DE3403534A1 - Vorrichtung zum begasen und zuschweissen von flachbeutel-verpackungen aus kunststoff - Google Patents

Vorrichtung zum begasen und zuschweissen von flachbeutel-verpackungen aus kunststoff

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DE3403534A1
DE3403534A1 DE19843403534 DE3403534A DE3403534A1 DE 3403534 A1 DE3403534 A1 DE 3403534A1 DE 19843403534 DE19843403534 DE 19843403534 DE 3403534 A DE3403534 A DE 3403534A DE 3403534 A1 DE3403534 A1 DE 3403534A1
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Ute Lägel
Michael 4516 Bissendorf Wohlberedt
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LAECOVAC VAKUUMTECHNIK GmbH
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Description

  • Vorrichtung zum Begasen und Zuschweißen
  • von Flachbeutel-Verpackungen aus Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begasen und Zuschweißen von Flachbeutel-Verpackungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Vielzahl verderblicher Güter, insbesondere aus dem Bereich der Nahrungsmittel oder sonstiger pflanzlicher oder tierischer Produkte,verlangt für ene etwaige Lagerung oder längere Transportwege nicht nur den mechanischen SchutzeinerVerpackung, sondern auch deren hermetischen Abschluß nach außen unter Einschluß eines besonderen Gases oder Gasgemisches. Beispiele als Befüllung verwendeter Gase sind Sauerstoff, Stickstoffgas oder Kohlensäuregas, es können aber auch Gasgemische vorgesehen sein unter Einschluß von Luft, wenn z.B. ein besonderer Grad an Trocknung oder Staubfreiheit vorgegeben ist.
  • Eine bekannte Vorrichtung zum Verpacken von Blumen in Frischhaltebeuteln weist eine Begasungsdüse - oder deren zwei - in Form eines abgeflachten Rohres auf, durch die hindurch ein Evakuierungsrohr geführt ist, und zwar so, daß dieses Evakuierungsrohr zum Absaugen der ursprünglich im Beutel vorhandenen Luft tiefer in den Beutel eingeführt werden kann. Damit soll der Beutel evakuiert werden können, ohne daß sich die Folie des Beutels vor der Absaugöffnung zusammenlegt und diese verschließt. Das Absaugrohr ist dabei nach und nach in die Begasungsdüse zurückzufahren, um den offenen Rand des Beutels für ein Verschweißen freizumachen.
  • Zuvor wird der Beutel mit dem gewünschten Gas aufgefüllt.
  • Mit dem Evakuieren sind für viele Anwendungsfälle unannehmbare Nachteile verbunden. Bei zahlreichen feuchten oder druckempfindlichen Nahrungsmitteln ist ein Verpacken nicht brauchbar, bei dem die Folie zunächst ringsum per Unterdruck an die Waren angelegt wird, an der- Ware anklebt, von der Ware verschmutzt wird oder aber die Ware verformt und ggf. zerstört. Für die Verwendbarkeit derartiger Vorrichtungen sind diese Nachteile auch dann durchgreifend, wenn durch das Evakuieren verursachte Probleme nur in einem kleinen Teil der Anwendungsfälle auftreten, da derartige Verpackungsvorrichtungen universell einsetzbar sein sollen.
  • Darüber hinaus ist eine dem Begasen vorangehende Evakuierung umständlich und zeitaufwendig, wobei die ausfahrbaren und vor dem Begasen wieder einzuziehenden Evakuierungsrohre als bewegliche Teile aufwendig und störungsanfällig sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zum Begasen und Zuschweißen von Flachbeutel-Verpackungen aus Kunststoff zu schaffen, die eine auch für kritische Waren schonende Begasung mit möglichst einfachen Mitteln und gas sparenden Funktionsabläufen bewirkt und die gleichzeitig bequem und schnell zu handhaben ist.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung nach dem Anspruch 1 gelöst.
  • Mit einer solchen Vorrichtung wird darauf verzichtet, zunächst die vorhandene Luft abzusaugen und danach Gas einzufüllen, die Vorrichtung ist vielmehr darauf gerichtet, gleichzeitig zu Begasen und zu entlüften, wobei ein randseitig in den Beutel hineingerichteter Begasungsstrahl um die Ware herum zu einer teilkreisförmigen Luft/Gas-Bewegung führt, bei der das Gas die Luft hinausschiebt. Gleichzeitig wird ein Absenken des Drucks im Beutel vermieden, vielmehr ist die Entlüftung eine Reaktion auf die Befüllung mit Gas, so daß jedenfalls feste und großflächige Anlagen zwischen Flachbeutel und Ware auszuschließen sind.
  • Die Erfindung macht dabei von einem generell bei Flachbeutelverpackungen rings um die Ware festzustellenden freien Ringraum Gebrauch, indem der Beutel vom ausgebauchten Mittelbereich zu den flach zusammengeschweißten Rändern hin zusammenläuft. Dieser liefert die Basis für einen verwertbaren Spülkanal, wobei es im weiteren nicht auf die genaue Form der verpackten Ware ankommt. Es haben sich vielmehr gute Entlüftungs- und Begasungsergebnisse bei sehr unterschiedlich geformten und strukturierten Waren gezeigt.
  • Wichtig dabei ist, daß die Begasungsdüse und die Entlüftungsöffnung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, vorzugsweise nahe den beiden Rändern des Flachbeutels im Bereich der Beutelöffnung. Dies schafft die besten Voraussetzungen für eine getrennte und damit an Vermischungsverlusten arme Durchspülung der Verpackung.
  • Die Entlüftungsöffnung kann im einfachsten Fall als Öffnung zwischen den Klemmbacken oder als nicht von den Klemmbacken mehr erfaßter Randabschnitt der Beutelöffnung ausgebildet sein, um hier die zunächst eingeschlossene Luft entweichen zu lassen. Vorzugsweise wird die Entlüftungsöffnung aber durch den definierten lichten Querschnitt eines Austrittsrohrs gebildet.
  • Mit einer derart definierten Entlüftungsöffnung ist es auch möglich, den Austrittsquerschnitt (z.B. durch teilweises Absperren) zu verkleinern und damit die Strömung zu drosseln, wenn die Verpackung einen größeren Gasdruck erhalten soll.
  • Andererseits ist es auch möglich, ein solches Entlüftungsrohr an eine Vakuumleitung (und damit eine Saugpumpe) anzuschließen, um die Entlüftung zu unterstützen.
  • Einstellmaßenahmen dieser Art im Bereich der Entlüftungsöffnung wie auch entsprechende Maßnahmen zurELhstellung der Begasung sind auch für die Handhabung von Interesse, da sich eine typische Einstellung als besonders praktikabel erwiesen hat, bei der eine ausreichende Begasung und Entlüftung gerade mit dem Befüllungszustand des Beutels zusammenfällt, in dem dieser voll aufgeblasen ist. Der Aufblaszustand des Beutels liefert dann eine sehr gut brauchbare Anzeige für. ein schnelles und zuverlässiges Arbeiten.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 Diagonalansicht der Vorrichtung in geschlossenem Zustand, Fig. 2 Diagonalansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in geöffnetem Zustand, Fig. 3 schematische Seitenansicht der Vorrichtung bei der Begasung, Fig. 4 Schrägansicht von oben zu Fig. 3, Fig. 5 Ansicht eines Greifhakens der Vorrichtung in Schließstellung und Fig. 6 Ansicht des Greifhakens nach Fig. 5 in Freigabe stellung.
  • Die aus Fig. 1 ersichtliche, insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Begasen und Zuschweißen von Flachbeutel-Verpackungen aus Kunststoff umfaßt einen kastenförmigen Grundkörper 2 mit einem frontseitigen Bedienfeld 3 für üblicherweise benötigte Steuerhebel, Tasten, Schalter, Anzeigegeräte u. dgl., die im einzelnen nicht dargestellt sind. Oberseitig über dem Grundkörper 2 deckt diesen eine Auflagefläche 4 weitgehend ab, wobei letztere mit einer Mechanik zur Höhenverstellung über einen seitlich unter der Auflagefläche 4 vor- stehenden Stellhebel 5 auf- und niederfahrbar gelagert ist.
  • Damit läßt sich die Auflage 4 in der Höhe nach Bedarf gegenüber einem insgesamt mit 6 bezeichneten Vorrichtungsteil zum Begasen und Zuschweißen von Kunststoff-Flachbeuteln verstellen, um bei höheren und bei flacheren Waren je nach der Ausbauchung der Beutel eine Ausrichtung auf deren mittlere Höhe beim Zuschweißen zu ermöglichen.
  • Der Vorrichtungsteil 6 umfaßt ein Paar von Schweißschienen 7,8 (vgl. Fig. 2) grundsätzlich bekannter Art, von denen die (untere) Schweißschiene 7 einen elektrisch auf mehr als die Schmelztemperatur von Kunststoffolien aufheizbaren Schweißdraht 9 (Fig. 3) aufweist, die andere Schweißschiene 8 dagegen im wesentlichen aus einem elastischen Kunststoff hoher Wärmefestigkeit besteht.
  • Die Schweißschiene 8 ist an einem Schwenkträger 10 befestigt, welcher eine durch Drehgelenke 11 und 12 parallel zu den Schweiß schienen 7 und 8 verlaufende Achse geschwenkt werden kann, so daß in einem geschlossenen Zustand gemäß Fig. 1 die Schweißschienen 7,8 übereinanderliegen, in einem von der Auflagefläche 4 weggeklappten Zustand gemäß Fig. 2 zwischen den Schweißschienen ein weiter, frei zugänglicher Zwischenraum vorliegt.
  • Im geschlossenen Zustand sind die Schweißschienen noch voneinander distanziert, da die untere Schweiß schiene 7 in ihrer Ausgangsstellung abgesenkt ist, um vor dem Verschweißen für Begasung und Entlüftung Platz zu lassen. Erst zum Verschweißen wird die untere Schweißschiene 7 durch (hydraulische oder pneumastische) druckmittelbetätigte Stellglieder nach oben gegen die Schweiß schiene 8 gefahren und gleichzeitig unter Heizstrom gesetzt. Die hierzu vorzusehenden Schalt-und Stelleinrichtungen sind nicht dargestellt und werden auch im einzelnen nicht beschrieben, da sie dem Fachmann ohne weiteres geläufig sind.
  • In der geöffneten Stellung des Schwenkträgers gemäß Fig. 2 werdenhinter bzw. zwischen den Schweißschienen 7,8 Klemmbacken 13,14 sichtbar, die im wesentlichen aus elastisch verformbarem Material, insbesondere einem weichelastischen Silizium-Schaumgummi bestehen. Diese Klemmbacken 13,14 dienen dazu, ein mit einer Ware gefüllten, längs einer Seite offenen Kunststoff-Flachbeutel randseitig längs der Beutelöffnung flach festzuklemmen und während einer nachfolgenden Begasung und Verschweißung zu halten. Während der Begasung sichern die Klemmbacken 13,14 auch eine dichte Anlage der flach aufeinanderliegenden Beutelränder in bestimmten Bereichen, die für einen Eintritt oder Austritt von Luft oder Gas nicht vorgesehen sind.
  • Zur Begasung ist eine Begasungsdüse 15 quer über die untere Klemmbacke 13 verlaufend so angeordnet, daß sie einem von zwei Längsrändern 16,17 der Auflagefläche 4 benachbart liegt, und zwar dem Längsrand 16. Der Strahl dieser Düse ist parallel zu diesem Längsrand 16 ausgerichtet. Die Düse ist an einem parallel zu den Klemmbacken 13,14 verlaufenden Rundstab 19 mittels eines Lagerkörpers 18 drehbeweglich gehalten, wobei die aus Fig. 2 ersichtliche Ausgangsstellung (bei rückgeklapptem Schwenkträger) vorsieht, daß die Begasungsdüse 15 von der Klemmbacke 13 leicht aufgerichtet ist.
  • Erst beim Niederklappen des Schwenkträgers 10 wird die Begasungsdüse 15 dicht zwischen den Klemmbacken 13 und 14 eingeklemmt. Die zugehörigen Bewegungen werden auch durch einen felxiblen Zuführungsschlauch 20 ermöglicht. In seitlicher Richtung aber liegt die Begasungsdüse 15 fest.
  • Auf dem Rundstab 19 ist auch ein Austrittsrohr 21 angeordnet, das genauer die Form eines horizontal flachgestreckten Doppelrohres hat, so daß der gewünschte lichte Austrittsquerschnitt mit wenig Bauhöhe erzielt wird. Der Querschnitt ist wesentlich größer als der der Begasungsdüse, um bei der Durchspülung des Beutels Luft leicht und drucklos herauszulassen. Der breitere Querschnitt fängt auch einen breiterm Spülstrom auf. Auch dieses Rohr ist schwenkbeweglich auf dem Rundstab 19 angeordnet, so daß es leicht von der Klemmbacke 13 abzuheben ist, was ein randseitiges Aufziehen eines Flachbeutels über das Austrittsrohr (und die Begasungsdüse 15) erleichtert.
  • Das Austrittsrohr 21 mündet hierzu in einen hohlen Lagerkörper 22, der nach unten hin offen ist. Das Austrittsrohr 21 liegt in einem Abstand von der Begasungsdüse 15, dessen Außenmaß sich etwa aus der Breite der Flachbeutel ergibt. Für unterschiedliche Flachbeutel kann der tagerkörper 22 längs des Randstabs 19 verschoben werden.
  • Die Handhabung der Vorrichtung ist dann so, daß ein Flachbeutel mit darin eingeschlossenem Gut auf die Auf lagefläche 4 gelegt wird und mit seiner Öffnung randseitig über die Begasungsdüse 15 und das Austrittsrohr 21 gestreift wird. Der Schwenkträger 10 wird dann mit Hilfe eines Handgriffs 23 zur Auflagefläche 4 hin geklappt, wobei die Klemmbacken 13,14 gegeneinanderpressen, zwischen sich die Folie zusammendrücken und batch die Begasungsdüse 15 und das Austrittsrohr 21 dicht umschließen.
  • Mit einem Handhebel 24 werden zwei Greifhaken 25 (von denen in Fig. 2 nur der rechtsseitige Greifhaken sichtbar ist) vom Grundkörper 2 her gegen zwei Bolzen 26 (nur der linksseitige Bolzen ist in Fig. 2 sichtbar) bewegt, die als Auflager für die Greifhaken 25 dienen. Die Greifhaken 25 werden dann bei Betätigung des Handhebels 24 um etwas mehr als eine viertel Drehung nach unten heruntergezogen und sichern den Schwenkträger 10 in seiner Schließstellung. Gleichzeitig wird mit dem Handhebel 24 in der Schließstellung ein sicherheitshalber vorgesehener Schaltkontakt geschlossen, der die weitere Betätigung der Vorrichtung elektrisch freigibt.
  • Danach ist über das Bedienfeld die Einspeisung von Gas, z.B. Stickstoffgas, und weiter sobald eine ausreichende Begasung erzielt ist, ein vorgegebener elektrischer Schweißimpuls über einen Tastschalter auszulösen. Der fertig gefüllte und verschlossene Beutel kann dann entnommen werden.
  • Es hat sich gezeigt, daß eine für einen mittleren, typischen Anwendungsfall gefundene Einstellung und Auslegung von Zuführdruck des Gases, Düsenform und auch lichter Weite des Austrittsrohres einen sehr breiten Anwendungsbereich abdeckt, bei dem die hinreichende Gasbefüllung und -spülung mit einem erkennbaren Aufblaszustand des Beutels einhergeht. Dies erleichtert die Handhabung. Es versteht sich, daß im Bedarfsfall Einstellungsänderungen vorzusehen sind und insbesondere durch Drosselung des Austrittsrohres oder aber durch Anschluß des Austrittsrohrs an eine Vakuumleitung beeinflußt werden können.
  • In Fig. 3 ist in stark schematisierter Weise eine Seitenansicht der Vorrichtung bei der Begasung eines Flachbeutels 27 mit einem darin eingeschlossenen Gut, d.h. hier einer berührungsempfindlichen Ware 28 dargestellt. Der Flachbeutel verläuft zwischen den Schweißschienen 7 und 8, die zwischeneinander einen ausreichenden Spalt freilassen, hindurch zwischen die Klemmbacken 13 und 14, die in der Zeichnungsebene durch die Begasungsdüse 15 örtlich elastisch auseinandergesperrt sind, sonst aber eng zusammenkommen. Der Gasstrahl gemäß einem Pfeil 29 ist in den Beutel 27 hineingerichtet und wird an dessen abgelegenen Rand, einem verschweißten Rand 30, umgelenkt, um zu der Entlüftungsöffnung hin zu verlaufen, wobei der Begasungsstrahl die ursprünglich vorhandene Luft hinausschiebt.
  • Die Fig. 4 verdeutlicht diesen Vorgang durch eine schematische Schrägansicht von oben. Von der Begasungsdüse 15 verläuft der in den Beutel hinein längs dessen Längsrandes gerichtete Gas stahl 28 randseitig in dem typischerweise mit keilförmigem Querschnitt auslaufenden Randraum um die Ware 28 herum. Dabei wird die Möglichkeit ausgenutzt, den Beutel in einem Strömungszug zu erfassen und zu begasen, wobei die Luft durch das Austrittsrohr 21 hinausgedrängt wird. Nachteile bisher bekannter Verfahren, insbesondere das vorherige Evakuieren der Verpackungsbeutel, lassen sich ohne größere Mischverluste vermeiden.
  • Wird nun eine Begasung mit N2 (Stickstoffgas) mit einem Einlaßdruck von 2 bar zur Begasungsdüse 15 hin vorgenommen, dann läßtsichrnWege der Durchspülung sehr schnell eine weitgehende Durchspülung des Beutels zum Austausch der Luft gegen Stickstoffgas erzielen. Eine überschüssige N2-Eingabe mit einem zwei- bis dreifachen Beutelvolumen kann den Restsauerstoffanteil im Beutel zuverlässig unter 0,5 % absenken, wobei sich im Beutel ein Druck von etwa 0,3 bar einstellt.
  • In den Fig. 5 und 6 ist einer der als Verriegelungshaken dienenden Greifhaken 25 in seiner Schließstellung (Fig. 5) und in seiner Freigabestellung (Fig. 6) dargestellt.
  • In der Schließstellung gemäß Fig. 5 erfaßt der Greifhaken 25 den zugehörigen Bolzen 26 und hält ihn nidergezogen, wobei dessen elastischer, senkrecht nach oben gerichteter Gegendruck dadurch zuverlässig verriegelt gehalten wird, daß der Greifhaken 25 nach unten geführt ist und dort an einem Schwenkhebel 31 angelenkt ist, der um eine Welle 32 schwenkt, die ihrerseits durch den Handhebel 24 gedreht ist. Der Schwenkhebel 31 wird beim Schließen dabei über den Todpunkt des Greifhakens 25 hinweg bewegt und damit in einer Verriegelungsstellung gesichert.
  • Zur Freigabe wird der Schwenkhebel 31 (wie der Handhebel) um etwas mehr als eine viertel Drehung im Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß der Greifhaken 25 nicht nur insgesamt nach oben bewegt wird, sondern auch unterseitig so ausgelenkt ist, daß sein Hakenteil vom Bolzen 26 zurückfällt und diesen freigibt.

Claims (12)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Begasen und Zuschweißen von Flachbeutel-Verpackungen aus Kunststoff mitsamt darin eingeschlossenem Gut,wobei die Vorrichtung oberseitig eine Auflagefläche für die Flachbeutelverpackungen, an der Auflagefläche ein etwa von einem Längsrand zum anderen reichendes Schweißschienenpaar mit zumindest einer beweglichen Schiene für das Zuschweißen der vierten Seite von dreiseitig geschlossenen Flachbeuteln, zusammenbewegliche Klemmbacken auf der der Auflagefläche abgelegenen Seite des Schweißschienenpaars für das Schließen und Halten des Flachbeutels beim Begasen und eine die Klemmbacken passierende Begasungsdüse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasungsdüse (15) einem der Längsränder (16) der Auf lagefläche (4) benachbart angeordnet ist und daß in einem Abstand von der Begasungsdüse (15) eine die Klemmbacken (13,14) auch in deren Schließstellung passierende Entlüftungsöffnungen (21) vorgesehen ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung in Form eines zwischen den Klemmbacken (13,14) hindurchgeführten Austrittsrohrs (21) ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsrohr (21) einen flach gestreckten, über den Querschnitt der Begasungsdüse (15) hinausgehends Querschnitt besitzt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsrohr (21) einen veränderbaren lichten Querschnitt aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsrohr (21) an eine Vakuumleitung angeschlossen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsrohr (21) und die Begasungsdüse (15) in ihrem gegenseitigen Abstand verstellbar angeordnet sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasungsdüse (15) eine frei etwa längs des benachbarten Längsrandes (16) gerichtete Düsenöffnung aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasungsdüse (15) und das Austrittsrohr (21) keine über die Schweißschienen (7,8) hinausreichenden Teile aufweisen.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß von den paarweise einander zugeordneten Schweißschienen (7,8) und Klemmbacken (13,14) eine, nämlich jeweils die untere feststeht, die obere aber an einem gemeinsamen Schwenkträger (10) befestigt ist, der um eine horizontale, zu den Schweißschienen und Klemmbacken parallele Achse (11,12) aus einer von der Auflagefläche (4) fortgeklappten Freigabestellung in eine die Schienen und Backen zusammenbringende Arbeitsstellung klappbar ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkträger zumindest ein Auflager (26) für einen unterseitig an der Vorrichtung gelagerten Greifhaken (25) aufweist, der in einer der Andruckstellung der Klemmbacken (13,14) entsprechenden Endstellung verrastbar ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasungsdüse (15) und das Austrittsrohr (21) von der unteren Klemmbacke (13) nach oben forbeweglich gelagert sind.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (4) gegenüber der unteren Schweißschiene (7) und der unteren Klemmbacke (13) höhenverstellbar an einem Vorrichtungs v ndkörper(2) (2) angeordnet ist.
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