DE1955313B1

DE1955313B1 - Verfahren zur Herstellung von Unterdruck in einem ein Fuellgut enthaltenden Behaelter und Behaelter zu dessen Durchfuehrung

Info

Publication number: DE1955313B1
Application number: DE19691955313D
Authority: DE
Inventors: Ivo Hauser
Original assignee: Ursina AG
Current assignee: Ursina AG
Priority date: 1969-11-04
Filing date: 1969-11-04
Publication date: 1971-05-06
Also published as: NL158136B; BE758450A; GB1287503A; NL7015708A; DE1955313C2; CH511149A; FR2068950A5; AT311261B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- weisende Behälter aus relativ steifem Material be-

lung von Unterdruck in einem luftdicht geschlosse- nutzt, die erfindungsgemäß derart gestaltet sind, daß

nen, ein Füllgut enthaltenden Behälter, sowie einen die Wölbung in das Behälterinnere hineinragt und

Behälter zur Durchführung des Verfahrens. durch plastische Verformung in ihrem Krümmungs-

Derartige Behälter, die als Portionspackungen in 5 radius vergrößerbar ist. Insbesondere können der Begroßen Mengen im Handel sind, weisen zwar ver- hälterboden und/oder der Deckel aus einem plastisch schiedene konstruktive Merkmale auf, wie Einreiß- verformbaren Material bestehen. Der Behälter kann kerbe, optimale Lappenbreite, Aufreißrichtung, aber auch als tiefgezogene Hartfoliendose ausgebil-Lackdicke, Lacksorte usw., die ihre Handhabung er- det sein.

leichtern. Ein wesentlicher Mangel wird aber darin io Mit der Erfindung werden eine Reihe von Vortei-

erblickt, daß vielfach beim Öffnen der Behälter das len erzielt, die gegenüber dem Bekannten einen er-

Füllgut teilweise ausspritzt. heblichen technischen Fortschritt begründen.

Um ein Spritzen beim Öffnen zu vermeiden, soll Als Wichtigstes wird in den das Füllgut enthaltenzweckmäßig im Behälter ein Unterdruck herrschen. den Behältern zuverlässig ein ständig gleichbleiben-Bekannte Verfahren zur Herstellung eines Unter- 15 der Unterdruck hergestellt. Beim späteren Öffnen der druckes in einem Behälter, die beispielsweise auf dem Portionspackung wird der Unterdruck durch Ansauthermodynamischen Prinzip des Heißabfüllens oder gen von atmosphärischer Luft egalisiert, d. h. es tritt der Dampfinjektion in den Leerraum der Packung Luft in den Behälter hinein, und ein Austreten des beruhen, erbringen nicht den gewünschten Erfolg Füllgutes wird somit verhindert. Dabei ist bedeutsam, oder sie sind für Massenware zu aufwendig. Wird 20 daß es sich bei den Portionspackungen vielfach um ein mechanisches Prinzip zur Herstellung des Unter- Massenprodukte handelt, so daß die einfache erfindruckes benutzt, indem beispielsweise die offenen, dungsgemäße Kontrolle des fertigen Behälters wichdas Füllgut enthaltenden Behälter in eine evakuier- tig und weniger aufwendig und zuverlässiger ist, als bare Kammer eingesetzt werden, dann muß diese eine gründliche Prüfung des Behältermaterials und Kammer im Innern Vorrichtungen zum Schließen der 25 des Verschließvorganges. Weiterhin erlaubt das geBehälter enthalten, die von außen zu betätigen sind. nannte Verfahren eine Erzeugung des Unterdruckes Mit einem tragbaren maschinellen Aufwand ist daher mit sehr kleinen Leervolumen in den Behältern, was auch auf diesem Wege der gewünschte Unterdruck in manchen Fällen von besonderer Bedeutung sein nicht zu erzielen. kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 30 Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich des-Verfahren anzugeben, nach dem auf möglichst ein- halb besonders vorteilhaft zur massenweisen Herstelfache Weise ein Unterdruck in dem Behälter herstell- lung von mit einem Gut gefüllten und luftdicht verbar ist, zu dem Zweck, beim Öffnen des Behälters ein schlossenen Behältern, weil mehrere bei atmosphäri-Herausspritzen des Inhaltes zu vermeiden. schem Druck abgefüllte und abgeschlossene Behälter

Diese Aufgabe wird mit Behältern aus relativ stei- 35 in eine zu evakuierende Kammer hineingelegt werden

fern, jedoch mindestens teilweise ohne Bruch blei- können, so daß während der Evakuierung der Kam-

bend verformbarem Material erfindungsgemäß da- mer der Unterdruck in sämtlichen eingelegten Behäl-

durch gelöst, daß der Behälter luftdicht verschlossen tern gleichzeitig entsteht. Da die zu evakuierenden

wird und danach mindestens auf einen Teil des Be- Kammern keine besondere Verschließeinrichtung für

hälters derart eingewirkt wird, daß das innere VoIu- 40 die Behälter enthalten, kann ihr Innenraum eine ent-

men des Behälters dauerhaft vergrößert wird. sprechend hohe Anzahl von Behältern aufnehmen.

Um auf möglichst wirkungsvolle und einfache Selbstverständlich ist auch ein Mehrkammersystem Weise den erforderlichen Unterdruck in den Behäl- zur Verwirklichung des Verfahrens verwendbar, was tern zu erzielen, empfiehlt die Erfindung bevorzugt eine kontinuierliche Arbeitsweise zuläßt. Ein solches in der Umgebung des geschlossenen, das Füllgut ent- 45 Verfahren bringt eine weitere Zeit- und Kostenhaltenden Behälters Unterdruck zu erzeugen und da- ersparnis mit sich.

durch mindestens einen Teil des Behälters plastisch Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausfüh-

zu deformieren. Als plastisch zu deformierender Be- rungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläu-

hälterteil wird zweckmäßig der Behälterboden und/ tert. In der Zeichnung zeigt
oder der Behälterdeckel vorgesehen. 50 Fig. IA einen Schnitt durch einen mit einem

Um nach der Erfindung Füllgut enthaltende Behäl- flüssigen Gut abgefüllten Behälter,
ter herzustellen, deren Unterdruck ständig und zu- Fig. IB einen Schnitt durch den in Fig. 1A dar-

verlässig erhalten bleibt, so daß beim Öffnen ein Her- gestellten Behälter, der mit einem Deckel versehen

ausspritzen des Inhaltes mit Sicherheit vermieden ist,

wird, oder, mit anderen Worten, um undichte Behäl- 55 F i g. 1C einen Schnitt durch den Behälter nach

ter erkennen und ausscheiden zu können, empfiehlt F i g. 1B, der in einer geschlossenen Kammer ange-

die Erfindung weiterhin, das Verfahren wie folgt zu ordnet ist und dessen Boden durch den in dieser

gestalten. Die Geschwindigkeit der Erzeugung des Kammer herrschenden Unterdruck verformt wurde. Unterdruckes und die Unterdruckhaltezeit und/oder Der Behälter 1 besteht aus einer Dose, die einen

die Geschwindigkeit der Aufhebung des Unterdruckes 60 ins Innere konkav hineinragenden Boden 3 aufweist,

in der Umgebung des Behälters wird zweckmäßig Das jeweilige Bodenprofil ist weitgehend von der

derart gewählt, daß bei Verfahrensende, wenn die Dosengröße und der Art des Dosenmaterials abhän-

Behälter dem Vakuumraum entnommen werden, un- gig. Das obere Ende der Dose ist mit einem Flansch 4

dichte Behälter sich in ihrer Form von dichten Be- versehen,
hältern unterscheiden. 65 Zunächst wird das zu verpackende Gut 2 in den

Für die Durchführung des Verfahrens nach der Behälter 1 eingefüllt und dieser alsdann mit einem

Erfindung werden bevorzugt luftdicht verschließbare, Deckel 5, zweckmäßigerweise bei atmosphärischem

mindestens eine gewölbte, verformbare Fläche auf- Druck, luftdicht verschlossen. Wie aus den F i g. 1A

und IB ersichtlich ist, weist der Flüssigkeitsspiegel nach dem Einfüllen des Gutes in dem Behälter (Fig. IA), sowie nach dessen Abschließen (Fig. IB) immer dieselbe Höhe Zi₁ über dem niedrigsten Punkt P des Bodens 3 des Behälters 1 auf. Durch das Abschließen der Dose mit dem Deckel 5 wird oberhalb des Spiegels des Füllgutes ein bestimmtes Volumen V₁ definiert, in welchem atmosphärischer Druck herrscht. Dieses Volumen kann, falls erwünscht, sehr gering sein. Nachdem der Behälter 1 oder Vorzugsweise mehrere Behälter in der geschlossenen Kammer 6 untergebracht sind, wird die Kammer 6 evakuiert. Während der Evakuierung wird der Druck im Innern des Behälters 1 relativ zu dem Druck in der Behälterumgebung stetig größer, was ein zunehmendes Durchbiegen des konkaven Bodens nach außen bei zunehmendem Krümmungsradius dieses Behälterteiles zur Folge hat. Sobald dieses Verformen des Bodens so groß ist, daß die Grenze der plastischen Deformation des verwendeten Materials überschritten wird, bleibt der Boden auch nach Aufhebung des

»äußeren Unterdruckes in der mit 3' in F i g. 1C bezeichneten Lage.

Das Durchbiegen des Bodens aus dem Behälterinneren in Richtung nach außen und selbstverständ- lieh auch eine Umformung des Bodenprofils im Umfangsgebiet des Behälterbodens hat auch zur Folge, daß der Abstand zwischen dem Spiegel des Füllgutes 2 und dem neuen niedrigsten Punkt P' des Behälterbodens vermindert wird. Dieser Abstand ist in Fig. IC mit Zi₂ bezeichnet.

Durch die geschilderten Maßnahmen wird eine Zunahme des Behältervolumens erreicht, die durch Schraffierung in der Fig. IC gezeigt ist. Diese Vergrößerung des Leervolumens oberhalb des Spiegels des Füllgutes, die in F i g. 1C im übertriebenen Maßstab dargestellt und mit V₂ bezeichnet ist, verursacht zwangläufig eine Drucksenkung im Behälterinnern. Eine solche Senkung des Druckes im Behälter entspricht im Ergebnis dem bekannten Teil-Evakuieren dieses Volumens vor dem Verschließen des Behälters.

. Das Füllgut kann selbstverständlich in verschie-

f denen Aggregatzuständen vorliegen. Es kann flüssig oder pulvrig sein, aber beispielsweise auch aus Mischungen von mehr oder weniger festen mit mehr oder weniger flüssigen Bestandteilen bestehen.

Es versteht sich, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die verschiedenen Einflußgrößen aufeinander abgestimmt werden müssen. So sind z. B. die Eigenschaften des Behältermaterials zusammen mit dem Volumen V₁ und dem erwünschten Leervolumen F₂ zu berücksichtigen, wobei die Größe des Leervolumens V₉ wiederum mit der Größe des im Behälter gewünschten Unterdruckes direkt zusammenhängt. In Abhängigkeit dieser Größen ist dann der äußere in der Kammer 6 herrschende Unterdruck zu wählen. Da die Zusammenhänge zwischen diesen Größen rein mathematischer Natur sind und nicht zum Erfindungsgegenstand gehören, werden diese hier nicht im Einzelnen dargelegt. Grundsätzlich ist festzustellen, daß die Größe des erreichbaren Unterdruckes in dem Behälter primär nur von dessen Verformungsgrad abhängt. Letzterem ist sowohl eine untere wie auch eine obere Grenze gesetzt. Eine minimale Verformung ist dadurch gegeben, daß das Material soweit plastisch verformt werden muß, damit es nach Entlastung nicht wieder in die Ausgangslage zurückgeht. Die obere Grenze wird durch die Verformbarkeit des Behältermaterials festgelegt unter Berücksichtigung der zu gewährleistenden Behälterdichtigkeit, der Oberflächenqualität, usw. Der Verformungsgrad ist andererseits abhängig vom Betrag des angewandten äußeren Unterdruckes. Bei dichten Behältern sind die Zeitspannen, während deren das äußere Vakuum erzeugt, aufrechterhalten und wieder aufgehoben wird, von untergeordneter Bedeutung. Bei undichten Behältern dagegen, die beispielsweise infolge vorhandener oder beim Verformen auftretender Porigkeit des Behältermaterials oder wegen eines nicht einwandfreien Verschließens des Behälters eine Leckstelle aufweisen, findet ein Ausgleich zwischen dem Innen- und dem Außendruck statt, wenn die Zeitdauer des Evakuierens und die Zeitspanne für die Vakuumaufhebung in der Kammer 6 entsprechend gewählt werden. Bei einer angepaßten langen Evakuierung und/oder einer angepaßt schnellen Vakuumaufhebung tritt an undichten Behältern die angestrebte bleibende plastische Deformation unter Vergrößerung des Behältervolumens nicht ein; es kann sogar eine Verringerung des Behältervolumens auftreten.

Nicht oder nicht ausreichend deformierte Behälter können mithin auf einfache Weise durch Augenschein oder meßtechnisch festgestellt und aussortiert werden. Hierin wird ein wesentlicher weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung erblickt, der bei den geschilderten bekannten Verfahren nicht gegeben ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Unterdruck in einem luftdicht geschlossenen, ein Füllgut enthaltenden Behälter aus relativ steifem, jedoch mindestens teilweise ohne Bruch bleibend verformbarem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) luftdicht verschlossen wird und danach mindestens auf einen Teil des Behälters derart eingewirkt wird, daß das innere Volumen des Behälters dauerhaft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Behälters durch Erzeugung eines Unterdruckes in dessen Umgebung plastisch deformiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) und/oder der Deckel (5) plastisch verformt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Erzeugung des Unterdruckes und die Unterdruckhaltezeit und/oder die Geschwindigkeit der Aufhebung des Unterdruckes in der Umgebung des Behälters derart gewählt wird, daß anschließend die Form undichter Behälter sich von der Form dichter Behälter unterscheidet.

5. Luftdicht verschließbarer Behälter aus relativ steifem Material, der mindestens eine gewölbte, in ihrer Wölbung verformbare Fläche aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich-

net, daß die Wölbung in das Behälterinnere hineinragt und durch plastische Verformung in ihrem Krümmungsradius vergrößerbar ist.

6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden (3) und/ oder der Behälterdeckel (5) aus einem plastisch verformbaren Material bestehen.

7. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als tiefgezogene Hartfoliendose ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen