Vorrichtung zum Entgasen und Begasen von gefüllten Packungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entgasen und Begasen von gefüllten Packungen.
Sie ist insbesondere für Verpackungsanlagen bestimmt.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die mittels einer in die Öffnung der Packung einzuführenden Kanüle die in der Packung nach dem Füllen noch enthaltene Luft absaugen und die Packung gegebenenfalls mit einem neutralen Gas füllen. Diese Vorrichtungen eignen sich jedoch nicht bei solchen Füllgütern und Packungen, bei denen nach dem Füllen der Packung in dieser noch verhältnismässig grosse Luftmengen verbleiben. Beim Evakuieren der verbliebenen Luft würden in diesen Fällen die Verpackungshüllen durch den atmosphärischen Luftdruck meist zu stark verformt, so dass die entstandenen Verformungen nicht mehr durch anschliessendes Begasen mit neutralen Gasen rückgängig zu machen wären.
Es wurde daher schon vorgeschlagen, die Pakkungen in einer luftdicht abschliessbaren Kammer, in der gleicher Druck innerhalb und ausserhalb der Packungen gewährleistet ist, zu entgasen.
Um eine Leistungssteigerung zu erzielen, hat man auch schon mehrere solcher Kammern auf einer sich drehenden Scheibe kreisförmig angeordnet, wobei die Packungen jedoch von Hand in die einzelnen Kammern eingelegt und entnommen werden müssen.
Um die bisherigen Nachteile zu beseitigen, kennzeichnet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung durch eine Mehrzahl von kreisförmig und schwenkbar auf einer schrittweise geschalteten Trommel angeordneten, luftdicht abschliessbaren Kammern und eine tangential zur Trommel angeordnete, mit Förderbehältern versehene Fördereinrichtung, ferner durch eine Einrichtung zum Steuern der Schwenkbewegung der in geschlossenem Zustand radial zur Trommelachse liegenden Kammern, so dass jeweils zwei nebeneinanderliegende Kammern innerhalb des Berührungsbereichs der Trommel mit der Fördereinrichtung in eine Stellung schwenken, in der sie parallel zueinander und senkrecht zur Fördereinrichtung stehen,
und durch eine senkrecht zur ersten För dereinrichtung wirksame weitere Fördervorrichtung mit einer zwischen den jeweils parallel zueinander geschwenkten Kammern und den diesen zeitweilig gegenüberliegenden Förderbehältern liegenden Förderstrecke, welche derart ausgebildet ist, dass sie jeweils eine Packung von einem Förderbehälter in die gegenüberliegende eine Kammer und im gleichen Arbeitsgang eine andere Packung von der anderen Kammer in den nächsten Förderbehälter verbringen kann.
Vorteilhaft werden zur Entleerung der Kammern und zum Heissversiegeln der Packungen an deren Schliessnähten während dieser Entleerung in Längsrichtung der Kammern verschiebbare, die betreffende Packung an den Schliessnähten erfassende, beheizte Zangenpaare vorgesehen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, die auch nachträglich an Füllen und Schliessmaschinen oder Einwickelmaschinen üblicher Art angebaut werden kann, ermöglicht ohne Einsatz weiterer Bedienungspersonen ein rasches Entgasen und Begasen der gefüllten Packungen, so dass die Leistung der Füllund Schliessmaschine nicht reduziert zu werden braucht.
Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel auf den Zeichnungen veranschaulicht.
Es zeigen:
Fig. 1 die Vorrichtung im Querschnitt;
Fig. 2 die Vorrichtung im Längsschnitt in grösserem Masstab;
Fig. 3 die Einrichtung zum Offenhalten der Packung;
Fig. 4 die Einrichtung gemäss Fig. 3 in gespreizter Stellung;
Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung;
Fig. 6 eine mittels der Vorrichtung zu entgasende und zu begasende Packung.
Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel ist zum Entgasen, Begasen und Verschliessen von Packungen der in Fig. 6 gezeigten Art geeignet.
Dabei ist die Vorrichtung senkrecht über der Fördereinrichtung einer Verpackungsanlage angeordnet.
Die Vorrichtung besteht aus einer Trommel 1, die auf einer im Gestell 2 drehbar gelagerten Welle 3 befestigt ist und schrittweise von einem Getriebe bekannter Art, z. B. durch ein Maltesergetriebe, gedreht wird. In der Trommel 1 sind bei dem Ausfüh rungsb ei spiel acht Wellen 5 drehbar gelagert, an denen je eine Kammer 6 befestigt ist. An einem Ende der Wellen 5 sind Hebel 7 befestigt, die mit Führungszapfen 8 versehen sind, welche in einer Nut einer feststehenden Kurvenscheibe 9 gleiten und die jeweilige Stellung der Kammern 6 zum Trommelradius bestimmen.
Die an einer Seitenwand des Gestells 2 befestigte Kurvenscheibe 9 ist so ausgebildet, dass jeweils die beiden unteren der Fördereinrichtung F zugewandten Kammern 6 in die Senkrechte geschwenkt werden, so dass sie bei dem dem jeweiligen Schaltschritt folgenden Stillstand unmittelbar über zwei Behältern 4 der Fördereinrichtung F zu stehen kommen ; vgl. Fig. 1.
Am Umfang der Trommel 1 sind beidseitig in gleichen Abständen, der Anzahl der Kammern 6 entsprechend, mehrere radiale Führungen 11 angebracht, in denen als Abschlussdeckel für die Kammern 6 dienende Platten 12 verschiebbar angeordnet sind und durch Federn 13 gegen die Kammern 6 gedrückt werden. Dichtungen 14 dichten die Kammern 6 gasdicht ab. Vor dem Einschwenken einer Kammer 6 in die zur Fördereinrichtung F senkrechte Stellung wird die zugeordnete Platte 12 mittels beiderseits am Gestell 2 angeordneter Leitschienen 15, auf denen zwei in den Platten 12 angebrachte Rollen 16 ablaufen, abgehoben und bleibt über zwei Schaltschritte hinweg in dieser abgehobenen Stellung, so dass die betreffende Kammer 6 entleert und unmittelbar darauf gefüllt werden kann.
Die Packungen P der in Fig. 6 gezeigten Art werden mittels eines Schiebers 19 in die Kammern 6 gebracht und von im Kopf der Kammern 6 paarweise angeordneten Klammern 21 festgehalten. Ausserdem sind in jeder Kammer 6 zwei Paare von zangelartig ausgebildeten, von je einer Feder 22 zusammengehaltenen Spreizfingern 23, 24 angeordnet.
Einer der Spreizfinger 23, 24 besitzt auf seiner Innenseite eine Nase 25, die in eine entsprechende Vertiefung 26 des anderen Spreizfingers greift. Beim Schliessen der Spreizfinger greift die Nase 25 in eine an einer der Schliessnähte N, N' der Packung P vorgesehene Ausstanzung A und drückt den dieser gegenüberliegenden Teil der anderen Schliessnaht in die Vertiefung 26. Dadurch wird erreicht, dass die Schliessnähte offengehalten werden, was insbesondere bei dem Begasungsvorgang wichtig ist. Das zugeleitete neutrale Gas strömt beim Begasungsvorgang in unmittelbarer Richtung aus einem zu diesem Zweck vorgesehenen düsenartigen Rohr 27 in die derart offengehaltene Öffnung der Packung. Damit die Spreizfinger 23 diesen Gasstrom nicht behindern, ist in der Nase 25 des Fingers 23 eine Durchgangs öffnung 29 vorgesehen.
Beim Laden und Entladen der Kammern 6 werden die Spreizfinger 23, 24 von zwei an Schieberstangen 20 befestigten Keilpaaren 28, die an den Federbolzen 32 der Spreizfinger 23, 24 angreifen, auseinandergedrückt.
Es ist auch möglich, statt der Spreizfinger 23, 24 zum Öffnen der Packungen hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder mechanisch betätigte Dorne oder dergleichen zu verwenden, die durch Eindringen zwischen die beiden Wände der Schliessnähte N, N' die Packungen P während des Begasungsvorgangs offenhalten.
Mit dem Schieber 19 zusammen sind an einer gemeinsamen Schieberstange 20 noch zwei Zangenpaare 30 befestigt, die mittels hin- und hergehender, im Arbeitstakt der Maschine gesteuerter Leisten 31 beim Hochgehen der Schieberstange 20 geöffnet und über die Schliessnähte N, N' der Packung P geschoben werden.
Die Zangen 30, die mittels eines elektrischen Heizelementes beheizt werden, erfassen die Packung P an den beiden Schliessnähten N, N' und pressen diese während des Herausführens der Packung P aus der Kammer 6 zusammen. Dadurch wird erreicht, dass gleichzeitig mit dieser Förderbewegung das Verschliessen der Packung P durch Heissiegelung erfolgt.
Zur Steuerung der Entgasung und der Begasung sind in jeder der beiden Trommelwände mehrere von zwei feststehenden Steuerkurven 37, 37' gesteuerte Ventile 35, 36 eingebaut, die nacheinander die Kammern 6 zunächst mit einer Saugvorrichtung, beispielsweise Sauggebläse und anschliessend mit einem Gasbehälter verbinden. Zu diesem Zweck sind die für die Gassteuerung dienenden Ventile 35 einerseits über je eine Schlauchleitung 42 mit den Kammern 6 und andererseits über je eine in einer Trommelwand angeordnete Bohrung 38 mit einer in der Welle 3 befindlichen Bohrung 40 verbunden, über die die Zuleitung vom Gasbehälter erfolgt. In gleicher Weise stehen die die Saugluft steuernden Ventile 36 mit den Kammern 6 durch Bohrungen 39 in der anderen Trommelwand und eine Bohrung 41 in der Welle 3 mit dem Sauggebläse in Verbindung.
Der Antrieb der einzelnen bewegten Teile der Vorrichtung erfolgt von einem Elektromotor 53, Fig. 1, der über ein Vorgelege 54 eine Welle 55 antreibt. Über einen Kettentrieb 56 ist die Welle 55 mit dem Treiber eines die Trommel 1 schrittweise antreibenden Maltesergetriehes verbunden. Der Stern des Maltesergetriebes ist unmittelbar an einer der beiden Trommelwände 1 angeordnet.
Die Hub- und Senkbewegung der Schieberstange 20 bzw. des Schiebers 19 und der Zangen 30 wird von Kurven 60, 61 gesteuert, welche auf einer mittels eines Kettentriebes 62 von der Welle 55 angetriebenen Welle 63 befestigt sind. Auf den Kurvenscheiben 60, 61, deren eine 60 die Hub- und die andere 61 die Senkbewegung steuert, läuft ein drehbar gelagerter, am einen Ende gabelförmig ausgebildeter Hebel 64 ab, der mit seinem anderen Ende mit einer Lasche 65 verbunden ist, die an der Schieberstange 20 angelenkt ist. Zum Ausführen einer geradlinigen Auf- und Abbewegung ist die Schieberstange 20 auf einer vertikal ortsfest angeordneten Stange 6 verschiebbar gelagert.
Das Schliessen und Öffnen der Zangen 30 bewirkt eine Kurvenscheibe 70, die ebenfalls auf der Welle 63 fest angeordnet ist. Bei ihrer Drehbewegung steuert diese Kurvenscheibe 70 über eine drehbar gelagerte Lasche 71 und eine an diese angelenkte Koppel 72 die Leisten 31, so dass bei vorgeschobener Stellung der Leisten 31 die Zangen 30 entgegen dem Druck von Federn 32' geöffnet werden, und in zurückgezogener Stellung der Leisten 31 die Zangen 30 sich durch den Druck der Federn 32' schliessen.
Der Arbeitsvorgang ist folgender:
Nach einem Schaltschritt der Trommel 1 und der Fördereinrichtung F schiebt der hochgehende Schieber 19 eine Packung P von einem Förderbehälter 4 in die linke der beiden parallel stehenden Kammern 6, wo die Packung P von den Klammern 21 festgehalten wird. Dabei werden gleichzeitig durch die Keile 28 die Spreizfinger 23, 24 auseinandergespreizt.
Die auf der rechten Seite der Schieberstange 20 angeordneten Zangenpaare 30 sind während des Hochgehens durch die Leiste 31 geöffnet worden und werden, nachdem die Schieberstange 20 ihren Höchstpunkt erreicht hat, durch Federdruck geschlossen, wobei sie die in der rechten Kammer 6 befindliche, bereits entgaste und begaste Packung P an den Schliessnähten N, N' erfassen und beim Abgehen der Schieberstange 20 durch Heissiegelung verschliessen.
Beim darauffolgenden Schaltschritt wird die neu gefüllte Kammer 6 durch die Kurve 9 wieder in radiale Stellung eingeschwenkt und durch die zugeordnete Platte 12 gasdicht abgeschlossen. Darauf wird durch die Kurve 37' das Ventil 36 geöffnet und die Kammer 6 während einer bestimmten Zeit entgast, bis das Ventil 36 wieder geschlossen und das Gasventil 35 geöffnet wird, das der Kammer 6 ein Schutzgas zuführt. Kurz vor dem Einschwenken der Kammer in Entleerungsstellung wird das Gasventil 35 wieder geschlossen.
Damit in der Zeit zwischen dem Öffnen der Kammern 6 und dem Verschliessen der Packungen P durch die Zangen 30 keine Luft in die Packung gelangen kann, wird diese mit etwas über dem atmosphärischen Luftdruck liegendem Druck mit Gas gefüllt. Das nach Öffnen der Kammer ausströmende Gas verhindert das Eindringen von Luft in die zunächst noch offene Packung.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist beispielsweise möglich, die Trommel anstelle in senkrechter Ebene, waagrecht neben der Fördereinrichtung F anzuordnen. Dies kommt insbesondere in Frage, wenn Beutel mit losem Schüttgut entgast und begast werden sollen. In diesem Falle ist nur eine Förder- und Siegelzange erforderlich, die sich, wie die Schieberstange, in horizontaler Ebene bewegen müsste.
Ebenso wäre es auch möglich, das Verschliessen der Packungen bereits innerhalb der Kammern vorzunehmen, beispielsweise mittels in der Kammer angeordneter hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder mechanisch gesteuerter Heizbacken.