DE3015847A1

DE3015847A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von vakuum-skin-verpackungen

Info

Publication number: DE3015847A1
Application number: DE19803015847
Authority: DE
Inventors: Ralf F. Dipl.-Wirtsch.-Ing. 8961 Buchenberg Paulsen; Dietmar 8940 Memmingen Send
Original assignee: Dixie Union Verpackungen GmbH
Current assignee: Dixie Union Verpackungen GmbH
Priority date: 1980-04-24
Filing date: 1980-04-24
Publication date: 1981-10-29
Also published as: DE3015847C2; JPS5737508A; ATE14555T1; EP0039056B1; EP0039056B2; EP0039056A1

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ

DR. DIETER F. MORF · If ·

DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

24. April 1980

Postanschrift / Postal Address Postfach ΒΘΟΙΟ9. 8OOO Münc

Pienzenaueretraße 28

Telefon 98 32 22

Telegramme: Chemindue München

Telex: CO) 523993

200380

DIXIE-UNION VERPACKUNGEN GMBH Römerstr. 12, 8960 Kempten, Bundesrepublik Deutschland

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Vakuum-Skin-Verpackungen

130044/0356

30158A7 ■5·

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Vakuum-Skin-Verpackungen

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Herstellen von Vakuum-Skin-Verpackungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des An-Spruches 4. 'vjk-:

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der US-PS 3 634 993 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Versiegelung der Ober- und der Unterbahn ausschliesslich durch atmosphärischen Druck oder durch Druckluft, die auf eine oder auf beide Bahnen^wirken. Die äusseren Zonen der Siegelplatte sind jedoch gekühlt und eine Konturensiegelung ist daher nicht möglich. Es entsteht bei dem bekannten Verfahren zwar eine flächige Versiegelung der Bahnen miteinander/ jedoch ergibt sich insbesondere bei Packgut mit grossen Höhenabmessungen der Nachteil, dass sich während der Verformung der Oberbahn in ihr Spannungsfalten bilden, welche bis zum Rand der Packung verlau- fen können. Im Bereich dieser Falten sind die beiden Bahnen nicht immer einwandfrei zusammen versiegelt. Je nach Grosse der Falten dringt Luft sofort oder allmählich in die Packung ein, so dass diese undicht ist und der Inhalt verdirbt.

1300U /0356 BAD ORIGINAL

Aus der US-PS 3 267 634 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuum-Skin-Verpackung bekannt, bei dem zwischen den Bahnen die Luft abgezogen wird und danach noch während des Bestehens des Vakuums die Packungsränder durch Wärme zusammengesiegelt werden. Nachteilig ist bei dem bekannten Verfahren, dass sich die Folien erst nach dem Zusammensiegeln der Ränder eng an das Packgut anlegen und daher, je nach der Stärke des angelegten Vakuums und der Form des Packguts, eine bestimmte Menge Luft in der Packung verbleibt.

Der Atmosphärendruck wirkt auf die Packung erst ' nach dem öffnen der Vakuumkammer ein. Da die Bahnen nicht vorerwärmt werden, entsteht zwischen ihnen keine flächenhafte Siegelung oder Verschweissung.

-ο-:

Aus der US-PS 3 260 032 ist es bekannt, Packgut, das auf einer steifen Unterlage liegt, mit einer Folie zu drapieren, wobei die Luft zwischen der Unterlage und der Folie abgezogen wird und die Folie im Bereich des Packungsrandes mit der Unterlage durch mechanischen Druck und durch Wärme verbunden wird. Die Oberbahn wird in den Randbereichen erwärmt. Durch eine spezielle Ausbildung des Randes des Oberteils der Vakuumkammer entsteht beim Verschliessen der Vakuumkammer an einzelnen Stellen eine Siegelung. Die Evakuierung der Vakuumkammer erfolgt durch Kanäle im Klemmring zwischen den einzelnen Siegelungspunkten. Die endgültige Siegelung wird durch atmosphärischen Druck auf die Oberbahn er-

reicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch das auch bei

Packgut von grosser_sHöhe eine luftdichte Skin-Ver-35

ORIGINAL INSPECTED

130044/0356

BAD ORIGINAL

packung hergestellt werden kann, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 4 gelöst.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch das zusätzliche Zusammensiegeln der Bahnen durch mechanischen Druck und Wärme, was nachfolgend als Konturensiegelung bezeichnet wird, die Grosse der Bahnen besser ausgenutzt werden, d.h. das Packgut kann im Verhältnis zu der Abmessung der Bahnen grosser sein als bei reiner Flächensiegelung. Während bei der Flächensiegelung rund um'-Öäs Packgut ein Rand von mindestens 20 mm bestehen muss, genügt es bei dem erfindungsgemässen Verfahren, einen Rand von ■ ca. 10 mm vorzusehen.

Die für einen Verpackungszyklus benötigte Zeit kann dadurch verringert werden, dass die Oberbahn bereits vor dem Einlegen des Packgutes vorerwärmt wird. Bei einem zyklisch arbeitenden Verfahren kann diese Vorerwärmung stattfinden, während die vorhergehende Skin-Verpackung hergestellt wird.

Die Erwärmung der Unterbahn kann während des Abziehens der Luft zwischen den Bahnen stattfinden.

Nach dem Abziehen der Luft zwischen den Bahnen wird vorzugsweise zuerst an die Oberbahn und dann an die Unterbahn Luftdruck an der vom Packgut abgewandten Seite angelegt, um die Bahnen gegen das

130044/0356

Packgut zu drücken.

Insbesondere/ wenn sehr dünne Folien als Bahn verwendet werden_f ist es zweckmässig, nicht nur die 5 Oberbahn, sondern auch die Unterbahn an den seitlichen Rändern durch Förderketten zu führen. Die Unterbahn wird dabei bis unmittelbar vor die Vakuumkammer geführt. Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird die Vakuum-Skin-Verpackung durch die Führungskette der Oberbahn aus der Vakuumkammer herausbewegt und zieht dabei die Unterbahn nach. Wird die Unterbahn bis unmittelbar vor die Vakuumkammer durch eigene Führungsketten geführt, so wird auf die Siegelungsnähte durch die nachgezogene Unterbahn nur wenig

Kraft ausgeübt. "Oc-:

Wird vor der Vakuumkammer eine Vorheizstation angeordnet, so kann dies dazu führen, dass die Oberbahn, die sich aufgrund der Erwärmung in ihrem plastischen Zustand befindet, durchhängt. Um dieses Durchhängen zu vermeiden, ist es zweckmässig, die Führungsketten der Oberbänn divergieren zu lassen, so dass sich ihr Abstand vergrössert. Dadurch wird die Oberbahn auch nach dem Erwärmen und beim Einführen in die Vakuumkammer gespannt

■" gehalten.

In der Vakuumkammer wird die Luft zwischen den Bahnen abgezogen. Es müssen hierzu Vorkehrungen getroffen werden, dass sich die Bahnen nicht bereits bei ihrem Einführen in die Vakuumkammer berühren und zusammenkleben. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Bahnen unter einem spitzen Winkel zueinander in die Vakuumkammer einlaufen und sich erst am Ende der Vakuumkammer berühren.

Damit sich die Bahnen auch nach dem Schliessen der Vakuum-

130044/0356 OHtGlHAL INSPECTED

• ο·

kammer nicht sofort berühren, ist im Unterteil der Vakuumkammer vorzugsweise eine in der Höhe verschiebbare Siegelplatte angeordnet, die sich nach dem Schliessen der Vakuumkammer zunächst in ihrer tiefen Stellung von einigen Millimetern unterhalb des Öffnungsrandes des Unterteils befindet, so dass zwischen den Bahnen ein entsprechender Spalt freibleibt, durch den die Luft abgezogen werden kann. Nach dem Abziehen der Luft und etwa gleichzeitig mit dem Einlassen der Aussenluft in das Oberteil wird die Siegelplatte angehoben und siegelt sie die beiden Bahnen zwischen sich und dem Siegelgummi am Öffnungsrand des Oberteils zusammen. Damit das Packgut auf der Unterbahn glatt in die Vakuumkammer einläuft, ist über das Unterteil vorzugsweise ein Gewebeband gespannt, die die Unterbahn auf ¹^ ihrem Weg durch die Vakuumkammer stützt und verhindert, dass die Unterbahn und das Packgut unmittelbar auf der beheizten Siegelplatte aufliegen.
Beim Freigeben der Unterbahn durch deren Führungsketten unmittelbar vor der Vakuumkammer werden die Führungskettenglieder durch Kettenräder nach unten umgelenkt. Es besteht dabei die Gefahr, dass die Mitnehmerlaschen der Führungskette die Ränder der Unterbahn beschädigen. Um dies zu vermeiden, werden vorzugsweise die Mitnehmerlaschen seitlich weggekippt, so dass sie beim Umlenken der Förderketten mit den Seitenrändern der Unterbahn nicht in Berührung kommen können. Das seitliche Wegkippen der Mitnehmerlaschen wird dadurch erreicht, dass die Mitnehmerlaschen auf einen zentrisch zum Kettenrad angeordneten konischen Abhebering auflaufen.

Äusführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in zum Teil vereinfachter Form die verschie-

130 0 A4/0 356

• denen Komponenten der Vakuumverpackungs

vorrichtung und deren gegenseitige Anordnung;

Fig. 2 die Vakuumkammer im Schnitt quer zur Förderrichtung;

Fig. 3 in Gegenüberstellung eine Vakuumverpackung mit Flächensiegelung und eine Vakuumverpackung mit Flächensiegelung und zusätzlicher Konturensiegelung;

Fig. 4 die vor der Vakuumkammer angeordnete Vorheizstation für die Oberbahn;

Fig. 5 oben im Schnitt undvimten in Draufsicht das Unterteil der Vakuumkammer einschliesslich Unter- und Oberbahn und dem Packgut;

Fig. 6 und 7 die Vakuumkammer in geöffnetem Zustand, wobei zwei Beispiele dafür dargestellt sind,

wie ein vorzeitiges Aneinanderhaften der ^;e Bahnen vermieden werden kann;

Fig. 8 oben im Querschnitt und unten in Draufsicht die Führung der Oberfolie unter der Vor

heizstation;

Fig. 9 im Schnitt die Führungskette für die Ober- oder Unterbahn mit geöffneten Klemmgliedern;

Fig. 10 eine Darstellung ähnlich der von Fig. 9 mit

seitlich gekippten, geöffneten Klemmgliedern;

Fig. 11 in einer Explosionsdarstellung ein Klemmglied der Kette und

130044/0356
ORIGINAL INSPECTED

Fig. 12 die Strukturierung des Siegelgummis.

Durch das Verfahren kann Packgut jeder Art, insbesondere auch verderbliche Lebensmittel, vakuumverpackt werden. Die Verpackung besteht aus einer Oberbahn und einer Unterbahn 2, die zusammengesiegelt sind. Die Bahnen bestehen aus thermoplastischen Kunststofffolien, insbesondere aus Folien thermoplastischer Ionomer-Harze auf der Basis von vernetzten fithylencopolymeren, wie sie unter der Handelsbezeichnung Surlyn bekannt sind. Die Unterbahn 2 kann jedoch auch aus Karton oder einem anderen starren Material bestehen, das einen überzug aus einem thermoplastischen Material aufweist und daher mit der· Oberbahn

'5 heißsiegelbar ist. Die Sieg~elüng der Bahnen besteht aus einer Flächensiegelung und einer zusätzlichen durch Druck und Wärme hergestellten Siegelung in einem schmalen Randstreifen 20, die hier als Konturensiegelung bezeichnet wird.

Bei einer Vakuum-Skin-Packung, die nur eine Flächensiegeräng besitzt, besteht die Gefahr, dass durch Falten 21, die sich insbesondere bei Packgut grosser Höhe kaum vermeiden lassen, je nach der Grosse der *5 Falten Luft sofort oder allmählich in die Packung eindringt. Durch den Luftsauerstoff wird dabei die Haltbarkeit von Lebensmitteln verkürzt.

Durch die zusätzliche Konturensiegelung werden der-

artige Falten 21 am Rand der Packung abgedichtet.

Die Vakuum-Skin-Packung wird in der Weise hergestellt, dass das Packgut 5 auf die Unterbahn 2 gelegt wird und

über dem Packgut 5 die bereits vorerwärmte Oberbahn 35

1300-44/0356

angeordnet wird. Zwischen den Bahnen und um das Packgut 5 herum wird die Luft abgezogen und gleichzeitig wird auch die Unterbahn 2 soweit erwärmt, dass sie plastisch ist. Darauf wird durch mechanischen Druck in dem schmalen Randstreifen 20 die Konturensiegelung bewirkt und wird durch Luftdruck auf die Aussenseite der Oberbahn 1 die Oberbahn 1 an das Packgut 5 und gegen die Unterbahn 2 gelegt. Der Rändstreifen erstreckt sich um die gesamte Packung herum. Die Packung 3 kann dann von den Bahnen getrennt werden und etwaige Randteile der Bahnen ausserhalb des Randstreifens 20 können abgeschnitten werden.

Die Temperaturen, auf die die Oberbahn 1 und die Unterbahn 2 erwärmt werden, -u/id der Druck, der auf den Randstreifen 20 ausgeübt wird, hängen von dem Folienmaterial und dessen Stärke ab. Bei Verwendung einer Surlyn-Folie als Material für die Ober- und · die Unterbahn wird die Oberbahn auf eine Temperatur von etwa 100°C erwärmt und erfolgt die Erwärmung der Unterbahn durch Kontakt mit einer auf ca. 90⁰C erwärmten Siegelplatte. Der im Randstreifen 20 ausgeübte Druck liegt in der Grössenordnung von 200 N/cm² Dieser Druck wird für die Dauer von etwa 1 Sekunde ausgeübt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Unterbahn 2 seitlich durch Führungsketten 4 über einen Tisch 22 geführt,.auf dem das Packgut 5 von Hand

oder mechanisch auf die Unterbahn 2 gelegt wird. Die Führungsketten 4 laufen um Kettenräder 23, 24 am Anfang und am Ende des Tisches 22. Die Unterbahn 2 wird dabei von einer Vorratsrolle 26 abgewickelt und bei dem ^am.Anfang des Tisches 22 an-

1300U/0356 ORIGINAL INSPECTED

geordneten Kettenrad 23 von Klemmgliedern 27 der Führungskette 4 erfasst. Die Klemmglieder 27 und deren Arbeitsweise werden später noch im einzelnen

beschrieben.
5

Die Oberbahn 1 wird durch eine Führungskette 7 mit den gleichen Klemmgliedern 27 wie die Führungskette 4 von einer Vorratsrolle 26 abgewickelt und unter einer Vorheizstation 8 vorbeigeführt, in der die ^ Oberbahn 1 soweit erwärmt wird, dass sie plastisch ist. Nach der Vorheizstation 8 läuft die Oberbahn 1 in eine Vakuumkammer 9 ein. Die Oberbahn 1 wird auch beim Durchlaufen durch die Vakuumkammer 9 "und danach bis zur Ausgabe der Vakuumpackung durch die Führungskette 7 geführt. Die Oberban'r? '1 muss daher breiter als die Vakuumkammer 9 sein, da die Führungskette 7 nicht durch die Vakuumkammer 9, sondern seitlich daran vorbeiläuft. Die Unterbahn 2 wird bei dem unmittelbar vor der Vakuumkammer 9 angeordenten

Kettenrad 24 freigegeben und die Unterbahn 2 wird hinter dem Kettenrad 24 von der Oberbahn 1, ausgehend von der Stelle, wo beide Bahnen zusammengesiegelt sind, mitgenommen.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Unterbahn 2 nicht durch Führungsketten 4 zu führen, sondern nur ausgehend von der Siegelungsstelle, durch die Oberbahn 1 mitnehmen zu lassen. In der Unterbahn 2 können sich dann jedoch Zugfalten bilden. Ausserdem besitzen die für die Bahn verwendeten thermoplastischen Kunststoffe im warmen Zustand eine sehr kleine mechanische Festigkeit, so dass die Gefahr besteht, dass die Unterbahn 2 reisst oder die Oberbahn 1 entlang ihren beiden Führungsketten 7 abgetrennt wird. Diese

Nachteile werden durch die synchron mit der Führungs-

130044/0356

' kette 7 laufende Führungskette 4 der Unterbahn 2 vermieden.

Die Vakuumkammer 9 besteht aus einem anhebbaren und absenkbaren Oberteil 10 und einem stationären Unterteil 11. Das Oberteil 10 ist kastenförmig ausgebildet und ist nach unten offen. Am waagrechten Teil des Öffnungsrandes ist ein Siegelgummi 14 angebracht. Das Unterteil 11 besitzt eine Aussparung für eine Siegelplatte 12, die durch hydraulische oder pneumatische Einrichtungen anhebbar und absenkbar ist. Die Siegelplatte 12 wird auf ihrer gesamten Oberseite beheizt, insbesondere auch in den Randbereichen, da" die Randbereiche der Unterbahn 2 zur Herstellung der Konturen-

'5 siegelung eine ausreichend h'Öfve¹ Temperatur besitzen müssen, um das Material plastisch und siegelbar zu machen. Zwischen der Siegelplatte 12 und dem Rand der Aussparung in dem Unterteil 11 ist nur ein geringer Zwischenraum von einigen Millimetern. In der abgesenk-

^iXJ ten Stellung der Siegelplatte 12 befindet sich deren Oberseite einige Millimeter, vorzugsweise 8 mm, unter clem Öffnungsrand des Unterteils 11. In ihrer angehobenen Stellung drückt die Siegelplatte 12 gegen den Siegelgummi 14 und zwischen beiden wird

dadurch die Konturensiegelung der beiden Folien hergestellt. Die Breiten- und Längenabmessungen der Siegelplatte 12 müssen daher etwas, nämlich um die Breite des Randstreifens 20 der Konturensiegelung, grosser sein als die lichte Breite und die lichte

Länge der offenen Unterseite des Oberteils 10. Unter Breite wird hierbei die Abmessung quer zur Transportrichtung und unter Länge die Abmessung längs der Transportrichtung der beiden Bahnen verstanden. Die Innenabmessungen der^Aussparung in dem Unterteil 11

130044/0356 ORIGINAL INSPECTED

liegen etwa in der Mitte zwischen den Innen- und Aussenabmessungen des Öffnungsrandes des Oberteils 10, so dass der äussere Teil des Siegelgummis 14 gegen'den Öffnungsrand der Aussparung des Unterteils 11 anliegt und als Dichtung wirkt. Der Siegelgummi 14 besitzt vorzugsweise eine Strukturierung, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist. Durch die Strukturierung wird einerseits erreicht, dass die beiden Bahnen mit hohem Druck zusammengesiegelt werden und wird andererseits vermieden, dass die Oberbahn 1 an dem Siegelgummi 14 festklebt. Die Strukturierung kann zum Beispiel rasterförmig sein, so dass die Oberfläche waffelgemustert ist. Ein geeignetes Material für den Siegelgummi 14 ist- Silikonkautschuk mit einer ShorehärCe- von ca. 70°. Der Siegelgummi 14 kann zum Beispiel dadurch mit dem Oberteil 10 verbunden sein, dass er ein T-förmiges Profil besitzt, das in eine entsprechende Nut des Oberteils 10 eingesetzt wird.

In der Vakuumkammer 9 wird die Vakuumpackung hergestellt^ Das Oberteil 10 wird dabei zunächst soweit angehoben, dass die Unterbahn 2 mit dem darauf angeordneten Packgut 5 und der darüber angeordneten

vorerwärmten Oberbahn 1 in die geöffnete Vakuumkammer 9 einlaufen können. Der Transport erfolgt dabei durch die Führungskette 7 der Oberbahn 1. Die Vakuumkammer 9 wird dann geschlossen, das

heisst das Oberteil 10 wird auf das Unterteil 11 auf-30

gesetzt, wobei der äussere Teil des Siegelgummis als Dichtung wirkt. Die Oberbahn 1, die breiter als die Vakuumkammer 9 ist, wird zwischen dem Siegelgummi 14 und dem Öffnungsrand des Unterteils 11 eingeklemmt. Die Unterbahn 2 ist-etwa so breit wie die Siegelplatte

, J30044/0356

12 und muss auf jeden"Fall breiter als die öffnung des Oberteils 10 und schmäler als die Aussparung im Unterteil 11 sein. Die Unterbahn 2 wird dadurch nur am vorderen und hinteren Ende der Vakuumkammer eingeklemmt, jedoch nicht seitlich.

Beim Einlaufen des Packgutes 5 und der Bahnen in die Vakuumkammer und beim Schliessen der Vakuumkammer wird die Oberbahn 1 zeltförmig über das Packgut 5 gespannt.

Nach dem Schliessen der Vakuumkammer 9 wird aus dem Unterteil 11 und damit auch um das Packgüt 5 herum die Luft abgesaugt, zum Beispiel durch ein^e an der Unterseite der Aussparung de-Sj^Unterteils 11 angebrachte Leitung. Während des Absaugens der Luft befindet sich die Siegelplatte 12 noch in ihrer abgesenkten Stellung, so dass zwischen der Oberbahn 1 und der Unterbahn 2 innerhalb der Vakuumkammer 9 ein Spalt bleibt, durch den die Luft um das Packgut herum abgesaugt werden kann. Der Spalt zwischen der Aussparung im Unterteil 11 und der Siegelplatte 12 ist ebenfalls so bemessen, dass die Luft durch ihn abgesaugt werden kann.

Im geschlossenen Zustand der Vakuumkammer 9 ist das Oberteil 10 durch die Oberbahn 1 luftdicht von dem Unterteil 11·abgeschlossen. Um beim Evakuieren des Unterteils 11 eine.n Druckausgleich zu erhalten, wird daher gleichzeitig auch das Oberteil 10 evakuiert.

Während des Evakuierens wird die Unterbahn 2 durch Heizeinr'ichtungen in der Siegelplatte 12 erwärmt und plastisch gemacht.
35

130044/0356 ORIGINAL INSPECTED

Nach beendeter Evakuierung wird die Siegelplatte 12 durch hydraulische oder pneumatische Einrichtungen, vorzugsweise durch Druckluftkissen 13, nach oben gegen den Siegelgummi 14 gepresst. Dadurch wird die Konturensiegelung zwischen den beiden Bahnen hergestellt und die Packung verschlossen. Während der Siegelzeit wird das Oberteil 10 der Vakuumkammer 9 belüftet, so dass der sich aufbauende atmosphärische Druck die erwärmte, plastische Oberfolie an das Packgut 5 anlegt und so die Packung formt. Durch den noch bestehenden Unterdruck im Unterteil 11 werden beide Bahnen in dem das Packgut 5 umgebenden Teil gemeinsam gegen die Siegelplatte 12 gepresst, wodurch die Flächensiegelung entsteht, bei der beide Bahnen auf der gesamten Fläche rings um das Packgut 5 versc-h,weisst werden.

Danach kann die Vakuumkammer 9 geöffnet werden, wozu zweckmässigerweise zuvor auch das Unterteil 11 belüftet wird. Durch die seitlich noch von ihrer Führungskette festgehaltene Oberbahn 1 kann die fertige Vakuumpackung dann aus der Vakuumkammer 9 herausgezogen werden, wobei gleichzeitig der zur Herstellung der nächsten Vakuumpackung benötigte Teil der Oberbahn 1 und der Unterbahn 2 mit dem darauf angeordneten nächsten Packgut 5 in die Vakuumkammer 9 gezogen werden. Beim Austreten aus der Vakuumkammer 9 gelangt die fertige Vakuumpackung 3 zunächst auf eine Kühlplatte 29 und dann in eine Einrichtung 30, in der die Vakuumpackung 3 in Längs- und Querrichtung von der Oberbahn 1 und der Unterbahn 2 abgeschnitten wird. Bis zu dieser Einrichtung 30 wird die Vakuumpackung von der Führungskette 7 transportiert.

Über dem Unterteil 11 der Vakuumkammer 9 ist zweckmässigerweise noch eine Trenneinrichtung angeordnet, die ein Festkleben der Unterbahn 2 verhindert. Als Trenneinrichtung kann ein hitzebeständiges und reibungsminderndes

130044/0356

Band über das Unterteil 11 gespannt sein, das durch Federn 31 auf der einen oder auf beiden Seiten des Unterteils 11 befestigt ist. Das Band ist vorzugsweise ein PTFE-beschichtetes Glasgewebeband 15. Die Spannung in dem Glasgewebeband 15 ist ausreichend, um das Packgut 5 zu halten und zu verhindern, dass die Unterbahn 2 mit dem darauf befindlichen Packgut 5 beim Einlaufen in die geöffnete Vakuumkammer 9, zu welchem Zeitpunkt sich die Siegelplatte 12 noch in ihrem abgesenkten Zustand befindet, unmittelbar auf der Siegelplatte 12 aufliegt. Dadurch soll zum einen eine übermässige Erwärmung des Packgutes 5 vermieden werden und soll zum anderen verhindert werden, dass die Unterbahn 2 und das Packgut 5 beim Einlaufen in die Vakuumkammer 9 über die,,S,tufe nach unten gleiten, die zwischen dem Rand der Aussparung im Unterteil 11 und der im beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa 8 mm tiefer liegenden Siegelplatte 12 entsteht, siehe Pig. 5.

Falls erforderlich, kann auch im Oberteil 10 der Vakuumkammer 9 eine Einrichtung zur weiteren Erwärmung der Oberbahn 1 vorgesehen sein. Wie in Fig. dargestellt, kann die Vakuumkammer 9 durch Trennwände 32 im Oberteil 10 unterteilt werden. An der Unterseite der Trennwand oder der Trennwände 32 ist wieder ein Siegelgummi 14 vorgesehen. In einer einzigen Vakuumkammer 9 können auf diese Weise gleichzeitig mehrere Vakuumpackungen 3 hergestellt werden.

In den Figuren 6 und 7 sind zwei Möglichkeiten dargestellt, wie die Oberbahn 1 geführt werden kann, um zu verhindern, dass sie bereits beim Einlaufen in die geöffnete Vakuumkammer 9 mit der Unterbahn 2 in Berührung kommt und an ihr festklebt. Gemäss Fig. 6 wird ein derartiges Festkleben dadurch verhindert, .dass die Führungskette 7 der Oberbahn 1

130044/0356

ORIGINAL iNSPECTED

durch das letzte vor der Vakuumkammer angeordnete Kettenrad 25 in einem spitzen Winkel zu der Unterbahn 2 und zur Ebene der Öffnung des Unterteils 11 der Vakuumkammer 9 geführt wird. Der spitze Winkel ist dabei etwa derart, dass die Oberbahn 1 am Einlaufende der Vakuumkammer 9 etwa 6 mm über der Unterbahn 2 einläuft. Dadurch wird sichergestellt, dass die beiden Bahnen nicht vorzeitig zusammenkleben und dass nach dem Schliessen der Vakuumkammer 9 zwischen beiden Bahnen ein ausreichender Evakuierungsspalt besteht. In Fig. 7 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, um dies zu erreichen. Hierbei ist die Oberbahn 1 im gesamten Bereich der Vakuumkammer 9 etwa um 6 mm angehoben.. Diese Anhebung ist in Fig. 7 über.tyyieben dargestellt.

Beim Schliessen der Vakuumkammer 9 wird die Oberbahn 1 dann auf den Rand des Unterteils 11 der Vakuumkammer 9 heruntergedrückt.

Die Siegelplatte 12 im Unterteil 11 der Vakuumkammer 9 wird elektrisch erwärmt. Durch den Kontakt der Sdaegelplatte 12 mit den übrigen Teilen der Vakuumkammer und durch Strahlung besteht die Gefahr, dass das Unterteil 11 insgesamt so stark erwärmt wird, dass die Bahnen an ihm festkleben. Um eine derartige unkontrollierte Erwärmung des Unterteils 11 zu vermeiden, wird vorzugsweise der Öffnungsrand des Unterteils 11 wassergekühlt.

Durch die Konturensiegelung werden zwar eventuelle Falten 21 in der Oberbahn 1 abgedichtet, dennoch ist es für einen störungsfreien Betrieb der Vorrichtung zweckmässig, Vorkehrungen zu treffen, die bereits das Entstehen derartiger Falten 21 verhindern. Eine der hierzu

*" getroffenen Massnahmen besteht darin, dass, wie bereits

130044/0356

erwähnt, auch die Uhterbahn 2 bis zur Vakuumkammer 9 durch eine Führungskette 4 transportiert wird. Zur Vermeidung von Falten trägt ferner insbesondere die in den Figuren 9 und 10 dargestellte Ausbildung der Klemmglieder 27 der Führungsketten 4, 7 bei, wie sie in dem DE-GM 7 219 147 im einzelnen beschrieben sind. Die Führungsketten 4, 7 bestehen aus einer Kette 33, z.B. einer Galischen Kette oder einer Buchsenkette. Die äusseren Kettenlaschen sind als Winkel 34 ausgebildet, die eine Mitnehmerlasche 16 und eine Schraubendruckfeder 35 tragen. Der waagrechte Teil des Winkels 34 bildet zusammen mit der Mitnehmerlasche 16 einens Schnabel, der die Oberbahn 1 bzw. die Unterbahn 2 festhält. Der Hauptteil der Mitnehmerlasche 16 befindet sich über dem Winkel 34 und wird 'durch die Schraubendruckfeder 35, die sich auf der gegenüberliegenden, unteren Seite des Winkels 34 befindet, gegen diesen gedrückt. Durch Druck von unten gegen die Mitnehmerlasche 16· öffnet sich der Schnabel und gibt die Bahn frei. Ein öffnen des Schnabels findet nicht nur beim Ergreifen und Freigeben einer Bahn statt, sondern zweckmässigerweise ^:Such dann, wenn die Führungsketten 4, 7 um Kettenräder 23, 24, 25 umgelenkt werden. Da die Schnäbel gegenüber den Bolzen der Kettenglieder in der Höhe versetzt sind, beschreiben die Schnäbel nämlich beim Umlenken der Ketten einen grösseren Weg als die Kettenglieder selbst, so dass die Bahnen beim Umlenken um Kettenräder ebenfalls einen grösseren Weg beschreiben müssen und daher gespannt werden.

Damit die Spannung in den Bahnen möglichst klein

130044/0356 ORIGINAL INSPECTED

• gehalten wird und sich insbesondere nicht an den Schnäbeln konzentriert, werden vorzugsweise die Schnäbel im Bereich der Kettenräder 23, 24, 25 geöffnet. Dies geschieht durch zentrisch oder ' exzentrisch zu den Kettenrädern 23, 24, 25 angeordnete Ringe oder Scheiben 17. Die exzentrischen Ringe oder Scheiben 17 sind so angeordnet, dass sich die Schnäbel möglichst früh öffnen, damit sich die Spannung und Dehnung der Bahn auf eine möglichst grosse Strecke verteilt.

Eine weitere mit der Führungskette 4 für die Unterbahn 2 verbundene Schwierigkeit besteht darin, dass beim Freigeben der Unterbahn 2 durch das vor der '5 Vakuumkammer 9 angeordnete Kettenrad 24 die Klemmglieder zwar ohne weiteres die." Unterbahn in der beschriebenen Weise freigeben können, die geöffneten Klemmglieder dann jedoch um das Kettenrad 24 herum' nach unten geführt werden. Dabei besteht die Gefahr,

^ζυ dass die angehobene Mitnehmerlasche 16 den Weg der Unterbahn 2 kreuzt und diese einreisst. Um eine derartige%eschädigung der Unterbahn 2 zu vermeiden, werden die Mitnehmerlaschen im Bereich des Kettenrades 24 nicht nur so wie in der Figur 9 dargestellt angehoben, sondern zugleich zur Seite gekippt, so dass sich der Abstand der Mitnehmerlaschen der zu beiden Seiten der Unterbahn 2 verlaufenden Führungsketten 4 vergrössert und grosser wird als die Breite der Unterbahn 2. Dies geschieht dadurch, dass der

exzentrische Ring oder die Scheibe 17 durch einen sich nach aussen konisch verjüngenden Abhebering ersetzt wird. Dadurch dass sich das untere Ende der Mitnehmerlasche 16 an dem Konus des Abhebering 18 anlegt, wird die Mitnehmerlasche 16 nicht nur

so wie in Fig. 9 senkrecht angehoben, sondern zugleich

130044/0356

seitlich aus dem Weg' der Unterbahn 2 weggekippt.

Bei der Führung der Oberbahn 1 unterhalb der Vorheizstation 8 vorbei wird vorzugsweise der Abstand zwischen den Führungsketten 7 vergrössert, um die Oberbahn 1 möglichst gespannt zu halten und ein Durchhängen der in der Vorheizstation 8 erwärmten Oberbahn ί zu verhindern. Würde die Oberbahn 1 beim Einlaufen in die Vakuumkammer 9 nämlich durchgängen, so würde dadurch die Faltenbildung beim überspannen des Packgutes 5 begünstigt. Dies ist im einzelnen in Fig. 8 dargestellt. Bei einer zum Beispiel 30 cm breiten Oberbahn 1 ist der Abstand der Kettenräder 25 nach der Vorheizstation um insgesamt etwa 5 mm grosser als der Abstand der Kettenräder 25 vor der Vorne !^station 8, das heisst die Oberbahn 1 wird in der Breite um etwa 5 mm gedehnt. Das Ausmass der Dehnung hängt selbstverständlich von dem Material, der Dicke und der Breite der Oberbahn 1 sowie der Temperatur ab, auf die die Oberbahn 1 durch die Vorheizstation 8 erwärmt wird.

In der^;^orheizstation 8 selbst kann die Oberbahn 1 durch Kontakt mit einer Heizplatte, durch Infrarotstrahler oder durch Heissluft erwärmt werden. 25

Eine Heizplatte hat den Nachteil, dass bei Änderung der zu beheizenden Länge der Oberbahn 1 die Heizplatte entweder ausgewechselt oder teilweise abgedeckt werden muss...Eine unterschiedliche Erwärmung

einzelner Zonen ist nur schwer realisierbar ausserdem muss die Oberbahn 1 entweder durch Vakuum oder durch Druckluft in Kontakt mit der Heizplatte gebracht werden, wodurch der mechanische Aufbau vergrössert

wird. .... .

Bei Verwendung eines Infrarot-Flächenstrahler ist es

130044/035 6

ORIGINAL INSPECTED

ebenfalls schwierig, die beheizte Länge zu ändern oder einzelne Zonen unterschiedlich stark zu erwärmen,, Der Einsatz von Heizelementen in Form von rechteckigen Quarzstrahlern oder Quarzröhren führt im allgemeinen ebenfalls zu einer ungleichmässigen Erwärmung der Bahn.

Vorzugsweise wird daher ein Strahlerfeld aus einzelnen Heizelementen 40 zusammengesetzt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Heizelemente 40 verlaufen quer zur Laufrichtung der Bahn. Um die beheizte Länge der Bahn der jeweiligen Taktlänge der Vorrichtung anpassen zu können, sind mehrere der Heizelemente einzeln abschaltbar. Zur unterschiedlichen Erwärmung einzelner Zonen können Heizelemente 40 unterschiedlicher Leistung eingesetzt werden. Die Leistung der einzelnen Heizelemente 40 kann ferner zum Beispiel durch Triacs gesteuert werden. Das gesamte durch die Heizelemente 40 gebildete Strahlerfeld ist in Längs-

richtung gegenüber der Vakuumkammer 9 einstellbar.

Vorzugsweise ist die Vakuumkammer austauschbar ausgebildet, so dass sie mit wenigen Handgriffen durch eine andere Vakuumkammer mit grösseren oder kleineren

Abmessungen ersetzt werden kann. Die pro Zyklus zugeführte Länge der Ober- und Unterbahn wird entsprechend der Längsabmessung der Vakuumkammer gesteuert. Die Ausbildung der Heizeinrichtung mit mehreren getrennt steuerbaren-Heizelementen 40, die Austauschbarkeit der Vakuumkammer und die Steuerung der Vorschublänge der Ober- und Unterbahn führen zusammen zu einer optimalen Anpassung der jeweiligen Packung an das Packgut.

13004A/0356

Leerseite

Claims

Patentansprüche

l.JVerfahren zum Vakuumverpacken von Packgut, bei dem das Packgut zwischen einer Unterbahn und einer Oberbahn eingelegt wird, zwischen den Bahnen die Luft abgezogen wird und anschliessend die Oberbahn durch Luftdruck gegen das Packgut und die Unterbahn gedrückt wird und mit der Unterbahn flächenhaft gesiegelt wird, dadurch gekennzeichnet,

dass die Oberbahn (1) und die Unterbahn (2) um das Packgut (5) herum in einem Randstreifen (20) zusätzlich durch mechanischen Druck und Wärme zusammengesiegelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberbahn (1) vor dem Einlegen des Packguts (5) erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbahn (2) während des Abziehens der Luft erwärmt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach

einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Einrichtung zur Zuführung der Oberbahn, mit einer Einrichtung zur Zuführung der Unterbahn, die schmäler ist als die Oberbahn, mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der Oberbahn, mit einer Vakuumkammer, die ein nach unten offenes Oberteil und ein nach oben offenes Unterteil aufweist, wobei in einer Aussparung des Unterteils eine gegen"das Oberteil bewegbare zumindest im Randbereich beheizte Siegelplatte angeordnet ist und der Öffnungsrand des Oberteils eine

130044/0356

solche Breite besitzt, dass er beim Schliessen der Vakuumkammer an dem üffnungsrand des Unterteils anliegt und dass die Siegelplatte in ihrer angehobenen Stellung mit dem Öffnungsrand des Oberteils überlappt, wobei die Oberbahn breiter ist als die Vakuumkammer und die Unterbahn breiter als die Innenabmessung der öffnung des Oberteils, jedoch schmäler als die Innenabmessung der Öffnung des Unterteils, dadurch gekennzeichnet,

dass der Öffnungsrand des Oberteils (10) mit einem Siegelgummi (14) versehen ist und eine Einrichtung (Druckluftkissen 13) vorgesehen ist, die die Siegelplatte (12) mit einer ausreichenden Kraft gegen den Siegelgummi (14) drückt, um zwischen der Oberbahn (1) und der Unterbahn (2) eine Ver-

schweissung herzustellen.
20

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet^ dass die Oberbahn (1) an ihren seitlichen Rändern durch Führungsketten (7) vom Einlauf bis zur Ausgabe der Vakuumpackung (3) geführt wird

und dass die Unterbahn (2) von ihrem Einlauf bis unmittelbar vor die Vakuumkammer (9) durch Führungsketten (4) geführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Vakuumkammer (9) eine Vorheizstation (8) für die Oberbahn (1) angeordnet ist und dass die Führungsketten (7) der Oberbahn (1) im Bereich der Vorheizstation (8) seitlich etwas divergieren. -

ORIGINAL INSPECTED

BAD ORIGINAL 130044/0356

^ij^

7. Vorrichtung nach- einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberbahn (1) im Bereich der Vakuumkammer (9) im spitzen
Winkel zur Unterbahn (2) zugeführt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelplatte (12) auf der gesamten Oberseite, allenfalls mit Ausnahme des vom Packgut (5) eingenommenen

Bereichs, beheizt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass über der"Siegelplatte (12) eine Trenneinrichtung angeordnet

ist. ,_vjr_,

ΙΟ. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsketten (4, 7) Mitnehmerlaschen (16) aufweisen und dass die Mitnehmerlaschen der Führungskette (4) beim Freigeben der Unterbahn (2) vor dereVakuumkammer (9) durch einen sich nach
aussen konisch verjüngenden Abhebering (18)
seitlich von der Unterbahn (2) weggekippt

werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegelgummi
(14) eine strukturierte Oberfläche aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, (liulurrh ijckcnn/.c i rlmet , d.uwi (Ht¹ V<ikuuiiik<tmiii<·! (9) austauschbar ausgeführt ist, die Vorheizstation (8) aus mehreren getrennt steuerbaren Heizelementen (40) besteht und die Vorschub-

lange I⁵Wt Ober- und der Unterbahn an die L.'inqnabinesiiung der Vakuumkammer anpassbar ist.

130044/03