Maschine zum Vakuumverpacken von luft- und oberflächenempfindlichen, wenig gleitfähigen blockförmigen Gegenständen in eine Einwicklerhülle
Die Erfindung Ibezieht sich auf eine Maschine zum Vakuumverpacken von luft- und oberflächenempfindlichen, wenig gleitfähigen blockförmigen Ge genständen in eine Einwicklerhülle. Der Hauptzweck der erfindungsgemässen Maschine betrifft die Vakuumverpackung von Nahrungsmitteln, so dass falls gewünscht die Einwicklerhülle nach dem Evakuieren der Luft mit einem Schutzgas gefüllt wird.
Es wurde bei derartigen Maschinen schon vorgeschlagen, eine Einwicklerhülle üblicher Art um die einzelnen Gegenstände zu formen. Imine bekannte Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens ist jedoch nur zum Herstellen von sogenannten Gaspakkungen geeignet, wobei die Luft beim Formen der Verpackungshülle zunächst durch Quetschwalzen und anschliessend durch Spülen mit einem Schutzgas grösstenteils entfernt wird. In auf diesen Maschinen hergestellten Packungen verbleibt jedoch unumgänglich ein geringer Restsauerstoffgehalt, der genügen kann, um einen Verderb der verpackten Ware durch Oxydation und Mikrobenwachstum, wenn auch etwas verzögert, herbeizuführen.
Diese Maschine ist auch nur zum Verpacken sehr flacher Gegenstände geeignet, da sich andernfalls in den Siegelnähten der Verpackung Falten Bilden, die zu Undichtheiten führen können.
Bei einer anderen bekannten Maschine dieser Art wird zunächst ein im Querschnitt rechteckiger Schlauch um die fortlaufend zugeführten Gegenstände gelegt und zwischen den Gegenständen unter Belassung einer Durchlassöffnung querversiegelt und abgetrennt. Die abgetrennten Packungen gelangen dann in mehrere ortsfeste Kammern, wo sie evakuiert und vollends versiegelt werden. Auch bei dieser Maschine können sich unerwünschte Falten in den. Querver schlussnähten bilden. Hinzu kommt noch, dass die Evakuierung in ortsfesten ! Kammern die Leistung der Maschine wesentlich vermindert, will man nicht auf ein ausreichend hohes Vakuum verzichten.
Demgegenüber soll durch die Erfindung eine Maschine der vorliegenden Art so ausgebildet sein, dass sie bei selbsttätiger Arbeitsweise und hoher Leistung einwandfrei dichte Packungen herstellen kann und dabei der zu verpackende jeweilige Gegenstand nur unwesentlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist.
Zu diesem Zweck kennzeichnet sich die erfin dungsgemässe Maschine der bezogenen Art ! durch ein mit Aufnahmetaschen versehenes Förderrad, eine Vorrichtung zum Zuführen einer Einwicklerbahn vor einen jeweils mit einer der Taschen zur Deckung gelangenden Faltschacht, eine Einrichtung zur Über- nahme der von einem Horizontalförderer zugeführten flachliegenden Gegenstände und zur tragenden Förderung unter gleichzeitigem Hochstellen der Gegenstände vor den Faltschacht, einen Einstossschieber, eine zwischen dem Faltschacht und dem Förderrad angeordnete Falt- und Siegeleinrichtung, sowie eine umlaufende, sich an das Förderrad anschliessende, mit einer Mehrzahl Kammern versehene Vorrichtung zum Evakuieren der Packungen und zum Verschlie- ssen derselben mittels in den Kammern angebrachter Siegelbacken.
Diese erfindungsgemässe Maschinenausbildung vermeidet jede gleitende Förderbewegung des noch nicht eingewickelten Gegenstandes, so dass sie sich besonders auch für Käse, Wurst und ähnliche blockoder scheibenförmig zubereiteten Nahrungsmittel eignet. Darüber hinaus werden durch exakte Führung des Packstoffs während der Falt- und Siegelarbeits gänge einwandfrei glatte und damit dichte Schliessnähte erzielt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus dem nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiel.
Es zeigt
Fig. 1 eine Maschine zum Herstellen von Vakuumpackungen in Seitenansicht,
Fig. 2 die Maschine gemäss Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 3 einen Teil der Maschine in vergrössertem Massstab mit Vorrichtungen zum Zuführen und tSber- geben der Gegenstände in Vorderansicht,
Fig. 4 die Vorrichtung zum Übergeben der Gegenstände in Seitenansicht,
Fig. 5 die Vorrichtung gemäss Fig. 4 in einer weiteren Arbeitsstellung,
Fig. 6 eine Vorrichtung zum Bilden der Stirnfaltungen in Draufsicht,
Fig. 7 die Vorrichtung gemäss Fig. 6 in Seitenansicht,
Fig. 8 die Vorrichtung gemäss Fig. 6 und 7 im Querschnitt,
Fig. 9 eine fertiggefaltete, teilweise versiegelte Packung in schaubildlicher Ansicht,
Fig. 10 eine der Vakuumkammern in geöffnetem Zustand im Querschnitt und in nochmals vergrössertem Massstab und
Fig. 11 die Vakuumkammer gemäss Fig.
10 in Vorderansicht im geschlossenen Zustand.
Das im folgenden beschriebene Ausführungsbei- spiel dient zum Verpacken von blockförmigen Gegenständen G. Es ist jedoch auch geeignet zum Verpacken von jeweils mehreren zu einem Block zusammengestellten oder geschichteten Gegenständen, wie z. B. Käsescheiben. Auf der beispielsweisen Maschine können die Gegenstände G sowohl in Vakuum- packungen, aus Idenen die Luft durch Evakuieren entfernt worden ist, oder in Gaspackungen verpackt werden, in die nach dem Evakuieren noch ein Schutzgas eingefüllt wird.
Die Gegenstände G werden der Maschine auf einem Horizontalförderer 1 nacheinander zugeleitet.
Am Auslaufende des Förderers 1 schliessen sich Rollen 2 an, auf die die Gegenstände G vom Förderer 1 gegen einen Anschlag 3 aufgeschoben werden Zwischen den Rollen 2 treten Arme 4 eines absatzweise geschalteten Drehsterns 5 hindurch, die jeweils einen Gegenstand G ; von den Rollen 2 abheben und gleichzeitig aus seiner flachliegenden Stellung in eine Hoehkantstellung um 900 schwenken. Bei dieser Förderbewegung verbringen die Arme 4 den erfassten Gegenstand G in einen in horizontaler Ebene verschiebbaren Rahmen 6, in dem er durch ein ortsfestes Anschlagblech 9 zurückgehalten wird. Dieser Rahmen 6 wird taktweise mittels einer Zugstange 7 auf einer festen Führungsstange 3 hin und her bewegt.
Nach der Aufnahme eines Gegenstandes G bringt der Rahmen 6 denselben vor einen Schieber 10, der den Gegenstand G gegen einen von einer Bahn B mittels einer Schneideinrichtung 11, 12 abgetrennten Einwickler E in eine Tasche 13 eines um eine horizontale Achse schrittweise gedrehten Förderrades 14 schiebt, wobei der Einwickler E mittels zweier Führungsbleche 15, 16 U-förmig um den Gegenstand G herumgelegt wird.
Das Einwicklermaterial, vorzugsweise ein heisssiegelfähiger Packstoff, wird in Form der Bahn B von einer Vorratsrolle V in an sich bekannter Weise über Umlenkwalzen 20, 21, Vorzugswalzen 22, 23 sowie weitere Umlenkwalzen 24, 25 und eine Pendelwalze 26 zu der Schneideinrichtung 11, 12 geführt, von wo aus zwei, beidseitig der Bahn B befindliche, taktweise auf und ab bewegte Zangen 27 jeweils eine Einwicklerlänge nach unten vor den Gegenstand G ziehen.
Die Zangen 27 sind auf hohlen Stangen 28 angeordnet und weisen je einen festen Backen 30 und einen beweglichen Backen 31 auf, welch letzterer auf je einer in den hohlen Stangen 28 geführten Stange 29 sitzt, die zum Erfassen des Einwicklers E so geschwenkt werden, dass der bewegliche Backen 31 den Einwickler E gegen den festen Backen 30 drückt.
Während der Schieber 10 den Gegenstand G mit dem Einwickler E in eine bereitstehende Tasche 13 des Förderrads 14 übergibt, wobei ein beweglicher Stempel 33 den Einwickler E gegen die Vor- derseite des Gegenstandes G angepresst hält, kehrt der Rahmen 6 in seine Ausgangsstellung zurück.
Gleichzeitig beginnt der Drehstern 5 einen weiteren Gegenstand G von den Rollen 2 abzuheben, um diesen in den Rahmen 6 einzusetzen.
Der U-förmig um den Gegenstand G herumgelegte Einwickler E wird mittels zweier verschwenkbarer Heisssiegelbacken 35, 36 zu einem Schlauch unter Bildung einer Längsnaht geformt. Damit beim Umlegen der überstehenden freien Enden des Einwicklers E deren Ränder mit ihrer Innenseite gegeneinander liegen, ist dem Schieber 10 eine Leiste 37 zugeordnet, die gemeinsam mit dem Schieber 10 beim Übergeben eines Gegenstands G an das Förder- rad 14 eine Vorwärtsbewegung auf die betreffende Tasche 13 hin ausführt, jedoch dann, während der Schieber 10 bereits in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, noch in ihrer vorderen Stellung verbleibt.
Beim Umlegen der Einwicklerenden auf die Rückseite des Gegenstandes G legen sich die Ränder derselben zunächst an die beiden Aussenseiten der Leiste 37 an (Fig. 5), um sich dann beim Zurückziehen der Leiste 37 mit ihrer Innenseite aneinander zu legen, so dass sie dann mittels der Heisssiegelbacken 35, 36 míteinander zu einer Längsnaht verschweisst werden können.
Der Schieber 10, der aus zwei Winkelteilen mit einem dazwischen angeordneten Spalt für die Leiste 37 besteht, ist über einen Arm 38 auf einem Schlitten 39 befestigt (Fig. 3) |. Der Schlitten 39 ist auf zwei Stangen 40, 41 gleitbar gelagert und wird taktweise von einem Steuerhebel 42 über eine angelenkte Koppel 43 für die Übergabe der Gegenstände G hin und her bewegt. In gleicher Weise ist die Leiste 37 an einem Arm 45 befestigt, der auf einem parallel zum Schlitten 39 angeordneten weiteren Schlitten 44 gehalten ist. Dieser Schlitten 44 ist ebenfalls auf Stangen 46, 47 gleitbar gelagert und wird taktweise, wie oben beschrieben, mittels eines Steuerhebels 48 und einer Koppel 49 bewegt.
Nach der geschilderten Bildung eines Schlauches durch Siegelung der Längsnaht an dem Einwickler E wird das Förderrad 14 um einen Drehschritt weitergeschaltet. Dabei wird die von der rückwärtigen Seite des Schlauches flossenartig abstehende Längsnaht mittels eines ortsfesten Führungsbleches 50 seitlich umgelegt (Fig. 4).
Zum Bilden der Stirnfaltungen an beiden Enden des Einwicklerschlauches werden die Gegenstände G durch einen weiteren Drehschritt in die oberste Station des Pörderrades 14 gebracht, wo beidseitig des Förderrads 14 Stirnfaltvorrichtungen vorgesehen sind.
Diese sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass in an sich bekannter Weise eine Stirnfaltung mit eingezogenen Seitenfalten hergestellt wird. Hierfür sind auf den Gegenstand G hin bewegbare Faltköpfe 51 vorgesehen, auf denen je ein Paar in den Einwicklerschlauch eintauchbare Faltbleche 52 sowie je ein Paar schwenkbar gelagerte Faittinger 53 vorgesehen sind, die von beiden Seiten her in das jeweilige Schlauchende Seitenfalten einziehen (Fig. 6).
Dabei werden die Schlauchenden durch ein Gegeneinanderbewegen der an Blattfedern 54 aufgehängten Faltbleche 52 flachgezogen. Die Steuerung der Faltfinger 53 erfolgt beim Vorgehen der Faltköpfe 51 mit den Faltfingern 53 und den Faltbiechen 52 durch ortsfest angeordnete Kurvenführungen 55, in denen an den Verlängerungen der Faltfinger 53 angeordnete Rollen 58 laufen.
Nach dem Falten der Schlauchenden werden diese mittels Heisssiegelbacken 56 geheftet bzw. nur teilweise so bei S verschweisst, dass zum Evakuieren der Packung P noch eine Evakuierkanüle oder-öff- nung zwischen gden Schweissstellen S verbleibt (Fig. 9).
Hierfür weisen die Siegelbacken 56 auf ihrer Schweissfläche an der entspr. echenden Stelle eine Aussparung 57 auf (Fig. 8).
Die auf diese Weise von einer Einwicklerhülle umschlossenen Gegenstände G werden als Packungen P nach zwei weiteren Förderschritten des Förderrads 14 aus der betreffenden Fördertasche 13 heraus in beliebiger Weise auf einen Schwingschieber 60 verbracht, der sie dann auf eine Hebeplatte 61 wieder in die waagrechte Lage bringt s (Fig. 1). Nach- dem der Schwingschieber 60 jeweils zwei Packungen P auf die Hebeplatte 61 gebracht hat, wird diese in den Bereich eines weiteren Schiebers 62 angehoben, welcher beide Packungen P in eine Halterung 69 einer Evakuiervorrichtung übergibt. Diese Evakuiervorrichtung besteht aus einer schrittweise um eine senkrechte Achse umlaufenden Trommel 70, an deren Umfang in gleichen Abständen mehrere Evakuiereinheiten angeordnet sind.
Diese Evakuiereinheiten bestehen gemäss Fig. 10 und 11 je aus einem Kopfteil 71 mit der Halterung 69 sowie aus einer oben offenen Glocke 72, die mittels pneumatischer Zylinder-Kolbeneinheiten 73 hebund senkbar eingerichtet sind. Zur Ubernahme von Packungen P und zum Entladen derselben aus den Evakuiereinheiten werden die Glocken 72 auf etwa einem Viertel des Umlaufwegs der Trommel 70 abgesenkt (Fig. 10). Auf dem übrigen - Umlaufweg schliessen die Glocken 72 mit den zugeordneten Kopfteilen 71 abgedichtet ab ItFig. 11), so dass aus den derart gebildeten Kammern und den darin befindlichen Packungen P über Leitungen 74 die enthaltene Luft abgesaugt wird.
Die Luftabsaugung wird gemäss Fig. 1 durch eine an sich bekannte bei 75 angedeutete Schiftzsteuerung automatisch beim Umlaufen der Trommel 70 geregelt. Eine ebenfalls bekannte Schlitz Steuerung 76 wird zum Steuern der für die Zylindereinheiten 73 nötigen Druckluft verwendet.
Zum völligen luftdichten Verschliessen der evakuierten Packungen P in den Evakuiereinheiten 71, 72 sind in diesen )eweils zwei Impuls.-Helsssiegelbak- kenpaare 80, 81 vorgesehen. Die unteren Siegelbak ken 81 sind über Träger 83 fest mit den Kopfteilen 71 verbunden, während die oberen Siegelbacken 80 an einer mit t einem Kolben 84 verbundenen Platte 85 sitzen. Die Siegelbacken 80, 81 sind so im Kopfteil 71 der Evakuiereinheiten angeordnet, dass beim Einschieben der Packungen P in die Halterung 69 die von den beiden Stirnseiten der Packungen P abstehenden Stirufaltungen (Fig. 9) zwischen die Siegelbacken 80, 81 jedes Paares gelangen.
Zum Verschliessen der in den Evakuiereinheiten befindlichen Packungen P werden kurz vor dem Absenken der Glocken 72 die oberen Siegelbacken 80 nach unten gegen die unteren SiegelLbacken 81 be wegt, so dass die abstehenden Stirufaltungen zusammengepresst werden. Gleichzeitig wird in an sich bekannter Weise den Siegelbacken 80, 81 ein Stromimpuls zugeleitet, der in einem elektrischen Wider standsband dieser Backen in einen Thermalimpuls zum Verschweissen der Stirnverschiussfaltungen der Einwicklerhüllen umgewandelt wird.
Die Schliessbewegung für die mittels einer Druckfeder 94 normalerweise in ihrer oberen Stellung gehaltenen Siegelbacken 80 wird pneumatisch gesteuert.
Hierfür ist jeder Kolben 84 an seinem oberen Ende mit einer Membran 86 verbunden, die mit ihrem Aussenrand in einem Gehäuse 87 befestigt ist. Die Membran 86 teilt den Innenraum des Gehäuses 87 luftdicht in eine obere und eine untere Kammer. Die untere Kammer ist über eine Bohrung 88 mit dem Innenraum der entsprechenden Evakuierkammer verbunden, so dass ein Druckausgleich stattfinden kann, während die obere Kammer über eine Leitung 89 mit einer Vakuumanlage oder einer Druckquelle in Verbindung gesetzt werden kann. Damit während des Evakuierens der Packungen P die oberen Siegelbakken 80 nicht die noch teilweise offene Stirnverschlussfaltung der Packungen abquetschen, wird wäh rend dieser Zeit in der oberen Kammer des Gehäuses 87 ein gleiches Vakuum erzeugt wie in der Evakuiereinheit bzw. der unteren Kammer des Gehäuses 87 selber.
Für die Schliessbewegung wird jedoch über die Leitung 89 die obere Kammer mit dem atmosphärischen Luftdruck oder mit einer Druckluftanlage in Verbindung gesetzt, so dass infolge des Druckunterschieds in der oberen und unteren Kammer des Gehäuses 87 der Kolben 84 nach unten gedrückt wird. Die Steuerung der Druck- bzw. Saugiuft erfolgt ebenfalls über eine Schlitzsteuerung 90 an sich bekannter Art beim Umlaufen der Trommel 70.
Die derart evakuierten und verschlossenen Pakkungen P werden nach dem Öffnen der Evakuiereinheiten 71, 72 mittels eines im Maschinentakt gesteuerten Schiebers 91 aus der Halterung 69 auf einen Schwenkarm 92 verbracht, der dieselben dann durch eine in geeigneter Weise gesteuerte Schwenkbewegung auf eine Auslauffördereinrichtung 93 über gibt (Fig. 2).
Die Herstellung von mit einem Schutzgas gefüllten Packungen erfolgt auf dieselbe Art, wie oben beschrieben, nur dass vor dem endgültigen Verschlie ssen der Packungen das Schutzgas in die Evakuiereinheiten 71, 72 eingeleitet wird.