DE2751100A1

DE2751100A1 - Verfahren und vorrichtung zum verpacken unter vakuum

Info

Publication number: DE2751100A1
Application number: DE19772751100
Authority: DE
Inventors: Timothy Thomas Day
Original assignee: J Sainsbury PLC
Current assignee: J Sainsbury PLC
Priority date: 1976-11-30
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1978-06-01
Also published as: FR2372086A1; NL7710417A; CA1086206A; BE859088A; DK409777A; CH620647A5

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl. mg. Klaus Westphal Dr.rer.nat. Bernd MuSSgnug

Seb.-Knelpp-Strasse 14 D-7730 VS-VILLINGEN

Telefon 07721 - 55343 Telegr. Westbuch Villingen Telex 6213177 webu d

Dr. r*r. nat. O 11 O B U C h Π θ Γ

Flossmannstrasse 30 a D-8000 MÜNCHEN 60

Telefon 089 - 832446 Telegr. Westbuch München Telex 5213177 webu d

J. SAINSBURY LIMITED,
Stamford House, Stamford Street, London, SEI 9LL, Großbritannien

U.Z.: 818.46

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERPACKEN UNTER VAKUUM

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Pottscheckkonto: Karlsruhe 76979-764 Bankkonto: Deutsche Bank AQ Villingen (BU 69470039) 146332

U.Z. 818.46

J. SAINSBURY LIMITED, Stamford House, Stamford Street, London, SE1 9LL, Großbritannien

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERPACKEN UNTER VAKUUM

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen wie zum Beispiel Nahrungsmitteln in vakuumdichte Packungen, und ist insbesondere für kleinere Verpackungen anwendbar, die für Nahrungsmittel wie Speckschnitten oder kleinere Bratenstücke zum Verkauf durch den Einzelhandel verwendet werden.

Bei vakuumdichten Verpackungen für den Privatverbrauch sind die Nahrungsmittel im allgemeinen zwischen zwei übereinanderliegenden Bahnen aus Kunststoffmaterial eingeschlossen, die miteinander entlang dem Rand der Verpackung hermetisch verschweißt sind, mit einem Rand zwischen der

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Schweißnaht und dem Nahrungsmittel. Dieser Rand kann an verschiedenen Stellen bis zu drei oder vier Zentimeter breit sein. Die Packungen werden unter Vakuum von zum Beispiel 4 Torr verschweißt, um die Frischhaltung der Nahrungsmittel sicherzustellen.

Bei einem Verfahren zum Verpacken von Fleischstücken für den Privatverbrauch, zum Beispiel von Speckschnitten, wird eine zusammenhängende Bahn von dehnbarem Kunststoffmaterial zum Beispiel mit Hitze und Vakuum verformt, um eine Reihe von Taschen zur Aufnahme der Nahrungsmittel zu bilden. Die gestreckte und mit Taschen versehene Bahn wird dann in einen Verpackungsstand geführt, wo die Speckschnitten nacheinander in die Taschen gepackt werden, und anschließend wird eine zweite zusammenhängende Bahn über die erste Bahn gelegt. Die erste oder untere Bahn ist breiter als die zweite oder obere Bahn, sodaß die untere Bahn entlang den entgegengesetzten Längskanten unbedeckte Ränder behält.

Die übereinanderliegenden Bahnen werden dann schrittweise in eine Vakuumschweißanlage eingeführt, in der jede Tasche von einer geheizten Form aufgenommen wird, die hochgehoben werden kann, um die Bahnen zum Anschlag gegen die obere Form zu bringen. Die Bahnen werden in Querrichtung zwischen den Formen festgespannt, werden aber in diesem Stadium noch nicht fest miteinander verschweißt; die Längskanten der Formen liegen nur gegen die Ränder der unteren Bahn an; aufgrund ihrer geringen Breite wird in diesem Stadium die obe-

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re Bahn nicht entlang ihrer Längskante festgespannt.

Dann wird der Raum innerhalb der geschlossenen Formen durch Kanäle an den Außenrändern der Formen evakuiert, und die Luft wird aus der Tasche durch die äußeren freien Längskanten der oberen Bahn abgesaugt. Dann wird eine Heizplatte abgesenkt, um die obere Bahn zu erhitzen und die aufeinanderliegenden Kanten der Bahnen entlang dem gesamten Rand der Taschen miteinander zu verschweißen; gleichzeitig wird die untere Bahn durch die untere Form erhitzt.

Beim Erhitzen schrumpft das Material und kommt dabei mit dem in der Packung enthaltenen Produkt in Berührung, die Kammer wird gleichzeitig belüftet, sodaß sich das Material rund um das Produkt anlegt. Sodann werden die Formen voneinander getrennt und die verschweißte Packung wird aus der Vakuumkammer ausgefahren und durch die nachfolgende Packung für den nächsten Schweißvorgang ersetzt.

Bei diesem Verfahren, das bisher nur mit einem bei Erhitzung schrumpfenden Bahnmaterial verwendet wurde, wobei eine querverlaufende Reihe von Taschen schrittweise in die Schweißkammer eingeführt wurde, erfolgt die Evakuierung der Kammern im mittleren Teil der Bahn langsam und mit geringem Wirkungsgrad, da die Luft erst durch die äußeren Taschen fließen muß, bevor sie über die Kanten der Bahn abgesaugt wird. Daneben muß die Ausrichtung der oberen und unteren Bahn sehr genau sein, damit die Formen gegen die Ränder der unteren Bnhn anschließen können, ohne die obere Bahn einzuklemmen und die Absaugung der Taschen zu verhindern, und das ist in der Praxis schwer zu erreichen.

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Durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird eine Möglichkeit für die Vakuumverpackung von Gegenständen mit äußerst niedrigem Leckrisiko und mit hoher Geschwindigkeit geschaffen. Die Erfindung liefert ein Verfahren zum kontinuierlichen Verpacken von Gegenständen in vakuumdichten Packungen, die aus zwei aufeinanderliegenden Bahnen geformt werden, die beide aus einem Laminat von zwei Kunststoffschichten bestehen, von denen eine einen niedrigeren Erweichungspunkt besitzt als die andere Schicht, wobei man nacheinander in Bahnrichtung in der ersten unteren durchgehenden Bahn, bei der die Schicht mit dem niedrigeren Erweichungspunkt auf der oberen Seite liegt, Taschen ausbildet, die zu verpackenden Gegenstände in diese Taschen legt, eine zweite obere durchgehende Bahn auf die obere Seite der unteren Bahn so legt, daß die Schicht mit dem niedrigeren Erweichungspunkt in Berührung mit der oberen Fläche der unteren Bahn kommt und daß die Taschen mit den darin enthaltenen Gegenständen abgedeckt werden, die aufeinanderliegenden Bahnen in eine Vakuumschweiß- und Heizkammer einbringt, die mindestens eine der Taschen umschließt, das Innere der Kammer und damit das Innere der Tasche evakuiert und gleichzeitig das Bahnmaterial in der Kammer erhitzt, wobei die beiden aufeinanderliegenden Bahnen entlang dem Rand der Tasche miteinander verschweißt werden, und das Innere der Kammer belüftet, damit die erhitzten Schichten sich rund um den Gegenstand in der Tasche anlegen, wobei die Bahnen in der Kammer auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die innere Schicht der Bahn erweicht wird und rund um den Gegenstand schrumpft.

Beim Erhitzen der aufeinanderliegenden Bahnen in der Vakuumechweiß- und Heizkammer wird die Temperatur der Bahnen so

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erhöht, daß die inneren Schichten praktisch schmelzen. Die äußeren Schichten besitzen eine viel höhere Erweichungstemperatur und werden von der auf die Bahnen einwirkenden Hitze nicht beeinflußt. Wenn die Vakuumkammer belüftet wird, fällt das Material der Packungen zusammen, legt sich rund um das Produkt und schmilzt entlang den Packungsrändern zusammen, wodurch eine wesentlich bessere hermetische Abdichtung entsteht als sie bisher durch die Verwendung von herkömmlichen Vakuumverpackungsverfahren erreicht wurde.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden vorzugsweise über die Breite der Bahn mehrere Taschen ausgebildet, und die Vakuumschweiß- und Heizkammer ist für die gleichzeitige Aufnahme mindestens einer solchen Taschenreihe ausgelegt. In der Praxis kann die Vakuumkammer so konstruiert sein, daß sie mindestens zwei Reihen von querverlaufenden Taschen aufnimmt, wobei die beiden Bahnen schrittweise um eine Strecke vorgeschoben werden, die der Breite der doppelten Taschenreihe entspricht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die obere Bahn vor dem Einführen der Bahnen in die Vakuumschweiß- und Heizkammer in Längsrichtung geschlitzt, wobei dieser Schlitz in Längsrichtung in der Mitte der Bahn zwischen zwei nebeneinanderliegenden Taschen verläuft. Hierdurch wird die Evakuierung der Taschen durch die Schlitze anstatt durch die Randbereiche der Bahnen ermöglicht, und das Ausströmen der Luft aus dem Inneren der Taschen während des Evakuierungsvorgangs wird dadurch wesentlich verbessert. Es ist vorteilhaft, vor dem Evakuieren der Kammer die beiden Folien entlang einem Teil des Randes der Taschen miteinander zu verschweißen, und wenn mehrere Taschen quer zur Bahn vor-

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handen sind, werden die Bahnen vor dem Evakuieren der Kammer durch eine Randverschweißung auf der Außenseite jeder Taschenreihe in der Kammer miteinander verschweißt, wodurch ein mittlerer Längsschlitz offenbleibt, durch den die Taschen anschließend evakuiert werden können.

Es kann mehr als ein Schlitz in der oberen Bahn erzeugt werden, wenn jede Reihe eine größere Zahl von Taschen enthält.

Beim Evakuieren der Taschen durch den oder die Schlitze wird die Verschweißung der Packung durch einen Schweißstab abgeschlossen, der betätigt wird, um die Bahnen zu beiden Seiten des genannten Schlitzes zu verschweißen. Der Schweißstab kann auch als Evakuierungskanal dienen, wenn in den äußeren Rändern des Stabes Öffnungen vorgesehen werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Evakuierung der Kammer fortgesetzt werden, nachdem alle Randverschweißungen um jede Tasche durchgeführt wurden, damit sich das Material der Taschen aufbläht, um einen besseren Kontakt mit den Heizflächen in der Kammer zu erhalten.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können zwischen benachbarten Taschenreihen Querschweißungen vorgenommen werden, bevor die Taschen in die Vakuumschweiß- und Heizkammer eingebracht werden, um eine Relativbewegung zwischen der oberen und der unteren Bahn während des Evakuierungs- und Heizvorganges zu verhindern.

Vorzugsweise besteht das Kunststoffmaterial der oberen und unteren Bahn aus einem Nylon/Polyäthylenlaminat, in dem

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die Nylonschicht einen Erweichungspunkt im Bereich von 24o°C und die Polyäthylenschicht einen Erweichungspunkt im Bereich von 11O⁰C besitzt.

Desgleichen schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen in vakuumgeschweißten Packungen, die aus zwei Übereinandergelegten Bahnen besteht, von denen Jede ein Laminat aus zwei Schichten von Kunststoffmaterial enthält, von denen eine Schicht eine niedrigere Erweichungstemperatur besitzt als die andere Schicht, zu der eine Einrichtung gehört, die in der ersten unteren zusammenhängenden Bahn quer zur Bahnbreite aufeinanderfolgende Reihen von Taschen formt, die zum Aufnehmen von Gegenständen bestimmt sind, sowie eine Einrichtung zum Auflegen einer zweiten oberen zusammenhängenden Bahn auf die obere Fläche der unteren Bahn, um die Taschen mit den darin enthaltenen Gegenständen abzudecken, eine Schlitzeinrichtung, mit der Längsschlitze in die obere Bahn entlang einer Linie angebracht werden, die zwischen benachbarten Taschen in der unteren Bahn verläuft , eine Vakuumschweiß- und Heizkammer zur Aufnahme der aufeinandergelegten oberen und unteren Bahn, eine Heizeinrichtung innerhalb der Vakuum- und Heizkammer zum Heizen der oberen und unteren Bahnen, eine Schweißeinrichtung zum Verschweißen der oberen und unteren Bahnen über einen Teil des Randes der Taschen, eine Evakuierungseinrichtung zum Evakuieren des Innenraums der Vakuumkammer und der Taschen, sowie eine Schweißeinrichtung zum Verschweißen der oberen und unteren Bahnen auf dem restlichen Teil des Randes der Taschen, und eine Vorschubeinrichtung zum schrittweisen Transport der Übereinandergelegten Bahnen durch die Vakuumschweiß- und Heizkammer.

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Vorzugsweise enthält die Vakuumschveiß- und Heizkammer einen festen oberen Teil mit einer Heizeinrichtung und einen vertikal beweglichen unteren Teil, der ebenfalls eine Heizeinrichtung besitzt, die mit den der Taschenform entsprechenden Flächen ausgestattet ist.

Um die Bewegung des unteren Teils der Kammer zu ermöglichen, ist dieser Tr-il vorzugsweise mit einer Zylinder- und Kolbenanordnung versehen, die dazu dient, den unteren Teil zwischen einer angehobenen Stellung, in der er gegen den oberen Teil der Kammer anliegt, um einen Vakuumraum zu bilden, und einer abgesenkten Stellung, in der die Taschen ein- und ausgefahren werden, hin und her zu bewegen.

In vorteilhafter Weise wird die Schweißeinrichtung am oberen und unteren Teil mit aufeinanderpassenden Flächen ausgestattet, die gegen das Bahnmaterial anliegen, wenn sich der untere Teil in der angehobenen Stellung befindet.

In geeigneter Weise enthält die zusätzliche Schweißeinrichtung einen Schweißstab, der im oberen Teil der Kammer untergebracht ist, und der sich entlang der Bewegungsrichtung der Bahnen erstreckt und vertikal zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Stellung auf und ab bewegt werden kann, wobei er in der unteren Stellung durch das Bahnmaterial hindurch gegen die Fläche anliegt, die vom unteren Teil der Kammer gebildet wird. Die Achse des Schweißstabes ist auf die genannte Schlitzeinrichtung ausgerichtet und so angeordnet, daß er die obere und untere Bahn zu beiden Seiten des durch die Schlitzeinrichtung erzeugten Längsschlitzes zusammenschweißt; der Schweißstab kann mit Offnungen ver sehen sein, die mit einem Vakuumanschluß in Verbindung stehen,

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der in der Vakuumschweiß- und Heizkammer angebracht ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die Luft aus dem Inneren der Taschen durch eine öffnung abgesaugt wird, die dicht neben dem Längsschlitz liegt. In den unteren Formen sind ebenfalls öffnungen vorhanden.

Vorteilhafterweise werden die Heizflächen in der Kammer mit einem nichtklebenden Material wie zum Beispiel PTFE beschichtet, um zu verhindern, daß das erweichte Kunststoffmaterial an diesen Flächen festklebt.

Vorzugsweise wird die Betätigung des Schweißstabes durch eine Einrichtung gesteuert, die auf den Grad des Vakuums innerhalb der Vakuumkammer anspricht. Die Zeitdauer, während der die untere Form sich in der angehobenen Stellung befindet, wird ebenfalls vorteilhaft durch den Grad des Vakuums innerhalb der Kammer gesteuert.

Die Vorrichtung kann in geeigneter Weise mit einer Querschweiße inrichtung ausgestattet werden, die in Vorschubrichtung der Vakuumschweiß- und Heizkammer vorgelagert ist, und die zur Herstellung von Querschweißungen zwischen benachbarten Reihen von Taschen quer zur Bahnbreite dient, bevor die Taschen in die Vakuumschweiß- und Heizkammer eingebracht werden. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen der oberen und unteren Bahn während des VakuumschweißVorgangs verhindert. Vorteilhafterweise enthält die Vorrichtung auch eine Trenneinrichtung, mit der die einzelnen Verpackungen nach Beendigung des Vakuumschweißvorgangs von der Bahn abgetrennt werden.

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Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Betriebsablauf, die Teile der Vorrichtung im Längsschnitt abbildet;

Fig. 2 einen Querschnitt des oberen Teils der Vakuumschweißkammer ;

Fig. 3 einen Querschnitt des unteren Teils der Vakuumschweißkammer; und

Fig. h eine Draufsicht auf den unteren Teil der in Fig. 3 dargestellten Vakuumschweißkammer.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung für die kontinuierliche Verpackung von Speckschnitten oder kleinen Bratenstücken in vakuumdichte Packungen dargestellt, die aus zwei übereinanderliegenden Bahnen geformt werden, von denen jede aus einem zweischichtigen Kunststofflaminat besteht.

Selbstverständlich kann die hier im Zusammenhang mit der Verpackung von Nahrungsmitteln beschriebene Erfindung auch für andere Gegenstände verwendet werden, die unter Vakuum verpackt und aufbewahrt werden müssen.

Das Kunststoffolienmaterial, das zum Ausbilden des unteren Teils der Packungen vorgesehen ist, wird von einer Rolle 1o entnommen und wird nach der Umleitung über eine Rolle 11 horizontal durch die verschiedenen Arbeitsgänge als durchgehende untere Bahn 12 geführt.

Das Material ist eine zweischichtige Kunststoffolie, deren eine Schicht eine wesentlich tiefere Erweichungstemperatur besitzt als die andere Schicht. Im Fall der unteren Bahn 12

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liegt die Schicht mit dem tieferen Erweichungspunkt auf d er oberen Seite der Bahn.

Eine geeignete Kunststoffolie ist ein Nylon/Polyäthylenlaminat mit einer ersten Schicht aus Nylon mit einer Dicke von 3o Mikrometer und mit einem Erweichungspunkt von 24o° C, und einer zweiten Schicht aus Polyäthylen, die 7o Mikrometer dick ist und einen Erweichungspunkt von 115° C besitzt. Für die Schicht mit dem niedrigen Schmelzpunkt kann auch ein Polyäthylen von 7o Mikrometer Dicke mit einem Erweichungspunkt von 1o5°C verwendet werden.

Der erste Arbeitsgang umfaßt wie herkömmlich das Ausbilden der aufeinanderfolgenden Taschen in der unteren Bahn in einer Taschenformeinrichtung 13. Die Taschenformeinrichtung umfnßt eine Vakuumkammer, die aus einem festen oberen Teil 14 und einem vertikal beweglichen unteren Teil 15 besteht, der eine Form 16 enthält. Der obere Teil 14 enthält einen Heizeinsatz 17.

Die untere Bahn 12 wird durch die Taschenformeinrichtung schrittweise durchgeführt, wobei die Zufuhr in die Kammer und der Austritt aus derselben bei der in Fig. 1 gezeigten abgesenkten Stellung des unteren Teils 15 erfolgt. Wenn die zu formende Bahn in die Formeinrichtung 13 eintritt, wird der untere Teil 15 angehoben, um die Kammer gegen die untere Bahn 12 zu schließen, wodurch eine hermetische Dichtung rund um den Kammerrand entsteht, und die Heizplatte 17» (die durchgehend beheizt wird) erweicht das Bahnmaterial. Dann wird die Kammer durch öffnungen in der Fora 16 evakuiert und das erweichte Material in den unteren Teil der Kammer entsprechend der Ausbildung der. Fom 16 gtMugt·

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Das erweichte Material kühlt sich bei der Berührung mit der Formoberfläche ab und das Vakuum wird abgebaut, wobei die geformte Tasche in der Bahn verbleibt. Der untere Teil 15 wird nach unten abgesenkt, um dos Herausnehmen der geformten Tasche zu gestatten, und die Tasche wird aus der Formeinrichtung weitertransportiert.

Bei der Formeinrichtung 13 werden die Taschen paarweise über die Bahnbreite nebeneinanderliegend in einem einzigen Arbeitsgang der Taschenformeinrichtung ausgebildet, doch können sie auch einzeln oder in beliebiger Zahl (entweder quer über die Bahnbreite oder in Vorschubrichtung der Bahn) geformt werden, je nach der Größe der Taschen und den Abmessungen der Formeinrichtung. Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung kann zum Beispiel die Taschenformeinrichtung 13 so ausgebildet sein, daß jeweils vier Taschen, zwei quer zur Bahn und zwei in Längsrichtung der Bahn, ausgebildet werden. Die Form 16 ist austauschbar, sodaß die Form und die Zahl der Taschen je nach den zu verpackenden Gegenständen geändert werden kann.

Gemäß der Erfindung werden die Taschen durch thermoplastische Verformung der Bahn 12 ausgebildet, und die Bahn ist nach der Ausbildung der Taschen entspannt, im Gegensatz zu ähnlichen Arbeitsgängen mit Schrumpffolien, bei denen das Material beim Bilden der Taschen gestreckt und dann im gespannten Zustand gelassen wird.

Die untere Bahn 12 mit den in diesem Arbeitsgang geformten Taschen 1U gelangt von der Taschenformeinrichtung 13 in eine Füllstation 19, wo sie entweder von Hand oder automatisch durch eine Maschine mit den zu verpackenden- Gegenstän-

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den 2o gefüllt werden, in diesem Fall mit einer Speckschnitte oder einem kleinen Bratenstück.

Nach der Füllstation 19 wird das obere Bahnmaterial 21 über die untere Bahn 12 gelegt, sodaß sie die in die Taschen 1ö abgefüllten Gegenstände bedeckt. Die obere Bahn 21 besteht aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie die untere Bahn und wird von einer Rolle 22 entnommen, und läuft über eine Umlenkrolle 23. bevor sie auf die Bahn 12 gelegt wird. In diesem Fall liegt die Schicht mit dem niedrigeren Erweichungspunkt auf der Unterseite der Bahn, sodaß die Schichten der beiden Bahnen mit dem niedrigeren Erweichungspunkt gegeneinander liegen und sich entlang dem Rand der Taschen berühren.

Gleichzeitig wird die obere Bahn, wenn sie über die Umlenkrolle 23 läuft, in Längsrichtung von einem Messer 2h geschlitzt, sodaß die Bahn auf die Vakuumschweißstation 26 mit einem mittleren Teilungsschlitz zuläuft, (dessen Lage in Fig. h durch eine gestrichelte Linie 26 angedeutet wird), wobei der Teilungsschlitz in der Mitte zwischen zwei quer zur Bahn angeordneten Taschen 18 verläuft.

Bevor die aufeinanderliegenden Bahnen in die Vakuumschweißstation 23 einlaufen, gelangen sie zwischen zwei Impulsschweißstäbe 29» die beim schrittweisen Durchfahren der Einrichtung die beiden Bahnen in Querrichtung zwischen zwei Taschenpaaren miteinander verschweißen. Diese Schweißverbindungen, die sich quer über die ganze Breite der Bahn erstrecken, stellen sicher, daß die Bahnen beim Durchlaufen der restlichen Arbeitsgänge ihre relative Lage zueinander einhalten.

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Die Vakuumschweißkammer 2ü wird im einzelnen in Fig. 2 und Fig. 3 im Querschnitt gezeigt; sie enthält einen oberen Teil 3o (Fig. 2) und einen unteren Teil 31 (Fig. 3). Beide Teile sind aus einem Material wie zum Beispiel Aluminiumlegierung hergestellt, das eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt. Der obere Teil 3o ist fest und ist mit einer in Umfangrichtung verlaufenden Dichtungswand 32 versehen, die einen Raum 33 abgrenzt, in dem zwei mit Heizwiderständen versehene Heizplatten 34 untergebracht sind. Der Raum 33 ist mit einem Hauptvakuumanschluß 35 versehen, und Wasserkühlkanäle 36 sind im oberen Teil 3o untergebracht und an eine gemeinsame (nicht gezeigte) V/a s servers orgung angeschlossen.

Aufgrund des beschränkten Raums in der Vakuumschweißkammer sind die Heizplatten 34 nur etwn 5 mm dick und sind aus einem elektrisch leitenden Maschengitter- oder Folientnaterial hergestellt, das in Plattengummi eingebettet und in £andwichform zwischen zwei Metallplatten eingeschlossen ist. Die Außenflächen der Platten, die mit dem Bahnmaterial in Berührung kommen, können mit einem nichtklebenden Material wie zum Beispiel PTFE beschichtet werden.

Der untere Teil 31 der Vakuumkammer besteht aus einer Grundplatte 37 , die mit Vakuumanschlüssen 38 versehen ist, und aus Außenwänden 39, deren obere Ränder 4o gegen die in Umfangrichtung verlaufende Dichtungswand 32 des oberen Teils 3o zum Anschlag gebracht werden können. Der untere Teil 31 besitzt auch eine Längstrennwand 41, die in der Bewegungsrichtung der Bahnen verläuft und eine obere Fläche 42 besitzt, die (entsprechend der nachfolgenden Beschreibung) mit einem beweglichen Schweißstab 45 in Berührung kommt,

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der im oberen Teil 3o untergebracht ist.

Der gesamte untere Teil 31 kann in vertikaler Richtung (wie in Fig. 1 dargestellt) zwischen einer unteren Stellung, bei der die Taschen 1b in die Kammer eingeführt bzw. weitertransportiert werden, und einer angehobenen Stellung, die während des Vakuumschweißvorgangs eingenommen wird, auf und ab bewegt werden. Zu diesem.Zweck ist der untere Teil 31 auf die Kolbenstange einer Luftzylinderanordnung 46 montiert, und diese Vertikalbewegung wird in zeitlicher Abstimmung mit dem schrittweisen Vorschub der Taschen durch die Vakuumschweißstation gesteuert.

Die Hüllwände 39 und die Wand 41 teilen den unteren Teil 31 in zwei Abschnitte 43 und 44, und die Formen 48 und 49, deren Form für die Aufnahme der Taschen 18 gestaltet ist, sind in diesen entsprechenden Abteilungen untergebracht. Diese Formen sind austauschbar, damit sie an die Größe der Taschen angepaßt werden können, und in Fig. 3 werden zwei verschiedene Abteilungen gezeigt, wobei die Form 49 auf der rechten Seite der Zeichnung für Speckschnitten und die Form 48 auf der linken Seite der Zeichnung für Br?itenstücke gedacht ist. In der Praxis werden im allgemeinen in beiden Abteilungen die gleichen Formen verwendet werden. Die Formen werden lediglich durch die Wände 39 und 41 positioniert und können durch einfaches Herausheben aus der entsprechenden Abteilung entfernt werden.

Die Formen sind mit Vakuumöffnungen 5o versehen, die mit den Vakuumanschlüssen 3ö in Verbindung stehen.

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Der untere Teil 31, und damit die Formen 46 und 49, wird durch elektrische Heizeinsätze 51 auf der Außenseite des unteren Teils 31 beheizt. Diese Heizeinsätze weisen die gleiche Konstruktion auf wie die Heizplatten 34. Während des Betriebs der Vorrichtung werden diese Heizeinsätze dauernd beheizt, desgleichen auch die Heizplatten 34. Die Heizeinsätze 51 bringen die Oberflächentemperatur der Formen auf ungefähr 12o°C, und um die Wärmeübertragung des unteren Teils 31 zu verbessern, werden die Formen vorteilhafterweise aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit wie zum Beispiel Aluminiumlegierung hergestellt. Im oberen Teil 3o und auf der Außenseite des unteren Teils 31 sind für die Temperaturüberwachung dieser Teile Thermoelemente 53 vorgesehen, und diese Thermoelemente können für die Steuerung der Stromzufuhr zu den Heizeinsätzen verwendet werden, um zum Beispiel eine konstante vorgewählte Temperatur aufrechtzuerhalten. Da auf der Unterseite der Taschen kein Schmelzvorgang erforderlich ist, werden die Bodenflächen 52 der Formen aus einem nicht wärmeleitenden Material hergestellt, um eine Übererwärmung der Gegenstände zu vermeiden.

Wenn die Taschen in die Vakuumschweißstation eingefahren werden, ist der untere Teil der Kammer 31 in der in Fig. gezeigten unteren Stellung. Nach dem Positioniervorgang wird der Luftzylinder 46 betätigt und der untere Teil 31 wird bis zum Anschlag gegen ■ den oberen Teil 3o angehoben, wodurch die obere und untere Bahn zwischen den heißen oberen Flächen 4o der Wände 39 und der in Umfangrichtung verlaufenden Wand 32 des oberen Teils 3o eingeklemmt und im Inneren der Vakuumkammer hermetisch verschweißt werden. Die beiden Bahnen schmelzen entlang der Berührungslinie, und es wird

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eine Dichtnaht gebildet, die rund um den Umfang der Taschen in der Vakuumkammer verläuft. Das Innere der Taschen bleibt gegen den Innenraum der Vakuumkammer nur durch den mittleren Längsschlitz offen, der entlang der gestrichelten Linie 26 in Fig. 4 verläuft.

In der geschlossenen Stellung der Teile 31 und 3o ist die obere Bahn 21 in Berührung mit den Heizplatten 34, und die Taschen 18 sind in engem Kontakt mit den Wänden der Formen Ae und 49. Die von diesen Platten und von den Formen übertragene Wärme hebt rasch die Temperatur des Bahnmaterials an, und gleichzeitig wird der Innenraum der Vakuumkammer durch den Hauptvakuumanschluß 35 und die Vakuumanschlüsse 3ö evakuiert. Die Luft wird aus den Taschen durch den mittleren Schlitz abgesaugt, und das Innere der Vakuumkammer und der Taschen wird auf etwa 4 Torr evakuiert.

Während des Vorgangs verläuft der Längsschlitz in der gleichen Richtung wie der Schweißstab 45 und etwas unterhalb desselben, und um die Evakuierung der Taschen zu beschleunigen, ist der querverlaufende Schweißstab 45 mit Bohrungen 54 versehen, die in Bohrungen 55 enden, die ihrerseits mit dem Hohlraum 33 der Vakuumkammer in Verbindung stehen. Die Lage des Schweißstabes 45 verhindert auch, daß die freien Kanten der oberen Bahn zu beiden Seiten des Schlitzes sich im Luftstrom aufwerfen und dadurch die anschließende Schweißung unmöglich wird.

Der Schweißstab 45 ist auf den Boden einer Platte 56 montiert, die über eine Balganordnung 57 am oberen Teil der Vakuumkammer befestigt ist, die normalerweise durch eine (in Fig. 2 gezeigte) Druckfeder 58 im zusammengedrückten

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Zustand gehalten wird; das Innere 59 der Balganordnung ist mit einem Druckluftanschluß 60 verbunden, und beim Erreichen des vorbestimmten Vakuums in der Kammer (und damit in den Taschen) wird die Druckluftleitung zum Anschluß 60 freigegeben und der Schweißstab 45 wird nach unten gegen den Druck der Federn 50 in Berührung mit der oberen Bahn zu beiden Seiten des Schlitzes gebracht. Der Stab 45 drückt das Bahnmaterial gegen die heiße obere Fläche 42 der Trennwand 41, wodurch zu beiden Seiten des Schlitzes eine Schweißnaht gebildet wird, die den SchweißVorgang rund um den Rand der einzelnen Taschen abschließt.

An diesem Punkt des Arbeitsablaufs wurden durch die von den beheizten Flächen in der Kammer auf die Bahnen übertragene Hitze die inneren Schichten mit niedrigem Schmelzpunkt aufgeschmolzen, und bei einem vorbestimmten Vakuum öffnen die Ventile, mit denen die Vakuumanschlüsse gesteuert werden, und belüften die Kammer, wodurch das Bahnmaterial rund um das in den Taschen verpackte Produkt zusammenfällt. An den Berührungsrändern der Bahnen, das heißt in den Zonen zwischen den Taschen und auf den Seiten der Taschen schmilzt das Bahnmaterial zusammen und bildet um den Gegenstand eine völlig hermetische Abdichtung. Der untere Teil 31 der Vakuumkammer wird dann nach unten in die in Fig. 1 gezeigte Stellung gefahren, und die evakuierten und verschweißten Packungen 62 werden aus der Maschine heraustransportiert und gelangen zur Trenneinrichtung, in der sie voneinander und vom Rest des Bahnmaterials abgetrennt werden.

Durch das vollständige Schmelzen der einander gegenüberliegenden Folien rund um die Gegenstände wird die Zahl der in dieser Vorrichtung anfallenden undichten Packungen

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äußerst gering im Vergleich zu den meisten bekannten Verpackunfsverfahren gehalten; in der Praxis wurde mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der Erfindung eine Reduzierung der Zahl der undichten Packungen um ca. 95 % erreicht.

Das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden. Bei einer AusfUhrungsform kann zum Beispiel nach dem Anbringen der in Umfangerichtung verlaufenden Schweißnähte rund um die Packungen weiterhin durch die VakuumanschlUsse evakuiert werden, wodurch der Unterdruck in der Vakuumkammer auf einen Wert reduziert wird, der unter dem in den verschweißten Taschen herrschenden Unterdruck liegt. Dadurch bläht sich das verschweißte Bahnmaterial auf und es bildet sich der bestmögliche Kontakt zwischen dem Material und den beheizten Flächen der Platten 34 und der Formen 48 und 49.

Bei einer weiteren abgeänderten Ausf Uhrungsform kann das Bahnmaterial entlang den Rändern der verschweißten Packungen perforiert sein, um die Evakuierung der Taschen zu erleichtern. Durch das Schmelzen der Folienschichten werden diese Löcher beim endgültigen Formen der Packungen dann ge schlossen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

( 1. Verfahren zum kontinuierlichen Verpacken von Gegenstän- ^—^den in vakuumdichten Packungen, die aus zwei aufeinanderliegenden Kunststoffschichten geformt werden, wobei nach dem Ausbilden von taschenförmigen Vertiefungen in der unteren durchgehenden Kunststoffbahn die Gegenstände in diese Taschen gepackt werden, eine zweite obere zusammenhängende Kunststoffbahn auf die obere Fläche der unteren Bahn so gelegt wird, daß sie Über den Taschen mit do>n Gegenständen liegt, und die beiden aufeinanderliegenden Bahnen in einen Vakuumschweißstand transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Kunststoffbahnen aus einem Laminat von zwei Kunststoffschichten besteht, von denen eine Schicht eine niedrigere Erweichungstemperatur besitzt als die andere Schicht, und daß bei der unteren zusammenhängenden Bahn die Schicht mit dem niedrigeren Erweichungspunkt oben liegt, während die obere zusammenhängende Bahn so auf die untere Bahn gelegt wird-, daß ihre Schicht mit dem niedrigeren Erweichungspunkt mit der entsprechenden Schicht mit niedrigerem Erweichungspunkt der unteren Bahn in Berührung kommt, und daß die aufeinanderliegenden Bahnen in eine kombinierte Vakuumschweiß- und Heizkammer (28) transportiert werden,

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Postscheckkonto: Karlsruhe 76878-764 Bankkonto: Deutsch· Bank AG Vllllngen (BLZ 68470038) 146332

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die mindestens eine der Taschen umschließt, daß das Innere der Kammer und damit das Innere der Tasche evakuiert und gleichzeitig die Kunststoffbahn innerhalb der Kammer erhitzt wird, wodurch die beiden aufeinanderliegenden Schichten entlang dem Rand der Tasche verschweißt werden, und daß daraufhin das Innere der Kammer belüftet wird, sodaß die erhitzten Schichten rund um die in der Tasche liegenden Gegenstände zusammenfallen, wobei die Schichten in der Kammer auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die inneren Schichten der Bahnen erweicht werden und sich rundherum an den Gegenstand anlegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite der Baiin mehrere Taschen ausgebildet werden und die Vakuumschweiß- und Heizkammer für die gleichzeitige Aufnahme mindestens einer solchen Taschenreihe ausgelegt ist.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Bahn vor dem Einführen der Bahnen in die Vakuumschweiß- und Heizkammer in Längsrichtung geschlitzt wird, wobei dieser Schlitz längs einer Linie (26) zwischen den quer zur Bahn nebeneinanderliegenden Taschen verläuft.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbringen einer Taschenreihe in die Vakuumschweiß- und Heizkammer vor dem Evakuieren der Kammer die beiden Bahnen rund um einen Teil des Randes jeder Tasche innerhalb der Kammer miteinander verschweißt werden, sodaß die

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Taschen durch einen vorbestimmten Randbereich evakuiert werden können.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen um ihre volle Randfläche der Taschenreihe verschweißt werden, wobei ein Längsschlitz zwischen zwei benachbarten Taschen offenbleibt, durch den die Taschen anschließend evakuiert werden können.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Evakuieren der Taschen durch den Schlitz die Verschweißung jeder Tasche durch eine Längsschweißvorrichtung (45) abgeschlossen wird, die so ausgelegt ist, daß die Bahnen zu beiden Seiten des Schlitzes miteinander verschweißt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung der Kammer fortgesetzt wird, nachdem alle Randschweißungen um jede Tasche ausgeführt sind, wobei das Material der Taschen sich aufbläht und dadurch eine bessere thermische Verbindung mit der Heizvorrichtung (34) erhält, die in der Vakuumschweiß- und Heizkammer untergebracht ist.

ö. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Taschenreihen Querschweißungen vorgenommen werden bevor die Taschen in die Vakuumschweiß- und Heizkammer eingebracht werden, um eine Relativbewegung zwischen der oberen und unteren Bahn während des Evakuie-

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rungs- und Heizvorganges zu verhindern.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der oberen und unteren Bahn aus einem Nylon/Polyäthylenlaminat besteht, in dem die Nylonschicht einen Erweichungspunkt im Bereich von 24o°C und die Polyäthylenschicht einen Erweichungspunkt im Bereich von 11o° C besitzt.

1o. Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen in vakuumgeschweißten Packungen, die aus zwei übereinandergelegten Bahnen besteht, von denen jede ein Laminat aus zwei Schichten von Kunststoffmaterial enthält, von denen eine Schicht eine niedrigere Erweichungstemperatur besitzt als die andere Schicht, zu der eine Einrichtung gehört, die in der ersten unteren zusammenhängenden Bahn quer zur Bahnbreite aufeinanderfolgende Reihen von Taschen formt, die zum Aufnehmen von Gegenständen bestimmt sind, sowie eine Einrichtung zum Auflegen einer zweiten oberen zusammenhängenden Bahn auf die obere Fläche der unteren Bahn, um die Taschen mit den darin enthaltenen Gegenständen abzudecken, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung eine Schlitzeinrichtung (24) enthält, mit der Längsschlitze in die obere Bahn entlang einer Linie angebracht werden, die zwischen benachbarten Taschen in der unteren Bahn verläuft, eine kombinierte Vakuumschweiß- und Heizkammer (28) zur Aufnahme der aufeinandergelegten oberen und unteren Bahn, eine Heizeinrichtung (34) innerhalb der Vakuum- und Heizkammer zum Heizen der oberen und unteren Bahnen, eine Schweißeinrichtung (32)

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zum Verschweißen der oberen und unteren Bahnen über einen Teil des Rnndes der Taschen, eine Evakuierungseinrichtung zum Evakuieren des Innenraums der Vakuumkammer und der Taschen, sowie eine Schweißeinrichtung (45) zum Verschweißen der oberen und unteren Bahnen auf dem restlichen Teil des Randes der Taschen, und eine Vorschubeinrichtung zum schrittweisen Transport der übereinandergelegten Bahnen durch die Vakuumschweiß- und Heizkammer.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumschweiß- und Heizkammer einen festen oberen Teil (3o) mit einer Heizeinrichtung, und einen vertikal beweglichen unteren Teil (31) enthält, der ebenfalls eine Heizeinrichtung (51) besitzt, die mit den der Taschenform entsprechenden Flächen (48, 49) ausgestattet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Kammer mit einer Zylinder- und Kolbenanordnung (46) versehen ist, die dazu dient, den unteren Teil zwischen einer angehobenen Stellung, in der er gegen den oberen Teil der Kammer anliegt, um einen Vakuumraum zu bilden, und einer abgesenkten Stellung, in der die Taschen ein- und ausgefahren werden, hin und her zu bewegen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißeinrichtung zum Verschweißen der oberen und unteren Bahn auf einem Teil des Randes des Taschen am oberen und unteren Teil der Vakuumkammer aufeinanderpassende Flächen enthält, die gegen das Bahnmaterial anliegen, wenn

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der untere Teil sich in der angehobenen Stellung befindet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1o bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schweißeinrichtung einen Schweißstab enthält, der im oberen Teil der Kammer untergebracht ist, und der sich entlang der Bewegungsrichtung der Bahnen erstreckt und vertikal zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Stellung auf und ab bewegt werden kann, wobei er in der unteren Stellung durch das Bahnmaterial hindurch gegen die Fläche (42) anliegt, die vom unteren Teil der Kammer gebildet wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Schweißstabes auf die genannte Schlitzeinrichtung ausgerichtet ist, und daß der Schweißstab so angeordnet ist, daß er die obere und untere Bahn zu beiden Seiten des durch die Schlitzeinrichtung erzeugten Längsschlitzes zusammenschweißt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstab mit öffnungen (54) versehen ist, die mit einem Vakuumanschluß (35) in Verbindung stehen, der in der Vakuumschweiß- und Heizkammer angebracht ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstab mit dem oberen Teil der Vakuumschweiß- und Heizkammer durch eine Balganordnung (56, 57) verbunden ist, deren Innenraum mit einem Druckluftanschluß

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(60) in Verbindung steht, und daß der Schweißstab normalerweise durch eine Druckfeder (50),die auf den unteren Teil (56) der Balganordnung wirkt, in die angehobene Stellung gedrückt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1o bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung im oberen Teil der Vakuumschweiß- und Heizkammer eine oder mehrere flache Heizplatten enthält, in die elektrische Heizwiderstände eingebaut sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1o bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizten Flächen im Inneren der Vakuumschweiß- und Heizkammer, die beim Arbeitsgang gegen das Bahnmaterial anliegen, mit einem nichtklebenden Belag beschichtet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1o bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Querschweißeinrichtung (29) enthält, die in Vorschubrichtung der Vakuumschweiß- und Heizkammer vorgelagert ist, und die zur Herstellung von Querschweißungen zwischen benachbarten Reihen von Taschen quer zur Bahnbreite dient, bevor die Taschen in die Vakuumschweiß- und Heizkammer eingebracht werden.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1o bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Trenneinrichtung enthält, mit der die einzelnen Verpackungen nach Beendigung des Vakuumschweißvorgangs von der Bahn abgetrennt werden.

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