DE60007343T2

DE60007343T2 - Vorrichtung und verfahren zum verpacken von produkten in überdruckarmgeformten plastikbehältern

Info

Publication number: DE60007343T2
Application number: DE60007343T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Bianchini; Sal Di Grande
Original assignee: Elopak Systems AG
Current assignee: Elopak Systems AG
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: ITMO990212A1; DE60007343D1; IT1310847B1; EP1220778A2; AU7663500A; WO2001025089A3; EP1220778B1; ITMO990212A0; WO2001025089A2; ES2213046T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 17 beschrieben.
EP-A-0692364 offenbart eine Thermoformmaschine, in der ein Paar Flachmaterialabschnitte durch eine Vorheizstation laufen gelassen wird, um die Temperatur des Flachmaterials zu erhöhen, so dass sie sich der Erweichungstemperatur annähert, eine Siegelstation, in der die Abschnitte durch eine Siegelform in Bereichen, die im Wesentlichen die Umrisslinien von zu formenden Behältern definieren, gesiegelt werden, um aus den Abschnitten Taschen zu erhalten, eine Formungsstation, in der ein unter Druck gesetztes Formungsfluid in die Taschen eingespritzt wird, um die Taschen in eine Form zu expandieren, um aus den Taschen geformte Behälter zu erhalten, wobei die Behälter noch entlang der Umrisslinien durch Teile nicht geformten Flachmaterials verbunden sind.
Das Flachmaterial wird durch die oben genannten Stationen intermittierend hindurchbewegt, wobei seitliche Ränder zugänglich bleiben, damit das unter Druck gesetzte Formungsfluid dort hindurch eintreten kann.
In solchen Maschinen ist es manchmal ein Problem, das Flachmaterial zu bewegen, weil das Material dazu neigt, klebrig und weniger widerstandsfähig zu werden, wenn es auf Temperaturen nahe der Erweichungstemperatur erhitzt wird.
Darüber hinaus kann ein Nachteil darin bestehen, dass die Behälter durch Fremdmaterial durch die zum Einführen des Formungsfluids verwendeten Öffnungen kontaminiert werden können, und zwar hauptsächlich deswegen, weil die Öffnungen allgemein nach oben gewandt sind.
In der EP-A-0692364 wird das Formungsfluid durch einen Einspritzkörper eingespritzt, auf den die Abschnitte des Flachmaterials durch Abschnitte der Form gedrückt werden, wobei die Abschnitte an den äußeren Oberflächen der Einspritzmittel schürfen, wenn das Flachmaterial intermittierend am Ende jedes Formungszyklus bewegt wird. Dieser Umstand verursacht mögliche Schäden des Flachmaterials.
EP-A-0479152 beschreibt eine Blasformmaschine für Flachmaterial, wobei die Einspritzmittel des Formungsf luids in der Formungsstation angeordnet sind und senkrecht zur Vorrückrichtung des Flachmaterials zwischen einer äußeren Nichtbetriebstellung und einer inneren Betriebstellung beweglich sind, in der sie zwischen Randbereiche des Flachmaterials eingeführt werden und in die Form eindringen, um Füllkanäle in die geformten Behälter für das Produkt zu bilden. Die beweglichen Einspritzmittel der EP-A-0479152 sind schwierig zwischen den Abschnitten des Flachmaterials zu positionieren, und daher sind Spreizmittel vorgesehen, um die Ränder des Flachmaterials zu spreizen und das Einsetzen der Einspritzmittel zu erleichtern. DE-1191549 be schreibt eine Blasformmaschine, die mit einer keilförmigen Stütze für eine Kunststofffolie versehen ist, die stromaufwärts einer Heizstation angeordnet ist. Innerhalb der Heizstation wird die Folie zunächst durch einen Strahlspiralförderer gestützt und dann durch einen Luftstrom, der von einer Blaseinrichtung eingeblasen wird. DE-1181895 offenbart eine Blasformmaschine, die mit einer Heizstation mit einer keilförmigen Stütze für eine Plastikfolie versehen ist, die erhitzt werden soll. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die bekannten Blas-Thermoformsysteme zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe ist es, die Förderbedingungen des Flachmaterials in Blas-Thermoformmaschinen zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe ist es, die hygienischen Bedingungen der geformten Behälter zu verbessern.
Eine noch weitere Aufgabe ist es, das Einführen des Formungsfluids zwischen die Abschnitte des zu formenden Flachmaterials zu verbessern.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung wie in Anspruch 1 beschrieben bereitgestellt.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren wie in Anspruch 17 beschrieben bereitgestellt.
Auf Grund der Erfindung ist es möglich, das Fördern von Flachmaterial in einer Blas-Thermoformmaschine zu verbessern, da das Flachmaterial im Wesentlichen nicht mit den Maschinenteilen in Kontakt kommt, die es brechen oder beschädigen können, oder an denen das Flachmaterial anhaften kann.
Darüber hinaus können die Behälter geformt werden, während ihr geschlossener Boden nach oben gewandt und die Halsöffnung nach unten gewandt ist, was Verunreinigungsstoffe daran hindert, in den Behälter einzutreten.
Auf Grund dieser Aspekte der Erfindung ist es wesentlich einfacher, die Einspritzmittel zwischen die Abschnitte des Flachmaterials einzusetzen, da die Einspritzmittel in der Siegelstation zwischen die Abschnitte eingesetzt werden können, bevor die Streifen gesiegelt werden.
Die Erfindung lässt sich besser an Hand der beigefügten Zeichnung verstehen und ausführen, die ein nicht beschränkendes Beispiel derselben zeigt, wobei:
1 eine schematische Draufsicht auf eine Maschine zum Formen von Behältern aus Flachmaterial ist, die eine Flachmaterial-Vorheizstation, eine Flachmaterial-Siegelstation, eine Behälterformungsstation aufweist;
2 ist eine schematische Draufsicht auf die Vorheizstation;
3 ist ein aufgebrochener und vergrößerter Schnitt entlang der Ebene III-III in 2;
4 ist ein Schnitt entlang der Ebene IV-IV in 2;
5 ist ein aufgebrochener und vergrößerter Schnitt entlang der Ebene V-V in 3;
6 ist eine schematische Draufsicht auf die Flachmaterial-Siegelstationen und Behälterformungsstation;
7 ein abgeleiteter Schnitt entlang der Ebene VII-VII in 6 ist;
8 ein abgeleiteter Schnitt entlang der Ebene VIII-VIII in 6 ist.
Wie in 1 gezeigt, wird ein Flachmaterial 2 von einer Spule 4 abgewickelt, die an einer Welle 6 um eine horizontale Achse Z abgestützt ist, und das Flachmaterial 2 wird, nachdem es durch Faltmittel 14 gefaltet wurde, um ein Paar gegenüberliegend zugewandter Abschnitte zu bilden, intermittierend entlang einer Richtung F durch eine Vorheizstation 8, eine Siegelstation 10 und eine Formungsstation 12 bewegt.
In der Vorheizstation 8 wird das Flachmaterial 2 auf eine Temperatur nahe der Erweichungstemperatur erhitzt, in der Siegelstation 10 werden die Abschnitte des Flachmaterials 2 in Bereichen gesiegelt, die die Umrisslinien des zu formenden Behälters definieren, um so nach unten offene Taschen zu erhalten, und in der Formungsstation 12 werden die Taschen expandiert, um Behälter 16 zu erhalten, die miteinander durch im Wesentlichen unverformte Bereiche des Flachmaterials 2 verbunden sind.
Daher sind die geformten Behälter 16 am Ausgang der Formungsstation 12 untereinander durch unverformte Bereiche der Ab schnitte des Flachmaterials 2 verbunden und mit den jeweiligen Öffnungen nach unten gewandt angeordnet. Folglich ist es eher unwahrscheinlich, dass Verunreinigungsstoffe in die Behälter 16 eintreten können.
Wie in 2, 3, 4 und 5 gezeigt ist, weist die Vorheizstation 8 ein Stützelement 18 auf, das geneigte seitliche Wände 20 aufweist, die nach unten divergieren, wobei das Stützelement am Boden an Positioniermitteln 22 befestigt ist. Auf einer Seite jeder Wand 20 ist eine Vorheizplatte 24 vorgesehen, wobei die Vorheizplatte durch eine Befestigungsplatte 28 mittels Stellschrauben 26 gestützt ist. Jede Befestigungsplatte 28 ist mit einem jeweiligen Paar Positionierstäben 30 verbunden, die mit einer Seitenwand 32 durch Buchsen 34 verbunden sind. Die Seitenwände 32 ragen nach oben von einer Bodenwand 33 vor. Die Positionierstäbe 30 können axial an der Innenseite der Buchsen 34 eingestellt werden, so dass die Vorheizplatten 24 an das Stützelement 18 angenähert oder von diesem wegbewegt werden können, um die auf das Flachmaterial 2 übertragene Wärmemenge zu variieren.
Das zur Spule 4 gewendete Ende des Stützelements 18 ist mit einem keilförmigen Element 38 versehen, das erste Seiten 36, die zu der Spule 4 hin konvergieren, und zweite Seiten 40 aufweist, die wie die Wände 20 nach unten divergieren.
Das von der Spule 4 wegzeigende Ende des Stützelements 18 ist mit weiteren Seiten 42 versehen, die zu der Spule 4 hin divergieren.
Das Stützelement 18 ist in zwei aufeinander folgende Teile 18a, 18b unterteilt, von denen jedes innen mit einer Leitung 44 versehen ist, in die durch ein entsprechendes Rohr 46 ein Stützfluid, bspw. Druckluft, für das Flachmaterial eingeführt wird. Das Ende jeder Leitung 44, das dem Rohr 46 entgegengesetzt ist, mündet in einen Hohlraum 48, der sich nach oben am oberen Randbereich des Stützelements 18 öffnet. Wenn das Flachmaterial rittlings auf dem Stützelement 18 platziert ist, definiert der Hohlraum 48 einen geschlossenen Raum, in dem sich das Stützfluid akkumuliert, wobei das Stützfluid ein Luftkissen erzeugt, das das Flachmaterial 2 stützt und es daran hindert, die Wände 20 zu berühren und daran zu schürfen. Daher schwimmt das Flachmaterial 2 mit einer sehr geringen Reibung auf einem Luftkissen, das zwischen dem Flachmaterial 2 und den Wänden 20 eingebracht ist.
In 6, 7 und 8 sind nun die Siegelstation 10 und die Formungsstation 12 gezeigt, wobei diese Stationen eine erste Gruppe 48a und eine zweite Gruppe 48b von Einspritzdüsen zum Einspritzen eines Formungsfluides, bspw. Druckluft, aufweisen.
Die Düsengruppen 48a, 48b weisen Düsen 50 auf, die in einer längs verlaufenden Ebene, die durch die Mittelebene des Stützelements 18 hindurchgeht und mit dieser ausgerichtet ist, angeordnet sind.
Die Gruppen 48a, 48b der Düsen 50 sind mit vertikalen Positioniermitteln 52, bspw. mit Pneumatikzylindern, gekoppelt, die sie anheben oder absenken, um jede Gruppe von einer äußeren Position, in der jede Gruppe nicht mit den Abschnitten des Flachmaterials 2 in Wechselwirkung tritt, in eine Position zwischen den Abschnitten zu bewegen. Jeder der Pneumatikzylinder 52 ist zwischen einem ersten Endquerträger 54 eines entsprechenden beweglichen Rahmens 56 und einem mittleren Querträger 58 desselben beweglichen Rahmens 56 angeordnet. Der mittlere Querträger 58 jedes beweglichen Rahmens 56 ist mit Antriebsstangen 62 verbunden, die in vertikale Antriebsmittel eingreifen, die Buchsen 60 aufweisen, die in den ersten Endquerträger 54 und in einen zweiten Endquerträger 54 des beweglichen Rahmens 56 eingesetzt sind, der mit dem ersten Querträger 54 durch Ständer 66 verbunden ist.
Daher können sich die mittleren Querträger 58, angetrieben durch die vertikalen Betätigungsmittel 52, vertikal verschieben.
Die Antriebsstangen 60 jedes beweglichen Rahmens 56 sind innen mit Löchern 68 versehen, die mit weiteren Löchern 70 der Düsen 50 durch Sammelleitungen 72 eines Körpers 74 jeder Gruppe 48a, 48b der Düsen 50 kommuniziert.
Jeder zweite Querträger 58 ist mit Kopplungsmitteln 73 versehen, die Räder 75 aufweisen, die verschieblich mit Schienen 76 in Eingriff stehen, die längs verlaufende Antriebsmittel definieren, die parallel zur Richtung F angeordnet und in die Bodenwand 33 integriert sind.
Die zweiten Querträger 58 sind weiterhin mittels entsprechender Fortsätze 78 mit gegenüberliegenden Strängen eines um Riemenscheiben 82 gelegten Riemens 80 verbunden, von denen eine mit drehenden Antriebsmitteln 84 gekoppelt ist, die durch entsprechende vertikale Wellen 88 gestützt sind. Daher kann die erste Gruppe von Düsen 48a durch Betätigen der Riemenscheibe 80 von der Siegelstation 10 zur Formungsstation 12 bewegt werden, während die zweite Gruppe von Düsen 48b von der Formungsstation 12 zu der Siegelstation 10 bewegt wird, und umgekehrt.
Ein Formungszyklus wird auf folgende Weise durchgeführt: Nicht dargestellte Zugmittel bewegen das Flachmaterial 2 intermittierend von der Vorheizstation 8 zur Siegelstation 10, in der sich die erste Gruppe 48a von Düsen in einer angehobenen Position befindet. Dann wird die Siegelform 90 geschlossen, und es wird Luft in die zu formenden Taschen durch die Düsen 50 der ersten Gruppe 48a von Düsen eingespritzt, um zu verhindern, dass Wandbereiche der Taschen aneinander kleben. Dann wird die Siegelform 90 geöffnet, und die Zugmittel bewegen das Flachmaterial intermittierend mit den geformten Taschen zu der Formungsstation 12 weiter, wobei die Düsen 50 der zweiten Gruppe 48b von Düsen, die in der Formungsstation 12 waren, zur Siegelstation 10 gebracht werden, wobei die Düsen 50 der zweiten Gruppe 48b von Düsen gerade in ihrer abgesenkten Position sind, wobei die Düsen 50 der ersten Gruppe 48a von Düsen, die noch in die jeweiligen Taschen eingesetzt sind, dem Flachmaterial 2 bis zur Formungsstation 12 folgen. In der Formungsstation 12 wird eine Form 92 geschlossen, und es wird Luft in die geformten Taschen eingespritzt, um die Taschen zu expandieren, um so die Behälter 16 zu bilden. Dieser Schritt findet statt, während die Düsen 50 der zweiten Gruppe 48b von Düsen angehoben wurden und zwischen die vorgeheizten Abschnitte des Flachmaterials 2 positioniert werden. Die Düsen 50 der ersten Gruppe von Düsen 48a werden dann abgesenkt, damit sie wieder in die Siegelstation 10 zurückkehren und einen neuen Zyklus beginnen können, während die geformten Behälter 16 zu dem nachfolgenden Arbeitsschritt geschickt werden.

Claims

Vorrichtung, mit Heizmitteln (8) zum Erhitzen eines thermoformbaren Flachmaterials (2), mit Formungsmitteln (12) zum Formen von Behältern (16) aus dem Flachmaterial (2), wobei die Heizmittel (8) keilförmige Stützmittel (18) zum Stützen des Flachmaterials (2) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Stützmittel (18) mit Leitungsmitteln (44) versehen sind, die so angeordnet sind, dass sie ein Stützfluid gegen das Flachmaterial (2) richten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die keilförmigen Stützmittel (18) seitliche nach unten divergierende Wände (20) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leitungsmittel (44) in einen Hohlraum (48) münden, der zu dem Flachmaterial (2) hin offen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die keilförmigen Stützmittel (18) an zumindest einem ihrer Enden mit Stirnwänden (36, 42) versehen sind, die nach außen konvergieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die keilförmigen Stützmittel (18) entlang einer Vorrückrichtung F des Flachmaterials (2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die keilförmigen Stützmittel (18) an einer Heizstation (8) des Flachmaterials (2) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Heizstation (8) ein Paar Heizplatten (24) aufweist, die den keilförmigen Stützmitteln (18) zugewandt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Heizplatten (24) mittels Antriebsmitteln (30, 34) beweglich sind, durch die die Heizplatten (24) in einem vorbestimmten Abstand von den keilförmigen Stützmitteln (18) positioniert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 oder 8, weiterhin mit einer Siegelstation (10) stromabwärts der Heizstation (8), wobei die Siegelstation (10) Siegelmittel (90) zum Siegeln von Abschnitten des Flachmaterials (2) entlang von Umrisslinien von zu formenden Behältern aufweist, wobei in jeder Umrisslinie eine Öffnung belassen wird, die durch einen nicht gesiegelten Bereich des Flachmaterials (2) gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, weiterhin mit einer Formungsstation (12) stromabwärts der Siegelstation (10).
Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, wobei erste Düsenmittel (48a, 50) und zweite Düsenmittel (48b, 50) an der Siegelstation (10) und der Formungsstation (12) vorgesehen sind, wobei die Düsenmittel (48a, 50; 48b, 50) von der Siegelstation (10) zu der Formungsstation (12), und umgekehrt, beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Düsenmittel (50) mit Einspritzmitteln (68, 72, 72) zum Einspritzen eines Formungsfluides zwischen die Abschnitte des Flachmaterials (2) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die ersten Düsenmittel (48a, 50) und die zweiten Düsenmittel (48b, 50) mit in Längsrichtung beweglichen Bewegungsmitteln (56, 80) in Verbindung stehen; die sich entlang der Vorrückrichtung F erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die in Längsrichtung beweglichen Bewegungsmittel (56, 80) gegenüberliegende Stränge von Riemenmitteln (80) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14 wobei die ersten Düsenmittel (48a, 50) und die zweiten Düsenmittel (48b, 50) mit in Querrichtung beweglichen Bewegungsmitteln (52) in Verbindung stehen, die sich quer zu der Vorrückrichtung F erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 15, soweit dieser von Anspruch 13 oder 14 abhängig ist, wobei die in Querrichtung beweglichen Bewegungsmittel (52) auf beweglichen Rahmen (56) angeordnet sind, die Teil der in Längsrichtung beweglichen Bewegungsmittel (56, 80) sind.
Verfahren, mit den Schritten: Erhitzen eines thermoformbaren Flachmaterials (2), Formen von Behältern aus dem Flachmaterial nach dem Erhitzen des Flachmaterials, wobei während des Erhitzens vorgesehen ist, das Flachmaterial (2) auf keilförmi gen Stützmitteln (18) zu stützen, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützen das Einspritzen von Stützfluidmitteln durch in den keilförmigen Stützmitteln vorgesehene Leitungsmittel (44) umfasst, die sich zu dem Flachmaterial (2) hin öffnen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Stützen ein Anordnen von Abschnitten des Flachmaterials (2) entlang Wänden 20 der keilförmigen Stützmittel 18 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei während des Stützens ein Vorrücken des Flachmaterials (2) entlang einer Vorrückrichtung F zu einer Formungsstation (12) zum Formen von Behältern (16) aus dem Flachmaterial (2) durch Einspritzen der Formungsfluidmittel zwischen die Abschnitte (2) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Stützen an einer Heizstation (8) des Flachmaterials (2) erfolgt .
Verfahren nach Anspruch 20, wobei an der Heizstation (8) Heizplatten (24) in einem vorbestimmten Abstand von den keilförmigen Stützmitteln positioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20 oder 21, wobei das Vorrücken ein Vorrücken der Abschnitte (2) durch eine Siegelstation (10) vor dem Vorrücken der Abschnitte (2) zu der Formungsstation (12) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei an der Siegelstation (10) ein Siegeln der Abschnitte (2) entlang von Umrisslinien von zu formenden Behältern vorgesehen ist, wobei in jeder Um risslinie eine Öffnung belassen wird, die durch einen nicht gesiegelten Bereich der Abschnitte (2) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei während des Siegelns und während des Formens ein Halten von Düsenmitteln (50) zwischen die Abschnitte (2) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Halten während des Vorrückens aufrecht erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei während des Vorrückens ein Bewegen der Düsenmittel (50) zusammen mit den Abschnitten (2) von der Siegelstation (10) zu der Formungsstation (12), und umgekehrt, vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, wobei es weiterhin ein Einsetzen der Düsenmittel (50) zwischen die Abschnitte des Flachmaterials (2) vor dem Vorrücken umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, wobei es weiterhin ein Herausziehen der Düsenmittel (50) aus den gebildeten Behältern (16) umfasst.