AT391117B - Verfahren und vorrichtung zum vakuumverschliessen und warmbehandeln von verpackungen - Google Patents

Description

Nr. 391 117

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vakuumverschließen und Warmbehandeln von Verpackungen aus thermoplastischem und/oder warmschrumpfendem Werkstoff, wobei die aufeinanderfolgenden Vorgänge der Evakuierung der Luft aus dem Inneren der Verpackung und des Zuschweißens der Verpackung in ein und derselben Kammer erfolgen, die luftdicht verschlossen werden kann.

Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Vakuumkammer, die zum Einführen sowie Entnehmen einer Verpackung geöffnet werden kann, einer Einrichtung zum gesteuerten Absaugen und Einlassen der Luft aus der bzw. in die Vakuumkammer und einer Schweißeinrichtung od. dgl. zum luftdichten Verschließen der Verpackung.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 21 02 493 bekannt.

Die DE-OS 22 05975 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die lediglich dazu geeignet sind, Packgut in eine wärmeschrumpfbare Folie einzuwickeln, nicht aber eine sichere Vakuum Verpackung zu liefern. In dieser Druckschrift wird wohl von einer gewissen Unterdruckbildung innerhalb der Umhüllung gesprochen, doch da die Umhüllung lediglich schrumpfen gelassen und nicht versiegelt wird, versteht es sich, daß in ihr kein sicheres Vakuum bestehen bleiben kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, in einem einzigen Verfahrensschritt und somit in der gleichen Kammer eine Vakuumverpackung zu schaffen, deren Umhüllung das verpackte Gut hauteng umgibt

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer vor Beginn der Vorgänge der Arbeitszyklen vorbeheizt und vor dem Evakuieren der Kammer und des Verpackungsinneren eine zwangsweise Zirkulation vorerwärmter Luft in der Kammer erzeugt wird und daß dann diese Warmluft evakuiert wird, bevor das Warmschweißen durchgeführt wird und daß das Beheizen der Kammer bis nach dem Zuschweißen der Verpackung fortgesetzt wird, sodaß die Wärmebehandlung durch Umlauf von Heißluft in der Kammer erfolgt

Durch bereits im Gebrauch stehende Vorrichtungen ist die Möglichkeit bekannt die Warmschrumpfung einer im Inneren einer Kammer befindlichen thermoplastischen Verpackung durch Zufluß heißer Druckluft herbeizuführen, die einer besonderen Heißluftquelle entnommen wird. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist jedoch die Möglichkeit nicht vorgesehen, die Warmschrumpfung gleichzeitig mit dem Luftleersaugen und dem Vakuumverschließen der Verpackung durchzuführen. Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Vorgänge gleichzeitig vorgenommen werden können. Praktisch beginnt das Luftabsaugen sofort nach Einführung der verpackten Ware in die Kammer und das Verschließen derselben; obwohl sich die Luft dabei nach und nach verdünnt, reicht die zurückbleibende Menge aus, um die erforderliche Wärme aus einer Wärmequelle der Verpackung zu übertragen, wenn die geeignete Temperatur der umlaufenden Druckluft aufrechterhalten bleibt Es besteht außerdem die Möglichkeit, wieder Heißluft diesmal mit atmosphärischem Druck der Kammer zuzuführen, sobald der Schweißvorgang beginnt und solange derselbe andauert dabei kann die Erwärmung dieser Luft dadurch erfolgen, daß man sie - bevor sie in die Kammer einströmt - durch dieselbe Wärmequelle durchfließen läßt oder aber daß Wärme einer fremden Wärmequelle entnommen wird. Selbstverständlich kann der Heißluftumlauf auch auf die Stufe nach Beendigung des Schweißvorganges ausgedehnt werden; das würde aber die Gesamtzeitdauer des Vakuum-Verpackungsablaufes verlängern. Die vorsorgliche Ausdehnung des Heißluftumlaufes ist jedoch in der Regel nicht erforderlich: Es ist schließlich möglich, die Wirkung der Heißluft durch das Einsetzen von Heizelementen mit Infrarotstrahlen in die Kammer zu unterstützen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennkzeichnet durch eine Luftumwälzeinrichtung in der Kammer und durch ein Heizelement zum Erwärmen der Luft

Durch die im Gebrauch stehenden Vorrichtungen ist die Möglichkeit bekannt, die Warmschrumpfung einer in Inneren einer bekannten Vorrichtungen dieser Art unter verschiedenen Gesichtspunkten gleich. Sie besteht aus einer Kammer, die geöffnet werden kann, um ein oder mehrere, bereits in ihren Hüllen (Tüten, Säcke) oder zwischen Folien aus einem verschweißbaren Werkstoff gelegte Erzeugnisse einzuführen. Die offene Seite (bzw. offene Seiten) dieser Vorverpackung ist so orientiert, daß die Arbeit der Schließvorrichtung erleichtert wird. Darauf wird die Kammer geschlossen und die darin enthaltene Luft durch Öffnen eines mit einer Vakuumpumpe in Verbindung stehenden Ventils abgesaugt. Die Schließvorrichtüng für die Verpackungen besteht gewöhnlich aus zwei oder mehreren Stäben, die in ihrer Ruhestellung voneinander entfernt sind. Einer dieser Stäbe oder beide sind erwärmbar, damit die Warmverschweißung der offenen Seite der Verpackungen durchgeführt werden kann. Das erfolgt durch Betätigung von einem der Stäbe, der gegen den anderen Stab geschoben und gedrückt wird, wobei die beiden Folien dazwischen in dem zu verschweißenden Bereich zusammengepreßt werden. Die Schweißung erfolgt durch Wärme und Druck, Ein zweites Ventil dient zum Einlassen der Luft mit atmosphärischem Druck in die Kammer. Zu diesen, bereits bekannten Einrichtungen sieht die Erfindung noch eine Einrichtung zum Erhitzen der im Heizraum befindlichen Luft und ein Organ zum Erzeugen einer Luftströmung vor. Diese Warmbehandlung, während in der Kammer atmosphärischer Druck herrscht, ermöglicht, die Verpackungsstücke auch mit nicht erhitzten Stäben zu verschließen, die dabei nur die Aufgabe eines luftdichten Zusammenpressens erfüllen. Die Heizeinrichtung kann aus einem elektrisch betriebenen Heizkörper bestehen, der so angeordnet ist, daß er von der Luftströmung umspült wird.

Um den Wärmeübergang zu begünstigen, kann der Heizkörper mit entsprechenden Rippen versehen sein. In der Regel haben sich Heizkörper mit erhöhter Wärmeträgheit am besten bewährt, aber auch unverkleidete, elektrische Heizwiderstände kommen in Frage, die aus Chrom-Nickel-Draht bestehen und erst im -2-

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Bedarfsaugenblick eingeschaltet werden. Es können ein oder mehrere Heizkörper vorgesehen werden, die direkt in der Vakuumkammer oder in einem getrennten Raum untergebracht sind, der mit der Vakuumkammer dauernd oder durch Öffnen eines Ventils in Verbindung steht. Ist dieser getrennte Raum vorgesehen, kann dieser einen nützlichen Vorratsraum für Heißluft darstellen, die bei Bedarf zu verwenden ist In allen Fällen muß ein Lüfter oder ein gleichwertiges Organ das Durchströmen der Luft vom Heizraum in die Vakuumkammer und umgekehrt gewährleisten. Der Heißluftumlauf kann vor oder während des Luftabsaugvorganges, während des Heißschweißens und der Wiedererstellung des atmosphärischen Luftdruckes oder auch nur während eines Teiles dieses Vorganges erfolgen; die Einstellung des Heißluftumlaufes kann durch Abstellen des Lüfters oder auch durch Schließen des den Heizraum mit der Vakuumkammer verbindenden Ventils erreicht werden. Die Zufuhr der Luft zum Wiedererstellen des atmosphärischen Druckes kann dadurch erfolgen, daß die Luft zuerst durch den Heizraum und jedenfalls an den Heizkörpern vorbei strömt, was mit einer zweckentsprechenden Anordnung des Lufteinlaßventils zu erreichen ist

Fig. 1,2 und 3 zeigen drei stehende Längsschnitte durch eine als Beispiel geltende Vorrichtung, während drei verschiedener Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 sind die zwei Schalen (1) und (2), die die Wandung der Vakuumkammer (20) bilden, auseinandergezogen und die Vorrichtung steht bereit, um ein oder mehrere Erzeugnisse aufzunehmen. Das Ventil (3), das die Verbindung mit der Vakuumpumpe herstellt und das Ventil (4) für die Verbindung mit der Außenluft sind beide geschlossen. Der Lüfter (5) und sein Antriebsmotor stehen still. Der Heizkörper (7) ist dauernd eingeschaltet; er besitzt eine hohe thermische Masse und ist zur Begünstigung der Wärmeübertragung mit Rippen versehen. In diesem Zustand nimmt die im Heizraum (8) enthaltene Luft Wärme auf.

Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung nachdem eine Vorverpackung (9) mit einem Erzeugnis (10) von Hand oder automatisch in die Vakuumkammer eingeführt und diese geschlossen wurde. Die Dichtheit des Verschlusses ist durch eine Dichtung (11) sichergestellt. Der offene Teil (12) der Vorverpackung (9) liegt zwischen einem oberen Schweißstab (13) und einem unteren Schweißstab (14), die die an sich bekannten Schweißelemente darstellen.

Der obere Schweißstab (13) liegt parallel zum unteren Schweißstab (14) und zwischen beiden bleibt ein Zwischenraum frei, damit die Luft beim Vakuumabsaugen aus dem Inneren der Vorverpackung (9) entweichen kann. Die Vorverpackung (9) liegt auf einer Reihe Stege (15), zwischen welchen die Luft auch die Unterseite der Verpackung (9) umspült. Sobald die Vakuumkammer (20) geschlossen wird, setzt sich der vom Motor (6) angetriebene Lüfter (5) in Bewegung und fördert die aus dem Heizraum (8) kommende Heißluft in das Innere der Vakuumkammer (20). Die Luft umspült die Oberfläche der Vorverpackung (9) und gelangt durch den Kanal (16) wieder in den Heizraum (8) zurück u.s.f. Eine Klappe (17), deren Aufgabe weiter unten noch erklärt wird, hebt sich unter dem Druck der Luftströmung und läßt den Durchgang für die Luft frei. Der Durchlaß (18) erleichtert den Luftumlauf. Natürlich wird dabei auch die in der Vakuumkammer (20) befindliche Luft umgewälzt und vom Heizkörper (7) erwärmt. Gleichzeitig mit der Schließung der Vakuumkammer (20), bzw. nach einer kleinen, einstellbaren Verzögerung, öffnet sich das Ventil (3), durch welches die Luft von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vakuumpumpe allmählich abgesaugt wird. Beim Druckabbau in der Vakuumkammer (20) wird auch die in der Vorverpackung (9) enthaltene Luft abgesaugt. Auch die Wärmeabgabe an die Vorverpackung (9) nimmt nach und nach unter der Wirkung der Luftverdünnung ab, bis sie sehr niedrige Werte erreicht. Jetzt kann aber trotzdem die Verschweißung der Verpackungsöffhung beginnen und der atmosphärische Druck in der Vakuumkammer (20) und im Heizraum (8) wiedererstellt werden.

Diese Arbeitsstufe ist in Fig. 3 dargestellt. Man sieht darin, daß der obere Schweißstab (13) gegen den unteren Schweißstab (14) geschoben wird, womit der Schweißvorgang eingeleitet wird. Die genaue Ausbildung des oberen Schweißstabes (13) und seines Antriebes (21) werden nicht näher beschrieben, da sie ja bekannt sind. Sobald die offene Seite (12) der Vorverpackung (9) zwischen die beiden Schweißstäbe geklemmt ist, wird das Säugventil (3) geschlossen und gleichzeitig das Ventil (4) geöffnet, welch letzteres das Eindringen der Außenluft freigibt. Beim Aufhören eines ausreichenden Luftdruckes hatte sich inzwischen die Klappe (17) geschlossen, so daß jetzt die eindringende Luft gezwungen ist, durch den Heizkörper (7) durchzugehen, bevor sie in die Vakuumkammer (20) gelangt. Der Lüfter (5) sorgt dann dafür, daß die Luft dauernd umläuft, damit sie die Fortsetzung der Warmbehandlung der Verpackung ermöglicht Am Ende des Schweißvorganges, oder kurz darauf, wird der Lüfter ausgeschaltet, das Ventil (4) geschlossen, die Schale (1) der Vakuumkammer hochgehoben und der obere Schweißstab (13) in die Ruhestellung gebracht. Die Verpackung ist nun fertig und kann aus der Vakuumkammer (20) genommen werden.

Die Entnahme der fertigen Verpackung kann auch automatisch erfolgen, wenn die Stege (15) mit einer passenden Bewegung versehen oder durch passende Förderbänder ersetzt werden. Diese Ausführung ist zwar vorgesehen, jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt worden. Die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Vorrichtung gilt lediglich als Beispiel, da die möglichen Ausführungen im Rahmen des Schutzbereiches der Erfindung zahlreich sind. Z. B. anstatt der Evakuierung der ganzen Vakuumkammer, kann lediglich das Innere der Vorverpackung luftleer gemacht werden; das läßt sich leicht mit Saugdüsen verwirklichen, die durch die offene Seite der Vorverpackung in ihr Inneres eingeführt werden. Dabei kann während der Evakuierung gleichzeitig auch die Warmbehandlung durch Umlauf heißer Druckluft erfolgen. -3-

Claims (7)

1. Nr. 391117 Natürlich kann in jeder Verpackung auch ein Vielzahl Erzeugnisse einzeln verschweißt weiden, die dann durch Ausschneiden voneinander getrennt weiden. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Vakuumverschließen und Warmbehandeln von Veipackungen aus thermoplastischem und/oder warmschrumpfendem Werkstoff, wobei die aufeinanderfolgenden Vorgänge der Evakuierung der Luft aus dem Inneren der Verpackung und des Zuschweißens der Verpackung in ein und derselben Kammer erfolgen, die luftdicht verschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (20) vor Beginn der Vorgänge der Arbeitszyklen vorbeheizt und vor dem Evakuieren der Kammer (20) und des Verpackungsinneren eine zwangsweise Zirkulation vorerwärmter Luft in der Kammer erzeugt wird und daß dann diese Warmluft aus der Kammer evakuiert wird, bevor das Warmschweißen durchgeführt wird und daß das Beheizen der Kammer (20) bis nach dem Zuschweißen der Verpackung fortgesetzt wird, sodaß die Wärmebehandlung durch Umlauf von Heißluft in der Kammer (20) erfolgt.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Vakuumkammer, die zum Einführen sowie Entnehmen einer Verpackung geöffnet werden kann, einer Einrichtung zum gesteuerten Absaugen und Einlassen der Luft aus der bzw. in die Vakuumkammer, und einer Schweißeinrichtung od. dgl. zum luftdichten Verschließen der Verpackung, gekennzeichnet durch eine Luftumwälzeinrichtung in der Kammer (20) und durch ein Heizelement (7) zum Erwärmen der Luft.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen das Heizelement (7) umgebenden Heizraum (8) , durch den die Luft in die Kammer (20) angesogen wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (7) eine hohe Wänmeträgheit besitzt,
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftumwälzeinrichtung aus einem Ventilator (5) besteht, der sich im Luftkreislauf befindet
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Einwegventil für den Lufteinlaß, das die eingelassene Luft in der Richtung fördert, die durch das Heizelement (7) führt
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackung (9) in der Kammer (20) auf einer durchbrochenen Auflage (15) liegt, damit die Wärmebehandlung über die Gesamtoberfläche der Verpackung (9) im wesentlichen gleichmäßig erfolgt Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-