EP2860119A1

EP2860119A1 - Tiefziehverpackungsmaschine und Verfahren

Info

Publication number: EP2860119A1
Application number: EP20130187888
Authority: EP
Inventors: Elmar Ehrmann
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: US20150096263A1; ES2592185T3; EP2860119B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tiefziehverpackungsmaschine (1) mit einer Steuerung (22), mit einer ersten Formstation (5) zum Formen einer Mulde (8) in eine Unterfolie (4) und einer zweiten motorisch verstellbare Formstation (18) zum Formen eines Deckels (24) in eine Oberfolie (10). Eine erste Erfassungseinrichtung (16) erfasst die Markierung (4a) der Unterfolie (4), um einen Folienvorschubschritt der zur dieser Markierung (4a) dazugehörigen Mulde (8) in die Siegelstation (9) zu regeln.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tiefziehverpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11.
Es ist aus der EP 0 569 993 A1 eine Tiefziehverpackungsmaschine mit einem Druckmarkensensor zum Erfassen einer Druckmarke einer Unterfolie bekannt. Der Druckmarkensensor ist vor einer Formstation angebracht und übermittelt Daten an eine Steuerung, die Arbeitsstationen wie Formstation, Siegelstation und/oder Schneidstation entsprechend dem Abstand zweier aufeinander folgender Druckmarken positioniert.
Aus der DE 2437127 A1 ist eine Tiefziehverpackungsmaschine mit einem Druckmarkensensor zum Erfassen einer Druckmarke einer Deckelfolie bekannt. Der Druckmarkensensor ist an der Folienabrolleinrichtung der Deckelfolie angebracht und übermittelt Daten an eine Steuerung. Arbeitsstationen wie Formstation, Siegelstation und/oder Schneidstation sind entlang einer Folientransportrichtung motorisch verfahrbar und können entsprechend dem Abstand zweier aufeinander folgender Druckmarken positioniert werden. Ein weiterer Druckmarkensensor kann zwischen der Siegelstation und der Schneidstation vorgesehen sein, um die Schneidstation nach der Druckmarke zu positionieren.
Die DE 101 52 891 A1 offenbart eine Thermoformmaschine mit Rollenketten für den Transport einer Folienbahn. Mittels Sensoren wird die Temperatur der Rollenketten erfasst und eine Stanzstation bezüglich ihres Abstandes zu einer Formstation mittels einer Steuerung über einen Stellmotor horizontal verschoben, um die durch sich ändernde Bedingungen während des Betriebes bewirkte Veränderung der Transportschritte der Rollenketten ausgleichen zu können.
Die EP 1 513 729 B1 offenbart eine Tiefziehverpackungsmaschine mit Formstation für eine untere und eine obere Folienbahn, wobei beide Folien Schrumpffolien sind.
Bei einer Tiefziehverpackungsmaschine, die zusätzlich zur Formstation einer Unterfolie eine Formstation einer Deckelfolie aufweist, und dabei beide Folienbahnen eine Bedruckung und eine Druckmarke aufweisen, ist es besonders schwierig die Formung beider Folienbahnen in der Siegelstation exakt in ihrer gewünschten Lage zueinander zusammenzuführen und zu siegeln. Beispielsweise ist es bei der Herstellung einer Verpackung in Form einer Kugel oder anderer geometrischer Körper mittels zweier Halbschalen, die jeweils einen kreisförmigen Schalenrand aufweisen, wichtig, dass die zwei Halbschalen bzw. die Siegelränder in der Siegelstation deckungsgleich übereinander liegen. Sind beide Folienbahnen bedruckt, so ist es oft notwendig, dass zusätzlich der jeweilige Aufdruck auf den Folienbahnen beim Formen beider Halbschalen in seiner Lage positioniert sein muss, damit sich wiederum in der Siegelstation beide Halbschalen und deren Aufdruck exakt in gewünschter Lage zueinander befinden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tiefziehverpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, die eine möglichst exakte Zusammenführung von einer Muldenformung und einer Deckelformung in der Siegelstation ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Tiefziehverpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Tiefziehverpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine umfasst eine Steuerung, eine erste entlang einer Produktionsrichtung angeordnete Formstation zum Formen von Mulden in eine Unterfolie und eine zweite, motorisch verstellbare Formstation zum Formen von Deckeln in eine Oberfolie, sowie eine in Produktionsrichtung ortsfesten Siegelstation zum Versiegeln von mehreren Mulden mit Deckeln. Des Weiteren umfasst die Tiefziehverpackungsmaschine wenigstens eine Transportkette zum Transport der Unterfolie in der Produktionsrichtung. Die Tiefziehverpackungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste Erfassungseinrichtung an oder in der Siegelstation vorgesehen ist, um die Markierung der Unterfolie zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, einen Folienvorschubschritt der Transportkette während des Transports der Mulden z. B. in die Siegelstation zu regeln. Dabei weisen die Mulden z.B. eine festgelegte Lage zur Markierung auf, die wiederum der Steuerung bekannt ist und durch ein Bedienpersonal eingegeben wird oder bereits bei der Herstellung der Tiefziehverpackungsmaschine in der Steuerung hinterlegt wurde. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass selbst vorhandene Ungenauigkeiten, Schwergängigkeiten oder Veränderungen beispielsweise durch Temperaturunterschiede am Vorschubsystem, im Speziellen an der Vorschubkette, durch die Erfassung der Markierung der Unterfolie an der ersten Erfassungseinrichtung erkannt werden können und mittels der Steuerung der Transport der Unterfolie in die Siegelstation derart erfolgen kann, dass die Mulden exakt in ihrer Lage zur oder in der Siegelstation positioniert werden können. Die erste Erfassungseinrichtung ist auch dazu konfiguriert, stets diejenige Markierung der Unterfolie, die den Mulden und damit dem Format zugeordnet ist, die sich aktuell in der Siegelstation befinden, zu erfassen und den Folienvorschub auf die exakte Position zu regeln. Dazu kann die erste Erfassungseinrichtung z. B. eine Kamera aufweisen und in definiertem Abstand zur Siegelstation so angeordnet sein, dass sie während oder direkt nach der Zieleinfahrt bestimmter Mulden in die Siegelstation die Lage der zu diesen Mulden gehörenden Markierung erfasst, um basierend darauf die Positionierung der Mulden bei der Zieleinfahrt zu beeinflussen oder nachzuregeln. Erfindungsgemäß ist die erste Erfassungseinrichtung dann an oder in der Siegelstation vorgesehen, wenn sie so positioniert ist, dass sie die Lage einer Markierung erfassen kann, die denjenigen Mulden (oder einem Format, d.h. einer zusammengehörigen Gruppe von Mulden) zugeordnet ist, die sich momentan in der Siegelstation befinden, oder die sich maximal einen Arbeitstakt (d.h. eine Vorschublänge) vor oder nach der Siegelstation befinden.
Vorzugsweise ist eine zweite Erfassungseinrichtung zwischen der ersten Formstation und der ersten Erfassungseinrichtung vorgesehen, um die Markierung der Unterfolie zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die zweite Formstation derart zu positionieren, so dass der mittels der zweiten Formstation in die Oberfolie geformte Deckel und die dazugehörige Mulde der Unterfolie in der Siegelstation in ihrer zueinander vorgesehenen Lage siegelbar sind. Somit kann die exakte Lage der Deckel in der Siegelstation und damit die exakte Lage zur Mulde erreicht werden. Deckel und Mulden können deckungsgleich zueinander in der Siegelstation positioniert werden. Die ist vor allem bei kugel- oder eiförmigen Verpackungen, die beispielsweise eine mittig liegende Siegelebene bzw. Teilung aufweisen, vorteilhaft, um eine formschöne Verpackung herstellen zu können.
Die zweite Formstation ist bevorzugt maximal fünf, vorzugsweise maximal drei Folienvorschubschritte vor der Siegelstation angeordnet, um Toleranzen oder Veränderungen beim Folientransport der Oberfolie bis in die Siegelstation zu minimieren.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Markierung eine Druckmarke auf der Unterfolie und eine dritte Erfassungseinrichtung ist vor der ersten Formstation vorgesehen, um die Druckmarke der Unterfolie zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die erste Formstation in Abhängigkeit der Druckmarke der Unterfolie zu positionieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Reckvorrichtung für die Oberfolie vorgesehen, um eine bedruckte Oberfolie entsprechend in Transportrichtung zu recken, damit das Druckbild zur später fertigen Verpackung passt.
Dabei ist die Reckvorrichtung vorzugsweise in Transportrichtung der Oberfolie stromaufwärts der zweiten Formstation angeordnet ist, um das Druckbild bereits vor dem Formen zu einem Deckel auf das gewünschte Maß zu recken.
Bevorzugt weist die Reckeinrichtung eine Druckmarkenerfassungseinrichtung, beispielsweise einen Druckmarkensensor, für die Oberfolie auf, um die Lage der Druckmarke der Steuerung mitzuteilen. Zusätzlich umfasst dann die Steuerung eine Druckmarkensteuerung, damit die Steuerung wiederum Aktoren wie Klemmeinrichtungen und/oder Antriebe der Reckeinrichtung derart steuern kann, dass ein vorgesehenes Recken der Oberfolie erfolgen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Tiefziehverpackungsmaschine ist eine vierte Erfassungseinrichtung stromabwärts der Siegelstation vorgesehen, um die Markierung der Unterfolie oder die Druckmarke der Oberfolie zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung zu übertragen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, eine stromabwärts der Siegelstation angeordnete Schneidstation in Abhängigkeit von der Position der Markierung der Unterfolie oder der Druckmarke der Oberfolie zu positionieren. Damit kann auch die Lage der Schneidstation exakt auf die Verpackung bzw. die Siegelnaht ausgerichtet werden, da die Siegelnaht in ihrer Lage zur zugehörigen Markierung vorgegeben ist. Somit kann das Schneiden ohne Zugabe von Toleranzen ausgeführt werden und eine besonders formschöne Verpackung mit einem geringstmöglichen Überstand des Siegelrandes bzw. der Siegelnaht ist herstellbar.
Bevorzugt ist wenigstens eine der Erfassungseinrichtungen, vorzugsweise die erste Erfassungseinrichtung, eine Kamera, um selbst während und vor allem am Ende des Folienvorschubschritts der Unterfolie die Position der Markierung zu erfassen, bis der Folienvorschubschritt beendet ist und die Unterfolie exakt in die Siegelstation transportiert wurde.
Die Markierung ist vorzugsweise als eine Kennzeichnung auf der Unterfolie vorgesehen, die mittels einer Druckeinrichtung aufgebracht wird, oder als eine Formung, die in die Unterfolie in der Formstation erzeugt wird, oder als eine Stanzung, in die die Unterfolie mittels einer Stanzeinrichtung eingebracht wird. Dies ermöglicht den Einsatz von Unterfolien, die keine vorgefertigten Druckmarken aufweisen, und die erste Formstation kann stationär am Maschinenrahmen vorgesehen sein.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Tiefziehverpackungsmaschine mit einer Steuerung, einer ersten Formstation, einer Siegelstation und einer ersten Erfassungseinrichtung sind folgende Schritte vorgesehen:

Formen von Mulden in der ersten Formstation in eine Unterfolie,
Ausführen von Folienvorschubschritten zum Transport der Unterfolie in einer Produktionsrichtung,
Erfassen einer Markierung der Unterfolie mittels einer ersten Erfassungseinrichtung an oder in der Siegelstation, sowie Übergeben dieser Information an die Steuerung,
Mittels der Steuerung: Regeln des Folienvorschubschritts, bei dem die Mulden in die Siegelstation transportiert werden, in Abhängigkeit von der Position der Markierung der Unterfolie.

Dabei weisen die Mulden eine festgelegte relative Lage zur Markierung auf. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass selbst vorhandene Ungenauigkeiten, Schwergängigkeiten oder Veränderungen beispielsweise durch Temperaturunterschiede am Vorschubsystem, im Speziellen an der Vorschubkette, durch die Erfassung der Markierung der Unterfolie an der ersten Erfassungseinrichtung erkannt werden können und mittels der Steuerung der Transport der Unterfolie in die Siegelstation derart erfolgen kann, dass die Mulden exakt in ihrer gewünschten Lage zur Siegelstation positioniert werden können. Die erste Erfassungseinrichtung ist dabei auch in der Lage, die Markierung der Unterfolie, die den Mulden zugeordnet ist, die sich aktuell in der Siegelstation befinden, zu erfassen und den Folienvorschub auf die exakte Position zu regeln. Dazu kann die erste Erfassungseinrichtung z. B. eine Kamera aufweisen und in definiertem Abstand zur Siegelstation so angeordnet sein, dass sie während oder direkt nach der Zieleinfahrt bestimmter Mulden in die Siegelstation die Lage der zu diesen Mulden gehörenden Markierung erfasst, um basierend darauf die Positionierung der Mulden bei der Zieleinfahrt zu beeinflussen oder nachzuregeln.
In einer möglichen Ausgestaltung ist die Markierung eine Kennzeichnung, die mittels einer Druckeinrichtung auf der Unterfolie aufgebracht wird, oder eine Formung, die in die Unterfolie in der Formstation eingebracht wird, oder eine Stanzung, die in die Unterfolie mittels einer Stanzeinrichtung eingestanzt wird.
In einer besonders vorteilhaften alternativen Ausgestaltung ist die Markierung eine Druckmarke auf der Unterfolie und eine dritte Erfassungseinrichtung erfasst die Druckmarke der Unterfolie vor der ersten Formstation und übergibt diese Information an die Steuerung, um die erste Formstation entsprechend der erfassten Druckmarke zu positionieren, wobei die erste Formstation motorisch verstellbar ist.
Vorzugsweise wird mittels einer zweiten Formstation ein Deckel in eine Oberfolie geformt, um eine Verpackung herstellen zu können, die zwei Ausformungen aufweist, wobei eine Ausformung die Mulde in der Unterfolie und eine weitere Ausformung der Deckel in der Oberfolie ist. Damit ist eine ballförmige und mittig geteilte bzw. zusammengesiegelte, formschöne und damit attraktive Verpackung herstellbar.
Bevorzugt erfasst eine zweite Erfassungseinrichtung, die zwischen der ersten Formstation und der Siegelstation angeordnet ist, die Markierung der Unterfolie und übergibt diese Information an die Steuerung. Dabei wird vorzugsweise die zweite Formstation entlang der Transportrichtung der Oberfolie mittels der Steuerung in Abhängigkeit von der Lage der Markierung der Unterfolie, die von der zweiten Erfassungseinrichtung erfasst wurde, positioniert.
In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird eine Schneidstation entlang der Produktionsrichtung mittels der Steuerung in Abhängigkeit von der Lage der Markierung der Unterfolie, die von der ersten Erfassungseinrichtung erfasst wurde, positioniert, um eine verbesserte Lage der Schneidung zur Verpackung bzw. zur Siegelnaht zu erreichen.
In einer alternativen Ausführung ist eine vierte Erfassungseinrichtung an oder in der Schneidstation vorgesehen; und die Schneidstation wird entlang der Produktionsrichtung mittels der Steuerung in Abhängigkeit der Lage der Markierung der Unterfolie oder der Markierung der Oberfolie, die von der vierten Erfassungseinrichtung erfasst wurde, positioniert. Hierbei kann eine exakte Lage der Schneidung zur Verpackung bzw. zur Siegelnaht erreicht werden, da jegliche Toleranzen und Ungenauigkeiten beim Folienvorschub während und bis zum Ende jedes Folienvorschubschritts kompensiert werden können.
Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine in einer schematischen Seitenansicht, und
Fig. 2: einen Vertikalschnitt durch die erste Formstation.

Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße, taktweise arbeitende Tiefziehverpackungsmaschine 1 mit einem Maschinenrahmen 2, der entlang einer Produktionsrichtung R ausgerichtet ist. Am rechts in der Fig. 1 gezeigten Anfang der Tiefziehverpackungsmaschine 1 ist eine erste Abrollvorrichtung 3 für eine Unterfolie 4 vorgesehen. Die Unterfolie 4 wird mittels zweier durch einen Servomotor M angetriebener Vorschubketten bzw. Transportketten 30 (s. Fig. 2) mit einer Vorschublänge V pro Arbeitstakt in Produktionsrichtung R einer ersten Formstation 5 zugeführt, wobei die erste Formstation 5 durch Tiefziehen in der Folie 4 Mulden 8 erzeugt und in Produktionsrichtung R motorisch bewegbar ausgeführt ist. Des Weiteren ist eine Einlegestrecke 6 zum Einlegen eines Produkts 7 in geformte Mulden 8 stromabwärts nach der ersten Formstation 5 gezeigt. Im weiteren Produktionsverlauf folgen eine Siegelstation 9 zum Verschließen der mit Produkt 7 gefüllten Mulden 8 mit einer Oberfolie 10 und eine erste Schneidstation 11, die als Querschneidung ausgeführt ist. Eine zweite Schneideinrichtung 12, die nach der ersten Schneideinrichtung 11 stromabwärts angeordnet ist, ist als Längsschneidung ausgeführt und vereinzelt die Verpackungen 13. Die erste Schneidstation 11 kann auch als Komplettschnittstation, die in Produktionsrichtung R motorisch bewegbar ist, ausgeführt sein, dann würde die zweite Schneidstation 12 entfallen. Über ein Transportband 14 werden die vereinzelten Verpackungen 13 aus der Tiefziehverpackungsmaschine 1 heraustransportiert.
Eine erste Erfassungseinrichtung 16 in Form einer Kamera oder eines Druckmarkensensors für die Siegelstation 9 ist in Produktionsrichtung R stromaufwärts vor der Siegelstation 9 angeordnet. Eine zweite Erfassungseinrichtung 17 in Form einer Kamera oder eines Druckmarkensensors für eine zweite Formstation 18, die Deckel 24 in die Oberfolie 10 formt, ist zwischen der ersten Formstation 5 und der ersten Erfassungseinrichtung 16 angeordnet. Eine optional vorgesehene dritte Erfassungseinrichtung 15 in Form einer Kamera oder eines Druckmarkensensors für die erste Formstation 5 ist in Produktionsrichtung R stromaufwärts vor der ersten Formstation 5 angeordnet.
Die Oberfolie 10 wird von einer zweiten Abrolleinrichtung 19 abgewickelt und einer Reckeinrichtung 20 zugeführt, die in einer Transportrichtung T der Oberfolie 10 vor der zweiten Formstation 18 angeordnet ist. Die Reckeinrichtung 20 weist einen Druckmarkensensor 21 auf, der die Lage von Druckmarken 10a der Oberfolie 10 an eine Steuerung 22 übergibt, damit die Steuerung 22 mittels wenigstens eines Aktors 23 die Oberfolie 10 reckt, so dass ein vorgegebener Abstand jeweils zweier benachbarter Druckmarken 10a der Oberfolie 10 erzeugt wird.
Es können mehrere in Produktionsrichtung R geformte Mulden 8 in der Unterfolie 4 angeordnet sein, die als Format mit beispielsweise drei nebeneinander angeordneten Mulden 8 (also als dreispuriges Format) um jeweils eine Mulde 8 in einem Takt intermittierend stromabwärts transportiert werden. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Formstation 5 pro Takt mehrere hintereinander liegende Reihen von Mulden 8 formt und jeweils dieses Format von Mulden 8, die in einem Arbeitstakt in der Formstation 5 in die Unterfolie 4 geformt werden, taktweise in Produktionsrichtung R weiter transportiert wird. Ein Arbeitstakt beinhaltet auch einen Folienvorschubschritt mit dem Vorschub V.
Im Folgenden soll die Arbeitsweise der gezeigten Tiefziehverpackungsmaschine 1 näher erläutert werden. Die von der ersten Abrollvorrichtung 3 abgerollte Unterfolie 4 wird von den Vorschubketten 30 beidseitig erfasst und der Formstation 5 zugeführt. In der Formstation 5 werden eine oder mehrere Mulden 8 in die Unterfolie 4 und in definierter Position relativ zu einer Markierung 4a der Unterfolie 4 geformt. Um diese definierte Position immer zu erreichen, wird die Lage der Markierung 4a durch die dritte Erfassungseinrichtung 15 ermittelt und die Formstation 5 vor jedem Formvorgang bei Bedarf in der Richtung R motorisch verstellt bzw. positioniert. Die Markierung 4a ist dabei bereits als Druckmarke auf der Unterfolie 4 vorhanden. Alternativ ist die erste Formstation 5 statisch am Maschinenrahmen 2 angebracht und die Markierung 4a wird erst in der Formstation 5 erzeugt. Beispielsweise ist die Markierung 4a eine durch einen Formstempel 31 erzeugbare Formung in der Unterfolie 4 oder eine Stanzung, die mittels einer Stanzeinrichtung 32 in, vor oder direkt nach der Formstation 5 erzeugt wird und so eine definierte Lage in Bezug auf die Mulde 8 erhält. Denkbar wäre es auch, die Markierung 4a in Form einer Kennzeichnung durch eine Druckeinrichtung 33 auf die Unterfolie 4 aufzudrucken.
Im nächsten Arbeitstakt wird die Unterfolie 4 mit den geformten Mulden 8 intermittierend entlang der Einlegestrecke 6 weitertransportiert. Dabei werden die Mulden 8 manuell oder automatisch beispielsweise mittels Pickern mit Produkten 7 gefüllt. Während des Folienvorschubschritts, bei dem die gefüllte Mulde 8 in die Siegelstation 9 transportiert wird, wird während der Positionierung die Markierung 4a von der ersten Erfassungseinrichtung 16, die als Kamera ausgeführt ist, erfasst und die aktuelle Lage der Markierung 4a an die Steuerung 22 übermittelt, um die Länge des aktuellen Folienvorschubschritts auf die exakte Zielposition in der Siegelstation 9 zu regeln. Der Abstand X der dritten Erfassungseinrichtung 15 zur Formstation 5 und damit zu den Mulden 8 entspricht dem Abstand X' der ersten Erfassungseinrichtung 16 zur Siegelstation 9 und damit zu den Mulden 8. Hierbei können negative Einflüsse wie Toleranzen in der Vorschubkette 30, Vorschubkettenlängung durch Temperaturunterschiede oder Beanspruchung durch unterschiedliche Unterfolien 4, die seitlich vorgespannt transportiert werden, eliminiert werden. Die immer deckungsgleiche Lage der Siegelnaht gegenüber der Mulde 8 ermöglicht eine Minimierung der Breite der Siegelnaht auf ein für die jeweilige Verpackung 13 notwendiges Maß. In diesem Zuge können die Mulden 8 einen geringstmöglichen Abstand zueinander aufweisen, was wiederum zu einer Reduzierung des Verbrauchs des Folienmaterials der Unterfolie 4 und Oberfolie 10 führt und das Aussehen der Verpackung 13 selbst verbessert.
Für eine Verpackung 13, die einen geformten Deckel 24 aufweist, der durch Tiefziehen in der zweiten Formstation 18 in die Oberfolie 10 geformt wird, ist die zweite Formstation 18 mittels der Steuerung 22 in Verbindung mit einem elektromotorischen Antrieb, vorzugsweise einem Servomotor oder Linearantrieb, positionierbar, um die Formung des Deckels 24 im Abstand Y zur Siegelstation 9 und damit zu den Mulden 8 anpassen zu können. Die dafür vorgesehene zweite Erfassungseinrichtung 17 für die Markierung 4a der Unterfolie 4 ist im Abstand Y' vor der Siegelstation 9 entlang der Einlegestrecke 6 angeordnet und dabei entspricht der Abstand Y' dem Abstand Y. Die Lage der Markierung 4a wird von der zweiten Erfassungseinrichtung 17 an die Steuerung 22 übermittelt, die die zweiten Formstation 18 positioniert, damit der Deckel 24 exakt mit der zugehörigen Mulde 8, deren Position über die Markierung 4a erfasst wurde, in der Siegelstation 9 zusammengeführt werden kann, um eine sehr attraktive Verpackung 13 erzeugen zu können. Vor allem bei zwei halbkugelförmigen Halbschalen wirkt sich die Erfindung sehr positiv aus.
Soll der Deckel 24 ein dazugehöriges Druckbild aufweisen, das auf der Oberfolie 10 aufgebracht ist, so wird die Oberfolie 10 vor der zweiten Formstation 18 gereckt, da die sich wiederholenden Druckbilder und Druckmarken 10a auf der Oberfolie 10 einen minimal kürzeren Abstand zueinander aufweisen als der Abstand, den die Deckel 24 nach dem Formen in der Transportrichtung T zueinander aufweisen und der dem Abstand der Mulden 8 in Produktionsrichtung R entsprechen soll. Der Reckvorgang, auch als Druckmarkensteuerung benennbar, kann wie folgt ablaufen. Der Druckmarkensensor 21 erfasst die Druckmarken 10a der Oberfolie 10 während der Vorschubbewegung der Oberfolie 10 in der Transportrichtung T, die dadurch erzeugt wird, dass in der Siegelstation 9 die Oberfolie 10 an die Unterfolie 4 gesiegelt wird und der Folienvorschub sowohl die Unterfolie 4 transportiert als auch die Oberfolie 10 von der zweiten Abrolleinrichtung 19 abwickelt. Das Signal des Druckmarkensensors 21 wird der Steuerung 22 übermittelt. Die Steuerung 22 vergleicht den ermittelten Abstand zweier aufeinanderfolgender Druckmarken 10a mit dem in der Siegelstation 9 erforderlichen Abstand. Die Steuerung 22 steuert den Aktor 23, der als ein oder mehrere Pneumatikzylinder ausgeführt sein kann, an, um die Oberfolie 10 zwischen der zweiten Abrolleinrichtung 19 und dem Druckmarkensensor 21 zum Ende des laufenden Folienvorschubschritts zu klemmen und die Oberfolie 10 auf ein bestimmtes Maß zu recken, in dem die Klemmung kurz vor Ende des Folienvorschubschritts erfolgt. Alternativ ist ein nicht näher dargestellter Servomotor an einer Klemmung vorgesehen, um die Oberfolie 10 durch eine lineare oder rotative Bewegung der Klemmung zu recken. So können Toleranzen bezüglich des Druckbildes korrigiert und ausgeglichen werden, so dass Größe und Lage des Druckbildes beim Formen in der zweiten Formstation 18 in passender Form vorliegen.
Um auch den Schneidvorgang exakt ausführen zu können, ist eine vierte Erfassungseinrichtung 25 zur Erfassung der Markierung 4a der Unterfolie 4 vorgesehen, die beispielsweise eine Komplettschnittstation 11 ist und entlang der Produktionsrichtung R mittels der Steuerung 22 motorisch verfahrbar ist. Die vierte Erfassungseinrichtung 25 weist einen Abstand X", der dem Abstand X und X' entspricht, stromaufwärts gegenüber der Komplettschnittstation 11 bzw. den Mulden 8 auf. Somit kann ein entlang der in der Siegelstation 9 erzeugten Siegelnaht und direkt außerhalb der Siegelnaht verlaufender Schnitt ausgeführt werden, da Lagetoleranzen der Mulde 8 zur Schneidung, nämlich dem Schneidmesser, minimiert werden und somit ist ein Übermaß der Schneidung gegenüber der Siegelnaht nicht notwendig. Dies führt zu einem weiter verbesserten Aussehen der Verpackung 13. Die Erfassungseinrichtungen 15, 16, 17 und 25 können als Kamera, im speziellen als CCD- oder Zeilenkamera ausgeführt sein.
In der Ausführung der Tiefziehverpackungsmaschine 1 der Fig. 1 ist die zweite Formstation 18 zwei Folienvorschubschritte von der Siegelstation 9 stromaufwärts entlang der Transportrichtung T der Oberfolie 10 oberhalb der Unterfolie 4 angeordnet.
In einer Ausführung, bei der die Markierung 4a der Unterfolie 4 eine bereits auf der Unterfolie 4 vorhandene Druckmarke ist, ist die erste Formstation 5 motorisch verstellbar ausgeführt, um die Formstation 5 entsprechend der Druckmarke 4a mittels der Steuerung 22 zu positionieren. Dabei wird die Druckmarke 4a von der dritten Erfassungseinrichtung 15 vor der ersten Formstation 5 erfasst und diese Information an die Steuerung 22 übergeben.

Claims

Tiefziehverpackungsmaschine (1), umfassend eine Steuerung (22), eine erste entlang einer Produktionsrichtung (R) angeordnete Formstation (5) zum Formen von Mulden (8) in eine Unterfolie (4) und eine zweite verstellbare Formstation (18) zum Formen von Deckeln (24) in eine Oberfolie (10), sowie eine Siegelstation (9) zum Versiegeln von Mulden (8) mit Deckeln (24), und wenigstens eine Transportkette (30) zum Transport der Unterfolie (4) in der Produktionsrichtung (R), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Erfassungseinrichtung (16) in oder an der Siegelstation (9) vorgesehen ist, um die Lage einer Markierung (4a) der Unterfolie (4) zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung (22) zu übertragen, wobei die Steuerung (22) dazu konfiguriert ist, einen Folienvorschubschritt der Transportkette (30) während des Transports der Mulden (8) in die Siegelstation (9) zu regeln.
Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Erfassungseinrichtung (17) zwischen der ersten Formstation (5) und der ersten Erfassungseinrichtung (16) vorgesehen ist, um die Lage der Markierung (4a) der Unterfolie (4) zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung (22) zu übertragen, wobei die Steuerung (22) dazu konfiguriert ist, die zweite Formstation (18) derart zu positionieren, dass der Deckel (24) und die dazugehörige Mulde (8) in der Siegelstation (9) in ihrer zueinander vorgesehenen Lage siegelbar sind.
Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formstation (18) maximal fünf, vorzugsweise drei Folienvorschubschritte vor der Siegelstation (9) angeordnet ist.
Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (4a) eine Druckmarke auf der Unterfolie (4) ist und eine dritte Erfassungseinrichtung (15) vor der ersten Formstation (5) vorgesehen ist, um die Markierung (4a) der Unterfolie (4) zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung (22) zu übertragen, wobei die Steuerung (22) dazu konfiguriert ist, die erste Formstation (5) in Abhängigkeit von der Lage der Markierung (4a) der Unterfolie (4) zu positionieren, wobei die erste Formstation (5) motorisch verstellbar ist.
Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reckvorrichtung (20) für die Oberfolie (10) vorgesehen ist.
Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reckvorrichtung (20) in Transportrichtung (T) der Oberfolie (10) stromaufwärts der zweiten Formstation (18) angeordnet ist.
Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reckeinrichtung (20) eine Druckmarkenerfassungseinrichtung (21) für die Oberfolie (10) aufweist.
Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Erfassungseinrichtung (25) stromabwärts der Siegelstation (9) vorgesehen ist, um die Markierung (4a) der Unterfolie (4) oder die Druckmarke (10a) der Oberfolie (10) zu erfassen und die Information darüber an die Steuerung (22) zu übertragen, wobei die Steuerung (22) dazu konfiguriert ist, eine stromabwärts der Siegelstation (9) angeordnete Schneidstation (11) in Abhängigkeit von der Lage der Markierung (4a) der Unterfolie (4) oder der Druckmarke (10a) der Oberfolie (10) zu positionieren.
Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Erfassungseinrichtungen (15, 16, 17, 25) eine Kamera aufweist.
Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (4a) als eine mittels einer Druckeinrichtung (33) erzeugbare Kennzeichnung auf der Unterfolie (4), als eine Formung in die Unterfolie (4) in der Formstation (5) oder als eine Stanzung in die Unterfolie (4) mittels einer Stanzeinrichtung (32) vorgesehen ist.
Verfahren zum Betrieb einer Tiefziehverpackungsmaschine (1) mit einer Steuerung (22), einer ersten Formstation (5), einer Siegelstation (9) und einer ersten Erfassungseinrichtung (16), folgende Schritte aufweisend:
- Formen von Mulden (8) in der ersten Formstation (5) in die Unterfolie (4),

- Ausführen von Folienvorschubschritten zum Transport der Unterfolie (4) in einer Produktionsrichtung (R),

- Erfassen der Lage einer Markierung (4a) der Unterfolie (4) mittels der ersten Erfassungseinrichtung (16) in oder an der Siegelstation (9), sowie Übergeben dieser Lageinformation an die Steuerung (22),

- Mittels der Steuerung (22): Regeln des Folienvorschubschritts, bei dem die Mulden (8) in die Siegelstation (9) transportiert werden, in Abhängigkeit von der Lage der Markierung (4a) der Unterfolie (4).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (4a) eine Kennzeichnung ist, die mittels einer Druckeinrichtung (33) auf der Unterfolie (4) aufgebracht wird, oder eine Formung ist, die in die Unterfolie (4) in der Formstation (5) eingebracht wird, oder eine Stanzung ist, die in die Unterfolie (4) mittels einer Stanzeinrichtung (32) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (4a) eine Druckmarke auf der Unterfolie (4) ist und eine dritte Erfassungseinrichtung (15) die Lage der Druckmarke (4a) der Unterfolie (4) vor der ersten Formstation (5) erfasst und diese Information an die Steuerung (22) übergibt, um die erste Formstation (5) entsprechend der erfassten Druckmarke (4a) zu positionieren, wobei die erste Formstation (5) motorisch verstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zweiten Formstation (18) ein Deckel (24) in eine Oberfolie (10) geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Erfassungseinrichtung (17), die zwischen der ersten Formstation (5) und der Siegelstation (9) angeordnet ist, die Lage der Markierung (4a) der Unterfolie (4) erfasst und diese Information an die Steuerung (22) übergibt.
Verfahren nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formstation (18) entlang der Transportrichtung (T) der Oberfolie (10) mittels der Steuerung (22) in Abhängigkeit der Lage der Markierung (4a) der Unterfolie (4), die von der zweiten Erfassungseinrichtung (17) erfasst wurde, positioniert wird.