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Verfahren und Vorrichtung zum Evakuieren und Verschließen eines wenigstens
am Randflansch aus siegel- oder schweißbarem Werkstoff bestehenden Behälters Verderbliche
Waren verpackt man vielfach in gasdichten Beuteln aus thermoplastischen Kunststoffen.
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Nach dem Füllen des Beutels entfernt man die darin verbliebene Luft
durch Ausspülen mit einem geeigneten Gas oder durch Evakuieren mehr oder weniger
vollständig und verschließt die Beutelöffnung durch Zuschweißen. Zum Entfernen der
Luft bedient man sich dabei verschiedener Techniken, beispielsweise evakuiert oder
spolt man den Beutel mit Hilfe einer Kanüle oder durch Einhängen des Beutels in
einen gegen die umgebende Luft abgeschlossenen Behälter, der seinerseits evakuiert
oder mit einem anderen Gas durchspült wird. Die für das Verschließen solcher Bentelpackungen
bekannten Methoden sind jedoch nicht geeignet für das Verschließen von schalenförmigen
Behältern. Da man solche Behälter in vielen Fällen für das Verpacken von verderblichen
Gütern, beispielsweise für das Verpacken von vorgerichteten Essenportionen, vorzieht,
war der Mangel an einem geeigneten Verfahren zum Verschließen solcher Behälter spürbar.
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Nach einem bekannten Verfahren werden feste und formbeständige Gegenstände
zwischen zwei thermoplastischen Folien derartig verpackt, daß ein luftdicht verschlossener
Raum, der oben durch die Deckfolie der herzustellenden Packung und unten durch einen
Auflagetisch für die Bodenfolie und das darauf befindliche Verpackungsgut begrenzt
wird, evakuiert wird, wobei sich auf Grund des entstehenden Druckunterschiedes die
Deckfolie und der Auflagetisch einander nähern, bis schließlich das Verpackungsgut
in beiden Folien dicht eingehüllt ist. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß innerhalb
der Verpackung kein Vakuum entsteht, sondern höchstens ein geringfügiger Unterdruck
und daß dieses Verfahren auch nicht zum Verpacken von flüssigen oder pastösen Materialien
geeignet ist.
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Ein anderes bekanntes Verfahren unterscheidet sich von dem vorgenannten
Verfahren im wesentlichen nur dadurch, daß als untere Begrenzungsfläche des zu evakuierenden
Raumes ein als Unterlage für die Verpackung selbst dienendes poröses Folienmaterial
fungiert, durch welches hindurch die Absaugung vorgenommen wird. Dieses Verfahren
erlaubt erst recht nicht die Herstellung von Vakuumverpackungen, denn nach dem Verbinden
der Deckfolie mit der porösen Unterlage und nach dem Entlassen der Verpackung aus
der Vorrichtung gleicht sich selbstverständlich ein in der Verpackung herrschender
Unterdruck durch Ansaugen von Luft durch die poröse Unterlage wieder aus. Dieses
Verfahren ist völlig ungeeignet zum Verpacken flüssiger oder pastöser Materialien.
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Es ist ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen
von Behältern, die einen umgebördelten Rand aufweisen, bekannt, bei dem die Behälter
derart verschlossen sind, daß eine durch Metallauflage verstärkte Folie über den
Behälter gelegt und über den umgebördelten Rand des Behälters gebogen wird. Durch
anschließende Hitzeschrumpfung der Folie wird ein dicht anliegender Verschluß für
den Behälter erreicht. Dieses Verfahren erlaubt nicht die Durchführung von Evakuiermaßnahmen.
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Eine bekannte Vorrichtung gestattet es, einen mit einem Randflansch
versehenen Behälter mit einer Deckelfolie zu verschließen. In diesem Fall wird der
Behälter aber nicht vor dem Verschließen evakuiert.
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Es wurde auch ein Verfahren bekannt, nach dem Kunststoffverpackungen
aus einem Behälter mit Randflansch und einer Deckelfolie vakuumdicht hergestellt
werden können, wobei zuerst der Behälter mit der Deckelfolie durch Randversiegelung
verschlossen wird und daran anschließend durch eine Öffnung in der Deckelfolie der
Behälter evakuiert wird, wobei nach Beendigung dieses Vorgangs die Öffnung in der
Deckelfolie in einem weiteren Arbeitsgang versiegelt wird. Dieses Verfahren hat
den Nachteil, daß es zwei Siegelvorgänge nötig macht und überdies für die Verpackung
von flüssigen oder pastösen Füllgütern nicht geeignet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren vorgeschlagen
wird, das die Nachteile bekannter Verfahren vermeidet. Die Aufgabe wird durch das
erfindungsgemäße Verfahren zum Evakuieren und Verschließen eines wenigstens am Randflansch
aus siegel- oder schweißbarem Werkstoff bestehenden, gefüllten, starren Behälters,
bei dem auf den gefüllten Behälter unter Freilassung von wenigstens
einer
Durchtrittsöffnung zum Innenraum des Behälters eine Folie aufgelegt und mit dem
Randflansch erst nach dem Evakuieren des Behälters vollständig dicht verbunden wird,
unter Verwendung von am Randflansch mit Erhebungen oder Vertiefungen versehenen
Behältern gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verschlußfolie vor
ihrem Auflegen auf den Behälter und dem Verbinden mit dem Randflansch mit Ausnahme
des den Randflansch bedeckenden Bereiches zunächst auf eine über dem Folienschmelzpunkt
liegende Temperatur erwärmt und unter luftdichtem Abschluß eines den Behälter umgebenden
Raumes mit Abstand über dem Behälter festgehalten wird, worauf unter der Wirkung
des im abgeschlossenen Raum erzeugten Unterdrucks die Folie sich auf die Oberfläche
des Behälterinhalts sowie auf den mit Erhebungen oder Vertiefungen versehenen Rand
unter Bildung von mehreren Absaugkanälen anlegt, die nach weiterem Evakuieren des
Systems beim gesonderten Verschweißen der Folie mit dem Randflansch verschlossen
werden.
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Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
bekannten Verfahren ist darin zu sehen, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren
möglich wird, mit Gut gefüllte Behälter mit einem wenigstens oberflächlich aus thermoplastischem
Kunststoff bestehenden Rand so mit Kunststoffolie vakuumdicht zu verschließen, daß
nach dem Evakuieren des Behälters ein hautenges Anliegen der Deckelfolie an der
nicht mit den Innenwandungen des Behälters in Kontakt stehenden Oberfläche des Füllgutes
gegeben ist und daß keine Falten in der Siegelnaht entstehen, die zur Undichtigkeit
der Packung führen könnte. Durch den faltenlos herstellbaren Siegelrand entfällt
auch die Gefahr, daß Knickstellen in der Folie auftreten.
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Die Gesamtheit der gemäß dem Verfahren der Erfindung kombinierten
Verfahrensmaßnahmen kennzeichnet den Erfindungsgegenstand.
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Weitere Einzelheiten des Verfahrens nach der Erfindung und die Ausbildung
der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen
am Schluß der folgenden Beschreibung, in der die Erfindung an Hand der Zeichnungen
im nachstehenden näher erläutert wird. Von diesen zeigt A b b. 1 eine Vorderansicht
auf eine Gesamtanlage, A b b. 2 eine Vorderansicht auf ein Einzelteil davon im Querschnitt,
A b b. 3 das Einzelteil in Grundansicht, Abb. 4 eine Ansicht von unten auf ein anderes
Einzelteil und Ab b. 5 das gleiche Teil in einer Seitenansicht im Schnitt.
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Bei der Durchführung des Verfahrens bedient man sich zweckmäßigerweise
einer Vorrichtung, die aus zwei endlosen, durch einen Antrieb zum Umlauf zu bringenden
Transportsystemen 1 und 2, einer Heizung 3, einer Folienvorratsrolle 4 mit Führungsrollen
4 a, 4 b, einem Kasten 5 und einer Schweißvorrichtung 11 besteht. Das erste Transportsystem
dient bei dieser Vorrichtung zur Beförderung der zu verschließenden Behälter B und
führt von einer Stelle, an der die zu verschließenden Behälter auf das erste Transportsystem
1 gegeben werden, zu dem Kasten 5 Das zweite Transportsystem 2 dient zur Beförderung
der Folienbahn F, aus der die Deckel für die Behälter gemacht werden. Es führt an
der Heizvorrichtung 3 vorbei und zu einer zwischen Kasten 5 und Schweiß-
vorrichtung
11 gelegenen Stelle. Der Kasten 5 ist auf und ab beweglich und enthält eine Aufnahmeform
6, welche zur Aufnahme der zu verschließenden Behälter dient. Die Aufnahmeform hat
einen auf und ab beweglichen Boden 7. An dem Kasten 5 befindet sich eine Entlüftungsleitung
8, durch welche der Kasten 5 entlüftet werden kann, ein Schubgestänge 9, welches
zum Auf- und Abbewegen des Bodens 7 dient, und ein zweites Schubgestänge 10, welches
zum Auf- und Abbewegen des Kastens 5 dient. In das erste umlaufende Transportsystem
1 werden an einer Eingabestelle die mit dem zu verpackenden Gut gefüllten Behälter
B eingegeben, durchlaufen durch Bewegen des ersten Transportsystems 1 eine gewisse
Wegstrecke, an deren Ende sie in den Kasten 5 fallen, so daß sie in die Aufnahmeform
6 des Kastens eingesetzt werden. Während des Transports der Behälter B mit dem Transportsystem
1 wird eine Folienbahn, welche wenigstens oberflächlich aus einem mit dem Behälterrand
verschweißbaren Kunststoff besteht, von der von dem Rollenhalter 4 gehaltenen Rolle
abgewickelt und von dem zweiten umlaufenden endlosen Transportsystem 2 im Gleichtakt
mit den Behältern B transportiert. Die Folie kann dabei, wie in dem in den Abbildungen
dargestellten Beispiel, über die Behälter B zu liegen kommen. Sie wird an der Heizung3
vorbeigeführt, durch welche sie auf eine Temperatur erwärmt wird, welche über dem
Schmelzpunkt des Folienlcunststoffs liegt. Die Randteile, an welchen die Folie durch
das zweite Transportsystem festgehalten wird, werden dabei nicht oder jedenfalls
nicht bis zum Schmelzen erwärmt.
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Jedesmal, wenn ein Behälter B bis in den Kasten 5 gebracht worden
ist, werden die beiden Transportsysteme eine Weile stillgesetzt. Während des Stillstandes
wird mit Hilfe des Schubgestänges 10 der Kasten angehoben und gegen die Folie F
gedrückt, bis der Rand 14 des Kastens 5 mit der Folie einen luftdichten Abschluß
bildet, worauf dann Luft aus dem Kasten 5 durch die Entlüftungsleitung 8 mit Hilfe
einer Absaugungsvorrichtung abgesaugt wird, wodurch die Folie F unter der Wirkung
des äußeren atmosphärischen Luftdrucks in die Öffnung des Kastens 5 und auf das
Füllgut sowie auf den Rand R des Behälters B gezogen wird. Durch weiteres Anheben
des Kastens 5 wird er der über dem Kasten angeordneten Schweißvorrichtung 11 genähert,
so daß der BehälterrandR und die Folie zwischen dem Rand 14 der Aufnahmeform 6 und
der beheizbaren Schweißvorrichtung 11 eingeklemmt werden. Die Schweißvorrichtung
11 ist mit einer in sich geschlossenen Schweißbacke 12 zum Randumverschweißen des
Behälterrandes mit der Folie und mit einem außerhalb der Schweißbacke liegenden,
über die Schweißbacke hervorstehenden Trennschweißkeil oder -schneide 13 versehen.
Der Trennschweißkeil 13 dient dabei zum Abtrennen des auf den Behälter geschweißten
Teils der Folienbahn von der übrigen Folienbahn. Sehr vorteilhfaft ist es, eine
Schweißvorrichtung 11 zu verwenden, bei der der Trennschweißkeil 13 die Schweißbacke
12 in einer geschlossenen Linie umgibt, so daß der aufgeschweißte Behälterdeckel
aus der Folienbahn herausgetrennt wird. Nach dem Verschweißen und Abtrennen des
Behälterdeckels von der Folienbahn erfolgt das Ausstoßen des Behälters B aus dem
Kasten 5. Zu diesem Zweck ist die Aufnahmeform 6 mit einem auf und ab beweglichen
Boden 7 versehen. Die für das Ausstoßen
des Behälters erforderliche
Bewegung des Bodens 7 wird über das zweite Schubgestänge 9 gesteuert.
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Die oberste Randkante des Kastens 5 liegt höher als die des Behälters
B. Der Rand 14 des Kastens besteht zweckmäßigerweise aus einem elastischen Material,
z. B. aus Gummi. In die Aufnahmeform 6 läßt sich der Behälter B bis zum Aufsetzen
seines Randes R auf den Rand 15 der Aufnahmeform 6 einlegen. Der Rand 15 ist zweckmäßigerweise
aus einem wärmebeständigen, nachgiebigen Material, damit beim Besäumen der aufgeschweißten
Folie die das Trennschweißen herbeiführende keilförmige Schneide in die Folie eindringen
kann, doch den nachgiebigen Rand nicht verbrennt. Geeignete Materialien sind beispielsweise
Polytetrafluoräthylen oder Silikongummi.
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Auch die Schweißbacke 12 kann mit den genannten Kunststoffen oder
anderem Material bedeckt sein, um ein Ankleben an der Kunststoffolie beim Schweißen
zu verhindern.
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Um die Evakuierung des Behälters B zu ermöglichen, muß man Behälter
verwenden, deren Rand gerillt oder in anderer Weise mit Erhöhungen oder Vertiefungen
versehen ist.
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Ferner ist die Aufnahmeform 6 zweckmäßigerweise am oberen Rand, außerhalb
des Platzes, den der einzulegende Behälter B einnehmen wird, mit einer Abzugsrille
16 versehen, in die Abzugskanäle 17 münden, die ihrerseits mit der Entlüftungsleitung
8 in Verbindung stehen. Die günstigste Anzahl und die günstigste Stärke der Rillen
im Behälterrand R und die günstigste Form der Abzugsrille 16 hängen in erster Linie
von der Dicke der Deckelfolie ab. Im allgemeinen sind die am günstigsten wirkenden
Rillen bei Verwendung einer dicken Deckelfolie gröber als bei Verwendung einer dünnen
Deckelfolie.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren kann in vielfacher Weise abgewandelt
werden.
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So kann man das Entfernen der Luft aus dem Kasten 5 auch dadurch
herbeiführen, daß man sie durch Einführen eines anderen Gases, beispielsweise von
Stickstoff oder Kohlendioxyd, verdrängt, worauf dann eine Evakuierung des Kastens
erfolgen kann.
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Eine sehr zweckmäßige Ausführungsform des Verfahrens besteht darin,
daß man davon absieht, den gesamten Teil der Folie, welcher auf den Behälter kommt,
auf höhere Temperatur zu erwärmen und sich damit begnügt, davon nur den Teil zu
erwärmen, der in die Behälteröffnung und auf das Verpackungsgut gezogen wird.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren benötigt man Antriebs-
und Steuervorrichtungen, welche dazu dienen, die beiden Transportsysteme 1 und 2
im geeigneten Rhythmus zu transportieren, das Evakuieren des Kastens 5 in Gang zu
setzen oder zu beenden und die beiden Schubgestänge 9 und 10 zur rechten Zeit in
Bewegung zu setzen. Solche Vorrichtungen sind an und für sich bekannt, und es wird
daher davon abgesehen, sie hier näher zu beschreiben.