DE3123768C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer evakuierten Verpackung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7.

Ein derartiges Verfahren und die zugehörige Vorrichtung sind aus der DE-OS 27 50 934 bekannt. Danach wird ein mit einem Artikel beladener Beutel aus wärmeerweichbarer oder wärmeschrumpfbarer Kunststoffolie in eine Vakuumkammer eingebracht und mit seinem Beutelhals zwei Siegelbalken positioniert. Nach dem Schließen des Deckels der Vakuumkammer wird diese evakuiert, wobei gleichzeitig ein Erwärmen des Kammerinneren durch einen Heißluftstrom erfolgt. Beim Evakuieren der Vakuumkammer wird auch die Luft aus dem Beutelinneren abgesaugt, so daß die erwärmte Beutelfolie auf den im Beutel befindlichen Artikel zusammenfällt und sich dessen Konturen anpaßt. Anschließend wird der Beutelhals noch in der Vakuumkammer von den beiden gegeneinander wirkenden Siegelbalken verschweißt. Danach kann die fertige Verpackung von Hand oder automatisch entnommen werden.

Aus der DE-OS 27 13 896 sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vakuum-Verpacken sperriger Waren bekannt, die in einem Beutel aus Kunststoffolie verpackt werden. Die Kunststoffolie besteht im allgemeinen aus zwei Schichten, von denen die innere einen geringeren Erweichungspunkt hat und dadurch das Verschweißen des Beutels begünstigt. Das Evakuieren erfolgt nicht kontinuierlich, sondern wird bei einem bestimmten Zwischendruck angehalten, bei dem das Verschweißen des Beutels erfolgt. Nach dem Verschweißen des Beutels wird die Evakuierung fortgesetzt, wodurch sich der nun geschlossene Beutel aufgebläht und in Kontakt oder zumindest in die Nähe von beweglichen Heizplatten gelangt, die die Kunststoffolie erhitzen und damit wärmeschrumpfbar machen. Nach einer vorgegebenen Erhitzungsdauer wird die Evakuierung beendet und die Kammer belüftet, wobei der Belüftungsdruck den geschlossenen Beutel zusammenfallen läßt und an die eingeschlossene Ware anpreßt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit denen das Erweichen bzw. das Schrumpfen der Beutelfolie dahingehend verbessert wird, daß diese sich ohne Lufteinschlüsse, gleichmäßiger und faltenfreier als beim Stand der Technik an den zu verpackenden Artikel anlegt und die Verpackung somit ein verbessertes Aussehen erhält.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 7 in Verbindung mit dessen jeweiligem Oberbegriff.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele beschrieben; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Einrichtung zur Bildung einer geschrumpften, vakuumversiegelten Verpackung mit einem Beutel aus wärmeschrumpfbarer Folie, der einen Artikel umgibt,

Fig. 2 eine Einzelheit der Beutelhaltemittel nach Fig. 1,

Fig. 3A und 3B Aufsichten auf zwei andere Ausführungsformen für Beutel in der Kammer,

Fig. 4 eine Aufsicht auf den unteren Teil der Kammer,

Fig. 5 ein Diagramm der Abnahme der Abnahme des Restluftdruckes in der Schrumpfkammer in Funktion der Zeit.

Die Verpackungnseinrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt eine Vakuumkammer 1, die aus einem unteren Kammerteil 2 und einem oberen Kammerteil oder Deckel 3 besteht.

In diesem Fall ist die in die Kammer 1 eingeführte Verpackung ein gefüllter, aber unversiegelter Beutel 4. Das Anheben des Kammerdeckels 3 ermöglicht es, den Beutel 4 auf ein Traggitter 5 zu legen, wobei die Verpackung genügend weit von den Seitenwänden der Kammer 1 entfernt ist, und hierauf die Schrumpfoperation durchzuführen.

Die Einrichtung nach Fig. 1 enthält im weiteren einen Temperaturfühler 6 (Fig. 4), der eine Anzeige der Lufttemperatur innerhalb der Kammer 1 vorsieht, da dies natürlich ein wesentlicher Faktor beim Schrumpfen der Verpackung darstellt. Der Temperaturfühler kann Teil eines Steuerstromkreises zur Regelung der Lufttemperatur in der Kammer 1 sein.

Die Kammer weist auch einen Druckfühler 7 zur Bestimmung des Restgasdruckes in der Kammer auf, da dieser Druck zur Steuerung des Evakuierungszyklus wesentlich ist.

Ferner weist die Kammer 1 Heizeinrichtungen auf, und zwar in Form von mehreren elektrischen Widerstandsheizungen 16 an den Wänden des unteren Teils 2 der Kammer 1, um das Innere der Kammer 1 aufzuheizen zwecks Wärmeerweichung und/oder Wärmeschrumpfung des Beutels 4. Damit wird ein gefälliges Aussehen sowie eine wirklich hohlraumfreie Berührung zwischen dem Beutel 4 und dem eingeschlossenen Artikel 21 in der fertigen Verpackung erreicht.

Bei dieser Ausführungsform weist die Kammer 1 ferner Luftumwälzeinrichtungen auf, im vorliegenden Fall zwei Ventilatoren 9 im unteren Kammerteil 2, um die Restluft in der Kammer 1 über das Äußere des Beutels 4 hinweg umzuwälzen, damit die notwendige Wärmeübertragung auf das Beutelmaterial für dessen Schrumpfung und/oder Erweichung stattfindet.

Unter dem Bodenteil der Kammer 1 befindet sich eine Vakuumpumpe 10, die notwendig ist, um den Druck des in der Vakuumkammer 1 verbleibenden Gases für noch zu beschreibende Zwecke herabzusetzen.

Gas, im vorliegenden Fall Luft, welches bzw. welche in die Vakuumkammer 1 vor oder während des frühesten Zeitabschnittes des Evakuierschrittes einströmt, wird bei Bedarf mittels einer elektrischen Widerstandsheizung 11 vorgewärmt, die sich in der Strömungsbahn der entlang einer Einlaßleitung 12 von einem Ventilator 13 in die Kammer 1 eingeblasenen Luft befindet. Diese Einlaßleitung 12 mündet mittels eines Ventils 14 in die Kammer 1 ein. Die Temperatur der vorgewärmten Luft in der elektrischen Widerstandsheizung 11 wird durch einen Temperaturfühler 15 abgetastet.

Die verschiedenen elektrischen Widerstandsheizungen 16 an den Seiten- und Endwänden des unteren Kammerteils 2, welche die Heizmittel in der Kammer umfassen, sind so angeordnet, daß die über die Packung in der Kammer 1 hinwegstreichende Luft auch durch die Heizungen 16 aufgewärmt wird. Ein Thermoschalter 17 (Fig. 4) überwacht die Temperatur der Kammerheizmittel.

Obschon in Fig. 1 nicht dargestellt, können gefüllte Beutel in kontinuierlicher Reihenfolge in die Kammer 1 mittels eines Einlaufförderbandes gebracht und ebenso mittels eines Auslaßförderbandes aus dieser wieder entfernt werden.

Die Kammer 1 gemäß Fig. 1 ist so ausgeführt, daß sichergetellt wird, daß bei laufenden Ventilatoren 9 die Luft in einer Zirkulationsströmung umgewälzt wird, welche sie direkt über die verschiedenen Heizungen 16 hinwegführt, um ihre Temperatur auf den für das Schrumpfen oder Erweichen durch Wärme verlangten Wert zu halten.

Der Betrieb der Einrichtung nach Fig. 1 bei Verwendung von Beuteln 4 aus wärmeschrumpfbarem, d. h. orientiertem Folienmaterial, ist wie folgt:
Ein gefüllter, jedoch unversiegelter Beutel 4 aus wärmeschrumpfbarer Verpackungsfolie wird in die Vakuumkammer 1 gelegt, und der Kammerdeckel 3 wird nach unten geschoben, um die Kammer 1 zu schließen und eine Versiegelung derselben entlang ihres Randes 20 zu ermöglichen. Eine Art von wärmeschrumpfbarer Folie für den Beutel 4 kann ein Dreischichtlaminat aus Äthylenvinylazetat, Polyvinylidenchlorid und bestrahltem Äthylenvinylazetat sein, wie in der US-Patentschrift 37 41 253 beschrieben und durch die Inhaberin unter dem Markenzeichen "Barrier bag" vertrieben.

Wenn die Kammer geschlossen ist, wird der Hals des Beutels in verschiedenen, voneinander einen Abstand aufweisenden Bereichen durch Berührung mit zwei Sätzen von rechteckwellig ausgeführten Klemmstäben 23, 24 (Fig. 2A) ergriffen. Jeder dieser Klemmstäbe 23, 24 weist Greifvorsprünge 25, 26 zur Umklammerung des Beutelhalses sowie voneinander Abstände aufweisende Nuten 27, 28 auf, um verengte Luftabzugdurchgänge im Beutelhals offenzulassen. Fig. 2B zeigt die Klemmstäbe 23, 24 in geschlossenem Zustand.

Die Verengung der Beutelmündung beim Eingriff mit diesen Klemmstäben 23, 24 stellt sicher, daß bei fortschreitender Evakuierung des Kammerinneren Gas (üblicherweise Luft) auch dem Inneren des Beutels 4 entzogen wird, jedoch in einem Ausmaß, das niedriger ist als die Evakuierrate der Kammer, und demzufolge bläht sich das Beutelmaterial auf und damit von der Oberfläche des Artikels 21 weg. Dieses Aufblähen, das für die vorliegende Erfindung wesentlich ist, kann aber auch in jeder geeigneten anderen Art und Weise herbeigeführt werden.

Wenn in der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens die Kammer wirksam durch Schließen des Deckels 3 mittels Aufsetzen desselben auf den unteren Kammerteil 2 verschlossen worden ist und die Mündung des Beutels 4 durch die Klemmstäbe 23, 24 verengt ist, wird die Vakuumpumpe 10 in Betrieb genommen, um Luft aus dem Inneren der Kammer 1 und damit aus dem Beutel 4 abzusaugen. Ebenso werden die Motoren der Ventilatoren 9 eingeschaltet, um die Luftzirkulation in der Kammer 1 aufzunehmen. Wegen der Verengung der Luftabzugsdurchgänge, die dank der Nuten 27, 28 der Klemmstäbe 23, 24 in der Beutelmündung verbleiben, sinkt der Druck innerhalb des Beutels 4 langsamer ab als der Kammerdruck außerhalb desselben, und der Beutel 4 bläht sich daher auf und vom Artikel 21 weg.

Sobald die verbleibende Luftmenge in der Kammer 1 auf einen Zwischendruckwert reduziert wurde, welcher dem Aufblähvorgang des Beutels 4 weg vom Artikel 21 entspricht, wird die Evakuierrate des Inneren der Kammer 1 unterbrochen. Der Zwischendruckwert kann beispielsweise von einer Größenordnung sein, die einer Luftrestmasse von 76% entspricht.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, den Druckausgleich zwischen dem Druck in der Kammer und dem Beutelinneren entweder durch Einführen einer geringeren Evakuierrate zu erzielen, während das Beutelmaterial aufgebläht ist und aufgeheizt wird, oder alternativ (und in manchen Fällen vorteilhafterweise) die Evakuierung zu unterbrechen, indem die Luftabsaugung aus der Kammer zeitlich begrenzt gestoppt wird. Dieses kurzfristige Stoppen kann entweder durch Anhalten der Vakuumpumpe 10 und Schließen eines Ventils 22 oder durch Schließen dieses die Vakuumpumpe 10 mit der Kammer 1 verbindenden Ventils 22 allein durchgeführt werden; hierbei bleibt dann die Vakuumpumpe 10 in Betrieb und senkt den Druck innerhalb eines nicht dargestellten Vakuumreservoirs ab, das später mit dem Inneren der Kammer 1 verbunden wird, wenn eine weitere Evakuierung derselben notwendig ist und das Ventil 22 wieder geöffnet wird.

Obschon in der Einrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4 der Wert des Zwischendruckes durch den Druckfühler 7 in der Kammer 1 abgetastet wird, besteht der wesentliche Faktor darin, daß die Evakuierung der Kammer 1 entweder angehalten oder verlangsamt werden sollte, wenn der Beutel 4 sich von der Oberfläche des Artikels 21 weg aufgebläht hat. Da der Aufblähvorgang von Faktoren abhängt, die einem bestimmten Los von Artikeln 21 gemeinsam sind (beispielsweise von der Oberflächentemperatur, des im Artikel enthaltenen Luftanteils und der Natur der Oberfläche, beispielsweise der Klebrigkeit des Artikels), kann es von Vorteil sein festzustellen, wann das Aufblähen am wahrscheinlichsten beginnt und dann das Verfahren zeitlich so abzustimmen, daß die Evakuierung für alle Artikel des Loses zur gleichen Zeit verlangsamt oder angehalten wird. Alternativ kann eine Art von Fühlermechanismus zur physischen Abtastung des Aufblähens verwendet werden. Bei Bedarf kann auch irgendein anderes Steuermittel verwendet werden.

Zu diesem Zeitpunkt bewirkt die durch die Ventilatoren 9 erzeugte, über den Beutel 4 hinwegstreichende heiße Restluftströmug innerhalb der Kammer 1 ein Zurückschrumpfen des aufgeblähten Teils des wärmeschrumpfbaren Kunststoffbeutels 4 auf den im Beutel abgepackten Artikel 21.

Weil während des Wärmeschrumpfschrittes der Beutelhals an verschiedenen, in Abständen voneinander angeordneten und durch die verschiedenen Vorsprünge 26, 27 der Klemmstäbe 23, 24 gebildeten Bereichen festgeklemmt ist, zwischen denen obere und untere Siegelstangen 18 angeordnet sind, wird so ein weiteres Entweichen von Luft aus dem Beutel ermöglicht, während der Rest des Beutels 4 zurück auf die Oberfläche des Artikels 21 schrumpft. Dadurch wird ein praktisch knitterfreier Überzug für den Artikel 21 erzielt; trotzdem bleibt aber der Beutelhals versiegelbar, wenn die Siegelstangen 18 zusammenschließen und sich hierbei berühren.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden die oberen und unteren Klemmstäbe 23, 24 durch den unteren Kammerteil 2 bzw. den Kammerdeckel 3 getragen, so daß sie beim Schließen der Kammer 1 automatisch zusammenschließen und sich berühren. Alles, was die Bedienungsperson ausführen muß, um dafür zu sorgen, daß die Luftabsaugung aus dem Inneren der Verpackung hinter derjenigen des Kammerinneren in einen für das Aufblähen des Beutels notwendigen Ausmaß zurückbleibt, liegt darin sicherzustellen, daß der Hals des Beutels 4 vor dem Schließen der Kammer 1 auf den unteren Klemmstab 23 aufgelegt wird.

Gegebenenfalls kann bei Einführung der gefüllten Beutel 4 in die Kammer 1 mittels eines Förderbandes dieses von einer Art sein, die dafür sorgt, daß beim Anhalten des Beutels 4 der Beutelhals korrekt für das Einklemmen positioniert wird, ohne die Notwendigkeit, daß eine Bedienungsperson dies ausführen muß.

Wie leicht verständlich, sind (nicht dargestellte) Mittel vorgesehen, um die obere oder die untere der Siegelstangen 18 gegen die andere oder beide gegeneinander zu bewegen, um eine Schweißberührung für die Beutelversiegelung herbeizuführen.

Bei Bedarf kann bei der Einrichtung nach den Fig. 1 und 4 ein anderer Beutelhalte- und -schließmechanismus vorgesehen werden. So kann beispielsweise der Beutelhals in der Kammer 1 beim Schließen derselben in einem Ausmaß zusammengerafft werden, die dem Bedarf nach Aufblähen des Beutels 4 weg vom Artikel 21 während der Evakuierung der Kammer 1 entspricht, und eine Klammer kann dann am Beutelhals angebracht werden, nachdem die Evakuier- und -schrumpfoperation durchgeführt worden sind.

Ein solches Mittel für die Verklammerung innerhalb der Kammer 1 ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 13 53 157 dargestellt.

Der Artikel 21 liegt auf Rollen 31 auf (Fig. 3A, 3B), welche das luftdurchlässige Gitter 5 als Auflage für den Gegenstand bilden, dennoch aber die heiße Schrumpfluftströmung rund um die gesamte Oberfläche des Artikels herum durchtreten lassen.

Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist eine, bei welcher das Beutelmaterial vom wärmeschrumpfbaren Typ ist, nämlich ein Kunststoffmaterial, das durch Strecken orientiert, vorzugsweise biaxial orientiert worden ist, so daß die Anwendung von Wärme eine Schrumpfwirkung des Beutelmaterials aufgrund seiner Streckung bewirkt.

In jedem üblichen Schrumpfprozeß, der nach dem Versiegeln stattfindet, ist das Ausmaß der Wiedergewinnung der in der Folie vorhandenen Schrumpfung (d. h., das Ausmaß, in welchem die Folie in ihre ursprüngliche Form vor dem orientierenden Strecken zurückkehren kann) durch den Temperaturabfall der Folie bei ihrer Berührung mit dem Artikel begrenzt. Indem man nun dafür sorgt, daß in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von wärmeschrumpfbarem Material der Erwärmungsschritt stattfindet, während sich die Folie im aufgeblähten Zustand befindet und bevor das Verpackungsmaterial um den Artikel herum versiegelt wird, ist es möglich, erheblich mehr aus der in der Folie vorhandenen Schrumpfung herauszuholen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch bei nichtschrumpfbaren Materialien angewendet werden. So kann sogenanntes selbstverschweißendes Beutelmaterial, beispielsweise ein Laminat aus Nylon und ein Äthylenvinylazetat-Copolymer, als Verpackungsfolie verwendet werden. Bei einer Temperatur, die eher unter derjenigen liegt, welche für das Wärmeschrumpfen einer orientierten Folie erwartet werden muß, weicht solch eine selbstschweißende Folie in einem Ausmaß auf, daß sie beim Zurückfallen auf den Artikel infolge Druckausgleichs innerhalb und außerhalb der Umhüllung oder Tasche (d. h. des Beutels 4) sich selber verschweißt und eine praktisch knitterfreie Verpackung ergibt. Obschon das Aussehen einer Packung bei Verwendung von wärmeschrumpfbarer Folie gefälliger sein kann, kann auch ein annehmbares Ergebnis mit dieser selbstschweißenden Folie erhalten werden.

Das Verfahren spielt sich derart ab, daß zu Beginn die Evakuierung der Kammer 1 und das langsamere Absaugen von Luft aus dem Beutel 4 vor sich geht, was zum Aufblähen des Beutelmaterials von der Oberfläche des Artikels 21 im Beutel 4 führt. Hierauf wird, wenn das Aufblähen den gewünschten Wert erreicht hat, der beispielsweise durch einen mechanisch arbeitenden Fühlermechanismus wie oben beschrieben abgetastet oder auf die bereits verstrichene Evakuierzeit oder den Druckwert in der Kammer bezogen werden kann, die Evakuierung der Kammer 1 beträchtlich verlangsamt oder sogar vorzugsweise vollständig eingestellt, und dem Beutel wird Wärme zugeführt, um ihn aufzuweichen.

Da sich schließlich durch das Entweichen von Gas durch den verengten Hals des zwischen den Klemmstäben 23, 24 gehaltenen Beutels 4 die Drücke innerhalb und außerhalb der Verpackung ausgleichen, kann das Beutelmaterial auf die Oberfläche des Artikels 21 zurückfallen. Da es während dieses Erwärmungsschrittes nicht in Berührung mit dem Artikel 21 ist, wird keine Wärme durch Abgabe an den Artikel 21 verloren, bis die Folie diesen berührt. Zu diesem Zeitpunkt verschweißt sich die Folie selbst und gibt der Verpackung ein gefälliges Aussehen.

Fig. 3A und 3B stellen ein bevorzugtes Merkmal der Einrichtung dar insofern, als die Klemmstäbe 23, 24, von denen lediglich die oberen Klemmstäbe 24 dargestellt sind, L-förmig angeordnet sind und ebenso die Siegelstangen 18. Dies erlaubt es, mehrere kurze Beutel 4 seitlich nebeneinander entlang der längeren Seite der L-förmigen Anordnung anzuordnen, wie dies aus Fig. 3B hervorgeht. Alternativ kann gemäß Fig. 3A ein einziger länglicher Beutel 4 so in der Kammer 1 angeordnet werden, daß der Beutelhals am kürzeren Schenkel des durch die Klemmstäbe 23, 24 und Siegelstangen 18 gebildeten L festgeklemmt wird.

Der Aufblähvorgang vor dem eigentlichen Erwärmungsvorgang gewährleistet einen sicheren Abstand des Kunststoffmaterials des Beutels 4 vom relativ kühlen Artikel 21 im Beutel 4. Dieses Material ist daher viel eher in der Lage, zu schrumpfen und/oder aufzuweichen, da die vom heißen Luftstrom auf dieses Beutelmaterial übertragene Wärme nicht unmittelbar durch Wärmeleitung auf den Artikel 21 weitergeleitet wird.

Die Unterbrechung der Evakuierung während des Schrumpfens dauert nur eine kurze Zeitspanne, beispielsweise von 2 bis 8 Sekunden, vorzugsweise 6 Sekungen. Die Evakuierung wird dann wieder aufgenommen, sobald die aufgeblähte Fläche des Beutelmaterials infolge der Schrumpfwirkung der Folie und/oder des Druckausgleichs innerhalb und außerhalb des Beutels 4 auf die Oberfläche des Artikels 21 zurückgefallen ist.

Anschließend daran setzt sich die Evakuierung der Kammer durch kontinuierlichen Betrieb der Vakuumpumpe 10 fort, bis der Restdruck in der Vakuumkammer 1 auf einen Endwert von beispielsweise 5% der Retluftmasse abgesunken ist.

Bei derjenigen Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher die Gasumwälzung in der Kammer durch die Ventilatoren 9 unterstützt wird, können diese Ventilatoren 9 bei Bedarf im Dauerbetrieb laufen, so daß die Luft trotz ihrer in der Kammer 1 stetig abnehmenden Dichte immer noch in der Lage ist, ein weiteres Schrumpfen des Beutelmaterials auf die äußere Form des Artikels 21 durchzuführen.

Während der Evakuierung müssen die Ventilatoren 9 bei Bedarf bis zum Erreichen des Zwischendruckes in der Kammer 1 nicht in Betrieb genommen werden, um es dem Beutelmaterial zu ermöglichen, sich so rasch wie möglich ohne die Schrumpfwirkung der Luftströmung aufzublähen. Hierbei hat sich dann bereits ein ausreichendes Aufblähen ergeben, bevor die Schrumfpwärme zum Einsatz kommt.

Nach Beendigung der Evakuierung wird der Beutelhals versiegelt, in diesem Fall durch das Zusammenschließen der Siegelstangen 18 sowie durch Energiezufuhr zu diesen.

Hierauf wird das Ventil 14 geöffnet, um das Wiederansteigen des Druckes in der Kammer 1 zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise durch Verwendung von Luft geschehen, die durch die Heizung 11 vorgewärmt worden ist. Der Kammerdeckel 3 wird hierauf angehoben, um die Entfernung der fertiggeschrumpften und versiegelten Verpackung aus der Vakuumkammer 1 zu ermöglichen.

Die Heizungen 16 innerhalb der Kammer dienen dazu, die Lufttemperatur um die Verpackung herum auf einem Wert zu halten, der für den notwendigen Wärmeaustausch zum aufgeblähten Beutelmaterial zwecks Erzielung einer Schrumpfung des Beutels ausreichend ist. Wird jedoch eine Zwangsumwälzung der Luft in der Kammer mittels der Ventilatoren 9 angewendet, brauchen die Heizungen 16 nicht dauernd in Betrieb zu stehen, sofern zum Zeitpunkt, da der Beutel 4 sich vom Artikel 21 weg aufgebläht hat, die Lufttemperatur in der Kammer 1 auf einem Wert ist, der für das Schrumpfen der Verpackung ausreichend ist.

Temperaturen von 90 bis 140°C können beim Aufblähen benötigt werden, um im Falle einer biaxial orientierten, schrumpfbaren Folie das Schrumpfen zu erzielen. Der genaue Wert der Temperatur hängt von Faktoren ab wie von der Art der Folie oder dem Grad der Orientierung. Im Falle der selbstschweißenden Folie ist die Selbstschweißtemperatur des Folienmaterials von wesentlicher Bedeutung.

Eine vollautomatische Version der Einrichtung nach Fig. 1 bis 4 kann in Betracht gezogen werden, in welcher all die verschiedenen Prozeßparameter überwacht werden und die Einrichtung zeitlich gesteuert wird, damit sie automatisch von der Einführung eines gefüllten Beutels 4 in die Kammer 1 bis zum automatischen Abtransport der versiegelten Verpackung in Betrieb steht.

Der genaue Wert des ersten Zwischendruckes ist innerhalb gewisser Grenzen variabel.

Die in Fig. 5 voll ausgezogene Linie stellt eine Form des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, bei welcher der Zwischendruck nach zwei Sekunden erreicht wird, wobei dieser Zwischendruck von etwa 75% für weitere sechs Sekunden beibehalten wird, worauf der Druck auf einen Restwert von rund 6% nach Ablauf einer Gesamtzeit von 14 Sekunden abfällt.

Eine erste mögliche Änderung im Druckverlauf ist durch die strichpunktierte Linie in Fig. 5 dargestellt. Bei ihr wird derselbe Zwischendruckwert eingestellt, aber nur für drei Sekunden, worauf die weitere Evakuierung wieder aufgenommen und ein Restdruck von rund 6% nach insgesamt zehn Sekunden vom Beginn der Evakuierung erreicht wird.

Ein drittes mögliches Verfahren ist durch die gestrichelte Linie dargestellt. Bei diesem setzt sich die anfängliche Evakuierung der Kammer 1 fort, wenn der Zwischendruckwert etwa 75% beträgt und die Verpackungsfolie sich vom Artikel 21 weg aufgebläht hat. Die Evakuierung dauert dann in reduziertem Ausmaß für etwa sechs Sekunden an, um das Aufblähen durch das kontinuierliche Absaugen der Luft außerhalb der Verpackung zu verlängern, während das Gas innerhalb der Verpackung durch den verengten Beutelhals entweicht, und schließlich wird nach dem Zusammenfallen des Beutels 4 das Ausmaß der Evakuierung wieder angehoben, um den Kammerdruck auf den für das Versiegeln verlangten niedrigen Wert zu reduzieren.

Der genaue Wert des Zwischendruckes kann beispielsweise durch die Art des zu verpackenden Artikels bestimmt sein. Rohes Fleisch, das eine besonders haftende Oberfläche aufweist, hat eine Tendenz, der Trennung des Beutelmaterials während des Aufblähens entgegenzuwirken, und demzufolge kann ein niedrigerer Zwischendruckwert notwendig sein, um ein ausreichendes Aufblähen zu gewährleisten, bevor der Schrumpfvorgang mittels Warmluft beginnt.

Für jedes gegebene Los von Artikeln sollte der Druck in der Kammer sowie die Verengungswirkung der Klemmstäbe 23, 24 derart sein, daß der Beutel veranlaßt wird, sich in einem Ausmaß aufzublähen, bei welchem ein sofortiger Verlust der von der Warmluft auf das aufgeblähte Beutelmaterial übertragenen Wärme infolge Wärmeleitung an den relativ kühlen Artikel im Beutel mit Sicherheit vermieden wird. Im weiteren sollte, wenn, wie im vorliegenden Fall, die Wärmeanwendung auf der Zirkulation der Warmluft über die aufgeblähte Verpackungsfolie beruht, der Restluftdruck nicht derart weit abgesenkt werden, daß die thermische Kapazität der in der Kammer 1 verbleibenden Luft während des Schrumpfvorganges bei diesem Zwischendruck für einen wirksamen Wärmeübergang unwirtschaftlich niedrig ist. Der Zwischendruck liegt vorzugsweise im Bereich von 60 bis 85%, am besten bei rund 75% des Restluftdruckes.

Wie bereits früher erwähnt, beeinflussen die Temperatur des Artikels, die Art der Verpackungsfolie (z. B. des Beutels 4) und das im Artikel enthaltene Gasvolumen ebenfalls den Aufblähvorgang.

Im allgemeinen ist die Einrichtung auf verschiedene Werte des Zwischendruckes einstellbar, um zu gewährleisten, daß der Beutel zum Zeitpunkt, da die Schrumpfwärme zur Anwendung gelangt, stets genügend aufgebläht ist.

Bei Bedarf kann sich, z. B. beim Verpacken von besonders weichen Artikeln wie Rahmkäse, eine Weichvakuumverpackung ergeben, wobei der Evakuierschritt sehr bald nach Wiederaufnahme der Druckabsenkung unterhalb des Zwischendruckes beendet wird.

Wie oben erwähnt, kann die Zufuhr warmer Luft nur während der Wiederbelüftung der Kammer 1 erfolgen. Die Einleitung der Warmluft in die Kammer 1 kann aber auch bei Bedarf vorgesehen werden, während der Deckel 3 sich absenkt, und bis zu dem Moment einschließlich desselben andauern, in welchem der Deckel 3 sich zwecks Abdichtung des Randes 20 auf den unteren Kammerteil 2 aufsetzt, unter der Annahme, daß eine Evakuierung nicht vor dem vollständigen Abdichten der Kammer 1 möglich ist. Dies ergibt die bestmögliche Versorgung mit Warmluft innerhalb der Kammer 1 vor dem Evakuieren.

Denkbar ist es, daß der Betrieb des Ventilators 13 für die Zufuhr der Warmluft in die Kammer 1 im Zusammenhang mit dem Betrieb des Ventils 14 gesteuert wird.

Bei Bedarf kann die Verpackung mehere Artikel innerhalb derselben Umhüllung umfassen (beispielsweise in einem Beutel 4).

Ohne Rücksicht darauf, ob die Erwärmung mittels Luftzirkulation erfolgt oder nicht, kann die Wärmeanwendung bei Bedarf beginnen, sobald die Kammer geschlossen ist oder sobald ihre Evakuierung beginnt.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung einer evakuierten Verpackung, bei dem ein Artikel in einen an drei Seiten verschlossenen, flexiblen Beutel aus wärmeerweichbarer/wärmeschrumpfbarer Kunststoffolie gefüllt und mit dem Beutel in eine Vakuumkammer eingebracht wird, der Beutel in der geschlossenen Vakuumkammer erwärmt und evakuiert wird, nach dem Erwärmen und Evakuieren der auf den Artikel zusammengefallene Beutel (durch Bildung einer Schweißnaht) verschlossen wird und anschließend die Vakuumkammer wieder belüftet und geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Beutelhals durch Haltemittel so verengt wird, daß sich der Beutel aufgrund der stärkeren Druckabnahme in der Vakuumkammer gegenüber dem Beutelinneren aufbläht, daß nach dem Aufblähen des Beutels beim Erreichen eines Zwischendruckwertes die Evakuierung gestoppt oder reduziert wird, so daß ein Druckausgleich zwischen dem Druck in der Vakuumkammer und dem Beutelinneren erfolgen und der Beutel aufgrund der Wärmewirkung zusammenfallen kann, und daß dann die Evakuierung bis zum Erreichen eines gewünschten Vakuums fortgesetzt und danach der Beutel verschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhalten bzw. Reduzieren der Evakuierung zeitgesteuert erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhalten bzw. Reduzieren der Evakuierung bei Erreichen eines vorgegebenen Druckwertes erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhalten bzw. Reduzieren der Evakuierung durch ein Abtasten der Beutelgröße erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Beutels mindestens bei Erreichen des Zwischendruckes einsetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beutel durch Verklammern geschlossen wird.

7. Vorrichtung zur Herstellung einer evakuierten Verpackung, bei der ein Artikel in einen an drei Seiten verschlossenen flexiblen Beutel (4) aus wärmeerweichbarer/wärmeschrumpfbarer Kunststoffolie gefüllt und mit dem Beutel (4) in eine Vakuumkammer (1) eingebracht wird, wobei die Vakuumkammer (1) mit einer Evakuierungseinrichtung (10) verbunden ist sowie eine Belüftungseinrichtung (11 bis 14) aufweist und wobei innerhalb der Vakuumkammer (1) ein Träger (5) zum Tragen von mindestens einem Beutel (4), Heizeinrichtungen (16) zum Erweichen/Schrumpfen des Beutels (4), Umwälzeinrichtungen (9) zum Umwälzen von erhitzter Luft sowie Einrichtungen (18) zum Verschließen eines Beutels (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vakuumkammer (1) Haltemittel (Klemmstäbe 23, 24) angeordnet sind, die mit dem Verschließen der Vakuumkammer (1) den Beutelhals so verengen, daß der Beutel (4) sich beim Evakuieren der Vakuumkammer (1) aufbläht, daß Programmiermittel vorgesehen sind, die, wenn der Druck in der Vakuumkammer (1) auf einen im Vergleich zum Anfangsdruck niedrigeren Zwischendruck abgesenkt worden ist, die Evakuierungseinrichtung (10) verzögern oder anhalten und die nach einem erfolgten Druckausgleich zwischen dem Beutelinneren und der Vakuumkammer (1) die Wiederaufnahme der Evakuierung im vorherigen Ausmaß veranlassen, und daß Programmiermittel vorgesehen sind, die die genannten Mittel zum Erhitzen und Umwälzen so steuern, daß sie wenigstens dann in Betrieb sind, wenn der Druckwert in der Vakuumkammer (1) auf dem Wert des Zwischendruckes oder darunter ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel aus jeweils im Abstand zueinander im unteren Kammerteil (2) und im oberen Kammerteil (3) angebrachten, aufeinander ausgerichteten Klemmstäben (23, 24) bestehen, deren einander zugewandte Seiten beim Schließen der Vakuumkammer (1) sich bereichsweise berühren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstäbe (23, 24) sich mit rechteckförmigen Greifvorsprüngen (25, 26) berühren, die jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den im unteren Kammerteil (2) und im oberen Kammerteil (3) angeordneten Klemmstäben (23, 24) sich jeweils Siegelstangen (18) zum Schließen der Beutel (4) befinden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstäbe (23, 24) und Siegelstangen (18) jeweils benachbart zu zwei sich berührenden Seiten der Vakuumkammer (1) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Seiten der Vakuumkammer (1) in ihrer Länge unterscheiden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Programmiermitteln zur Steuerung der Evakuierungseinrichtung (10) ein Druckfühler (7) gehört, der den Zwischendruckwert in der Vakuumkammer (1) erfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Programmiermitteln zur Steuerung der Evakuierungseinrichtung (10) ein Fühlermechanismus gehört, der die Größe des Beutels (4) beim Aufblähen abtastet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltemittel eine Vorrichtung zum Zusammenraffen des Beutelhalses dient, die nach der vollständigen Evakuierung des Beutels (4) das Schließen des Beutels (4) mittels einer Klammer ermöglicht.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (11 bis 14) der Vakuumkammer (1) außer der Einlaßleitung (12) und dem Ventil (14) noch einen Ventilator (13) sowie eine Heizung (11) aufweist, die zur Vorerwärmung der Luft dient und durch einen Temperaturfühler (15) steuerbar ist.