Maschine mit Evakuierkammern zum Verschliessen von Packungen mit vakuumdichtem Futter
Es ist bekannt, luftempfindliche Verpackungsgüter in evakuierten Behältern zu verpacken, welche aus einem äusseren, im Querschnitt rechteckigen Kalton mit einem Innenfutter aus starker, gasdichter Kunststoffolie bestehen. Nach Einfüllen des zu verpackenden Gutes wird die Innenverpackung evakuiert und wärmeversiegelt.
Es sind Verschlussmaschinen für Packungen der oben angegebenen Art bekannt, die mit einer Mehrzahl von Evakuierungskammern zur Aufnahme und zum Verschliessen je einer Pakkung ausgerüstet sind.
Die Evakuierungskammern sind auf einem in einer waagerechten Ebene umlaufenden Karussell angeordnet, und die zu evakuierenden Packungen werden von der Seite auf das Karussell geschoben. Bei diesen Maschinen sind die Kammern beweglich, sie werden von einer Welle gehoben. Die Packung wird in horizontaler Richtung eingeschoben und die Kammer dann über die Packung gesenkt.
Bei einer anderen bekannten Maschine ist eine feststehende Kammer vorgesehen, bei der eine Klappe um eine horizontale Welle an der oberen Kante der Kammer schwenkbar ist. Dadurch kann die Kammer in welcher die zu evakuierende Packung eingeschlossen ist, verschlossen werden. Da für die betreffende Kammer das Volumen nur so gering bemessen ist, dass die Packung gerade noch aufgenommen werden kann, ist es nicht möglich, bei geöffneter Klappe neben der Packung auch die Transportmittel, die die Packung in die Kammer einführen und aus ihr herausfördern sollen, t. B. auf ein Förderband in der Horizontalebene, darin vorzusehen.
Schliesslich ist es auch bekannt, zum Verschliessen von Blechdosen eine Kammer vorzusehen, an der eine schwenkbare Klappe angelenkt ist. Ausser der die Blechdose enthaltenden Kammer ist noch eine weitere, ebenfalls unter Vakuum stehende zusätzliche Kammer erforderlich, die mit einem Fenster versehen ist, um das Werkzeug zum Verlöten einer Öffnung in der Blechdose beobachten zu können. Eine zweite Klappe kann die Öffnung für das Lötwerkzeug verschliessen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schnelles und sicheres Evakuieren und Verschliessen von Packungen, insbesondere für gemahlenen Kaffee, zu erreichen. Es sollten hochevakuierte und dichte Beutelpackungen hergestellt werden, die auch durch ihre Dichtheit selbst Blechpackungen überlegen sind.
Weiter sollte die Leistung einer solchen Maschine erhöht werden. Mit einer besonderen Ausfühlungs- form der Maschine nach der Erfindung kann eine weitgehend störungsfreie, sehr schnelle und zuverlässige Arbeitsweise erzielt werden, wobei etwa 180 Pakkungen in der Minute fertiggestellt werden können.
Die erfindungsgemässe Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Kammer an der gegen den Umfang des Karussells gelegenen Seite mit einer die ganze Öffnung abdeckenden Klappe versehen ist, so dass bei geöffneter Klappe die Packung zusammen mit den Transportmitteln bis in die Kammer bzw. aus ihr heraus in die Horizontalebene gelangen kann, dass die Klappe zwecks Öffnens bzw. Schliesaens in einem Arm in oder in der Nähe ihrer Mitte gelenkig gelagert ist und dass der Arm seinerseits um eine Achse an der oberen Kante der Kammer schwenkbar ist.
Damit kann ein sehr schnelles und sicheres Evakuieren und Verschliessen der Packungen, insbesondere für Kaffee, erreicht werden, und können sehr hoch evakuierte und dichte Beutelpackungen her gestellt werden, ¯ die Blechpackungen eindeutig über- legen sind.
Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgemässe Maschine am Beispiel einer Ausführungsform erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch die Arbeitsweise des Karussells während eines Umlaufs,
Fig. 2 in vergrössertem Masstab einen Querschnitt durch das Karussell,
Fig. 3 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teils des Karussells mit einer für die Aufnahme der Packungen vorgesehenen Kammer.
Das Karussell 10 dreht sich in Richtung des Pfeiles II. In dem Karussell sind Kammern 12 angeordnet, die über eine gemeinsame Vakuumleitung während der Drehung des Karussells für sich evakuiert werden können. In der Verbindungsleitung zwischen der Vakuumleitung und der Kammer ist zur Regelung der Erhöhung des Vakuums ein Ventil vorgesehen. Das Karussell hat beispielsweise achtzehn Kammern 12. Jede Kammer ist mit einer Klappe 26 versehen, welche die Kammer nach aussen abschliesst. Die Klappe 26 wird um eine Welle 29 geschwenkt.
Die zu evakuierenden Packungen werden dem Karussell von einer Fördervorrichtung 13, 14 zugeführt und in eine offene Kammer eingebracht. Da die Klappe dieser Kammer sich in horizontaler Lage befindet, wird weder die Arbeit der Fördervorrichtung
13, 14 noch das Einführen der Packungen in die Kammer 12 behindert. Während der Bewegung des Karussells in der Richtung des Pfeiles 11 wird zuerst die Klappe geschlossen, was etwa in der Lage 15 erfolgt. Die Klappe wird danach von einel Anpressschiene 16 angedrückt und damit eine Abdichtung für die beginnende Vakuumbildung erreicht. Wenn die Kammer die Lage 17 erreicht, wird sie mit einer Vakuumleitung verbunden mit der Folge, dass die Klappe dichtend gegen den Rand der Kammer angesaugt wird. Dieser Vorgang ist etwa bei 18 beendet.
Die Kammer wird dann mit einer Hochvakuumleitung verbunden, unter deren Einfluss das Vakuum weiter erhöht wird, bis die Wärmeversiegelung des Innenfutters bei 19 stattfinden kann. In der Lage 20 wird Luft in die Kammer gelassen. Hierdurch wird das Vakuum aufgehoben und die Wärmeversiegelungsnaht gekühlt. In der Lage 21 wird die Klappe geöffnet, und in der Lage 22 wird die versiegelte Packung von einer Fördervorrichtung 23 übernommen und abgeführt.
Die Öffnungs- und Schliessungsbewegung der
Klappe sei an Fig. 4 erläutert, die eine einzelne Kammer zusammen mit den für die Betätigung der Klappe erforderlichen Mitteln zeigt.
Die Wände der Kammer 12 sind mit 24 bezeichnet, die Rückwand mit 25. Die Klappe 26 ist in einer ersten Welle 27 aufgehängt. Sie ist in einem die Klappe tragenden Arm 28 gelagert, welcher seinerseits um eine horizontale Welle 29 schwenkbar gelagert ist.
Auf der Welle 29 ist ein Zahnrad 30 mit einem Schutzmantel 31 angeordnet.
Das Karussell 10 ist durch eine Nabenscheibe 32 angedeutet. Auf ihr ist die Kammer 12 mit Winkeleisen 33 befestigt. In der Kammer ist die eingeführte Packung 35 zu erkennen. Weiter trägt die Nabenscheibe 32 einen Ring 36 mit Gleitlagern 37, 38 für eine Zahnstange 39, die in das Zahnrad 30 eingreift.
Die Zahnstange 39 trägt an ihrem anderen Ende eine Rolle 40, welche sich um eine Welle 41 drehen kann, die in einem Block 42 am Ende der Zahnstange 39 befestigt ist. Die Rolle 40 liegt gegen einen um das ganze Karussell laufenden Nockenring 43.
In der in Fig. 4 gezeigten Lage ist die Rolle 40 durch den Nockenring 43 in seine am weitesten nach links gelegene Lage geführt worden, wobei die Zahnstange 39 durch Zusammenwirken mit dem Zahnrad 30 die Welle 29 mit dem Arm 28 in eine Lage gedreht hat, in der die Klappe 26 in die horizontale Stellung gehoben wurde. Hierdurch werden zwei Vorteile erreicht, nämlich erstens freier Zugang zum Einführen bzw. Entfernen einer Packung 35 aus der Kammer 12, zweitens kann die Klappe 26 nicht während der Umdrehung des Karussells anderen Teilen der Maschine hinderlich im Wege stehen.
Wenn die Kammer während der Umdrehung des Karussells in die Lage 15 (siehe Fig. 1) kommt, verschiebt sich des Nockenring 43 nach aussen, und es wird auch die Zahnstange 39 nach rechts in Fig. 4 verschoben. Diese Verschiebung kann ausschliesslich auf Grund des Gewichtes der Klappe stattfinden, es ist aber in der Regel vorteilhaft, eine besondere, in der Zeichnung nicht dargestellte Feder vorzusehen.
Man kann statt der Nocken auch eine Kurvenscheibe anordnen, welche zwangläufig die Rolle 40 steuert.
Während der letzterwähnten Bewegung verschliesst die Klappe 26 die Kammer. Es herrscht dann noch kein Vakuum in der Kammer 12. Um eine gute Dichtung zu erreichen, sind zwei verschiedene Massnahmen vorgenommen worden.
Erstens ist die Klappe an dem Arm 28 gelenkig an der Welle 27 gelagert. Zweitens ist eine besondele Anpresschiene 16 ausserhalb des Karussells angeordnet, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Anpresschiene 16 wirkt mit der Rolle 44 am Ende des Armes 28 zusammen und zwingt die Klappe 26 zu gutem Anliegen gegen den Rand der Kammer 12.
Je nach dem Vakuum in der Kammer 12 wird die Klappe gegen den Rand gut dichtend angesaugt.
Die Anpresschiene 16 (Fig. 1) braucht deshalb nur eine begrenzte Länge zu haben.
Die in Fig. 4 der Deutlichkeit halber nicht dargestellten Teile werden im folgenden im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschrieben.
Eine Förderbahn 50 bringt die Packungen, welche im Boden verschlossen und mit dem zu verpackenden
Gut gefüllt sind, in Richtung des Pfeiles 52 zu einem Hilfskarussell 51. Das Hilfskarussell 51 sitzt auf einer sich kontinuierlich drehenden Welle 53, die eine Nockenscheibe 54 mit Greifern 55 trägt.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist je ein Paar Greifer für den oberen und den unteren Teil der Packung 35, welche in das Hauptkarussell eingeführt werden soll, angeordnet. Die Greifer sind um Wellen 56 drehbar und werden durch ein nicht dargestelltes Ritzel und eine Spurscheibe im Hilfskarussell 51 gesteuert. Sie umgreifen eine Packung auf der Förderbahn 50. Die Packung wird durch das Hilfskarussell 51 während der Umdrehung in eine Lage gebracht, die die Packung 35 in der Fig. 2 einnimmt. Aus dieser Lage soll sie in eine Kammes 12 des Hauptkarussells eingeführt werden, was dadurch erfolgt, dass andere Greifer 57 im Hauptkarussell, deren Bewegung durch dieses Karussell bestimmt wird, die Packung 35 umgreifen, während gleichzeitig die Greifer 55 die Packung loslassen.
Die Greifer 57 sind auf einer Welle 58 mit Nabe 60 gelagert und diese in einer Greifplatte 59. Die Greiferplatte 59 ist mit zwei Steuermitteln 61 versehen, die ein Kurvenstück 62 umschliessen, das ringförmig, aber in Wellen rings um die Bahn des Karussells verläuft.
Die Nabe 60 ist an einer Strange 63 befestigt, welche am Ende eine Rolle 64 mit der zugehörigen Nabe 65 trägt. Die Rolle 64 greift in einen Spurkranz 66 ein, welcher mit dem Fundament des Hauptkarussells 10 verbunden ist. Das Kurvenstück 62 ist in regelmässigen Stellen unterbrochen.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise der letzterwähnten Teile sei angenommen, dass die Maschine die Arbeitsperiode der Fig. 1 bis zur Lage 21, wie beschrieben, durchlaufen hat. Die Klappe 26 ist hochgeklappt, eine fertig verschlossene Packung ist aus der Maschine entfernt und eine neue Packung eingeführt. Das Karussell 10 dreht sich kontinuierlich, ebenso das Karussell 51 mit übereinstimmender Un-l- fangsgeschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Richtung. Die Greifer 55 bzw. 57 greifen ineinander, jedoch mit bestimmten überlagerten Bewegungen, die noch beschrieben werden.
Unmittelbar nach dem Öffnen der Klappe 26 nähert sich im Hilfskarussell 51 ein Satz Greifer 55 in eine Stellung, bei der eine fertige Packung aus dem Hauptkarussel 10 entfernt werden soll. Diese Stellung liegt vor der in Fig. 2 dargestellten. Ein weiteres Hilfskarussell 23 (Fig. 1) ist vorgesehen, das dem Hilfskarussell 51 entspricht.
Die Arbeitsweise ist folgende: Der Spurkranz 66 bewirkt, dass unmittelbar nach dem Öffnen der Klappe 26 die Rolle 64 nach aussen verschoben wird, mit ihr somit auch die ganze Greiferkonstruktion mit den Greifern 57 und die von diesen getragene Pakkung 35. Zur Steuerung dieser Bewegung ist eine Stange 67 angeordnet, welche sich in Gleitlagern 68 in einem Zylinder 69 eines Ansatzes 70 an der Rückseite der Kammer 12 bewegt (Fig. 2). Der Anschluss der Kammer an die Vakuumleitung erfolgt durch den Kanal 82. Sobald der Greifer 57 zusammen mit der Packung in ihre äusserste Lage gekommen ist, bei der ein Austausch der Packungen stattfinden soll, schliessen sich die Greifer 55 vom Hilfskarussell 23 um die Packung 35, gleichzeitig öffnet sich der Greifer 57 und gibt die Packung frei.
Die Packung folgt der laufenden Drehung des Hilfskarussells 23, so dass sie aus der Kammer 12 geführt und an ein Förderband 75 abgeführt wird (siehe Fig. 1). Die Kammer 12 kann jetzt durchlüften, bis sie in eine Lage kommt, in der eine neue, noch nicht verschlossene Packung von dem Hilfskarussell 13 (Fig. 1) aufnimmt. Es nähert sich ein bestimmter Satz Greifer des Hilfskarussells 51 gegen den Umfang des Hauptkarussells 10 mit einer Packung, die noch nicht verschlossen ist. Wenn die Greifer gegenüber der jetzt leelen Kammer 12 stehen, deren Entleerungs- und Füllungsverlauf beschrieben wurde, sind durch die eingriff ähnliche Bewegung der Greifer an dem Hauptkarussell 10 diese dazu gebracht worden, die Packung zu umschliessen, obgleich sich die Greifer 57 noch nicht um die Packung geschlossen haben. Dies findet aber jetzt statt, gleichzeitig wenn die Greifer 55 sich öffnen.
Die Packung wird infolgedessen hiernach dem Hauptkarussell 10 in seiner fortlaufenden Umdrehung folgen.
Unmittelbar danach verschieben sich die Greifer 57 wieder nach innen in die Kammer 12 unter Vermittlung des Spurkranzes 66 und der Rolle 64, gesteuert von der Stange 67. Nachdem in dieser Weise die Packung in ihre in Fig. 4 gezeigte Lage geführt ist, schliesst sich die Klappe 26 in der schon oben beschriebenen Weise. Dies findet in der Lage 15 (Fig. 1) statt. Hiernach folgt die Evakuierung und die Ve schliessung in der bereits beschriebenen Weise.
Die Packung wird an der oberen Mündung des Futters flach gelegt, bevor sie dem Hilfskarussell 23 zugeführt wird. Die flachgelegte Mündung ist in Fig. 2 mit 77 bezeichnet. In der Arbeitslage der Packung 35 liegt die flach verschlossene Mündung gegen eine Heizbacke 78, welche mit der Rückwand 25 der Kammer 12 fest verbunden ist. Eine zweite Heizbacke 79 ist auf einem Arm 80 angeordnet, der auf einer Welle 81 sitzt. Die Welle 81 sowie in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel zur Zuführung von elektrischem Strom zu den Heizbacken sind zwangsmässig gesteuert. Die Heizbacke 79 wird gegen die Heizbacke 78 zur Wärmeversiegelung in dem Augenblick verschwenkt, in dem die Evakuierung erreicht ist, wie für die Lage 19 in Fig. 1 angegeben. Da die Versiegelung nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört, kann von einer weiteren Beschreibung abgesehen werden.
In Fig. 3 sind der D utlichkeit wegen die Karussells 13 und 23 nur schematisch dargestellt. Man erkennt, dass eine erste Packung 85 auf dem Wege zur Austragung ist, dass aber die Klappe für die Kammer 12 noch verschlossen ist. In der nächstfolgenden Station wo sich die Packung 86 befindet, ist die Klappe 26 geöffnet. Die nächsten Stellungen der Klappe sind der Deutlichkeit wegen nicht dargestellt.
In der weiter folgenden Station befindet sich eine Packung 87, die soeben von den mit dem Hauptkarussell verbundenen Greifern freigegeben werden soll und dem mit dem Hilfskarussell 23 verbundenen Greifer zugeführt wird, um von diesem aus der Maschine entfernt zu werden.
Die Packung ist in dieser Station durch die Greifer des Karussels 10 nach aussen verschoben worden, so dass sie sich in grösserem radialem Abstand von der Mitte dieses Karussells befindet, und in diejenige Bahn gekommen ist, der die Packung 87 folgen soll, nachdem sie von den Greifern des Karussells 23 ergriffen worden ist.
Bei 88 befindet sich keine Packung, da diese noch nicht zugeführt wurde. Es ist nämlich von Bedeutung, dass die Kammern 12 Gelegenheit zur Auslüftung bekommen, ehe die nächste Packung, das ist die Packung 89, eingeführt wird. Diese befindet sich in demselben radialen Abstand wie die Packung 87, der Arbeitsverlauf der Greifer ist aber genau entgegengesetzt. Die Greifer des Karuseslls 10, die aus ihrer normalen Lage nach aussen verschoben und offengeblieben sind, schliessen sich jetzt um die Packung 89, während gleichzeitig die Greifer des Karussells 13 die Packung loslassen.
Die Packung werden dem Karussell 13 von einer Transportbahn 14 zugeführt. Eine solche Packung 90 ist in einer Lage dargestellt, aus der sie nach der Pakkung 89 dem Hauptkarussell 10 zugeführt wird. Die Packung 91, die vor der Packung 89 dem Hauptkarussell 10 zugeführt wurde, befindet sich schon in der Bahn des Karussells 10. Die Klappe 26 ist aber noch offen. Während des Übergangs zu der nächstfolgenden Lage, in der die Packung 92 sich befindet, wird die Klappe geschlossen. Gleichzeitig gleitet die Rolle 44 der Klappe unter Beeinflussung der Anpressschiene 16 einwärts, so dass die Klappe dichtend angepresst gehalten wird, wenn die Evakuierung beginnt. Dies erfolgt, wenn die Packung die Lage 93 erreicht hat.
Die Packung 92 und 93 sehen in Fig. 3 verschieden aus. Dies hängt damit zusammen, dass die beiden Stationen in verschiedenen Höhen geschnitten dargestellt sind. Während der Schnitt bei der Station mit der Packung 91 weiter unten liegt, so dass er durch die Packung selbst läuft und diese in ihrem rechteckigen Querschnitt zeigt, ist der Schnitt durch die Station mit der Packung 93 etwas höher gelegt, und zwar noch oberhalb der Packung 93. Man sieht deshalb diese Packung mit der flachgelegten Mündung 77. Schon nach einiger kurzer Zeit ist ein bestimmtes Vakuum in der betrachteten Kammer entstanden, so dass die Klappe 26 dichtend angesaugt wird. Die Anpresschiene 16 ist dann nicht mehr nötig. Der weitere Verlauf erfolgt dann in der für Fig. 1 bereits beschriebenen Weise.