Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren für eine Verpackungsmaschine mit einer Transporteinrichtung nach Anspruch 11.

Aus der DE 10 2008 030 510 A1 ist eine Schalenverschließmaschine bekannt, bei der ein Greifersystem Schalen, die auf einem Zuführband positioniert wurden, mittels zweier horizontal bewegbarer Greifer erfasst. Die Greifer transportieren die Schalen in eine Siegelstation, in der sie mit einer Deckelfolie verschlossen werden. Nach dem Verschließvorgang werden die verschlossenen Schalen durch die zwei Greifer aus der Siegelstation heraustransportiert und auf ein Abführband übergeben. Dabei transportieren die Greifer gleichzeitig sowohl die unverschlossenen Schalen in die Siegelstation als auch die verschlossenen Schalen aus der Siegelstation heraus. Ein solches Greifersystem benötigt einen hohen Raumbedarf für die Greiferbewegungen, die außerhalb bzw. vor allem seitlich der Siegelstation stattfinden, sowie für die Antriebs- und Führungseinrichtungen des Greifersystems. Voraussetzung für den Einsatz von Greifersystemen ist, dass die Schalen entsprechend zu den Greifern auf einem Zuführband beabstandet, gruppiert und positioniert werden, nachdem sie in einem unregelmäßigen oder nicht passenden Abstand dem Zuführband der Verschließmaschine zugeführt werden. Ein solches Greifersystem ist nicht für eine wenigstens dreispurige Schalenverschließmaschine einsetzbar.

Die WO 2011/012652 A1 offenbart eine Schalenverschließmaschine mit einer Transporteinheit, die Aussparungen für Schalen aufweist, um die Schalen darin aufzunehmen und auf einer Ebene zu schieben. Die Transporteinheit erstreckt sich entlang der gesamten Schalenverschließmaschine.

Die WO 20041056655 A2 offenbart eine Vakuumverpackungsmaschine, um Produkte in Beuteln, die auf Transportbändern transportiert werden, zu evakuieren und zu versiegeln.

Aufgabe der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine ist es, eine hinsichtlich der Spurenanzahl universell einsetzbare und raumsparende Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, um Schalen in eine Siegelstation und aus einer Siegelstation zu transportieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum Betrieb einer Verpackungsmaschine nach Anspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine, nämlich eine Schalenverschließmaschine, umfasst eine Siegelstation zum Verschließen von Behältern mit einer Deckelfolie, wobei die Siegelstation ein Siegelwerkzeugoberteil und eine Schalenaufnahme zum Anheben wenigstens eines Behälters an das Siegelwerkzeugoberteil aufweist. Für den zu transportierenden Schalenboden ist eine Transportebene definiert, wobei eine Transporteinrichtung in der abgesenkten Stellung der Schalenaufnahme (11) innerhalb einer für die Schale vorgesehene Öffnung in der Schalenaufnahme vorgesehen und dazu ausgebildet ist, um die Schale in der Transportebene entlang der Schalenaufnahme zu transportieren. Dabei können die Schalen von einem Zuführband in einem willkürlichen Abstand bereitgestellt werden, da sie von der Transporteinrichtung übernommen und entsprechend der Öffnung in der Schalenaufnahme positioniert werden.

Vorzugsweise ist die Transporteinrichtung mehrreihig und/oder mehrspurig, insbesondere drei- oder mehrspurig, um die Anzahl der Schalen in dem Siegelwerkzeug zu erhöhen und damit auch die Leistung der Verpackungsmaschine zu steigern.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind an der Transporteinrichtung Aussparungen für die Schalenaufnahme vorgesehen. Dies ermöglicht, dass die Schalenaufnahme in einer abgesenkten Stellung in die Transporteinrichtung eintauchen kann bzw. die Transporteinrichtung derart in den für die Schalen vorgesehenen Öffnungen angeordnet ist, so dass die Oberkante der Schalenaufnahme auf gleicher Höhe oder mit einem nur geringen Abstand, vorzugsweise 0,1mm bis 5mm, unterhalb der Transportebene der Transporteinrichtung angeordnet ist.

Die Transporteinrichtung weist vorzugsweise wenigstens ein Transportband auf, um die Schale durch das Aufliegen des Behälterbodens auf dem Transportband zu transportieren. Ein Transportband ist flexibel im Einsatz, da verschiedene Schalenabmessungen und Formen von Schalenböden transportiert werden können. Wenn solch ein Transportband vorliegt, wird die Transportebene für den zu transportierenden Schalenboden durch die Oberseite des Obertrums des Transportbands definiert. Vorzugsweise weisen für das Transportband vorgesehene Umlenkrollen Verstellmöglichkeiten auf, die eine Umstellung auf andere Formate in Verbindung mit einer entsprechenden Schalenaufnahme ermöglichen, ohne die Transporteinheit oder ein Transportband zu wechseln.

Die Transporteinrichtung weist bevorzugt Umlenkrollen auf, um den Verlauf des Transportbands so auszuführen, dass ein Eintauchen der Schalenaufnahme in der Transporteinrichtung ermöglicht ist, da dabei das Transportband so umgelenkt wird, dass ein Freiraum für die Schalenaufnahme gewährt wird. Um einen minimalen Umlenkradius zu erreichen, sind auch sogenannte Messerkanten einsetzbar.

Zweckmäßig ist es, wenn eine erste Gruppe von Umlenkrollen oder Messerkanten vorgesehen ist, die die Lage des Transportbands in der Transportebene festlegen und dafür sorgen, dass das Transportband aus dieser Transportebene heraus nach unten bzw. von unten in die Transportebene hinein abgelenkt wird. Durch diese Ablenkung des Transportbands entstehen Aussparungen oder Absätze entlang der Transportstrecke, in die die Schalenaufnahme eintauchen kann, so dass sie nicht mehr über die Transportebene hinaus nach oben vorsteht und so den Transport der Schalen auf der Transporteinrichtung nicht behindert. Eine zweite Gruppe von Umlenkrollen, die einen größeren Durchmesser als die erste Gruppe von Umlenkrollen haben können, ist vorzugsweise weiter unten vorgesehen. Der Freiraum zwischen dem oberen Ende einer Umlenkrolle aus dieser zweiten Gruppe von Umlenkrollen und der Transportebene sollte mindestens der Höhe der Schalenaufnahme entsprechen, vorzugsweise sogar noch etwas größer sein, damit die Schalenaufnahme in ihrer abgesenkten Stellung zwar noch oberhalb der Umlenkrollen liegen kann, aber eben nicht über die Transportebene hinaus nach oben vorsteht. Denkbar ist es, dass das Transportband U-förmig um die Rollen dieser zweiten Gruppe von Umlenkrollen herumgeführt ist. Der Durchmesser dieser zweiten Gruppe von Umlenkrollen bestimmt damit die Breite einer Aussparung der Transporteinrichtung, in die die Schalenaufnahme eintauchen kann.

Die Schalenaufnahme weist vorzugsweise eine Fläche zur Aufnahme eines Schalenrandes auf, die während des Transports der Schale vorzugsweise auf gleicher Höhe oder unterhalb der Transportebene liegt. Dabei kann die Schale auf der Oberfläche der Schalenaufnahme beim Transport entlang der Schalenaufnahme geschoben werden, wenn der Boden der Schale nicht vollständig von der Transporteinrichtung aufgenommen ist. Dies tritt vor allem beim Übergang von einem Zuführband auf das Transportsystem bzw. zwischen zwei in Transportrichtung benachbarten Öffnungen der Schalenaufnahme auf.

Während der Schalenübernahme von einer Zuführeinrichtung auf die Transporteinrichtung werden bevorzugt die Geschwindigkeiten des Transportbandes der Transporteinrichtung und des Zuführmittels der Zuführeinrichtung synchronisiert, um eine in einer Steuerung vorhandene Kenntnis von der Position der Schale auf der Zuführeinrichtung ohne weitere Sensorsysteme auch auf die Transporteinrichtung übernehmen zu können.

In einer vorteilhaften Ausführung weist die Transporteinrichtung eine Anzahl von hintereinander angeordneten Transportbändern entsprechend der Anzahl der in einer Reihe zu verschließende Schalen auf. Dies ermöglicht eine Positionierung einzelner Schalen im Bereich der Öffnungen in der Schalenaufnahme unabhängig zu benachbarten Schalen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Positionieren von mehreren Schalen in einer Siegelstation einer Verpackungsmaschine mittels einer Transporteinrichtung werden die Schalen z.B. von einer Zuführeinrichtung auf die Transporteinrichtung übernommen und so positioniert, dass eine Schalenaufnahme mehrere Schalen, die hintereinander von der Transporteinrichtung transportiert werden, von der Transporteinrichtung abheben und an ein Siegelwerkzeugoberteil bewegen kann, um die Schalen mit einer Deckelfolie zu verschließen. Durch die Transporteinrichtung wird eine Transportebene für den Boden der zu transportierenden Schalen definiert, und die Transporteinrichtung transportiert die Schalen innerhalb einer für die Schalen vorgesehenen Öffnungen der Schalenaufnahme in der Transportebene entlang der Schalenaufnahme. Dieses Verfahren kann auch in einer mehrspurigen Verpackungsmaschine eingesetzt werden und ermöglicht die Übernahme einzelner Schalen oder auch einer vorgruppierten Anzahl von Schalen.

Vorzugsweise legt die Schalenaufnahme nach dem Verschließen die Schalen auf das Transportband ab und die Transporteinrichtung übergibt die Schalen an eine Abführeinrichtung.

Bevorzugt nimmt die Transporteinrichtung in einem begrenzten Zeitabschnitt während des Zeitraumes der Übergabe der verschlossenen Schalen an die Abführeinrichtung gleichzeitig neue zu verschließende Schalen von der Zuführeinrichtung auf, um die Leistung der Verpackungsmaschine noch weiter zu steigern.

Vorzugsweise hebt die Schalenaufnahme mehrere entsprechend der Öffnungen in der Schalenaufnahme vorhandene Schalen, die nebeneinander von der Transporteinrichtung transportiert werden, an, um sie an das Siegelwerkzeugoberteil heranzuführen, sodass diese die Gruppe von Schalen mit einer Deckelfolie verschließen kann.

In einer vorteilhaften Ausführung erfasst ein Sensor die Position einer Schale auf der Zuführeinrichtung oder auf der Transporteinrichtung und eine Steuerung steuert die Transporteinrichtung so an, dass die Schale deckungsgleich zur Öffnung der Schalenaufnahme positioniert wird und somit die Schalenaufnahme die Schale aufnehmen kann.

Das Verfahren eignet sich besonders für mehrspurige Traysealer (Schalenverschließmaschinen), bei denen mit Produkt gefüllte Schalen über mehrere parallel angeordnete Zuführbänder an die Siegelstation herantransportiert und von der Transporteinrichtung innerhalb der Siegelstation entsprechend positioniert bzw. angeordnet werden. Das Verfahren ist aber nicht darauf beschränkt und es sind noch weitere Ausgestaltungen denkbar.

Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Im Einzelnen zeigen:

Figur 1

eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine,

Figur 2a

eine schematische Seitenansicht der Transporteinrichtung und Schalenaufnahme in der Transportstellung,

Figur 2b

eine schematische Seitenansicht der Transporteinrichtung und Schalenaufnahme in einer angehobenen Stellung,

Figur 3

eine schematische Ansicht einer Siegelstation mit einer Zuführ- und Abführeinrichtung mit Schalen auf der Zuführeinrichtung,

Figur 4

eine schematische Ansicht wie Figur 3 mit Behältern auf dem Transportsystem,

Figur 5

eine schematische Ansicht wie Figur 4 mit angehobener Schalenaufnahme,

Figur 6

eine schematische Ansicht wie Figur 3 mit auf dem Transportsystem abgesetzten verschlossenen Schalen,

Figur 7

eine schematische Ansicht wie Figur 6 mit Schalen auf der Abführeinrichtung, und

Figur 8

eine schematische Ansicht einer dreireihigen und dreispurigen Ausführung.

Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1 in Form einer Schalenverschließmaschine, auch Traysealer genannt, mit einer Siegelstation 2, einer Zuführeinrichtung 3 und einer Abführeinrichtung 4. Eine Deckelfolie 5 wird von einem Materialspeicher 6 abgerollt, unterhalb eines Siegelwerkzeugoberteils 7 geführt und auf einen Restfolienwickler 8 aufgewickelt. Eine in diesem Fall einspurige Transporteinrichtung 9 transportiert Schalen 10 entlang einer Schalenaufnahme 11. Dabei werden die Schalen 10 in einer Transportrichtung R durch die Verpackungsmaschine 1 transportiert.

Fig. 2a zeigt die Transporteinrichtung 9 mit einem Transportband 12 und mehreren Umlenkrollen 13a, 13b in der Stellung, in der die Schalen 10 transportiert werden. Ein nicht dargestellter Servoantrieb treibt eine Welle 14 an, über die das Transportband 12 angetrieben wird. Die in Fig. 2a in ihrer abgesenkten Stellung dargestellte Schalenaufnahme 11 weist einen Rahmen 15 auf, welcher über Führungen 16 mit einer nicht dargestellten Hubeinrichtung verbunden ist. Das Transportband 12 steht in Öffnungen 20 (siehe Fig. 3) der Schalenaufnahme auf gleicher Höhe mit der Oberseite der Schalenaufnahme oder leicht über die Schalenaufnahme 11 über und definiert mit seiner Oberseite eine Transportebene E für den Schalenboden 10a. Dabei ist der Höhenunterschied zwischen der Transportebene E und der Schalenaufnahme 11 gerade groß genug, um eine ausreichende Friktion des Schalenbodens 10a auf dem Transportband 12 sicherzustellen.

Fig. 2b zeigt die Schalenaufnahme 11 in einer angehobenen Stellung, bei der die Schalen 10 an ihrem seitlich abstehenden Schalenrand 17 von der Schalenaufnahme 11 aufgenommen sind. Es sind hier deutlich die Aussparungen 18 für Stege 19 der Schalenaufnahme 11 zu erkennen, wobei die Aussparungen 18 durch die Umlenkrollen 13a, 13b und den dadurch ausgeführten Verlauf des Transportbands 12 ermöglicht sind. Dabei sind die oberen Umlenkrollen 13b mit einem sehr kleinen Durchmesser ausgeführt, um das Transportband 12 möglichst nah an die Innenseite der Öffnung 20 in der Schalenaufnahme 11 heranzuführen, um die Strecke S, die einer Lücke zwischen zwei benachbarten Öffnungen 20 in der Schalenaufnahme 11 bzw. zwischen zwei benachbarten Teilstücken des Transportbandes 12 entspricht, überbrücken zu können.

Aus den Figuren 2a und 2b wird deutlich, dass die unteren Umlenkrollen 13a zusammen mit der in der Mitte angeordneten Welle 14 den Verlauf des Untertrums des Transportbands 12 festlegen. Zum Festlegen des Verlaufs des Obertrums des Transportbands 12 ist eine erste Gruppe von Umlenkrollen 13b bzw. Tragrollen vorgesehen, die sich direkt unterhalb der Transport- oder Förderstrecke befinden. Eine zweite Gruppe von in diesem Fall zwei oberen Umlenkrollen 13c, die einen größeren Durchmesser haben als die Trag- oder Umlenkrollen 13b der ersten Gruppe, befindet sich in größerem Abstand nach unten von der Transportebene E. Um diese größeren Umlenkrollen 13c der zweiten Gruppe ist das Transportband 12 U-förmig herumgelegt. Die Umlenkrollen der ersten und der zweiten Gruppe führen das Obertrum des Transportbands 12 so, dass zwei Lücken bzw. Aussparungen 18 entlang der Förderstrecke entstehen, in die anschließend die Stege 19 der Schalenaufnahme 11 eintauchen können. In vertikaler Richtung ist der Abstand zwischen der Oberseite der Umlenkrollen 13c der zweiten Gruppe und der Transportebene E groß genug, dass die Schalenaufnahme 11 in ihrer abgesenkten Stellung nicht über die Transportebene E nach oben hinaus vorsteht, sondern vorzugsweise vollständig unterhalb der Transportebene E liegt. Die Umlenkrollen 13b der ersten Gruppe von oberen Umlenkrollen haben einen kleineren Durchmesser als die Umlenkrollen 13c der zweiten Gruppe von oberen Umlenkrollen 13b, damit die Aussparungen 18 in horizontaler Richtung möglichst nicht viel breiter werden als die Stege 19 der Schalenaufnahme 11.

Fig. 3 zeigt drei vorgruppierte Schalen 10 auf einer Zuführeinrichtung 3 und eine Schalenaufnahme 11 mit drei Öffnungen 20 zur Aufnahme von einer Gruppe mit drei Schalen 10. Ein Sensor 21 am Ende der Zuführeinrichtung 3 erfasst beispielsweise die Vorderkante der Schale 10, die sich am nächsten an der Transporteinrichtung 9 befindet, und leitet diese Position an eine nicht näher gezeigte Steuerung weiter. Die Steuerung ist vorzugsweise auch für die Regelung bzw. Ansteuerung aller in der Verpackungsmaschine 1 vorhandenen Antriebe vorgesehen.

In Fig. 4 ist gezeigt, wie sich die Schalen 10 nach dem Positionieren mittels der Transporteinrichtung 9 entlang der Schalenaufnahme 11 in der Transportrichtung R deckungsgleich über den Öffnungen 20 der Schalenaufnahme 11 befinden.

Fig. 5 zeigt die Schalenaufnahme 11 in der gegen das Siegelwerkzeugoberteil 7 angehobenen Stellung zum Verschließen der Schalen 10 mit einer in dieser Figur nicht dargestellten Deckelfolie 5. Der Verschließvorgang kann dabei auch unter Vakuum oder einer modifizierten Atmosphäre ausgeführt werden.

Fig. 6 zeigt die Schalenaufnahme 11 wieder in der abgesenkten Stellung wie in Fig. 4. Die drei Schalen 10 sind mit einem Teil der Deckelfolie 5 verschlossen und der Schalenboden 10a befindet sich auf dem Transportband 12 der Transporteinrichtung 9.

Fig. 7 zeigt die Übergabe der verschlossenen Schalen 10 auf die Abführeinrichtung 4, die die Schalen 10 beispielsweise weiteren Produktionsschritten wie Überprüfung mittels eines Metalldetektors, Wiegen oder Etikettieren zuführt.

Figur 8 zeigt eine dreireihige und dreispurige Variante der Transporteinrichtung 9 mit drei parallel nebeneinander in Transportrichtung R angeordneten Transportbändern 12. Die Schalenaufnahme 11 weist hierbei entsprechend neun Öffnungen 20 auf.

Als weitere Variante ist es sowohl für einspurige, als auch für mehrspurige Verpackungsmaschinen denkbar, dass für jede Öffnungen 20 in der Schalenaufnahme 11 ein separates Transportband 12 vorgesehen ist, das entweder einzeln oder in Gruppen mittels eines Servoantriebs angetrieben und über eine Maschinensteuerung angesteuert wird.

Die Transporteinrichtung 9 ist in der Lage, auch Schalen 10, die nicht auf einer Zuführeinrichtung 3 vorpositioniert werden, von der Zuführeinrichtung zu übernehmen und deckungsgleich mit den Öffnungen 20 zu positionieren. Jedes der Transportbänder 12 kann mit der Zuführeinrichtung 3 oder einem vorangehenden oder folgendem Transportband 12 der Transporteinrichtung 9 synchronisiert werden.