DE2408504C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Vakuumverpackung - Google Patents

Description

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dungsgemäß ins Auge gefaßten hohen Fassungsvermögen (von 100 kg oder mehr) vermittels eines Saugnapfs anzuheben und dieser Sack nicht in der beschriebenen Weise unter Vakuum befüllt worden ist, würde die Sackwandung unweigerlich reißen, da jeder Saugnapf oder Saugheber in diesem Falle an einigen Stellen sehr hohe Zugbeanspruchskräfte auf das Sackmaterial ausüben würde, denen diesss aufgrund seiner verhältnismäßig geringen Stärke nicht widerstehen kann. Vermittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen und durch drei Merkmale in Kombination gekennzeichneten Verfallrens wird dagegen aufgrund der einwandfreien Anlage der Sackwandung gegen den praktisch nicht verformbaren, aus dem unter Vakuum in der beschriebenen Weise in hoher Verdichtung gebildeten Füllgutblock die Saugwirkung der Saugvorrichtung über das Füllgut gleichmäßig zur Einwirkung auf die gesamte Sackwandung gebracht, indem die an der Sackwandung angreifenden Kräfte über das im Sackinneren befindliche Füllgut übertragen werden und Zug- und Reißbearispruchungen auf Werte begrenzt sind, welche das Sackmaterial ohne weiteres aufnehmen kanr-

Wenn das Füllgut vor seinem Einfüllen in die Säcke, d. h. vor Durchführung des Befüllvorgangs unter Vakuumbedingungen, nicht entgast und stattdessen versucht werden würde, die Entgasung des Füllguts nach Befüllen des Sacks und vor dem Verschließen desselben auszuführen, wäre es nicht möglich, eine ausreichend wirksame Entgasung herbeizuführen, da insbesondere bei dem ins Auge gefaßten pulvrigen Material die in den Zwischenräumen zwischen den Füllgutteilchen eingeschlossene Luft teilweise überhaupt nicht oder nur teilweise abgezogen werden könnte. In jedem Falle macht eine nachträgliche Entgasung von Füllgut in einem bereits völlig befüllten Sack einen unvertretbar hohen Zeit- und Energieaufwand erforderlich, ganz zu schweigen davon, daß sich in keinem Falle eine vollständige Entgasung auf diese Weise herbeiführen läßt und in jedem Falle im Sack kein so hoher Unterdruck herrscht und damit ue Sackwände nicht so stark gegen das Füllgut beaufschlagt sind, welches seinerseits gleichzeitig weniger homogen ist, so daß demzufolge Verformungen des Sacks mit dem in diesem befindlichen Füllgut nicht auszuschließen sind. Damit stellen sich wiederum die Nachteile und Bruch- oder Reißgefahren ein, auf welche iiii vorangegangenen Absatz im Hinblick auf die Vakuumbefüllung hingewiesen worden ist

Wenn der Sack während des Befüllvorgangs nicht geschüttelt wird, erreichen die Füllgutteilchen nicht den größtmöglichen Verdichtungsgrad, der jedoch zur Lösung der gestellten Aufgabe wie dargelegt unbedingt erforderlich ist Ein Schütteln des Sacks während des Befüllvorgangs ist wesentlich wirkungsvoller als ein Schütteln eines bereits mit Füllgut befüllten Sacks, da das Füllgut fortlaufend verdichtet und damit eine hohe und wirksame Verdichtung der gesamten Füllgutmenge gewährleistet wird. Wenn ein Sack oder Behälter nach seiner bereits erfolgten Befüllung geschüttelt oder gerüttelt wird, beschränkt sich die dabei erfolgende Verdichtung des Füllguts erfahrungsgemäß nur auf bestimmte Bereiche des Füllguts.

Die erwünschte maximale Verdichtung ohne Luft' einschluß würde gleichfalls auch nicht erreicht oder u.U. beeinträchtigt, wenn nicht unter fortwährender Beibehaltung dos Vakuums die Versiegelung des gerade befüllten und geschüttelten Sacks mit dem entgaster Füllgut erfolgte.
Vorteilhafterweise kann der Sack vor dem Füllvor-

40 gang durch Aufblasen auf sein maximales Innenvolumen zur Anlage gegen die starren, ebenen Wände gebracht werden, so daß der Sack während des Befüilvorgangss sein maximales Volumen aufweist

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden im nachfolgenden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 ist eine schaubildliche Ansicht der gesamten

Vorrichtung.

F i g. 2 zeigt die gegenseitige Zuordnung von Drucklufteinblasrohr und Greifbacken am Sackhais.

F i g. 3 und 4 zeigen jeweils im seitlichen Aufriß bzw. in Draufsicht die Greifbacken mit ihren zugeordneten Stellvorrichtungen.

Fig.5 ist ein Axialhalbschniri des Teleskoprohr-Mundstücks am Drucklufteinblasrohr, der verstellbaren Haken und der entsprechenden Stellvorrichtungen.

Fig.6 ist ein Axialschnitt durch die Wiegekammer für Verpackungsgut

Fig.7 ist ein Querschnitt dur.ii eine der beiden Schweißbacken.

Fig.8 veranschaulicht schematisch die Sackhalswände während des Schweißvorgangs, in einem Schnitt durch die beiden Schweißbackea

Als Verpackungsbehälter eignen sich Beutel oder Säcke. Die hier schematisch dargestellten Säcke 2 sind zusammenlegbar und lassen sich daher im Leerzustand dichtgepackt auf kleinem Rauminhalt aufbewahren und transportieren. Die Säcke 2 weisen nach Befüllung vorzugsweise wenigstens eine ebene Seitenfläche auf, welche das Ansetzen eines Saugnapfes gestattet Um die Handhabung eines Sacks auch durch andere Vorrichtungen als durch Saugnäpfe zu erleichtern, kann eine Seitenfläche mit einem mittig angeordneten Hohlring versehen sein. Die Handhabung eines gefüllten Sacks vermittels eines derartigen Hohlrings ist deswegen ohne weiteres möglich, weil der durch das im Sackinneren erzeugte Vakuum ausgeübte Differentialdruck eine Saugwirkung auf die Sackwände bewirkt Die den Ring umgebende Sackwandung wirkt dabei auf das Verpakkungsgut wie ein Saugnapf, vorausgesetzt, daß die Sackwandung nicht verformt ist Zu diesem Zweck erhält der Ringumfang gegenüber der Sackwaidung eine Überdicke.

Zum Zwecke der Befüllung weisen die Säcke 2 an ihrem oberen Ende einen zylindrischen Sackhals 3 mit senkrechter Achse auf, welcher durch pyramidenförmige Seitenflächen mit den Sackwandungen verbunden ist

Die Zufuhr von Säcken 2 zur Vorrichtung oder Maschine erfolgt vermittels eines Beschickungsband<rs 1, indem die Säcke vermittels Klammern S an einem endlosen Seil 4 aufgehängt sind. Die Säcke 2 sind in der Nähe des oberen Randes 6 des Sackhalses 3 en den Klammern5 befestigt (siehe Fig. 1). In der Nähe der Vorrichtung werden die Säcke einzeln von Hand vom Beschickungsband 1 abgenommen und aufgeblasen, damit sie ihr maximales Innenvolumen erreichen und Falten und Kniffstellen beseitigt werden, welche an der Sackoberfläche vorhanden sein können und die spätere Handhabung vermittels eines Saugnapfs beeinträchtigen könnten.

Der Sackhals 3 wird von Hand über das untere Ende eines senkrechtet. DrucHufteinblasrohrs 7 aufgeschoben, welches an seinem oberen Ende mit einem Lüfter 9 versehen ist, durch den Luft in den Sack eingeblasen wird. Sobald sich der Sackhals 3 und das untere Ende 8

in der richtigen gegenseitigen Zuordnung befinden, wird ein (nicht dargestellter) Mikroschalter betätigt, wodurch eine um das untere Ende 8 des Lufteinblasrohrs 7 herum angeordnete Dichtung 10 aufgeblasen wird (siehe F i g. 2). Die in F i g. 2 im entspannten Zustand dargestellte Dichtung 10 legt sich dabei gegen die Sackhalsinnenwandung an und hält dadurch den Sack 2 auf dem Lufteinblasrohr 7 fest

Vermittels dieses Drucklufteinblasrohrs 7 werden sämtliche Säcke 2 außerdem in die Vorrichtung eingesetzt Zu diesem Zweck ist das Lufteinblasrohr 7 auf zueinander parallelen Führungsstangen 11 und 12 gleitend verschiebbar geführt und außerdem teleskopisch verstellbar, wodurch der Sack in die Vorrichtung abgesenkt werden kann.

Die Vorrichtung weist zwei in gleicher Weise ausgebildete Abfüllkammern 13 und 14 auf, die jeweils von einer Entgasungs- und Wiegekammer 15 bzw. 16 für

Wiegekammern 15, 16 sind jeweils durch einen senkrechten Abgabeschacht 18 bzw. 19 mit der zugeordneten Abfüllkammer 13 bzw. 14 verbundea Die beiden Abfüllkammern 13 und 14 sind gemeinsam in einem zylindrischen Gehäuse 17 mit waagerecht liegender Zylinderachse angeordnet durch eine quer liegende, hermetisch abdichtende Trennwand voneinander getrennt und außerdem durch eine Rohrleitung 56 miteinander verbunden, in welcher sich ein Ventil 57 befindet Aufgabe und Zweck von Rohrleitung 56 und Ventil 57 sind weiter unten beschriebea Die beiden Enden des zylindrischen Gehäuses 17 sind jeweils vermittels einer senkrecht angeordneten, kreisscheibenförmigen Verschlußplatte 20 bzw. 21 hermetisch verschließbar, die vermittels Kugelgleithülsen auf waagerechten Stahlstangenfuhrungen 22, 23 bzw. 24, 25 verschiebbar geführt und vermittels Stellzylindern wie z. B. 26 verstellbar sind.

Wie aus den F i g. 1 und 4 ersichtlich, weisen beide Verschlußplatten wie z. B. die Verschlußplatte 20 jeweils einen aufrecht stehenden Korb 27 auf, dessen Innenabmessungen den Außenabmessungen des würfelförmigen Sackabschnitts entsprechen, der jedoch keine obere Abdeckung aufweist um bei geöffneter Verschlußplatte 20 das Einführen eines Sacks vermittels des teleskopisch verstellbaren Lufteinblasrohrs 7 von oben her senkrecht nach unten in den Korb 27 zu gestatten. Der Korb 27 hat die Aufgabe, die Sackwände bei Befüllung abzustützen und dadurch die Ausbildung von Falten zu vermeiden, welche die spätere Handhabung des gefüllten Sacks vermittels einer Saugvorrichtung beeinträchtigen würden. Am Boden des Korbes 27 befindet sich ein RütteltLch 92, der zum Verdichten des im Sack befindlichen Füllguts während des Verpackungsvorgangs dient

Entsprechend, einer bevorzugten Ausführungsform der Vakuumverpackungsvorrichtung ist der Korb 27 außerdem beispielsweise an einer Seitenfläche 32 offen, und gestattet an dieser das Ergreifen und Herausnehmen eines gefüllten und versiegelten Sacks vermittels einer in senkrechter Richtung ausgebildeten Saugvorrichtung wie z. B. einem Saugnapf 28. Wenn sich die Verschlußplatte 20 in der Verschlußstellung befindet, verschließt eine im Inneren der Abfüllkammer 13 vermittels eines (nicht dargestellten) waagerechten Stellzylinders verstellbare senkrechte Platte 29 diese offene Seitenfläche 32, wodurch gewährleistet ist daß der Sack 2 an seinem ganzen Umfang gehalten ist

In den Fig.3 und 4 ist eine Verschlußplatte20 zusammen mit der zum Halten des Sackhalses dienenden Vorrichtung bei Befüllung dargestellt Diese Vorrichtung ist aus dem Grunde erforderlich, daß bei Befüllung das Teleskoprohr 7 vor Verstellung der Verschlußplatte 20 in die Schließstellung nach Drucklosmachung der Dichtung 10 aus dem Sackhais 3 herausgezogen werden muß. Die Haltevorrichtung weist zwei Greifbakken 30 und 31 auf, welche in der Schließstellung einen waagerechten Kreisring bilden, der den oberen Rand 6 des Sackhalses 3 umgreift Beide Greifbacken weisen jeweils eine nach unten weisende Rippe 34 auf, in welche wie aus F Ϊ g. 2 ersichtlich der Sackhals 3 eingreift Eine innerhalb der Rippe 34 angeordnete aufblähbare Dichtung 35 legt sich gegen die Außenseite des Sackhalses 3 an und drückt diesen fest gegen die auf der Sackhalsinnenseite befindliche Rippenseitenwand 36 an. Beide, zusammen den waagerechten Kreisring bildende Greifbacken 30 und 31 sind jeweils an einem schräg verlaufenden Schwenkarm 37 bzw. 38 befestigt Die Schwenk-

linderwelle 39 bzw. 40 verschwenkbar gelagert, die fest mit einem verstellbaren waagerechten Querträger 45 verbunden ist, welcher parallel zur Hauptebene der Verschlußplatte 20 ausgerichtet ist Jeweils ein um eine senkrechte Welle 46 bzw. 47 an dem Querträger 45 verschwenkbarer Stellzylinder 41 bzw. 42 ist jeweils mit einer Nockenscheibe 43 bzw. 44 verbunden, welche ihrerseits fest mit einem Schwenkarm gekoppelt ist Vermittels de Stellzylinder 41, 42 lassen sich somithin die Schwenkarme 37, 38 zwischen einer Eingriffsstellung, in welcher sie den Sackhals umgreifen, und einer Außereingriffsstellung verstellen. Diese beiden Stellungen sind in gestrichelten Linien schemaüsch bei 30a und 31a angedeutet Fest mit dem Querträger 45 verbundene Anschläge48 und 49 (Fig.4) begrenzen die Ver-Schwenkbewegungen der Nockenscheibe 43 bzw. 44 und gestatten eine Präzisionseinstellung der Greifbakken beim Umgreifen des Sackhalses.

Um die Rippe des Kreisrings in oder außer Eingriff zu bringen, ist der die Schwenkarme lagernde Querträger 45 vermittels eines senkrechten Stellzylinders 50 in senkrechter Richtung verstellbar. Der Stellzylinder 50 ist einerseits an der Unterseite des verstellbaren Querträgers 45, und andererseits an einem fest mit der Verschlußplatte 20 verbundenen zweiten Querträger 51 angelenkt Die Führung des verstellbaren Querträgers 45 bei seiner senkrechten Verstellung erfolgt vermittels der senkrechten Zylinderwellen 39, 40, welche unterhalb des Querträgers 45 verlängert und in senkrechten Zylinderbohrungen des feststehenden Trägers 51 gleitend verschiebbar geführt sind.

Wenn die Verschlußplatte 20 geschlossen ist befindet sich ein Sack 2, der an seinen Seitenwänden durch die Seitenwände des Korbes 27 und durch die Platte 29 gehalten, und an seinem Sackhals 3 durch die Greifbakken 30,31 gehalten ist, in der Befüllungsstellung, in welcher sich die Sackhalsöffnung unmittelbar unterhalb des Abgabeschachts 18 für Verpackungsgut befindet

Wie Fig.5 zeigt, ist auf den unteren Abschnitt des Abgabeschachts 18 ein Teleskoprohr 33 aufgesetzt, das koaxial zu dem Abgabeschacht 18 und auf diesem in senkrechter Richtung gleitend verschiebbar geführt ist Das Teleskoprohr 33 wird vor Befüllung des Sacks in senkrechter Richtung von oben her in den Sackhals 3 eingeführt und vermeidet praktisch ganz das Verschütten von Verpackungsgut während der Befüllung des Sacks. Die senkrechte Verstellung des Teleskoprohrs 33 wird durch zwei diametral gegenüberliegend angeordnete, synchron gesteuerte Stellzylinder 52 betätigt,

welche zwischen einem feststehenden Maschinengestell S3 und einem fest mit dem Teleskoprohr 33 verbundenen Kreisring 54 angeordnet sind. Der Kreisring 54 wird bei Senkrechter Verstellbewegung durch senkrechte, zylindrische Stäbe 55 gleitend verschiebbar geführt

Wie bereits oben erwähnt, verbindet der Abgabeschaüi'.il8 die Verpackungskammer 13 mit der Entgasungs- und Wiegekammer 15. Die beiden Kammern lassen sich durch einen hermetisch Verschließbaren Schieber 63 voneinander trennen, der entsprechend F i g. 6 im Abgabeschacht 18 angeordnet ist Die Entgasungsund Wiegekammer 15, welche in gleicher Weise wie die entsprechende Kammer 16 ausgebildet ist, ist teilweise durch eine kegelstumpfförmige Trichterwandung 58 begrenzt, und oberhalb derselben schließt sich ein senkrechter Zylinder 59 an, der an seiner Oberseite durch einen Deckel 60 abgedeckt ist

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mündender Kanal 64 verbindet beide Entgasungs- und Wiegekammern 15, 16 mit einer Vakuum- oder Unterdruckquelle 93, wobei in dem Kanal 64 angeordnete Ventile 65 und 66 die Unterbrechung zu einer der beiden Kammern 13 oder 14 gestatten, wenn nur die eine Seite der Vorrichtung benutzt werden soll.

In den oberen Deckel 60 mündet das untere Ende eines Ablaufs 61, durch den das zu entgasende und abzupackende Füllgut zugeführt wird. Zwischen Ablauf 61 und Kammer 15 kann ein zur Trennung derselben dienender, hermetisch verschließbarer Schieber 62 vorgesehen sein. In der Praxis ist empfehlenswert, den Ablauf 61 stets gefüllt zu halten, um beim öffnen des Schiebers 62 und dem Einführen des Füllguts in die Kammer 15 die gleichzeitige Einführung einer größeren Luftmenge zu verhindern. Im Inneren der Kammer 15 wird das durch den Schieber 62 hindurch zugeführte Füllgut in einem aufrecht stehenden Aufgabetrichter 67 aufgefangen, der an seinem unteren Ende einen zum Abgabeschacht 18 koaxialen, zylindrischen und vermittels einer Klappe 69 verschließbaren Schacht 68 aufweist

Der Aufgabetrichter 67 ist auf einer in den Zeichnungen nicht dargestellten, an sich bekannten Wiegevorrichtung befestigt, welche in F i g. 1 lediglich durch eine Skalenscheibe 70 angedeutet ist Die entsprechende Skalenscheibe 71 deutet die Wiegevorrichtung für die Entgasungs- und Wiegekammer 16 an. Vermittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist möglich, die zur Abfüllung in einem Sack bestimmte Abfüllgutmenge zunächst in die Entgasungs- und Wiegekammer 15 einzuführen, und dann nach öffnen von Klappe 69 und Schieber 63 aus dieser Kammer 15 in die Abfüllkammer 13 einzuführen. Die einzelnen Vorgänge werden weiter unten in Verbindung mit der Arbeitsweise der gesamten Vorrichtung näher erläutert

Nach Befüllung wird der Sack in Querrichtung in Höhe des Sackhalses 3 vermittels einer innerhalb der Abfüllkammer 13 befindlichen Vorrichtung unter Vakuum versiegelt Dazu muß zunächst der ursprünglich eine zylindrische Formgebung aufweisende Sackhals 3 in eine abgeflachte Form mit zwei aneinander anliegenden Seitenwänden gebracht werden. Dazu dienen zwei Haken 72, die in bezug auf den Sackhals 3 einander diametral gegenüberliegend angeordnet und senkrecht in einer Ebene verstellbar sind, die bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Ebene der Stellzylinder des am Abgabeschacht 18 angeordneten Teleskoprohrs 13 verläuft

Die beiden Haken 72, welche sich in der Ruhestellung in gleicher Höhe mit dem unteren Ende des Teleskoprohrs 33 befinden, werden durch zwei Stellzylinder 73 gleichzeitig mit diesem abgesenkt Die beiden Stellzylinder 73 sind jeweils zwischen dem feststehenden Maschinengestell 53 und einer Muffe 74 angeordnet, welche auf einer feststehenden, senkrechten, zylindrischen Stange 75 gleitend verschiebbar geführt ist Ein bei Ab* Senkung des Hakens 72 in der Ruhestellung befindli-ίο eher Stellzylinder 76 überträgt die SteÜbewegung des Hakens auf die Halterung 77 desselben. Die Halterung 77 ist zur Ausführung einer senkrechten Verstellbewegung vermittels einer senkrechten, zylindrischen Stange 78 geführt, welche mit der Halterung verbunden und ihrerseits in dem fest mit dem Kreisring 54 verbundenen Teleskoprohr 33 in senkrechter Richtung verschiebbar geführt ist Die Stange 78 ist fest mit einer Muffe 79 verbunden, welche ihrerseits auf dem zur Führung de« Kreisrings 54 dienenden Stab 55 gleitend verschiebbar geführTist Der zweite Haken 72 ist in gleicher Weise geführt Beide Haken haben daher eine sehr genaue Führung.

Da das Teleskoprohr 33 in das Innere des Sackhalses 3 eingeführt ist, muß es in seiner Seitenwandung eine senkrechte Nut 80 aufweisen, in welcher der Haken 72 abgesenkt werden kann. Die Haken 72 liegen nach dem ersten Teil ihrer Absenkbewegung auf dem Rand 6 des Sackhalses 3 auf und greifen an beiden Enden eines Sackhalsdurchmessers in den Sackhals ein. Dabei befinden sich die beiden Haken 72 innerhalb der beiden Greifbacken 30,31.

Sobald die Befüllung des Sacks 2 beendet ist, beginnt die Vorbereitung des Sackhalses 3 für die Verschweißung. Dazu wird zunächst das Teleskoprohr 33 nach oben verstellt, und die Greifbacken 30 und 31 werden außer Eingriff mit dem Sackhals 3 gebracht Gleichzeitig verstellt ein fest mit der Hakenhalterung verbundener waagerechter Stellzylinder 81 die beiden Haken 72, indem er diese am oberen Rand 6 des Sackhalses voneinander weg verstellt wobei zwei weitere senkrechte Stellzylinder 76 die Haken noch etwas weiter absenken, so daß diese in jedem Falle in Eingriff mit dem Sackhalsrand verbleiben.

Die Verschweißung des Sackhalses erfolgt dann vermittels zweier geradliniger Schweißbacken 82 (siehe F i g. 7), die waagerecht parallel zueinander und sich gegenüberliegend angeordnet sind. Die Schweißbacken 82 verlaufen außerdem parallel zu den beiden aneinander liegenden Halsseitenwänden, die durch Verformung des Sackhalses 3 vermittels der Haken 72 gebildet worden sind Die Schweißbacken 82 sind somit parallel zur senkrechten Ebene durch die beiden Haken Die im Inneren der Abfüllkammer 13 angeordneten beiden Schweißbacken 82 werden durch Stellzylinder gegen den Sackhals angelegt, welche in einer waagerechten Ebene unterhalb der Haken 72 angeordnet sind.

F i g. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Schweißbacke 82. Im Inneren eines U-förmigen Längsprofils 83, dessen öffnung zum Sackhals hinweist, ist unter Zwischenfügung einer Wärmedämmschicht 84 eine in Längsrichtung der Schweißbacke verlaufende Schweißleiste 85 angeordnet Im Inneren der Schweißleiste 85 befindet sich ein gleichfalls in Längsrichtung verlaufender elektrischer Heizwiderstand 86, der vermittels einer in Längsrichtung verlaufenden Klemmleiste 87 gehalten und wie die Schweißleiste 85 aus einem hoch wärmeleitfähigen Werkstoff hergestellt ist

Die Schweißfläche der Schweißleiste 85 3teht über das U-förmige Längsprofil 83 vor und trägt an der in Eingriff mit dem Material des zu verschweißenden Sackhalses bringbaren Oberfläche einen Schweißstab 88, der dazu dient, die zum Verschweißen der Siiickhalsseitenwände erforderliche Wärme zu übertragen^ sich jedoch auch im nicht abgekühlten Zustand leicht ViDn einer verschweißten Fläche abheben läßt

Wenn die Säcke aus Polyäthylen von 1. mm Wandstärke bestehen, lassen sich gute Ergebnisse mit Schweißstäben aus PTFE erhalten, das min einem warmeleitfähigen Material wie z. B. Bronze versetzt ist Die Erhitzung erfolgt in diesem Falle bis zum Schmelzpunkt des Polyäthylens, d. h. 130 bis 150° C. Die Andruckkraft der Schweißstäbe beträgt dabei mehrere 10 kp/cm².
Die Schweißstäbe 88 bewirken zunächst das Erweichen der Polyäthylenfolie bis zum Schmelzpunkt, wobei sie unter der Beaufschlagung durch die Steltaylinder 96 in rjiesp pinrfrincrpn Dip Srhwpiftetähp RB wij'icpp an ihrcn Oberflächen sogenannte Oberflächenprofilierungen 88a bzw. 88£> auf, welche ein Kriechen des geschmolzenen Kunststoffs zur Folge haben und damit eine Kernverschweißung beispielsweise in den aufeinanderliegenden Bereichen 101 des Sackhalses 3 bewirken (siehe F i g. 8). Die Eindringtiefe beträgt dabei mehrere Zehntel mm und wird durch Längsanschläge 89 begrenzt, welche seitlich an den U-förmigen Längsprofilen 83 angeordnet sind. Da die beiden Schweißstäbe voneinander einen nur geringen Abstand aufweisen, erfolgt eine einwandfreie Verschweißung. Auf diese Weise lassen sich Sackwände größerer Wandstärke einwandfrei miteinander verschweißen.

Zwischen der Schweißleiste 85 und der Wärmedämmschicht 84 ist am Boden des LängsproFils 83 eine Stoßplatte 84 angeordnet, welche zur besseren Kräfteverteilung auf die Wärmedämmschicht 84 dient Außerdem ist zwischen dem Boden des Längsprofils 83 und der Wärmedämmschicht 84 eine stoßalbsorbierende Schicht 95 z. B. aus Hartgummischaum angeordnet, welche die Schweißwirkung verbessert, indem sie die Schweißstäbe mit einer geringen Druckkraft beaufschlagt, nachdem die Läwgsanschläge 89 in gegenseitigen Eingriff gekommen sind.

Nach Beendigung des Schweißvorgangs kann der hermetisch abgeschlossene Sack der freien Atmosphäre ausgesetzt werdea Ein Ventil 90 bzw. 91 dient dabei dazu, die Abfüllkammern 13 bzw. 14 in freie Verbindung rur Außenluft zu bringen.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine ist mit einer Vorrichtung zum Herausnehmen der gefüllten und versiegelten Säcke versehea Zu diesem Zweck befindet sich auf der Seite jeder AbfüUkammer 13,14 eine entsprechende Saughebevorrichtung. Die beispielsweise neben der Abfüllkammer 13 angeordnete Saughebevorrichtung besteht aus einer Halterung 97, an welcher ein senkrechter Saugnapf 28 in bezug auf eine senkrechte Welle der Halterung 97 verscbwenkbar gelagert ist Die Halterung 97 ist auf zwei waagerechten Schienen 98 und 99 gleitend verschiebbar, welche senkrecht zur Richtung der Stahlstangenführungen 22 und 23 für die Verschlußplatte 20 verlaufen. Die Saughebevorrichtung befindet sich in einer solchen Lage, daß der Saugnapf 28 bei geöffneter Verschlußplatte 20 gegen die Sackseitenwandung angelegt werden kann, welche nicht durch eine Seitenwandung des Korbes 27 verschlossen ist Ein waagerechter Stellzylinder 100, der einerseits an dem Maschinengestell und andererseits an der Saugnapfhalterung 97 angelenkt ist, dient zum Verstellen des Saugnapfes 28 in bezug auf den Korb 27, wobei der Saugnapf bei Entfernung vom Korb 27 den Sack mitnimmt Durch Drehung des Saugnapfes 28 läßt sich der Sack dann an eine Stelle bringen, von der er sich leicht vermittels einer bekannten Vorrichtung weiterbefördern läßt

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrich^ tung ist kurz wie folgt: Säcke 2, welche vom Beschikkungsband 1 zugeführt werden, werden von Hand abgenommen und mit dem zylindrischen Sackhals 3 auf das untere Ende 8 des senkrechten Lufteinblasrohrs 7 aufgeschobea Ein am Lufteinblasrohr 7 angeordneter Mikroschalter bewirkt dabei, daß die am unteren Ende 8 des Lufteinblasrohrs 7 angeordnete Dichtung 10 aufgebläht wird, sich gegen die Sackhaisinnenwandung anlegt und den Sack 2 während der ganzen Lufteinblaszeit auf den Lufteinblasrohr 7 festhält

Beim Einführen des Sacks 2 in den Korb 27 der Vorrichtung ^wird <3?r S-¹Ck crlp.irhfalls vermittels Her Dirhtung 10 am unteren Ende 8 des Lufteinblasrohrs 7 gehalten. Zum Einsetzen des Sacks in die Vorrichtung wird das Lufteinblasrohr 7 entlang den Führungsstangen 11 und 12 verschoben, bis der Sack in eine genau oberhalb des Korbes 27 befindliche Lage gelangt Durch teleskopische Verstellung des Lufteinblasrohrs 7 wird dann der Sack in den Korb abgesenkt

Sobald sich der Sack innerhalb des Korbes 27 befindet, verstellen die auf die Nockenscheiben 43,44 einwirkenden Stellzylinder 41 und 42 die Greifbacken 30 und 31 in eine oberhalb des Randes 6 des Sackhalses 3 befindliche Lage, wobei natürlich die innenliegende aufblähbare Dichtung 35 entspannt ist Vermittels des Stellzylinders 50 wird dann der Querträger 45 zusammen mit den beiden Greifbacken 30, 31 abgesenkt, wobei diese den Rand 6 des Sackhalses umgreifea Durch Aufblähen der innenliegenden Dichtung 35 an den Greifbacken 30, 31 wird der Sackhals in unverrückbarer Lage gehalten. Daraufhin wird die Dichtung 10 des teleskopisch verschiebbaren Lufteinblasrohrs 7 entspannt, und das Lufteinblasrohr 7 wiederum angehoben.

Als nächstes wird die Verschlußplatte 20 vermittels des Stellzylinders 26 in die Schließstellung gebracht Sie nimmt bei der Verstellung in die Schließstellung den Korb 27 und den in diesem befindlichen Sack 2 in eine Lage mit, in welcher sich der Sackhals 3 unmittelbar unterhalb des unteren Abschnitts des senkrechten Abgabeschachts 18 befindet Die innerhalb der Kammer befindliche verstellbare senkrechte Platte 29 wird dann vermittels eines hier nicht dargestellten Stellzylinders gegen den Korb 27 angelegt und verschließt die bis dahin offene Seitenfläche 32 derselben, so daß der Sack 2 einwandfrei im Korb gehalten ist

Wenn die beiden Hälften der Vorrichtung phasenversetzt zueinander betrieben werden, befindet sich die zweite Abfüllkammer 14 in diesem Zeitpunkt unter Vakuum, so daß nunmehr das Ventil 57 geöffnet werden kann, um den Unterdruck in den beiden Abfüllkammern 13 und 14 auszugleichen. Auf diese Weise wird Saugleistung eingespart, da in jeder Abfüllkammer wie z. B. der Abfüllkammer 14 vor dem öffnen zunächst atmosphärischer Druck hergestellt werden muß.

Das Teleskoprohr-Mundstück 33 des Abgabeschachts 18 wird dann vermittels des Stellzylinders 52 abgesenkt und in den Sackhals 3 eingeführt Gleichzeitig erfolgt die erste Phase des Absenkvorgangs der beiden Haken 72 vermittels der Stellzylinder 73, wobei die beiden Haken auf den Rand 6 des Sackhalses 3 aufgelegt

werden.

Das zum Druckausgleich dienende Ventil 57 wird dann geschlossen, und der die Abfüllkammer 13 mit der Entgasungs- und Wiegekammer 15 verbindende Schieber 63 geöffnet Die Entgasungs- und Wiegekarnmer 15 wird vermittels der Pumpe 93 stets unter Vakuum gehalten. In diesem Zeitpunkt befindet sich das im Aufgabetrichter 67 enthaltene Füllgut bereits seit ausreichend langer Zeit innerhalb der Entgasungs* und Wiegekammer 15, so daß die Entgasung abgeschlossen ist Das Füllgut kann daher unmittelbar abgefüllt werden.

Nach öffnen der Klappe 69 fällt das Füllgut nach unten in den Sack 2, und dieser wird mit einer vorbestimmten Menge befüllt, die bereits in der Kammer 15 vor dem öffnen des Schiebers 63 abgewogen worden Ist Die Befüllung des Sacks erfolgt rasch und staubfrei, was auf das Vakuum und den geringen Zwischenraum zwischen der Außenwandung des Teleskoprohrs 33 und der Sackhaisinnenwandung zurückzuführen ist Während des Befüllvorgangs ist der Rütteltisch 92 in Betrieb und bewirkt ^p.in einwandfreies Absetzen des Füllguts innerhalb des Sacks 2. Außerdem ergeben sich dadurch einwandfrei ebene Sackseitenwände, die vollflächig gegen die Wände des Korbes 27 anliegen. Sobald der Sack befüllt und der Aufgabetrichter 67 geleert ist, werden die Klappe 69 und der Verbindungsschieber 63 geschlossen. Es erfolgt nunmehr ein neuer Wiegevorgang in der Kammer 15, wozu der Schieber 62 geöffnet und der Ablauf 61 in Verbindung mit dem Aufgabetrichter 67 gebracht wird. Die dabei vom Ablauf 61 zugetührte Füllgutmenge ist so bemessen, daß stets noch Füllgut im Ablauf 61 verbleibt und somit kaum Vakuumverluste auftreten können.

Der innerhalb der Abfüllkammer 13 befindliche Sack 2 wird dann an seinem Sackhals 3 in Querrichtung verschweißt Zuvor verstellen die Stellzylinder 52 das Teleskoprohr 33 wiederum nach oben, die Dichtung 35 an den Greifbacken 30 und 31 wird entspannt und der Stellzylinder 50 bringt die Greifbacken in ihre Ruhestellung zurück, wobei sie vermittels der Stellzylinder 41 und 42 voneinander weg, d. h. auseinander geschwenkt und außer Eingriff mit dem Sackhals gebracht werden. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß die Entspannung der Dichtung 35 durch Saugwirkung erfolgen muß, da die Entspannung gegen das in der Abfüllkammer 13 herrschende Vakuum erfolgt Etwa gleichzeitig damit senken die beiden senkrechten Stellzylinder 76 die Haken 72 nach unten ab, wobei die beiden waagerechten Stellzylinder 81 die in Eingriff mit dem Sackhals stehenden Haken 72 nach außen verstellen. Der Sackhals wird dadurch langgezogen, so daß sich zwei, aneinander anliegende Wandungsabschnitte ergeben. Diese beiden Wandungsabschnitte werden anschließend vermittels der geradlinigen Schweißbacken 82 miteinander verschweißt

Wie bereits oben ausgeführt, werden die beiden Schweißbacken 82 durch in waagerechter Richtung wirkende Stellzylinder zueinander hin verstellt Dabei dringen sie zunächst in die Sackhalswandung ein und bringen diese zum Schmelzen. Diese zueinander hin gerichtete Verstellung der Schweißbacken 82 ist beendet, sobald die beiden Längsanschläge 89 in gegenseitigen

10 Eingriff gelangt sind. Die beiden Schweißbacken sind r. dieser Stellung einander ausreichend weit benachbart, so daß eine einwandfreie Verschweißung der aneinander anliegenden Sackhalswände erfolgen kann. Sobald die Versiegelung, d. h. die Verschweißung erfolgt ist, werden die beiden Schweißbacken 82 vermittels ihrer Stellzylinder 96 auseinanderbewegt.- wobei aufgrund des verwendeten Materials jedes Anhaften an den Schweißflächen vermieden wird.

Da der Sack bereits unter Vakuum verschweißt ist, läßt sich innerhalb der Abfüllkammer 13 wiederum atmosphärischer Druck herstellen. Dazu kann zunächst das Ausgleichsventil 57 geöffnet werden, wodurch im Inneren der zweiten Abfüllkammer 14 ein Teil-Vakuum

15, ausgebildet wird, wenn diese Abfüllkammer taktmäßig phasenversetzt zur ersten Abfüllkammer 13 arbeitet Gleichzeitig bringen die senkrechten Stellzylinder 73 und 76 die Haken 72 in ihre obere Lage zurück, wobei die waagerechten Stellzylinder 81 die Haken wiederum

ΐίΐ die Nuten SO air. Teleskoprohr 33 einführen. Sobald in beiden Abfüllkammern 13 und 14 gleiche Unterdruckwerte erreicht sind, wird das Ausgleichsventil 57 geschlossen, und dann das Ventil 91 geöffnet, wodurch die Abfüllkammer 13 in Verbindung zur freien Atmosphäre gebracht wird.

Nach Zurückfahren der innerhalb der Abfüllkammer 13 angeordneten, verstellbaren Platte 29 wird die Verschlußplatte 20 vermittels des Stellzylinders 26 geöffnet, wobei sie den Korb 27 und den in diesem befindliehen, gefüllten und versiegelten Sack 2 nach außen mitnimmt Der Stellzylinder 100 verschiebt dann den Saugnapf 28 gegen den gefüllten Sack und bringt dabei den Saugnapf zur Anlage gegen die freiliegende Sackoberfläche. Durch Anlegen eines Vakuums an den Saugnapf 28 saugt sich dieser an der Sackoberfläche fest und nimmt bei Rückstellung der Halterung 97 vermittels des Stellzylinders 100 in ihre Ausgangsstellung den Sack mit Durch Drehen des Saugnapfs 28 auf der Halterung 97 wird der Sack in eine Abgabestellung gebracht

Durch Abschalten der Saugwirkung am Saugnapf 28 wird der Sack von diesem freigegeben.

Sämtliche Vorgänge während des Befüllvorgangs erfolgen praktisch staubfrei. Die Beschickung der Entgasungs- und Wiegekammer erfolgt durch Ansagen des

Füllguts, wobei somit keine Staubentwicklung auftritt Das Abfüllen in den Sack erfolgt gleichfalls vermittels Saugwirkung, so daß auch dabei keine Staubentwicklung auftreten kann.
Vermittels des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung werden Verluste auf ein Minimum verringert Vor allem beim Verpacken von pulvrigen und/oder staubenden, sowie toxischen Füllstoffen, bei denen der Abfüllvorgag erhebliche Gefahren für die Bedienungspersonen mit sich bringt, ergeben sich bedeutende Vor- teile.

Die erfindungsgemäße Maschine gestattet hohe Verpackungsgeschwindigkeiten bis zur Größenordnung von etwa ein Sack pro Minute. Die beiden, einander identisch ausgebildeten Hälften der Vorrichtung können im gleichen Takt, phasenversetzt zueinander oder bei Verwendung getrennter Schaltvorrichtung^ auch vollkommen unabhängig voneinander betrieben werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

hebern teilweise Schwierigkeiten mit sich bringt, Patentansprüche: Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Va-

1. Verfahren zur Vakuumverpackung großer kuumverpackung großer Rauminhalte von lose ge-Mengen von lose geschüttetem, feinkörnigem oder 5 schüttetem, feinkörnigem oder pulvrigem Material in pulvrigem Material in Säcke aus einem schmiegsa- Säcke aus einem schmiegsamen Material zu schaffen, men Material, wobei das Einfüllen in einen Sack welche ein Befüllen von schmiegsamen Säcken großen unter Vakuumbedingungen erfolgt, indem zunächst Fassungsvermögens mit Füllgut in einem hohen Verder Sackinnenraum luftleer gemacht, im diesem Zu- dichtungsgrad gestatten, so daß sich die gefüllter Säcke stand gehalten und dann unter Vakuum mit dem io nahezu wie geformte, praktisch nicht verformbare zuvor abgemessenen Füllgut gefüllt wird, wobei Blöcke verhalten und z.B. sich mittels Saughebern während des Füllvorgangs der Sack an der Sacköff- bequem handhaben lassen.

nung abgedichtet gehalten, in einen Behälter einge- Grundsätzlich wird die Aufgabe erfindungsgemäß

setzt und mit seinen Wänden zur Anlage gegen star- durch das im Anspruch \ gekennzeichnete Verfahren

re, ebene Wände gebracht wird, dadurch ,je- 15 gelöst Eine weitere Lösungsmöglichkeit bietet die erfin-

ksnnzeichnet, daß dungsgemäße Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 4.

a) das Füllgut vor seinem Einfüllen in die Säcke Aufgrund der erfindungsgemäßen Vakuumbefüllung

entgast wird, mit einem zuvor entgasten Füllgut unter gleichzeitigem

b) der Sack während des Befüllens geschüttelt 20 Schütteln des Sacks während des Füllvorgangs wird wird, eine extrem hohe Verdichtung des Füllguts erzielt, wo-

c) und abschließend unter Vakuum versiegelt durch die Zwischenräume zwischen den Füllgutteilchen wird. auf ein Minimum gebracht werden und diese die Form

einer homogenen und dicht gepackten Masse annimmt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 Da der Sack während des Befüllens an seinem Hals und zeichnet, daß der Sack vor dem Füllvorgang durch in seinem Wandbereich gehalten bzw. abgestützt wird, Aufblasen auf sein maximales Innenvolumen zur wird die Ausbildung von Falten im Sack einwandfrei Anlage gegen die starren, ebenen Wände gebracht ausgeschaltet Wenn nämlich Falten oder Kniffstellen wird. im Sack vorhanden wären, könnten sich diese nach Ver-

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens 30 schließen des Sacks ausbreiten oder verlagern und bei nach Anspruch 1 und 2, unter Verwendung von ßäk- Anheben des Sacks mittels einer Saugvorrichtung im ken mit einem Hals, sowie mit einer zur Bereitütel- schlimmsten Falle sogar zu einem Reißen der Sackwanlung von Füllgut dienenden, ht.metisch verschließ- dung führen. Durch Befüllen und Versiegeln des Sacks baren ersten Kammer, die über einen Kanal mit unter Vakuum legt sich die Sackwandung, sobald der einer zur Aufnahme eines Sackes lienenden, herme- 35 Sack dem atmosphärischen Druck ausgesetzt wird, fest tisch verschließbaren zweiten Kammer verbunden gegen das Füllgut an und entspricht somit genauestens ist, und Mitteln zum wahlweisen Ausbilden von Va- der Formgebung des während des Füllvorgangs bereits kuum in der ersten und/oder zweiten Kammer, ge- einwandfrei verdichteten Füllgutinhaltes. Dadurch wird kennzeichnet durch ein in der Kammer (13,14) an- vermieden, daß die Sackwandung des befüllten Sacks geordnetes aus starren, ebenen Wänden bestehen- 40 bei Handhabung an freier Luft eine unregelmäßige des Gehäuse (27) zur Aufnahme eines Sackes (2), Form annimmt, weiche die Handhabung mit Saugvordas wenigstens an seiner Oberseite offen und zur richtungen erschweren oder sogar gefährden würde.
Abstützung wenigstens eines Teils des Sackum- Zwar ist aus der DE-AS 15 11 627 schon eine Vorrichfangs ausgelegt ist, sowie durch eine Rüttelvorrich- tung zum Herstellen evakuierter Beutelpackungen betung (92) für das Gehäuse (27). 45 kannt, mit der abschließend eine Vakuumversiegelung

erfolgt Diese aus zwei abschließbaren Kammerhälften

bestehende Vorrichtung, die Beutelpackungen aus

einem Folienschlauch herstellt, ist jedoch eher für kleine Mengen von Erdnüssen oder Kaffee gedacht

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur 50 Weder wird in dieser Entgegenhaltung die Entgasung Vakuumverpackung gemäß dem Oberbegriff des An des Füllguts, noch ein Schütteln des Sacks oder Halten ipruchs 1. von Hals und Wänden des Sacks erwähnt Insofern Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine kann dann bei der Fortlassung eines der erfindungs-Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß dem gemäß vorgeschlagenen Merkmale die gestellte AufOberbegriff des Anspruchs 3. 55 gäbe nicht oder nur unvollständig gelöst werden.

Ein derartiges Verfahren und Vorrichtung sind bei- Ferner ist aus der DE-PS 7 33 453 eine Verdichtungsspielsweise aus der DE-OS 2121 469 bekannt geworden. vorrichtung für staubförmige Güter, insbesondere Ruß, Die dortige Lehre ist besonders darauf ausgerichtet, die bekannt geworden, die mit einem Schwingungserreger aufgrund der Luftverschmutzung an der Füllvorrichtung arbeitet, um das Füllgut zu verdienten. Es kommen hier und an dem Behälter vorhandenen Schwierigkeiten zu 60 Schütteltische und Rüttelplatten zum Einsatz, die spezivermeiden, so daß sich ein sauberer und wirkungsvoller fisch leichte Güter verdichten sollen, die in Päpiersäk-FÜllvorgang mit minimalem Materialverlust ergibt ken zum Versand gelangen. Eine Vakuumbefüllung mit Nachteilig macht sich hierbei nun bemerkbar, daß· im den übrigen erfindungsgemäßen Merkmalen läßt sich Füllgut und auch zwischen Füllgut und Sackwänden jedoch dieser Lehre nicht entnehmen,
häufig Lufteinschlüsse oder Hohlräume entstehen, die 65 Gerade jedoch die Vakuumbefüllung ist unverzicht-Probleme bei der Handhabung der Säcke hervorrufen. bar, damit die weichen, schmiegsamen Sackwände zur Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß der Verdichtungs- festen Anlage gegen das Füllgut gelangen. Wenn beigrad nicht optimal ist, so daß die Anwendung von Saug- spielsweise versucht würde, einen Sack mit dem erfin-