DE1586180C3 - Verpackungsmaschine zum absatzweise kontinuierlichen Herstellen evakuierter Verpackungsbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zum absatzweise kontinuierlichen Herstellen evakuierter Verpackungsbehälter aus aufeinanderliegenden und im Bereich ihrer Verschlußränder gasdicht miteinander versiegelten Verpackungsfolien, mit einer Fertigungsstation aus mindestens einem mit Formausnehmungen für einen oder mehrere Behälterunterteile versehenen Formunterteil und einem auf die Randflansche des Formunterteils bzw. die Verschlußränder der Behälter aufsetzbaren, als Versiegelungswerkzeug ausgebildeten Formoberteil 'sowie zugeordnetem Saugstutzen zum Erzeugen des Vakuums in den Behältern, wobei das Versiegelungswerkzeug zur gasdichten Versiegelung der oberen Verpackungsfolie mit der in dem Formunterteil befindlichen, das jeweilige Behälterunterteil bildenden unteren Verpackungsfolie längs einer auf den Verschlußrändern umlaufenden Versiegelungsnaht eingerichtet ist und der Saugstutzen den jeweils in der Form gasdicht zu versiegelnden Behälter über eine als Schlitz im Verbindungsflansch benachbarter Behälterunterteile ausgebildete, innerhalb der umlaufenden Versiegelungsnaht liegende Saugöffnung evakuiert sowie im Zuge der Evakuation oberhalb der oberen Verpackungsfolie ein Druckausgleich mit dem Raum unterhalb der Verpackungsfolie durch Anschließen des ersteren an den Unterdruck des letzteren hergestellt wird, ferner zusätzlich im Bereich des Saugstutzens arbeitende Versiegelungsorgane vorgesehen sind, die aus einem oberen Schweißglied und einem sich von unten an die Schlitzränder anlegenden Gegenglied bestehen und die eine gasdichte Versiegelungsnaht rund um die Saugöffnung im Zuge der Evakuierung legen, wobei sämtliche Versiegelungsorgane so angeordnet und ausgebildet sind, daß die Versiegelungsnaht rund um die Saugöffnung und die umlaufende Versiegelungsnaht als in sich vollständige und voneinander unabhängige Nähte ausgeführt sind.

Es ist eine derartige Verpackungsmaschine bekannt, bei welcher die Fertigungsstation zum Legen der die Saugöffnung verschließenden Versiegelungsnaht mit einem Folienheber für die obere Verpackungsfolie ausgerüstet ist Dieser Folienheber muß die Folie zum Zweck der Evakuierung von den betreffenden Behälterunterteilen abheben. Bevor die in dem Verbindungsflansch dieser Behälterunterteile befindliche Saugöffnung mittels der ihr zugeordneten Versiegelungsorgane verschlossen wird, muß der Folienheber wieder in seine Ausgangsstellung zurückgefahren werden. Daraus resultieren neben aufwendiger Bauweise zusätzliche Arbeitstakte und folglich verlangsamte Fertigung (vgl. US-PS 30 61 984).

Die gleichen Nachteile treten bei einer anderen bekannten Verpackungsmaschine auf, welche ebenfalls mit einem Folienheber arbeitet, darüber hinaus jedoch weitere Fertigungsstationen verlangt Denn bei dieser bekannten Ausführungsform sind Versiegelungsvorrichtung, Saugvorrichtung, Endversiegelungsvorrichtung und Trennvorrichtung hintereinander angeordnet, so daß die Behälterfertigung in einer Mehrzahl aufeinanderfolgenderFertigungsstationen vorgenommen werden muß. Das führt nicht nur zu raumaufwendiger Bauweise, ferner zu Schwierigkeiten und umständlichen Manipulationen in montagemäßiger Hinsicht, wenn nämlich die Verpackungsmaschine auf andere Behältergrößen umgerüstet werden soll, sondern zu weiteren die Fertigung verlangsamenden Arbeitstakten (vgl.

FR-PS 13 87 203).

Außerdem ist eine Verpackungsmaschine mit Versiegelungsvorrichtung und Saugvorrichtung bekannt, welche im Zuge der Evakuation der einzelnen Behälterun-

terteile eine obere Verpackungsfolie auf eine untere eben zu dem Behälterunterteil gebildete Verpackungsfolie im Bereich der Randflansche und dadurch entstehenden Verschlußränder aufsiegelt. Hierbei kann aber das Evakuieren der Behälterunterteile nur .so lange erfolgen, wie die obere Verpackungsfolie rifcfkr ,auf die .', Randflansche der Behälterunterteile aufgesiegelt worden ist. Nach dem Legen einer gasdichten Versiegelungsnaht sind die so entstandenen Behälter endgültig verschlossen. Ein Druckausgleich zwecks Entlastung der oberen Verpackungsfolie zwischen den Innenräumen der Behälterunterteile und dem Raum oberhalb der Verpackungsfolie ist bei dieser bekannten Ausführungsform praktisch nicht möglich. Grundsätzlich wird dadurch der in den Behältern erreichbare Unterdruck verschlechtert, wird die für die Evakuierung erforderliche Zeit nachteilig verlängert. Darüber hinaus sind Faltenbildungen im Bereich der Verschlußränder zu befürchten, weiche ungenügende Dichtigkeit zur Folge haben können (vgl. US-PS 31 96 590).

Auch kennt man Werkzeuge zum Evakuieren und Verschließen von Behälterunterteilen aus Verpakkungsfolie, wobei die Verpackungsfolie aus thermoplastischem Kunststoff innerhalb des Werkzeuges auf Verformungstemperatur aufgeheizt wird. Hierbei ist vorgesehen, daß die Verpackungsfolie durch einen luftdicht schließenden Klemmrahmen gehalten und mittels eines Druckgefälles, welches zwischen ihrer Ober- und Unterseite erzeugt wird, gegen eine Kontaktheizplatte angedrückt wird (vgl. DT-Gbm 19 12 443). Derartige Maßnahmen haben jedoch die Probleme um eine beschleunigte und rationelle Fertigung von Verpackungsbehältern aus Verpackungsfolien nicht beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verpackungsmaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche eine beschleunigte Fertigung der Verpackungsbehälter, insbesondere durch Reduzierung der Arbeitsvorgänge innerhalb der Fertigungsstation, ermöglicht

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß bei Ausbildung des Schlitzes als Querschlitz im Verbindungsflansch hintereinander angeordneter Behälterunterteile der dem vor der Fertigungsstation befindlichen Behälterunterteil zugewandte Schlitzrand mittels des feststehenden Saugstutzens gegen die obere Verpakkungsfolie angedrückt ist, dagegen der dem in der Fertigungsstation befindlichen Behälterunterteil zugewandte Schlitzrand freiliegt und sich dadurch während der Evakuation auf Grund der ausströmenden Luft im Sinn einer Erweiterung der Saugöffnung aufbiegen kann, und daß das Schweißglied mit dem Formoberteil starr verbunden ist, das Gegenglied als von dem Saugstutzen getrennter Bauteil ausgebildet ist.

Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß einerseits auf einen Folienheber verzichtet wird, andererseits sämtliche noch verbleibenden Arbeitstakte in einer einzigen Fertigungsstation erfolgen. Vorzugsweise ist dazu die versiegelte Saugöffnung zwischen den benachbarten Quernähten zweier Behälter angeordnet

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Verpackungsmaschine verwirklicht wird, die ein besonders schnelles Evakuieren der Behälter ermöglicht. Besonders schnelles Evakuieren der Behälter ist deshalb gewährleistet, weil die Saugöffnung im Zuge des Evakuationsvorganges auf Grund ihrer Anordnung und Ausbildung der zugeordneten Versiegelungsorgane eine Erweiterung erfährt. Aber nicht nur dadurch wird eine beschleunigte Fertigung erzielt, sondern insbesondere auch durch Reduzierung von sonst zusätzlich erforderlichen Arbeitsvorgängen innerhalb der Fertigungsstation, weil nämlich bei der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine,

■ gufeineriPoiienheber Verzichtet wird. '·? V^ -^**i- .·,-' *;

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Fertigungsstation einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine,

F i g. 2 und 3 vergrößerte Ausschnitte aus dem Gegenstand nach F i g. 1 im Bereich der Saugeinrichtung unter Berücksichtigung zwei unterschiedlicher Arbeitspositionen,

F i g. 4 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach F i g. 1 im Bereich des Trennmessers in Trennstellung und

F i g. 5 bis 7 aufeinanderfolgende Draufsichten auf einen Verpackungsbehälter im Zuge seiner Versiegelung.

In den Figuren ist von einer Verpackungsmaschine zur absatzweise kontinuierlichen Herstellung evakuierter Verpackungsbehälter eine Fertigungsstation 124 mit einer Form aus einem Formunterteil 126 und einem Formoberteil 128 dargestellt. Das Formunterteil 126 weist eine Versiegelungsmatrize 146 mit vier vertikalen Wänden und einer Bodenplatte 147 auf, wodurch eine Formausnehmung 148 zur formschlüssigen Aufnahme von mit Packgut 118 abgefüllten Behälterunterteilen 100/4 gebildet ist

Das Formoberteil 128 dieser Fertigungsstation besitzt eine Versiegelungspatrize 150, welche gegen die Matrize 146 nach unten" gefahren werden kann, um einen luftdichten Hohlraum auszubilden und eine Abdichtung rund um das in der Versiegelungsmatrize 146 befindliche Behälterunterteil 100/4 zu erreichen.

In der Formausnehmung 148 ist direkt vor der hinteren Matrizenwand 152 eine mit einem Unterteil 144 verbundene Platte 153 nach oben gerichtet angeordnet, welche derart geformt ist daß sie sich der Innenwand der Formausnehmung 148 anpaßt bzw. dieser entspricht. Diese Platte 153 weist als Saugeinrichtung eine vertikale Saugleitung 154 auf, durch welche ein Saugstutzen 156 hindurchläuft welcher ebenfalls mit dem Unterteil 144 verbunden ist Zwischen dem Unterteil 144 und der Versiegelungsmatrize 146 ist ein Querträger 117 angeordnet Das Oberende des Saugstutzens 156 ergreift den hinteren Rand 104L des Behälterunterteils 100/4 bzw. seines Verbindungsflansches zum benachbarten Behälterunterteil lOOF etwas außerhalb einer Saugöffnung 112 und drückt diesen Rand leicht

■ nach oben gegen die obere Verpackungsfolie 122.

Am unteren Ende der Saugleitung 154 befindet sich ein Unterdruckventil 158, welches zu Beginn der Evakuationsperiode geöffnet wird, so daß Luft aus dem Behälterunterteil 100/4 durch die Saugöffnung 112 hindurch abgesaugt wird, wobei sie über einen längsgenuteten Stutzenträger 160 und die Saugleitung 154 abfließt. Weitere Durchlässe 162 verbinden das erzeugte Vakuum direkt mit der Formausnehmung 148 unter der oberen Verpackungsfolie 122, so daß der Druck auf die Außenseite des Behälterunterteils iQOA dem innerhalb des Behälterunterteils herrschenden Unterdruck angeglichen wird. In gleicher Weise ist der Raum 164 über der oberen Verpackungsfolie 122 an die Saugleitung 154 über eine Leitung 166 angeschlossen, um auf beiden

Seiten der oberen Verpackungsfolie 122 einen Druckausgleich zu erzielen. Während des Saugvorganges wird der Schlitzrand innerhalb der Saugöffnung 112 durch die ausströmende Luft etwas nach unten umgebogen, so daß eine etwas vergrößerte Saugöffnung entsteht und ein wirklich schnelles Evakuieren des entstehenden Behälters erzielt wird.

Während der entstehende Behälter bzw. das Behälterunterteil 100/4 leergesaugt wird, wird ein gezahntes Trennmesser 168 in der Vorderwandung 170 der Versiegelungsmatrize 146 nach oben gefahren und schneidet dabei beide Verpackungsfolien durch, und zwar über die gesamte Breite, um den davorliegenden fertigen Behälter IQQP freizugeben, wenn die beiden Formteile 126,128 sich anschließend auseinanderbewegen.

Während der entstehende Behälter bzw. das Behälterunterteil 100/4 leergesaugt wird, wird gleichzeitig zwischen diesem Behälterunterteil und der auf ihm aufliegenden oberen Verpackungsfolie 122 eine Versiegelungsnaht rund um die Verschlußränder herum ausgeführt. Zu diesem Zweck besitzt die Versiegelungspatrize 150 Heizstangen 172, durch welche die Temperatur der Werkzeugoberfläche derart erhöht werden kann, daß eine einwandfreie Verschweißung bzw. Versiegelung zwischen den beiden Verpackungsfolien stattfindet F i g. 5 bis 7 zeigen diese durchgehende Versiegelungsnaht 174, welche um den gesamten Rand des Behälterunterteils 100Λ bzw. Behälters herumläuft. Die hintere Quernaht, d. h. die rechte senkrechte Linie in den Zeichnungen, verläuft längs des vorderen Randes 104L des nachfolgenden Behälterunterteils '10OE Mit anderen Worten, die durch die Versiegelungsmatrize 146 und die Versiegelungspatrize 150 erzielte Versiegelungsnaht 174 verläuft nicht nur um das hierbei behandelte Behälterunterteil 100/4 herum, sondern schließt gleichzeitig einen Teil des nachfolgenden Behälterunterteils lOOFein.

Nach Abschluß des Evakuationsvorganges wird das Unterdruckventil 158 geschlossen und eine dauerhafte Versiegelungsnaht um diese Saugöffnung 112 herum hergestellt Diese letzte Versiegelungsnaht wird durch ein bewegliches Versiegelungsorgan 176 (Gegenglied) hergestellt, welches vorzugsweise innerhalb der Versiegelungsmatrize 146 angeordnet ist Dieses Versiegelungsorgan 176 umgibt den Saugstutzen 156 und sitzt auf Betätigungsstangen 177, durch welche es nach oben gefahren wird, um die Verpackungsfolie gegen einen etwas vertieften Absatz 178 der Versiegelungspatrize 150 zu drücken. F i g. 6 zeigt die sich dabei ergebende ovale Versiegelungsnaht 180, weiche die Saugöffnung 112 in dem hinteren Rand 1047* des Behälterunterteils 100/4 umgibt und daher auch als Saugöffnungsnaht bezeichnet wird. Für dieses verfahrbare Versiegelungsorgan 176 sind keine Heizelemente erforderlich, da die Versiegelungswärme durch die Versiegelungspatrize 150 (oberes Schweißglied) erzielt wird, was die Konstruktion vereinfacht

Die Betätigungsstangen 177 ragen durch die Platte 153 an beiden Seiten des Saugstutzens 156 nach oben. Diese Stangen werden vertikal synchron im Arbeitstakt hin und her geführt Nach Fertigstellung der Versiegelungsnaht 180 um die Saugöffnung 112 herum wird die Saugleitung 154 über ein übliches und nicht dargestelltes Entlüftungsventil entlüftet, wobei dieses Ventil beispielsweise über ein Gestänge gesteuert wird, welches zur Betätigung des Versiegelungsorgans 176 verwendet wird. Daraufhin wird dieses Versiegelungsorgan in seine Ausgangsposition zurückbewegt.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, eine geringe Menge eines inerten Gases in den Behälter einzublasen. In diesem Fall wird vor dem Anheben des Versiegelungsorgans 176 eine bestimmte Gasmenge in den Saugstutzen 156 durch eine nicht dargestellte Gasleitung am unteren Ende des Stutzens eingeblasen. Das Gas wird von der Spitze dieses Stutzens durch eine Seitenöffnung ausgeblasen, welchen das Gas direkt in die Saugöffnung 112 leitet. Anschließend wird die Saugöffnung durch das Versiegelungsorgan 176, wie vorbeschrieben, versiegelt. — Wenn die Versiegelungsmatrize 146 und die Versiegelungspatrize 150 sich am Ende des Versiegelungsvorganges voneinander trennen, wird der völlig luftleere und versiegelte Behälter in die nächste Station überführt Wenn die Versiegelungsmatrize 146 und die Versiegelungsmatrize 150 wieder zusammentreffen, wird eine weitere querlaufende Versiegelungsnaht 184 und damit Quernaht über den hinteren Rand 1047" des Behälters gelegt, welche direkt neben der Saugöffnung 112 liegt und die Versiegelungsnaht 180 überlappt Wenn dann anschließend das Trennmesser 168 die beiden entsprechenden Behälter mit den Behälterunterteilen LlOOA iOOF, von denen letzteres sich nun in der Versiegelungsmatrize befindet, voneinander trennt, kann keinerlei Luft in die evakuierten Behälter mehr eintreten.

Ein Blick auf F i g. 6 zeigt, daß die vordere, d. h. die linke Versiegelungsnaht bzw. Quernaht 174' genau mit der vorher durch eine Hinterkante 186 (F i g. 2) der Versiegelungspatrize 150 während des vorhergehenden Taktes ausgeführten Versiegelungsnaht zusammenfällt. Bei Verwendung dieser Abmessungen muß es unter Umständen nicht unbedingt erforderlich sein, eine Verschweißung bzw. Versiegelung längs dieser vorderen Quernaht 174' zu erzielen, so daß in manchen Fällen die entsprechende Versiegelungsfläche 188 (F i g. 4) entfallen kann, während die nächste anliegende Versiegelungsfläche 189 beibehalten wird. Eine bedeutende Maßnahme liegt infolgedessen darin, daß das Versiegelungswerkzeug 146, 150 eine einwandfreie Versiegelungsnaht in jedem Bereich der umlaufenden Naht 174 herstellt wo eine derartige einwandfreie Verschweißung bzw. Versiegelung nicht bereits erzielt ist, wenn sich das Behälterunterteil 100/4 in Evakuationsposition befindet

An allen Stellen, an denen eine durchgehende Versiegelungsnaht hergestellt werden soll, weisen die Versiegelungsflächen der Versiegelungsmatrize 146, d. h. also die Oberkanten der Matrizenwände, einen elastischen Belag 149 an sich bekannter Zusammensetzung, wie beispielsweise Gummi, auf, wodurch die obere Verpakkungsfolie 122 gegen die entsprechenden Versiegelungsflächen der Versiegelungspatrize 150 gedruckt werden kann. Zweckmäßigerweise ist auch die Oberkante des Versiegelungsorgans 176 mit einem derartigen Werkstoff beschichtet.

Wie die detaillierte Darstellung zeigt, läßt sich die Versiegelungsmatrize 146 von ihrem Unterteil 144 in einfacher Weise lösen, indem Befestigungsbolzen 190 herausgeschraubt werden und die Matrize als Ganzes abgehoben wird. Die Evakuationselemente mit dem Saugstutzen 156 und seinen zugeordneten Teilen verbleiben als Ganzes auf dem Unterteil 144 und werden mit einer neuen Versiegelungsmatrize der jeweils erforderlichen Abmessung verwendet Das Unterteil 144 ist mit Dichtungen 145 ausgestattet, um eine luftdichte Abdichtung zwischen beiden Teilen zu erreichen, wenn

eine neue Versiegelungsmatrize 146 aufgesetzt wird.

Auf diese Weise ist die Versiegelungsmatrize 146 in ihrer Gesamtheit abnehmbar und austauschbar, ohne daß zwischen vielen Teilen irgendwelche Abmessungseinstellungen erforderlich sind. Alle Versiegelungsflä- chen sind·Teil einer einzigen Form, welche.als. einzelnes^ , Gußstück ausgebildet ist Es braucht lediglich diese Form ausgetauscht zu werden, um vollkommen neue Versiegelungsflächen zu schaffen. Die mit der Versiegelungsmatrize 146 zusammenwirkende obere Versiegelungspatrize 150 wird als Ganzes in gleicher Weise ausgetauscht, indem es von seinem Träger abgeschraubt und eine neue Patrize aufgeschraubt wird, welche mit der neuen .Versiegelungsmatrize 146 zusam-,-menpaßt. ·■<.·* .·-.--·:;*-·

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 509531/12

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verpackungsmaschine zum absatzweise kontinuierlichen Herstellen evakuierter Verpackungsbehälter aus aufeinanderliegenden und im Bereich ihrer Verschlußränder gasdicht miteinander versiegelten Verpackungsfolien, mit einer Fertigungsstation aus mindestens einem mit Formausnehmungen für einen oder mehrere Behälterunterteile versehenen Formunterteil und einem auf die Randflansche des Formunterteils bzw. die Verschlußränder der Behälter aufsetzbaren, als Versiegelungswerkzeug ausgebildeten Formoberteil sowie zugeordnetem Saugstutzen zum Erzeugen des Vakuums in den Behältern, wobei das Versiegelungswerkzeug zur gasdichten Versiegelung der oberen Verpackungsfolie mit der in dem Formunterteil befindlichen, das jeweilige Behälterunterteil bildenden unteren Verpakkungsfolie längs einer auf den Verschlußrändern umlaufenden Versiegelungsnaht eingerichtet ist und der Saugstutzen den jeweils in der Form gasdicht zu versiegelnden Behälter über eine als Schlitz im Verbindungsflansch benachbarter Behälterunterteile ausgebildete, innerhalb der umlaufenden Versiegelungsnaht liegende Saugöffnung evakuiert sowie im Zuge der Evakuation oberhalb der oberen Verpakkungsfolie ein Druckausgleich mit dem Raum unterhalb der Verpackungsfolie durch Anschließen des ersteren an den Unterdruck des letzteren hergestellt wird, ferner zusätzlich im Bereich des Saugstutzens arbeitende Versiegelungsorgane· vorgesehen sind, die aus einem oberen Schweißglied und einem sich von unten an die Schlitzränder anlegenden Gegenglied bestehen und die eine gasdichte Versiegelungsnaht rund um die Saugöffnung im Zuge der Evakuierung legen, wobei sämtliche Versiegelungsorgane so angeordnet und ausgebildet sind, daß die Versiegelungsnaht rund um die Saugöffnung und die umlaufende Versiegelungsnaht als in sich vollständige und voneinander unabhängige Nähte ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Schlitzes als Querschlitz im Verbindungsflansch hintereinander angeordneter Behälterunterteile (lOOA 100/) der dem vor der Fertigungsstation (124) befindlichen Behälterunterteil (tOOF) zugewandte Schlitzrand mittels des feststehenden Saugstutzens (156, 182) gegen die obere Verpackungsfolie (122) angedrückt ist, dagegen der dem in der Fertigungsstation (124) befindlichen Behälterunterteil (100Λ) zugewandte Schlitzrand freiliegt und sich dadurch während der Evakuation auf Grund der ausströmenden Luft im Sinne einer Erweiterung der Saugöffnung (112) aufbiegen kann, und daß das Schweißglied (178) mit dem Formoberteil (150) starr verbunden ist, das Gegenglied (176) als von dem Saugstutzen (156) getrennter Bauteil ausgebildet ist

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die versiegelte Saugöffnung (112) zwischen den benachbarten Quernähten (174', 184) zweier Behälter (100/4, lOOf) angeordnet ist