DE1934798A1

DE1934798A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Gegenstaenden und zum Pruefen dieser Verpackungen auf Dichtheit

Info

Publication number: DE1934798A1
Application number: DE19691934798
Authority: DE
Inventors: Wilcox Burdsal Gardner
Original assignee: Safeway Stores Inc
Current assignee: Safeway Inc
Priority date: 1969-03-03
Filing date: 1969-07-09
Publication date: 1971-06-09
Also published as: FR2034604A1; BE740572A; GB1217457A; US3591944A; CH518845A; CA920436A; NL7002999A

Description

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BESCHREIBUNG
zu der Patentanmeldung

SAPEWAY STORES, INCORPORATED P.O.Box 660, Oakland, California USA

betreffend

Verfahren und Vorrichtung gum Verpacken von , Gegenstanden und zum Prüfen dieser Verpackungen auf Dichtheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsvorrichtung und auf ein Verfahren zu« Ausbilden von dichten Verpackungen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zua automatischen Verpacken von Segenstanden in einzelnen Packungen zwischen heißversiegelbaren Flachmaterialbahnen, wobei die so hergestellten Packungen auf Leckstellen durch Einführen eines Schutzgases in das Packungeinnere und durch automatisches Prüfen des Austrittes dieses Schutzgases aus den Packungen kontrolliert werden.

Es sind bereits die verschiedenartigsten Verfahren und Vorrichtungen zua automatischen Verpacken der verschiedenartigsten Produkte bekannt, bei denen die Packungen aus nachgiebigen und heiByersiegelbaren Folien hergestellt werden, die eine sehr geringeQasdurchlassigkeit vor allem ' für Sauerstoff besitzen. Packungen dieser Art haben wegen diesen günstigen Eigenschaften des Verpackungsmaterials in weitem Umfang auch für die Verpackung von Nahrungsmitteln Anwendung gefunden, da derart verpackte Produkte eine längere Lagerseit zulassen, was vor allem für Fleisch, KKse, Nüsse oder getrocknet« Früchte von Vorteil ist, wenn diese von einer Oxydation durch die Luft geschützt sind.

Ein· derartige gasdichte Verpackung oder auch der Inhalt einer solchen Paokung kann aber leicht durch Beschädigung der Verpaokungswund* infolge

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. ₂ . 1*9347

äußerer Druckeinwirkurig zerstört werden. Es ist daher bekannt₍ein Inertgas wie Stickstoff oder Kohlendioxyd nach der Evakuierung solcher Packungen ins Packungsinnere einzuführen um so die Druckdifferenz zwischen dem Packungsinneren und der Umgebung herabzusetzen oder ganz zu eliminieren.

Die gebräuchlichen Einrichtungen zur Vakuumverpackung oder zur gasgefüllten Verpackung von Gegenständen gewährleisten meist eine faltenfreie Abdichtung der Packungswände, denn Falten in diesen Bereichen sind unerwünscht, da sie eine gute Abdichtung verhindern väm4mm und die Lebensdauer solcher Verpackungen herabsetzen wurden. Obwohl solche Falten weitgehend**· vermieden werden, treten trotzdem meist noch Leckverluste infolge verschiedener anderer Einflüsse auf, beispielsweise infolge bei Herstellung der Verpackung nicht festgestellter Brüche des Verpackungsmaterials in Form von kleinen Schlitzen oder dergleichen. Da die Prüfung der fertigen Packungen bisher nur optisch erfolgte, sind derartige kleine Brüche der Prüfung entgangen. Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen Packungen aus heißversiegeIbaren Flachmaterialbahnen hergestellt werden, die absolut frei von irgendwelchen Leckstellen sind.

Es sind auch bereits schon Vorrichtungen zum Prüfen der Dichtheit von Paokungen bekannt, die getrennt von der eigentlichen Verpackungsmaschine aufgestellt und angewendet wurden. Gemäß der Erfindung soll es möglich sein, sowohl die Herstellung als auch die Prüfung solcher Pakkungen in einer einzigen Maschine durchzuführen.

Die bisher Üblichen Prüfeinrichtungen für Packungen können nur vorher voneinander getrennte einzelne Packungen prüfen und es war deshalb bisher nötig, die nacheinander hergestellten zusammenhängenden Packungen vor der Prüfung voneinander zu trennen. Auch dieser Nachteil soll erfindungsgemäß vermieden werden und es soll mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich sein, in ein und derselben Maschine nacheinander in Reihe zusammenhängende Packungen herzustellen und gleichzeitig auch zu prüfen.

: ORjGiNAl- INSPECTED

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All diese Hechteile werden gemäß der Erfindung durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach den Ansprüchen vermieden.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verpackungevorrichtung werden aus zwei gesondert zugeführten Flachmaterialbahnen zunächst einzelne Packungen hergestellt, die in einer Reihe zusammenhängen. Sie Fackungen sind zunächst nur teilweise verschlossen und es wird aus ihnen dann durch Evakuierung die Luft abgesaugt und dafür ein Schutzgas wie Stickstoff oder Kohlendioxyd oder eine Mischung von Kohlendioxyd und einem nahrungsmittelverträglichen Nachweisgas wie Octafluorcyclobutan in die Packung eingeführt. Erst anschließend werden diese gasgefüllten Packungen vollständig verschlossen.

Die so vorbereiteten Fackungen werden dann der eigentlichen Prüfstation mit einer Prüfkaaaer und einem darin angeordneten Gasfühler zugeführt. Wenn die Fackung innerhalb der Prüfkammer einem gegenüber dem Gasinnendruck der Packungen unterschiedlichen Außendruck ausgesetzt wird, kann durch diesen Gasfühler sine eventuelle Undichtheit durch Gasauetritt in di« Umgebung festgestellt werden. Der Gasfühler kann z.B. ein Infrarotanalysator vom Lufttyp der Firma Mine Safety Appliance Company (M-S-A LIRA Modell 300) sein, durch welchen noch 200 Teile pro Hillionen eines COo-Gases festgestellt werden können. Wenn als Nachweisgas Octafluorcyclobutan verwendet wird, so kann ein Wasserstoffleckfühler verwendet werden, beispielsweise ein Wasserstoff leckfilhler der Firma General Electric Co. (Katalog Nr. 50-420100 FAFF oder 50-420202ABGF). Die Empfindlichkeit solcher Geräte ist so groß, daß noch Wasserstoffverluste von 0,03 Gramm pro Jahr (.0,001 Unzen pro Jahr) festgestellt werden können. Da Octafluorcyclobutan ein relativ teures Gas ist und derart empfindliche Nachweisvorrichtungen zur Verfugung stehen, genügt es, CO2 als Schutzgas zu verwenden und nur Spuren von Octafluorcyclobutan als Nachweisgas diesem Trägergas zuzusetzen. Ein solches Gasgemisch kann durch einen bekannten /

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Gasmischer beispielsweise der Firma Air Products & Chemical Company hergestellt werden. Der ,Gasfühler umfaßt auch noch Einrichtungen zur Umsetzung des Fühlergebnisses in ein elektrisches Steuersignal, in Abhängigkeit von welchem dann die weitere Markierung der fehlerhaften Packungen oder deren Aussonderung durchgeführt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird bei der Herstellung der Packungen noch ein weiterer Lecktest angewandt und zwar bezüglich der fertigen Packungen, die zwar als fehlerfrei festgestellt wurden, die aber anschließend noch einer weiteren Bearbeitung oder Verpackung vor dem endgültigen Versand unterzogen werden. So kann beispielsweise durch' die übliche Art der Anbringung von Etiketten auf den Packungen durch einen weiteren Heißversiegelungsvorgang eine Beschädigung oder Schwächung der Packung eintreten. Auch eine allzugroße Abnutzung oder ein allzugroßer Abrieb der Packung kann zu Undichtigkeiten führen. Gemäß der Erfindung wird deshalb ein ganzer Karton, in welchem vorher auf Dichtheit geprüfte Packungen zum endgültigen Versand zusammengefaßt wurden, vor dem Verschluß dieses Kartons . einem weiteren Drucktest unterworfenem so nochmals zu prüfen, ob in diesem Karton undichte Packungen vorhanden sind oder nicht.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen naher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine.

Fig.. 2 zeigt in Draufsicht Einzelheiten der hierbei angewandten Prüfvorrichtung.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung der Verzögerungeeinrichtung zwischen Gasfühler und Markiervorrichtung.

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Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Ausbildung der Prüfvorrichtung. /

Fig. 6 bia 10 zeigen anhand von Blockbildern verschiedene Möglichkeiten der Ausführung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens. .

Die nachfolgend näher beschriebene Verpackungsmaschine verwendet Einzelheiten der Maschine nach der US-Patentschrift 3 O61 984. -Es sind jedoch auch andere entsprechende Maschinen möglich, bei denen beispielsweise in der einen Fl'achmaterialbahn keine Schalen auegebildet werden, sondern bei denen die zu verpackenden Gegenstände in einer einzigen Flachmaterialbahn durch entsprechendes Falten derselben zusammenhängend in einer Reihe verpackt werden. Ebenso ist es möglich, die Gegenstände in vorgefertigten Schalen eines Verpackungsmaterials zu verpacken.

Bei der dargestellten Verpackungsmaschine 10 ist auf einer Achse 13 ein Ballen 11 einer nachgiebigen und heißversiegelbaren Flaohmaterialbahn 12 gelagert. Die Bahn 12 wird von dem Ballen 11 in die Maschine über eine angetriebene Abzugseinrichtung 14 mit mehreren Schleifen abgezogen, und zwar schrittweise. Die Bahn 12 läuft unter einer Fmlenkrolle 15 und einer Bahnführung 16 direkt parallel zu und mit der gleichen schrittweisen Geschwindigkeit wie mehrere Packungsformtröge 17· Diese Tröge 17 bilden eine endlose Kette um zwei Führungsrollen 18 und 19. Diese Tröge 17 und die Rollen 18 und I.9 werden durch einen nichtdargeatellten Indexantrieb angetrieben und mit zwiachenliegenden ruhenden Intervallen intermittierend bewegt, um auf diese Weise die verschiedenen Verpaokungsschritte an den einzelnen Stationen längs der Bearbeitungsstrecke ausführen zu können. Die wichtigsten Bearbeitungestationen sind mit a, b . ...r bezeichnet. Ee können auch mehrere Packungen gleichzeitig quer zur Bearbeitungsrichtung der Maschine bearbeitet werden. Obwohl la folgenden stets nur eine einzige Kette von Packungen beschrieben wird und stets nur von der Bildung und Prüfung einer einzigen Pakkung (d.h. von in Längerichtung aneinanderschließenden Packungen) die

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Rede ist, können die in Querrichtung nebeneinanderliegenden Packungen in gleicher Weise bearbeitet und geprüft werden. Die gemeinsame Bewegung der Bahn 12 und der Tröge 17 wird durch eine Vielzahl von Klemmen 20 erreicht, die längs der Bahnränder angeordnet sind und über einen indexgesteuerten Hebelmeohanismus betätigt werden, wenn die Bahn 12 über die Station a hinwegläuft. -

Die festgeklemmte Bahn 12 wird dann schrittweise der nächsten Station b und schließlich der Heizetation ο zugeführt, mittels dessen Heizelement 21 die Temperatur der Bahn 12 erhöht wird, so daß sie für eine Druckverformung in der darauffolgenden Station d geeignet ist. Sie erwärmte Bahn wird dann schrittweise der Station d zugeführt, die neben oder in der Nähe eines Förderers oder einer anderen Beladeeinrichtung 22 vorgesehen ist. Den Stationen d, β und f sind mehrere Strömungsmittelverbindungen 25, 24 und 23 mit entsprechenden Sichtkappen 26, 27 und 28 zugeordnet, die einzeln mit'einer nichtdargestellten Unterdruckquelle und gemeinsam mit einer Betätigungseinrichtung verbunden sind und welche eine aufeinanderfolgende Beaufschlagung der darüberliegenden einzelnen Tröge mit einem Unterdruck ermöglichen. Es hat sich herausgestellt, daß bei der Unterdruckbeaufschlagung eines Troges 17 oberhalb der Leitung 25 und der Dichtung 28 das Bahnmaterial die Tendenz zeigt, in der Zeichnung von links nach rechts zu fließen. Es hat sioh jedoch ferner herausgestellt, daß durch die Einwirkung eines geringeren Unterdruckes über die Leitungen 23 und 24 vor der Einwirkung des Unterdruokes über die Leitung 25 ein solcher Materialfluß beim Ausbilden der einzelnen Verpackungsschalen vermieden wird. Die Materialbähn 12 wird daher nach unten in den Trog 17 gezogen und es werden auf diese Weise mehrere Sohalen zur Aufnähe« der aber den Förderer 22 zugeführten Gegenstände gebildet.

Diese Teilpackung wird dann schrittweise der Station g zugeführt, in welcher mittels eines nach unten absenkbaren Messers 30 der Bahnabschnitt zwischen den quer nebeneinanderliegenden Packungen aufgeschnitten und

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so die Schlitze 30a gebildet werden. Infolge dieser Schlitze wird das Innere der Packungen zu deren Evakuierung und deren anschließenden Gasfüllung bei der Vorrichtung nach der oben erwähnten US-Patentschrift 3 O61 984 von außen zugänglich. Obwohl diese Vorrichtung besonders geeignet ist zur Evakuierung und Gasfüllung der Packungen, kann selbstverständlich jede andere geeignete Vorrichtung dieser Art verwendet werden. So könnte beispielsweise ein geschwächter Abschnitt längs der Naht der Packung vorgesehen sein, welche absichtlich mittels eines von außen aufgebrachten Unterdruckea aufgerissen,wird um das Innere der Packung zugänglich zu machen. Dann kann durch diesen aufgerissenen Abschnitt Gas in das Packungsinnere eingeführt und die Pakkuhg schließlich wieder verschlossen werden.

Die mit den Packungen gefüllten Tröge werden dann in die Station h zur Weiterbearbeitung weiterbewegt. Beim Durchlaufen des Abschnittes zwischen den beiden Stationen g und h wird eine zweite heißversiegelbare nachgiebige Plachmaterialbahn 31 unmittelbar auf und längs der Bewegungsstrecke der Bahn 12 zugeführt. Die Bahn J¹ wird von einem auf einer Welle 33 gelagerten Ballen 32 zugeführt. Diese Bahn durchläuft eine Abzugseinrichtung 34 und eine Umlenkrolle 35· Durch die Umlenkrolle 35 wird die Bahn 31 auf die Oberfläche der Bahn 12 gerichtet und es werden so die in den Trögen 17 liegenden Gegenstände mit dieser zweiten Bahn bedeckt. Oberhalb der Station h ist eine elektromagnetische Betätigungeeinrichtung 36 vorgesehen, mit welcher ein Heißsiegelelement 37 in Kontakt mit der Bahn 31 bewegt werden kann. Das Heißsiegelelement 37 erstreckt sich im wesentlichen jedoch nicht ganz um den Rand jedes Troges und ein Abschnitt nahe den Schlitzen 30a bleibt unversiegelt. Auf diese Weise können die Tröge 17 bzw. die Schalen der Bahn 12 zu einer teilweise geschlossenen Fackung verbunden werden und es verbleibt in jeder Packung eine Öffnung zur späteren Evakuierung und Gasfüllung. Die Betätigungseinrichtung 36 zieht dann das Heizelement 37 wieder zurück und die teilweis· vereohloseenen Packungen werden der Station i zugeführt.

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In dieser Station i wird über eine ,.Betätigungseinrichtung 3ß ein Element 39 gegen die obere Seite der Bahn 31 gedrückt um auf diese Weise die Bahn 31 nach unten zu drücken, so daß der Umfang des darunterliegenden Troges fest gegen die Bahn 31 gedrückt wird und dadurch die Packung von der Umgebung abgedichtet ist mit Ausnahme der durch den Schlitz 30a gebildeten Öffnung. Die Packung wird dann evakuiert, mit einem Schutzgas gefüllt und schließlich mittels des Heißsiegelelementes vollständig verschlossen.

Die Vorrichtung zum Evakuieren und Füllen der Packung mit Gas ist durch die Leitungen 41> 42 und 43 angedeutet, welche durch ein Ventil 44 miteinander verbunden sind*, Die Leitung 41 steht mit einer Unterdruckquelle zum Evakuieren der Packungen in Verbindung. Die Leitung 42 steht mit einer Schutzgasquelle zum Füllen der Packungen in Verbindung. Die Leitung 43 steht mit der Packung selbst und wahlweise mit den Leitungen 41 und 42 in Verbindung. Das Ventil 44 ermöglicht die wahlweise Verbindung zwischen den Leitungen 41» 42 und 43· Einzelheiten der damit* möglichen Evakuierung und Gasfüllung der Packungen sind in der US-Patentschrift 3 061 984 beschrieben.

Wenn eine Packung in der Station i abgedichtet ist, wird sie der Station J zugeführt. Die Packungen sind nach wie vor sowohl in Längsrichtung als auch seitlich bezogen auf die Verpackungsmaschine miteinander verbunden und die Packungen werden von einer Station zur anderen als eine Kette von in Reihe miteinander verbundenen Packungen schrittweise bewegt.

Von der Station j werden die Packungen der Station k und dann der Station 1 zugeführt. Unmittelbar oberhalb der Stationen k und 1 ist eine Betätigungseinrichtung 45 mit einer bewegbaren Haube 46 vorgesehen. Diese Haube 46 besitzt zwei in Längsrichtung hintereinanderliegende Kammern 47 und 48, derenRänder 49» 50 und 5I in abdichtende

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Anlage an der Oberfläche der Bahn 31 verbringbar sind. Die Kammer 47

- ■;■■ besitzt einen Kanal 52, der das Innere mit dem Äußeren verbindet und der die Zuführung eines Unterdruckes ermöglicht. Durch Evakuierung der Kammer 47 wird eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren und Äußeren der Packung erzeugt. Eine solche Druckdifferenz kann den Austritt des Schutzgases aus dem Packungsinneren in die Umgebung der Packung verursachen und ein solcher Gasaustritt wird durch einen Gasfühler 53 oder ein anderes Prüfrohr, das über eine Vakuumpumpe zu einer Gasfühleinrichtung führt, festgestellt werden. Der Gasfühler 53 bzw. die anders geartete Gasfühleinrichtung erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal auf den Leitungen 54 und 55 ⁱⁿ Abhängigkeit von welchem die als defekt festgestellte Packung in der Station 1 entsprechend markiert wird.

Anstelle der beschriebenen Evakuierung der Kammer 47 zur Erzeugung der Druckdifferenz an der Wand der Packung kann auch jede andere geeignete Technik angewandt werden. So könnte beispielsweise eine mechanische Kraft und/oder der Druck einer äußeren Luftdruckquelle oder eines anderen Gases auf die Packung zur Einwirkung gebracht werden um den Austritt des Schutzgases aus der Packung herbeizuführen. Beispiele hierfür sind in den Fig. 4 bis 7 gezeigt. In all diesen Fällen wird jedoch stets der Gasaustritt durch einen Gasanalysator festgestellt und durch diesen wird ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt.

Naoh dem Zurückziehen der Haube 46 durch Betätigen der Einrichtung 45 wird die Packung der Station 1 zur Markierung zugeführt. Die Betätigungseinrichtung wird dann erneut betätigt um die Haube 46 abzusenken, wodurch die nächstfolgende der miteinander verbundenen Packungen geprüft und gleichzeitig «ine als defekt festgestellte Packung markiert werden kann. Zur Anpassung der Laufzeit einer Packung von der Station k zu der Station 1 let ein Zeitverzögerungskreis 46 vorgesehen, durah welchen die Signale auf den Leitungen 54 und 55 um eine vorbeetimmte Zeit, welche im wesentlichen gleich der Laufzeit der Packung ist, ver-

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zögert werden. Die elektromagnetisch betätigte Markiereinrichtung

57 umfaßt eine Spule 58, die über die Leitungen 59 und 60 mit dem Ausgang des Zeitverzögerungskreises 56 verbunden ist. Diese Einrichtung 57 umfaßt ferner ein durch die Haube 46 hindurchragendes bewegbares Teil 61 mit einem Markieretempel 62 oberhalb der die Station 1 einnehmenden Packung. Auf dies® Weie kann eine in der Station k als defekt festgestellte Packung in der Station 1 zur Anzeige einer Lecksteile-entsprechend markiert werden. Es kann ferner noch in Bearbeitungsrichtung hinterher eine in Abhängigkeit von der Prüfvorrichtung gesteuerte Einrichtung zum Auswerfen solcher defekter Packungen vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausfiihrungsbeispiel für den Zeitverzögerungskreis zwischen dem Gasfühler 53 und der Betätigungsspule

58 der elektromagnetisch betätigten Markiereinrichtung 57· Dieser Zeitverzögerungskreis 56 umfaßt einen Verstärker 65 zum Verstärken des durch den Gasfühler erzeugten Signales. Der Verstärker 63 kann einen Impulsverzögerungskreis oder eine Impulsformer- und Impulsdehnerstufe bekannter Art umfassen. Der Ausgang des Verstärkers ist mit einer Relaiskette 64 bis 65 verbunden, durch weiche der Hauptteil der Verzögerungszeit bewirkt wird. Diese Relaiskette kann aus mehreren nacheinander eingeschalteten Relais bestehen oder in Form von bekannten Relaiesählketten oder Reflexzählketten aufgebaut sein, bei denen jedes Relais mehrmals betätigt wird. Die Ansprech- und Abfallcharakteriatik der einzelnen Relais ist durch bekannte Verzögerungaraaßnahmen (Kupfermantelrelais) beeinflußt, ao daß die Relais relativ lange Anzugs- und Abfallzelten besitzen. Die Gesamtanordnung ist so getroffen, daß die gesamte Verzögerungszeit gleich der Laufzeit einer Fackung zwischen den Stationen k und 1 ist.

Bei der Verwendung von Relaisketten, bei denen ein. Relais in Abhängigkeit· von einem vorausgehenden Relais betätigt wird, besteht die Notwendigkeit, daß die Signale zur Betätigung der Relais genügend lange anliegen uaa das Relais auch tatsächlich betätigen zu können,

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so daß auch tatsächlich das Steuersignal für das nächste Relais der Kette erzeugt wird. Gemäß Fig. 5 wird das Relais 64 durch das Ausgangssignal des Verstärkers 63 betätigt und es werden dadurch die Kontakte 64a und 64b geschlossen. Der Kontakt 64a ist ein sogenannter "x"-Kontakt und in Fig. 3 daher auch als Kontakt 64ax bezeichnet, der als erster Kontakt des Kontaktpaketes betätigt wird um die Betätigung des Relais 64 auch dann sicherzustellen, wenn der Verstärker 63 bzw. der Fühler 53 kein genügend langes Signal abgeben. Der Kontakt 64ax schließt einen Stromkreis für das Relais 64 vom Potential V über den Kontakt 65c gegen Erde. Über den Kontakt 64b wird dann Erdpotential dem nächstfolgenden Relais zugeführt, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel für das Relais 65 über den Kontakt 58a'.

In ähnlicher Weise wird das Relais 65 über den im obigen Sinne vorbereiteten Kreis eingeschaltet und auch dessen x-Kontakt 65ax wird zur vollständigen Betätigung dieses Relais eingeschaltet. Der Kontakt 65c wird geöffnet und das Relais 64 kann abfallen. Dieses Relais 64 wird beim Abfall des Relais 65 nicht mehr eingeschaltet, da vom Ausgang des Verstärkers 63 kein Steuersignal mehr anliegt, wenn sich die defekte Packung bereits auf ihrem Weg zur Station 1 befindet. Durch Schließen des Relaiskontaktes 65b wird die Spule 5Ö der elektromagnetischen Markiereinrichtung 57 geerdet. Die Betätigung dieser elektromagnetischen Einrichtung erfolgt jedoch nur kurzzeitig, da die Einrichtung 57 mit einem "y"-Kontakt 58ay versehen ist, der in bekannter Weise als letzter Kontakt des Kontaktpaketes eines Relais betätigt wird. Der Markierstempel 62 der elektromagnetischen Markiereinrichtung 57 kann auf diese Weise kurzzeitig zur Wirkung kommen um eine defekte Packung zu markieren, welche inzwischen in der Station 1 zur Ruhe gelangt ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung ist nicht die einzige geeignete zur Erzeugung der Zeitverzögerung. Der Verstärker 63 könnte_# ebensogut durch eine Schaltung ersetzt werden, welch· mit Trigger-

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impulsen arbeitet und auch die Relais 64 bis 65 könnten durch mehrere Multivibratorschaltungen ersetzt werden", beispielsweise durch monostabile Multivibratoren. Auch ein kleiner Motor, der mit dar gleichen Geschwindigkeit wie die Indexgeschwindigkeit der Paketbewegung von einer Station zur anderen umlauft₍könnte vorgesehen werden, welchem die Signale des Relais zugeführt werden und welcher diese Signale speichert und das Steuersignal für die Wicklung 58 abgibt, wobei in diesem Fall die elektromagnetische Markiereinrichtung 57 die Abgabe des verzögerten Betätigungssignales an den Motor bewirkt. Auch viele andere bekannte Verzögerungseinrichtungen können anstelle der Schaltung nach Fig. verwendet werden.

Zwischen den Stationen 1 und m erstreckt sich quer zur Verpackungsmaschine ein Messer 66, das über ein Teil 67 mit einer Betätigungseinrichtung 68 verbunden ist. Während die Packungen in Ruhelage in den Stationen 1 und m sind, wird die vorderste Packung von der zusammenhängenden Packungskette abgetrennt und zwar mittels der Betätigungeeinrichtung 68 durch Zurückziehen des Teiles 67 und des Messers 66. Die Packungen werden daraufhin durch mehrere weitere Stationen bewegt, in welchen jedoch keine weiteren Bearbeitungen erfolgen. Erst wenn die Packungen die Station r erreichen werden durch Betätigen des Hebelmechanismus 6.9 die Klemmen 20 gelöst und zwar in ähnlicher Weise wie beim Festklemmen der Klemmen 20 durch die Einrichtung 70 nach dem Durchlaufen der Bahn 12 unter der Umlenkrolle 15.

In der Station r wird die Saugeinrichtung 71 kurzzeitig eingeschaltet um die Packungen aus den Trögen 17 herauszuziehen und sie auf das Förderband 72 zu überführen. Bis zu diesem Zeitpunkt sind di· Packungen nur durch das quer zur Maschine sich erstreckend· Messer voneinander getrennt worden um die einzelnen Packungen in Längsrichtung der Maschine voneinander zu trennen, Wie oben erwähnt können

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jedoch auch mehrere Packungen quer zur Maschine zusammenhängen, wie dies für zwei Packungen in den Fig. 2, 4 und 5 dargestellt ist. Dies setzt einen weiteren Trennvorgang voraus. Für solche Fälle können zwei Meeserräder 73 und 74 vorgesehen sein um das Flachmaterial zwischen den quer zusammenhängenden Packungen' aufzutrennen oder zu perforieren. Defekte und markierte Packungen können dann optisch festgestellt und zur erneuten Verpackung abgezweigt werden.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Packungen erst dann voneinander getrennt, nachdem sie einzeln, jedoch noch miteinander verbunden, auf Leckverluste geprüft wurden. Ee kann jedoch auch eine andere Technik für die Trennung der Packungen angewandt werden. So können beispielsweise die quer und seitlich miteinander verbundenen Packungsreihen getrennt werden, bevor die einzelnen Packungen einer Reihe dem LeckprUfer zugeführt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Packungen sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung der Maschine vollständig voneinander zu trennen um auf diese Weise vollständig voneinander getrennte Packungen zu erhalten, die dann der Leckprüfkammer zugeführt werden. Jede dieser Alternativlösungen setzt jedoch eine Änderung oder eine zusätzliche Ausgestaltung der Schneideinrichtungen 66, und 74 voraus.

Die eigentliche Prüfstation kann ebenfalls auf verschiedene Art und Weise realisiert werden. In dem Ausführungsbeiepiel nach den Fig. 4 und 5 ist beispielsweise dargestellt, wie der Testdruck über ein· Betätigungseinrichtung 80 aufgebracht werden kann, durch weiche über einen Kolben 81 ein Druckkopf 82 betätigbar ist. Dieser Druckkopf 82 ist haubenartig geformt und bildet eine Kammer 83, in welcher mehrere Packungen 84 bis 87 zur Prüfung auf Leckverluste aufgenommen werden können. Der Druckkopf 82 besitzt nach unten gerichtete Dichtkanten 88, durch welch· der Umfang des Bahnstreifens (der Bahnstreifen

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kann tatsächlich breiter als zwei Einheiten sein) umfaßt und so dieser Bahnstreifen vollständig abgedichtet werden kann." Damit kann ein Druck oder ein Vakuum auf den ganzen Streifen aufgebracht werden. Ein nachgiebiges poröses Druckkissen 89 ist an der oberen Wand der Kammer 83 angebracht, durch welches über einen mechanischen Kontakt mit der Packung ein Druck auf diese ausgeübt und damit das Schutzgas über eine Leckstelle oder einen Riß in der Packung nach außen gedruckt werden kann. Mit einer solchen Anordnung kann sowohl die Oberseite einer Packung als auch deren innerhalb des zugehörigen Troges abgelegte Unterseite genau auf Leckverluste geprüft werden.

In manchen Fällen kann auch der mechanische Druck zur Leckprüfung ausreichen und in diesem Fall sind äußere Druckquellen nicht erforderlich.

In den Fig. 4 und 5 sind die zugehörigen Markiereinrichtungen für defekte Packungen nicht dargestellt. Selbstverständlich sind auch in diesem Fall entsprechende Markiereinrichtungen oder falls wünschenswert auch entsprechende Einrichtungen zum Ableiten defekter Packungen in Laufrichtung nach der Prüfatation vorgesehen.

In den Fig.6 bie 8 sind die verschiedenen Möglichkeiten für die Ausführung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens dargestellt. Gemäß Fig. 6 ist die Haube 91 über eine Leitung 92 mit einem Fühler 93 verbunden. Die Leitung 92 könnt· auch durch einen Gasfühler der oben beschriebenen Art ersetzt werden. Nach Fig. 7 ist eine Gas- oder Luftdruokquell· Θ5 über eine Leitung 94 mit der Haube 91 verbunden und die Haube steht ferner wieder über «ine Leitung 92 mit einer Fühleinrichtung 93 in Verbindung. Nach Fig. 8 steht die Haube 91 mit der Fühleinrichtung 93 über eine Unterdruokquelle 97 sowie die Leitungen 96 und 98 in Verbindung.

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Die gemäß der Erfindung geprüften und als fehlerfrei festgestellten Packungen werden meist anschließend noch weiteren Bearbeitungsvorgängen oder Verpackungsvorgängen unterworfen, bevor sie versandt werden. Während einer derartigen weiteren Bearbeitung oder Verpackung können die Nähte der Packungen versehentlich geschwächt oder sogar beschädigt werden, wodurch die Wirksamkeit des vorausgehenden Prüfverfahrens wieder zunichte wird. Wird beispielsweise bei der üblichen Etikettierung der Packungen durch Anwendung eines Heißveraiegelungsverfahrens die Packung bis zu einem gewissen Grad verbrannt oder geschmolzen, so wird die Packung zumindest geschwächt und sie kann daraufhin leicht aufbrechen. Auch eine allzugroße Abnutzung oder ein allzugroßer Abrieb des Packungsmaterials kann eine solche Packung undicht machen. Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit, wie mit Sicherheit festgestellt werden kann, daß die zum Versand kommenden Packungen tatsächlich vollständig dicht sind. In der Station 99 werden alle oben näher beschriebenen Verfahreneschritte zum Abdichten und Prüfen der Packungen durchgeführt. Die so vorbereiteten und vorgeprüften Packungen werden dann in der Station 100 einer weiteren anderen Behandlung oder Bearbeitung unterzogen einschließlich einer eventuellen Etikettierung und einem eventuellen Transport dieser Packungen an eine weitere Station 101, in welcher sie teilweise in einem größeren Sammelbehälter verpackt werden. Der Inhalt dieses Behälters wird dann in der Station102 einer ähnlichen Druckprüfung unterzogen,!wie sie oben näher dargelegt ist. In diesem Fall werden jedoch sämtlich· Packungen des Behälters vor dessem endgültigen Verschluß in der Station 103 gemeinsam einer Prüfung unterzogen. Wird bei dieser Prüfung ein Leckverlust festgestellt, so wird dieser ganze Behälter zur einzelnen Überprüfung der darin vorhandenen Packungen abgezweigt.

Fig. 10 zeigt das Gasdiagramm und den Strömungsverlaufbei einem Verfahren gemäß der Erfindung. Nach den Fig. 1 und 10 werden die Packungen in der Station 107 (Station i) evakuiert und dann in der Station 108 (Station i) mit dem Schutzgas gefüllt, bevor sie in der Station 109

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(Station k) auf Leckverluste geprüft werden. Die Schutzgasatmosphäre kann jedoch auch aus mehr als einer Gaskomponente bestehen, um sowohl einen Schutz des Packungsinhaltes als auch die Prüfung des Entweichene dieser Schutzgasatmosphäre zu ermöglichen. So kann beispielsweise ein Nachweisgas (Tracergas) wie Octafluoroyclobutan * in einem Trägergas wie/CO« verwendet werden. Die Gase werden in der Station 1'06 gemischt und die Gasmischung wird zum Füllen der Packungen der Station-1ΌΘ zugeführt. Wenn als Nachweisgas Octafluorcyclobutan verwendet wird und wenn sehr empfindliche Einrichtungen zum Feststellen dieses Nachweisgases verwendet werden, ist es von Vorteil, eine Entlüftungseinrichtung in Form einer T-Kupplung in der Verbindung zwischen der Fühleinrichtung und der Strömungsmittelleitung vorzusehen, so daß der Eingang der Fühleinrichtung nach jeder Betätigung der Druckeinrichtung gereinigt werden kann.

Patentansprüche

Claims

PATENTANTFALT 8OOO MÜNCHEN 9

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t e η t a η β ρ r ii c h e

1. Verfahren zum Prüfen von in einer Reihe zusammenhängenden .Packungen auf Dichtheit hei deren aufeinanderfolgenden Bewegung längs einer Bearbeitungsstrecke, dadurch gekennzeichnet, dafl an einer ersten Station der Strecke jede der miteinander verbundenen Packungen mit einer bestimmten Gasatmosphäre gefüllt und dann verschlossen wird und beim Erreichen einer zweiten Station der Strecke das Austreten dieser Gasatmosphäre in die Umgebung bei einem auf jede Packung wirkenden und gegenüber dee Innendruck unterschiedlichen Außendruck festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß beim Feststellen eines Gasaustrittes aus einer Packung ein Signal erzeugt wird, in Abhängigkeit von welchem in einer darauffolgenden dritten Station länge der Bearbeitungsstrecke eine fehlerhafte Packung markiert oder auegesondert wird.

5- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das beia Feetetellen eines Gasauetrittes erzeugte Signal üb eine Zeit verzögert wird, dl· etwa gleich der Laufzeit einer Packung von der zweiten Station zur dritten Station ist.

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4· Verfahren nach Anspruch T bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckbeaufschlagung der Packungen durch die Einwirkung einer die Packungen zusammendrückenden mechanischen Kraft erfolgt.

5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch ge k e nn ζ eic hn et , daß die Druckbeaufschlagung der Packungen durch einen auf das Packungsäußere wirkenden Gasdruck erfolgt.

6- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung der Packungen durch einen auf daβ Packungeäußere wirkenden Unterdruck erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Mischung eines Schutzgases mit einem Nachweiagas als Gasatmosphäre.

Θ. Verfahren nach Anspruch 7»gekennzeichnet durch die Verwendung von Kohlendioxyd als Schutzgas.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, g e k e η η zeichnet durch die Verwendung von Octafluorcyclobutan als Nachweiegas.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch g e k β η η ζ ei c h η et , daß zum Prüfen von in mehreren parallelen Reihen zusammenhängenden Paokungen die Längereihen und/oder Querreihen vor dee Feststellen dee Oasauetrittes voneinander getrennt werden.

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11. Verfahren zum Verpacken von Gegenständen und anschließendem Prüfen der Verpackungen nach dem Verfahren einer der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß in einer längs der Bearbeitungsstrecke bewegten ersten Flachmaterialbahn nacheinander Schalen ausgebildet und darin die Gegenständen abgelegt werden und dann eine zweite Flachmaterialbahn parallel zur ersten zugeführt und beide Bahnen bis auf einen Teilabschnitt am Rand jeder Schale miteinander verbunden werden und die so teilweise verschlossenen in einer Reihe zusammenhängenden Packungen anschließend evakuiert und dann gemäß de® Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 geprüft werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Packungen voneinander getrennt werden.

13· Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Tränsportvorrichtung (17 bis 19) zum Transport der zusammenhängenden Packungsreihe längs der Bearbsitungsstrecke sowie eine unter Druck setzbare Prüfkammer (47) zum aufeinanderfolgenden Aufnehaen der einzelnen Packungen mit einem darin angeordneten Gasfühler (53)·

14· Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et , daß der Gaefühler (53) mit einer in Bewegungerichtung der Transportvorrichtung nach der Prüfkammer angeordneten MärkiervOrriohtung (57) verbunden ist und zwischen Gaefühler und Markiervorrichtung eine Zeitverzögerungseinrichtung (56) angeordnet ist. ;-t~. .--^::*«i.&-;:.rv .:■>.: ^: ". -" ^- -.^: ;..'■....'

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15· Vorrichtung nach Anspruch I4, dadurch g e k β η η ζ ei c h η e t , daß die Markiervorrichtung eine der Prüfkammer (47) nachgeordnete Markierkammer (48) und einen darin angeordneten bewegbaren Markierstempel (62) umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder I5, g e k e η η zeichnet durch eine elektromagnetisch betatigbare Markiervorrichtung (57)·

17* Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 16, g e k e η η zeichnet durch eine der Markiervorrichtung nachgeordnete Vorrichtung (66) zum Trennen der zusammenhängenden Packungen. .

18. Vorrichtung nach Anspruch 1"3 bis 171 dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfkammer (47) durch eine oberhalb der Transportvorrichtung (1.7 bis 19) angeordnete und auf die längs dieser Transportvorrichtung bewegten Packungen gasdicht aufsetzbare Haube (46) gebildet ist.

19· Vorrichtung nach Anspruch 18, d a d u r c h g e -

kennzeichnet, daß die Haube (46) durch eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung(45) auf- und abbewegbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19t dad u r c h g e k β η η zeichnet , daß das Innere der Haube (46) über eine Leitung (52) ait einer Äußeren Druck- oder ünterdruckquelle verbunden ist.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 19» dadurch gekennzeichn e t , daß die Prüfkammer (47) eine Vorrichtung (80) zum mechanischen Zusammendrücken der einzelnen Packungen umfaßt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, d a d u r σ h ge -k e η η ζ 6 i c h η e t_ } daß die Vorrichtung zum Zusammendrücken der Packungen ein auf diese Packungen aufdrückbares gasporöses nachgiebiges Druckkissen (89) umfaßt. ·

23» Vorrichtung nach Anspruch 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfühler mit einer nachgeordneten Einrichtung zum Absondern von undichten Packungen zusammenwirkt.

24· Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens nach Anspruch 11 oder 12 gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (l 1 bis 15)aüm Zuführen einer ersten Flachmaterialbahn (12), eine Vorrichtung (Stationen a, b und c) zum Ausformen von Schalen für die zu verpackenden Gegenstände in dieser Bahn (12), eine Vorrichtung (31 bis 35) zum Zuführen einer zur ersten Bahn parallelen zweiten Flachmaterialbahn (50t eine Vorrichtung (Station h) zua teilweisen Verbinden der beiden Flachmaterialbahnen (12, 31) längs d#s Schalenrandes, eine darauffolgende Vorrichtung. (Station i) 'zum evakuieren der teilweise verschlossenen Packungen und zua Einführen eines Schutzgases in das Innere dieser teilweise verschlossenen Packungen, eine weitere Vorrichtung (40) zua vollständigen Verschließen dieser gasgefüllten Packungen sowie eine naehgeordnete Vorrichtung zua Prüfen dieser Packungen auf Dichtheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche I3 bis 23.

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