DE19504219C1 - Verpackungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Verpackungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Bearbeitung einer Näpfe aufweisenden und mit einer Deckfolie versiegelten Folienbahn können insbesondere zwei Probleme auftreten: zum einen kommt es zu nicht mittig geprägten, perforierten oder gestanzten Verpackungsstreifen was sich bzw. in zerdrückten Näpfen oder Tabletten äußert. Zum anderen kann ein Versatz zwischen der Folienbahn und der Deckfolie bestehen, so daß Druckbilder der Deckfolie nicht mehr positionsgerecht auf der Folienbahn erscheinen. Diese beiden Probleme sind insbesondere durch Vorzugsschwankungen der Folienbahn infolge von Maschinentoleranzen, Schrumpfen der Folienbahn durch Abkühlen entlang ihres Förderwegs, geänderte Foliengeometrie nach dem Wiederanlaufen nach einer Produktionspause oder sich ändernde Folienparameter, beispielsweise bei Verwendung einer Folie mit anderem Wärmeausdehnungskoeffizienten, bedingt.

Bezüglich der nicht mittig geprägten, perforierten oder gestanzten Verpackungsstreifen ist es bekannt, zum Ausgleich der Vorzugsschwankungen der Folienbahn eine zusätzliche, napforientierte Transportwalze vorzusehen, die unmittelbar vor der Prägeeinrichtung oder der Perforiereinrichtung angeordnet ist. Weiterhin ist es möglich, mittels einer Messung der Napfabstände die Vorschubeinrichtungen der Folienbahn entsprechend zu regeln. Beide Lösungen führen zu einem Mehraufwand der Verpackungsmaschine und benötigen zusätzlichen Einbauraum.

Um den Versatz zwischen der Deckfolie und der Folienbahn zu vermeiden ist es weiterhin aus der DE 39 12 054 A1 bekannt, den Vorzug der Folienbahn in einen Regelkreis dem Abstand der Deckbilder anzupassen. Bei der DE-41 22 903 A1 hingegen werden Deckfolie und Folienbahn zusammen vor dem Siegeln der Deckfolie gezielt erwärmt, so daß es durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Deckfolie und Folienbahn zu einem entsprechenden Ausgleich des Versatzes kommt. Auch diese beiden Lösungen führen zu einem Mehraufwand an der Verpackungsmaschine und vermeiden nicht das außermittige Prägen an einer nachgeordneten Prägestation.

Aus der DE 30 26 856 A1 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, die zwei in einem gewissen Abstand voneinander beabstandete Walzenpaare aufweist, zwischen denen eine Folienbahn gelängt werden kann. Die Längung erfolgt dadurch, daß die beiden Walzenpaare mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, so daß es infolge der dadurch in der Folienbahn auftretenden Zugspannung zur gewünschten Längung kommt. Die Regelung der Drehzahlen der Walzenpaare ist relativ aufwendig. Außerdem ist für dieses Verfahren eine reißfeste Folienbahn erforderlich, da es ansonsten zum Einreißen der Folienbahn kommen kann.

Außerdem ist allen bekannten Vorrichtungen gemeinsam, daß der nach einer Produktionspause in der Verpackungsmaschine zwischen der Formstation für die Näpfe und der Siegelstation befindliche, abgekühlte Folienbahnabschnitt nicht, oder nur mit zusätzlichen Aufwand weiterbearbeitet werden kann. Dies deshalb, weil die Napfabstände nach dem Abkühlen der Folienbahn an den jeweiligen Bearbeitungsstationen gegenüber dem kontinuierlichen Normalbetrieb verkürzt sind.

Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß unabhängig von der Vorschubgeschwindigkeit der Folienbahn oder nach Produktionspausen die Abstände der Näpfe und die Lage der Folienbahn zur Deckfolie an der Siegelstation und nachgeordneten Bearbeitungsstationen stets konstant sind. Dadurch kann nach einer Produktionspause eine bereits abgekühlte Folienbahn weiterbearbeitet werden, wodurch Abfall vermieden wird. Vorteilhaft ist außerdem, daß die Regelung der Napfabstände sehr rasch erfolgt, was insbesondere nach einer Produktionspause von Vorteil ist. Weiterhin können Folienmaterialien mit verschiedenen Materialeigenschaften ohne langwierige Einstellungen an der Verpackungsmaschine verarbeitet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung läßt sich erzielen, wenn die Siegelwalze selbst kraftbeaufschlagt und als Walzeinrichtung ausgebildet ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine in einer vereinfachten Seitenansicht und

Fig. 2 einen Teil der Verpackungsmaschine nach Fig. 1 in abgewandelter Form, ebenfalls in vereinfachter Seitenansicht.

Die in der Fig. 1 dargestellte Verpackungsmaschine hat eine Formstation 10, die in eine endlose Kunststoffbahn 11 aus thermoplastischem Material Näpfe 12 einformt. Die Kunststoffbahn 11 ist auf einer Vorratsrolle 1 bevorratet und wird mittels Abzugsrollen 2, 3 der Formstation 10 zugeführt. Mittels einer Dosiereinrichtung 15 werden Gegenstände, insbesondere Tabletten 16, Kapseln, Dragees o. ä., in die Näpfe 12 der Bahn 11 abgegeben. Der Dosiereinrichtung 15 nachgeordnet ist eine erste optisch arbeitende Meßeinrichtung 18 zur Erfassung der Napfabstände a von in Förderrichtung hintereinander geförderten Näpfen 12. Die Meßeinrichtung 18 ist mit der Steuereinrichtung 19 der Verpackungsmaschine gekoppelt. An die Meßeinrichtung 18 schließt sich in Förderrichtung der Bahn 11 eine kombinierte Walz- und Siegeleinrichtung 20 an. Die Walz- und Siegeleinrichtung 20 hat eine Siegelwalze 21, in der der Form der Näpfe 12 angepaßte Ausnehmungen 22 ausgebildet sind. Dabei ist die Größe der Ausnehmungen 22 etwas größer als die Größe der Näpfe 12. Die Siegelwalze 21 wirkt mit einer Heizwalze 23 zusammen, deren Temperatur auf ein bestimmtes, konstantes Niveau eingeregelt ist. Die Heizwalze 23 ist über einen Hebel 24 zum Beispiel mit der Kolbenstange 26 eines Stellzylinders 27 verbunden. Die Kolbenstange 26 wirkt mit einer Kraft F auf den Hebel 24, der somit die Heizwalze 23 gegen die Siegelwalze 21 drückt. Die von dem Stellzylinder 27 erzeugte Kraft F ist abhängig von den Napfabständen a, wobei die Steuereinrichtung 20 den Stellzylinder 27 entsprechend ansteuert.

Zwischen der Siegelwalze 21 und der Heizwalze 23 ist über der Bahn 11 noch eine Deckfolienbahn 30 angeordnet. Zur Erkennung der Deckbilder ist vor der Heizwalze 23 ein Druckmarkensensor 37 angeordnet. An die Siegel- 21 und Heizwalze 23 schließen sich eine Transportwalze 34 und eine kombinierte Präge-, Perforier- und Ausstanzeinrichtung 35 an, wobei vor der Transportwalze 34 eine zweite Meßeinrichtung 38 zur Erkennung der Lage der Druckmarke angeordnet sein kann. Die Ausstanzeinrichtung 35 trennt von der Bahn 11 Verpackungsstreifen 36 ab, die jeweils die Breite von zwei Napfreihen aufweisen.

Die oben beschriebene Verpackungsmaschine arbeitet wie folgt: im Normalbetrieb der Verpackungsmaschine gelangen die Näpfe 12 mit bekannter Fördergeschwindigkeit von der Formstation 10 zur Siegelwalze 21 und von dort zur Präge-, Perforier- und Ausstanzeinrichtung 35. Das bedeutet, daß sich die Napfabstände a während des Förderweges der Bahn 11 in bekannter Weise durch Schrumpfung infolge Abkühlung nach der Formstation 10 längs und quer zur Erstreckungsrichtung der Bahn 11 verkürzen. In diesem Fall genügt es, die Heizwalze 23 lediglich mit solch einer Kraft F gegen die Siegelwalze 21 anzudrücken, daß die Deckfolienbahn 30 auf die Oberseite der Bahn 11 aufgesiegelt wird.

Kommt es hingegen zu einem Produktionstop der Verpackungsmaschine, so kühlt die Bahn 11 innerhalb der Verpackungsmaschine gegenüber dem Normalbetrieb stärker, eventuell sogar vollständig ab. Das bedeutet, daß die Napfabstände a an der Siegelwalze 21 und der Präge-, Perforier- und Stanzeinrichtung 35 gegenüber dem Normalbetrieb geringer sind. Infolgedessen kann es beim Aufsiegeln der Deckfolienbahn 30 zu einem Versatz dieser mit der Bahn 11 kommen, so daß die Druckbilder der Deckfolienbahn 30 nicht mehr positionsgerecht auf der Bahn 11 erscheinen. Weiterhin kann es durch die geringeren Napfabstände a in der Präge-, Perforier- und Ausstanzeinrichtung 35 zu fehlerhaft geprägten oder beschädigten Packungsstreifen 36 kommen. Sobald nun beim Wiederanlaufen der Verpackungsmaschine durch die Meßeinrichtungen 18, 38 die geringeren Napfabstände a erfaßt werden, erzeugt der Stellzylinder 27 aufgrund des Meßsignals der Meßeinrichtungen 18, 38 und einer entsprechenden Ansteuerung der Steuereinrichtung 19 eine erhöhte Kraft F. Der Zusammenhang zwischen der Kraft F, den Dicken D und d der Bahn 11 sowie den Napfabständen a wurde in Meßreihen ermittelt, so daß in der Steuereinrichtung 19 in Abhängigkeit von den Napfabständen a eine zugeordnete Kraft F ermittelt wird, die zu den gewünschten Sollnapfabständen a führt. Diese Abstände a können über die Meßeinrichtung 38 erfaßt werden. Die Kraft F wirkt über den Hebel 24 auf die Heizwalze 23, so daß die zwischen Heiz- 23 und Siegelwalze 21 befindliche Bahn 11 plastisch verformt wird. Demgegenüber wird die Deckfolienbahn 30 nicht oder nur in sehr geringem Umfang verformt. Die Verformung der Bahn 11 bewirkt, daß sich die ursprüngliche Dicke D der Bahn 11 auf die Dicke d reduziert und gleichzeitig die Bahn 11 gelängt wird (Anmerkung: Dicken d und D der besseren Erkennbarkeit in den Figuren nicht maßstäblich dargestellt). Mit der Dickenreduzierung geht somit gleichzeitig eine Vergrößerung der Napfabstände a auf das gewünschte Sollmaß einher. Dieses Sollmaß entspricht den Napfabständen a beim normalem, nicht unterbrochenem Betrieb der Verpackungsmaschine. Infolgedessen kann die gesamte abgekühlte Bahn 11, die sich zwischen der Formstation 10 und der Siegel- 21 und Heizwalze 23 befindet, weiterverarbeitet werden. Bei den üblichen Größenverhältnissen derartiger Verpackungsmaschinen kann diese Folienbahnlänge einige Meter betragen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Heizwalze 23 schon während des Normalbetriebs der Verpackungsmaschine mit einer derartig hohen Kraft F beaufschlagt wird, daß die Bahn 11 geringfügig plastisch verformt wird. Das bedeutet, daß die Napfabstände a nach der Heizwalze 23 um ein bestimmtes Maß vergrößert sind. In diesem Fall sind selbstverständlich nachgeordnete Einrichtungen, wie die Präge-, Perforier- und Ausstanzeinrichtung 35 den geänderten geometrischen Verhältnissen der Bahn 11 anzupassen. Das eben beschriebene Verfahren hat den Vorteil, daß die Napfabstände a nicht nur vergrößert, sondern bei reduzierter Kraft F, auch verkleinert werden können. Somit können also auch Maschinentoleranzen oder Toleranzen bei geändertem Material der Bahn 11 ausgeglichen werden. Weiterhin ist es denkbar, mittels einer der Präge-, Perforier- und Ausstanzeinrichtung 35 nachgeordneten Kontrolleinrichtung zur Erfassung der geometrischen Daten ausgestanzter Packungsstreifen 36 die Kraft F zusätzlich zu regeln.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist zwischen der Meßeinrichtung 18a und der Siegel- 21a und Heizwalze 23a eine Walzeinrichtung 40 angeordnet. Die Walzeinrichtung 40 hat eine Transportwalze 41 und ein Andrückwalze 42. Die Andrückwalze 42 ist wie die Heizwalze 23 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 über einen Hebel 24a mit einer Kraft F kraftbeaufschlagt. Die Funktions- und Arbeitsweise der Transportwalze 41 und der Andrückwalze 42 entspricht der der Siegel- 21 und Heizwalze 23 beim ersten Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel dienen die Siegel- 21a und die Heizwalze 23a bei der Fig. 2 lediglich zum Aufsiegeln der Deckfolienbahn 30a auf die Bahn 11a, so daß in diesem Bereich keine oder lediglich eine geringe Verformung der Bahn 11a stattfindet. Ferner ist im Bereich der noch ungesiegelten Deckfolienbahn 30a ein Druckmarkenerkennungssensor 37 angeordnet. Der Druckmarkenerkennungssensor ist über die Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine mit der Walzeinrichtung 40 gekoppelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es ebenfalls möglich, über eine gezielte Beeinflussung der Napfabstände a die Position der Druckbilder der Deckfolienbahn 30a zu regeln. Weiterhin besteht wie beim ersten Ausführungsbeispiel weiterhin die Möglichkeit, die Napfabstände a über die Meßeinrichtung 18a wie oben beschrieben, zum Beispiel nach Produktionspausen, zu beeinflussen.

Claims (4)

1. Verpackungsmaschine mit einer Einrichtung (10) zum Einformen von Näpfen (12) in einen aus thermoplastischem Material bestehenden Folienstrang (11; 11a), einer Einrichtung (15) zum Abgeben von Gegenständen (16), bzw. von Tabletten, Kapseln, Dragees o.a. in die Näpfe (12) des Folienstrangs (11; 11a), einer Siegeleinrichtung (21, 23; 21a, 23a) zum Verschließen des Folienstrangs (11; 11a) mit einer Deckfolie (30; 30a), mindestens einer Einrichtung (18, 38; 18a) zur Erkennung von Napfabständen (a), sowie mit mindestens einer der Siegeleinrichtung (21, 23; 21a, 23a) nachgeordneten Einrichtung (35, 35a) zur Bearbeitung des Folienstrangs (11; 11a), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18, 38; 18a) zur Erkennung der Napfabstände (a) mit einer Walzeinrichtung (20; 40) zur plastischen Verformung des Folienstrangs (11; 11a) gekoppelt ist, welche eine erste beheizte Walze (23; 42) umfaßt, die mit einer Gegenwalze (21; 41) zusammenwirkt, und daß die Walzen (23; 42) entsprechend der Napfabstände (a) mit einer auf den Walzspalt wirkenden Kraft (F) beaufschlagt werden.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze (23; 42) über einen Hebel (24; 24a) mit einem Stellzylinder (27) verbunden ist.

3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzeinrichtung (20) Bestandteil der Siegeleinrichtung (21, 23) ist.

4. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzeinrichtung (40) in Förderrichtung vor der Siegeleinrichtung (21a, 23a) angeordnet ist.