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Verfahren zum Schrumpfen einer um eine Schale gelegten Hülle aus Schrumpffolie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schrumpfen einer um eine Schale mit seitlich
wegragendem Umfangsrand gelegten Hülle aus Schrumpffolie, die Schweißnähte im Bereich
der Umfangsränder der Schale aufweist.
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Es ist bekannt, Schalen mit seitlich wegragendem Umfangsrand, die
nach oben über den Umfangsrand hinausragende Erzeugnisse wie Obst od. dgl. enthalten
können, mit einer Umhüllung aus Schrumpffolie zu versehen. Mit einer bekannten Verpackungsmaschine
läßt sich eine den zu verpackenden Gegenstand vollständig umschließende Schrumpfhülle
in der Weise herstellen, daß der Gegenstand zwischen zwei Schrumpffolienbahnen eingeschweißt
wird. Die Schweißnähte der Schrumpffolienbahnen liegen dabei im Bereich der Aufstandsfläche
des eingehüllten Gegenstandes.
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Wenn der zu verpackende Gegenstand eine Schale mit seitlich wegragendem
Umfangsrand ist, wäre es unzweckmäßig, die Schrumpffolien so zu verschweißen, daß
die Schweißnaht, deren Umfang in jedem Fall zumindest etwas größer ist als der Umfang
des Schalenrandes, in der Ebene der Aufstandsfläche der Schale angeordnet würde,
denn bei einer solchen Anordnung der Schweißnaht ergäbe sich eine derart lockere
Umhüllung, daß die Schrumpffähigkeit der Folie möglicherweise nicht ausreichen würde,
um die Umhüllung vollständig zu spannen; außerdem wäre der Folienverbrauch unnötig
groß. Wenn beim Einhüllen einer Schale mit seitlich wegragendem Umfangsrand der
Folienverbrauch möglichst gering gehalten wird, ergibt es sich von selbst, daß die
Schweißnaht im Bereich des Umfangsrandes der Schale zu liegen kommt.
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Es ist bekannt, daß verschweißte Folien, besonders solche aus Polystyrol,
im Bereich der Schweißnähte im Gefüge geschwächt sind und daher dort besonders leicht
aufreißen. Die Gefahr des Aufreißens tritt bei um eine Schale mit seitlich wegragendem
Umfangsrand gelegten Folienhüllen schon während des Schrumpfens auf. Der Erfindung
liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Schrumpfen einer um eine Schale mit seitlich
wegragendem Umfangsrand gelegten Folienhülle, die Schweißnähte im Bereich der Umfangsränder
der Schale aufweist, derart durchzuführen, daß die Schweißnähte nicht aufreißen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Schrumpfen bewirkende
Heißluft zunächst nur gegen die an der Unterseite der Schale liegenden Folienteile
gerichtet wird. Der gegen die Unterseite der Schale gerichtete Heißluftstrom bewirkt,
daß zunächst nur die Folie auf der Unterseite der Schale
schrumpft, wobei die Schweißnähte
in eine verhältnismäßig geschützte Lage unterhalb des Umfangsrandes der Schale gelangen.
Die zunächst noch lokkere Folie an der Oberseite der Schale kann dem Wandern der
Schweißnaht keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzen, so daß die Schrumpfspannung
im Bereich der Schweißnaht gering bleibt.
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Wenn anschließend ein Heißluftstrom auch gegen die an der Oberseite
der Schale liegenden Folienteile gerichtet wird, werden die dabei entstehenden Schrumpfspannungen
infolge der Reibung zwischen der Folie und dem Schalenrand im wesentlichen von dem
Schalenrand aufgenommen und nicht auf die unter dem Schalenrand liegende Schweißnaht
übertragen.
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Es ist bekannt, einen schalenförmigen Behälter mit nach oben auswärts
geneigten Seitenwänden und ohne seitlich wegragenden Umfangsrand mit einer die Oberseite
des Behälters abdeckenden Folie dadurch zu verschließen, daß die Folie ebenfalls
zunächst nur an bestimmten Stellen zum Schrumpfen gebracht wird, damit sich der
Folienrand außen an den Behälterwänden verankert, ehe das Schrumpfen der Folie an
der Behälteroberseite beginnt. Die selektive
Schrumpfung der Folie
wird dadurch bewirkt, daß man die Folie an der Oberseite des Behälters durch eine
einen Deckel bildende Abdeckschicht oder durch eine Haube oder Schutzplatte oder
ein umlaufendes Abdeckband vor Wärme schützt. Eine derartige Abdeckung ist bei über
den Behälterrand hinausragenden Erzeugnissen von unregelmäßiger Form und Größe nicht
möglich, zumal solche Erzeugnisse regelmäßig auch druckempfindlich sind.
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Eine nur die Oberseite eines schalenförmigen Behälters abdeckende
Folie ist außerdem hinsichtlich ihrer Dichtheit und Haltbarkeit weniger zuverlässig
als eine die Schale vollständig umhüllende und verschweißte Folie. Schließlich enthalten
Verpackungen, die unter Verwendung eines schalenförmigen Behälters hergestellt sind,
in vielen Fällen tischfertige Nahrungsmittel, die häufig aus dem Behälter selbst
genossen werden. Es ist daher aus hygienischen Gründen vorteilhaft, wenn solche
Behälter auf ihrem Weg zum Konsumenten vollständig in Folie eingehüllt und nicht
nur an ihrer Oberseite abgedeckt sind. Es ist daher ein Fortschritt, daß das erfindungsgemäße
Verfahren die Möglichkeit gibt, das Schrumpfen einer um eine Schale mit seitlich
wegragendem Umfangsrand gelegten Folienhülle derart durchzuführen, daß die Schweißnähte
nicht aufreißen.
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Die bekannten Verfahren, bei denen eine die Oberseite eines schalenförmigen
Behälters abdeckende Folie durch selektives Schrumpfen am Behälterrand verankert
wird, konnten das erfindungsgemäße Verfahren auch nicht nahelegen, denn sie lehren
nicht, wie sich verhindern läßt, daß senkrecht zu den Folienrändern gerichtete Schrumpfkräfte
auf die Folienränder wirken, sondern ihre Lehre besteht im Gegenteil darin, daß
man durch alleinige oder besonders starke oder frühzeitige Schrumpfung des Folienrandes
in diesem besonders starke Umfangskräfte erzeugen muß, damit er sich derart außen
an die Behälterwand anlegt, daß er trotz geringer Breite auch erhebliche Kräfte
senkrecht zu den Folienrändern aufnehmen kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit einem Heiztunnel durchführen,
bei dem die von der verschweißten Folie umhüllten Behälter auf einem Luftdurchlaßöffnungen
aufweisenden Durchlaufförderer zwischen einer oberen und einer unteren Heißluftkammer
mit auf den Förderer gerichteten Düsen hindurchbewegt werden und bei dem erfindungsgemäß
in dem ersten, an den Eintritt des Förderers anschließenden Abschnitt des Heiztunnels
ausschließlich die untere Heißluftkammer von unten nach oben gegen den Förderer
gerichtete Düsen aufweist, denen eine dichte Begrenzungswand der oberen Heißluftkammer
gegenüberliegt. Ein Heiztunnel zum Durchführen eines Schrumpfverfahrens mit einem
Luftdurchlaßöffnungen aufweisenden Durchlaufförderer, bei dem die Heißluft ausschließlich
von unten nach oben gegen die Schrumpffolie gerichtet wird, ist an sich bekannt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heiztunnels
sind die sich über die gesamte Länge des Heiztunnels erstreckenden Heißluftkammern
flache Hohlkörper von rechteckigem Grundriß, die an ihren Ecken durch als Heißluftkanäle
dienende hohle Säulen untereinander verbunden sind. Diese besonders einfache Konstruktion
ist deshalb möglich, weil es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zu
dem beschrie-
benen bekannten Verfahren zur selektiven Schrumpfung einer Folie nicht
erforderlich ist, die Folie an der Oberseite des schalenförmigen Behälters während
des ersten Verfahrensschritts abzudecken, so daß für den gesamten Schrumpfvorgang
ein einheitlicher, bis auf die Eintritts- und Austrittsöffnung für den Durchlaufförderer
nach allen Seiten vollständig geschlossener Tunnel vorgesehen sein kann. Wenn gemäß
einem weiteren Erfindungsmerkmal die Ansaugöffnung der Einrichtung zur Erzeugung
der erhitzten Druckluft am Ausgang des Tunnels angeordnet ist, wird die Heißluft
daran gehindert, im größeren Umfang durch den Tunnelausgang zu entweichen; dadurch
wird der Energiebedarf für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens merklich
vermindert.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Tunnels zum Schrumpfenlassen
von Folien, bei dem Teile der isolierenden Umhüllung weggebrochen sind, um Einzelheiten
zu zeigen; F i g. 2 ist ein vergrößerter Längsschnitt in der die Linie 2-2 in F
i g. 1 enthaltenden senkrechten Ebene; Fig.3 ist ein vergrößerter senkrechter Schnitt
längs der Linie 3-3 in F i g. 2 und zeigt die allgemeine Zuordnung des in einer
Schale enthaltenen, zu verpackenden Erzeugnisses und der Schweißnaht der Umhüllung
zu dem Flansch der Schale; F i g. 4 ist ein der F i g. 3 ähnlicher Schnitt längs
der Linie 4-4 in F i g. 2 und zeigt, in welcher Weise die Schweißnaht der Umhüllung
unterhalb des Flansches der Schale geschützt angeordnet ist.
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In den Zeichnungen ist der Schrumpfungstunnel insgesamt mit 10 bezeichnet.
Er umfaßt einen im wesentlichen rechteckigen Unterbau 12 mit einer unteren Grundplatte
14. Die Grundplatte 14 trägt einen Elektromotor oder eine andere Kraftquelle 16
mit einer Riemenscheibe 18, über die ein endloser Treibriemen 20 läuft. Die Platte
14 trägt ferner ein Gebläse 22 mit einem zweckentsprechenden, nicht dargestellten
Laufrad, das mit einer seitlich angeordneten Welle 24 und einer Riemenscheibe 26
versehen ist, die von dem biegsamen Treibriemen 20 umschlungen wird. Das Gebläse
22 enthält zweckentsprechende Mittel, um die Luft elektrisch oder mittels Gasbrennern
zu erhitzen. Das Gehäuse des Gebläses 20 umfaßt einen Ansaugstutzen 28 und einen
Auslaß 30. Der Auslaß 30 steht mit einer trichterförmigen Kammer 32 in Verbindung,
die sich in eine im wesentlichen rechteckige untere Speicherkammer 34 öffnet. Die
Speicherkammer 34 umfaßt eine oberen Platte 36, die mit einer Vielzahl von längs
und quer im Abstand voneinander angeordneten Düsenansätzen 38 versehen ist. Die
Düsenansätze 38 sind dazu bestimmt, Heißluftströme auf die Unterseite der Verpackungen
zu richten, die mit einer Folie versehen sind, die zum Schrumpfen gebracht werden
soll, wie dies nachfolgend im einzelnen erläutert werden wird. Die Speicherkammer34
steht an ihren beiden Stirnseiten jeweils mit einem querlaufenden, vorderen bzw.
hinteren Kanal 40 bzw. 42 in Verbindung.
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Der Ansaugstutzen 28 steht in Verbindung mit einer Kammer 44, die
mit einem sich senkrecht erstreckenden Kanal 46 verbunden ist, der zum Auslaß oder
hinteren Ende des Tunnelofens hin geöffnet ist
und dazu dient, Heißluft
zur Rückführung in das Gebläse wiederzugewinnen, wo sie anschließend wieder erhitzt
und dem Kreislauf durch den Tunnelofen zugeführt wird.
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Der Tunnelofen besitzt vordere und hintere, sich senkrecht erstreckende
hohle Säulen 48 und 50, die mit den Kammern 40 bzw. 42 in Verbindung stehen und
an eine im wesentlichen rechteckige obere Speicherkammer54 angeschlossen sind. Die
Speicherkammer 54 ist von einer Platte 56 begrenzt, die eine Vielzahl von nach unten
gerichteten Düsenansätzen 58 besitzt. Es ist festzustellen, daß die Platte 56 in
dem mit 60 bezeichneten Bereich blind ist und in dem vorderen oberen Teil des Tunnels
keine Düsen 58 besitzt, so daß nur die nach oben gerichteten Düsenansätze 38' anfangs
einen Strom das Schrumpfen bewirkender Luft auf die Unterseite der durch den Tunnelofen
bewegten Verpackungen P bis P"' richten können.
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Der Tunnel 10 ist von einem rechteckigen, isolierenden Gehäuse 62
umgeben, das einen sich zwischen den Säulen 48 öffnenden Einlaß 64 und einen sich
zwischen den Säulen 50 öffnenden Auslaß 66 besitzt.
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An der Vorderseite und der Hinterseite des Tunnels ist an den Stellen
68 bzw. 70 jeweils eine Anzahl langgestreckter, biegsamer, streifenförmiger Teile
74 bzw. 76 in der Weise angebracht, daß sie, den Ein-bzw. Auslaß abdeckend, herunterhängen.
Diese Streifen 74, 76 bilden jeweils eine Wand und tragen dazu bei, die erhitzte
Luft innerhalb des Tunnels einzuschließen, so daß die Wärmeverluste möglichst gering
gehalten werden.
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Zwischen den Düsen 38, 38' und 58 ist ein insgesamt mit 78 bezeichneter,
langgestreckter Förderer angeordnet, der in Längsrichtung durch die Einlaßöffnung
64 und die Auslaßöffnung 66 hindurchragt.
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Der Förderer 78 fluchtet mit einem nicht dargestellten weiteren Förderer,
von dem er mit Packungen beschickt wird, die von einer losen, schrumpffähigen Umhüllung
umgeben sind. Der Förderer 78 umfaßt zwei einander zugekehrte U-Träger 80 und 82,
die an ihren äußeren Enden jeweils eine querliegende, vordere bzw. hintere Stützwelle
84 bzw. 86 tragen, auf der jeweils Kettenzahnräder 88 bzw. 90 befestigt sind. Über
die Zahnräder 88 und 90 laufen in seitlichem Abstand voneinander zwei endlose Ketten
92 (von denen nur eine dargestellt ist), mit denen eine Anzahl querliegender Platten94
verbunden ist. An der Welle 86 ist eine getriebene Riemenscheibe96 befestigt, über
die ein biegsamer Treibriemen 98 läuft, der mit einer Riemenscheibe 100 verbunden
ist, welche auf einer seitlich vorstehenden Welle 102 eines an dem Tunnelofen 10
angebrachten Motors 104 angeordnet ist.
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Die Verpackung P umfaßt ein Unterteil oder eine Schale T mit einem
umlaufenden, nach außen vorstehenden Flansch f. Die Schale nimmt ein Erzeugnis 0,
beispielsweise Orangen, Äpfel usw. auf. Die Schale T und das Erzeugnis 0 sind von
einer Umhüllung W umgeben. Wie vorher erwähnt, hat die Umhüllung W eine umlaufende
Naht oder Schweißung S, die sich im allgemeinen über den gesamten Umfang der Verpackung
erstreckt.
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Wenn die Packung P durch die Einlaßöffnung 64 eingebracht wird, sind
die Nähte oder Schweißungen S, wie F i g. 2 und 3 zeigen, allgemein unterhalb und
außerhalb des umlaufenden Flansches f der Schale T angeordnet. Die Düsen 38' richten
einen
Strahl heißer, das Schrumpfen bewirkende Luft auf die Unterseite der Umhüllung
und veranlassen die Nähte oder Schweißungen S, sich unterhalb des Flansches f einwärts
zu verlagern, siehe beispielsweise die Packung P' in Fig.2. In der nächstfolgenden,
mit P" bezeichneten Stellung der Verpackung werden Heißluftströme sowohl aus der
oberen wie aus der unteren Speicherkammer54 bzw. 34 auf die Verpackung W gerichtet;
die Nähte oder Schweißungen S sind jedoch in geschützter Lage unterhalb des Flansches
f der Schale T angeordnet (F i g. 4), so daß die sich auf der Oberseite der Packung
oberhalb des Flansches ausbreitende Schrumpfspannung, wie in Fig. 4 durch die Richtung
der Pfeile angedeutet, nicht auf die unterhalb des Flansches f angeordneten Schweißnähte
einwirken kann, sondern im wesentlichen auf den verhältnismäßig steifen Flansch
f der Schale T einwirkt. Die Packung wird dann in die mit P"' bezeichnete Stellung
weiterbewegt und verläßt den Schrumpfungstunnel 10 schließlich durch die Austrittsöffnung
66. Dabei schiebt die Packung P"' den von den Streifen 76 gebildeten Vorhang beiseite;
trotzdem kann nur wenig Heißluft durch die Austrittsöffnung 66 entweichen, da sie
vom Gebläse 22 durch den Kanal 46 zum erneuten Umlauf wieder angesaugt wird.
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Beim Vergleich der Packungen P bis P"' in F i g. 2 wird deutlich,
daß die Umhüllung bei P im wesentlichen locker ist; daß die Unterseite und die Schweißung
S bei der Packung P' zum Schrumpfen gebracht werden; und daß sowohl die obere als
die untere Seite der Packung P" mit einem Strom heißer Luft beaufschlagt werden,
wobei die Schweißnaht S unterhalb des Umfangsflansches f der Schale T geschützt
liegt und die von dem oberen, schrumpfenden Teil der Umhüllung ausgehende Spannung
von dem umlaufenden Flansch 1 der Schale aufgenommen wird und nicht von der Schweißnaht
der Umhüllung. Auf diese Weise wird Verpackungsschäden bei der Handhabung u. dgl.
vorgebeugt.