Heizelement einer Verpackungsmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement zur Heizung bzw. Erwärmung des Verpackungsmaterials, insbesondere einer Monokunststofffolie, in einer Verpackungsmaschine. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verpackungsmaschine selbst sowie ein Verfahren zum Aufheizen einer Materialbahn bzw. zum Herstellen einer Verpackungsmulde.

Heizelemente sind aus dem Stand der Technik bekannt und sind Teil einer Verpackungsmaschine. Bei diesen Verpackungsmaschinen wird in eine plane Materialbahn, beispielsweise eine Folienbahn eine Mulde durch Tiefziehen eingeformt. Dafür muss die Materialbahn vor dem Tiefziehen mit einem Heizelement erwärmt werden. Insbesondere bei Monofolien, die aus einem einzigen Material bestehen, muss das Erwärmen schnell und gleichmäßig erfolgen, eine für das gewünschte Formergebnis minimal zulässige Temperatur darf nicht unterschritten und eine maximal zulässige Temperatur darf nicht überschritten werden, wobei der Unterschied zwischen minimal und maximal zulässiger Temperatur sehr klein ist, also ein nur kleines Temperaturfenster besteht. Gleichzeitig muss das Aufwärmen schnell erfolgen, um eine genügende Taktleistung zur Verfügung stellen zu können. Diesen Anforderungen werden herkömmliche Heizelemente nicht oder nur unzureichend gerecht.

Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Heizelement und eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zum Aufheizen einer Materialbahn bzw. zur Herstellung einer Verpackungsmulde zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Heizelement zur Heizung des Verpackungsmaterials, insbesondere einer Monokunststofffolie, in einer Verpackungsmaschine mit einer Vielzahl von Segmenten, die individuell beheizbar sind, wobei das Heizelement eine Längserstreckungsrichtung und eine Quererstreckungsrichtung aufweist, wobei das Heizelement mindestens drei Segmente aufweist, von denen mindestens ein Segment im Randbereich des Heizelementes und mindestens ein Segment im Zentralbereich des Heizelementes vorgesehenen sind.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung können in andere Gegenstände aufgenommen werden und umgekehrt. Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Heizelement, das zum Erwärmen einer Materialbahn, insbesondere in einer Verpackungsmaschine eingesetzt wird. Vorzugsweise ist die Materialbahn beim Erwärmen stationär und liegt an dem Heizelement an. Dafür kann das Heizelement ein Mittel aufweisen, das den Kontakt zwischen der Materialbahn und dem Heizelement verbessert, das insbesondere so vorgesehen ist, dass die Materialbahn vollflächig an dem Heizelement anliegt. Vorzugsweise ist das Heizelement eine Platte, jedoch nicht notwendigerweise aber bevorzugt ein solches flaches zweidimensionales Objekt. Es kann aber auch gewölbt oder anders 3-dimensional geformt sein. Das Heizelement befindet sich vorzugsweise stromaufwärts von dem Formwerkzeug, bezogen auf die Transportrichtung der Materialbahn, beispielsweise als sogenannte Vorheizung. Alternativ oder zusätzlich ist das Heizelement in das Formwerkzeug integriert, beispielsweise als sogenannte Deckelheizung. Das Heizelement kann direkt mit einem Träger, der Teil der Verpackungsmaschine, insbesondere Teil der Formstation und hier insbesondere Teil des Oberwerkzeugs ist, verbunden sein, oder integrativer Bestandteil des Trägers sein. Dieser Träger kann vertikal bewegbar vorgesehen sein, so dass er in Richtung der Materialbahn und davon weg bewegbar ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Heizelement und dem Träger eine Wärmeisolierung vorgesehen. Weiterhin bevorzugt ist zwischen dem Heizelement und der Wärmeisolierung, vorzugsweise direkt an dem Heizelement, ein Schutz vorgesehen, beispielsweise eine nur wenige Zehntel Millimeter dünne Schutzplatte, um vorzugsweise ein als Heizfolie vorgesehenes Heizelement vor mechanischer Beschädigung auf seiner Unterseite zu schützen, beispielsweise infolge Kontaktes, insbesondere im Sinne einer Dauerschwellbelastung, mit Kanten oder Bohrungsrändern der Wärmeisolierung und/oder einer Trägerplatte. Solcher Kontakt kann sonst zu zumindest partiellen bzw. lokalen Beschädigungen an dem Heizelement führen.

Das Heizelement, das vorzugsweise mit elektrischer Energie betrieben wird, erwärmt die Materialbahn vorzugsweise von einer Seite, beispielsweise von oben wie in einer Deckelheizung oder von unten wie in einer sogenannten „Vorheizung von unten“, oder von beiden Seiten, beispielsweise von oben und unten, wie in einer Sandwichheizung als sogenannte „Vorheizung von oben und unten“, insbesondere wenn der Energieeintrag in die Materialbahn noch schneller erfolgen soll.

Jedes Heizelement weist mindestens ein Heizmittel auf, mit dem die erfindungsgemäßen Segmente realisiert werden. Segmente sind Bereiche/Heizzonen des Heizelements, insbesondere der Materialbahn zugewandte Bereiche, die eine unterschiedliche Ist- Temperatur aufweisen und/oder mit einer unterschiedlichen Solltemperatur geregelt/gesteuert werden und/oder bei denen unterschiedliche Wärmeenergiemengen und/oder Wärmeenergieleistungen auf die Materialbahn übertragen werden.

Dafür kann das Heizelement mehrere, insbesondere diskrete, Heizmittel, beispielsweise 5 - 50, vorzugsweise 51 - 100, noch mehr bevorzugt 101 - >1000 Heizmittel aufweisen.

Derartige Heizmittel sind beispielsweise ein oder mehrere Leiterplatten, die jeweils unterschiedlich mit elektrischer Energie beaufschlagt werden können, um unterschiedliche Ist-Temperaturen bei den Segmenten zu erzielen und/oder mit unterschiedlichen Ist- und/oder Sollwerten geregelt/gesteuert werden. Die Heizmittel können gemäß einem bestimmten Muster vorgesehen sein. Vorzugsweise sind sie nicht äquidistant vorgesehen. Die Heizmittel eines Heizelementes können sich in Form und/oder Größe und/oder Heizleistung voneinander unterscheiden. Das Heizmittel kann auch aus einer Vielzahl von Pixeln bestehen, die individuell und/oder gruppenweise ansteuerbar sind. Diese Pixel können in einem bestimmten Muster in einem Segment und/oder in dem Heizelement angeordnet sein. Die Pixel sind vorzugsweise äquidistant über das Heizelement verteilt. Vorzugsweise sind eine bestimmte Anzahl von Pixeln auf einer Leiterplatte angeordnet, wobei das Heizelement eine Vielzahl solcher Leiterplatten aufweisen kann. Die Pixel einer Leiterplatte können individuell oder in einer oder mehreren Gruppen angesteuert werden.

Vorzugsweise ist das Heizmittel als Heizfolie oder als Leiterplatte vorgesehen.

Auf der der zu heizenden Materialbahn zugewandten Seite des Heizelementes weist dieses vorzugsweise ein Abdeckelement, vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Metall, vorzugsweise Aluminium oder Edelstahl, auf. Vorzugsweise besteht zwischen dem Heizmittel und dem Abdeckelement ein direkter und vorzugsweise vollflächiger Kontakt. Der Fachmann versteht, dass unter „vollflächiger Kontakt“ auch zu verstehen ist, dass beispielsweise das Abdeckelement vorzugsweise vollflächig an das/die Heizmittel geklebt ist, wobei der Kleber, der beispielsweise als doppelseitiges Klebeband vorgesehen ist, vorzugsweise Wärme gut leitet. Ebenso bevorzugt wird der Schutz / Schutzplatte geklebt. Das Heizelement besteht demnach vorzugsweise aus einem Heizmittel und einem Abdeckelement und vorzugsweise einem Schutz. Das Abdeckelement ist vorzugsweise im Wesentlichen plattenförmig und weist ganz besonders bevorzugt einen abgewinkelten, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig umlaufenden Randbereich auf.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Abdeckelement als Folie oder Beschichtung vorgesehen sein, die vorzugsweise eine Antihaft-Wirkung gegenüber der zu heizenden Materialbahn aufweist, um insbesondere ein geringfügiges lokales Wandern der Materialbahn auf dem Heizelement zum Ausgleichen/Glätten von Falten zu fördern oder um ein störendes Anhaften der fertig aufgeheizten Materialbahn während des Ablösens vom Heizelement zu verhindern oder zu minimieren, was beispielsweise bei Materialbahnen hilfreich sein kann, die überwiegend aus A-PET und/oder A-PET-Rezyklat bestehen, um beispielsweise unerwünschte Verformungen oder Falten an der Materialbahn und Verschleiß am Heizelement oder dem Abdeckelement zu verhindern oder zu minimieren.

Das Heizelement hat eine Längs- und eine Quererstreckungsrichtung. Diese können, wie bei einem Quadrat gleich oder wie bei einem Rechteck unterschiedlich sein.

Erfindungsgemäß weist das Heizelement mindestens drei Segmente auf, von denen mindestens ein Segment im Randbereich, d.h. im Bereich des äußeren Umfangs des Heizelementes und mindestens ein Segment im Zentral bereich des Heizelementes vorgesehenen sind. Ein Segment im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Bereich des Heizelementes: in dem eine, insbesondere eine einzige, vorzugsweise individuell einstellbare, Ist- Temperatur eingestellt wird und/oder der mit einer, insbesondere einer einzigen, insbesondere individuell wählbaren Solltemperatur geregelt/gesteuert wird und/oder in dem eine bestimmte, insbesondere individuell wählbare Wärmeenergiemenge und/oder eine bestimmte, insbesondere individuell wählbare, Wärmeenergieleistung auf die Materialbahn übertragen wird.

Zwei Segmente des Heizelementes können sich dadurch unterscheiden, dass sie eine unterschiedliche Ist-Temperatur aufweisen und/oder dass sie mit einer unterschiedlichen Solltemperatur geregelt/gesteuert werden und/oder dass bei ihnen unterschiedliche Wärmeenergiemengen und/oder Wärmeenergieleistungen auf die Materialbahn übertragen werden.

Vorzugsweise werden die Segmente in Form und/oder Größe und/oder Einstellungswerten so ausgewählt bzw. betrieben, dass ein Verpackungsmaterial, insbesondere eine Monofolie, möglichst gleichmäßig und/oder möglichst schnell aufgewärmt wird.

Das jeweilige Segment kann in Form von einem oder mehreren elektrischen Leiterbahnen zur Verfügung gestellt werden. Ein Segment kann aber auch eine Vielzahl von Heizmitteln beispielsweise Pixel aufweisen, die einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind. Die Segmente eines Heizelementes können als separate Bauteile oder auf einem gemeinsamen Träger vorgesehen sein. Der Zentralbereich des Heizelementes bezieht sich vorzugsweise auf den Bereich der geometrischen Mitte der Fläche des Heizelementes, die der Materialbahn zugewandt ist. Vorzugsweise umranden das/die Segment(e) im Randbereich das/die Heizelement(e) im Zentralbereich. Vorzugsweise sind die Segmente im Wesentlichen jeweils quadratisch oder rechteckig vorgesehen. Zwischen den Segmenten kann ein Abstand vorgesehen sein. Vorzugsweise entspricht die Form und/oder Größe des Segments nicht der Form und/oder Größe der Verpackungsmulden, die nach der Erwärmung tiefgezogen werden sollen.

Zwei Segmente des Randbereichs können sich über die gesamte Länge des Heizelementes oder über die gesamte Breite des Heizelementes erstrecken. Die anderen Segmente des Randbereichs sind dann vorzugsweise entsprechend kürzer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Heizelement ein - acht Segment(e) im Randbereich und mindestens ein Segment, vorzugsweise zwei oder drei, noch mehr bevorzugt vier Segmente im Zentralbereich des Heizelementes auf.

Vorzugsweise weist das Heizelement vier Segmente auf, wobei: drei Segmente im Randbereich und ein Segment im Zentralbereich vorgesehen sind oder zwei Segmente im Randbereich und zwei Segmente im Zentralbereich vorgesehen sind oder ein Segment im Randbereich und drei Segmente im Zentralbereich vorgesehen sind.

Weiterhin bevorzugt weist ein Heizelement fünf Segmente auf, wobei: vier Segmente im Randbereich und ein Segment im Zentralbereich vorgesehen sind oder drei Segmente im Randbereich und zwei Segment im Zentral bereich vorgesehen sind oder zwei Segmente im Randbereich und drei Segmente im Zentral be re ich vorgesehen sind oder ein Segment im Randbereich und vier Segmente im Zentral be re ich vorgesehen sind.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist ein Heizelement, das sechs Segmente aufweist, wobei: mindestens drei Segmente im Randbereich und höchstens drei Segmente im

Zentral be re ich vorgesehen sind oder drei Segmente im Randbereich und drei Segmente im Zentralbereich vorgesehen sind oder höchstens zwei Segmente im Randbereich und mindestens vier Segmente im Zentral be re ich vorgesehen sind.

Noch ein bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Heizelement, das sieben Segmente aufweist, wobei: mindestens drei Segmente im Randbereich und höchstens vier Segment im

Zentral be re ich vorgesehen sind oder drei Segmente im Randbereich und vier Segmente im Zentralbereich vorgesehen sind oder vier Segmente im Randbereich und drei Segmente im Zentralbereich vorgesehen sind oder höchstens sechs Segmente im Randbereich und mindestens ein Segment im Zentral be re ich vorgesehen sind.

Weiterhin bevorzugt ist ein Heizelement, das acht Segmente aufweist, wobei: mindestens vier Segmente im Randbereich und höchstens vier Segment im Zentral be re ich vorgesehen sind oder fünf Segmente im Randbereich und drei Segmente im Zentralbereich vorgesehen sind oder vier Segmente im Randbereich und vier Segmente im Zentralbereich vorgesehen sind oder höchstens sechs Segmente im Randbereich und mindestens zwei Segment im Zentral be re ich vorgesehen sind.

Der Fachmann versteht, dass auch Heizelemente mit mehr als acht Segmenten vorgesehen sind, beispielsweise 11 Segmente oder sogar viel mehr, deren Kombinationen im Rand- und Zentralbereich vorzugsweise analog zu den zuvor beschriebenen Kombinationen gestaltet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Heizelement acht Heizsegmente im Randbereich und mindestens zwei Segmente, vorzugsweise drei Heizsegmente, im Zentralbereich des Heizelementes auf. Vorzugsweise verläuft die Längserstreckung von zwei Segmenten des Randbereichs parallel zu der Längserstreckungsrichtung des Heizelementes und von zwei Segmenten des Randbereichs parallel zu der Quererstreckungsrichtung des Heizelementes. Die anderen vier Segmente des Randbereichs sind vorzugsweise Ecksegmente.

Mehr als ein Segment im Zentral be re ich hat insbesondere den Vorteil, dass die zum Aufheizen der Materialbahn benötigte elektrische Leistung einfacher zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere kann der Querschnitt der elektrischen Leitungen reduziert und die Sicherheitstechnik vereinfacht werden. Durch die mindestens zwei Segmente ist es möglich die Materialbahn schnell und gleichmäßig zu erwärmen. Ein kleines Temperaturfenster, in dem die Materialbahn erhitzt werden soll, kann sicher eingehalten werden.

Vorzugsweise weist das Heizelement eine geringe Masse und/oder eine geringe Wärmekapazität auf, wodurch beispielsweise ein ungewolltes Überheizen oder Überschwingen über das gewollte Temperaturfenster (Solltemperaturfenster) vermieden werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind im Randbereich Ecksegmente für die Beheizung der Materialbahn vorgesehen, die separat von den anderen Segmenten des Rand- und/oder des Zentralbereichs angesteuert werden können. Dadurch ist eine besonders gleichmäßige Aufheizung der Materialbahn möglich.

Vorzugsweise umhüllt das/die Segment(e) im Randbereich das mindestens eine Segment im Zentral be re ich, zumindest im Wesentlichen vollumfänglich, vorzugsweise vollumfänglich. Vorzugsweise ist/sind das/die Segment(e) als Ring vorgesehen, wobei dieser Ring aus mehreren Segmenten vorgesehen sein kann und/oder durch einen Spalt(e) unterbrochen sein kann.

Beispielsweise ist im Randbereich ein U-förmiges Segment vorgesehen und vorzugsweise ein weiteres Segment an oder zwischen den beiden Enden der offenen Schenkel des U- förmigen Segments vorgesehen, so dass sich in Kombination der beiden Segmente ein geschlossenes Randringsegment ausbildet.

Vorzugsweise weist jedes Segment eine Vielzahl von Heizmitteln auf. Beispielsweise weist das Segment mehrere, insbesondere diskrete, Heizmittel, beispielsweise 5 - 50, vorzugsweise 51 - 100, noch mehr bevorzugt 101 - >1000 Heizmittel auf, die einzeln oder gruppenweise regelungstechnisch angesteuert werden können. Derartige Heizmittel sind beispielsweise ein oder mehrere elektronische Bauteile und/oder Leiterbahnen, die vorzugsweise auf einer Leiterplatte vorgesehen sind und die jeweils unterschiedlich mit elektrischer Energie beaufschlagt werden können, um unterschiedliche Temperaturbereiche in dem jeweiligen Segment zu erzielen und/oder die mit unterschiedlichen Ist- und/oder Sollwerten geregelt/gesteuert werden. Die Heizmittel können gemäß einem bestimmten Muster auf dem Segment verteilt sein. Vorzugsweise sind sie nicht äquidistant vorgesehen. Beispielsweise wird im Randbereich eines Segments mehr Heizleistung zur Verfügung gestellt als in dessen Zentralbereich. Die Heizmittel eines Segmentes können sich in Form und/oder Größe und/oder Heizleistung voneinander unterscheiden. Das Heizmittel kann auch aus einem oder einer Vielzahl von Pixeln bestehen, die individuell und/oder gruppenweise ansteuerbar sind. Diese Pixel können in einem bestimmten Muster in dem jeweiligen Segment angeordnet sein. Vorzugsweise sind sie äquidistant vorgesehen. Beispielsweise wird im Randbereich eines Segments mehr Heizleistung zur Verfügung gestellt als in dessen Zentralbereich Die Pixel sind vorzugsweise äquidistant über das Segment verteilt. Vorzugsweise sind eine bestimmte Anzahl von Pixeln auf einer Leiterplatte angeordnet, wobei das Segment ein oder eine Vielzahl solcher Leiterplatten aufweisen kann. Die Pixel einer Leiterplatte können individuell oder in einer oder mehreren Gruppen angesteuert werden.

Vorzugsweise weist das Heizelement eine Steuerung/Regelung auf, mit der eine Solltemperatur und/oder ein Energieeintragswert für das jeweilige Segment oder die Segmente vorgegeben und geregelt/gesteuert werden können. Diese Steuerung/Regelung kann Teil der Steuerung/Regelung der Verpackungsmaschine oder eine separate Einheit sein.

Vorzugsweise steuert/regelt die Steuerung/Regelung die Segmente so, dass deren Ist- Temperatur und/oder deren Energieeintrag vor und/oder während des Erwärmens unterschiedlich ist, beispielsweise kann der Energieeintrag ab dem Moment des Kontakts zwischen den Segmenten und der zu beheizenden Folie sprunghaft ansteigen.

Vorzugsweise weist jedes Segment einen Sensor auf, mit dem die Ist-Temperatur und/oder der Energieeintrag gemessen werden kann, beispielsweise anhand des ohmschen Widerstands des Heizelements oder anhand eines separaten Sensors. Diese Messung erfolgt vorzugsweise diskontinuierlich, alternativ kontinuierlich.

Vorzugsweise steuert/regelt die Steuerung/Regelung das/die Segment(e) im Randbereich des Heizmittels und/oder im Segment selbst mit einer höheren Solltemperatur und/oder einem höheren Energieeintrag als das Segment und/oder für die Segmente im Zentral be re ich und/oder den Zentral bereich des Segmentes selbst.

Für den Fall, das zwei oder mehr Segmente des Heizelementes vorgesehen sind, werden diese vorzugsweise mit einer unterschiedlichen Solltemperatur und/oder einem unterschiedlichen Energieeintrag betrieben. Vorzugsweise wird das, bezogen auf die Laufrichtung der Materialbahn, stromabwärtige Segment mit einer höheren Solltemperatur und/oder einem höheren Energieeintrag betrieben.

Vorzugsweise ist die Solltemperatur und/oder die Energieeintragswerte für die Segmente im Randbereich des Heizelementes, die parallel zur Transportrichtung der Materialbahn verlaufen, gleich.

Vorzugsweise sieht die Steuerung/Regelung für ein Segment des Randbereichs parallel zu der Quererstreckungsrichtung eine höhere Solltemperatur und/oder einen höheren Energieeintrag vor als für das gegenüberliegende Segment des Randbereichs in Quererstreckungsrichtung und/oder für mindestens ein, vorzugsweise alle Segment(e) im Zentralbereich. Beispielsweise kann ein höherer Energieeintrag für ein solches Segment benötigt werden, weil es durch angrenzende Werkzeugkomponenten einen zusätzlichen Energieverlust erfährt.

Vorzugsweise weisen die mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr, Segmente im Zentralbereich des Heizelementes zumindest teilweise eine unterschiedliche Solltemperatur und/oder einen unterschiedlichen Energieeintrag auf.

Vorzugsweise ist die Solltemperatur und/oder der Energieeintragswert für die Segmente im Randbereich des Heizelementes parallel zu der Längserstreckungsrichtung gleich.

Vorzugsweise weist das Heizelement im Randbereich Eckheizsegmente auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert/regelt die Steuerung/Regelung die Segmente im Eckbereich des Heizelementes so, dass eine höhere Solltemperatur und/oder einen höherer Energieeintrag realisiert wird als bei mindestens einem, vorzugsweise mehreren, insbesondere allen Segmenten des Randbereichs und/oder dem/den Segment(en) im Zentralbereich des Heizelementes, insbesondere also für das/die Segment(e) im Randbereich in Quererstreckungsrichtung und/oder die Segmente im Zentralbereich und/oder das/die Segment(e) im Randbereich in Längserstreckungsrichtung.

Vorzugsweise ändert sich die Solltemperatur für mindestens ein, vorzugsweise alle Segmente während eines Heizzyklus, d.h. beispielsweise eines Taktes einer taktweise arbeitenden Verpackungsmaschine.

Gemäß noch einem erfindungsgemäßen oder bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung weist das Heizelement, insbesondere deren Regelung/Steuerung einen elektronischen Booster auf, mit dem kurzeitig ein unabhängig von der Solltemperatur erhöhter Energieeintrag in das jeweilige Heizelement erfolgt.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung können in andere Gegenstände aufgenommen werden und umgekehrt.

Ein derartiger Booster kann beispielsweise ein Kondensator sein, der sich beispielsweise entlädt, sobald sich die Temperatur des Heizelementes oder eines Segments stark absenkt oder sobald von der Verpackungsmaschine das Signal „Vorzug der Materialbahn“ kommt. Die dabei freiwerdende Energie wird dann in Wärmenergie umgewandelt, um das Absenken der Temperatur zumindest eines Segmentes zu vermindern, vorzugsweise zu stoppen. Der Kondensator kann aufgeladen werden, sobald die Booster-Funktion nicht mehr benötigt wird. Alternativ stellt die Regelung/Steuerung die notwendige Energie des Boosters direkt aus dem zur Verfügung stehenden Stromnetz zur Verfügung.

Vorzugsweise ist die Materialbahn eine Monokunststofffolie bzw. Monofolie, d.h. eine Kunststofffolie, die aus mindestens einer Schicht und/oder einem einzigen Material oder zum überwiegenden Anteil aus einem einzigen Material, beispielsweis zu mindestens 95 Gew.-% aus einem Material und/oder einem Substanzgemisch aus einer Materialgruppe besteht und vorzugsweise als wiederverwertbar und/oder mittelgradig oder hochgradig recyclingfähig gilt; im Gegensatz zu Mehrschichtfolien oder Folien, die aus einem Substanzgemisch unterschiedlicher Materialgruppen bestehen, die als nicht oder höchstens geringgradig recyclingfähig gelten. Vorzugsweise ist das Material der Monofolie zu 100 Gew.-% oder zum überwiegenden Anteil, insbesondere zu mindestens 95 Gew.-% Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Polyethylenterephthalat (PET) oder ein Substanzgemisch aus nur einer Materialgruppe, beispielsweise der Polyolefine, beispielsweise PP und PE. Beispielsweise kann eine Monofolie zu mindestens 95 Gew.-% aus mindestens einer PP- Schicht bestehen, die mit einer Siegel- oder Peelschicht aus PE verbunden ist.

Vorzugsweise beträgt die Dicke der Monofolie 250 - 500 pm, besonders bevorzugt 290 - 310 pm. Vorzugsweise ist die Temperatur des Temperaturfensters 135 - 137 °C bzw. umfasst das Temperaturfenster einen Bereich von vorzugsweise 3 Kelvin.

Vorzugsweise werden bei einer Dicke der Monofolie 250 - 500 pm 2,5 - 5 Sekunden, oder bei stärkerem Energieeintrag sogar nur 1 - 3 Sekunden benötigt, um die Materialbahn auf die gewünschte Temperatur zu bringen, bei der dann ein Tiefziehen mit einem Tiefziehergebnis, also beispielsweise guter Ausformung möglich ist.

Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen oder bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist der Energietransfer pro Zeiteinheit von dem Heizelement zur Materialbahn während des Erwärmens zeitlich nicht konstant. Vorzugsweise wird innerhalb von 30% der Aufheizzeit mindestens 40, vorzugsweise mindestens 50, noch mehr bevorzugt mindestens 60% der Heizenergie auf die Materialbahn übertragen, die zum Erreichen der gewünschten Temperatur der Materialbahn benötigt wird.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung können in andere Gegenstände aufgenommen werden und umgekehrt.

Weiterhin bevorzugt oder erfindungsgemäß ändert sich die Solltemperatur für mindestens ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere alle Segmente während eines Heizzyklus.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung können in andere Gegenstände aufgenommen werden und umgekehrt.

Vorzugsweise liegt die Solltemperatur mindestens eines, vorzugsweise mehrerer, insbesondere aller der Segmente des Heizelementes vor dem Kontakt mit der Materialbahn höher als die zulässige Maximaltemperatur der zu erwärmenden Materialbahn, insbesondere der Monofolie. Diese Solltemperatur wird dann vorzugsweise im Laufe des Aufheizvorganges abgesenkt, insbesondere auf einen Wert der maximal zulässigen Maximaltemperatur der zu erwärmenden Materialbahn. Alternativ oder zusätzlich kann das Heizsystem mit einem Niederspannungsnetz, beispielsweise 400V, oder insbesondere Kleinspannungsnetz, beispielsweise kleiner 50V betrieben werden, um kurzzeitig, sehr hohe elektrische Energiemengen zur Verfügung stellen zu können, die dann in Heizenergie umgewandelt wird.

Durch die erhöhte Solltemperatur und/oder die Booster-Funktion ist es möglich die Materialbahn schnell aufzuheizen. Dies hat sich für die Qualität der resultierenden tiefgezogenen Verpackungsmulde in Bezug auf Form, beispielsweise hinsichtlich ausgeprägter Konturen, Form- bzw. Maßhaltigkeit im Vergleich zur Form des Werkzeuges, Dickenverteilung beispielsweise innerhalb einer Verpackung und/oder eines ganzen Vorzugs, Transparenz und/oder Farbe als vorteilhaft herausgestellt.

Die Aufgabe wird auch mit einer Verpackungsmaschine mit einer Formstation, einer Füllstation, einer Siegelstation und einem Längs- und/oder Querschneider gelöst, wobei eine Materialbahn entlang einer Laufrichtung, insbesondere taktweise, transportierbar ist und die ein erfindungsgemäßes oder bevorzugtes Heizelement gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung können in andere Gegenstände aufgenommen werden und umgekehrt.

Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zur Herstellung einer Verpackung, bei der eine Untermaterialbahn, beispielsweise eine Kunststofffolie oder eine Materialbahn, die insbesondere eine Karton-, Papier oder eine sonstige von Kunststoff verschiedene Schicht aufweist, von einer Vorratsrolle abgerollt und vorzugsweise intermittierend/taktweise entlang der Verpackungsmaschine in einer Transportebene transportiert wird. In einer Formstation wird diese Unterfolienbahn dann zunächst mittels eines Tiefziehwerkzeugs geformt werden, um beispielsweise eine Mulde und/oder eine Struktur, insbesondere eine Anti-rutsch-Struktur in die Untermaterialbahn zu formen. Die Formstation weist in der Regel ein Unter- und ein Oberwerkzeug auf, die zum Formen aufeinander zu und zum Weitertransport der Untermaterialbahn voneinander wegbewegt werden. Das Unterwerkzeug befindet sich dabei unterhalb und das Oberwerkzeug oberhalb der Transportebene der Untermaterialbahn. In der Regel werden in der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine mehrere Verpackungen, die in einem sogenannten Format angeordnet sind, gleichzeitig bearbeitet und im Folgenden gleichzeitig entlang der Verpackungsmaschine transportiert. Vorm und/oder beim Tiefziehen wird die Untermaterialbahn mit einem Heizelement beheizt. Nachfolgend wird die Untermaterialbahn mit einem Verpackungsgut, insbesondere einem Lebensmittel, wie beispielsweise Wurst, Schinken oder Käse, alternativ beispielsweise auch Non-Food-Verpackungsgüter wie medizintechnische oder sonstige Produkte, belegt und in einem nächsten Schritt in einer Siegelstation mit einer Oberfolie verschlossen, wobei die Oberfolie in der Regel an die Unterfolienbahn gesiegelt wird. Dafür wird ein weiteres Heizelement eingesetzt, das die für die Siegelung benötigte Wärmeenergie zur Verfügung stellt. Anschließend wird die so fertiggestellte Verpackung vereinzelt, indem die Verpackung aus der Unter- und Obermaterialbahn ausgeschnitten wird, beispielsweise mit einem Quer- und Längsschneider. Der Quer- bzw. Längsschneider kann auch als Konturstanze zur Verfügung gestellt werden. Die Obermaterialbahn wird ebenfalls von einer Vorratsrolle abgerollt und kann auch tiefgezogen werden, beispielsweise in einer Oberfolienformstation, nachdem sie vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Heizelement erwärmt worden ist. Bezogen auf die Transportrichtung der jeweiligen Folienbahn befindet sich stromabwärts von wenigstens einer Vorratsrolle vorzugsweise ein Tänzer, der die Spannung in der jeweiligen Materialbahn zumindest im Wesentlichen konstant hält. Bei dem Tänzer kann es sich beispielsweise um einen Linear- oder einen Rotationstänzer handeln.

Vorzugsweise befindet sich das Heizelement, das die tiefzuziehende Materialbahn erwärmt stromaufwärts von dem/den Formwerkzeug(en) der Formstation. Das Heizelement kann mit dem einem Werkzeug, beispielsweise dem Oberwerkzeug, und/oder dessen Rahmen fest verbunden sein und kann beispielsweise mit diesem gemeinsam vertikal bewegt werden.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem Formwerkzeug und dem stromaufwärtigen Heizelement möglichst gering, vorzugsweise wenige Millimeter, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm, zum einen um Bauraum und Materialbahn zu sparen, zum anderen um ein Abkühlen der Materialbahn vor dem Formen zu verringern oder sogar zu minimieren, insbesondere aber um die Materialbahn im direkt stromaufwärtig angrenzenden Formatbereich erwärmen zu können. Vorzugsweise ist ein Segment, dessen Längserstreckung parallel zur Quererstreckung des Heizelementes verläuft, unmittelbar benachbart zu der Formstation vorgesehen.

Vorzugsweise ist, bezogen auf die Laufrichtung der Materialbahn, das Heizelement stromaufwärts von der Formstation vorgesehen und/oder die Längserstreckungsrichtung des Heizelements erstreckt sich parallel zu der Laufrichtung der Materialbahn. Vorzugsweise wird die tiefgezogene Mate rial bahn in der Formstation gekühlt. Besonders bevorzugt wird insbesondere die Ausformung (Matrize) gekühlt, besonders bevorzugt schnell gekühlt.

Die Aufgabe wird auch mit einem Verfahren zum Aufheizen einer Materialbahn gelöst, bei dem die Materialbahn zum Aufheizen in Kontakt zu einem Heizelement gebracht wird, wobei bei Berührung der Materialbahn mit dem Heizelement ein Energieschub in die Materialbahn eingetragen wird.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung können in andere Gegenstände aufgenommen werden und umgekehrt.

Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen einer Materialbahn, beispielsweise in einer Verpackungsmaschine, insbesondere in einer sogenannten „Form-Fill-Seal“-Verpackungsmaschine.

Bei der Materialbahn handelt es sich vorzugsweise um eine Kunststofffolie, insbesondere eine sogenannte Monofolie, die weiter oben detailliert offenbart wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist sichergestellt, dass die Materialbahn schnell und innerhalb eines engen Temperaturfensters gleichmäßig erhitzt wird.

Die Erwärmung der Materialbahn mittels des Heizelementes erfolgt vorzugsweise durch Strahlung und/oder Wärmeleitung.

Erfindungsgemäß erfolgt der Energieeintrag zur Erwärmung der Materialbahn mittels eines Energieschubs, der insbesondere einsetzt, sobald die Materialbahn das Heizelement berührt. Bei einem Energieschub im Sinne der Erfindung werden innerhalb von 30% der Aufheizzeit mindestens 40, vorzugsweise mindestens 50, noch mehr bevorzugt mindestens 60% der Heizenergie auf die Materialbahn übertragen.

Die dafür benötigte Energiemenge kann durch eine erhöhte Energiemenge, die in dem Heizelement gespeichert ist und/oder durch einen elektronischen Booster zur Verfügung gestellt werden. Der Booster wirkt vorzugsweise in zwei Zeitabschnitten und vorzugsweise darin unterschiedlich. Der Booster im ersten Zeitabschnitt wird vorzugsweise zusammen bzw. mit Anliegen des Signals „Vorzug Start“ gestartet und endet vorzugsweise, wenn Unter- und Oberwerkzeug geschlossen sind, nachdem sie zuvor aufeinander zubewegt worden sind. Vorzugsweise in dem Moment, in dem die Materialbahn nun das Heizelement berührt, startet der zweite Zeitabschnitt, der vorzugsweise am Ende der Beheizung der Materialbahn, wenn das Belüften startet und sich die Materialbahn vom Heizelement ablöst, kurz bevor Unter- und Oberwerkzeug öffnen, endet.

Während des ersten Zeitabschnitts erhöht der Booster die Temperatur des Heizelements beispielsweise 100°C auf 135-137°C, was beispielsweise der kritischen Folientemperatur von PP-Folie entspricht, oder besonders bevorzugt mit etwas Wärmeüberhang sogar auf 138° oder 139°C. Der Wärmeüberhang über die kritische Folientemperatur hinaus wird realisiert, um möglichst schnell viel Energie in die Folie eintragen zu können, ohne dass die Folie dabei überhitzt wird. Der erste Zeitabschnitt dauert beispielsweise nur ca. 1 - 1 ,5 Sekunden.

Während des zweiten Zeitabschnitts gleicht der Booster den Wärmeabfluss durch die üblicherweise vor dem Kontakt nur mit Umgebungstemperatur beaufschlagte Materialbahn aus, die schnell Energie vom erhitzten Heizelement entnimmt, so dass Energie auch schnell in das Heizelement nachgeführt werden muss, damit die Zieltemperatur in der Materialbahn von beispielsweise 135-137°C sicher und schnell erreicht wird. Die Dauer des zweiten Zeitabschnitts ist insbesondere abhängig von der Dicke der Materialbahn, wobei als Richtwert pro 100 pm Dicke der Materialbahn eine Dauer von ca. 1 Sekunde anzusetzen ist, also bei 400 pm Dicke eine Dauer von ca. 4 Sekunden benötigt wird.

Weiterhin erfindungsgemäß oder bevorzugt wird eine Materialbahn, insbesondere eine Monofolie, die eine maximal zulässige Erhitzungstemperatur aufweist, bei dem erfindungsgemäßen oder bevorzugten Verfahren erwärmt, wobei die Temperatur des Heizelements zumindest temporär höher als die zulässige Erhitzungstemperatur der Materialbahn sein kann. Vorzugsweise ist die Temperatur des Heizelementes insbesondere vor der Berührung des Heizelementes und der Materialbahn über die maximal zulässige Temperatur der Materialbahn erhöht und wird bei der Berührung vorzugsweise abgesenkt, vorzugsweise unter die maximal zulässige Temperatur der Materialbahn zumindest temporär reduziert. Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsmulde, bei dem eine Materialbahn mit dem erfindungsgemäßen und/oder bevorzugten Verfahren erwärmt und dann die Mulde eingeformt wird.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung können in andere Gegenstände aufgenommen werden und umgekehrt.

Vorzugsweise wird die Materialbahn beim und/oder nach dem Formen gekühlt. Vorzugsweise weist die Formstation dafür gekühlte Tiefziehmulden auf; d.h. die Matrize, in die die Materialbahn hineingezogen und/oder hineingedrückt wird ist vorzugsweise gekühlt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

Figur 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine.

Figuren 2 - 6 zeigen jeweils eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizelementes, insbesondere der Verteilung der Segmente über die der Materialbahn zugewandte Fläche des Heizelementes.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1, die eine Formstation 2, eine Füllstation 7 sowie eine Siegelstation 15 aufweist. Die Verpackungsmaschine kann eine sogenannter Thermoformer sein. Eine Untermaterialbahn 8, hier eine Kunststofffolie 8, insbesondere eine Monofolie aus PP, PE oder PET, wird von einer Vorratsrolle abgezogen und taktweise entlang der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine von rechts nach links transportiert. Bei jedem Takt wird die Untermaterialbahn 8 um eine Formatlänge/Vorschublänge weitertransportiert. Dafür weist die Verpackungsmaschine zwei Transportmittel 21 (siehe Fig. 5), in dem vorliegenden Fall jeweils zwei Endlosketten, auf, die rechts und links von der Untermaterialbahn 8 angeordnet sind. Sowohl am Anfang als auch am Ende der Verpackungsmaschine ist für jede Kette jeweils mindestens ein Zahnrad vorgesehen, um das die jeweilige Kette umgelenkt wird. Mindestens eines dieser Zahnräder ist angetrieben. Die Zahnräder im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich können miteinander, vorzugsweise durch eine starre Welle, verbunden sein. Jedes Transportmittel weist eine Vielzahl von Klemmmitteln/Greifern auf, die die Untermaterialbahn 8 im Einlaufbereich klemmend ergreifen und die Bewegung des Transportmittels auf die Untermaterialbahn 8 übertragen. Im Auslaufbereich der Verpackungsmaschine wird die klemmende Verbindung zwischen dem Transportmittel und der Untermaterialbahn 8 wieder gelöst. Stromabwärts von dem Einlaufbereich und stromaufwärts von der Formstation 2 ist ein Heizelement vorgesehen, das die Untermaterialbahn 8 erwärmt, insbesondere wenn diese stillsteht. Die Formstation 2 weist ein Unterwerkzeug 4 und ein Oberwerkzeug 3 auf. Das Unterwerkzeug 4 kann, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, auf- und ab-bewegt werden, wobei es zum Formen nach oben in Richtung der Untermaterialbahn 8 und zum Weitertransport der Untermaterialbahn 8 nach unten bewegt wird. In der angehobenen Stellung wird die Untermaterialbahn vorzugsweise zwischen den beiden Werkzeugen 3, 4 geklemmt. Das Unterwerkzeug 4 kann auf einem Hubtisch 5 angeordnet sein, der, wie durch den Doppelpfeil symbolisiert wird, vertikal verstellbar sein kann, um die oben beschriebene Bewegung des Unterwerkzeugs zu erzeugen. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die hier angedeuteten in die Untermaterialbahn geformten Verpackungsmulden 6 oder die Untermaterialbahn 8 dann in der Füllstation 7 mit dem Verpackungsgut 16 belegt. In der sich daran anschließenden Siegelstation 15, die ebenfalls aus einem Oberwerkzeug 12 und einem gegebenenfalls vertikal verstellbaren Unterwerkzeug 11 besteht, wird eine Oberfolie 14 stoffschlüssig durch Siegeln an der Untermaterialbahn 8 befestigt. Dadurch wird die Bewegung der Untermaterialbahn 8 auf die Obermaterialbahn 14 übertragen. Auch in der Siegelstation werden das Oberwerkzeug und/oder wahlweise das Unterwerkzeug vor und nach jedem Folientransport abgesenkt bzw. angehoben. Auch die Oberfolie 14 kann in Transportmitteln geführt sein bzw. von Transportketten transportiert werden, wobei sich diese Transportmittel dann nur vor der Siegelstation und ggf. stromaufwärts erstrecken. Ansonsten gelten die Ausführungen, die zu den Transportmitteln der Unterfolie gemacht wurden. Auch die Oberfolie kann mit einem Heizelement angewärmt und/oder tiefgezogen werden. Für das Siegeln ist als Unterwerkzeug 11 beispielweise ein Siegelrahmen vorgesehen, der pro Verpackungsmulde eine Öffnung aufweist, in die die gegebenenfalls vorhandene Verpackungsmulde beim Siegeln, d.h. bei der Aufwärtsbewegung des Untersiegelwerkzeugs, eintaucht. Zum Siegeln werden die Ober- und die Untermaterialbahn zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug 12, 11 zusammengepresst und verbinden sich unter dem Einfluss von Wärme und Druck. Nach dem Siegeln werden die Werkzeuge 11 , 12 wieder vertikal auseinanderbewegt. Zwischen der Vorratsrolle der Obermaterialbahn 14 und dem Siegelwerkzeug kann ein Tänzer, beispielsweise ein Rotationstänzer vorgesehen sein, der die Materialbahn 14 möglichst auf einer konstanten Spannung hält. Der Fachmann versteht, dass auch im Bereich der Untermaterialbahn 8 vorzugsweise ein Tänzer vorgesehen ist, vorzugsweise stromabwärts von der Vorratsrolle. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Tänzer um einen Lineartänzer. Vor und/oder beim Siegeln der Obermaterialbahn an die Untermaterialbahn erfolgt in jeder Verpackungsmulde vorzugsweise ein Gasaustausch. Dafür wird die in der Verpackungsmulde vorhandene Luft zunächst teilweise abgesaugt und/oder durch ein Austauschgas ersetzt. Dafür können im Bereich jedes Formats in die Untermaterialbahn 8 im Bereich der Transportketten Löcher in die Untermaterialbahn eingebracht werden, durch die die Luft zwischen den Materialbahnen 8, 14 abgesaugt und/oder das Austauschgas eingeblasen wird. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die fertiggestellten Verpackungen vereinzelt, was z.B. mit dem Querschneider 18 und dem Längsschneider 17 erfolgt. Der Querschneider 18 ist in dem vorliegenden Fall ebenfalls mit einer Hubeinrichtung 9 anhebbar bzw. absenkbar. Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das Siegelwerkzeug 11 , 12 eine Stanze auf, die die Unter- und die Obermaterialbahn vorm, beim und/oder nach dem Siegeln durchtrennt. Vorzugsweise werden bei jedem Takt mehrere Verpackungen gleichzeitig hergestellt, die in einem sogenannten Format als Matrix angeordnet sind. Vorzugsweise weist das Heizelement 19 Mittel auf, mit denen der Kontakt zwischen der Materialbahn und der Oberfläche des Heizelementes hergestellt oder verbessert werden kann. Derartige Mittel sind beispielsweise Unterdruckdüsen, die die Materialbahn in Richtung der Oberfläche des Heizelementes saugen.

Vorzugsweise weist das Heizelement eine Platte auf, die auf/an einem Träger vorgesehen sein kann. Das Heizelement stellt die Wärmeenergie zur Verfügung, mit der die Materialbahn erwärmt wird. Eine Platte im Sinne der Erfindung ist nicht notwendigerweise jedoch bevorzugt ein flaches zweidimensionales Objekt. Sie kann auch gewölbt oder anders 3- dimensional geformt sein. Die Platte kann direkt mit dem Träger verbunden sein. Vorzugsweise ist jedoch zwischen der Platte und dem Träger eine Wärmeisolierung vorgesehen, beispielsweise aus einem sehr festen, wärmeisolierenden Werkstoff. Alternativ besteht die Platte selbst zumindest im Wesentlichen aus Wärmeisolierung. Erfindungsgemäß weist das Heizelement Segmente auf, die die Heizleistung zur Verfügung stellen. Auf der der zu heizenden Materialbahn zugewandten Seite des Heizelementes weist das Heizelement vorzugsweise ein Abdeckelement, vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Metall, vorzugsweise Aluminium oder Edelstahl auf, das die Platte und/oder die Segmente abdeckt und somit schützt. Die zu erwärmende Materialbahn liegt vorzuweise vollflächig an dem Heizelement insbesondere dem Abdeckelement oder den Segmenten an. Vorzugsweise besteht zwischen den Segmenten und dem Abdeckelement ein direkter und vorzugsweise vollflächiger Kontakt. Das Heizelement kann demnach vorzugsweise aus einer Platte, einem Träger, mehreren Segmenten und einem Abdeckelement bestehen, wobei zusätzlich eine Wärmeisolierung auf der Rückseite der Segmente vorgesehen sein kann oder der Träger und/oder die Platte zumindest teilweise als Wärmeisolierung ausgebildet ist. Derartige Heizelemente sind in den Figuren 2 - 6 schematisch dargestellt. Das Heizelement 19 ist bezogen auf die Laufrichtung 20 der Materialbahn 8 stromaufwärts von der Formstation vorgesehen, wobei der Abstand A zwischen der Formstation und dem Heizelement vorzugsweise möglichst gering, vorzugsweise 0,5 - 1 mm beträgt. Die Werkzeuge in der Formstation sind vorzugsweise gekühlt. Das Heizelement weist eine Längserstreckung L, die sich parallel zu der Laufrichtung 20 und eine Quererstreckung Q, die sich quer zur Laufrichtung 20 erstreckt, auf. Das Heizelement weist eine Vielzahl von Segmenten 21 - 28 auf. Segmente im Sinne der Erfindung sind Bereiche bzw. Zonen des Heizelementes, die eine unterschiedliche Ist-Temperatur aufweisen und/oder mit einer unterschiedlichen Solltemperatur geregelt/gesteuert werden und/oder bei denen unterschiedliche Wärmeenergiemengen und/oder Wärmeenergieleistungen auf die Materialbahn übertragen werden. Jedes Segment weist mindesten vorzugsweise eine Vielzahl von Heizmitteln auf.

Das Heizelement weist vorzugsweise eine Steuerung/Regelung auf, die die Heizmittel, der Segmente ansteuern. Dieser Steuerung/Regelung kann beispielsweise eine maximal zulässige Erhitzungstemperatur der Materialbahn vorgegeben werden, die z.B. als Sollwert für die Steuerung/Regelung eingesetzt werden kann.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht einer erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizelementes, das in dem vorliegenden Fall sechs Segmente 21 , 22, 23a, 24a, 25a, 26a aufweist. Die Segmente 21 , 22 sind die Segmente im Zentral bereich des Heizelementes und die Segmente 23a - 26a sind die Heizflächen im Randbereich des Heizelementes, jeweils bezogen auf dessen Flächenausdehnung parallel zur Transportebene der Materialbahn. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Länge der Segmente 23a, 24a, deren Längserstreckungsrichtung parallel zu der Transportrichtung der Materialbahn verläuft, sich zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge L des Heizelementes erstreckt und dass die Länge der Segmente 25a, 26a, deren Längserstreckungsrichtung quer zu der Transportrichtung der Materialbahn verläuft, sich nicht über die gesamte Breite Q des Heizelementes erstrecken. Die Solltemperaturen der Segmente und/oder die Energiezufuhr werden vorzugsweise so eingestellt bzw. gesteuert/geregelt, dass:

T26 > T22 und/oder T22 = T21 und/oder T26 > T25, vorzugsweise T22 < T25 und/oder T23 = T24 und/oder T23 und/oder T24 > T22 und/oder T21

E26 > E22 und/oder

E22 = E21 und/oder

E26 > E25, vorzugsweise E22 < E25 und/oder E23 = E24 und/oder

E23 und/oder E24 > E22 und/oder E21

Mindestens eine vorzugsweise eine Mehrzahl, insbesondere alle der zu diesem Beispiel genannten Bedingungen sollten vorzugsweise erfüllt sein.

Bezüglich Figur 3 kann im Wesentlichen auf die Ausführungen gemäß Figur 2 Bezug genommen werden, wobei bei dieser Ausführungsform die Länge der Segmente 23b, 24b, deren Längserstreckungsrichtung parallel zu der Transportrichtung der Materialbahn verläuft, sich nicht über die gesamte Länge L des Heizelementes erstreckt und dass die Länge der Segmente 25a, 26a, deren Längserstreckungsrichtung quer zu der Transportrichtung der Materialbahn verläuft, sich zumindest im Wesentlichen über die gesamte Breite Q des Heizelementes erstreckt. Die Solltemperaturen der Segmente und/oder die Energiezufuhr werden vorzugsweise so eingestellt bzw. gesteuert/geregelt, dass:

T26 > T21 und/oder T22, und/oder

T26 > T23 und/oder T22 = T21 und/oder T26 > T25 und/oder T25 > T21 und/oder T22, und/oder T23 = T24 und/oder T23 und/oder T24 > T21 und/oder T22

E26 > E22 und/oder E26 > E23 und/oder E22 = E21 und/oder E26 > E25 und/oder E25 > E21 und/oder E22, und/oder E23 = E24 und/oder E23 und/oder E24 > E21 und/oder E22

Mindestens eine vorzugsweise eine Mehrzahl, insbesondere alle der zu diesem Beispiel genannten Bedingungen sollten vorzugsweise erfüllt sein.

Bezüglich Figur 4 kann im Wesentlichen auf die Ausführungen gemäß Figuren 2 und 3 Bezug genommen werden. In dem vorliegenden Fall weist das Heizelement 19 Ecksegmente 27, 27a bis 27d auf, mit denen eine besonders homogene Erwärmung der Materialbahn 8 möglich ist. Des Weiteren sind im Zentralbereich vorzugsweise drei Segmente 21, 22, 28 vorgesehen. Die Solltemperaturen der Segmente und/oder die Energiezufuhr werden vorzugsweise so eingestellt bzw. gesteuert/geregelt, dass:

T26C > T22a und/oder

T26C > T23b und/oder

T27a, b > T26, 26C und/oder T22 = T2ia und/oder T22a und/oder T28 = T2ia und/oder

T26C > T25b, vorzugsweise T22a > T25 und/oder

T23b = T24b und/oder

T27a = T27b und/oder

T27C = T27d und/oder

T27a > T27C und/oder

T27b > T27d und/oder

T27b > T27C und/oder

T27a > T27d und/oder

T23b und/oder T24b > T22a und/oder T2ia und/oder T28

E26C > E22a und/oder

E26C > E23b und/oder

E27a, b > E26C und/oder

E22a > E2ia und/oder T22a und/oder E28 > E2ia und/oder

E26C > E25b, vorzugsweise E22a > E25b und/oder

E23b = E24b und/oder

E27a = E27b und/oder

E27C = E27d und/oder

E27a > E27C und/oder

E23b und/oder E24b > E22a und/oder E2ia und/oder E28

Mindestens eine vorzugsweise eine Mehrzahl, insbesondere alle der zu diesem Beispiel genannten Bedingungen sollten vorzugsweise erfüllt sein.

Bezüglich Figur 5 kann im Wesentlichen auf die Ausführungen gemäß Figuren 2 bis 4 Bezug genommen werden. In dem vorliegenden Fall weist das Heizelement 19 drei Segmente 21b, 29 und 26d auf, von denen ein Segment 21b im Zentralbereich des Heizelementes und zwei Segmente im Randbereich vorgesehenen sind, wobei von den zwei Segmenten im Randbereich ein U-förmiges Segment 29 und ein Segment 26d zwischen den beiden Enden der offenen Schenkel des U-förmigen Segments 29 vorgesehen sind. Die Solltemperaturen der Heizelemente und/oder die Energiezufuhr werden vorzugsweise so eingestellt bzw. gesteuert/geregelt, dass:

T29 > T2ib und/oder T26d > T2ib und/oder T26d > T29

E29 > E2ib und/oder E26d > E2ib und/oder E26d > E29

Mindestens eine vorzugsweise eine Mehrzahl, insbesondere alle der zu diesem Beispiel genannten Bedingungen sollten vorzugsweise erfüllt sein. Bezüglich Figur 6 kann im Wesentlichen auf die Ausführungen gemäß Figuren 2 bis 5 Bezug genommen werden. In dem vorliegenden Fall weist das Heizelement 19 zwei Segmente 21c und 30 auf, von denen ein Segment 21c im Zentral be re ich des Heizelementes und ein Segment 30 im Randbereich vorgesehenen ist, das das eine Segment 21c im Zentralbereich zumindest im Wesentlichen vollumfänglich umhüllt. Die Solltemperaturen der Heizelemente und/oder die Energiezufuhr werden vorzugsweise so eingestellt bzw. gesteuert/geregelt, dass:

T30 > T21 C

E30 > E21 C

Mindestens eine vorzugsweise eine Mehrzahl, insbesondere alle der zu diesem Beispiel genannten Bedingungen sollten vorzugsweise erfüllt sein.

Bezugszeichenliste:

1 Verpackungsmaschine

2 Formstation, Tiefziehstation

3 Oberwerkzeug der Tiefziehstation

4 Unterwerkzeug der Tiefziehstation

5 Hubtisch, Träger eines Werkzeugs der Siegel-, Tiefziehstation und/oder der

Schneideinrichtung

6 Verpackungsmulde

7 Füllstation, Einlegestation

8 Materialbahn, Untermaterialbahn

9 Hubeinrichtung, Hub

10 Zentral be re ich des Heizelementes

11 Unterwerkzeug der Siegelstation

12 Oberwerkzeug der Siegelstation

13 Unterteil des Materialbahnklemmmittels

14 Obermaterialbahn, Deckelmaterialbahn

15 Siegelstation

16 Verpackungsgut

17 Längsschneider

18 Querschneider

19 Heizelement

20 Laufrichtung

21 - 21c Segment im Zentralbereich

22 Segment im Zentralbereich

23, 23a, 23b Segment, Randbereich in Längserstreckungsrichtung

24, 24a, 24b Segment, Randbereich in Längserstreckungsrichtung

25, 25a, 25b Segment, Einlaufbereich

26 - 26d Segment, an den Tiefzug angrenzende Fläche oder Heizsegment im Auslaufbereich

27 - 27d Segment, Eckzone

28 Segment im Zentralbereich

29 Segment, U-förmiges Segment

30 Segment, Segment im Randbereich das ein Heizflächenelement im

Zentralbereich umhüllt, rahmenförmiges rechteckiges Segment

A Abstand zwischen der Formstation und dem Heizelement L Längserstreckung des Heizelementes

Q Quererstreckung des Heizelementes

Tx Solltemperatur des Heizsegments x

Ex Energiezufuhr des Heizelementes x