DE1611873C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vakuumverpacken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vakuumverpacken in Kunststoffschalen mit Deckfolie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bereits ein Verschließkopf bekannt, der zwei aufeinander folgende Fertigungsstationen zur Abdichtung und Evakuierung der Becher aufweist, wobei die Becher jeweils paarweise nebeneinander liegen (DE-GM 19 12 443). Auch bei einer anderen Vorrichtung zum Vakuumverpacken werden die halbstarren Becher durch übliche Becherketten weiterbefördert, die intermittierend entsprechend den einzelnen Fertigungsstationen geschaltet sind. Auch hierbei erfolgt die Herstellung der Verpackungen nur in zwei aufeinander folgenden Verfahrensschritten, und zwar in einer Vorspiegelungsstation und in einer Endspiegelungsstation (DE-AS 12 29 897).

Bei diesen bekannten Verfahren bzw. den nach diesen Verfahren arbeitenden Vorrichtungen hat es sich gezeigt, daß es nicht immer gelingt, den Verpackungsfilm dicht an die Waren zu legen, besonders bei gekühlten Waren, weil sich der Dehnungsgrad des elastischen Filmes durch die Art und Temperatur der zu verpackenden Waren ändert, so daß für verschiedene Waren unterschiedliche Verpackungsqualitäten entstehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verpackungsverfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung für Waren zu schaffen, bei der die Verpackungsergebnisse trotz andersartiger Waren immer gleichbleibend gut sind, und die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Verfahren zum Vakuumverpacken durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale und bei der im Oberbegriff des Anspruches 2 vorausgesetzten Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 angegebenen Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Durch die erfindungsgemäße Vordehnung und Vorkühlung in drei Stationen wird sichergestellt, daß der Grad der Dehnung genügend gleichbleibend ist, um die zweckmäßigste Anschmiegung zwischen dem Deckel und den zu verpackenden Waren ohne Berücksichtigung der Beschaffenheit oder der Temperatur der Waren sicherzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist- in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Kopf der Vorrichtung mit den einzelnen Fertigungsstationen, und

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines nebeneinander liegenden Verpackungspaares in der letzten Verpackungsstation.

Die Vorrichtung besteht aus einer großen Anzahl von Becherträgern 10 (nur einige sind in der F i g. 1 dargestellt), welche entsprechend dem Schaltmechanismus einer endlosen Kette, die im einzelnen in der DE-AS 12 29 897 beschrieben ist, weiterbewegt werden. Die Becherträger bewegen sich von rechts nach links und halten topfförmige Becher 12 aus relativ dickem und starrem Material. Diese Becher sind als halbstarr zu bezeichnen. Jeder Becherträger hat vorzugsweise zwei nebeneinander liegende, die Verpackung aufnehmende Vertiefungen, die ebenfalls in der oben erwähnten DE-AS 12 29 897 beschrieben sind. Vorgeformte Becher können in die Vertiefungen der Becherträger mittels üblicher Verfahren eingesetzt werden. Zweckmäßiger ist es jedoch, die Becher durch Drehung und Hineindrücken eines Bogens von Plastikmaterial in die Vertiefungen der Becherträger in bekannter Art und Weise herzustellen.
Wenn die Becher 12 mit Hilfe eines Vakuums geformt

werden sollen, ist es vorteilhaft, die Becherträger 10 mit vakuumabdichtenden Elementen 14 zu versehen, die mit einer glatten Oberfläche eines Vakuum-Rohrleitungssystcms entsprechend der US-PS 31 25 839 gleitend verbunden sind. Die Vertiefungen der Becherträger können jede beliebige Form haben, die nur mit der Gestalt der herzustellenden Verpackung übereinstimmen muß. Die Verpackungsbecher sind mit kreisförmigem Querschnitt (F i g. 2) dargestellt. Diese sind besonders für das Aufbewahren von Waren 16 geeignet, die in Scheiben übereinander geschichtet sind.

Die aufeinander folgenden Fertigungsstationen A, B, Csind mit Preßbacken 18,20 und 22 ausgerüstet. An den unteren Enden der Außenwände der Preßbacken sind Schweißflächen vorgesehen, die gegen die Oberfläche des Außenbundes der Becherträger gedruckt werden. Diese Preßbacken sind Einheiten eines einzigen Kopfes (nicht dargestellt) einer Verpackungsvorrichtung. Der Kopf wird am Ende der »Verweilperiode« der Vorrichtung senkrecht angehoben, wodurch sich die Preßbakken von den Becherträgern während des Schaltvorganges derselben lösen.

In der Fertigungsstation A wird ein dünner Film 24 aus elastischem und dehnbarem Plastikmaterial, das sich von einer Abspulrolle (icht dargestellt) abwickelt, über die Becherträger 10 gezogen. Dieser Film überdeckt die Becher 12 einschließlich ihres waagerechten Seitenrandes, der sich über den gesamten Umfang derselben erstreckt. Der Schaltvorgang der Becherträger befördert zuerst den Film 24 unter die erste Preßbacke 18 (Station A). Die anschließende senkrechte Abwärtsbewegung der Preßbacke drückt den Film dicht gegen den Becherrand entlang einer Linie, die sich über den gesamten Umfang des Becherträgers einschließlich beider nebeneinander liegenden Bechervertiefungen erstreckt.

Die Preßbacke 18 ist mit elektrischen Heizelementen 26 ausgestattet, die die untere Schweißfläche der Preßbacke auf eine relativ hohe Temperatur erhitzen. Hierdurch wird eine bleibende Verschweißung des Films 24 mit den Becherrändern über den gesamten Umfang der Becherträger 10 erreicht, d. h. mit beiden Bechern, was durch die Verschweißungslinie 25 in F i g. 2 angedeutet ist.

Kurz nachdem die Preßbacke 18 ihre bestimmte Stellung erreicht hat, wird ein Vakuum in den Innenraum der Preßbacke über eine Vakuumleitung 28 erzeugt. Der entstehende Differentialdruck über der Filmoberfläche bringt den Film in Berührung mit der waagerechten Fläche des thermisch isolierten und damit kalten Teiles 30. Für jede der nebeneinander liegenden Verpackungen ist ein derartiges Teil konzentrisch zu der Verpackung seines entsprechenden Becherträgers angeordnet.

Die Teile 30 sind von getrennten Dachabschnitten 32 in einem gewissen Abstand umgeben, gegen die der Film ebenfalls angedrückt wird. Diese Dachabschnitte 32 werden durch die Heizelemente 26 auf eine erhöhte Temperatur gebracht, wodurch die Wärme auf die Randzonen des Films übertragen wird, d. h. innerhalb der Verschweißungslinie 25 rund um den Umfang der Becherträger. Die übertragene Wärme erweicht den Plastikfilm ein wenig für den nachfolgenden Dehnvorgang. Dann wird die Vakuumleitung 28 geöffnet und die Preßbacke 18 aufwärts bewegt, damit das Verpackungspaar (jetzt über den Umfang verschweißt) zur nächsten Station B weiterbefördert werden kann.

In der nächsten Station Berfaßt die abgesenkte Preßbacke 20 den bereits verschweißten Film 24 rund um den Umfang des Becherträgers. Dann wird der Innenraum dieser Preßbacke bis zu einem ziemlich tiefen Unterdruck durch die Vakuumleitung 34 evakuiert. Der entstehende Differentialdruck bewirkt ein Anliegen des Films 24 an die Formmulde der Preßbacke 20. Diese Formmulde begrenzt zwei zylindrische Vertiefungen, deren Formen mit den zylindrischen Formen der endgültigen Verpackungsdeckel übereinstimmen.
Der Film wird mit stetiger Kraft in diese Preßbacken-Vertiefungen hinein gedehnt, um das Plastikmaterial in die Form zu bringen, wie sie durch die strichpunktierte Linie 2AA in F i g. 2 angedeutet ist. Das Plastikmaterial wird insbesondere in den vertikalen Seitenwänden 36 des Deckels gedehnt, d. h. in den Zonen der Randgebiete, die durch die Dachabschnitte 32 aufgeheizt werden. Diese Dehnung wird zweckmäßigerweise bis zu einer bleibenden Dehnung durchgeführt. Der mittlere Bereich 37 des Filmes, der von den Seitenwänden 36 umgeben ist, wird nicht wesentlich gedehnt; dieser Bereich

des Films wurde von den beheizten Dachabschnitten 32 isoliert und ist dadurch relativ kalt während des Dehnungsvorganges.

Die Preßbacke 20 ist durch wasserführende Rohre 38 gekühlt. Da der Film 24 durch Vakuum in seiner gedehnten Lage gegen das horizontale Teil der Formmulde 20 während der »Verweilperiode« zwischen den Schaltschritten der Vorrichtung gehalten wird, kühlen die Seitenwände nach und nach in ihrem gedehnten Zustand ab. Dieses bezweckt, das Plastikmaterial in seiner gedehnten Gestalt zu stabilisieren. Ein geringes »Zurückwandern« des Plastikmaterials tritt ein, wenn das Vakuum später beseitigt wird.

Sogleich nach Beseitigung des Vakuums innerhalb der Preßbacke 20 und bevor der nächste Schaltschritt erfolgt, wird der nach oben gestülpte Plastikdeckel 36, 37 in die normale Abwärtsstellung 245 umgestülpt (F i g. 1). Diese Umstülpung wird durch Druckplatten 40 (nur eine von ihnen ist dargestellt) vorgenommen. Von der Druckplatte 40 führt eine Stange 42 zu einem KoI-ben 44, der mit einem Luftzylinder 46 zusammenarbeitet. Das Innere des Zylinders wird mit Druckluft durch einen Schlauch 48 sogleich nach der Belüftung des Preßbackeninneren gefüllt. Die Abwärtsbewegung der Druckplatten zwingt den gedehnten Film in seine normale Lage innerhalb der nebeneinander liegenden Becher 12. Die Druckluft wird dann abgelassen und die Druckplatten werden nun durch die Federn 50 in ihre ursprüngliche Stellung zurückgebracht.
Der Film 24 in der Station B zu einer größeren Weite gedehnt, als es erforderlich ist, um die Waren 16 nach der Umstülpung des Deckels zu bedecken. Die Seitenwände 36 des geformten Deckels sind höher als der senkrechte Abstand zwischen der Oberfläche der verpackten Waren und dem waagerechten Rand der Beeher 12. Dadurch bleibt eine unbedeutende Menge von überschüssigem Plastikmaterial der Seitenwandfläche des Deckels übrig, nachdem der Deckel in seine normale Lage innerhalb des entsprechenden Deckels umgestülpt wurde.

Mit dem Deckel in seiner normalen Lage 24ß werden die Becherträger 10 zu der letzten Fertigungsstation C für die Evakuierung und Vollendung der Verpackung weiterbefördert. In dieser Station sind in dem Bereich unmittelbar unterhalb der Becherträger Vorrichtungen für die gleichzeitige Evakuierung beider nebeneinander liegender Verpackungen vorgesehen. Die Evakuierung erfolgt durch den Schlitz 54 im Plastikbogen, aus dem die Becher hergestellt sind. Dieser Schlitz 54 (Fig. 2)

befindet sich in dem horizontalen Rand zwischen den nebeneinander liegenden Bechern 12.

Zu der Evakuierungsvorrichtung kann ein üblicher, in jedem Becherträger gehaltener Hebelarm, wie er in der DE-AS 12 29 897 beschrieben ist, gehören. Während des Stillstandes der Vorrichtung in der letzten Fertigungsstation wird dieser Hebelarm aufwärts nach oben durch den Schlitz 54 verschoben, um eine ausreichende öffnung des elastischen Films 24 für einen geeigneten Evakuierungsdurchgang in das Innere beider nebeneinander liegender Becher 12 zu schaffen. Dann wird ein Vakuum durch den Hebelarm-Durchgang mittels einer vertikal bewegbaren, abgedichteten Kupplung erzeugt, die mit dem Element 14 am Boden des Muldenträgers verbunden ist. Der Innenraum der Preßbacke 22 wird ebenfalls gleichzeitig über eine Vakuumleitung 56 evakuiert, so daß jeder Differentialdruck über dem Film 24 während des Evakuierungsvorganges verringert wird.

Nach der vollständigen Evakuierung fällt der Hebelarm aus dem Schlitz 54 in den Becherträger 10 zurück. Anschließend wird der Film in dem Gebiet des Schlitzes 54 verschweißt, d. h. in den angrenzenden Flächen der nebeneinander liegenden Becher 12, um eine völlig luftdichte Abdichtung für beide Verpackungen zu erzielen. Diese luftdichte Abdichtung zwischen den zwei Seiten der vorher geschweißten Naht ist relativ breit, so daß jede der beiden Verpackungen gegenüber der Atmosphäre unabhängig abgedichtet ist.

Nachdem die Evakuierungsöffnung geschlossen ist, wird die Vakuumleitung der letzten Fertigungsstation C mit der Atmosphäre verbunden. Die in die Preßbackenkammer eindringende Luft drückt den mittleren Teil 37 eines jeden Deckels eng und fest gegen die verpackten Waren 16. Da die Seitenwände der Deckel vorher zu einer Höhe gedehnt wurden, die größer ist als der senkrechte Abstand zwischen der Oberfläche der Waren und dem horizontalen Rand der Becher 12, wird der mittlere Teil des Deckels die Waren 16 im wesentlichen gänzlich über den Becher bedecken. Die Vordehnung kann vorteilhafterweise so weit durchgeführt werden, daß der Film 24 dicht in den Eckzonen zwischen den verpackten Waren und den Seitenwänden eines jeden Bechers hineingepreßt wird. Somit überträgt der Film 24 im wesentlichen sämtliche atmosphärischen Druckkräfte unmittelbar auf die verpackten Waren ohne Verzerrung der normalen Gestalt des halbstarren Bechers.

Da die Luftzufuhr in die Preßbacke 22 in den meisten Fällen auf einfache Art durch eine öffnung in derselben bewirkt werden kann, können plötzlich eintretende Luftteilchen den Film 24 aus seiner normalen Lage innerhalb des Bechers 12 herauslösen. Um diesen möglichen Fertigungsfehler auszuschalten, kann die Preßbakke 22 mit Druckschienen 60 aus elastischem Material ausgestattet werden. Diese Schienen drücken den Film 24 gegen die verpackten Waren 16 während der Verweilperiode zwischen den einzelnen Schaltschritten. Wie es die F i g. 2 zeigt, haben die Schienen im allgemeinen Kreisform. Ihr Durchmesser sollte etwas kleiner sein als der Innendurchmesser der Becher 12 beträgt, um zu gewährleisten, daß der Film noch genügend durch den Hebelarm zur Bildung eines angemessenen Evakuierungskanals in das Innere eines jeden Bechers abgehoben werden kann.

In der Preßbacke 22 der Endfertigungsstation C sind erforderlichenfalls wasserführende Kühlleitungen 58 angeordnet, um eine genügende Wärmeabfuhr bzw. Abkühlung der verschiedenen Bauteile zu gewährleisten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vakuumverpacken in Kunststoffschalen mit Deckfolie, mit den Verfahrensschritten Aufbringen der Deckfolie auf die gefüllte Kunststoffschale, Erwärmen der Deckfolie auf Verformungstemperatur, Evakuieren, Verschweißen von Kunststoffschale und Deckfolie und Anlegen der Deckfolie an die Oberfläche des Verpackungsgutes, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erwärmen der Deckfolie und vor Erreichen des Evakuierungsschrittes die Deckfolie in einer zur Ebene der Folie senkrechten Richtung durch Strecken zu einem Deckel mit horizontalem mittleren Bereich und vertikalen Seitenwänden ausgeformt wird, der durch anschließendes Kühlen im wesentlichen in seiner Form fixiert und dessen horizontaler Bereich durch Umstülpen an das Verpackungsgut angelegt wird.

2. Vorrichtung zum Vakuumverpacken für ein Verfahren nach Anspruch 1, mit einer horizontal geteilten Vakuumkammer, mittels der mit Wagen gefüllte Packungsschalen aus Kunststoffolie durch eine Deckfolie abgedeckt, dann evakuiert und verschlossen werden, wobei die Deckfolie durch Anlegen eines Differenzdruckes unter Auswölbung in einer Richtung an eine Heizvorrichtung angelegt und erwärmt wird, und danach unter Auswölbung in der anderen Richtung auf den Packungsinhalt aufgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander drei Stationen (A, B, C) vorgesehen sind, die von den Packungsschalen (12) und der Deckfolie (24) durchlaufen werden, daß in der ersten Station (A) oberhalb der Deckfolie eine ringförmige Heizeinrichtung (26,32) und ein innerhalb dieser angeordnetes unbeheiztes Teil (30) vorgesehen sind, gegen die die Deckfolie angelegt wird, daß in der zweiten Station (B) in einer Preßbacke (20) oberhalb der Deckfolie (24) eine gekühlte Formmulde vorgesehen ist, zur Ausformung eines Deckels mit horizontalem mittleren Bereich (37) und vertikalen Seitenwänden (36) und ferner einer Druckplatte (40) vorgesehen ist, die den ausgeformten Deckel auf die Ware zu umstülpt und daß in der dritten Station (C) bekannte Evakuierungseinrichtungen vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Heizeinrichtung Dachabschnitte (32) aufweist.

4. Vorrichtung nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen der Deckfolie an die Heizeinrichtung (26,32) der Oberteil (18) der Vakuumkammer im Bereich der ersten Station (A) evakuierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil (22) der Vakuumkammer im Bereich der dritten Station (C) elastische Druckschienen (60) vorgesehen sind.