[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tiefziehverpackungsmaschine mit einer
daran gelagerten Kettenführungsvorrichtung gemäß Anspruch 1.
[0002] Es ist bekannt, dass eine Tiefziehverpackungsmaschine ein Maschinengestell mit seitlichen
Längsträgern aufweist, an welchen mehrere Arbeitsstationen, einschließlich daran eingesetzter
Maschinenwerkzeugkomponenten, gelagert sind, die zum Bearbeiten einer in Produktionsrichtung
der Tiefziehverpackungsmaschine transportierten Folienbahn eingesetzt werden. Ferner
ist an denselben seitlichen Längsträgern eine zum Ergreifen und zum Transport der
Folienbahn ausgebildete Kettenführungsvorrichtung gelagert. Diese gemeinsame Lagerung
bzw. Befestigung der Arbeitsstationen und der Kettenführungsvorrichtung an den seitlichen
Längsträgern des Maschinengestells bewirkt jedoch, dass es insbesondere während des
Betriebs der Tiefziehverpackungsmaschine entlang der seitlichen Längsträger zu einer
Überlagerung von diversen Kräften kommt. Beispielsweise kommt es an den Längsträgern
zu einer Wechselwirkung zwischen darauf lastenden Gewichtskräften, insbesondere hervorgerufen
durch die daran gelagerten Arbeitsstationen, und entlang der Kettenführungsvorrichtung
ausgeübten Folienzugkräften, die durch die gespannte Folienbahn quer zur Produktionsrichtung
in die seitlichen Längsträger eingeleitet werden.
[0003] Problematisch bei einer solchen Kräfteüberlagerung innerhalb der Längsträger ist,
dass während des Betriebs der Tiefziehverpackungsmaschine von den Arbeitsstationen
auf die Längsträger wirkende Gewichtskräfte, die eventuell durch Hubbewegungen verstärkt
werden können, die Funktionsweise der Kettenführungsvorrichtung beeinflussen. Hinzu
kommt, dass auch umgekehrt, sprich die von der Kettenführungsvorrichtung ausgeübten
Folienzugkräfte die seitlichen Längsträger derart belasten können, dass sich dies
auf die Funktionsweise der Arbeitsstationen auswirkt. Zwar lässt sich die vorangehend
beschriebene Kräfteüberlagerung ggf. durch eine massivere Bauweise des Maschinengestells,
insbesondere der daran ausgebildeten Längsträger kompensieren. Allerdings führt dies
zu höheren Herstellungskosten.
[0004] Hinzu kommt, dass diese in unterschiedlichen Richtungen auf die seitlichen Längsträger
einwirkenden Kräfte an den Längsträgern eine Torsionsbeanspruchung bewirken. Dies
erschwert die konstruktive Ausgestaltung der Längsträger.
[0005] Die
DE 1 586 180 A offenbart eine Tiefziehverpackungsmaschine mit einer Formstation, die innerhalb eines
Maschinengestells gelagert ist. Die Formstation weist ein Werkzeugoberteil auf, das
eingangs der Tiefziehverpackungsmaschine an einem Querträger des Maschinengestells
befestigt ist. An diesem Querträger ist des Weiteren eine Kettenführungsvorrichtung
gelagert, die zum Ergreifen und Transportieren einer Folienbahn ausgebildet ist. Dadurch,
dass das Werkzeugoberteil und die Kettenführungsvorrichtung gemeinsam am selben Querträger
befestigt sind, wirken auf ihn während des Betriebs der Tiefziehverpackungsmaschine
sowohl die durch das Werkzeugoberteil als auch die durch die Kettenführungsvorrichtung
erzeugten Kräfte. Demzufolge treten die eingangs in Zusammenhang mit den seitlichen
Längsträgern beschriebenen Nachteile sinngemäß auch hinsichtlich des hier vorliegenden
Querträgers auf.
[0006] Die
DE 10 2008 051 026 A1 offenbart eine Tiefziehverpackungsmaschine mit einer daran gelagerten Kettenführungsvorrichtung
für seitliche Transportketten, die zum Ergreifen und zum Transportieren einer Folienbahn
in Produktionsrichtung der Tiefziehverpackungsmaschine ausgebildet sind. Die Kettenführungsvorrichtung
verfügt über quer zur Produktionsrichtung verstellbare Kettenglieder, um für verschiedene
Folienbahnbreiten einsetzbar zu sein.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tiefziehverpackungsmaschine konstruktiv und funktional
im Hinblick auf die in Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Nachteile
zu verbessern, insbesondere für den Betrieb einer daran gelagerten Kettenführungsvorrichtung
konstruktive und funktionale Verbesserungen bereitzustellen.
[0008] Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Tiefziehverpackungsmaschine gemäß dem Anspruch
1.
[0009] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die jeweiligen Unteransprüche
gegeben.
[0010] Die erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine umfasst ein Maschinengestell und
eine am Maschinengestell befestigte Kettenführungsvorrichtung für seitliche Transportketten,
die zum beidseitigen Ergreifen einer Folienbahn und zum Transportieren der Folienbahn
in einer Produktionsrichtung der Tiefziehverpackungsmaschine ausgebildet sind. Ferner
weist die erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine mindestens ein Werkzeug auf,
das zum Bearbeiten der mittels der Transportketten ergriffenen Folienbahn ausgebildet
ist. Dieses Werkzeug kann beispielsweise Teil einer Formstation oder einer Siegelstation
sein.
[0011] Das an der erfindungsgemäßen Tiefziehverpackungsmaschine eingesetzte Werkzeug umfasst
ein Werkzeugoberteil, wobei das Maschinengestell zur Befestigung des Werkzeugoberteils
seitliche, sich entlang der Produktionsrichtung erstreckende Längsträger aufweist,
mittels welcher eine Gewichtskraft des Werkzeugoberteils aufnehmbar ist.
[0012] Erfindungsgemäß weist das Maschinengestell zur Befestigung der Kettenführungsvorrichtung
mehrere in Produktionsrichtung zueinander beabstandete, sich quer zur Produktionsrichtung
erstreckende und von den Längsträgern getrennt gelagerte Querträger auf.
[0013] Damit ist bei der Erfindung die Kettenführungsvorrichtung nicht an derselben Maschinengestellkomponente
befestigt wie das Werkzeugoberteil. Vielmehr werden erfindungsgemäß gesonderte Träger
zum Tragen des Werkzeugoberteils und der Kettenführungsvorrichtung eingesetzt, nämlich
die seitlichen Längsträger zum Tragen des Werkzeugoberteils und die Querträger zum
Tragen der Kettenführungsvorrichtung. Dadurch kommt für das Werkzeugoberteil und die
Kettenführungsvorrichtung eine kräftemäßig entkoppelte Lagerung am Maschinengestell
zustande, so dass sich während des Betriebs der Verpackungsmaschine die jeweiligen
vom Werkzeugoberteil und von der Kettenführungsvorrichtung zueinander quergerichtete
Kräfte nicht überlagern oder lediglich in einem stark reduzierten Maße aufeinander
wirken.
[0014] Die im Hinblick auf den Stand der Technik vorangehend beschriebene nachteilige Kräfteüberlagerung
kann somit anhand der Erfindung vermieden werden. Dies führt in Konsequenz zu einer
verbesserten Herstellung von Verpackungen mittels der erfindungsgemäßen Tiefziehverpackungsmaschine,
weil das Werkzeugoberteil und die Kettenführungsvorrichtung kräftemäßig isoliert zueinander
gelagert sind und somit besser unabhängig voneinander arbeiten können.
[0015] Die erfindungsgemäße Kräfteauftrennung ermöglicht eine vereinfachte konstruktive
Bauweise der seitlichen Längsträger, da diese keiner Torsionsbeanspruchung ausgesetzt
sind. Da auch die Querträger keine Torsionsbelastung erfahren, können diese ebenfalls
in konstruktiver Hinsicht einfach hergestellt werden.
[0016] Dadurch, dass an der erfindungsgemäßen Tiefziehverpackungsmaschine verschiedene Maschinengestellkomponenten,
nämlich einerseits die Längsträger und andererseits die Querträger, zum Einsatz kommen,
um das Werkzeugoberteil und die Kettenführungsvorrichtung getrennt zueinander zu lagern,
können die Längsträger und die Querträger in konstruktiver Hinsicht unabhängig voneinander
ausgelegt werden: die Längsträger zur Lagerung des Werkzeugoberteils, sprich zur Aufnahme
der daran anliegenden Gewichtskraft und die Querträger zur Lagerung der Kettenführungsvorrichtung,
sprich zur Aufnahme der daran wirkenden Folienzugkräfte. Dadurch kann für die Kettenführungsvorrichtung
eine gezielte konstruktive Auslegung, insbesondere eine einfache Biegesteifigkeit
quer zur Produktionsrichtung, ohne Überlagerung der Komponentengewichtskraft, d.h.
einer daraus resultierenden Torsionsbeanspruchung, erfolgen. Ebenso können die seitlichen
Längsträger primär auf Basis der daran wirkenden Gewichtsbelastung ausgelegt werden,
d.h. ohne die dazu quergerichtete Folienzugkraft der Kettenführungsvorrichtung zu
berücksichtigen. Damit kann die Auslegung der Querträger auch ohne Berücksichtigung
einer Torsionsbeanspruchung geschehen.
[0017] Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen entkoppelten Lagerung ist auch, dass das Werkzeugoberteil
und die Kettenführungsvorrichtung unabhängig voneinander einstellbar bzw. verstellbar
sind. Die Kettenführungsvorrichtung kann beispielsweise für eine gewünschte Folienbahnbreite
und/oder Folienbahnspannung eingestellt werden, ohne dabei einen Einstell- und/oder
Montageschritt an den seitlichen Längsträgern durchzuführen. Eine Einstellung der
Kettenführungsvorrichtung kann damit unabhängig von den seitlichen Längsträgern, insbesondere
unabhängig von deren Bauweise, geschehen. Auf Distanzbolzen, die bei bekannten Lösungen
zur Befestigung der Kettenführungsvorrichtung an den Längsträgern eingesetzt wurden,
kann daher verzichtet werden.
[0018] Vorstellbar wäre es, dass entlang der Kettenführungsvorrichtung quer zur Produktionsrichtung
gerichtete (Folien-)Zugkräfte mittels der Querträger von den Längsträgern isoliert
aufnehmbar sind. Bei den Zugkräften kann es sich beispielsweise um Folienzugkräfte
handeln, die durch das beidseitige Ergreifen der Folienbahn zum Erreichen einer gewünschten
Folienspannung ausgeübt werden. Dadurch, dass die beim Ergreifen der Folienbahn quer
zur Produktionsrichtung erzeugten Zugkräfte längs einer Erstreckung der Querträger
auf diese wirken, werden die jeweiligen Querträger, wenn überhaupt, dann nur sehr
gering einer Biegebelastung ausgesetzt. Vielmehr sind die jeweiligen Querträger primär
im Hinblick auf die daran anliegenden Zugkräfte auf Druck bzw. auf Zug beansprucht.
Dies ermöglicht eine einfache konstruktive Bauweise für die Querträger.
[0019] Vorzugsweise sind von mehreren an der Tiefziehverpackungsmaschine eingesetzten Werkzeugen
ausgeübte Gewichtskräfte mittels der Längsträger von den Querträgern isoliert aufnehmbar.
Die Funktionsweise der jeweiligen Werkzeuge kann damit unabhängig von der Einstellung
und/oder von dem Betrieb der Kettenführungsvorrichtung an der Tiefziehverpackungsmaschine
ablaufen, so dass insgesamt ein verbessertes Produktionsergebnis zustande kommt. Vor
allem ist es auf Basis der isolierten Kräfteaufnahme auch besser möglich, dass auf
den Längsträgern gelagerte Werkzeugtypen durch andere ausgetauscht werden, weil die
Längsträger dadurch lediglich variierende Gewichtskräfte aufnehmen müssen.
[0020] Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Kettenführungsvorrichtung pro Querträger
zwei daran befestigte Stützeinheiten aufweist, die zum Übertragen der quer gerichteten
Zugkräfte auf die jeweiligen Querträger ausgebildet sind. Aus der Folienspannung resultierende
Zugkräfte können mittels der Stützeinheiten auf die jeweiligen unterhalb der Folienbahn
angeordneten Querträger abgelenkt und von diesen aufgenommen werden, so dass am Maschinengestell
ein über die Folienbahn, die Stützeinheiten und die Querträger geschlossener Kraftfluss
zustande kommt, der von den Längsträgern isoliert bleibt. Vor allem bietet dies die
Möglichkeit, die Stützeinheiten im Hinblick auf die an der Kettenführungsvorrichtung
anliegenden Zugkräfte und die dadurch entstehenden Biegemomente gesondert auszulegen.
[0021] Vorzugsweise weisen die jeweiligen Querträger eine Oberseite auf, entlang welcher
die daran befestigten Stützeinheiten quer zur Produktionsrichtung verstellbar sind.
Diese Verstellfunktion ermöglicht das Ergreifen und Transportieren verschiedener Folienbahnbreiten
mittels der Kettenführungsvorrichtung. Insbesondere lassen sich die Stüzteinheiten
stufenlos verstellen, wodurch sich eine gewünschte Folienspannung für die Folienbahn
genauer einstellen lässt. Die als Unterbau für die Kettenführungsvorrichtung eingesetzten
Querträger können unabhängig von der eingestellten Folienbahnbreite und/oder von der
eingestellten Folienspannung kräftemäßig von den Längsträgern isoliert beansprucht
werden. Insbesondere ist die an den jeweiligen Querträgern anliegende Kräftebilanz
in jeder Einstellung der Kettenführungsvorrichtung unabhängig von den auf die Längsträger
wirkenden Gewichtskräften.
[0022] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Querträger an
ihren Enden an gegenüberliegenden, zum Tragen der Längsträger eingesetzten senkrechten
Säulen des Maschinengestells befestigt sind. Die Säulen nehmen entlang deren Längserstreckung
sowohl Gewichtskräfte der entlang der Längsträger befestigten Werkzeuge als auch eine
Gewichtskraft der Kettenführungsvorrichtung auf. Da die Querträger bei dieser Variante
zwischen den Säulen befestigt sind, dienen sie insgesamt auch zur Versteifung des
Maschinengestells.
[0023] Vorstellbar wäre es, dass die Querträger zur Versteifung des Maschinengestells jeweils
einen Teil einer quer zur Produktionsrichtung ausgerichteten, geschlossenen Rahmenstruktur
am Maschinengestell ausbilden. Die senkrechten Säulen können ebenfalls zum Ausbilden
der geschlossenen Rahmenstruktur eingesetzt werden. Eine solche Rahmenstruktur kann
ferner einen oberhalb des Bodens positionierten Querträger aufweisen.
[0024] Vorzugsweise ist über die senkrechten Säulen über die daran befestigten Querträger
eine von der Kettenführungsvorrichtung ausgeübte Gewichtskraft aufnehmbar. Diese Gewichtskraft
wirkt über die an den Querträgern ausgebildeten Enden gleichgerichtet mit der Gewichtskraft
des Werkzeugoberteils auf die Säulen, sodass sich für die Säulen eine einfache Bauweise
ergibt.
[0025] Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Kettenführungsvorrichtung entlang
der Produktionsrichtung mindestens einen von den seitlichen Längsträgern entsprechend
einer Höhenlage der zwischen den senkrechten Säulen befestigten Querträger, abgehängt
gelagerten weiteren Querträger aufweist. Dieser, an der Kettenführungsvorrichtung
selbsttragend befestigte Querträger, der wie die anderen Querträger ebenfalls von
den Längsträgern des Maschinengestells entkoppelt gelagert ist, sorgt für eine insgesamt
robuste Bauweise der Kettenführungsvorrichtung. Insbesondere verhilft er der Kettenführungsvorrichtung
dazu, über ihre gesamte Länge eine starre Struktur zu haben, um die daran ergriffene
Folienbahn mit einer gewünschten Folienspannung zu halten.
[0026] Der zwischen den vertikalen Säulen eingebaute Querträger und der an anderer Stelle
an der Kettenführungsvorrichtung frei getragene Querträger können im Wesentlichen
dieselbe konstruktive Bauweise haben, wodurch deren Herstellung kostengünstig ist.
[0027] Es ist möglich, dass sämtliche Querträger in einer niedrigeren Höhenlage als die
Längsträger positioniert sind. Am Maschinengestell der Tiefziehverpackungsmaschine
bedeutet dies, dass die jeweiligen Gewichtskräfte der entlang der Längsträger gelagerten
Werkzeuge oberhalb der durch die Kettenführungsvorrichtung ausgeübten Gewichtskraft
wirken, wodurch insgesamt eine robustere Bauweise möglich ist. Außerdem lassen sich
dadurch die entlang der Querträger wirkenden Zugkräfte der Kettenführungsvorrichtung
am Maschinengestell auf einem gegenüber der Führungsebene der Folienbahn abgesenkten
Niveau aufnehmen, wodurch sich die Zugkräfte hin zur Mitte des Maschinengestells verlagern
lassen. Dies sorgt für eine vorteilhafte Kräfteeinwirkung am Maschinengestell.
[0028] Vorteilhaft ist es, wenn die Kettenführungsvorrichtung und/oder die Querträger für
die Kettenführungsvorrichtung unabhängig vom Gewicht des an den Längsträgern befestigten
Werkzeugs dimensioniert ist. Damit ist es möglich, die Kettenführungsvorrichtung in
Modulbauweise an verschiedenen Tiefziehverpackungsmaschinentypen einzusetzen. Insbesondere
kann damit die Kettenführungsvorrichtung als Modul unabhängig von einer ansonsten
installierten Konfigurierung der Tiefziehverpackungsmaschine bezüglich daran eingesetzter
Werkzeuge dimensioniert werden.
[0029] Eine einfache Bauweise ergibt sich dadurch, dass die Querträger und/oder die seitlichen
Längsträger ein im Wesentlichen C-förmiges Profil aufweisen. Die Längsträger und/oder
Querträger können jeweils als Biegekonstruktionsteile vorliegen, deren Querschnitte
hinsichtlich daran anliegender Kräfte ausgebildet sind. Dadurch, dass sich mittels
der erfindungsgemäßen Bauweise für die Längsträger und für die Querträger die jeweils
daran anliegenden Kräfte reduzieren lassen, ist dementsprechend auch deren konstruktive
Auslegung einfacher möglich.
[0030] Die Erfindung schlägt eine gesonderte Befestigung der Kettenführungsvorrichtung,
nämlich an mehreren, am Maschinengestell quer zur Produktionsrichtung gelagerten Querträgern
vor. Diese Querträger sind von den sich am Maschinengestell entlang der Produktionsrichtung
erstreckenden Längsträgern, an welchen Werkzeuge der Tiefziehverpackungsmaschine befestigt
werden können, entkoppelt gelagert. Die sich in Produktionsrichtung erstreckenden
Längsträger und die quer zur Produktionsrichtung angeordneten Querträger können damit
angesichts deren reduzierten Kraftaufnahme einfacher konstruiert werden. Damit entsteht
auch eine Funktionsunabhängigkeit der an der Tiefziehverpackungsmaschine eingesetzten
Werkzeuge und der Kettenführungsvorrichtung, so dass der Produktionsvorgang an der
Tiefziehverpackungsmaschine und insbesondere der Einstellvorgang der Tiefziehverpackungsmaschine
optimiert werden kann.
[0031] Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Figuren genauer erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Tiefziehverpackungsmaschine in perspektivischer Darstellung;
Fig. 2A eine gesonderte, perspektivische Darstellung des Maschinengestells der Tiefziehverpackungsmaschine
aus Fig. 1 mit einer Kettenführungsvorrichtung in einer ersten Stellung;
Fig. 2B das Maschinengestell und die Kettenführungsvorrichtung aus Fig. 2A in einer
Querschnittdarstellung;
Fig. 3A eine isolierte, perspektivische Darstellung des Maschinengestells mit der
Kettenführungsvorrichtung in einer zweiten Stellung; und
Fig. 3B das Maschinengestell mit der Kettenführungsvorrichtung aus Fig. 3A in einer
Querschnittdarstellung.
[0032] Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0033] Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine intermittierend arbeitende Tiefziehverpackungsmaschine
1. Die Tiefziehverpackungsmaschine 1 weist eine Formstation 2, eine Siegelstation
3, eine Querschneideeinrichtung 4 und eine Längsschneideeinrichtung 5 auf, die in
dieser Reihenfolge in einer Produktionsrichtung R der Tiefziehverpackungsmaschine
1 an einem Maschinengestell 6 angeordnet sind. Eingangsseitig befindet sich an dem
Maschinengestell 6 eine Zuführeinrichtung 7, von der eine Folienbahn F (siehe Fig.
2B) abgezogen wird. Ferner weist die Tiefziehverpackungsmaschine 1 eine Kettenführungsvorrichtung
8 auf, die entlang der Produktionsrichtung R der Tiefziehverpackungsmaschine 1 die
Folienbahn F durch die jeweiligen am Maschinengestell 6 gelagerten Arbeitsstationen
führt.
[0034] In Fig. 1 ist die Formstation 2 als eine Tiefziehstation ausgebildet, in der durch
Tiefziehen, beispielsweise mittels Druckluft und/oder Vakuum, Mulden in die Folienbahn
F geformt werden. Dabei kann die Formstation 2 derart ausgebildet sein, dass in der
Richtung senkrecht zur Produktionsrichtung R mehrere Mulden nebeneinander gebildet
werden. In Produktionsrichtung R hinter der Formstation 2 ist eine Einfüllstrecke
9 vorgesehen, in der die in der Folienbahn F geformten Mulden mit Produkten befüllt
werden.
[0035] Die Siegelstation 3 verfügt über eine hermetisch verschließbare Kammer 3a, in der
die Atmosphäre in den Mulden vor dem Versiegeln mit der von einer Oberfolientransporteinrichtung
10 abgegebenen Oberfolie z.B. evakuiert und/oder durch Gasspülen mit einem Austauschgas
oder einem Gasgemisch ersetzt werden kann.
[0036] Die Querschneideeinrichtung 4 kann als Stanze ausgebildet sein, die die Folienbahn
F und die Oberfolie in einer Richtung quer zur Produktionsrichtung R zwischen benachbarten
Mulden durchtrennt. Dabei arbeitet die Querschneideeinrichtung 4 derart, dass die
Folienbahn F nicht über die gesamte Breite aufgetrennt wird, sondern zumindest in
einem Randbereich nicht durchtrennt wird. Dies ermöglicht einen kontrollierten Weitertransport
der Folienbahn F mittels der Kettenführungsvorrichtung 8.
[0037] Die Längsschneideeinrichtung 5 kann als eine Messeranordnung ausgebildet sein, mit
der die Folienbahn F und die Oberfolie zwischen benachbarten Mulden und am seitlichen
Rand der Folienbahn in Produktionsrichtung R durchtrennt werden, so dass hinter der
Längsschneideeinrichtung 5 einzelne Verpackungen vorliegen.
[0038] Die Tiefziehverpackungsmaschine 1 aus Fig. 1 verfügt ferner über eine Steuereinrichtung
11. Sie hat die Aufgabe, die in der Tiefziehverpackungsmaschine 1 ablaufenden Prozesse
zu steuern und zu überwachen. Eine Anzeigevorrichtung 12 dient zum Visualisieren bzw.
Beeinflussen der Prozessabläufe in der Tiefziehverpackungsmaschine 1 für bzw. durch
einen Bediener.
[0039] Fig. 2A zeigt das Maschinengestell 6 der Tiefziehverpackungsmaschine 1 in isolierter,
perspektivischer Darstellung. Fig. 2A zeigt, dass die Kettenführungsvorrichtung 8
entkoppelt von seitlichen Längsträgern 13 am Maschinengestell 6 gelagert ist. Die
Längsträger 13 erstrecken sich am Maschinengestell 6 entlang der Produktionsrichtung
R und bilden eine Basis zur Befestigung der Formstation 2, der Siegelstation 3, der
Querschneideeinrichtung 4 und der Längsschneideeinrichtung 5. Die Längsträger 13 tragen
somit das Gewicht dieser Arbeitsstationen.
[0040] Die Kettenführungsvorrichtung 8 verfügt über seitliche Transportketten 14, die zum
Ergreifen und Transportieren der Folienbahn F ausgebildet sind. Vor allem zeigt Fig.
2A, dass die Kettenführungsvorrichtung 8 auf einem Querträger 15 befestigt ist, der
sich quer zur Produktionsrichtung R erstreckt. Der Querträger 15 ist unterhalb der
Längsträger 13 am Maschinengestell 6 befestigt. Beabstandet zum Querträger 15 ist
ein weiterer Querträger 15' angeordnet, der im Wesentlichen dieselbe Bauweise und
Funktion wie der Querträger 15 hat, allerdings freitragend an der Kettenführungsvorrichtung
8 befestigt ist.
[0041] Der gemäß Fig. 2A für die Befestigung der Kettenführungsvorrichtung 8 eingesetzte
Querträger 15 weist seitliche Enden 16 auf, mittels welcher er an vertikalen Säulen
17 des Maschinengestells 6 befestigt ist. Im Bereich des Bodens senkrecht zur Produktionsrichtung
R erstreckt sich ein weiterer Träger 18 zwischen den vertikalen Säulen 17. Der Träger
18, die vertikalen Säulen 17 sowie der Querträger 15 bilden zusammen eine quer zur
Produktionsrichtung R fixierte, im Wesentlichen rechteckige Rahmenstruktur am Maschinengestell
6 aus, welche zu einer robusten Bauweise führt. Diese Rahmenstruktur wird insbesondere
in Fig. 2B ersichtlich.
[0042] Fig. 2A zeigt weiter, dass die jeweiligen Längsträger 13 aus im Wesentlichen C-förmigen
Rahmenteilen, beispielsweise als Biegekonstruktionsteile, ausgebildet sind. Die dadurch
gebildeten C-förmigen Seitenrahmenträger sind am Maschinengestell 6 zueinander abgewandt
gelagert. Dadurch lassen sich die Längsträger 13 besser reinigen.
[0043] Gemäß Fig. 2A sind auf einer Oberseite 19 des Querträgers 15 verschiebbare Stützeinheiten
20 der Kettenführungsvorrichtung 8 positioniert. Die Stützeinheiten 20 können entlang
der Oberseite 19 des Querträgers 15 stufenlos verstellt werden, um mittels der Kettenführungsvorrichtung
8 verschiedene Folienbahnbreiten ergreifen zu können bzw. um an der Folienbahn F eine
gewünschte Folienspannung einzustellen. Die Transportkette 14 ist in Fig. 2A entlang
eines Kettenführungsprofils 21 angeordnet, das von der Stützeinheit 20 getragen wird.
[0044] Fig. 2B zeigt das Maschinengestell 6 in einer Querschnittdarstellung entlang der
Produktionsrichtung R. Auf den beiden seitlichen Längsträgern 13 ist ein in Fig. 2B
schematisch dargestelltes Werkzeug W, insbesondere ein Werkzeugoberteil 22, befestigt,
beispielsweise ein Formwerkzeugoberteil der Formstation 2. Eine Gewichtskraft G des
Werkzeugoberteils 22 wird über die seitlichen Längsträger 13 vom Maschinengestell
6 aufgenommen. In Fig. 2B wird die Gewichtskraft G auf beiden Seiten des Maschinengestells
6 über die Längsträger 13 in die vertikalen Säulen 17 eingeleitet. Auf den vertikalen
Säulen 17 lastet auch die von der Kettenführungsvorrichtung 8 erzeugte Gewichtskraft
G'.
[0045] Zwischen den Transportketten 14 ist die Folienbahn F eingespannt. Die daran wirkenden
Folienzugkräfte Z werden über die seitlichen Kettenführungsprofile 21 und die Stützeinheiten
20 auf den Querträger 15 übertragen. Die Folienzugkräfte Z wirken damit im Wesentlichen
längs des Querträgers 15 und nicht - wie bei bekannten Ausführungen - auf die seitlichen
Längsträger 13. Die Gewichtskraft G des Werkzeugoberteils 22 wirkt ohne Beeinflussung
der Kettenführungsvorrichtung 8 auf das Maschinengestell 6, d.h. der Querträger 15
bleibt davon unbelastet. Umgekehrt, das zeigt ebenfalls Fig. 2B, werden die Längsträger
13 nicht von den Folienzugkräften Z der Kettenführungsvorrichtung 8 belastet. Diese
isolierte Kräfteeinwirkung auf das Maschinengestell 6 vereinfacht dessen konstruktive
Bauweise.
[0046] Fig. 2B zeigt, dass die aufgrund der Folienspannung über die Folienbahn F ausgeübten
Folienzugkräfte Z innerhalb der Kettenführungsvorrichtung 8, insbesondere auf dem
Querträger 15 verbleiben, d.h. von den Längsträgern 13 isoliert sind. Eine mittels
der Folienzugkräfte Z hervorgerufene Belastung der Kettenführungsvorrichtung 8 kann
damit von den Längsträgern 13 entkoppelt werden, so dass die Längsträger 13 keiner
Querbeanspruchung ausgesetzt sind.
[0047] Der in Fig. 2B gezeigte Kräfteverlauf verdeutlicht, dass die jeweiligen Gewichtskräfte
G, G' keine Wechselwirkung mit den entlang der Kettenführungsvorrichtung 8 auftretenden
Folienzugkräften Z eingehen, wodurch sowohl eine Funktionsweise als auch eine Einstellbarkeit
der Kettenführungsvorrichtung 8 unabhängig von den entlang der Längsträger 13 befestigten
Werkzeugenkomponenten, beispielsweise von dem Werkzeugoberteil 22, ist.
[0048] In Fig. 2B sind die beiden Stützeinheiten 20 maximal aufeinander zu entlang der Oberseite
19 des Querträgers 15 verstellt. Die Kettenführungsvorrichtung 8 ist damit für eine
minimale Folienbreite eingestellt. Die beiden Stützeinheiten 20 sind dafür innerhalb
einer Nut 23 des Querträgers 15 maximal zur Maschinenmitte hin verschoben.
[0049] Der Querträger 15 ist am Maschinengestell 6 in einer ersten Höhenlage H1 oberhalb
eines Untergrunds U befestigt. Die in Produktionsrichtung R verlaufenden Längsträger
13 sind am Maschinengestell 6 in einer zweiten Höhenlage H2 positioniert. Der Querträger
15 ist gemäß Fig. 2B unterhalb der Längsträger 13 angeordnet, so dass die daran anliegenden
Folienzugkräfte Z gegenüber den auf die Längsträger 13 wirkenden Gewichtskräften G
weiter zur Maschinenmitte hin versetzt wirken. Durch die weiter zur Maschinenmitte
hin verlagerten, auf die Querträger 15 wirkenden Folienzugkräfte F wird der Aufbau
insgesamt stabiler.
[0050] Dadurch, dass die in Fig. 2B gezeigten Längsträger 13 keine Folienzugkräfte Z der
Kettenführungsvorrichtung 8 aufzunehmen brauchen, d.h. keiner Torsionsbeanspruchung
ausgesetzt sind, können sie speziell im Hinblick auf die mittels der Gewichtskraft
G des Werkzeugoberteils 22 hervorgerufenen Belastung, sprich vereinfacht ausgelegt
werden, z.B. in C-förmiger Ausführung. Die nach außen hin offene, C-förmige Ausbildung
der Längsträger 13 aus Fig. 2B ist insbesondere für Reinigungszwecke vorteilhaft.
[0051] Fig. 2B zeigt weiter, dass der an seinen seitlichen Enden 16 an den vertikalen Säulen
17 befestigte Querträger 15 zusammen mit dem darunter positionierten Träger 18 und
den vertikalen Säulen 17 die im Wesentlichen rechteckig geformte, geschlossene Rahmenstruktur
ausbildet. Diese bietet sowohl für die Kettenführungsvorrichtung 8 als auch für das
Werkzeugoberteil 22 einen besonders robusten Unterbau, der zur Aufnahme der jeweiligen
Gewichtskräfte G, G' und der Folienzugkräfte Z bestens geeignet ist.
[0052] Fig. 3A zeigt das Maschinengestell 6 aus Fig. 2A mit der daran positionierten Kettenführungsvorrichtung
8 in einer zweiten Stellung. In dieser Stellung sind die beiden Stützeinheiten 20
auf der Oberseite 19 des Querträgers 15 maximal nach außen verstellt gelagert. Damit
kann eine breitere Folienbahn F zwischen den Transportketten 14 ergriffen werden.
Auch in dieser Einstellung der Kettenführungsvorrichtung 8 bleiben die seitlichen
Längsträger 13 von damit einhergehenden Folienzugkräften Z unbelastet.
[0053] Fig. 3B zeigt die zweite Einstellung der Kettenführungsvorrichtung 8 in einer Querschnittperspektive.
Die beiden Stützeinheiten 20 sind in der jeweiligen Nut 23 maximal zur Außenseite
des Maschinengestells 6 hin verlagert. Die in Fig. 3B gezeigte Folienbahn F weist
eine größere Folienbreite auf als die in Fig. 2B gezeigte Folienbahn F.
[0054] Auch wird in Fig. 3B anhand des Kraftflusses K, der durch die Folienzugkräfte Z der
Folienbahn F auf die Kettenführungsvorrichtung 8 wirkt, gezeigt, dass die Längsträger
13 davon unbelastet bleiben. Vielmehr nehmen die Längsträger 13, wie bereits in Fig.
2B gezeigt, lediglich die Gewichtskräfte G, G' auf und werden nicht von den Folienzugkräften
Z der Kettenführungsvorrichtung 8 zusätzlich belastet. Im Umkehrschluss gilt auch,
dass die Kettenführungsvorrichtung 8 nicht von der Gewichtskraft G des Werkzeugoberteils
22, und auch nicht von den Gewichtskräften anderer entlang der Längsträger 13 befestigter
Werkzeugkomponenten, belastet wird.
[0055] Im Grunde genommen zeigen die Figuren, dass dank der entkoppelten Lagerung der Kettenführungsvorrichtung
8 und des Werkzeugoberteil 22 sowohl eine Torsionsbelastung der Kettenführungsvorrichtung
8 als auch der Längsträger 13 verhindert, zumindest jedoch in einem erheblichen Maße
reduziert werden kann. Dies gilt unabhängig davon, in welcher Einstellung die Kettenführungsvorrichtung
8 auf dem Querträger 15 positioniert gelagert ist.
[0056] Bei dem in den Figuren gezeigten Werkzeugoberteil 22 kann es sich beispielsweise
um ein Formwerkzeugoberteil der in Fig. 1 gezeigten Formstation 2 handeln. Das gleiche
Kräfteisolierungsprinzip, das im Hinblick auf die Fig. 2B und Fig. 3B für das Werkzeugoberteil
22 und die Kettenführungsvorrichtung 8 beschrieben ist, kann auch für andere Werkzeugoberteile
der Tiefziehverpackungsmaschine 1 zum Einsatz kommen, beispielsweise für ein Siegelwerkzeugoberteil
der Siegelstation 3.
[0057] Dadurch, dass bei der Erfindung die mittels der Folienspannung erzeugten Folienzugkräfte
Z auf die isoliert von den Längsträgern 13 gelagerten Querträger 15 wirken, bleiben
die seitlichen Längsträger 13 davon unbeansprucht. Diese Kräfteisolierung führt dazu,
dass die Längsträger 13 in einfacherer Bauweise primär zur Aufnahme von gleichgerichteten
Gewichtskräften, insbesondere der Gewichtskraft G des Werkzeugoberteils 22 sowie der
Gewichtskraft G' der Kettenführungsvorrichtung 8, d.h. ohne Torsionsbeanspruchung,
ausgelegt werden können.
[0058] Da die an den Längsträgern 13 eingeleiteten Gewichtskräfte G keine Wechselwirkung
mit den entlang der Querträger 15 aufgenommenen Folienzugkräften Z aufweisen, können
das Werkzeugoberteil 22 und die Kettenführungsvorrichtung 8 unabhängig voneinander
arbeiten und eingestellt werden.
[0059] Bei der Erfindung bilden die jeweiligen Querträger 15 eine eigene Lagerstruktur am
Maschinengestell 6 zum Tragen der Kettenführungsvorrichtung 8 aus. Die Längsträger
13 werden davon unabhängig am Maschinengestell 6 zum Tragen von Werkzeugkomponenten
der Arbeitsstationen der Tiefziehverpackungsmaschine 1 eingesetzt. Diese entkoppelte
Lagerung ermöglicht es insbesondere auch, dass verschiedene Werkzeugtypen zusammen
mit der Kettenführungsvorrichtung 8 an der Tiefziehverpackungsmaschine 1 einsetzbar
sind, da der Betrieb der Kettenführungsvorrichtung 8 unabhängig von einer sich ggf.
ändernden Gewichtslast auf den Längsträgern 13 bleibt.
1. Tiefziehverpackungsmaschine (1), umfassend ein Maschinengestell (6), eine am Maschinengestell
(6) befestigte Kettenführungsvorrichtung (8) für seitliche Transportketten (14), die
zum beidseitigen Ergreifen einer Folienbahn (F) und zum Transportieren der Folienbahn
(F) in einer Produktionsrichtung (R) der Tiefziehverpackungsmaschine (1) ausgebildet
sind, sowie mindestens ein Werkzeug (W), das zur Bearbeitung der mittels der Transportketten
(14) ergriffenen Folienbahn (F) ausgebildet ist, wobei das Werkzeug (W) ein Werkzeugoberteil
(22) umfasst, und wobei das Maschinengestell (6) zur Befestigung des Werkzeugoberteils
(22) seitliche, sich entlang der Produktionsrichtung (R) erstreckende Längsträger
(13) aufweist, mittels welcher eine Gewichtskraft (G) des Werkzeugoberteils (22) aufnehmbar
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengestell (6) zur Befestigung der Kettenführungsvorrichtung (8) mehrere
in Produktionsrichtung (R) zueinander beabstandete, sich quer zur Produktionsrichtung
(R) erstreckende und von den Längsträgern (13) getrennt gelagerte Querträger (15)
aufweist.
2. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Kettenführungsvorrichtung (8) zur Produktionsrichtung (R) quergerichtete
Folienzugkräfte (Z) mittels der Querträger (15) von den Längsträgern (13) isoliert
aufnehmbar sind und/oder dass von mehreren an der Tiefziehverpackungsmaschine (1)
eingesetzten Werkzeugen (W) ausgeübte Gewichtskräfte (G) mittels der Längsträger (13)
von den Querträgern (15) isoliert aufnehmbar sind.
3. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenführungsvorrichtung (8) pro Querträger (15) zwei daran befestigte Stützeinheiten
(20) aufweist, die zum Übertragen der quergerichteten Folienzugkräfte (Z) auf die
jeweiligen Querträger (15) ausgebildet sind.
4. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Querträger (15) eine Oberseite (19) aufweisen, entlang welcher die
daran befestigten Stützeinheiten (20) quer zur Produktionsrichtung (R) verstellbar
sind.
5. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (15) an ihren Enden (16) an gegenüberliegenden, zum Tragen der Längsträger
(13) eingesetzten senkrechten Säulen (17) des Maschinengestells (6) befestigt sind.
6. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der senkrechten Säulen (17) über die daran befestigten Querträger (15) eine
von der Kettenführungsvorrichtung (8) ausgeübte Gewichtskraft (G') aufnehmbar ist.
7. Tiefziehverpackungsmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenführungsvorrichtung (8) entlang der Produktionsrichtung (R) mindestens
einen von den seitlichen Längsträgern (13), entsprechend einer Höhenlage der zwischen
den senkrechten Säulen (17) befestigten Querträger (15), abgehängt gelagerten weiteren
Querträger (15') aufweist.
8. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Querträger (15, 15') in einer niedrigeren Höhenlage als die Längsträger
(13) positioniert sind.
9. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenführungsvorrichtung (8) und/oder die Querträger (15, 15') für die Kettenführungsvorrichtung
(8) unabhängig vom Gewicht des an den Längsträgern (13) befestigten Werkzeugs (W)
dimensioniert ist.
10. Tiefziehverpackungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (15, 15') und/oder die seitlichen Längsträger (13) ein im Wesentlichen
C-förmiges Profil aufweisen.