DE1511693C3

DE1511693C3 - Verfahren zum Einfüllen von in beschränktem Umfang verformbarem Füllgut in Verpackungen

Info

Publication number: DE1511693C3
Application number: DE1511693A
Authority: DE
Inventors: Glenn Minor Austin; Maurice Jennings Monona Gifford; Oscar Eugene Seiferth
Original assignee: Oscar Mayer & Co Inc Chicago Ill (vsta)
Current assignee: Oscar Mayer & Co Inc Chicago Ill (vsta)
Priority date: 1965-04-05
Filing date: 1966-04-05
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE1786613C2; GB1131629A; US3498018A; DE1511693A1; DE1511693B2; DE1786613B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfüllen von in beschränktem Umfang verformbarem Füllgut, insbesondere Lebensmitteln, in Verpackungen, die aus einem vorgeformten Behälter und einem Verschlußkörper aus verformbarem Kunststoffmaterial bestehen, wobei eine bestimmte Menge des Füllgutes in den Behälter eingefüllt und anschließend der Verschlußkörper auf die Behälteröffnung aufgesetzt und mit dem Behälter versiegelt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art ruht der mit dem Füllgut gefüllte, vorgeformte Behälter auf einem Kolben der Verschlußvorrichtung, der den Behälter so weit anhebt, daß sein Rand und der Rand des zugehörigen Verschlußkörpers zwischen die Druckelemente eines Heizkolbens geraten, um dadurch das Verschweißen oder Versiegeln der Ränder zu bewirken und die Verpackung zu verschließen (FR-PS 1 274 348).

In den Fällen, in denen das Füllgut den Behälter nicht vollständig ausfüllt, weil es beispielsweise nicht von selbst in die äußersten Behälterecken läuft, wie dies z. B. bei pastösen oder zähflüssigen Substanzen der Fall ist, bietet das bekannte Verfahren jedoch keine Möglichkeit, noch vor dem Verschließen des Behälters durch Aufsetzen und Einschweißen des Verschlußkörpers die in der Verpackung befindlichen Hohlräume zu beseitigen. Auch wird in den Fällen, in denen der Behälter beim Einsetzen in die Füllvorrichtung etwas deformiert worden ist, nicht erreicht, daß diese Deformierung vor dem Füllen oder beim Füllen mit Sicherheit beseitigt wird, da die als Auflage für den Behälterboden dienende Hubvorrichtung den Behälter nur anhebt und der im Bereich des Verschlußkörpers befindliche Heizkolben auf das Füllgut keine Kräfte überträgt, die dieses veranlassen, die Deforrnierung bzw. vorhandene Hohlräume in der Füllgutmasse zu beseitigen..-»
_r Zwar wird bei einem anderen bekannten Füllverfahren ein Behälter verwendet, dessen Wandung mit waagerechten bzw. senkrechten Rillen versehen ist zum Zwecke der Anpassung des Behältervolumens an Durchmesserschwankungen des abzupackenden Produkts, wobei jedoch die zwischen der Behälterwand und dem Produkt erfolgende Anpassung nicht während des Abfüllens stattfinden soll, sondern während der Lagerung des gefüllten, verschlossenen Behälters, verursacht beispielsweise dadurch, daß das Produkt sich unter Wärmeeinwirkung verhältnismäßig stark ausdehnt (US-PS3 070 446).

Bei einem weiteren bekannten Füllverfahren wird das Füllgut in einen Behälter abgefüllt, dessen Verschlußkörper mit Hilfe eines Dichtungsringes auf den

ίο Behälter aufgeklemmt wird, wodurch zwar eine gasdichte Verpackung ermöglicht wird, jedoch zwischen der Füllgutoberfläche und der inneren Verpackungsfläche Hohlräume unvermeidlich sind, weil das Füllgut und die Verpackung bezüglich ihrer Form niemals so aneinander angepaßt werden können, daß das Verpakkungsmaterial überall dicht auf der Füllgutoberfläche aufliegt (US-PS 3 009 302).

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Einfüllen von in beschränktem Umfang verformbarem Füllgut in Verpackungen wird der Tatsache, daß die Verpackung nicht vollständig mit dem Füllgut gefül't werden kann, sondern zwischen der Füllgutoberfläche und der Verschlußkörperoberfläche freier Raum bleibt, da- έ durch Rechnung getragen, daß unmittelbar über das Füllgut ein Deckel gesetzt wird, der unter Spannung an den Behälterwänden anliegt (US-PS 2 899 782).

Dadurch wird aber nicht nur der Verpackungsaufwand vergrößert, sondern auch noch nicht einmal bewirkt, daß zwischen der Oberfläche des eingesetzten Deckels und dem Füllgut alle Zwischenräume oder Hohlräume beseitigt werden.

Es sind schließlich mehrere Verfahren der genannten Art bekanntgeworden, bei denen jedoch beim oder nach dem Verschließen des mit dem Füllgut gefüllten Behälters durch den Verschlußkörper Unterdruck angelegt wird, um die Behälterwand möglichst eng an das Füllgut anzudrücken und dadurch möglicherweise vorhandene Verpackungshohlräume zu verkleinern (US-PS 3 172 768 und 3 010 262).

Die gänzliche Beseitigung von Hohlräumen innerhalb des abgepackten Gutes bzw. zwischen diesem Gut und der dieses umgebenden Behälterwand erfordert jedoch nicht nur einen relativ komplizierten und aufwendigen Evakuierungsvorgang, sondern auch eine ent- , sprechend elastische Verpackungsfolie als Material für ν den Behälter, deren Steifigkeit in der Regel nicht so groß ist, daß ein solcher Behälter sich in der gewünschten Weise lagern und transportieren läßt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß beim Füllvorgang bereits vorhandene Hohlräume innerhalb des abzupackenden Gutes beseitigt werden und das abgepackte Gut eng an der umgebenden Behälterwand bzw. der Verschlußkörperwand anliegt, so daß das effektive Füllvolumen des Behälters seinem Leervolumen entspricht.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß beim Aufsetzen des Verschlußkörpers auf die Behälteröffnung durch das Verschlußwerkzeug über den Verschlußkörper auf das Füllgut ein Druck ausgeübt wird,

'-; der das Füllgut unter Anpassung an das Behälterinnere in .den Verpackungsbehälter einformt und dabei den mit dem Verschlußkörper versehenen Behälter selbst auf das vorgesehene Füllvolumen aufweitet.

Auf diese Weise wird die Form des Verpackungsbehälters an Form und Volumen des Füllgutes angepaßt, und zwar ohne daß das Füllgut mit der Druckvorrichtung selbst in Berührung kommt, durch die auf das Füll-

gut Druck ausgeübt wird, wodurch jegliche Verunreinigung des Füllgutes vermieden wird, eine Tatsache, die insbesondere beim Abfüllen von Nahrungsmitteln erhebliche Bedeutung hat. Der mit dem Verschlußwerkzeug in Druckberührung stehende Verschlußkörper drückt das Füllgut fest gegen die Innenwandung des Behälters, so daß sich weder im Füllgut selbst noch zwischem diesem und der Behälterinnenwand bleibende Hohlräume bilden können, wodurch eine stabile Einheit aus Füllgut und Verpackung geschaffen wird, die den Transport- und Lageranforderungen in jeder Hinsicht entspricht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß der Verpackungsbehälter stets vollständig gefüllt wird, so daß zwischen seinen Innenwänden und dem Verschlußkörper auch dann keine Leerräume verbleiben, wenn das abzupakkende Füllgutvolumen in gewissen Grenzen Schwankungen unterworfen ist.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

F i g. 1 eine Perspektivansicht einer Verpackung für Fleischscheiben,

F i g. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Verpackung von F i g. 1, längs der Linie 2-2 in F i g. 1, wobei Teile weggebrochen sind,

Fig.3 eine auseinandergezogene, teilweise weggebrochene Schnittansicht der Verpackung sowie der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Einfüllen des Füllgutes und Versiegeln des Verschlußkörpers,

F i g. 4 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht des Verschlußwerkzeugs und des in die Behälteröffnung eingesetzten Verschlußkörpers,

F i g. 5 eine zum Teil weggebrochene Seitenansicht der Vorrichtung zum Verschließen und Versiegeln der Verpackung.

Die im folgenden beschriebene Verpackung eignet sich insbesondere für Nahrungsmittel, z. B. vorgeformte Fleischprodukte, die oftmals kein konstantes Volumen oder Gewicht aufweisen, sich aber in gewissem Maße zusammendrücken bzw. verformen lassen. Dies macht es möglich, das Füllgut durch Druckeinwirkung von außen in bestimmten Grenzen so zu formen, daß es innerhalb des vorgeformten Verpackungsbehälters den dafür vorgesehenen Raum ausfüllt und auf keine Stelle der Behälteroberfläche einen Druck ausübt, der den Behälter zu stark beansprucht. In den F i g. 1 und 2 ist demnach eine Verpackung 10 dargestellt. Das Füllgut 11 besteht aus einem Stapel Fleischscheiben, wobei die Verpackung in aufrechter Lage, in der sie sich normalerweise befindet, zu sehen ist.

Die Verpackung 10 besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich aus einem vorgeformten Behälter 12 und einem Verschlußkörper 14, welcher den Behälterboden bildet und, wie im folgenden noch erläutert, auf das Füllgut aufgedrückt wird. Beide umschließen das Füllgut 11 vollständig. Der Behälter 12 besteht aus einer steifen oder halbsteifen Polyvinylchloridfolie. Dieses Material wurde gewählt, da es zum Verpacken von Fleischscheiben oder ähnlichen Nahrungsmitteln besonders geeignet ist. Ganz allgemein hat es sich für viele Nahrungsmittel als wünschenswert erwiesen, den tassenförmigen Behälter 12 aus einem Plastikmaterial mit geringer Sauerstoffdurchlässigkeit, guter Schlagfestigkeit bei 0⁰C und genügender Steifheit herzustellen, damit die Verpackung ihre Gestalt, welche entweder durch thermische Vakuum- oder Druckverfahren hergestellt wurde, beibehält. Es können auch andere Kunststoffmaterialien verwendet werden, wie z. B. Zelluloseazetate, Nylon, Polykarbonate, schlagfeste Polystyrole, schlagfeste Polypropylene und sehr dichte Polyäthylene. Diese Materialien können, wenn sie zur Verpackung von Lebensmitteln dienen, mit einem dafür besonders geeigneten, bekannten Kunststoff überzogen werden.

Der Behälter 12 ist der Füllgutform entsprechend gestaltet. Bei der gezeigten Ausführungsform hat der Behälter 12 einen rechteckigen Querschnitt, um einen Stapel Scheiben aufzunehmen. Die äußere Form der Verpackung kann natürlich je nach der Art der Erzeugnisse geändert werden. Der Behälter 12 besteht aus einer den Verschlußkörper bildenden Deckplatte 15 und einer etwa senkrecht abstehenden Seitenwand 16. Diese Seitenwand endet an einem seitlich nach außen gerichteten Randflansch 17, welcher sich um den Umfang des offenen Unterteils des Behälters 12 erstreckt. Auf drei Seiten ist der Randflansch 17 gleich breit, während er auf der Seite 18 breiter ist. Die den Oberteil bildende Deckplatte 15 ist an ihrem Umfang mit den Oberkanten der Seitenwand 16 des Behälters durch einen faltenähnlichen Abschnitt 20 verbunden. Dadurch entsteht eine innere Einkerbung 21, welche sich um den Umfang der Innenseite der Deckplatte 15 erstreckt, sowie eine äußere Randrippe 22. Diese Randrippe erstreckt sich rund um den Umfang der Außenseite. Dieser Faltenabschnitt bildet ein Gelenk, durch das sich die Deckplatte 15 nach innen und nach außen von dem das Füllgut aufnehmenden Raum bewegen kann. In der dargestellten Ausführungsform der Verpackung erstreckt sich der Randflansch 17 gleichmäßig über drei Seiten des Behälters 12, während die vierte Seite 18 langer bzw. breiter ist. Dadurch kann eine Aufschrift 23 aufgebracht werden. Die Seite 18 kann mit einem Hängeloch 24 zum Aufhängen der Verpackung versehen werden.

Der Verschlußkörper 14 der Verpackung 10 wird aus einer Kunststoffscheibe vorgeformt. Im Falle der Verpackung von Lebensmitteln soll der als Bodenteil 14 dienende Verschlußkörper Eigenschaften aufweisen, welche denen des Behälters 12 entsprechen. Der Verschlußkörper 14 wird so gebildet bzw. vorgeformt, daß er eine an dem Füllgut anliegende Deckplatte 25 innerhalb des flanschähnlichen Randteiles 26 bildet; die Breite dieses Randteils entspricht der des darüber befindlichen Randflansches 17 des Behälters 12, wobei drei Seiten gleich breit sind, und die vierte Seite 27 in der Breite der Flanschseite 18 entspricht. Die Deckplatte 25 ist durch einen schmalen, am Umfang verlaufenden und seitlichen Wandabschnitt 28 mit dem Randteil 26 verbunden, so daß die Deckplatte 25 zur Ebene des Randteils 26 parallel und nach oben bzw. nach innen versetzt verläuft.

Die Umfangskante der Deckplatte 25 und die Oberkante des seitlichen Wandabschnitts 28 sind durch eine ein Gelenk bildende Falte 30 miteinander verbunden. Die Falte 30 entsteht durch eine rillenförmige Vertiefung 31, welche sich um den Umfang der Unterseite der Deckplatte 25 erstreckt, sowie durch eine bördelartige Rippe 32 der Deckplattenoberseite. Auf diese Weise kann die Deckplatte 25 in Richtung der Innenseite der Verpackung und von dieser weg eine beschränkte Bewegung ausführen, wenn sie mit dem Behälter 12 verbunden ist und wenn Druck auf die Flächen ausgeübt wird. Der schmale, den Wandabschnitt 28 bildende Teil ist so bemessen, daß er in die Behälteröffnung einge-

schoben werden kann und dann an der Behälterseitenwand 16 anliegt, wodurch zwischen diesen Teilen eine Abdichtung erreicht wird. Die Deckplatte 25 des Verschlußkörpers 14 ist in bezug auf die Randteile 26 und die Behälterseitenwand 16 so angeordnet, daß beim Verschieben innerhalb des Behälters 12 die Randteile 26 unter den Randflanschen 17 des Behälters 12 liegenbleiben.

Zwischen den Teilen 17 und 26 befindet sich ein eine Dichtung bildendes Klebstoffmaterial 33. Dieses Material 33 ist so beschaffen, daß es bei unter Vakuum hergestellten Lebensmittelverpackungen eine hermetische Abdichtung gewährleistet.

Ein wesentliches Merkmal der Verpackung besteht darin, daß das Füllgut zur Verstärkung und Versteifung der Behälterwände verwendet wird. Das Füllgut 11 ist etwas zusammengedrückt bzw. verformbar und wird beim Aufdrücken des Verschlußkörpers 14 auf den Behälter 12 zwischen der am Füllgut anliegenden Deckplatte 25 des Verschlußkörpers 14 und der Deckplatte 15 des Behälters 12 zusammengepreßt. Dies geschieht durch Druckbeaufschlagen der Oberflächen der gesamten Teile von Behälter und Verschlußkörper beim Einfüllen von in beschränktem Umfang verformbarem Füllgut in die Verpackung und beim damit verbundenen Verschließen derselben. Das Füllgut 11 wird dabei so zusammengedrückt, daß es Zwischen- und Hohlräume zwischen den Deckplatten 15 und 25 und den Seitenwänden 16 vollkommen ausfüllt. Dabei wird also auch die ursprünglich in den Hohl- und Zwischenräumen vorhandene Luft vor dem Auftragen des Dichtungsmaterials 33 aus der Verpackung beseitigt. Beim Verpacken von leicht verderblichen Erzeugnissen, wie z. B. von Fleischprodukten, welche in Sauerstoff sehr schnell verderben, können die Verpackungsbestandteile unter Vakuum zusammengefügt und durch das Abdichtungsmaterial 33 so miteinander verbunden werden, daß eine hermetisch abgedichtete Vakuumverpackung entsteht, die ausgezeichnete Lagerqualitäten aufweist.

Das Verfahren zum Einfüllen des Füllgutes in die Verpackung und das damit verbundene Zusammenfügen und Abdichten der Verpackungsbestandteile ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Eine für diesen Zweck geeignete Vorrichtung zeigt F i g. 5. In einer Stützvorrichtung 35 werden die Verpackungen verschlossen und abgedichtet. Mehrere dieser Stützvorrichtungen können z. B. auf einem endlosen Band, (F i g. 5), angeordnet werden. Dieses Band wird diskontinuierlich bewegt, um die aufeinanderfolgende Stützvorrichtung 35 einer Verschluß- und Abdichtungseinrichtung zuzuführen, wie sie bei A in F i g. 5 gezeigt ist. Verschlußkörper 12 und Behälter 14 als Verpackungsbestandteile werden bereits vor Erreichen der Station A in die Stützvorrichtung 35 eingesetzt. Dort kommt die Stützvorrichtung 35 unter ein senkrecht hin- und herbewegbares Verschlußwerkzeug 40 zu liegen. Die Stützvorrichtung 35 ist schalenförmig und weist einen elastischen Dichtungsring 41 auf, welcher in einer am Umfang befindlichen Nut 42 der Oberseite 43 der Seitenwand 44 angebracht ist.

Das Füllgut 11 ist in den Behälter 12 eingefüllt und die Verpackung wird, wie in F i g. 3 angegeben, in die Stützvorrichtung eingesetzt. Der Verschlußkörper 14 wird auf das offene Ende des Behälters 12 aufgelegt, so daß die schmale Seitenwand 28 innerhalb des Behälters verschiebbar ist. Die Stützvorrichtung 35 wird dann unter dem Verschlußwerkzeug angeordnet. Dieses Werkzeug weist einen kastenförmigen Teil 45 mit einer geöffneten Unterseite auf und wird von Stangen 46 getragen. Die geöffnete Unterseite wird durch nicht gezeigte Vorrichtungen angehoben und abgesenkt. Ein Dichtungsring 47 ist auf der Oberfläche des Grundkörpers 48 der Stützvorrichtung 35 vorgesehen und dichtet die öffnung des Teils 45 ab, die durch den Grundkörper 48 der Stützvorrichtung 35 verschlossen wird. Der kastenförmige Teil 45, beim Arbeiten mit Unterdruck auch Vakuumkammer genannt, der das Verschlußwerkzeug enthält, ist bei 50 mit einer Unterdruckleitung durch ein Steuerventil 51 verbunden. Bei 52 steht die Vakuumkammer durch ein Steuerventil 53 mit einer Luftleitung in Verbindung.

Eine eine Abdichtung bildende, durch elektrische Heizelemente 55 aufgeheizte Platte 54 wird durch einen Rahmen 56 am unteren Teil eines senkrecht angeordneten Kolbens 57 gehalten. Dieser Kolben verläuft innerhalb eines von zwei Seiten beaufschlagten Zylinders 58. Eine Druckplatte 60 wird zur Ausführung einer senkrechten Bewegung unterhalb der Abdichtungsplatte 54 durch einen Bügel 61 gehalten; dieser ist verschiebbar mit der abdichtenden Platte 54 verbunden. Eine Druckfeder 62 drückt die Druckplatte 60 nach unten; die Größe der Druckplatte 60 ist so bemessen, daß sie im Bereich der Seitenwand 28 in den Verschlußkörper 14 hineinpaßt. Sie liegt an dessen Deckplatte an, so daß eine nach unten gerichtete Druckkraft auf die Deckplatte 25 ausgeübt werden kann, bevor die Abdichtungsplatte 54 auf den Randteil 26 drücken kann.

Das Füllgut 11 wird zwischen den Deckplatten 15 und 25 zusammengepreßt, wodurch es unter Anpassung an das Behälterinnere in den Verpackungsbehälter eingeformt wird und dabei den mit dem Verschlußkörper versehenen Behälter selbst auf das vorgesehene Füllvolumen aufweitet. Dies geschieht, während die Verpakkung in der Vakuumkammer 45 eingeschlossen ist und nachdem Luft aus dieser abgesaugt wurde, um den Behälterraum vollkommen auszufüllen. Die Abdichtung zwischen dem Behälter 12 und dem Verschlußkörper 14 mittels des Klebstoffmaterials 33 erfolgt, sobald die Abdichtungsplatte 54 in ihre Endstellung abgesenkt ist, und die Randflansche 17 und 26 gegen den elastischen Dichtungsring 41 gepreßt werden. Der Verfahrensablauf wird durch das Verschließen des Ventils 51, das öffnen des Ventils 53 und durch das Zurückziehen des Kolbens 57 zur Freigabe der Verpackung abgeschlossen. Danach wird das Verschlußwerkzeug 40 angehoben, um die Stützvorrichtung 35 aus ihm entfernen zu können und um die nächste Stützvorrichtung 35 auf dem Band 36 in die Arbeitslage vorrücken zu lassen.

Die Abdichtungsplatte 54 kann dazu dienen, wenigstens teilweise die an dem Füllgut anliegende Deckplatte 25 als auch den Randflansch 26 des Verschlußkörpers während der Abdichtung zu verformen. Jedoch dient die das Gelenk bildende Falte 30 zuallererst dazu, Änderungen des für das Füllgut in der Verpackung vorgesehenen Raumes zu ermöglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einfüllen von in beschränktem Umfang verformbarem Füllgut, insbesondere Lebensmitteln, in Verpackungen, die aus einem vorgeformten Behälter und einem Verschlußkörper aus verformbarem Kunststoffmaterial bestehen, wobei eine bestimmte Menge des Füllgutes in den Behälter eingefüllt und anschließend der Verschlußkörper auf die Behälteröffnung aufgesetzt und mit dem Behälter versiegelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufsetzen des Verschlußkörpers auf die Behälteröffnung durch das Verschlußwerkzeug über den Verschlußkörper auf das Füllgut ein Druck ausgeübt wird, der das Füllgut unter Anpassung an das Behälterinnere in den Verpackungsbehälter einformt und dabei den mit dem Verschlußkörper versehenen Behälter selbst auf das vorgesehene Füllvolumen aufweitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter während der Druckausübung evakuiert wird.