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Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen von Verpackungsbehältern
3ie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschließen von Verpackungsbehaltern
aus insbesondere Aluminiumfolie oder kunststoff mit einer Deckelfolie aus Aluminium
durch Versiegeln mittels Kontaktwärme.
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Es ist bekannt, durch Ziehen von der Rolle hergestellte Aluminiumpackungen
nach dem Füllen mit Deckeln aus Aluminiumfolie zu verschließen und mittels Kontaktwärme
zu versiegeln.
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Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß sich durch die Kontaktwärme
die in den Packungen befindliche Luft ausdehnt und einen Überdruck auf den noch
nicht abgebundenen Lack zwischen Behälter und Deckel ausübt, wodurch die Siegelnaht
Ansicht werden kann.
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Es sind bereits zahlreiche Versuche gemacht worden, den sich beim
Siegeln durch die Erwärmung unter dem Deckel bildenden
Überdruck
so zu vermindern, daß dadurch der noch nicht abgebundene Lack zwischen Behälter
und Deckel gedrückt wird. So ist beispielsweise bekannt geworden, eine Kühlplatte,
die für Wasserdurchflußkühlung eingerichtet ist, innerhalb des Siegelstempels der
eingesetzten Siegelstation anzuordnen, damit das Aufheizen der unter dem Deckel
befindlichen Luft vermieden wird. Dies hat Jedoch den großen Nachteil, daß die Heizleistung
am Siegelstempel sehr viel höher als üblich ausgelegt werden muß, um die durch die
Kühlung abfließende Wärme wieder nachzul efern. weitere Einrichtungen sind bekannt,
bei denen aie Deckelobe fläche durch einen Luftstrom gekühlt wird mit dem Ziel,
auch die darunter befindliche Luft am Expandieren zu hindern, und dabei treten die
gleichen Nachteile, wie zuvor erwähnt, auf. Eine weitere Einrichtung ist bekannt,
bei der ein vor dem Siegelstempel vorstehender Stopfen vor dem Siegeln den Deckel
nach unten ausbeult, so daß nach dem Expandieren der Luft, dadurch daß der Deckel
sich dann nach oben ausbeulen kann, der unter dem Deckel befindliche $Überdruck
herabgesetzt wird. Alle diese bekannten Maßnahmen haben, sofern sie überhaupt wirksam
waren, Jedoch nur zu Teilerfolgen geführt.
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Besonders schwierig wird das Zusiegeln, wenn n Aluminiumbecher mit
Aluminiumdeckeln durch Kontakwärme verschlossen werden sollen, weil dabei der Lack
auf Deckel und Becher, der zum Siegeln zur Verfügung steht, nur wenige mü stark
ist und weil,
im Gegensatz zu Siegelungen zwischen Kunststoffbehälter
und Aluminiumdeckel, dabei keine plastifizierbare Substanz zur Verfügung steht.
Ein weiteres Erschwernis tritt dann auf, wenn Füllgüter heiß abgefüllt worden sind,
weil dann der über dem niveau der Füllung befindliche Luftraum nicht nur von der
zugeführten Siegelwärme5 sondern auch von der hohen Temperatur des heiß abgefüllten
Füllgutes beeinflußt wird. Außerdem muß berücksichtigt werden, daß die, insbesondere
im Akkordbetrieb in der Praxis unvermeidbare ungleiche Siegelnahtbreite und -stärke
von aem in der Packung herrschenden Überdruck immer an der schwächsten Stelle aufgedrückt
wird. Beeinflußt wird diese Siegelnahtbreite bzw. -stärke von verschiedenen Faktoren,
wie Einfluß eines wärmeverzogenen, nicht mehr planen Siegelstempels, ungleicher
Lackaufbau unterhalb des Siegelstempels, was zur Folge hat, daß sich die Farbe ungleichmäßig
von den bedruckten Deckeln löst und sich ungleich am Siegelstempel aufbaut5 ungleicher
Lackauftrag auf Becher- oder Deckelfolie, geschwächte Siegelstellen durch Füllgutverschmutzung
der Siegeländer5 Siegelnaht schwächung durch Temperaturschwankungen der Siegelstempel,
und Einfluß von unterschiedlich heißem Füllgut auf die Siegelnahtfestigkeit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum festen
Verschließen von Verpackungshältern aus insbesondere Aluminiumfolie oder Kunststoff
mit einer Deckelfolie aus
Aluminium durch Versiegeln mittels Kontaktwärme
zu schaffen, bei dem diese verschiedenen Einflußgrößen, welche im praktischen Betrieb
nicht mit Sicherheit konstant gehalten werden können, beseitigt sind. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man das Siegeln in zwei Stufen durchführt
und dabei in der ersten Stufe den Siegelrandumfang des Deckels bis auf mindestens
eine kleine Lücke zusiegelt, in der zweiten Stufe diese Lücke bzw. Lücken versiegelt
und zwischen der ersten und zweiten Stufe einen zeitlichen Abstand einhält. Die
erwähnte kleine Lücke kann eine Zone von zirka 3 bis 5 Millimetern sein. Wenn man
erfindungsgemäß die Siegelung zweistufig durchführt, dann erreicht man, daß die
durch das Siegeln erwärmte Luft unterhalb des Deckels die Möglichkeit hat, durch
den infolge der schmalen freien Zone im Siegelrandumfang entstandenen Kanal nach
außen zu treten, so daß auf jeden Fall die Bildung eines Überdruckes zwischen Füllgutspiegel
und Unterseitedeckel ausgeschlossen ist, bis der Lack zwischen der Siegelnaht abgekühlt
ist und abgebunden hat. In der erfindungsgemäß vorgesehenen zweiten nachgeschalteten
Siegelstufe kann man dann mit einem relativ kleinen Heizstempel die Lücke im Siegelrand
sicher und dauerhaft schließen.
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Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine erste Siegelstation mit einem mindestens
eine kleine Unterbrechung des Siegelrandes aufweisenden Siegelstempel und eine zweite
Siegelstation
mit mindestens einem nur eine sehr kleine Siegelfläche
aufweisenden Siegelstempel, wobei vorteilhaft noch eine Transporteinrichtung zur
automatischen Weiterbeförderung der zu verschließenden Packungen unter den ersten
Siegelstempel, von dem ersten Siegelstempel zum zweiten Siegelstempel und vom zweiten
Siegels tempel weg vorgesehen sein kann.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird nachstehend im Zusammenhang mit der in der beiliegenden Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsform einer Vorrichtung dafür beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die erste
Stufe des Verfahrens vor dem Aufpressen des ersten Siegelstempels, in Ansicht, Fig.
2 Behälter und Deckel nach dem Aufpressen des ersten Siegelstempels, in Draufsicht,
Fig. 3 die zweite Stufe des Verfahrens vor dem Aufpressen des zweiten Siegelstempels,
in Ansicht, Fig. 4 Behälter und Deckel nach dem Aufpressen des zweiten Siegelstempels,
in Draufsicht, und Fig. 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, im Schnitt.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet man zweckmäßig wie folgt:
Auf den gefüllten Becher 10 legt man den entsprechenden Deckel 9 auf und bringt
Becher und Deckel, wie in Fig. 1 gezelgt, unter den beheizten Siegelstempel 3, der
an dem Siegelrand mit einer 5 mm Unterbrechung 6 versehen ist. Anschließend senkt
man den Siegelstempel auf den Rand des auf dem Becher liegenden Aluminiumdeckels
ab. Durch die Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums heizt sich die Luft über dem Füllgut
und unterhalb des Deckels 9 sehr schnell auf, und ihr Volumen vergrößert sich. Durch
den verbleibenden Kanal 6a im Bereich 6 des Siegelstempels tritt die Luft unter
Druck nach außen, wobei der Siegelstempel den restlichen Siegelrand fest eingespannt
hält. Der Kanal 6a gleicht den Druck in der Packung mit der umgebenden Atmosphäre
aus, so daß nach dem Abheben des Siegelstempels 3 kein Überdruck von innen auf den
Deckel und damit auf die Siegelnaht wirksam wird, vgl. Fig. 2. Die Temperatur des
Luftraumes innerhalb der Packung fällt durch die Wärmestrahlung des Aluminiumfoliendeckels
sehr schnell ab, und man kann beobachten, wie der Deckel 9 nach innen hohlgezogen
wird, also durch das Zusammenziehen der sich abkühlenden Luft ein leichtes Vakuum
entsteht.
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Die Siegelnaht ist demzufolge bis dahin zu keinem Zeitpunkt belastet
worden, obwohl die Packung bis zu etwa 95 % ihres Umfanges
verschlossen
ist, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist.
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Die soweit verschlossene Packung wird unter den zweiten Siegelstempel
4 geführt, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Dieser Siegelstempel 4 hat nur eine
sehr kleine Siegelfläche 7, die jedoch ausreicht, um den Kanal 6a innerhalb des
Siegelrandes der Packung zu verschweißen. In dieser Siegelstufe fließt auf Grund
der kleinen Oberfläche 7 des kleinen Siegelstempels 4 nur noch eine geringe Wärmemenge
in den Teil 8 des Aluminiumdeckels, und das Erhitzen der Luft innerhalb der Packung
10 bleibt unbeträchtlich. Soweit eine nochmalige geringfügigere Ausdehnung der Luft
innerhalb der Packung stattfindet, kann dieser Überdruck durch Ausbeulen des Deckels
9 nach oben aufgefangen werden. Nachdem die Siegelnaht abgekühlt ist, liegt eine
sicher verschlossene Packung vor, in der praktisch kein Überdruck. mehr herrscht,
vgl. Fig. 4.
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Zweckmäßig führt man, wie dies aus Fig. 5 zu erkennen ist, die zu
verschliessende Packungen Ioc, lob, loa und lod mittels einer (nicht gezeigten)
Transporteinrichtung kontinuierlich einer Vorrichtung zu, in der sie unter einer
ersten Siegelstation 1 zunächst mittels des Siegelstempels 3, an dessen Siegelrand
5 eine wenige Millimeter breite Unterbrechung 6 vorhanden ist, über den größten
Teil ihres Umfanges verschlossen werden. Anschließend wandern die Packungen über
einen Weg,
der dem beim erfindungsgemäßen Verfahren einzuhaltenden
zeitlichen Abstand zwischen der ersten Siegelstufe und der zweiten Siegelstufe entspricht,
zu einer zweiten Siegelstation 2, die einen nur eine sehr kleine Siegelfläche 7
aufweisenden Siegelstempel hat, mit dem lediglich der unter dem Siegelstempel 3
offen gebliebene schmale Kanal 6a mit einer Siegelnaht 8 versehen wird. Danach wandern
die nun fest verschlossenen Packungen zu den Jeweils vorgesehenen Transport- oder
Lagereinrichtungen.
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Abgesehen von den bereits beschriebenen technischen Vorteilen ergibt
sich beim erfindungsgemäßen Verfahren als vorteilhafte Nebenwirkung die Möglichkeit,
eine Vakuumpackung mit leichtem Vakuum zu schaffen, welche bei Nahrungsmitteln den
Rest-Sauerstoffgehalt der Packung auf ein Minimum reduziert. Dazu ist es lediglich
notwendig, die Füllung in den Packungen geringer zu halten und die Siegelzeit zu
verlängern, also die Wärmezufuhr zu erhöhen. Das Auftreten des Vakuums erkennt man
an der eintretenden Verformung der Packung, d.h. der Becher deformiert sich.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders zweckmäßig an solchen
Aluminium- oder Kunststoffpackungen durchführen, die kontinuierlich von automatisch
arbeitenden Verpackungsmaschinen, wie sie beispielsweise in der älteren Patentanmeldung
H 6o 605 Ib/49c vom 27. September 1966 der Anmelderin beschrieben sind, angeliefert
werden.