DE2404038C2 - Vorrichtung zum Vakuumverpacken eines Produkts in einem flexiblen Behälter - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß die Unterdruckkammer (2, 3) durch eine Wand (11, 12) in zwei Bereiche (4, 5) getrennt ist, von denen der erste Bereich (4) das Produkt (8) und den das Produkt (8) umschließenden Bereich des flexiblen Behälters (9), und der zweite Bereich (5) den Öffnungsbereich (9£pdes Behälters (9) u...gibt, der sich in den zweiten Bereich (5) öffnet;

— daß die Wand (11,17) einen Durchbruch (12A) zur Aufnahme des Halses (9,-; des Behälters (9) zwischen dessen Öffnungsbereich (9B) und dem das Produkt (8) umschließenden Bereich aufweist; und

— daß die erste Rohrleitung (6) in den ersten Bereich (4) und die zweite Rohrleitung (7) mit einem Abstand von der öffnung (9B) in den zweiten Bereich (5) mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die sicherstellt, daß nach dem unabhängigen Evakuieren der beiden Bereiche (4, 5) zuerst der erste Bereich (4) wieder mit Umgebungsdruck beaufschlagt wird, bevor der Behälter (9) verschlossen und dann auch der zweite Bereich (5) wieder mit Umgebungsdruck beaufschlagt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (4) größer als der zweite Bereich (5) ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vakuumverpacken gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Vorrichtung (DE-OS 21 61 608) weist eine Vakuumkammer, in die der mit dem zu verpackenden Gut gefüllte Beutel eingebracht wird, sowie ein Fxtraktionsrohr zum Absaugen der Luft aus dem Beulelinneren auf. Zum Evakuieren des Beutels wird der Beutelhals von Hand in der Vakuumkammer ausgerichtet und über das Extraktionsrohr geklemmt, damit unabhängig vom Unterdruck in der Kammer Unterdruck an den Beutel gelegt werden kann.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß das Ausrichten und das Festklemmen des Beutelhalses sorgfältig von Hand ausgeführt werden müssen, damit sich der Beutelhals vakuumdicht an das Extraktionsrohr anlegen kann. Zunächst wird nach dem Einbringen des Beutels nur Unterdruck in der Vakuumkammer erzeugt, um den Beutel aufzublähen. Dabei bläht sich der Beutelhals ebenfalls auf. Damit er nicht vom Extraktionsrehr abrutscht, muß er relativ lang sein, was einen unnötigen ίο Material verlust bedeutet Beim Evakuieren des Beutels bleibt der Durchmesser des Extraktionsrohrs konstant, wodurch das Verschließen des Beutels erschwert wird und dieser dabei leicht vom Rohr abrutschen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Vakuumpacken eines Produkts in einem flexiblen Behälter bzw. Beutel zu schaffen, in die der mit dem zu verpackenden Produkt gefüllte Beutel problemlos eingebracht werden kann und bei der trotz des Aufblähens des Beutels vor dem Evakuieren seines Inneren ein gesondertes Festklemmen des Beutelhalses unnötig ist

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 mit Hilfe der im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs genannten Merkmale gelöst.

Mit der Erfindung wird daher eine Vorrichtung mit einer in zwei Bereiche unterteilten Unterdruckkammer geschaffen, bei der der gefüllte und damit unhandliche Beutel leicht in den ersten Bereich einbringbar und der Beutelhals so auf einen Durchbruch in einer Trennwand zwischen den Bereichen ausrichtbar ist, daß die öffnung des Beutels frei im zweiten Bereich der Vakuumkammer liegt. Beim Schließen der Vorrichtung wird der Beutelhals von der Trennwand luftdicht von außen umschlossen, so daß er problemlos verschließbar ist und relativ kurz sein kann.

Vorzugsweise sind die beiden Bereiche nach dem getrennten Evakuieren auch getrennt voneinander zu belüften. Dadurch werden Lufteinschlüsse in der fertigen Verpackung vermieden.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, den ersten Bereich größer als den zweiten Bereich auszulegen, damit die gesamte Vorrichtung kompakt bleibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert:
F i g. 1 zeigt im Schnitt eine Vorrichtung, bei der die Unterdruckkammer geschlossen ist;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit geöffneter Unterdruckkammer;

F i g. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil des unteren Bereiches der Unterdruckkammer mit einer zu evakuierenden Verpackung;

Kig.4 zeigt in einem Teilschnitt die Greifarme der bevorzugten Verschließeinrichtung der Vorrichtung;

F i g. 5 zeigt in einem Teilschnitt eine Klammer, die an den von den Armen gemäß F i g. 4 zusammengefaßten Beutelhals angesetzt ist;

Fig. 6 zeigt die Klammer aus Fig. 5 nach dem Zusammendrücken durch den Klammeramboß;

F i g. 7 zeigt in einem Teilschnitt die Basis der Unterbn druckkammer, wobei das Klammermagazin und das Klammerdruck- und Antriebsrad erkennbar sind;

I"ig.8 /cigt eine Ansicht des Antriebs- und Zeitgebcrradcs aus F i g. 7.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1 mit eib5 ncr Doppel-Uiiterdruckkammer wurde eine Seitenwand weggelassen, so daß die Innenanordnung erkennbar ist. F i g. 2 zeigt, daß die Vorrichtung mit einer angelenkten Abdeckung 3 versehen ist, die in F i g. 2 geöffnet

dargestellt ist. Die Abdeckung 3 ist an einem Basisteil 2 angelenkt, das durch eine untere Trennwand 12 unterteilt wird, welche mit einer oberen Trennwand 11 zusammenwirkt, um die Vorrichtung 1 in zwei Bereiche 4 und 5 zu unterteilen. Der erste Bereich wird im folgenden als erste Kammer 4 und der zweite Bereich als zweite Kammer 5 bezeichnet Die erste und größere Kammer 4 ist die Produktkammer, in die der das Produkt 8 enthaltene Teil eines Beutels oder Behälters 9 eingebracht und auf einen Produktförderer 14 gelegt wird. Die öffnung 9B des Behälters 9 bzw. der Beutelhals 9Λ erstreckt sich in die zweite, kleinere Kammer 5, die zum Evakuieren des Behälters 9 oder Beutels dient Die zweite Kammer 5 wird über eine zweite Rohrleitung, im folgenden zweite Unterdrucköffnung 7 genannt, und die erste Kammer 4 übet· eine erste Rohrleitung, im folgenden zweite Unterdrucköffnung 6 genannt, evakuiert

F i g. 3 zeigt die Erstreckung des Halses 9A des Beutels 9 von der ersten Kammer 4 in die zweite Kammer 5 deutlicher. Die Bedienungsperson nimmt den mit einem Produkt 8 gefüllten Beutel 9 auf, legt ihn auf den Produktförderer 14 und führt den Beutelhals 9A nach unten durch eine Beutelhalsführung 13, so daß sich der Beutelhals 9Λ über die Wand 18/4 und 18ß einer unteren Greifannführung 18, über ein Kolbengehäuse 21 eines Schneidgehäuses 22 und über eine Aussparung 12Λ in der Wand erstreckt und die öffnung 9ß des Beutels 9 sich in der zweiten Kammer 5 unmittelbar oberhalb der zweiten Unterdrucköffnung 7 befindet Die Aussparung 12,4 in der unteren Wand 12 bildet die untere Hälfte einer öffnung in der Wand, die die Kammer 4 und 5 voneinander trennt, und diese öffnung und diese Wand werden gebildet, wenn die Abdeckung 3 in die Stellung gemäß F i g. 1 bewegt wird, so daß eine entsprechende Aussparung in der oberen Wand 11 die obere Hälfte der Öffnung in der unterteilenden Wand bildet.

Ist die Kammer geschlossen, so beginnt die Evakuierung der ersten Kammer'4 durch die erste Unterdrucköffnung 6. Hierzu kann irgendeine bekannte Absaugpumpe benutzt werden, die an die erste Unterdrucköffnung 6 angeschlossen wird. Durch Anlegen des Unterdrucks erfolgt eine sehr schnelle Evakuierung, etwa in der Größenordnung von 2 bis 3 Sekunden, bis auf einen Druck von etwa 68 cm Hg. Die weitere Druckabsenkung erfordert eine wesentlich längere Zeitspanne. Der Beutelhals 9/4 füllt die öffnung zwischen den Kammern 4 und 5 ausreichend aus, so daß nur sehr wenig Luft während dieses Evakuiervorganges von der zweiten Kammer 5 in die erste Kammer 4 gelangt. Während dieses ersten Schrittes bläht s'ch der Beutel 9 infolge der Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Beutels 9 und der ersten Kammer 4 auf, wie dies durch gestrichelte Linien 10 in Fig. 1 angedeutet ist. Dieses Aufblähen erfolgt auch im Bereich des Beutelhalses 9A und der aufgeblähte Beutelhals 9A bewirkt eine weitere Abdichtung der öffnung zwischen den Kammern 4 und 5. Während der Beutel 9 in die Form 10 aufgebläht wird, wird die Evakuierung der zweiten Kammer 5 begonnen, und zwar üblicherweise etwa ^xh Sekunde nach dem Beginn des Aufblähens in der ersten Kammer 4. Im wesentlichen infolge ihrer geringeren Abmessung erfolgt die Evakuierung der zweiten Kammer 5 schneller als die der ersten Kammer 4, so daß ein geringerer Unterdruckwert als in der Kammer 4 entsteht, wodurch der aufgeblähte Beutel 10 wit-e'er zusammenfällt und sich an das Produkt 8 anlegt. In der zweiten Kammer 5 wird in Abhängigkeit von der Zeitspanne, während der ein Ansaugen über die zweite Unterdrucköffnung 7 erfolgt, ein Unterdruck von 71 cm Hg oder weniger erreicht Wenn der Unterdruck in der zweiten Kammer 5 unter den Unterdruck in der ersten Kammer 4 absinkt und der Beutel 9 auf das Produkt 8 zusammenzufallen beginnt, wird durch Unterbrechung des Pumpvorgangs an der ersten Unterdrucköffnung 6 und durch Verbindung der ersten Kammer 3 mit der umgebenden Luft über ein nicht dargestelltes Ventil der Umgebungsdruck in der ersten Kammer 4 wiederhergestellt. Diese plötzliche Erhöhung der Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Beutels 9 läßt diesen sehr schnell zusammenfallen und preßt alle noch vorhandene Luft heraus. Unmittelbar danach wird der Beutel 9 mit einer Klammer 37 verschlossen, wie dies später beschrieben wird.

Ist der Beutel 9 verklammert und verschlossen, so wird das überschüssige Material des Beutelhalses BA abgetrennt, und die Abdeckung 3 wird geöffnet Der Produktförderer 14 beginnt zu laufen \r?\ transportiert den verschlossenen Beutel 9 zu einem Auyjangsförderer 16, während die Bedienungsperson den nächsten gefüllten Beutel 9 in die Vorrichtung 1 einbringt, um den Vorgang zu wiederholen.

Wenn, ν .ie vorstehend beschrieben, der Beutel 9 sich nach außen in die Form 10 bläht, wird die Beutelwand vom Produkt 8 getrennt, und alle Spalten oder Hohlräume im Produkt 8 stehen mit dem Raum in Verbindung, der dann zwischen dem Produkt 8 und der aufgeblähten Beutelwand 10 vorhanden ist. Wenn somit die Evakuierung der zweiten Kammer 5 beginnt, ist eine durchgehende Verbindung vorhanden, so daß ein wesentlicher Bereich der Oberfläche des Produktes 8 direkt unter den Einfluß des Unterdruckes gelangt der an die zweite Kammer 5 angelegt wird.

Eine bevorzugte Einrichtung zum Verschließen und Abdichten einer Verpackung bzw. eines Beutels ist in den F i g. 3 und 7 dargestellt F i g. 4 zeigt einen 'i eilschnitt entlang der Linie 4-4 aus F i g. 3. Hierbei handelt es sich um eine Ansicht zwischen die beiden Wände 18/4 und laß der unteren Greifarmführung 18 und die Wände 17/4 und 17ß der oberen Greifarmführung 17. ίη Fig.4 ist der Beutelhals 9/4 teilweise zusammengedrückt zwischen der Beutelhalsführung 13 und den Wänden 17/4 und 18Λ dargestellt. Die Greifarme 25 bewegen sich nach innen aufeinander zu um den Beutelhals 9/4 weiter in die Form gemäß F i g. 5 zusammenzupressen. Haben sich die Greifarme 25 weiter zusammenbewegt, so daß der Beutelhals 9/4 auf einem kleineren Raum zusammengedruckt ist, preßt ein Kolben 24 eine Klammer 37 um den zusammengefaßten Beutelhals 9a und gegen den Amboß büv. das Gegenlager 19. Eine weiure Bewegung des Kolbens 24 drückt die Klammer 37 in das Gegenlager 19 und biegt sie in die in Fig.6 gezeigte Form fest um den Beutelhals 9/4 herum, so daß dieser dichtend verschlossen wird. Nach Beendigung des Verschließvorganges wird ein Schneidarm 26 mit einem geriffelten Schneidblatt 27 nach oben bewegt, um das überschnüssige Beutelmaterial abzutrennen, das sieh über die Klammer 37 hinaus erstreckt. Die Klammer 37 wird aus einem Klammervorrat 33 in Kiammermagazin 32 (F i g. 7) entnommen. Die Klammern 37 werden im Magazin 32 durch eine Klammerfeder 34 nach vorn gedrückt und unmittelbar unterhalb des Kolbengehäuses 21 dem Kolben 24 zugeführt. Der Kolben 24 ist mit einem Kolbenkurbelarm 29 über eine Schwenkverbindung 30 verbunden. Der Kurbelarm 29 wird von einem Zeitgeberrad 28 angetrieben, mit dem er über ei-

nen Kurbelzapfen 35 in Verbindung steht.

Der Schneidarm 26 wird durch das Schneidgehäuse 22 hindurch nach oben bewegt, um das überschüssige Material des Beutelhalses 9/4 abzutrennen. Der Antrieb für den Schneidarm 26 ist nicht dargestellt, doch kann es sich dabei um einen pneumatisch betriebenen Zylinder oder ein elektrisch angetriebenes Solenoid handeln, die beide als Antriebsmittel bekannt sind.

Eine andere Möglichkeit zum Verschließen einer Verpackung oder eines Beutels 9 nach dem Evakuieren besteht darin, die in F i g. 3 gezeigte Beutelhalsführung 13 zu entfernen und die Aussparung 12Λ zu verbreiten, so daß sie der Breite des flach gelegten Beutelhalses 9/4 entspricht. Die Klammerbefestigungseinrichtung kann in diesem Fall entfernt und das Schneidblatt 27 durch eine Siegelstange ersetzt werden, die die gleiche Breite wie die Aussparung 12/4 hat. Diese Siegelstange kann durch elektrische Widerstandsheizung beheizt werden, und ein Druckgegenlager kann die Schneidlührung 38 gemäß Fig.6 ersetzen, so daß bei der Aufwärtsbewegung des Schneidarms 26 nach dem Evakuieren des Beutels 9 die erwärmte Siegelstange den flachgelegten Beutelhals 9/4 berührt und ihn gegen das Gegendruckelement preßt. Die Siegelstange verbleibt dann so lange in der den Beutelhals 9/4 gegen das Gegendruckelement pressenden Stellung, bis der Beutelhals gesiegelt ist. Selbstverständlich muß bei diesem Verfahren ein Beutelmaterial verwendet werden, daß sich unter Einfluß von Wärme schweißen läßt, wozu thermoplastische Materialien wie Polyäthylen, Äthylenvinylacetatcopolymere, Saran u. ä. mit entsprechenden Beschichtungen und Oberflächenbehandlung geeignet sind.

F i g. 8 zeigt eine Vorderansicht des als Kolbenantrieb dienenden Zeitgeberrades 28, das von einem Zahnrad 36 angetrieben wird, welches wiederum von einem nicht dargestellten, üblichen Elektromotor getrieben ist. Der Kurbelzapfen 35 ist mit dem Koibenkurbeiarm 29 verbunden, und der Kurbelzapfen 35 befindet sich zu Beginn jedes Zyklus im unteren Totpunkt des Zeitgeberrades 28. Die durch /, bezeichnete Zeit ist die Zeitspanne vom Beginn der Berührung der Klammer 37 mit dem Gegenlager bis zum Ende des Eingriffes, wenn der Kolben 24 zurückgezogen wird. Auf die Welle 31 (F i g. 7). an der das Zeitgeberrad 28 befestigt ist, können Zeitgebernocken aufgesetzt werden, die zur Steuerung verschiedener Arbeitsschritte dienen, beispielsweise dem Verbinden der Klammer 4 und 5 mit der umgebenden Luft, wenn der Klammer- und Abtrennvorgang beendet ist

In Zusammenhang mit den Fig.! bis 8 wird nunmehr ein halbautomatischer Betrieb der vorstehenden Vorrichtung 1 beschrieben. Die dabei erwähnten Ventile, Nocken, Zeitgeber, Saugpumpen, Druckmesser usw. sind in den Zeichnungen nicht dargestellt. Es handelt sich hierbei um konventionelle Bauelemente, deren Gebrauch dem Fachmann der Verpackungsindustrie bekannt ist. Der Verpackungszyklus beginnt damit, daß die Bedienungsperson einen gefüllten Beutel 9 von Hand in die erste Kammer 4 einbringt und den Beutelhals 9/4 in die zweite Kammer 5 führt. Die Bedienungsperson schließt denn die Kammer 4 und 5 mit der Abdeckung 3, und dieser Schließvorgang betätigt einen Mikroschalter zum Anlassen eines Zeitgebers und zum öffnen des Ventils für die erste Unterdrucköffnung 6, so daß die Saugpumpe die erste Kammer 4 evakuieren kann. Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, der je nach Größe der ersten Kammer 4 und Leistung der Saugpumpe vorzugsweise etwa 'h oder V_s Sekunde nach dem Beginn des Evakuierens der ersten Kammer 4 liegt, wird die Evakuierung der zweiten Kammer 5 durch öffnung des Ventils, das die zweite Unterdrucköffnung 7 mit der Saugpumpe verbindet, begonnen. Während dieser Zeit hat sich der Beutel 9 in die Form 10 aufgebläht. Wenn der Druck in der ersten Kammer 4 einem voreingestellten Wert erreicht hat, vorzugsweise etwa 66 cm oder 68,6 cm Hg, unterbricht ein Druckmesser das Absaugen aus der ersten Kammer 4 und liefert gleichzeitig über eine Zeitverzögerung ein Signal an den Elektromotor für den Antrieb des Zahnrades 36. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Zeitgeberrad 28 in der in Fig.8 gezeigten Stellung mit dem Kurbelzapfen 35 im unteren Totpunkt. Das zeitgebende Signal kann auf irgendeine Spanne voreingestellt werden und beträgt vorzugsweise etwa 1,5 Sekunden, d. h. das Zeitgeberrad 28 beginnt eine vollständige Umdrehung am Ende der voreingestellten Zeitspanne. Zeitgebernocken sind auf der Welle 3i des Zeitgeberrades 28 angeordnet, und bei Drehung des Zeitgeberrades 28 im Gegenuhrzeigersinn (F i g. 8) betätigt einer der Nocken ein Ventil, das die erste Kammer 4 vor Erreichen der Zeitspanne fi mit der umgebenden Luft verbindet. Diese Belüftung der ersten Kammer 4 läßt den Beutel 9 zusammenfallen bzw. auf das Produkt aufschlagen, da sich der innenraum des Beutels 9 auf dem Druck der zweiten Kammer 5 befindet, die jetzt einen Druckwert unterhalb von 71 cm Hg erreicht hat. Dieses schlagartige Zusammenfallen des Beutels 9 preßt unmittelbar vor Beginn des Zusammenfaß- und Klammerzyklus bei t\ die gesamte restliche Luft aus dem Beutel 9 heraus. Während der Zeitspanne t\ wird der Beutelhals 9/4 zusammengefaßt, und der Kolben 24 treibt eine Klammer 37 in die Stellung um den zusammengefaßten Beutelhals 9/4, so daß dieser dichtend verschlossen wird.

Nach dem Zurückziehen des Kolbens 24 und dem Abtrennen des Beutelhalses 9Λ am Ende der Zeitspanne ii, unierbricht ein zweiter Nocken das Absaugen aus der zweiten Kamer 5 und verbindet diese mit der umgebenden Luft. Die Abdeckung 3 kann jetzt angehoben werden, und während die Bedienungsperson den nächsten gefüllten Beutel 9 ergreift, bewegt der Produktförderer 14 die fertige Verpackung zum Ausgangsförderer 16.

Eine besonders erwünschte Verpackung ergibt sich mit dem beschriebenen Verfahren dann, wenn das Fleisch oder das Geflügel in einem wärmeschrumpfbaren, im wesentlichen gasundurchlässigen, thermoplastischen Beutel 9 verpackt wird. Nach dem Einsiegeln dieses zu verpackenden Gutes in den Beutel 9 und dem Abtransport der Verpackung aus der Vorrichtung 1 kann die Verpackung entweder ein Heißwasserb?-ioder einen Heißlufttunnel durchlaufen, um zu schrumpfen und so das Beutelmaterial fester um das Produkt 8 herumzulegen. Die enge Umschließung des geschrumpften Materials schützt das verpackte Gut gegen kleine Undichtigkeiten, da das Verpackungsmaterial fest gegen das verpackte Gut gedruckt wird, so daß selbst beim Vorhandensein eines kleinen Loches oder Schnittes dieses im wesentlichen durch den umgebenden Bereich des verpackten Gutes abgedichtet wird, wodurch keine Lufi in die Verpackung eindringen kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vakuumverpacken eines Produkts (8) in einem flexiblen Behälter (9), etwa einem flexiblen Beutel oder Sack

— mit einer Unterdruckkammer (2, 3) zum Umschließen des Öffnungsbereichs (9B) sowie des das Produkt (8) umschließenden Bereichs des Behäiters(9),

— mit einer in die Unterdruckkammer (2,3) mündenden ersten Rohrleitung (6) zum Evakuieren des den Behälter (9) umgebenden Bereiches,

— mit einer in die Unterdruckkammer {2,3) mündenden zweiten Rohrleitung (7), die zum gesonderten Evakuieren des Inneren des flexiblen Behälters (9) über dessen öffnung (ßB) dient, sowie mit einer Aufnahme für den Offnungsbereich (9B) de?. Behälters (9) und mit einer Verschließeinrichtung,