 2 deep-drawn packaging trays M to feed.
  • the transport device 12 in the working direction R of the packaging machine 1 figure 1 viewed in front of or behind the forming station 2 configured as a work station A in order to place trays 17 corresponding to the packaging cavities M produced thereon for the production of lower packaging parts VU combined from the trays 17 and the packaging cavities M (see Figure 1B ) to produce.
  • the respective lower packaging parts VU produced in the forming station 2 are then transported further to the insertion line 15 as a shell composite, so to speak.
  • the transport device 12 used in the invention is not suitable for use on a thermoforming packaging machine T figure 1 limited, but can also be used advantageously on other types of machines, such as traysealers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsanlage gemäß dem Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren gemäß dem Verfahrensanspruch 12.
  • Bei bekannten Maschinentypen, die auf dem technischen Gebiet der Erfindung eingesetzt werden, besteht eine wesentliche Herausforderung darin, die der Maschine zur Weiterverarbeitung zugeführten Schalenteile, in der Praxis auch Trays genannt, präzise in einem vorbestimmten Format aufzunehmen, weiter zu transportieren und schließlich an eine Arbeitsstation, beispielsweise eine Tiefziehformstation der Verpackungsmaschine, zu übergeben.
  • Eine präzise Übergabe an einer Tiefziehstation bewirkt, dass daran hergestellte tiefgezogene Verpackungsmulden ebenfalls präzise mit dafür zur Verfügung gestellten Trays zusammengeführt und miteinander verbunden werden können, um ein aus unterschiedlichen Verpackungsmaterialen zusammengesetztes Verpackungsunterteil zur Aufnahme eines Produkts, beispielsweise eines entlang der anschließenden Arbeitsstrecke bereitgestellten Lebensmittelprodukts, wie z.B. Wurst, Fleisch oder Käse, herzustellen.
  • Somit lassen sich im Verbund aus materiell unterschiedlichen Schalenteilen mehrschichtige Verpackungsunterteile entlang einer Verpackungsmaschine herstellen, die durch den Einsatz verschiedener Materialien besondere Verpackungscharakteristika aufweisen können.
  • Die WO 2013/004837 A1 offenbart eine Verpackungsmaschine gemäß dem obigen Einsatzzweck, wobei als Transferelement zwischen einem Transportmittel und einer Folienbahn eine Transfertrommel eingesetzt wird, um Strukturelemente von dem Transportmittel aufzunehmen und unter der Folienbahn zu platzieren. Die Transfertrommel umfasst an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von Einbuchtungen, die jeweils ein Strukturelement zumindest teilweise aufnehmen können. Nachteilig daran ist, dass die Transfertrommel viel Platz beansprucht und die Weitergabe der Trays schwierig mit dem Herstellungsprozess der Verpackungsmaschine synchonisierbar ist.
  • Die WO 2017/001114 A1 offenbart ebenfalls eine hinsichtlich des Einsatzzwecks der Erfindung entsprechende Verpackungsmaschine. Darin kommt eine Saugeinheit für den Transfer von Strukturelementen an der Verpackungsmaschine zum Einsatz. Die Saugeinheit saugt die ihr bereitgestellten Strukturelemente an einer Bodeninnenseite an. Nachteilig daran ist, dass zum Transport tief ausgebildeter Strukturelemente die Saugeinheit ebenfalls tief bis hin zur Bodeninnenseite des Strukturelements ausgebildet sein muss, um das Strukturelement an der Bodeninnenseite anzusaugen. Dadurch nimmt die Saugeinheit selbst, insbesondere für den Transport verschiedener Trayformate, viel Platz ein und setzt ferner weitere kostspielige Baumaßnahmen an der Verpackungsmaschine voraus, insbesondere an anderen mit der Saugeinheit funktional verbundenen Einheiten. Beispielsweise muss die zur Aufnahme und Weiterverarbeitung der Strukturelemente ausgebildete Arbeitsstation eine große Öffnungsweite aufweisen, wofür kostspielige Hubmechanismen benötigt werden. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass die noch in einem bestimmten Format der Saugeinheit bereitgestellten Strukturelemente während deren Aufnahme an der Saugeinheit durch das Ansaugen geringfügig aus ihrer vorbestimmten Position verrutschen, was in einem nachgelagerten Verarbeitungsprozess unerwünschte Herstellungsungenauigkeiten hervorrufen kann. Für das Ansaugen am Verpackungsboden muss dieser auch eine bestimmte zum Ansaugen geeignete plane Oberfläche aufweisen, wodurch man auf bestimmte Verpackungsformate beschränkt ist.
  • Hinzu kommt, dass sich das vorbestimmte Format an Strukturelementen, welches der Arbeitsstation übergeben werden soll, vom Betrieb der die Verpackungsmaschine mit Strukturelementen beliefernden Zuführvorrichtung abhängig ist. Dies kann insgesamt den Produktionsfluss an der Verpackungsmaschine verlangsamen. Insbesondere beeinflusst bei der WO 2017/001114 A1 der in den Bauraum der Verpackungsmaschine hineinragende Teil der Zuführvorrichtung den konstruktiven Aufbau der Verpackungsmaschine. Damit besteht in technischer Hinsicht eine gewisse bauliche Abhängigkeit, weil eine Beschränkung auf bestimmte Maschinentypen sowie Zuführmittel vorliegt.
  • US 2015/266602 A1 offenbart eine Zuführvorrichtung zum Transportieren daran gruppierter Kapsein, zu einer nachgelagerten Verpackungsmaschine.
  • EP 2 052 974 A1 offenbart eine Schalenverschließmaschine mit einer Greifereinrichtung, die zum Hineintransportieren unversiegelter Trays in eine Siegelstation sowie zum Heraustransportieren versiegelter Trays aus der Siegelstation ausgebildet ist.
  • US 2011/072764 A1 offenbart eine Zuführvorrichtung für einen Traysealer.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik verbesserte Verpackungsanlage sowie ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, womit sich vor allem insgesamt mittels eines kompakten Aufbaus der Verpackungsanlage der Herstellungsprozess präzise, wirtschaftlich und vielseitig verwirklichen lässt. Weiterhin soll sich die erfindungsgemäße Verpackungsanlage im Vergleich zum Stand der Technik durch ein erhöhtes Kosteneinsparpotential für deren Herstellung auszeichnen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Verpackungsanlage gemäß dem Anspruch 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mittels eines Verfahrens gemäß dem unabhängigen Anspruch 11.
  • Verbesserte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Verpackungsanlage umfasst eine Verpackungsmaschine, die vorzugsweise in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine konfiguriert ist, sowie eine Zuführvorrichtung für die Verpackungsmaschine, mittels welcher Verpackungselemente zur Aufnahme von Produkten vorzugsweise in einem vorbestimmten Format der Verpackungsmaschine für einen darauf stattfindenden Verpackungsprozess zuführbar sind.
  • Die der Verpackungsmaschine mittels der Zuführvorrichtung zugeführten Verpackungselemente können eine beliebige Form haben, beispielsweise flach oder schalenförmig ausgebildet sein. Die Verpackungselemente sind insbesondere aus einem papierartigen Fasermaterial, z.B. aus Karton, ggf. aus einem beschichteten Karton, aus einem metallischen Material, z.B. aus Aluminium, einem aufgeschäumten Material, z.B. aus Styropor, einem Zweikomponentenmaterial und/oder aus einem anderen Material hergestellt, welches vornehmlich dafür in Frage kommt, um im Verbund mit einem Folienmaterial ein Verpackungsunterteil auszubilden.
  • Die erfindungsgemäß eingesetzte Verpackungsmaschine weist ein Maschinengestell auf, mindestens eine, vorzugsweise am Maschinengestell befestigte, Arbeitsstation sowie eine Transportvorrichtung. Das Maschinengestell legt im Wesentlichen einen Bauraum der Verpackungsmaschine fest. Am Maschinengestell lassen sich hervorragend technische Baugruppen der Verpackungsmaschine befestigten.
  • Die Transportvorrichtung der Verpackungsmaschine umfasst eine Gruppiereinheit zur Aufnahme der mittels der Zuführvorrichtung der Verpackungsmaschine zugeführten Verpackungselemente sowie eine Transfereinheit zum Transport daran aufgenommener Verpackungselemente zur Arbeitsstation. Damit ist die an der Verpackungsmaschine zum Transport der Verpackungselemente eingerichtete Transportvorrichtung im Wesentlichen aus zwei Transporteinheiten, nämlich der Gruppiereinheit und der Transfereinheit, aufgebaut. Dabei kann die Gruppiereinheit funktional als Verlängerung der Zuführvorrichtung, jedoch als eigenständig betreibbares Transportmittel der Verpackungsmaschine vorteilhaft zum Einsatz kommen. Insbesondere kann die Gruppiereinheit neben der Zuführvorrichtung als Mittel zum Herstellen des vorbestimmten Übergabeformats an Verpackungselementen zur Aufnahme mittels der Transfereinheit steuerbar sein. Die separat ansteuerbare Gruppiereinheit kann dabei gewissermaßen Verzögerungen im Bereitstellungsprozess der Verpackungselemente kompensieren. Durch die erfindungsgemäß gewissermaßen zweigeteilte Querzuführung von Verpackungselementen lassen sich insbesondere auch gemäß dem Stand der Technik Baumaßnahmen, die gemäß dem Stand der Technik konstruktiv an der Verpackungsmaschine hinsichtlich des in sie hineinragenden, typenabhängigen Endabschnitts der Zuführvorrichtung nötig waren, auf ein Minimum reduzieren, sodass die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebene konstruktive Abhängigkeit zumindest in wesentlicher Hinsicht wegfällt.
  • Erfindungsgemäß sind die Gruppiereinheit und die Transfereinheit mittels einer Relativbewegung derart miteinander zusammenführbar, dass die auf der Gruppiereinheit vorzugsweise in einem vorbestimmten Format positionierten Verpackungselemente mittels der Transfereinheit aufnehmbar sind.
  • Die Erfindung bietet grundsätzlich den Vorteil, dass die von der Zuführvorrichtung an die Verpackungsmaschine übergebenen Verpackungselemente, innerhalb des Bauraums der Verpackungsmaschine präzise in einem vorbestimmten Format bereitgestellt, gemäß diesem weitertransportiert und zur Weiterverarbeitung an die Arbeitsstation übergeben werden können. Sämtliche mittels der Transportvorrichtung durchgeführten Transportwege sind mittels kompakt bauender Einheiten realisierbar, ohne dabei von einem bestimmten Herstellungsformat der jeweiligen Verpackungselemente abhängig zu sein.
  • Die Transportvorrichtung ist insgesamt hervorragend innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine integrierbar und eignet sich ausgezeichnet im erfindungsgemäßen Einsatz mit unterschiedlichen Zuführvorrichtungstypen.
  • In konstruktiver Hinsicht ergibt sich insbesondere durch die konstruktive Unterteilung der Transportvorrichtung in die Gruppiereinheit sowie die Transfereinheit ein vorteilhafter integraler Aufbau an der Verpackungsmaschine, womit sich einfach durchführbare Transportbewegungen besser durchführen lassen, um die transportierten Verpackungselemente kontinuierlich der Arbeitsstation zur Weiterverarbeitung zuzuführen.
  • Das erfindungsgemäße Maschinenkonzept bietet in konstruktiver Hinsicht ein erhöhtes Kosteneinsparpotential im Herstellungsprozess der Verpackungsmaschine, wodurch sich dennoch ein vielseitig einsetzbarer Standardaufbau ergibt, der sich aber problemlos gewissen Umständen entsprechend anpassen lässt.
  • Die erfindungsgemäße Verpackungsanlage eignet sich insbesondere zum Transport von Verpackungselementen, die als Trays ausgebildet sind. Als Trays ausgebildet besitzen die Verpackungselemente jeweils einen schalenförmigen Körper mit einem oberen Öffnungsbereich.
  • Die Transfereinheit umfasst gemäß einer Ausführungsform zum Ergreifen der Verpackungselemente eine Saugplatte. Die Saugplatte baut kompakt und eignet sich hervorragend als Transportmittel im Maschinengestell der Verpackungsmaschine.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Saugplatte mindestens eine Aufnahmeform umfasst, die dazu ausgebildet ist, zumindest teilweise formschlüssig in den oberen Öffnungsbereich eines Trays einzugreifen und den Tray an einer Innenfläche mindestens einer Seitenwand des Trays mittels eines an der Saugplatte angelegten Vakuums festzusaugen, um den Tray hin zur Arbeitsstation zu transportieren. Dadurch nimmt der Tray-Transport mittels der Saugplatte innerhalb der Verpackungsmaschine wenig Platz in Anspruch, was in konstruktiver Hinsicht zu einem kostengünstigen Aufbau der Verpackungsmaschine führt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Transfereinheit ferner einen Linearantrieb mit einer am Maschinengestell der Verpackungsmaschine befestigten Führung sowie einem daran in oder entgegen einer Arbeitsrichtung der Verpackungsmaschine verstellbar gelagerten Schlitten, an welchem die Saugplatte befestigt ist. Damit wird erreicht, dass die Saugplatte entlang der Führung zwischen einer Aufnahmeposition, in welcher der Saugplatte mittels der Gruppiereinheit Verpackungselemente übergebbar sind, und einer Übergabeposition verstellbar gelagert ist, in welcher mittels der Saugplatte transportierte Verpackungselemente an die Arbeitsstation übergebbar sind. Mit Hilfe des Linearantriebs lässt sich die Saugplatte innerhalb des Maschinengestells auf kompakte Art und Weise verstellen. Der Linearantrieb besitzt als solcher einen kostengünstigen Aufbau, der sich problemlos am vorliegenden Maschinengestell der Verpackungsmaschine lagern lässt. Eine reversierbar gesteuerte Verstellbewegung der Saugplatte kann mittels des Linearantriebs präzise gesteuert werden und ermöglicht hohe Verstellbeschleunigungen. Hinzu kommt, dass die Saugplatte in der Aufnahmeposition am Linearantrieb stabil zur Aufnahme der Verpackungselemente bereitstellbar ist. Mittels des Linearantriebs lässt sich die Saugplatte auf einem vorbestimmten Höhenniveau präzise hin und her verstellen. Die Saugplatte kann damit als innerhalb des Maschinengestells positionierter Greifer die Traybereitstellung an der Arbeitsstation sicherstellen.
  • Die Erfindung sieht vor, dass die Gruppiereinheit ein Hubwerk sowie ein daran höhenverstellbar gelagertes Förderband aufweist. Vorzugweise lässt sich das höhenverstellbar gelagerte Förderband mittels des Hubwerks vertikal translatorisch innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine verstellen, um das Förderband mittels einer Hubbewegung zur Weitergabe der darauf positionierten Verpackungselemente auf die darüber positionierbare Saugplatte zuzubewegen. Dem zur Gruppiereinheit gehörigen Förderband können unmittelbar die anhand der Zuführvorrichtung transportierten Verpackungselemente zugeführt werden. Das Förderband, obwohl es eine eigenständige Transporteinheit der an der Verpackungsmaschine eingesetzten Transportvorrichtung bildet, kann daher als Verlängerung der Zuführvorrichtung eingesetzt werden. Somit steht die Gruppiereinheit insgesamt als hervorragendes Bindeglied zwischen der Zuführvorrichtung und der Verpackungsmaschine zur Verfügung.
  • Die Hubbewegung an der Gruppiereinheit lässt sich insbesondere zusammen mit einer Verstellbewegung der Saugplatte derart koordinieren, dass ein kontinuierlicher Produktionsablauf an der Verpackungsmaschine steuerbar ist. Hier ist es auch vorstellbar, dass jeweilige Bewegungsabläufe an der Gruppiereinheit, insbesondere eine daran stattfindende Hubverstellung, und an der Saugplatte, insbesondere eine Horizotalverlagerung derselben, zueinander teils zeitlich überlappend stattfinden, wodurch Herstellungszeiten insgesamt optimierbar sind.
  • Insbesondere kann die Hubbewegung an der Gruppiereinheit vorteilhaft dafür genutzt werden, bestimmte Formate jeweiliger Verpackungselemente bei der Übergabe an die Saugplatte in deren Orientierung zu verstellen. Vorstellbar ist es, dass dreieckig hergestellte Trays durch das Anhuben gegen die Saugplatte in eine Transportposition gekippt werden, in welcher sie an der Saugplatte befestigt und von dieser an die Arbeitsstation weitergebbar sind. Somit ergibt sich ein weiterer anwendungstechnischer Vorteil im Zusammenhang mit dem höhenverstellbar ansteuerbaren Hubwerk.
  • Vorteilhaft ist, wenn die Gruppiereinheit als Modul im Maschinengestell der Verpackungsmaschine integriert befestigt ist. Bei dieser Ausführungsvariante kann die Gruppiereinheit als eigenständige Einheit vollständig innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine integriert sein. Ausführungsgemäß bildet die Gruppiereinheit ein eigenständiges Transportmodul innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine, das mit verschiedenen Zuführvorrichtungstypen, die von außerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine Verpackungselemente zuführen, kompatibel ist.
  • Vorzugsweise ist die Transfereinheit als Modul im Maschinengestell der Verpackungsmaschine integriert befestigt. Dies begünstigt einen integralen kompakten Aufbau der Verpackungsmaschine. Die Verpackungsmaschine ist somit trotz ihrer gesteigerten Funktionalität ohne von außen sichtbare Umbaumaßnahmen herstellbar.
  • Ferner kann die kompakte integrale Bauweise der Verpackungsmaschine dadurch verbessert werden, indem die Gruppiereinheit und die Transfereinheit innerhalb des Maschinengestells unterhalb einer in Arbeitsrichtung verlaufenden Folientransporteinheit der Verpackungsmaschine positioniert sind. Damit ist innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine in funktionaler Hinsicht ein Paralleltransport verschiedener Verpackungsmaterialien hin zur Arbeitsstation möglich, wobei die verschiedenen Verpackungsmaterialen an der Arbeitsstation zu deren Weiterverarbeitung, insbesondere zur Herstellung daraus hergestellter Verbundunterteile, präzise zusammenführbar sind.
  • Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Verpackungsmaschine eine Tiefziehverpackungsmaschine ist, wobei die Arbeitsstation eine Formstation der Tiefziehverpackungsmaschine ist, welcher mittels der Transfereinheit, insbesondere mittels der Saugplatte, gemäß einem Maschinentakt Verpackungselemente zum jeweiligen Verbinden mit einem an der Formstation bereitgestellten Folienmaterial zuführbar sind.
  • Vorzugsweise umfasst die Zuführvorrichtung einen Entstapler zum Vereinzeln darin gestapelter Verpackungselemente oder eine Falteinrichtung zum Herstellen einzelner Trays. Insbesondere solche Zuführvorrichtungstypen können problemlos mit der an der Verpackungsmaschine vorgesehenen Gruppiereinheit zusammenwirken, um Verpackungselemente bzw. Trays vorzugsweise in einem vorbestimmten Format an die Gruppiereinheit zum Weitertransport an der Verpackungsmaschine zu übergeben.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Zuführvorrichtung einen Transportabschnitt aufweist, der dazu konfiguriert ist, zumindest einen Teil der für das vorbestimmte Format vorgesehenen Verpackungselemente, insbesondere in Transportrichtung nebeneinander transportierte Verpackungselemente, hinsichtlich des vorbestimmten Formats anzuordnen und dementsprechend ausgerichtet an die Gruppiereinheit zu übergeben. Vorzugsweise ist der Transportabschnitt zum Bilden des vorbestimmten Formats darauf transportierter Verpackungselemente mit Führungswänden ausgestattet, die derart ausgelegt sind, dass die entlang des Transportabschnitts nebeneinander transportierten Verpackungselemente quer zu deren Transportrichtung spätestens bei der Übergabe an die Gruppiereinheit vorbestimmte Abstände zueinander aufweisen. Somit kann der Transportabschnitt der Zuführvorrichtung zur Herstellung des vorbestimmten Formats beitragen. Der Transportabschnitt kann damit ein Ausgabeformat der vom Entstapler oder von der Falteinrichtung ausgegebenen Verpackungselemente hinsichtlich des vorbestimmten Transportformats an der Verpackungsmaschine ändern.
  • Gemäß einer Variante umfasst der Transportabschnitt mindestens eine Kette mit Abstandhaltern, die dafür sorgen, dass die entlang des Transportabschnitts transportierten Verpackungselemente in Transportrichtung zueinander vorbestimmte Abstände einhalten. Der Transportabschnitt kann daher mindestens als Vorpositionierer eingesetzt werden, um die Verpackungselemente möglichst genau im Hinblick auf das vorbestimmte Transportformat an der Verpackungsmaschine an die Gruppiereinheit zu übergeben. Nichtsdestotrotz kann die Gruppiereinheit darüber hinaus zur endgültigen Formatbildung vorteilhaft beitragen.
  • Die gemäß einer Variante der Verpackungsmaschine zugeführten Trays weisen einen beliebig ausgebildeten Schalenformkörper auf und sind insbesondere aus einem papierartigen Fasermaterial, z.B. aus Karton, aus einem metallischen Material, z.B. aus Aluminium, einem aufgeschäumten Material, z.B. aus Styropor, einem Zweikomponentenmaterial und/oder aus einem anderen Material hergestellt, welches dafür in Frage kommt, um im Verbund mit einem Folienmaterial ein Verpackungsunterteil auszubilden. Vorzugsweise handelt es sich jedoch bei den transportierten Trays um Karton-Trays.
  • Vorzugsweise ist die Saugplatte zum Transportieren von Verpackungselementen oder Trays in einer vorbestimmten Transportebene konfiguriert. Die Saugplatte baut äußerst kompakt und kann damit platzsparend im Maschinengestell der Verpackungsmaschine integriert werden.
  • Vorzugsweise weist die Saugplatte mindestens eine Aufnahmeform auf, die zumindest teilweise in Form einer Innenkontur eines ihr zugewandten oberen Öffnungsbereichs eines der Aufnahmeform zur Aufnahme und zum Transport bereitgestellten Trays ausgebildet ist, sodass die Aufnahmeform beim Transport des Trays zumindest teilweise formschlüssig in der Transportebene in dessen oberen Öffnungsbereich angeordnet ist und den Tray in der Transportebene in einer vorbestimmten Position an der Saugplatte ausrichtet. Es ist damit möglich, die bereitgestellten Trays lediglich in deren oberen Öffnungsbereich zu greifen, sodass die Saugplatte insgesamt kompakt ausgebildet werden kann. Es ist vorstellbar, dass die als Greifmittel eingesetzte Aufnahmeform als Wechselbauteil lösbar an der Saugplatte befestigt ist, sodass die Saugplatte hinsichtlich verschiedener Trayformen problemlos umrüstbar ist.
  • Bei der Erfindung ist die Aufnahmeform der Saugplatte vorzugsweise als Negativvakuumform hinsichtlich des oberen Öffnungsbereichs jeweiliger Trays ausgebildet. Damit kann die Aufnahmeform in den dazu komplementär ausgebildeten, oberen Öffnungsbereich eines ihr bereitgestellten Trays insgesamt formschlüssig eintauchen, sodass der Tray präzise an der Saugplatte positionierbar ist, in kompakter Weise weitertransportiert sowie präzise an die Arbeitsstation abgegeben werden kann. Für die Saugplatte sind wegen der formschlüssigen und kompakten Trayaufnahme große Beschleunigungen möglich, sodass insgesamt der Verpackungsprozess zeitoptimiert ablaufen kann.
  • Insbesondere profitiert von der Saugplatte auch die ihr für die Trayweiterverarbeitung vorgesehene Arbeitsstation, weil die Saugplatte als plattenförmiger Körper derart mit der Arbeitsstation zusammenführbar ist, dass daran kurze Hubwege möglich sind. Dies bietet die Möglichkeit einer kompakten kostenreduzierenden Bauweise der Verpackungsmaschine. Vergleichbare Vorteile ergeben sich auch für die Transporteinheiten, die zur Bereitstellung der Trays zur Aufnahme an der Saugplatte eingesetzt werden. Insgesamt eignet sich somit die Saugplatte als plattenförmiges Transfermittel innerhalb eines kompakten Maschinenraums hervorragend für den Transport zwischen anderen darin vorgesehenen Funktionseinheiten.
  • Vorzugsweise lassen sich die mittels der Saugplatte transportierten Trays über ein an der Saugplatte angelegtes Vakuum in der vorbestimmten Position an der Saugplatte ansaugen. Für diese Variante kann die Aufnahmeform dazu ausgebildet sein, den Tray an mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegenden, Innenseiten darin ausgebildeter Seitenwände anzusaugen. Bei einer Variante sind an der Vakuumplatte mehrere Aufnahmeformen, beispielsweise in einem 2x2, 2x3 oder 3x3 Format ausgebildet, um pro Fördertakt mittels der Vakuumplatte mehrere Trays in diesem Format zu transportieren. Vorzugsweise können je nach einem aktuellen Transportformat der Trays aus den an der Saugplatte ausgebildeten Aufnahmeformen automatisiert und/oder manuell lediglich vorbestimmte Aufnahmeformen an das Vakuum angeschlossen sein.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmeform mindestens eine Bohrung aufweist, die beim Transport des der Aufnahmeform in der Transportebene formschlüssig aufgesetzten Trays an einer Innenwandfläche des oberen Öffnungsbereichs anliegt, sodass ein an der Saugplatte angelegtes Vakuum über die Bohrung der Aufnahmeform den Tray mittels einer vorbestimmten Haltekraft ansaugt, um den Tray in der vorbestimmten Position zu sichern.
  • Dabei wäre es vorstellbar, dass das an der Saugplatte anliegende Vakuum zum Aufbringen unterschiedlich großer Haltekräfte variierbar ist. Eine bevorzugte Variante könnte in diesem Zusammenhang vorsehen, dass das Vakuum und somit die damit erzeugte Haltekraft hinsichtlich eines Gewichts des zu transportierenden Trays automatisiert und/oder manuell an der Verpackungsmaschine anpassbar ist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmeform mehrere Bohrungen aufweist, die an mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Aufnahmeform zum Ansaugen entsprechender Innenseiten des Trays ausgebildet sind. Damit lässt sich insgesamt die Ansaugfläche vergrößern, wodurch ein positionsgenaues Halten des Trays möglich wird. Hierdurch können sich auch Vorteile für andere an der Saugplatte ablaufende Arbeitsschnitte und/oder Prüfschritte ergeben, die an weiter unterer Stelle noch genauer erläutert werden.
  • Eine bevorzugte Variante sieht vor, dass an sämtlichen Seitenwänden der Aufnahmeform mindestens eine Bohrung ausgebildet ist, sodass der Tray an allen Innenseiten daran ausgebildeter Seitenwände mittels der Aufnahmeform ansaugbar ist. Dies hat sich insbesondere für den Transport größerer Trays, welche beispielsweise zum Verpacken größerer Lebensmittelprodukte, beispielsweise gewichtiger Käse- oder Fleischportionen, eingesetzt werden, als vorteilhaft erwiesen.
  • Für die zuvor beschriebenen Varianten kommen für die jeweiligen Ansaugbohrungen unterschiedliche Bohrungsquerschnitte in Frage. Die Bohrung kann beispielsweise eine kreisförmige, schlitzartige, wellenförmige und/oder zickzackartige Ansaugfläche aufweisen, um den Tray an dessen Innenwandbereich anzusaugen. Es wäre sogar vorstellbar, dass die Bohrung als eine an der Aufnahmeform in Umfangsrichtung umlaufende Ansaugöffnung ausgebildet ist, um den Tray ringsum innenseitig in dessen oberen Öffnungsbereich anzusaugen.
  • Vorzugsweise ist die Aufnahmeform als Zentrierkörper hinsichtlich des oberen Öffnungsbereichs des Trays ausgebildet. Damit ist gemeint, dass die Aufnahmeform zumindest teilweise eine sich geometrisch verjüngende Negativform ausbildet, die in den oberen Öffnungsbereich des Trays hineinpasst und derart in die ihr zugeführten Trays einführbar ist, dass der Tray darauf zentrierbar ist, sprich ein geringfügiger seitlicher Versatz des Trays relativ zur Aufnahmeform ausgleichbar ist. Hiermit lassen sich insbesondere auch hohe Prozessgeschwindigkeiten erreichen, weil die als Zentrierkörper ausgebildete Aufnahmeform zumindest teilweise selbsthemmend im oberen Öffnungsbereich des Trays positionierbar ist, sodass ein optimaler Formkraftschluss für den Weitertransport vorliegt.
  • Vorzugsweise umfassen mindestens zwei gegenüberliegende Seitenwände der Aufnahmeform zumindest teilweise eine geneigte Seitenwandfläche. Beim Einfahren der Aufnahmeform in den oberen Öffnungsbereich des der Aufnahmeform bereitgestellten Trays lässt sich damit der Tray präzise auf der Aufnahmeform zentrieren, während ggf. ein geringfügiger seitlicher Versatz ausgleichbar ist.
  • Zur Gewichtsreduzierung kann die Aufnahmeform als Hohlkörper konfiguriert sein. Vorstellbar wäre es, dass die Saugplatte dazu konfiguriert ist, über einen an der Aufnahmeform geschaffenen Hohlraum einen Arbeitsschritt am aufgenommenen Tray durchzuführen, beispielsweise das vom Tray gebildete, mit dem Hohlraum verbundene Volumen mit einem Fluid vorzubehandeln.
  • Vorzugsweise umfasst die Saugplatte eine Knickeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, bei einem auf der Aufnahmeform angeordneten Tray entlang einer vorzugsweise vorperforierten Umrandung des oberen Öffnungsbereichs einen Siegelflansch auszubilden. Dies kann insbesondere während des Transports des Trays hin zur Arbeitsstation geschehen, sodass die Saugplatte sowohl als Transport- als auch als Umformmodul zur Verfügung steht. Die Trays können somit als Halbfertigteile der Saugplatte zugeführt und an dieser weiter umgeformt werden. Der Knickvorgang kann ohne zusätzlichen Zeitaufwand, d.h. während des Transports der Trays mittels der Saugplatte, stattfinden.
  • Vorzugsweise ist die Aufnahmeform als Teil der Knickeinrichtung ausgebildet. Die Aufnahmeform erfüllt damit eine Mehrfachfunktion an der erfindungsgemäßen Saugplatte. Vorzugsweise ist die Aufnahmeform als Formwiderlager für den Knickvorgang einsetzbar, sodass entlang der Umrandung des Trays ein präziser Siegelflansch herstellbar ist.
  • Insbesondere kann die Saugplatte eine Widerlagerkante aufweisen, entlang welcher der Siegelflansch geknickt werden kann. Hierbei kann die Widerlagerkante derart an der Saugplatte ausgebildet sein, dass sie für den Knickvorgang zur vorperforierten Umrandung des Trays ausrichtet ist, sprich an dieser anliegt, sodass ein präziser Knick für den Siegelflansch entsteht.
  • Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Knickeinrichtung eine Umformplatte aufweist, an welcher die Aufnahmeform verstellbar gelagert ist. Die Umformplatte ist vornehmlich oberhalb der Aufnahmeform platziert. Die Umformplatte und die Aufnahmeform können mittels einer Hubbewegung derart relativ zueinander bewegt werden, dass sie am aufgesetzten Tray der Aufnahmeform die Herstellung des Siegelflansches ermöglichen. Die Aufnahmeform kann insbesondere zwischen einer zur Entgegennahme des Trays ausgefahrenen Lage und einer zum Durchführen des Knickvorgangs eingefahrenen Lage bewegbar an der Umformplatte gelagert sein.
  • Vorzugsweise kann die Knickeinrichtung als ein Wechselmodul ausbildet sein, das austauschbar an der Saugplatte befestigt ist. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Wechselmodul vier Aufnahmeformen, die in einem 2x2 Format an der Umformplatte befestigt sind.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass die Aufnahmeform zumindest teilweise in die Umformplatte einfahrbar ausgebildet ist. Dafür kann die Umformplatte eine Aufnahme umfassen, in die die Aufnahmeform zumindest teilweise für den Knickvorgang einfahren kann.
  • Für einen verbesserten Knickvorgang kann die Umformplatte umfangsseitig der Aufnahmeform eine Umformnut aufweisen, in welche beim Knickvorgang Abschnitte der zur Herstellung des Siegelflansches, am Tray ausgebildeten Umrandung geführt werden, sodass der Knickvorgang präzise steuerbar ist.
  • Eine Variante sieht vor, dass die Aufnahmeform federbelastet an der Umformplatte gelagert ist. Vorzugsweise ist mindestens ein Federelement zwischen der Umformplatte und der Aufnahmeform vorgesehen, um die Aufnahmeform in die ausgefahrene Lage vorzuspannen.
  • Vorzugsweise verfügt die Knickeinrichtung über einen in der Saugplatte integrierten, bewegbaren Hebemechanismus. Der Hebemechanismus umfasst vorzugsweise ein ansteuerbares Druckelement, um die Aufnahmeform für einen Knickvorgang auf die darüber angeordnete Umformplatte zuzubewegen. Damit kann der auf der Aufnahmeform aufgesetzte Tray zur Herstellung des Siegelflansches gegen die Umformplatte angedrückt werden. Das Druckelement ist als integraler Teil der Saugplatte ausgebildet und kann beispielsweise als ansteuerbare Druckmembran darin integriert aufgenommen sein, um die Hubbewegung der Aufnahmeform relativ zur Umformplatte zu koordinieren.
  • Vorzugsweise verfügt der Hebemechanismus über mindestens ein Hebeelement, welches mithilfe des Druckelements innerhalb der Saugplatte verstellbar gelagert ist. Ausführungsgemäß ist das Hebeelement mit der Aufnahmeform fest aneinandergekoppelt. Die Umformplatte selbst kann als starrer Teil der Saugplatte zwischen der darunter angeordneten Aufnahmeform und dem darüber angeordneten Hebeelement positioniert sein, wobei das Druckelement im druckbelasteten Zustand gegen die darunter befestigte Umformplatte, von dieser weg das darüber angeordnete Hebeelement anhebt, sodass die auf einer dem Druckelement abgewandten Seite der Umformplatte positionierte Aufnahmeform zur Durchführung eines Knickvorgangs zur Umformplatte hin verstellt wird.
  • Vorzugsweise ist der Hebemechanismus der Knickeinrichtung als Rahmenmodul ausgebildet, welches bewegbar an der Saugplatte relativ zu der dazwischen positionierten Umformplatte zum Durchführen des Knickvorgangs verstellbar gelagert ist.
  • Die Saugplatte kann mit mindestens einer Staudruckprüfeinheit ausgestattet sein. Damit kann überprüft werden, ob ein Tray ordnungsgemäß an der Aufnahmeform aufgesetzt ist und/oder ob ein Siegelflansch ordnungsgemäß am Tray geformt worden ist. Die Staudruckprüfeinheit ist vorzugsweise zumindest teilweise an der Umformplatte ausgebildet, um das Anliegen des Trays, insbesondere dessen Siegelflansch, zu kontrollieren.
  • Die Aufnahmeform kann gemäß einer Variante aktiv temperierbar ausgebildet sein, damit daran aufgesetzte Trays zumindest abschnittsweise wärmevorbehandelt werden, um bei einem nachgelagerten Prozess besser mit einem anderen Schalenmaterial, beispielsweise einer Verpackungsfolie, verbunden werden zu können. Vorstellbar wäre es, die Temperatursteuerung mittels elektromagnetischer Erwärmung an der Aufnahmeform durchzuführen.
  • Vorzugsweise besitzt die Saugplatte eine maximale Bauhöhe von 50cm, vorzugsweise 30cm, weiter vorzugsweise 10cm. In einem solchen kompakten plattenförmigen Bauformat kann sie hervorragend innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine aufgenommen und bewegt werden.
  • In Arbeitsrichtung betrachtet kann die Saugplatte vor, hinter oder seitlich der mit Verpackungselementen oder Trays zu beliefernden Arbeitsstation positioniert sein.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Transport von Verpackungselementen entlang einer Verpackungsanlage. Erfindungsgemäß werden zunächst mittels einer Zuführvorrichtung Verpackungselemente zu einer Verpackungsmaschine transportiert. Die transportierten Verpackungselemente werden vorzugsweise zumindest zum Teil, insbesondere die in Transportrichtung nebeneinander transportierten Verpackungselemente, hinsichtlich eines vorbestimmten Formats an eine Gruppiereinheit der Verpackungsmaschine übergeben.
  • Ferner wird zwischen der Gruppiereinheit und einer Transfereinheit der Verpackungsmaschine eine Relativbewegung durchgeführt, um die an der Gruppiereinheit aufgenommenen Verpackungselemente der Transfereinheit zu übergeben. Anschließend werden die anhand der Gruppiereinheit bereitgestellten Verpackungselemente mittels der Transfereinheit, insbesondere mittels einer Saugplatte der Transfereinheit, ergriffen, um die Verpackungselemente zu einer Arbeitsstation der Verpackungsmaschine zu transportieren.
  • Gemäß der Erfindung setzt sich der Transportfluss der Verpackungselemente entlang der jeweiligen Transportwege der Zuführvorrichtung, der Gruppiereinheit sowie der Transfereinheit zusammen, um die der Verpackungsmaschine zugeführten Verpackungselemente zur Weiterverarbeitung an die Arbeitsstation zu übergeben. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich durch einen konstruktiv einfachen, kompakten und kostengünstigen Aufbau realisieren.
  • Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens transportierten Verpackungselemente können als Trays ausgebildet sein, wobei die Transfereinheit, insbesondere eine Saugplatte der Transfereinheit, formschlüssig in einen oberen Öffnungsbereich der jeweiligen Trays eingreift und die jeweiligen Trays an einer Innenwandfläche mindestens einer daran ausgebildeten Seitenwand angesaugt werden. Eine derart plattenartig geformte Aufnahme der jeweiligen Trays mittels der Saugplatte ermöglicht einen kompakten integralen Aufbau der Transfereinheit innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine und bietet ferner konstruktive Vorteile für den Aufbau der Arbeitsstation, insbesondere hinsichtlich einer daran ausgeführten Öffnungsweite zwischen einem Werkzeugunter- und einem Werkzeugoberteil, weil daran hinsichtlich der Saugplatte eine geringe Öffnungsweite ausreicht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Gruppiereinheit relativ zur Transfereinheit der Verpackungsmaschine mittels einer Hubbewegung höhenverstellt, um die Verpackungselemente der Transfereinheit zu übergeben. Eine mittels der Hubbewegung durchgeführte Höhenverstellung der Gruppiereinheit ist einfach und kostengünstig herstellbar und lässt sich hervorragend innerhalb der Verpackungsmaschine integrieren. Die Hubbewegung ist auch angesichts jeweiliger Verstellbewegungen anderer Transportmittel vorteilhaft steuerbar, sodass insgesamt ein kontinuierlicher Prozess entlang der Verpackungsanlage stattfinden kann.
  • Vorzugweise werden die Verpackungselemente von der Zuführvorrichtung an ein Förderband der Gruppiereinheit übergeben. Das bei der Gruppiereinheit eingesetzte Förderband ist unabhängig von einem Maschinentypen der Zuführvorrichtung betreibbar. Insbesondere lässt sich das Förderband auch in kompakter Art und Weise innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine integrieren und eignet sich hervorragend innerhalb des Maschinengestells der Verpackungsmaschine zum Zusammenwirken mit der weiter vorzugsweise darin gelagerten Transfereinheit.
  • Bei der Erfindung findet der Transport der Verpackungselemente an der Verpackungsmaschine mittels den eigenständig, jedoch aufeinander abstimmbar gesteuerten Modulen der Gruppiereinheit sowie der Transfereinheit statt. Dies begünstigt einen flexiblen Einsatz der zur erfindungsgemäßen Verpackungsanlage gehörigen Verpackungsmaschine sowie der die Verpackungsmaschine mit Verpackungselementen beliefernden Zuführvorrichtung. Ferner lassen sich mittels der separat ansteuerbaren, eigens im Maschinengestell der Verpackungsmaschine angeordneten Gruppiereinheit zumindest geringfügige Positionsungenauigkeiten innerhalb des ihr übergebenen Formats der Verpackungselemente korrigieren. Hierfür könnte das Förderband der Gruppiereinheit reversierbar ansteuerbar sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich optional dadurch, dass die Saugplatte mittels einer daran angeordneten Aufnahmeform, die zumindest teilweise in Form einer Innenkontur eines ihr zugewandten oberen Öffnungsbereichs eines der Aufnahmeform zur Aufnahme und zum Transport bereitgestellten Trays ausgebildet ist, beim Transport eines der Aufnahmeform übergebenen Trays in Transportebene zumindest teilweise formschlüssig in dessen oberen Öffnungsbereich eingreift und den Tray in Transportebene in einer vorbestimmten Position an der Saugplatte ausrichtet. Ausführungsgemäß kann die an der Saugplatte ausgebildete Aufnahmeform als formschlüssige Negativform hinsichtlich des oberen Öffnungsbereichs des bereitgestellten Trays ausgebildet werden, um darin komplementär einzutauchen.
  • Vorzugsweise saugt beim Transport des Trays mittels der Saugplatte ein an der Saugplatte angelegtes Vakuum über mindestens eine Bohrung der Aufnahmeform den Tray am oberen Öffnungsbereich an dessen Innenwandfläche mittels einer vorbestimmten Haltekraft an, um den Tray in der vorbestimmten Position zu sichern.
  • Eine Variante sieht vor, dass mittels einer verstellbaren Knickeinrichtung der Saugplatte bei einem auf der Aufnahmeform positionierten Tray entlang einer vorzugsweise vorperforierten Umrandung des oberen Öffnungsbereichs ein Siegelflansch umgeknickt wird. Da dies in bevorzugter Weise während des Transports des Trays geschieht, kann auf einen separaten Umformprozess verzichtet werden, so dass insgesamt der Herstellungsprozess zeitoptimiert ablaufen kann.
  • Vorzugsweise wird mittels eines durckbeaufschlagbaren, an der Sauglatte integrierten Hebemechanismus der Knickeinrichtung der Knickvorgang zur Herstellung des Siegelflansches an der Saugplatte gesteuert.
  • Das Überprüfen der Anwesenheit eines Trays an der Aufnahmeform und/oder die ordnungsgemäße Herstellung eines Siegelflansches am Tray können mittels mindestens einer an der Saugplatte vorgesehenen Staudruckprüfeinheit überprüft werden. Dabei lässt sich durch ein Vorliegen eines am Tray anliegenden vorbestimmten Staudrucks bestimmen, dass der Tray in der vorbestimmten Position an der Saugplatte für den Transport aufgenommen ist und/oder dass der mittels der Knickeinrichtung hergestellte Siegelflansch toleranzgemäß geformt wurde.
  • Vorzugsweise wird die Saugplatte als Sauggreifer eingesetzt, womit Trays taktweise in oder entgegen einer Arbeitsrichtung der Verpackungsmaschine aus einer Aufnahmeposition, in welcher der Saugplatte die Trays übergeben werden, in eine Übergabeposition transportiert werden, in welcher die Trays von der Saugplatte an die Arbeitsstation übergeben werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
  • Fig. 1A
    eine schematische Draufsichtdarstellung einer erfindungsgemäßen Verpackungsanlage,
    Fig. 1B
    eine gemäß der Erfindung einsetzbare Verpackungsmaschine in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine,
    Fig. 2
    eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Verpackungsanlage mit einer Gruppiereinheit und einer Saugplatte,
    Fig. 3
    eine Saugplatte gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in isolierter Darstellung,
    Fig. 4
    die ausführungsgemäße Saugplatte aus Figur 3 mit daran positionierten Trays,
    Fig. 5
    eine Saugplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in isolierter Darstellung,
    Fig. 6
    eine Transparentdarstellung der Saugplatte aus Figur 5 mit daran positionierten Trays,
    Fig. 7
    eine weitere Ausführungsform der Saugplatte mit einer Knickeinrichtung sowie daran positionierten Trays mit ungeknicktem Randbereich in isolierter Darstellung,
    Fig. 8
    die Saugplatte aus Figur 7 mit daran positionierten Trays mit geknicktem Rand,
    Fig. 9
    eine gemäß der Erfindung einsetzbare Transportvorrichtung mit höhenverstellbarer Gruppiereinheit in einer ersten Einstellung sowie
    Fig. 10
    die Transportvorrichtung aus Figur 9 in einer zweiten Einstellung.
  • Figur 1A zeigt eine Verpackungsanlage 100 in schematischer Draufsicht. Die Verpackungsanlage 100 umfasst eine Zuführvorrichtung 15 und eine Verpackungsmaschine 1, welcher von der Zuführvorrichtung 15 Verpackungselemente VE zugeführt werden.
  • Die Zuführvorrichtung 15 besitzt einen Entstapler oder eine Falteinrichtung 80 sowie Transportabschnitt 90, der dazu ausgelegt ist, die Verpackungselemente VE zur Verpackungsmaschine 1 zu transportieren. Der Transportabschnitt 90 umfasst ein Leitblech 91, entlang dessen die Verpackungselemente VE bis zu einem Ende 93 des Transportabschnitts 90 in eine vorbestimmte Position geführt werden können.
  • Die Verpackungsmaschine 1 besitzt ein Maschinengestell 6. Innerhalb des Maschinengestells 6 ist eine Transportvorrichtung 12 zur Entgegennahme und zum Weitertransport der mittels der Zuführvorrichtung 15 transportierten Verpackungselemente VE gelagert. Die Transportvorrichtung 12 umfasst eine Gruppiereinheit 60 sowie eine Transfereinheit 14.
  • Die Gruppiereinheit 60 ist anhand eines Übergabespalts S an das Ende 93 des Transportabschnitts 90 funktional an die Zuführvorrichtung 15 angeschlossen. Der Übergabespalt S ist derart dimensioniert, dass Verpackungselemente VE problemlos vom Transportabschnitt 90 auf die Gruppiereinheit 60 übergehen können. Die Gruppiereinheit 60 verfügt über ein Förderband 61, das vorzugsweise reversierbar konfiguriert ist. Das Förderband 61 kann mit dem Transportabschnitt 90 zusammen oder von diesem entkoppelt in Transportrichtung Q betrieben werden. Dabei können die jeweiligen Verpackungselemente VE derart entlang der Transportrichtung Q gefördert werden, dass sie spätestens auf dem Förderband 61 in einem vorbestimmten Format F, beispielsweise dem 2x2 Format gemäß Figur 1A, positioniert sind. Die Gruppiereinheit 60 besitzt gemäß Figur 1A ein Hubwerk 18 mit einem Servomotor 62, der dazu ausgebildet ist, das Förderband 61 entlang einer aus der Bildebene heraus gerichteten Hubrichtung C anzuheben.
  • In Arbeitsrichtung R der Verpackungsmaschine 1 ist neben der Gruppiereinheit 60 die Transfereinheit 14 als Saugplatte 19 ausgebildet dargestellt. Weiter in Arbeitsrichtung R ist neben der Saugplatte 19 eine Arbeitsstation A positioniert. Die Arbeitsstation A kann eine Formstation 2 sein. Die Saugplatte 19 kann oberhalb der Gruppiereinheit 60 positioniert werden, sodass die auf dem Förderband 61 positionierten Verpackungselemente VE zur darüber angeordneten Saugplatte 19 in Hubrichtung C angehoben und mittels der Saugplatte 19 ergriffen werden können. Die Saugplatte 19 kann anschließend in Arbeitsrichtung R freigegeben werden, die an ihr aufgenommenen Verpackungselemente VE zur Arbeitsstation A weitertransportieren und an diese derart abgeben, dass sie mit einem weiteren an der Arbeitsstation A bereitgestellten Verpackungsmaterial verbunden werden können.
  • Figur 1 B zeigt in schematischer Ansicht die Verpackungsmaschine 1 in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine T. Die Verpackungsmaschine 1 besitzt eine als Formstation 2 ausgebildete Arbeitsstation A, eine Siegelstation 3, eine Querschneideeinrichtung 4 sowie eine Längsschneideeinrichtung 5. Diese sind in dieser Reihenfolge entlang der Arbeitsrichtung R an dem Maschinengestell 6 angeordnet.
  • Am Maschinengestell 6 der Verpackungsmaschine 1 ist eingangsseitig eine Zuführrolle 7 befestigt, von der eine Unterfolie U als unteres Verpackungsmaterial 8 abgezogen wird. Die Unterfolie U wird mittels einer in Figur 1B lediglich teilweise gezeigten Folientransporteinrichtung FT in die Formstation 2 transportiert. Mittels eines dort stattfindenden Tiefziehvorgangs werden mittels der Formstation 2 Verpackungsmulden M in die Unterfolie U geformt. Die Verpackungsmulden M können zu einer Einlegestrecke 15 weitertransportiert werden, wo sie manuell oder automatisiert mit einem Produkt 16 befüllt werden können. Im Anschluss an die Einlegestrecke 15 werden die mit den Produkten 16 befüllten Verpackungsmulden M zu einer Siegelstation 3 weitertransportiert. Mittels der Siegelstation 3 können die Verpackungsmulden M mit einer Oberfolie O, die ein oberes Verpackungsmaterial 10 bildet, versiegelt werden, sodass durch das Ansiegeln der Oberfolie O auf die Verpackungsmulden M verschlossene Verpackungen V hergestellt werden, die mittels der Querschneideeinrichtung 4 und der Längsschneideinrichtung 5 vereinzelt und mittels einer Abführeinrichtung 13 abtransportiert werden können.
  • Ferner verfügt die in Figur 1B gezeigte Verpackungsmaschine 1 über ein Bedienterminal 9, an welchem sich für die jeweiligen an der Verpackungsmaschine 1 vorgesehenen Arbeitsstationen Prozessparameter einstellen lassen. Das Bedienterminal 9 umfasst eine lediglich schematisch dargestellte Steuereinheit 11. Die Steuereinheit 11 ist dazu konfiguriert, Rechenoperationen, insbesondere in Echtzeit während des Herstellungsprozesses, durchzuführen, um darauf basierend prozessbasiert die Verpackungsmaschine 1 zu steuern, also ggf. prozessgeführt eine Anpassung jeweiliger Prozessparameter der Verpackungsmaschine 1 zu veranlassen.
  • Die in Figur 1B dargestellte Verpackungsmaschine 1 verfügt des Weiteren über eine der Arbeitsstation A zugeordnete Transportvorrichtung 12 gemäß der Figur 1A, die allerdings in Arbeitsrichtung R hinter der Formstation 2 positioniert ist, d.h. entgegen der Arbeitsrichtung R der Formstation 2 mittels der Saugplatte 19 Verpackungselemente VE zur Verfügung stellt.
  • Die Figuren 1A und 1B verdeutlichen beispielhaft, dass die Transportvorrichtung 12 in oder entgegen der Arbeitsrichtung R zu der Formstation 2 Verpackungselemente VE transportieren kann. Die Transportvorrichtung 12 ist dazu konfiguriert, während des Herstellungsprozesses kontinuierlich Verpackungselemente VE der Formstation 2 zuzuführen, die mit den daran hergestellten Verpackungsmulden M verbunden werden, um ein (Verbund-)verpackunsunterteil VU herzustellen.
  • Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die im Maschinengestell 6 der Verpackungsmaschine 1 integrierte Transportvorrichtung 12. Gemäß Figur 2 werden der Transportvorrichtung 12 von außerhalb des Maschinengestells 6 der Verpackungsmaschine 1 mittels der Zuführvorrichtung 15 eine Vielzahl von Trays 17 in einem vorbestimmten Format F, hier in einem 2x2-Format gemäß Figur 1A, übergeben. Die Trays 17 sind in Figur 2 als Karton-Trays K ausgebildet, können allerdings auch aus einem anderen Material hergestellt sein.
  • Die Trays 17 werden gemäß Figur 2 in dem vorbestimmten Format F an die innerhalb des Maschinengestells 6 angeordnete Gruppiereinheit 60, insbesondere an das daran vorgesehene, mittels des Hubwerks 18 vertikal entlang der Hubrichtung C verstellbar gelagerte Förderband 61 übergeben. Das Hubwerk 18 ist dazu ausgebildet, die auf dem Förderband 61 gemäß dem vorbestimmten Format F positionierten Trays 17 in Hubrichtung C anzuheben, um die Trays 17 der darüber in einer Aufnahmeposition P1 positionierten Transfereinheit 14 zu übergeben. Anschließend kann das Förderband 61 wieder zurück in seine ursprüngliche Lage herabgesenkt werden, in welcher ihm Verpackungselemente VE von der Zuführvorrichtung 15 übergebbar sind.
  • Die in Figur 2 dargestellte Transfereinheit 14 ist in oder entgegen der Arbeitsrichtung R der Verpackungsmaschine 1 zwischen der Aufnahmeposition P1, in welcher ihr die Trays 17 übergebbar sind, und einer Übergabeposition P2 entlang einer Transportebene E verstellbar gelagert, in welcher von der Transfereinheit 14 transportierte Trays 17 an die Formstation 2 übergebbar sind.
  • Gemäß Figur 2 ist die Transfereinheit 14 als Saugplatte 19 ausgebildet. Die Saugplatte 19 ist mittels eines Linearantriebs 20 in oder entgegen der Arbeitsrichtung R der Verpackungsmaschine 1 zwischen der Aufnahmeposition P1 und der Übergabeposition P2 verstellbar gelagert. Der Linearantrieb 20 ist mit einer in Arbeitsrichtung R der Verpackungsmaschine 1 am Maschinengestell 6 ausgerichteten Führung 21 sowie einem daran verschiebbar gelagerten Schlitten 22 ausgestattet, woran die Saugplatte 19 befestigt ist. Ferner ist ein, vorzugsweise am Maschinengestell 6 befestigter, E-Motor 64, z.B. ein Servomotor, dazu ausgebildet, eine Verstellbewegung der Saugplatte 19 zu steuern. Der Betrieb des E-Motors 64 kann mittels der Steuereinheit 11 der Verpackungsmaschine 1 koordiniert werden.
  • Der in Figur 2 gezeigte Aufbau zeigt, dass die Saugplatte 19 als solche in Arbeitsrichtung R lediglich horizontal in der Transportebene E vor- und zurückbewegt wird, um die daran aufgenommenen Trays 17 kontinuierlich der Formstation 2 zur Weiterverarbeitung mit den daran ausgebildeten Verpackungsmulden M zuzuführen.
  • Figur 3 zeigt die Saugplatte 19 gemäß einer Variante in isolierter Darstellung. Die in Figur 3 gezeigte Saugplatte 19 verfügt über ein plattenförmiges Oberteil 23, mittels welchem die Saugplatte 19 am Schlitten 22 (siehe Figur 2) befestigbar ist. Ferner umfasst die Saugplatte 19 ein plattenförmiges Mittenteil 24, das mit dem Oberteil 23 verbunden ist. Auf einer dem Oberteil 23 abgewandten Seite erstrecken sich vom Mittenteil 24 mehrere Aufnahmeformen 25. Die Aufnahmeformen 25 sind derart geformt, dass sie hinsichtlich der ihnen zum Transport zur Verfügung gestellten Trays 17 zumindest teilweise als Negativform diese in deren oberen Öffnungsbereich 26 formschlüssig aufnehmen können.
  • Die Aufnahmeformen 25 können jeweils für sich oder mit dem Mittenteil 24 gekoppelt als Wechsel- bzw. Nachrüstaufsatz W für die Saugplatte 19 zur Verfügung stehen, um die Saugplatte 19 für einen flexiblen Einsatz hinsichtlich unterschiedlicher Tray-Geometrien umbauen zu können. Die in Figur 3 dargestellten Aufnahmeformen 25 sind insbesondere zur Reduzierung eines Gewichts der Saugplatte 19 jeweils als Hohlkörper H ausgebildet.
  • Die Aufnahmeformen 25 sind gemäß Fig. 3 insbesondere als Zentrierkörper Z konfiguriert, um ggf. einen geringfügigen Versatz der zur Verfügung gestellten Trays 17 bei deren Aufnahme an der Saugplatte 19 auszugleichen. Insbesondere bezwecken die als Zentrierkörper Z ausgebildeten Aufnahmeformen 25, dass die daran aufgesetzten Trays 17 positionsgenau an der Saugplatte 19 aufnehmbar sind, sodass an der Saugplatte 19 außer dem eigentlichen Transportzweck noch weitere Arbeitsschritte, beispielsweise ein in Zusammenhang mit der Fig. 7 und der Fig. 8 beschriebener Knickvorgang K, begünstigt werden.
  • Weiter zeigt Figur 3, dass entlang der jeweiligen Seitenwände 28 der Aufnahmeformen 25 Bohrungen 30 ausgebildet sind. Die jeweiligen Bohrungen 30 liegen beim Transport der an den Aufnahmeformen 25 formschlüssig aufgesetzten Trays 17 abschnittsweise an deren Innenwandfläche 31 (siehe Figur 4) des oberen Öffnungsbereichs 26 an, sodass ein an der Saugplatte 19 angelegtes Vakuum VK über die Bohrungen 30 der jeweiligen Aufnahmeform 25 den daran aufgesetzten Tray 17 mittels einer vorbestimmten Haltekraft P ansaugt, um die Trays 17 in einer vorbestimmten Position X (siehe Figur 4) an der Saugplatte 19 auszurichten, d.h. diese in dem vorbestimmten Format F zu transportieren und an die Formstation 2 zu übergeben.
  • Figur 4 zeigt die Saugplatte 19 aus Figur 3 mit daran in der vorbestimmten Position X aufgenommenen Trays 17. Gemäß Figur 4 weisen die aufgenommenen Trays 17 jeweils eine schalenförmige Muldenform MF mit einem oberen Öffnungsbereich 26 auf, in den die jeweiligen Aufnahmeformen 25 formschlüssig eintauchen.
  • Die an den jeweiligen Trays 17 ausgebildeten oberen Öffnungsbereiche 26 verfügen über eine Innenkontur 27, die zumindest im Wesentlichen der Ausbildung jeweiliger Seitenwände 28 der Aufnahmeformen 25 entspricht. Gemäß Figur 4 sind die jeweiligen zur Seite des Maschinengestells 6 hin ausgerichteten Seitenwände 28 der Aufnahmeformen 25 geneigt ausgebildet, sodass sie eine geneigte Ansaugfläche 29 haben (siehe Figur 3).
  • Figur 4 zeigt auch, dass die jeweiligen Trays 17 sowohl mittels Formschluss als auch mittels Kraftschluss von der Saugplatte 19 aufgenommen sind. Dabei wird der Formschluss mithilfe der als Negativvakuumformen hergestellten Aufnahmeformen 25 erreicht. Den Kraftschluss für den Transport der Trays 17 liefert das an der jeweiligen Innenwandfläche 31 der Trays 17 anliegende Vakuum VK.
  • Figur 5 zeigt die Saugplatte 19 gemäß einer anderen Variante, um ein anderes Format F an Trays 17' zu transportieren, als es mittels der im Zusammenhang mit den vorigen Figuren beschriebenen Saugplatte 19 dargestellt ist. Gemäß Figur 5 können insgesamt neun keilförmig ausgebildete, beispielsweise zum Verpacken von Dreicheckschnitten einsetzbare, Trays 17' an der Saugplatte 19 aufgenommen werden. Hier werden die Trays 17' mittels der Saugplatte 19 in einem 3x3-Format transportiert.
  • Das technische Prinzip, wonach sich die Trays 17' sowohl mittels Formschluss an deren oberen Öffnungsbereich 26 als auch mittels Kraftschluss anhand des in dieser Region anliegenden Vakuums VK an der Saugplatte 19 fixieren lassen, liegt auch gemäß Figur 5 vor.
  • In der Saugplatte 19 aus Figur 5 sind eine Vielzahl an Bohrungen 30 sowohl in einem Plattenteil 32 als auch an den jeweiligen Aufnahmeformen 25 ausgebildet, um das an der Saugplatte 19 anliegende Vakuum VK zum Fixieren der Trays 17' gleichmäßig zu verteilen.
  • Figur 6 zeigt mehrere Verbindungskanäle 33, die im Plattenteil 32 der Saugplatte 19 ausgebildet sind, sowie jeweilige Verbindungen 61, die das an der Saugplatte 19 erzeugte Vakuum VK bis hin zu den an den Seitenwänden 28 der Aufnahmeformen 25 ausgebildeten Bohrungen 30 leiten. Das angelegte Vakuum VK über die jeweiligen Verbindungskanäle 33 und/oder die Verbindungen 61 kann mittels geeigneter Ventilregelung gezielt an bestimmten Aufnahmeformen 25 zugeleitet und gesperrt sein.
  • Figur 7 zeigt die Saugplatte 19 mit einer daran integral ausgebildeten Knickeinrichtung 34. Die Knickeinrichtung 34 umfasst einen in der Saugplatte 19 integrierten, verstellbar gelagerten Hebemechanismus 70. Der Hebemechanismus 70 umfasst ein Hebeelement 42, beispielsweise in Form einer Platte, die innerhalb des in Figur 7 gezeigten, teilweise hohl ausgebildeten Oberteils 23 bewegbar angeordnet ist, und ein darunter angeordnetes Druckelement 34, das insbesondere in Form einer aufblasbaren Membran 46 vorliegt.
  • Das Hebeelement 42 ist mittels Verbinderstifte 47 mit den Aufnahmeformen 25 verbunden. Die Verbinderstifte 47 reichen durch eine für einen Knickvorgang K (siehe Figur 8) ausgebildete Umformplatte 37 der Knickeinrichtung 34 hindurch. Das Hebeelement 42, das oberhalb der Umformplatte 37 positioniert ist, sowie die am Hebeelement 42 mithilfe der Verbinderstifte 47 befestigten, auf einer abgewandten Seite der Umformplatte 37 positionierten Aufnahmeformen 25 bilden ein funktional zusammenhängendes Modul der Knickeinrichtung 34 aus.
  • Im druckbelasteten Zustand hebt die Membran 46 das Hebeelement 42 nach oben hin, von der Umformplatte 37 weg an. Dadurch werden gleichzeitig die daran gekoppelten Aufnahmeformen 25 für den Knickvorgang K mitangehoben, um an den daran aufgesetzten Trays 17 einen Siegelflansch 36 (siehe Figur 8) herzustellen. Im drucklosen Zustand liegt das Hebeelement 42 auf einer Oberseite 50 der Umformplatte 37. Die Aufnahmeformen 25 befindet sich dementsprechend in einer gemäß Figur 7 gezeigten ausgefahrenen Lage 38. In dieser Lage 38 sind die Aufnahmeformen 25 mittels jeweiligen Federelementen 49 federbelastet positioniert. Die zusammenwirkende Federrate der jeweiligen Federelemente 49 kann auf den druckbelasteten Betrieb der Membran 46 derart abgestimmt sein, dass ein in Figur 8 angezeigter vorbestimmter Knickhub KH zustande kommt.
  • Gemäß Figur 7 und Figur 8 wird bei den jeweiligen auf den Aufnahmeformen 25 angeordneten Trays 17 entlang einer daran ausgebildeten Umrandung 35 des jeweiligen oberen Öffnungsbereichs 26 der Siegelflansch 36 ausgebildet.
  • Für das Herstellen der jeweiligen Siegelflansche 36 lassen sich die Aufnahmeformen 25 zumindest teilweise an der darüber angeordneten Umformplatte 37 in daran ausgebildete Aufnahmen 48 einfahren, um die daran angeordneten Trays 17 an die Umformplatte 37 zu ziehen.
  • Figur 8 zeigt, dass durch den Knickhub KH die an den Aufnahmeformen 25 angeordneten Trays 17 entlang deren Umrandung 35 verformt werden, wodurch an den jeweiligen Trays 17 der Siegelflansch 36 ausgebildet wird.
  • Die in den Figur 7 dargestellte Saugplatte 19 hält die daran angeordneten Aufnahmeformen 25 federbelastet in der ausgefahrenen Lage 38, in welcher die Trays 17 ohne daran ausgebildeten Siegelflansch 36 an die Saugplatte 19 übergeben sind. Figur 8 zeigt die jeweiligen Aufnahmeformen 25 in einer eingefahrenen Lage 39, in welcher mittels des nun gegen die Federvorbelastung druckbeaufschlagten Hebemechanismus 70 die Aufnahmeformen 25 in die entsprechenden Aufnahmen 48 der darüber positionierten Umformplatte 37 hineingezogen sind. Durch das Eintauchen der jeweiligen Aufnahmeformen 25 in die dafür vorgesehenen Aufnahmen 48 der Umformplatte 37 wird die in Figur 7 gezeigte ungeknickt ausgebildete Umrandung 35 derart verformt, dass die jeweiligen in Figur 8 gezeigten Siegelflansche 36 an den Trays 17 hergestellt werden.
  • Gemäß der Figur 7 und der Figur 8 sind an der Umformplatte 37 neben den jeweiligen Aufnahmen 48 Biegenuten 45 ausgebildet, die den Knickvorgang K der Siegelflansche 36 unterstützen. Eine an den jeweiligen Aufnahmen 48 ausgebildete umlaufende Widerlagerkante 44 wirkt ebenfalls positiv bei der Herstellung eines präzisen Siegelflansches 36.
  • Des Weiteren zeigen die Figuren 7 und 8, dass die darin gezeigte Saugplatte 19 ferner über eine Staudruckprüfeinheit 41 verfügt. Die Staudruckprüfeinheit 41 ist derart an der Umformplatte 37 ausgebildet, dass sich damit insbesondere überprüfen lässt, ob ein Tray 17 ordnungsgemäß an der Saugplatte 19 für einen Übergabeprozess an die Arbeitsstation A positioniert ist. Ebenso kann mittels der Staudruckprüfeinheit 41 überprüft werden, ob der Siegelflansch 36 toleranzgemäß geknickt wurde.
  • Figur 9 zeigt die Transportvorrichtung 12 in Seitenansicht, wobei die Saugplatte 19 neben ihrer bisherig im Rahmen der Erfindung erläuterten Funktion ferner als Kippführung KF zum Einsatz kommt. Dabei werden die mittels des Hubwerks 18 in Hubrichtung C angehobenen Trays 17' während des Anhubens zur Saugplatte 19 hin mittels der daran ausgebildeten Aufnahmeformen 25 gekippt, bis die Trays 17' die in Figur 10 gezeigte vorbestimmte Position X an der Saugplatte 19 einnehmen. Dafür kann die Hubbewegung entlang der Hubrichtung C entsprechend der Traygeometrie angepasst werden. Die Figuren 9 und 10 zeigen weiter einen Servomotor 65, der für den Betrieb des Förderbands 61 am Hubwerk 18 vorgesehen ist.
  • Die bei der Erfindung eingesetzte Transportvorrichtung 12, einschließlich der erfindungsgemäß eingesetzten Saugplatte 19, kann an unterschiedlichen Stellen entlang der Verpackungsmaschine 1 zum Einsatz kommen, um jeweilige der Verpackungsmaschine 1 von außerhalb zugeführte Trays 17 für einen daran durchgeführten Weiterverarbeitungsprozess, beispielsweise zum Verbinden mit an der Formstation 2 tiefgezogenen Verpackungsmulden M, zuzuführen. Insbesondere kann die Transportvorrichtung 12 in Arbeitsrichtung R der Verpackungsmaschine 1 aus Figur 1 betrachtet vor oder hinter der als Arbeitsstation A konfigurierten Formstation 2 positioniert sein, um den daran hergestellten Verpackungsmulden M entsprechende Trays 17 zur Herstellung von aus den Trays 17 und den Verpackungsmulden M kombinierten Verpackungsunterteilen VU (siehe Figur 1B) herzustellen. Die jeweiligen in der Formstation 2 hergestellten Verpackungsunterteile VU werden dann sozusagen als Schalenverbund zur Einlegestrecke 15 weitertransportiert.
  • Die bei der Erfindung eingesetzte Transportvorrichtung 12 ist nicht auf den Einsatz an einer Tiefziehverpackungsmaschine T gemäß Figur 1 beschränkt, sondern kann ebenfalls in vorteilhafter Weise auch an anderen Maschinentypen eingesetzt werden, beispielsweise an Traysealern.

Claims (12)

  1. Verpackungsanlage (100), umfassend eine Verpackungsmaschine (1) und eine Zuführvorrichtung (15) für die Verpackungsmaschine (1), mittels welcher Verpackungselemente (VE) zur Aufnahme von Produkten (16) in einem vorbestimmten Format (F) der Verpackungsmaschine (1) für einen darauf stattfindenden Verpackungsprozess zuführbar sind,
    wobei die Verpackungsmaschine (1) ein Maschinengestell (6), mindestens eine Arbeitsstation (A) sowie eine Transportvorrichtung (12) aufweist, die eine Gruppiereinheit (60) zur Aufnahme der mittels der Zuführvorrichtung (15) der Verpackungsmaschine (1) zugeführten Verpackungselemente (VE) und eine Transfereinheit (14) zum Transport daran aufgenommener Verpackungselemente (VE) zur Arbeitsstation (A) umfasst,
    wobei die Gruppiereinheit (60) und die Transfereinheit (14) mittels einer Relativbewegung derart miteinander zusammenführbar sind, dass auf der Gruppiereinheit (60) positionierte Verpackungselemente (VE) mittels der Transfereinheit (14) aufnehmbar sind,
    wobei die Transfereinheit (14) zum Ergreifen der Verpackungselemente (VE) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppiereinheit (60) ein Hubwerk (18) sowie ein damit höhenverstellbar gelagertes Förderband (61) aufweist.
  2. Verpackungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinheit (14) eine Saugplatte (19) aufweist.
  3. Verpackungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugplatte (19) mindestens eine Aufnahmeform (25) aufweist, die dazu ausgebildet ist, formschlüssig in einen oberen Öffnungsbereich (26) eines Verpackungselements (VE), das als Tray (17, 17`) vorliegt, einzugreifen und den Tray (17, 17`) an einer Innenkontur (27) des oberen Öffnungsbereichs (26) des Trays (17, 17`) mittels eines an der Saugplatte (19) angelegten Vakuums (VK) festzusaugen, um den Tray (17, 17') hin zur Arbeitsstation (A) zu transportieren.
  4. Verpackungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinheit (14) ferner einen Linearantrieb (20) mit einer am Maschinengestell (6) der Verpackungsmaschine (1) befestigten Führung (21) sowie einem daran in oder entgegen einer Arbeitsrichtung (R) der Verpackungsmaschine (1) verstellbar gelagerten Schlitten (22) aufweist, an welchem die Saugplatte (19) befestigt ist, sodass die Saugplatte (19) entlang der Führung (21) zwischen einer Aufnahmeposition (P1), in welcher der Saugplatte (19) Verpackungselemente übergebbar sind, und einer Übergabeposition (P2) verstellbar gelagert ist, in welcher mittels der Saugplatte (19) transportierte Verpackungselemente (VE) an die Arbeitsstation (A) übergebbar sind.
  5. Verpackungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppiereinheit (60) als Modul im Maschinengestell (6) der Verpackungsmaschine (1) integriert befestigt ist.
  6. Verpackungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinheit (14) als Modul im Maschinengestell (6) der Verpackungsmaschine (1) integriert befestigt ist.
  7. Verpackungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppiereinheit (60) und die Transfereinheit (14) innerhalb des Maschinengestells (6), darin in vertikaler Projektionsebene betrachtet unterhalb einer in Arbeitsrichtung (R) verlaufenden, für eine Unterfolie (U) vorgesehenen Folientransporteinheit (FT) der Verpackungsmaschine (1) positioniert sind.
  8. Verpackungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsmaschine (1) eine Tiefziehverpackungsmaschine (T) ist, wobei die Arbeitsstation (A) eine Formstation (2) der Tiefziehverpackungsmaschine (T) ist, welcher mittels der Transfereinheit (14) gemäß einem Maschinentakt Verpackungselemente (VE) zum jeweiligen Verbinden mit einem Folienmaterial zuführbar sind.
  9. Verpackungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (15) einen Entstapler (80) zum Vereinzeln darin gestapelter Verpackungselemente (VE) oder eine Falteinrichtung (80`) zum Herstellen einzelner Karton-Trays umfasst.
  10. Verpackungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (15) einen Transportabschnitt (90) aufweist, der dazu konfiguriert ist, zumindest einen Teil der für das vorbestimmte Format (F) vorgesehenen Verpackungselemente (VE) hinsichtlich des vorbestimmten Formats (F) an die Gruppiereinheit (60) zu übergeben.
  11. Verfahren zum Transport von Verpackungselemente (VE) entlang einer Verpackungsanlage (100), umfassend:
    Transportieren von Verpackungselementen (VE) mittels einer Zuführvorrichtung (15) zu einer Verpackungsmaschine (1),
    Übergeben der transportierten Verpackungselemente (VE) mittels der Zuführvorrichtung (15) an eine Gruppiereinheit (60) der Verpackungsmaschine (1), wobei die Verpackungselemente (VE) von der Zuführvorrichtung (15) an ein Förderband (61) der Gruppiereinheit (60) übergeben werden,
    Durchführen einer Relativbewegung zwischen der Gruppiereinheit (60) und einer Transfereinheit (14) der Verpackungsmaschine (1), um die an der Gruppiereinheit (60) aufgenommenen Verpackungselemente (VE) der Transfereinheit (14) zu übergeben, wobei die Gruppiereinheit (60) relativ zur Transfereinheit (14) der Verpackungsmaschine (1) mittels einer Hubbewegung (C) höhenverstellt wird, um die Verpackungselemente (VE) der Transfereinheit (14) zu übergeben, und
    Ergreifen der anhand der Gruppiereinheit (60) bereitgestellten Verpackungselemente (VE) mittels der Transfereinheit (14), um die Verpackungselemente (VE) zu einer Arbeitsstation (A) der Verpackungsmaschine (1) zu transportieren.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungselemente (VE) jeweils als Tray (17, 17') ausgebildet sind und eine Saugplatte (19) der Transfereinheit (14) formschlüssig in einen oberen Öffnungsbereich (26) der jeweiligen Trays (17, 17`) eingreift und die jeweiligen Trays (17, 17`) an einer Innenwandfläche (31) mindestens einer daran ausgebildeten Seitenwand angesaugt werden.
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