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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Evakuierung einer Kammer einer Maschine zum Ver- packen von Gütern, insbesondere Lebensmitteln, unter Vakuum, welche mindestens eine Kammer aufweist und wobei die Kammern an Druckstufen unterschiedlichen Druckniveaus anschliessbar sind und die letzte Druckstufe dem gewünschten Arbeitsdruck entspricht, wobei die Druckstufen durch Vakuumreservoirs unterschiedlichen Druckniveaus einer Vakuumzentralanlage dargestellt sind.
Eine solche Vorrichtung ist in der DE 28 29 889 A1 beschrieben. Es ist nicht möglich, an die dort beschriebene zentrale Vakuumanlage eine Maschine anzuschliessen, die, durch ihren Arbeits- ablauf bedingt, einen Kurzschluss zwischen zwei oder mehreren der Druckstufen bewirkt. Solch ein Kurzschluss würde die Funktionstüchtigkeit der zentralen Vakuumanlage aufheben. Selbst ein kurzzeitiger Kurzschluss ist zu vermeiden. Verpackungsmaschinen, bei denen eine Steuerung vorgesehen ist, die einen Kurzschluss bewirken, arbeiten jedoch mit geringen Taktzeiten bzw. hoher Taktleistung. Solche Maschinen sind beispielsweise als Rundläufer mit mehreren Kammern gestal- tet, welche nacheinander verschiedenen Stationen zugeführt werden. Die Maschine weist mindes- tens zwei Vakuumpumpen auf, die unterschiedliche Druckniveaus erzeugen.
Die Kammer wird zunächst mit der ersten Pumpe und dann mit einem Überschneidungsbereich mit der zweiten Pumpe verbunden. Die Überschneidung ist erforderlich, um möglichst lange Anschlusszeiten an die beiden Druckstufen zu erzielen, da ansonsten die erforderlichen kurzen Taktzeiten nicht erreicht werden können. Eine unmittelbar nahe und direkte Zuordnung der Pumpen zum Verbraucher ist erforderlich, um möglichst schnell eine Entsorgung durchführen zu können. Sie ist jedoch insbe- sondere für Lebensmittel, die gekühlt verpackt werden, von Nachteil, weil die Pumpen Wärme erzeugen und die Klimatisierung des Raumes, in dem die Maschine aufgestellt ist, einen höheren Energieaufwand erfordert.
Von Nachteil ist ferner, dass die Pumpen ölgeschmiert oder ölgedichtet sind und so bei Leckagen eine Verschmutzung der ansich lebensmittelgerecht reinzuhaltenden Räume eintreten kann.
In der US 47 54 596 ist eine Evakuiervorrichtung beschrieben, bei der ein Kurzschluss zwischen dem Vakuumkanal und dem Vakuumanschluss eintritt. Beim Cross-Vakuum sind eine evakuierte, im nächsten Schritt zu öffende Kammer mit einer gerade geschlossenen und zu evakuierenden weiteren Kammer verbunden, um Energie zu sparen. Da eine solche Kurzschlusssituation ein abgeschlossenes Volumen betrifft, würde eine zentrale Vakuumanlage in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Maschine zum Verpacken von Gütern un- ter Vakuum, bei der aufgrund der Steuerung ein Kurzschluss während eines Überschneidungszeit- raumes eintritt, ein effektiveres, rasches Evakuieren durch Anschluss an eine zentrale Vakuuman- lage mit mehreren Druckstufen zu ermöglichen, wobei ein Entstehen eines Kurzschlusses zwi- schen den beteiligten Druckstufen verhindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jeweils eine Kammer für einen be- stimmten Zeitraum einer Überschneidung mit zwei druckstufenmässig aneinander anschliessenden Vakuumreservoirs verbunden ist, und dass in den Verbindungen zwischen dem Anschluss zur Kam- mer und den einzelnen Druckstufen, mit Ausnahme der letzten Druckstufe, jeweils eine Vakuum- pumpe, die in Richtung des zugehörigen Vakuumreservoirs fördert und entgegen der Saugrichtung sperrt, angeordnet ist.
Von Vorteil dabei ist, dass die Maschine an eine Vakuumzentralanlage mit mehreren Vakuum- reservoirs unterschiedlichen Druckniveaus angeschlossen werden kann, welche den Druck in der Kammer in Stufen auf das geforderte Druckniveau absenken, ohne dass die Gefahr gegeben ist, dass bei den erforderlichen kurzen Taktzeiten und den daraus resultierenden Überschneidungen beim Anschluss an nacheinander folgende, im Druck abgestufte Reservoirs ein Kurzschluss eintfe- ten kann. Bei einem Kurzschluss bestünde die Gefahr des Druckausgleichs zwischen den verschie- denen Vakuumsreservoirs. Die Vorteile einer Vakuumzentralanlage wären damit nicht einzuhalten.
Der Anschluss an eine Vakuumzentralanlage hat den Vorteil, dass ein grösseres Reservoir in den einzelnen Druckstufen gegeben ist, so dass eine schnellere Entsorgung der angeschlossenen Kammer eintritt und damit die Taktzeit auch verkürzt werden kann. Die Vakuumpumpe in der Verbindung zu dem zugehörigen Vakuumreservoir unterstützt dabei noch die Entsorgung. Es wird jedoch nur ein kleiner Anteil an der Entsorgung selbst von der Vakuumpumpe übernommen, da diese ansich nur als Ventil dient, welche in Entsorgungsrichtung zum zugehörigen Vakuumreser-
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voir hin keinen, in der Gegenrichtung jedoch einen unendlichen Widerstand darstellt. Auf diese Weise kann auch auf Ventile verzichtet werden.
Ventile hätten den Nachteil, dass aufgrund der erforderlichen Schaltzeit eine Vergrösserung der Taktzeit eintreten würde und zusätzlich Stellungs- aufnehmer bezüglich der Kammern erforderlich wären. Eine solche Anordnung würde den techni- schen Aufwand noch erhöhen und den wirtschaftlichen Nutzen verringern.
Bevorzugt ist eine Vakuumzentralanlage mit zwei oder mehr Vakuumreservoirs vorgesehen.
Bei zwei Vakuumreservoirs ist ein Vakuumreservoir als Grobvakuum und das andere als Feinva- kuum ausgelegt. Nur in der Verbindung zum Grobvakuum ist die Vakuumpumpe angeordnet. So wird verhindert, dass während des Überschneidungszeitraumes eine Verbindung zwischen Grobva- kuum und Feinvakuum eintreten kann. Allgemein gilt, dass von den Vakuumreservoirs, bei denen jeweils im Überschneidungszeitraum ein Kurzschluss eintreten könnte, die Vakuumpumpe in der Verbindung mit dem höheren Druckniveau eingeschaltet ist.
Eine besonders günstige Wirkungsweise ergibt sich dann, wenn die Vakuumpumpe als Wälz- kolbenpumpe ausgebildet ist. Wälzkolbenpumpen haben für diesen Einsatz den Vorteil, dass sie problemlos an der Maschine im gekühlten Raum installiert werden können. Gegenüber Pumpen, die auf Atmosphärendruck komprimieren, erzeugen Wälzkolbenpumpen bei einer Druckdifferenz von max. 40 mbar, die nur kurzfristig aufgebaut wird, weniger Kompressionswärme. Durch die Gasentspannung durch die Pumpe wirkt die thermodynamische Abkühlung der Erwärmung entge- gen. Weiterhin ist der Schöpfraum nicht mit Öl beaufschlagt. Des weiteren stellt nur eine Wälzkol- benpumpe keinen Strömungswiderstand in Saugrichtung bei schlagartigem Druckausgleich dar.
Die Vakuumpumpe soll vorzugsweise hinsichtlich ihrer Saugwirkung so ausgelegt sein, dass sie in Saugrichtung keinen Strömungswiderstand darstellt.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung wird es möglich, einen Rundläufer, der kurze Taktzeiten aufweist, an eine Vakuumzentralanlage anzuschliessen. Gleichzeitig erniedrigt die Vakuumpumpe den Druck in der Kammer um ihre Druckdifferenz gegenüber dem Grobvakuumniveau. Daraus folgt, dass das Feinvakuum des zweiten Reservoirs mit einem niedrigeren Druckniveau und damit mit geringerer Gasmenge belastet wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist anhand der beigefügten Schemazeichnung näher er- läutert.
In der Zeichnung ist rechts und links neben der Wand 3 jeweils ein Raum 1 bzw. 2 dargestellt.
Diese Räume 1,2 sind durch die Wand 3 getrennt. Sie können an beliebig voneinander entfernten Orten eines Gebäudes liegen. In dem Raum 1 ist eine Vakuumzentralanlage 4 untergebracht, welche dazu dient, ein Vakuum für zwei Vakuumreservoirs 5,6 mit unterschiedlichem Druckniveau zu erzeugen. Das erste Vakuumreservoir 5 ist durch ein Leitungssystem dargestellt, welches grössenmässig nach dem erforderlichen Vakuum für die Bedienung verschiedener angeschlossener Maschinen ausgelegt ist. Im ersten Vakuumreservoir 5 erzeugt die Vakuumzentralanlage 4 ein Grobvakuum mit einer Druckstufe höheren Druckniveaus, aber niedrigen Druckniveaus als das Ausgangsniveau, das durch die Atmosphäre dargestellt ist.
Ferner sind in der Vakuumzentralanlage Pumpen vorhanden, die dazu dienen, ein Feinvakuum in Form des zweiten Vakuumreservoirs 6 zu erzeugen, welches einen Druck annimmt, der auf einem Druckniveau liegt, welches niedriger ist als das des ersten Vakuumreservoirs 5 und dem gewünschten Enddruck entspricht, also die niedrigste Druckstufe darstellt. Zumindest ein Teil des Vakuumreservoirs 6 wird durch das Leitungssystem zur zentralen Versorgung mehrerer Verbrau- cher mit Vakuum dargestellt.
In dem Raum 2 ist die Maschine 9, die eine Verpackungsmaschine darstellen soll, angeordnet.
Die Verpackungsmaschine weist mehrere Kammem 10,10a auf, welche nacheinander verschiede- ne Stationen durchlaufen, wobei die erste Station die Einlegestation ist, in welcher die Kammer 10,10a mit dem unter Vakuum zu verpackendem Gut gefüllt wird, während die letzte Station die Entnahmestation für das verpackte Gut darstellt. Auf dem Weg von der ersten Station zur letzten Station durchläuft die Kammer 10,10a unter anderem eine Position, bei der diese an das Grobva- kuum in Form des ersten Vakuumreservoirs 5 angeschlossen wird. Hierzu ist eine Verbindungslei- tung 11vorgesehen, welche über einen Kugelhahn 7 an das erste Vakuumreservoir 5 angeschlos- sen ist. Zusätzlich ist in die Verbindungsleitung 11 eine Vakuumpumpe 14 in Form einer Wälzkol- benpumpe, die in in Richtung auf das erste Vakuumreservoir 5 hin fördert und mithilft, die Kammer 10 zu entsorgen.
Bei Weiterbewegung der Kammer 10 in Pfeilrichtung B wird eine Stellung er-
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reicht, bei der die Kammer 10 auch zusätzlich an die Verbindungsleitung 12 angeschlossen ist, welche über den Kugelhahn 8 mit dem das Feinvakuum darstellenden zweiten Vakuumreservoir 6 in Verbindung steht. In der Verpackungsmaschine ist zu den beiden Verbindungsleitungen 11,12 jeweils ein Ventil 13,13a eingeschaltet, welche auch zu einem Ventil zusammengefasst sein können und den Anschluss der Kammer 10 stellungsabhängig steuern, wobei, eine zeitliche Überschnei- dung gegeben sein kann, bei der die Kammer 10 sowohl an das erste Vakuumreservoir 5 als auch an das zweite Vakuumreservoir 6 angeschlossen sein kann (Stellung 10a).
Um zu verhindern, dass in dieser Position ein Druckausgleich aufgrund des Kurzschlusses während der Dauer der Über- schneidung zwischen den beiden Vakuumreservoiren 5,6 eintreten kann, ist die Wälzkolbenpumpe 14 vorgesehen, die in Saugrichtung eine Entsorgung der Kammer 10 in das erste Vakuumreservoir 5 zulässt, welche jedoch während der Kurzschlusszeit verhindert, dass eine Verbindung zwischen den beiden Vakuumreservoirs 5,6 gegeben ist. Die Wälzkolbenpumpe 14 stellt also entgegen der Saugrichtung einen unendlichen Widerstand dar. Hierdurch ist es möglich, kurze Taktzeiten zu erreichen, da eine möglichst lange Anschlusszeit und sogar eine Überschneidung hinsichtlich des Anschlusses für beide Vakuumreservoirs 5,6 möglich ist, ohne dass ein Druckausgleich eintreten könnte.
Diese Anordnung ermöglicht den Anschluss eines schnelllaufenden Rundläufers an eine Vakuumzentralanlage.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zur Evakuierung einer Kammer (10,10a) einer Maschine (9) zum Verpacken von Gütern, insbesondere Lebensmitteln, unter Vakuum, weiche mindestens eine Kammer (10,10a) aufweist und wobei die Kammern (10,10a) an Druckstufen unterschiedlichen
Druckniveaus anschliessbar sind und die letzte Druckstufe dem gewünschten Arbeitsdruck entspricht, wobei die Druckstufen durch Vakuumreservoirs (5,5) unterschiedlichen Druck- niveaus einer Vakuumzentralanlage (4) dargestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Kammer für einen bestimmten Zeitraum einer Überschneidung mit zwei druckstufenmässig aneinander anschliessenden Vakuumreservoirs verbunden ist und dass in den Verbindungen (11) zwischen dem Anschluss zur Kammer (10) und den einzelnen
Druckstufen (5,6), mit Ausnahme der letzten Druckstufe (6), jeweils eine Vakuumpumpe (14),
die in Richtung des zugehörigen Vakuumreservoirs (5) fördert und entgegen der
Saugrichtung sperrt, angeordnet ist.