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Die Erfindung betrifft das Bilden
von versiegelten Packungen, insbesondere von versiegelten Packungen,
die eine Füllmenge
aus einem fließfähigen Produkt,
beispielsweise einem zerkleinerten Produkt, beispielsweise geröstetem und
gemahlenem Kaffee, enthalten und aus einem versiegelbaren Material
gebildet sind (GB 764 796 A). Zerkleinerte Produkte, beispielsweise
gerösteter
und gemahlener Kaffee, Tee oder Instant-Kaffee, werden oft in Büchsen oder
in Packungen in Form von versiegelten Packungen verkauft, die aus
einem versiegelbaren Kunststoffmaterial bestehen. Ein solches versiegelbares
Material kann ein heißversiegelbares
oder selbstklebendes Material (oder ein sogenanntes kaltversiegelndes
Material) sein. Das versiegelbare Material kann eine Sperrschicht
aus Aluminiumfolie enthalten. In manchen Ländern wird das Produkt im allgemeinen
bei atmosphärischem
Druck in solche versiegelte Beutel verpackt; in anderen ist es üblicher, das
Produkt unter Vakuum zu verpacken, so dass sich das Verpackungsmaterial
eng an das Produkt anformt. Das hat den Vorteil, dass das Produkt
vor den Einwirkungen von Sauerstoff und der Umwelt geschützt wird,
und auch, dass die Packung, die typischerweise eine rechteckige
parallelepipedische Form etwas ähnlich
einem Ziegel aufweist, weniger Platz als eine Packung einnimmt,
die bei atmosphärischem
Druck verpackt wurde.
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Bei der gegenwärtig verwendeten Technologie
werden die befüllten
Beutel nacheinander in eine Glockenkammer eingebracht, wonach die
Kammer und der Beutel evakuiert werden, bevor die Oberseite des
Beutels innnerhalb der Glockenkammer versiegelt wird. Diese Anordnung
benötigt
typischerweise 12 Sekunden und 30 kW Pumpenleistung für Beutel mit
250 g bis 1000 g (beispielsweise 500 g) geröstetem und gemahlenem Kaffee
darin, um die Beutel mit einer Geschwindigkeit von 100 Beuteln pro
Minute zu versiegeln. Daher läuft
das System verhältnismäßig langsam
und weist einen hohen Energiebedarf auf.
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Zu anderen fließfähigen Materialien, die erwähnt werden
können,
gehören
Zucker, Mehl, Kartoffelchips, Reiskörner oder -flocken und dergleichen und
Flüssigkeiten,
beispielsweise Anstrichfarbe und Suppe.
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Des Aussehens halber ist es erwünscht, dass
die versiegelte Packung, wenn das fließfähige Material ein zerkleinertes
Material wie beispielsweise gerösteter
und gemahlener Kaffee ist, eine möglichst gleichmäßige Form
aufweist, am gewöhnlichsten
die Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Es ist jedoch schwierig,
zuverlässig
eine wirklich rechteckige parallelepipedische Form zustande zu bringen.
Das ist so, weil das Verpackungsmaterial zum Kräuseln neigt, wenn die Luft
aus der Packung entzogen wird, und wenn sich das Verpackungsmaterial
an die Außenseite
des parallelepipedischen Ziegels aus Kaffee oder anderem zerkleinerten
Produkt anformt. Des weiteren besteht das Problem, dass sich etwas
von dem zerkleinerten Produkt, wenn dieses während des Evakuierungsschritts
sehr stark gestört
wird, in den Versiegelungsbereich verlagern und zum Bilden einer
mangelhaften Versiegelung führen
kann. Es besteht auch die Gefahr, dass der geröstete und gemahlene Kaffee
oder ein anderes zerkleinertes Produkt in das Vakuumsystem hineingesaugt
werden.
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Verfahren und Vorrichtungen nach
dem Stand der Technik zum Bilden von versiegelten evakuierten Packungen
mit zerkleinerten Produkten wie beispielsweise Kaffee funktionieren
in Betrieb verhältnismäßig langsam.
Zwar sind höhere
Geschwindigkeiten durch Vergrößerung der
Maschinen theoretisch möglich,
jedoch läßt sich
mit der Größe der fertigen
Maschinen bei Maschinen, die mit Geschwindigkeiten von mehr als
etwa 150 Beuteln pro Minute laufen können, nicht umgehen.
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In US-A-2 749 686 wird eine Vakuumverpackungsmaschine
offenbart, bei der ein Beutel, der ein darin zu verpackendes Produkt
enthält,
mit seiner Öffnung
um eine Düse
mit einer einziehbaren Streckzunge herum positioniert ist. Die Öffnung des
Beutels wird durch Einspannbacken temporär um die Düse herum versiegelt. Wenn die
Streckzunge in den Beutel ausgefahren ist, wird durch die Düse Luft
aus dem Beutel entzogen. Dann wird die Streckzunge in die Düse zurückgezogen,
und der Beutel wird permanent durch Versiegelungsmittel zwischen
der Düse
und dem Produkt versiegelt und verschlossen. Danach werden die Einspannmittel
entfernt, um den versiegelbaren Beutel zu lösen.
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In DE-A-1 586 113 wird eine einstückig ausgebildete,
Beutel formende Befüll-
und Versiegelungsmaschine offenbart, bei der ein rohrförmiges Verpackungsmaterial
kontinuierlich von einem Hohldorn zugeführt wird. Das Material wird
stromab von dem Dorn zwecks Bildens eines Beutels versiegelt und
wird mit dem zu verpackenden Produkt befüllt, beispielsweise mit einem
körnigen,
klumpigen oder sogar pulverartigen Füllstoff, der durch den Dorn läuft. Nach
dem Befüllen
wird das Halsstück
des Beutels von zwei beabstandeten oberen und unteren Backenpaaren
eingespannt, um eine temporäre
Versiegelung zu bilden, und eine Düse, die aus dem Innenraum des
Dorns zwischen den Backen vorsteht, wird zum Evakuieren des Beutels
verwendet. Dann werden die Backen und der Beutel stromab über das Ende
der Düse
in Bewegung gesetzt, durch die Düse wird
Gas zum Ausblasen von Knittern von dem Halsstück des Beutels oberhalb der
unteren Backen zurückgeführt; und
dann wird der Beutel mit Hilfe von zwei einander gegenüberliegenden,
zwischen den oberen und den unteren Backenteilen angeordneten Versiegelungsgliedern
heißversiegelt.
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Mit der Erfindung sollen ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung von ohne weiteres handhabbarer Größe zur Verwendung
eines solchen Verfahrens zum Evakuieren und Versiegeln von Packungen
unter Verwendung von Beuteln bereitgestellt werden, die aus einem
versiegelbaren Material bestehen und eine Füllmenge aus einem fließfähigen Produkt
enthalten, beispielsweise einem zerkleinerten Produkt, die mit sehr
viel höheren
Geschwindigkeiten und geringerer Leistung betrieben werden kann,
als bis heute zustande gebracht werden konnte. Mit ihr sollen ferner
ein Verfahren und eine Vorrichtung von hoher Geschwindigkeit zum
Bilden solcher Packungen geschaffen werden, die zuverlässig eine
evakuierte und versiegelte, ein zerkleinertes Produkt enthaltende
Packung mit einer gefälligen Endbeschaffenheit
ergibt, das im wesentlichen frei von verunstaltenden Knittern und
anderen Schönheitsfehlern
ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Evakuieren und Versiegeln eines
Beutels bereitgestellt, der eine Füllmenge aus einem fließfähigen Produkt
enthält und
aus einem versiegelbaren Material gebildet ist, um eine versiegelte
Packung nach Anspruch 1 unten herzustellen.
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Bei einem solchen Verfahren wird
die temporäre
Versiegelung vorzugsweise durch Presselemente gebildet, die das
Ende der einander gegenüberliegenden
Flächen
am offenen Ende des Beutels überlappen,
so dass die Presselemente die einander gegenüberliegenden Flächen gegeneinander
und um das Sondenglied herum pressen und über das Ende hinaus miteinander
versiegeln. Das Sondenglied kann einen stationären Teil, um den herum die
temporäre
Versiegelung gebildet wird, und einen bewegbaren Teil umfassen,
der aus dem stationären
Teil ausfährt,
wenn sich das Sondenglied in der ersten Position befindet, und im
wesentlichen zurückgezogen
wird, wenn sich die Sonde in der zweiten Position befindet.
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Mit der Erfindung wird auch vorgesehen, dass
der temporäre
versiegelungsbildende Schritt bei einem bevorzugten Verfahren das
Bilden einer weiteren temporären
Versiegelung am offenen Ende des Beutels um das Sondenglied herum
in der ersten Position umfasst, wobei die weitere temporäre Versiegelung
zwischen der Füllmenge
und der Position der permanenten Versiegelung positioniert ist und
bis nach der Beendigung der permanenten Versiegelung aufrechterhalten
wird.
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Insbesondere dann, wenn das fließfähige Material
ein zerkleinertes festes Material ist, von dem eine Füllmenge
eine feste Form in einer evakuierten Packung bewahren kann, umfasst
der temporäre, Versiegelungen
bildende Schritt vorzugsweise das Pressen von Backengliedern gegen
den Beutel mit dem Schritt der Auslösens einer Relativbewegung des
Beutels und der Backenglieder nach dem erfolgten Bilden der weiteren
temporären
Versiegelung und vor der Fertigstellung der permanenten Versiegelung,
so dass die benachbarte Oberfläche
der Füllmenge
von dem Beutelmaterial angrenzend an dem, das zwischen den Backen
gehalten wird, in eine gewünschte
Form gepresst wird.
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Vorzugsweise wird der Druck in dem
Sondenglied bis zur Beendigung der permanenten Versiegelung auf
einem kleineren Wert gehalten, wodurch auf den äußeren Teil des Beutels einwirkender Umgebungsdruck
im Bereich des Sondenglieds in der zweiten Position dazu beiträgt, den
Beutel versiegelt zu halten.
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Bei einer anderen Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Evakuieren und
Versiegeln eines Beutels, der eine Füllmenge aus einem fließfähigen Produkt
enthält,
nach Anspruch 14 unten bereitgestellt.
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Bei einer solchen Vorrichtung können die Mittel
zum Bilden der temporären
Versiegelung Presselemente umfassen, die in Richtung zueinander
und voneinander weg verhältnismäßig bewegbar
zwischen Öffnungs-
und Schließstellungen
sind, die in ihren geschlossenen Stellungen das Ende der einander
gegenüberliegenden
Flächen
am offenen Ende des Beutels überlappen,
so dass die Elemente die einander gegenüberliegenden Flächen gegeneinander
und um das Sondenglied herum pressen und über das Ende hinaus miteinander
versiegeln. Weiterhin kann das Sondenglied einen stationären Teil, um
den herum die temporäre
Versiegelung gebildet wird, und einen bewegbaren Teil umfassen,
der aus dem stationären
Teil ausfährt,
wenn sich das Sondenglied in der ersten Position befindet, und im
wesentlichen zurückgezogen
wird, wenn sich die Sonde in der zweiten Position befindet.
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Außerdem ist das Ventilmittel
vorzugsweise so angeordnet, dass es in geschlossenem Zustand gehalten
wird, um so den Druck in dem Sondenglied bis zur Beendigung der
permanenten Versiegelung auf einem kleineren Wert zu halten, wodurch
auf den äußeren Teil
des Beutels einwirkender Umgebungsdruck im Bereich des Sondenglieds
in der zweiten Position dabei mithilft, den Beutel versiegelt zu
halten.
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Das Mittel zum Beaufschlagen des
Sondenglieds mit einer vorbestimmten Menge eines kompressiblen Fluids
umfasst vorzugsweise ein Ventilmittel, das zur Verbindung mit einer
Quelle des kompressiblen Fluids, beispielsweise atmosphärischer Luft,
eines Inertgases wie beispielsweise N2,
CO2 oder eines Gemischs der selben, oder
einer Quelle eines wünschenswerten
Aromatenanteils angeordnet ist; demgemäß ist dieses Ventilmittel vorzugsweise mit
einem Ventilglied versehen, das in einer Position des Ventilglieds
eine Verbindung zwischen der Quelle des kompressiblen Fluids und
einer Zwischenkammer und in einer anderen Position des Ventilglieds eine
Verbindung zwischen der Zwischenkammer und dem Innenraum des Sondenglieds
zulässt.
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Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
folgendes:
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Mittel zum Bilden innerer und äußerer beabstandeter
temporärer
Versiegelungen am offenen Ende des Beutels und um das Sondenglied
herum in der ersten Position;
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Mittel zum Hervorrufen einer Relativbewegung
zwischen dem Beutel und dem Sondenglied in der Weise, dass das Sondenglied
relativ zu dem Beutel zurückgezogen
wird und sich in den Beutel hinein in eine zweite Position erstreckt,
in der sich das Sondenglied durch die äußere temporäre Versiegelung, nicht jedoch
durch die innere temporäre
Versiegelung erstreckt; und
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Mittel zum Bilden einer permanenten
Versiegelung im Beutel am offenen Ende des Beutels in einem Zwischenbereich
zwischen der äußeren und
der inneren temporären
Versiegelung und zwischen der Füllmenge
und dem Sondenglied in der zweiten Position.
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Vorzugsweise kann die Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung folgendes umfassen:
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Mittel zum Bilden einer äußeren temporären Versiegelung
am offenen Ende des Beutels um das Sondenglied herum;
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Backenglieder, die zwischen einer Öffnungs- und
einer Schließstellung
relativ bewegbar und so angeordnet sind, dass sie in ihrer Schließstellung
gegen den Beutel pressen, um so eine innere temporäre Versiegelung
am offenen Ende des Beutels um das Sondenglied in der ersten Position
herum zu bilden, wobei die wietere temporäre innere Versiegelung zwischen
der Füllmenge
und der äußeren tem porären Versiegelung
angeordnet und zu der äußeren temporären Versiegelung
beabstandet ist;
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Mittel zum Hervorrufen einer Relativbewegung
zwischen dem Beutel und dem Backengliedern, nachdem die innere temporäre Versiegelung
gebildet wurde, um so zu bewirken, dass die benachbarte Oberfläche der
Füllmenge
in die gewünschte
Form gepresst wird, indem das Beutelmaterial angrenzend an dem,
das zwischen den Backengliedern gehalten wird, auf die Backenglieder
auftrifft;
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Mittel zum Hervorrufen einer Relativbewegung
zwischen dem Beutel und dem Sondenglied in der Weise, dass das Sondenglied
relativ zu dem Beutel zurückgezogen
wird und sich in den Beutel hinein in eine zweite Position erstreckt,
während
die äußere und
die innere temporäre
Versiegelung aufrechterhalten werden; und
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Mittel zum Bilden einer permanenten
Versiegelung am offenen Ende des Beutels in einer Position zwischen
der inneren und der äußeren temporären Versiegelung
und zwischen der Oberfläche
der Füllmenge
und dem Sondenglied in seiner zweiten Position.
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Die Backenglieder können ebene
Flächen aufweisen,
gegen welche die angrenzende Oberfläche der Füllmenge gedrückt wird,
indem das Beutelmaterial angrenzend an dem, das zwischen den Backengliedern
gehalten wird, auf die Backenglieder auftrifft, um dabei mitzuhelfen,
ein rechteckiges versiegeltes Ende an dem versiegelten Beutel zu
bilden.
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Im Gegensatz zu dem zur Zeit verwendeten kommerziellen
Verfahren, bei dem eine Glockenkammer verwendet wird, wird bei der
vorliegenden Erfindung eine Hohlsonde in den Beutel hinein geführt, so dass
im wesentlichen nur Luft, die in dem Beutel eingeschlossen ist,
beseitigt zu werden braucht. Es wurde festgestellt, dass sich bei
einem Beutel mit 500 g geröstetem
und gemahlenem Kaffee darin unter geeigneten Betriebsbedingungen
eine Evakuierung in annähernd
3 Sekunden zustandebringen lässt.
Außerdem
vermindert sich die Pumpenleistung sehr stark im Vergleich zu dem
Verfahren nach dem Stand der Technik, wobei der Leistungs bedarf
zum Evakuieren solcher Beutel mit einer Geschwindigkeit von 300
Beuteln pro Minute zwischen etwa 1 kW und etwa 2 kW liegt.
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Das versiegelbare Material, aus dem
der Beutel gebildet wird, kann ein selbstklebendes (oder kaltversiegelndes)
Material sein; in diesem Falle kann das Bilden einer Dichtung allein
durch Aufbringen von Druck erfolgen. Solche selbstklebenden Materialien
sind den Fachleuten wohlbekannt. Alternativ und üblicher kann das versiegelbare
Material ein heißversiegelbares
Material umfassen. Normalerweise umfasst das versiegelbare Material
ein Laminatfolienmaterial mit einer versiegelbaren Schicht, und
der Beutel wird so gebildet, dass sich die Schicht aus versiegelbarem
Material auf der Innenseite des Beutels befindet.
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Wenn ein heißversiegelbares Material verwendet
wird, wird das versiegelbare Material so gewählt, dass es einen Erweichungspunkt
aufweist, an dem es mit einer ähnlichen
erweichten Schicht verklebt werden kann, und der niedriger als der Schmelzpunkt
der anderen Schicht oder anderen Schichten des Beutels ist. In diesem
Falle kann das Bilden einer Dichtung erfolgen, indem mit Hilfe von inneren
elektrischen Heizmitteln Wärme
an die Versiegelungsglieder geführt
wird, so dass die Versiegelungsglieder auf einer Temperatur oberhalb
des Erweichungspunktes der versiegelbaren Schicht, jedoch unterhalb
des Schmelzpunktes jeder anderen Schicht des Laminatstoffs gehalten
werden, und indem die aufgeheizten Versiegelungsglieder mit einem
Druck und für
eine Zeit, die zum Bilden einer Wärmeversiegelung ausreicht,
in Kontakt mit der Außenseite
des Zwischenbereichs des oberen Endes des Beutel gepresst werden,
um dadurch eine Packung zu bilden. Diese Zeit richtet sich nach
solchen Faktoren wie der Dicke und der Wärmeleitfähigkeit des heißversiegelbaren
Materials und ist ausreichend lang, um die Innenseiten des Beutels
in dem Versiegelungsbereich lange genug zur Bildung einer Versiegelung,
jedoch nicht so lange zu erweichen, dass eine andere Schicht des
heißversiegelbaren Materials
geschmolzen wird. Als Beispiel für
ein geeignetes heißversiegelbares
Material kann ein Laminatstoff aus rückseitig bedrucktem Polyethylenterephthalat,
Polyethylen niedriger Dichte und abziehbarem Polyethylen niedriger
Dichte genannt werden. Ein solcher Laminatstoff kann beispielsweise
etwa 75 μm
bis etwa 150 μm
dick sein, beispielsweise etwa 100 μm dick sein. Den Fachleuten
sind auch andere heißversiegelbare
Materialien bekannt, die in Form von Bahnen zur Verfügung stehen
und zu denen auch Laminatmaterialien mit einer dünnen Metallschicht darin gehören. In
einer besonders bevorzugten Form besitzt der Beutel eine rechteckige
Bodenfläche,
ein Paar von einander gegenüberliegenden längeren Wänden, die
eine vordere Wand und eine hintere Wand für den Beutel bilden, und ein
Paar von kürzeren
Seitenwänden.
In diesem Falle weist die fertige Packung im wesentlichen die Form
eines rechteckigen Parallelepipeds auf.
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In geeigneter Weise wird der Beutel
aus einer Bahn aus heißversiegelbarem
Folienmaterial ausgebildet, die zuerst zu einem Rohr mit einer Längsversiegelung,
zweckmäßigerweise
einer Längsrippenversiegelung
geformt wird, indem Längskantenabschnitte
der Bahn miteinander versiegelt werden. Zusätzlich zu der Längsversiegelung weist
der Beutel auch eine untere Querrippenversiegelung auf; wenn der
Beutel eine im wesentlichen parallelepipedische Packung bilden soll,
kann die untere Rippenversiegelung mit einem Zwickel versehen werden.
Die einzelnen Beutellängen
werden nach dem Bilden der Längsrippenversiegelung
und vor dem Befüllen
von der Bahn getrennt.
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Der Beutel wird vorzugsweise in einem
oben offenen Behälter
gestützt,
dessen Innenabmessungen im allgemeinen den Außenabmessungen und dem Querschnitt
der Packung entsprechen. Vorzugsweise wird der Beutel vor dem Befüllen mit
der Füllmenge
aus zerkleinertem oder anderem fließfähigem Material in einen solchen
oben offenen Behälter
eingelegt. Der Beutel kann in diesem Falle in flacher Form in den
oben offenen Behälter
eingelegt und vor dem Beüllen
auseinandergefaltet werden, während er
in dem oben offenen Behälter
liegt. Vorzugsweise wird der Beutel nach dem Befüllen mit einer Füllmenge
aus zerkleinertem oder anderem fließfähigem Material einem Rüttel- oder
einem Stampfvorgang oder beiden unter zogen, um das zerkleinerte
oder andere fließfähige Material
vor dem Evakuieren und Versiegeln zu verdichten und mitzuhelfen,
der Füllmenge
in dem Beutel eine glatte obere Fläche zu verleihen.
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Wenn die Packung eine im wesentlichen
parallelepipedische Form aufweisen soll, ist auch der oben offene
Behälter
im wesentlichen parallelepipedisch und umschließt demgemäß den Beutel auf fünf Seiten
und lässt
nur die obere Seite offen.
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Vorzugsweise befinden sich die oberen
Backenglieder zu Anfang in ihrer Öffnungsstellung, und dann beginnen
sich die oberen Backenglieder vor dem Einleiten des Evakuierens
des Beutels in Richtung zu ihrer Schließstellung zu bewegen. Vorzugsweise
kommen die oberen Backenglieder vor dem Beginn des Evakuierens an
ihrer Schließstellung
an. Die oberen Backenglieder sind an ihren einander zugewandten
Innenseiten vorzugsweise mit elastischen Pads versehen. Typischerweise
messen solche elastischen Pads etwa 20 mm bis etwa 30 mm (beispielsweise
etwa 25 mm) von oben nach unten an ihren einander berührenden
Innenseiten. Der Beutel wird vorzugsweise so positioniert, dass
sein oberer Rand ein klein wenig unterhalb, beispielsweise etwa
10 mm bis etwa 15 mm unterhalb, beispielsweise etwa 12,5 mm unterhalb,
der Oberseite der elastischen Pads an den oberen Backengliedern liegt.
Mithin berühren
die oberen Abschnitte der elastischen Pads einander sowie die Außenseite
der Hülse
und sorgen für
eine luftdichte Versiegelung oberhalb des oberen Randes des Beutels
vor Beginn des Evakuierens, wenn sich die oberen Backenglieder schließen, um
eine obere temporäre
Versiegelung zu bilden.
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Wenn die Packung eine im wesentlichen
parallelepipedische Form aufweisen soll, kann die Evakuierungs-
und Versiegelungskopfanordnung ferner zwei Zwickel bildende Gliedern
umfassen, die in einer Richtung im wesentlichen rechtwinkelig zur
Bewegungsrichtung der oberen Backenglieder zwischen einer Öffnungsstellung
und einer Schließstellung
bewegbar sind, in der die Zwickel bildenden Glieder die Außenflächen des
Beutels berühren
und Zwickel im Beutel bilden. Die Zwickel bildenden Glieder befinden
sich vorzugsweise zu Anfang in ihrer Öffnungsstellung und bewegen
sich in Richtung zu ihrer Schließstellung, wenn sich die oberen
Backenglieder in Richtung zu ihrer Schließstellung bewegen, und dann
werden die Zwickel bildenden Glieder in ihre Öffnungsstellung bewegt, bevor
die permanente Versiegelung gebildet wird. Es ist zweckmäßig, wenn die
Zwickel bildenden Glieder an schwenkbar gelagerten Armen angebracht
sind, um sich zwischen ihrer Öffnungs- und ihrer Schließstellung
bogenförmig um
eine im wesentlichen vertikale Achse zu bewegen. Solche Zwickel
bildenden Glieder sind so angeordnet, dass sie nahe an dem oberen
Ende des Beutels direkt unterhalb des Mittelbereichs, wo die Versiegelung
gebildet werden soll, Zwickel bilden.
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Der Beutel wird vorzugsweise vertikal
in bezug auf das untere Ende der Hülse derart positioniert, dass
die Oberfläche
der Füllmenge
aus einem fließfähigen Produkt
in dem Beutel in einem ersten Abstand unterhalb des unteren Endes
der Hülse
in Entsprechung zu einer Position liegt, in der die Oberfläche der
Füllmenge
aus zerkleinerten oder anderem fließfähigem Material in dem Beutel
ebenfalls unterhalb des unteren Endes der Hohlsonde in ihrer ausgefahrenen
Position liegt, und dass der Beutel vor dem Evakuieren des Beutels
in eine angehobene Position angehoben wird, in der die Oberfläche der
Füllmenge
aus zerkleinerten oder anderem fließfähigem Material in dem Beutel
in einem zweiten Abstand unterhalb des unteren Endes der Hülse liegt,
wobei die angehobene Position eine derartige Position ist, dass sich
die Oberfläche
der Füllmenge
in dem Beutel dann, wenn die Hohlsonde in ihre ausgefahrene Position
bewegt wird, sehr nahe an dem unteren Ende der Hohlsonde befindet.
Vorzugsweise in der angehobenen Position des oben offenen Behälters liegt die
Oberfläche
der Füllmenge
aus zerkleinerten oder anderem fließfähigem Material in dem Beutel
in einem zweiten Abstand unterhalb des Bodens der Hülse in Entsprechung
zu einem dritten Abstand von weniger als etwa 1 cm unterhalb, beispielsweise
von weniger als etwa 1 mm bis etwa 2 mm unterhalb, des unteren Endes
der Hohlsonde in ihrer ausgefahrenen Position. Vorzugsweise in der
angehobenen Position des Beutels berührt die Oberfläche der
Füllmenge aus
zerkleinerten oder anderem fließfähigem Material
in dem Beutel gerade das untere Ende der Hohlsonde in ihrer ausgefahrenen
Position. Weiterhin sind die unteren Backenglieder insbesondere
dann, wenn das fließfähige Material
ein zerkleinertes Produkt wie beispielsweise gerösteter und gemahlener Kaffee
ist, vorzugsweise so ausgelegt, dass die Oberfläche der Füllmenge aus zerkleinerten oder
anderem fließfähigem Material
in dem Beutel in dessen angehobener Position und bei geschlossenen
unteren Backengliedern das Material des Beutels gegen die Unterseite
der unteren Backenglieder presst. Auf diese Weise kann der Kaffee
oder ein anderes zerkleinertes Produkt nicht auf Grund des Austretens von
Luft angehoben werden, wenn das Vakuum auf die Innenseite des Beutels
aufgebracht wird, und des weiteren verbessern sich das Aussehen
und die Rechteckigkeit der Oberseite des Beutels.
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Die unteren Backenglieder befinden
sich vorzugsweise zu Anfang in ihrer Öffnungsstellung und werden
vor dem Evakuieren des Beutels in ihre geschlossene Position bewegt.
Weiter vorzugsweise gelangen die unteren Backenglieder in ihre Schließstellung,
nachdem die oberen Backenglieder in ihre Schließstellung gelangt sind, und
noch mehr vorzugsweise gelangen sie in diese Schließstellung,
bevor das Evakuieren beginnt. Die unteren Backenglieder können auf
ihren einander zugewandten Vorderseiten mit elastischen Pads versehen
sein, die in ihrer Schließstellung
an dem unteren Bereich des Beutels angreifen und die Innenflächen des
unteren Bereichs des Beutels elastisch gegen die Hohlsonde pressen,
um eine innere temporäre
Versiegelung zu bilden und dabei den Rückzug der Sonde aus ihrer ausgefahrenen
Position in ihre zurückgezogene
Position zu ermöglichen,
bevor die permanente Versiegelung gebildet wird.
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Gewöhnlich wird die Hohlsonde vorzugsweise
aus ihrer Sonde aus ihrer ausgefahrenen Position in ihre zurückgezogene
Position bewegt, bevor die unteren Backenglieder in ihre Schließstellung
gelangen.
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Das Ende der Hohlsonde ist vorzugsweise mit
einem schützenden
Filter, einem Gazestreifen oder perforiertem Blech versehen, um
das Eintreten von Teil chen des zerkleinerten oder eines anderen fließfähigen Produkts
bis ins Innere der Hohlsonde zu verhindern, und das Vakuum wird
vorzugsweise durch die Hohlsonde hindurch über einen Zeitraum aufgebracht,
die zum Reduzieren des Drucks innerhalb des Beutels auf einen ersten
verminderten Druck ausreicht, und dann wird eine vorgegebene kleine
Menge eines Mediums, das aus Luft, Kohlendioxid, Stickstoff, wünschenswerten
Aromaten und Gemischen derselben in den Beutel eingeführt, um dadurch
Teilchen des zerkleinerten oder eines anderen fließfähigen Produkt
aus dem Filter, Gazestreifen oder perforiertem Blech zurück in den
Beutel zu verdrängen
und den Druck etwas auf einen zweiten verminderten Druck anzuheben.
Diese Variation des erfindungsgemäßen Verfahrens hilft nicht
nur dabei mit, das Ende der Hohlsonde sauber zu halten, sondern
sie kann auch verwendet werden, um der versiegelten Packung wünschenswerte
Eigenschaften zu verleihen, auch das Vermögen zum Freisetzen eines wünschenswerten
verstärkten
Aromaten, beispielsweise des gerösteten
und gemahlenen Kaffees, wenn die Packung gerösteten und gemahlenen Kaffee
enthält.
Mithin kann beispielsweise, wenn eine kleine Menge eines wünschenswerten
Aromatenanteils auf diese Weise in den Beutel eingebracht wird, der
zweite Druck kleiner als etwa 200 Millibar absolut und vorzugsweise
kleiner als etwa 100 Millibar absolut sein. In diesem Falle ist
die fertige Packung immer noch eine Vakuumpackung.
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Um die Erfindung klarer verständlich zu
machen und leicht wirksam werden zu lassen, werden ein bevorzugtes
Verfahren zum Evakuieren und Versiegeln eines Beutels, der eine
Füllmenge
aus einem zerkleinerten Produkt enthält und aus einem heißversiegelbaren
Material gebildet ist, um so eine evakuierte, versiegelte, gemäß der Erfindung
ausgeführte Packung
zu bilden, sowie zwei Formen einer Vorrichtung zum Ausführen eines
solchen Verfahrens bzw. zu dessen Modifizierung im folgenden nur
beispielhaft an Hand der anliegenden Zeichnungen beschrieben, in
denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Vakuum- und Versiegelungskopfanordnung
einer Maschine zum Evakuieren und Versiegeln eines Beutels ist,
der eine Füllmenge
aus einem zerkleinerten Produkt enthält und aus einem heißversiegelbaren
Material gebildet ist, um so eine evakuierte, versiegelte Packung
zu bilden,
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2 ein
vertikaler Schnitt durch die Vakuum- und Versiegelungskopfversiegelungsanordnung gemäß 1 ist;
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3 ein
vertikaler Schnitt längs
der Linie A–A
gemäß 2, gemäß 4 oder gemäß 5 ist;
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4 ein
horizontaler Schnitt längs
der Linie B–B
gemäß 3 ist;
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5 ein
horizontaler Schnitt längs
der Linie C–C
gemäß 3 ist;
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6 ein
vertikaler Schnitt durch einen Teil der Anordnung gemäß 1 längs der Linie D–D gemäß 5 ist;
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7 ein
vertikaler Schnitt durch einen Teil der Anordnung gemäß 1 längs der Linie E–E gemäß 5 ist;
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8 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils von 2 ist;
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die 9 bis 16 verschiedene Stadien beim Evakuieren
und Bilden der versiegelten Packung aus einem offenen Beutel darstellen,
der eine Füllmenge aus
einem zerkleinerten Material, beispielsweise aus geröstetem und
gemahlenem Kaffee, enthält
und aus einem heißversiegelbarem
Material gebildet ist;
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17 ein
vertikaler Schnitt durch eine weitere Form der Evakuierungs- und Versiegelungskopfanordnung
ist;
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18 eine
Draufsicht von oben auf die Kopfanordnung gemäß 17 ist;
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19 ein
vertikaler Schnitt längs
der Linie F–F
gemäß 18 ist; und
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20 eine
Unterseitenansicht der Anordnung gemäß den 17 bis 19 ist,
welche die Form der Hohlsonde und die Hülse zeigt, in der diese gleitet.
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In 1 der
Zeichnungen zeigt die Bezugsziffer 1 eine Vakuum- und Versiegelungskopfanordnung
einer Maschine zum Evakuieren und Versiegeln eines Beutels, der
eine Füllmenge
aus einem zerkleinerten Produkt enthält und aus heiß versiegelbarem Material
gebildet ist, um eine versiegelte Packung herzustellen. In 1 ist nur ein Teil der Vakuum- und
Versiegelungskopfanordnung 1 gezeigt. Die Anordnung 1 ist
zweckmäßigerweise
auf einem (nicht gezeigten) Karussell angebracht, das zwecks Drehung
um eine vertikale Achse angeordnet ist und eine Anzahl von Anordnungen
(insgesamt beispielsweise 30 oder mehr) trägt, die identisch mit Anordnung 1 sind.
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Anordnung 1 umfasst ein
oberes Glied 2, ein erstes Endglied 3 und ein
zweites Endglied 4, die zusammen einen starren Rahmen der
Anordnung 1 bilden. Durch die Blöcke 5 und 6 und
das rohrförmige Glied 7 wird
ein im allgemeinen zylindrisches Körperglied 8 gestützt. Wie
in 2 ersichtlich ist,
verläuft das
rohrförmige
Glied 7 durch das obere Glied 2 und weist einen
Umfangsflansch 9 auf, gegen den eine Halteplatte 10 befestigt
ist, um diesen fest in Position zu halten. Die Halteplatte 10 ist
mit (in 2 nicht gezeigten)
Schrauben an dem oberen Glied 2 befestigt.
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Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, ist in dem unteren
Ende 11 des rohrförmigen
Glieds 7 eine Hülse 12 mit
im allgemeinen elliptischem Querschnitt angebracht. Innerhalb des
rohrförmigen
Glieds 7 ist ein inneres Glied 13 eng anliegend
aufgenommen und weist eine an seinem unteren Ende befestigte Hohlsonde 14 auf.
Das innere Glied 13 ist innerhalb des rohrförmigen Glieds 7 vertikal
verschieblich, und die Hohlsonde 14 ist ebenfalls verschieblich
innerhalb der Hülse 12 angebracht.
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Die Bezugsziffer 15 zeigt
eine Dichtung an dem unteren Ende des inneren Glieds 13 an;
die Dichtung 15 ist in einer äußeren Umfangsnut an dem inneren
Glied 13 aufgenommen. Eine ähnliche Dichtung 16 ist
in einer entsprechenden äußeren Umfangsnut
am oberen Ende des inneren Glieds 13 aufgenommen. Eine
weitere Dichtung 17 ist in einer entsprechenden Umfangsnut
an der Außenseite
des rohrförmigen
Glieds 7 aufgenommen. Die Dichtungen 15 und 16 sorgen
für eine
Versiegelung zwischen dem inneren Glied 13 und dem rohrförmigen Glied 7, während die Dichtung 17 für eine Versiegelung
zwischen dem rohrförmigen
Glied 7 und dem Körperglied 8 sorgt.
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Das Körperglied 8 ist durch
ein unteres Ventilkörperglied 18 eines
das Vakuum betätigenden Ventils
abgedeckt, in dessen Oberfläche
ein unterer Lagerblock 19 angebracht ist. Oberhalb des
unteren Ventilkörperglieds 18 ist
ein oberes Ventilkörperglied 20 beabstandet,
in dessen unterer Fläche
ein oberer Lagerblock 21 angebracht ist. In der Oberseite
des oberen Ventilkörperglieds 20 besteht
eine Verbindung 22 zu einer Vakuumleitung 23,
die zu einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe führt. Zwischen dem unteren Lagerblock 19 und
dem oberen Lagerblock 21 ist verschieblich ein Gleitglied 24 mit
einer Bohrung 25 angebracht. Bei Ausrichtung der Bohrung 25 mit
entsprechenden Bohrungen 26 und 27 in dem unteren
Lagerblock 19 bzw. dem unteren Ventilkörperglied 18 und mit
entsprechenden Bohrungen 28 und 29 in dem oberen
Lagerblock 21 bzw. dem oberen Ventilkörperglied 20 kann
die Sonde 14 in der in 2 gezeigten
Weise in Verbindung mit der Vakuumleitung 23 gebracht werden.
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Das innere Glied 13 wird
mit Hilfe einer gegabelten Kurbel 30, die auf einem schwenkbaren
Stift 31 gelagert ist, in Bewegung gesetzt. Jeder Arm des gegabelten
Endes der Kurbel 30 trägt
einen nach innen gerichteten Stift 32, der eine (nicht
gezeigte) Laufbahnrolle trägt,
die an dem inneren Glied 13 angreift. Die gegabelte Beschaffenheit
der Kurbel 30 ist deutlich aus 1 erkennbar, die auch einen der Stifte 32 zeigt.
Die Kurbel 30 ist an ihrem oberen Ende, wie aus 2 ersichtlich ist, mit einem
Schlitz 33 versehen, der einen Stift 34 aufnimmt;
der Stift 34 ist an einem Betätigungsstab 35 befestigt,
der verschieblich in einem hinteren Block 36 gelagert ist.
Angrenzend an sein vorderes Ende trägt der Betätigungsstab 35 einen
Bund 37, der gegen ein Ende einer Druckfeder 38 anliegt,
deren anderes Ende gegen eine Unterlegscheibe 39 an dem
Betätigungsstab 35 anliegt,
um den Betätigungsstab 35 in
seine vordere Position, d. h. in der in 2 dargestellten Weise nach links, vorzuspannen.
Das rückwärtige Ende
der Druckfeder 38 und die Unterlegscheibe 39 sind
in einer Ausnehmung in dem hinteren Block 36 aufgenommen.
An seinem rückwärtigen Ende
ist der Stab 35 mit einem Kurvenstößel 41 versehen, der
in einer Kurvenbahn 42 der stationären ersten Kurve 43 aufgenommen
ist. Wenn sich das Karussell um seine vertikale Achse dreht, dann
bewegt sich der Kurvenstößel 41 nach
innen und außen,
um den Betätigungsstab 35 zu
bewegen und die Kurbel 30 aus der in durchgehenden Linien
gezeigten Position in 2, in
welcher die Sonde 14 ausgefahren ist, in die in gestrichelten
Linien angezeigte Position zu bewegen, in der das innere Glied 13 angehoben
wird, um die Sonde 14 im wesentlichen ganz in die Hülse 12 und
somit in ihre obere Position einzuziehen.
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Oberhalb des Betätigungsstabs 35 ist
in dem hinteren Block 36 verschieblich ein zweiter Betätigungsstab 44 angebracht:
dieser trägt
an seinem hinteren Ende einen Kurvenstößel 45, der in einer
Kurvenbahn 46 einer zweiten stationären Kurve 47 läuft. Das
vordere Ende des Betätigungsstabs 44 ist
mit dem Gleitglied 24 des Vakuumbetätigungsventils verbunden. Wenn
sich das Karussell um die vertikale Achse dreht, dann bewegt sich
der Betätigungsstab 44 hinein
und heraus, um den von Bohrungen 25, 26, 27, 28 und 29 gebildeten
Durchgang durch das Vakuumbetätigungsventil
zu öffnen
und zu schließen
und dadurch in den geeigneten Augenblicken in dem Funktionszyklus
periodisch ein Vakuum auf die Sonde 14 aufzubringen.
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In der in 3 gezeigten Weise ist auf Achsen 50, 51,
die vertikal in einem Endglied 4 gelagert sind, ein Armpaar 48, 49 gelagert.
Die Arme 48, 49 tragen an ihren freien Enden jeweils
Zwickel bildende Glieder 52, 53. Auf den Achsen 50, 51 sind
Zapfen 54, 55 befestigt und greifen in der in 4 gezeigten Weise in Zahnstangen 56, 57 an
einem Betätigungsstab 58 ein,
der in dem Element 4 verschieblich ist. Der Stab 58 trägt seinem
rückwärtigen Ende
einen Kurvenstößel 59 an
(siehe 2): dieser Kurvenstößel 59 greift
in eine Kurvenbahn 60 an einer dritten stationären Kurve 61 ein.
(Zur Vereinfachung von 2 ist
die Zahnstange 56 in dieser Figur nicht gezeigt). Wenn
sich das Karussell um seine vertikale Achse dreht, dann bewegt sich
der Kurvenstößel 59 hinein
und heraus und folgt dabei der Kurvenbahn 60 an der dritten
Kurve 61 in den geeigneten Augenblicken in dem Funktionszyklus,
um die Achsen 50, 51 in Drehung zu versetzen und
die Zwickel bildenden Glieder 52, 53 in dem geeigneten
Augenblick in dem Funktionsszyklus in Eingriff mit den Seitenwänden einer
(in 1 bis 3 nicht gezeigten) offenen
Packung zu bewegen, um so nahe an dem oberen Ende der Packung einen
Zwickel zu bilden und sich wieder nach außen zu bewegen.
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Unterhalb des Betätigungsstabs 58 ist
verschieblich in Glied 4 ein weiterer Betätigungsstab 62 angebracht,
der an seinem rückwärtigen Ende
einen Kurvenstößel 63 trägt, der
in einer Kurvenbahn 64 einer vierten stationären Kurve 65 läuft. Der
Betätigungsstab 62 betätigt ein
Paar von oberen Greifbacken, die allgemein bei 66, 67 in
den 1 und 2 angegeben sind, mit einem
Mechanismus, der ausführlicher
in 5 gezeigt ist. An
dem Betätigungsstab 62 ist
ein Paar von Zahnstangen 68, 69 gebildet; diese
stehen in Eingriff mit entsprechenden Ritzeln 70, 71,
die jeweils locker auf vertikalen Achsen 50, 51 gelagert
sind. Die Ritzel 70, 71 wirken ihrerseits auf Zahnstangen 72, 73 an
Zahnstangen 74, 75 ein, die nahe an ihren vorderen
Enden (d. h. den linken Enden in den 1, 2 und 5) mit einem Bügel 76 verbunden sind,
der einen Teil des oberen Greifbackens 67 bildet. Ein Stützglied 77 des
oberen Greifbackens 67 ist an dem vorderen Ende des Betätigungsstabs 62 mit
Hilfe eines Stifts 78 befestigt, auf dessen Schaft eine
Druckfeder 79 angebracht ist (siehe 5), die das Stützglied 77 in Richtung
nach vorn, d. h. in der in 5 gezeigten
Weise nach links, vorspannt. Das Stützglied 77 kann auf
den Stäben 74, 75 gleiten.
Wenn infolgedessen, dass der Kurvenstößel 63 vorwärts (d.
h. in den 2 und 5 nach links) geschoben wird,
wird der Backen 66 vorwärts
bewegt, die Zahnstangentriebe 68, 69, 70, 71, 72 und 73 bewirken
eine entsprechende Rückwärtsbewegung
(d. h. in 5 nach rechts)
der Stäbe 74, 75 und
bewegen daher die Stäbe 74, 75 in
der Gegenrichtung zum Betätigungsstab 62 und
lassen die oberen Greifbacken 66 und 67 schließen.
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In 5 trägt das Stützglied 77 des
oberen Greifbackens 66 eine Backenplatte 80. Ein ähnliches Stützglied 81 ist
mit Hilfe eines Stifts 82 und einer Druckfeder 83 in ähnlicher
Weise unverlierbar auf der rückwärtigen Seite
des Bügels 76 angebracht
und trägt
eine Backenplatte 84. Die Backenplatten 80 und 84 umfassen
jeweils Druckpads, die aus elastischem Material, beispielweise aus
Gummi oder elastischem geschlossenzelligem Polyurethanschaumstoff,
hergestellt oder auf der Vorderseite mit diesem beschichtet sind.
Diese elastischen Pads messen etwa 25 mm von oben nach unten auf
ihren einander berührenden
Flächen.
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Die 2, 4 und 5 stellen obere Greifbacken 66 und 67 in
ihrer Öffnungsstellung
dar; in ihrer Schließstellung
können
sie einander gegenüberliegende
Abschnitte eines oberen Endes eines zwischen ihnen platzierten Beutels
berühren
und diese gegen die Außenseite
der Hülse 12 in
Anlage bringen.
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Unterhalb des Betätigungsstabs 62 ist
in Block 4 verschieblich ein weiterer Betätigungsstab 85 angebracht.
Dieser trägt
an seinem vorderen Ende eine Trägerplatte 86,
die von einem Stift 87 ähnlich dem
Stift 78 gehalten wird und von einer (nicht gezeigten)
Druckfeder ähnlich
der Druckfeder 79 nach vorn, d. h. in der in 2 gezeigten Weise nach links, vorgespannt
wird. Auf der Trägerplatte 86 ist
ein aufheizbarer Versiegelungsbacken 88 angebracht. Der aufheizbare
Versiegelungsbacken 88 weist eine herkömmliche Konstruktion auf und
ist mit (nicht gezeigten) inneren elektrischen Heizelementen und
mit einer (nicht gezeigten) thermostatischen Regelvorrichtung versehen,
so dass während
des Versiegelungsschritts eine vorgegebene Versiegelungstemperatur des
Backens 88 aufrechterhalten wird.
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Zu der Trägerplatte 86 weisend
und unterhalb des Stützglieds 81 befindet
sich ein weiteres Stützglied 89 für einen
zweiten Heizbacken 90, der im wesentlichen eine identische
Konstruktion wie der Heizbacken 88 aufweist. Das Stützglied 89 ist
mit Hilfe einer Schraube 92 elastisch mit einem Bügel 91 verbunden.
Eine Druckfeder 93 auf dem Schaft der Schraube 92 spannt
die Trägerplatte 89 elastisch
von dem Bügel 91 weg.
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Der Betätigungsstab 85 ist
ebenfalls mit (bei 94, 95 in 3 angezeigten) Zahnstangen versehen ähnlich den
Zahnstangen 68, 69 versehen, die in Eingriff mit
Ritzeln 96, 97 stehen, die locker auf vertikalen
Achsen 50, 51 gelagert sind. Die Ritzel 96, 97 stehen
auch in Eingriff mit Zahnstangen 98, 99, die auf Stäben 100, 101 vorgesehen
sind. Die Stäbe 100, 101 wirken
in ähnlicher
Weise wie die Stäbe 74, 75; daher
führt die
Vorwärtsbewegung
des Betätigungsstabs 85 unter
der Einwirkung des sich entgegen der Kurvenbahn 103 an
der stationären
Kurvenplatte 104 bewegenden Kurvenstößels 102 zu einer
Vorwärtsbewegung
(d. h. einer Bewegung nach links in der in den 2, 4 und 8 gezeigten Weise) des Versiegelungsbackens 88 und
zu einer Rückwärtsbewegung (d.
h. einer Bewegung nach rechts in der in den 2, 4 und 8 gezeigten Weise) des Versiegelungsbackens 90.
In der Schließstellung
der Versiegelungsbacken 88 und 90 können diese
einander gegenüberliegende
Abschnitte eines Zwischenbereichs des oberen Endes eines unter der
Anordnung platzierten Beutels berühren, wobei dieser Zwischenbereich
unter dem oberen Ende des Beutels liegt.
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Es ist ein weiterer Betätigungsstab 105 vorhanden,
der verschieblich in Block 4 unter dem Betätigungsstab 85 angebracht
ist. Dieser trägt
an seinem rückwärtigen Ende
einen Kurvenstößel 106,
der in einer Kurvenbahn 107 in einer stationären Kurvenplatte 108 läuft. Er
weist ebenfalls zwei daran gebildete Zahnstangen 109, 110 auf,
die in Eingriff mit Ritzeln 111, 112 stehen, die
sich frei auf vertikalen Achsen 50, 51 drehen.
Die Ritzel 111, 112 stehen ihrerseits in Eingriff
mit Zahnstangen 113, 114 auf Stangen 115, 116.
An dem vorderen Ende des Betätigungsstabs 105 ist
elastisch eine Stützplatte 117 befestigt;
diese ist mit Hilfe einer Schraube 118 angeordnet, auf
deren Schaft eine Druckfeder 119 positioniert ist. Auf der
Stützplatte 117 ist
ein elastisches Pad 120 angebracht, das auf der Vorderseite
mit Gummi oder einem geschlossenzelligen flexiblen Polyurethanschaumstoff
beschichtet ist; dieses ist mit Hilfe einer Schraube 121 an
der Stützplatte 117 befestigt.
Zu der Stützplatte 117 weist
eine zweite, ähnliche
Stützplatte 122 mit
einem elastischen Pad 123 ähnlich dem Pad 120.
Die Stützplatte 122 ist
mit Hilfe einer Schraube 125 und einer Druckfeder 126 elastisch
auf einem starren Trägerglied 124 befestigt.
Die Pads 120 und 123 bilden ein unteres Paar von
Greifbacken, die elastisch einander gegenüberliegende Abschnitte eines
unteren Bereichs eines in geeigneter Weise unter der Anordnung 1 positionierten
Beutels ergreifen können,
wobei dieser untere Bereich unter dem Zwischenbereich angrenzend
an die Heiz- und Versiegelungsbacken 88 und 90,
jedoch oberhalb der Oberfläche
einer Füllmenge
eines zerkleinerten Produkts, beispielsweise gerösteten und gemahlenen Kaffees,
in dem Beutel liegt. In ihrer Schließstellung können die Pads 120 und 123 der
unteren Greifbacken den vorerwähnten
unteren Bereich des Beutels gegen die Sonde 14 drücken; durch
sie kann jedoch noch in ihrer Schließstellung die Sonde 14 zurückgezogen
werden. Wenn sich der Kuvenstößel 106 auf Grund
der Drehung des Karussells um den Umfang der stationären Kurvenplatte 108 herum
in der Kurvenbahn 107 vorwärts und rückwärts bewegt, dann werden die
unteren Greifbacken durch die Anordnung von Zahnstangen und Stäben in Abhängigkeit von
der augenblicklichen radialen Position des Kurvenstößels 106 in
bezug auf die vertikale Derhungsachse des Karussells geöffnet und
geschlossen.
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Wie aus 8 ersichtlich ist, weist die Sonde 14 ein
offenes unteres Ende auf, das wünschenswerterweise
mit einem Stück
Feindrahtgaze 127 aus perforiertem Blech bedeckt ist; dieses
sollte so gewählt werden,
dass die Öffnungen
darin eine ähnliche
Größenordnung
wie die Größe der meisten
Teilchen des zu verpackenden zerkleinerten Produkts aufweisen. Auf
diese Weise wird die Gefahr minimiert, dass disperses Material in
das Vakuumsystem hinein gesaugt wird, und dabei wird sichergestellt,
dass das Ende der Hohlsonde 14 nicht so mit Kaffee oder
mit Teilchen eines anderen zerkleinerten Materials verstopft wird,
dass das Evakuieren des Beutels ungebührlich behindert wird. Wenn
das zu verpackende zerkleinerte Produkt gerösteter und gemahlener Kaffee
ist, kann die Drahtgaze beispielsweise etwa 100 bis etwa 120 Drähte pro
Zoll (etwa 39 bis etwa 47 Drähte
pro cm) aufweisen, was einer Gazeöffnungsgröße von etwa 0,1 mm bis etwa
0,5 mm entspricht. Wird ein perforiertes Blech verwendet, können die Öffnungen darin
beispielweise die Form von Schlitzen annehmen; geeignete Abmessungen
solcher schlitzförmiger Öffnungen
sind etwa 5 mm Länge
und etwa 0,35 mm Breite, wenn das zerkleinerte Material gerösteter und
gemahlener Kaffee ist.
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In 8 ist
auch eine kleine Bohrung 128 zu sehen, die durch den Boden
des inneren Glieds 13 hindurch gebohrt ist. Unter ihrem
unteren Ende befindet sich eine etwas größere Bohrung 129 in
einem Endstück 130;
diese größere Bohrung 129 enthält ein Gummipad 131,
das dazu dient, die Bohrung 128 au bestimmten Stufen während der
Abfolge des Vorgangs abzudichten. Ebenfalls in 8 ist eine der Schrauben 132 zu
sehen, welche die Halteplatte 10 festhält.
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Nunmehr wird das Verfahren zur Betätigung der
Anordnung 1 an Hand der 9 bis 16 weiter erläutert. Diese
Figuren wurden vereinfacht, damit der Leser die Abfolge des Vorgangs
leichter verfolgen kann. In den 9 bis 16 sind die verschiedenen
Betätigungsstäbe, Kurvenstößel, Kurvenplatten,
Zahnstangentriebe und dergleichen weggelassen. Des weiteren sind
die oberen Greifbacken 66, 67 und deren Träger jeweils
in vereinfachter Weise als unitärer Block
dargestellt; diese Blöcke
sind in den 9 bis 16 mit UJ bezeichnet.
In ähnlicher
Weise sind die Heizbacken 88, 90 und deren Träger als
unitäre
Blöcke HJ gezeigt.
Ebenso sind die elastischen Pads 120, 123 und
deren Träger,
welche die unteren Greifbacken der Anordnung 1 bilden,
bei LJ angegeben.
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Zu Beginn des Evakuierens und Versiegelns eines
Beutels 133, der eine Füllmenge 134 aus
einem zerkleinerten Produkt wie beispielsweise geröstetem und
gemahlenem Kaffee enthält,
wird der Beutel 133 in einem oben offenen (nicht gezeigten)
Behälter
oder Halter getragen, dessen oberes Ende aus der Oberseite des Halters
vorsteht. Der Halter selbst wird von einem sich synchron mit dem
Karussell bewegenden (nicht gezeigten) Förderband getragen, so dass
er bei der Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
direkt unter der Anordnung 1 auf dem Karussell positioniert
ist. In der Ausgangsposition des Verfahrens, die in 9 gezeigt ist, befindet sich der Beutel 133 unter
der Anordnung 1, und die oberen Backen UJ sind
geöffnet
wie auch die Heizbacken HJ und die unteren Backen LJ.
Die Zwickel bildenden Glieder 52, 53 befinden
sich ebenfalls in ihren Öffnungsstellungen,
wie in 9 gezeigt ist.
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Der Beutel 133 wird aus
einem heißversiegelbaren
Kunststoffmaterial gebildet, beispielsweise aus Laminatstoff aus
rückseitig
bedrucktem Polyethylenterephthalat, Polyethylen niedriger Dichte
und abziehbarem Polyethylen niedriger Dichte mit einer Gesamtdicke
von etwa 100 μm.
Der Beutel 133 wird so gebildet, dass sich das abziehbare
Polyethylen niedriger Dichte auf der Innenseite desselben befindet.
Der Beutel 133 weist einen ebenen, mit Zwickel versehenen
Boden mit einer Bodenversiegelung 135 sowie mit einer Längsseitenversiegelung 136 auf. Die
allgemeine Form des geöffneten
Beutels 133 ist die eines rechteckigen Parallelepipeds.
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Als nächstes wird der Beutel 133 in
seinem oben offenen Behälter
oder Halter in der in 10 gezeigten
Weise angehoben, so dass das offene obere Ende des Beutels 133 die
Hülse umgibt
und zwischen den oberen Backen UJ, den Heizbacken HJ und
den unteren Backen LJ liegt, während sich die Oberfläche der
Füllmenge 134 immer
noch einige Zentimeter unterhalb des oberen Endes der Hülse 12 befindet.
Des weiteren liegt der obere Rand 137 des Beutels 133 zu
diesem Zeitpunkt auf einer solchen Höhe, dass dann, wenn sich die
Greifbacken schließlich
schließen
und dadurch bewirken, dass sich das Beutelmaterial über die
Füllmenge 134 nach
innen faltet, der obere Rand 137 des Beutels 133 in
der Schließstellung
der oberen Greifbacken UJ einige Millimeter unterhalb,
d. h. etwa 12,5 mm unterhalb, der Oberkanten der Klauen UJ liegt.
Mithin liegt der obere Rand 137 des Beutels 133 in
dieser Position etwa auf halbem Wege an den Backen UJ nach
unten. Auf diese Weise wird die Gefahr, dass sich das Beutelmaterial
bei den nachfolgenden Beutelverschließschritten zwischen dem unteren
Ende des rohrförmigen
Glieds 7 und den oberen Klauen UJ festklemmt,
und daher die Gefahr vermieden, dass dadurch das obere Ende der
fertigen versiegelten Packung beschädigt wird. Außerdem berühren durch das
Positionieren des oberen Randes 137 unterhalb der Oberkanten
der Klauen UJ die Teile der Druckpads der Backenplatten 80 und 84 oberhalb
des oberen Randes 137 einander und bilden eine äußere temporäre Versiegelung
oberhalb des oberen Randes 137 vor dem Beginn des Evakuierens.
Da ein Kontakt von Gummi zu Gummi (oder Schaumstoff zu Schaumstoff
zwischen den oberen Teilen der Druckpads an den Backen UJ erfolgen
kann, erhält
man eine bessere Versiegelung. In der angehobenen Position des Beutels 133 liegt
die Oberfläche
der Füllmenge 134 unterhalb
des unteren Endes der Hülse 12 auf
einer derartigen Höhe,
dass dann, wenn die Hohlsonde 14 in ihre ausgefahrene Position
bewegt wird, die Oberfläche
der Füllmenge 134 sehr
nahe an dem oder vorzugsweise in Kontakt mit dem unteren Ende der
Hohlsonde 14 liegt. Weiterhin drückt in der angehobenen Position
des Beutels 133, wenn die unteren Backenglieder LJ geschlossen
sind, die Oberfläche
der Füllmenge 134 das
Material des Beutels 133 gegen die Unterseite der unteren
Backenglieder LJ. Auf diese Weise kann der Kaffee nicht
auf Grund des Austretens von Luft angehoben werden, wenn das Vakuum
durch die Hohlsonde 14 hindurch auf die Innenseite des
Beutels 133 aufgebracht wird. Des weiteren wird der Kaffee
in dem Beutel durch das Beutelmaterial gegen die Unterseite der
unteren Backen LJ gedrückt,
so dass der Oberseite der Packung nach dem Evakuieren ein ordentlich
rechteckiges Aussehen verliehen wird. Daher erhält die evakuierte Packung ein
ordentliches parallelepipedisches Aussehen.
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Dann wird der Stab 58 von
seinem Kurvenstößel 59 vorwärts bewegt,
wenn er der Bahn 60 der stationären Kurve 60 folgt,
so dass er eine Bewegung der Zwickel bildenden Glieder 52, 53 nach
innen in Richtung zueinander hervorruft, wodurch die Oberseite des
Beutels 133 über
dem Oberteil der Füllmenge 134 geschlossen
zu werden beginnt. Am Ende dieses Schritts ist die Position so,
wie in 11 dargestellt.
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Das ordentliche Verschließen der
Oberseite des Beutels 133 über dem Oberteil der Füllmenge 134 und
die Bildung eines Zwickels läßt sich
erleichtern, wenn der Beutel 133 während seines Bildens längs seiner
vertikalen Ecken 138, 139, 140 und 141 und
längs den
Längslinien 142, 143 vorgeknickt
wurde, wo Knicke erforderlich sind, um einen Zwickel im Oberteil
der Packung zu bilden.
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Im nächsten Schritt bewegt sich
der Betätigungsstab 35 vorwärts, so
dass die Vakuumsonde 14 in ihre untere ausgestreckte Position
ausgefahren wird, in der ihr unteres Ende unterhalb des unteren Endes
der Hülse 12 in
das Oberteil des Beutels 133, das nunmehr mit Zwickel versehen
wird, bis zu einer Stelle hineinragt, die etwa 10 mm bis etwa 15
mm oberhalb der Oberfläche
der Füllmenge 134 liegt.
In dieser ausgefahrenen Position des Endes der Bohrung 128 wird
dadurch verhindert, dass ein Vakuum auf den Zwischenraum zwischen
Sonde 14 und Hülse 12 aufgebracht
wird. Des weiteren bewegt sich der Betätigungsstab 62 vorwärts, so
dass sich die oberen Backen UJ schließen, bis sie entsprechende
einander gegenüberliegende
Abschnitte der Außenseite des
Beutels 133 berühren
und diese gegen die Hülse in
Anlage bringen. Da der obere Rand 137 des Beutels 133 etwa
12,5 mm unterhalb der Oberseite der oberen Backen UJ liegt,
berühren
die oberen Abschnitte der elastischen Druckpads der Backenplatten 80 und 84 einander,
um eine luftdichte äußere temporäre Versiegelung
oberhalb des Beutels 133 zu bilden. Die Betätigungsstange 105 bewegt
sich ebenfalls vorwärts
und ruft dadurch auch ein Schließen der unteren Backen LJ hervor,
so dass diese einen unteren Bereich des Beutels 133 unterhalb
des oberen Endes des Beutels 133, jedoch oberhalb der Oberfläche der
Füllmenge 134 geschlossen
halten und damit eine innere temporäre Versiegelung bilden. Gleichzeitig
wird der Betätigungsstab 58 nach hinten
zurückgezogen,
so dass die Zwickel bildenden Glieder 52 und 53 zurückgezogen
werden. Nunmehr ist die Position so, wie in 12 dargestellt.
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Nunmehr wird der Beutel 133 in
seinem Halter angehoben, bis das untere Ende der Vakuumsonde 14 und
die Gaze oder das perforierte Blech 127 in Kontakt mit
der Oberfläche
der Füllmenge 134 stehen
oder sich gerade über
ihr, beispielsweise um nicht mehr als etwa 1 mm bis etwa 2 mm über ihr,
befinden. 13 zeigt die
Position auf dieser Stufe. Der Betätigungsstab 44 wird
in die in 2 dargestellte Position
vorwärts
bewegt, um die Vakuumleitung 23 über das rohrförmige Glied 7 mit
der Vakuumsonde 14 zu verbinden. Mithin wird ein Vakuum
auf den Innenraum des Beutels 133 aufgebracht. Bei einem
typischen Vakuumverfahren wird ein Vakuum von etwa 950 Millibar
in den Beutel 133 eingebracht (was einem absoluten Druck
von etwa 50 Millibar absolut innerhalb des Beutels 133 unter
der Annahme entspricht, dass der atmosphärische Druck etwa 1 Bar beträgt).
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Da die Gaze oder das perforierte
Blech 127 so nahe an der Oberfläche der Füllmenge 134 des Kaffees
in dem Beutel 133 liegt, erreicht kein Kaffee in dem Oberflächenabschnitt
der Füllmenge 134,
der durch während
des Evakuierens des Beutels 133 aus dem Innenraum der Füllmenge 134 austretende
Luft gestört
wird, eine hohe Geschwindigkeit. Daher werden die Verstopfung der
Gaze oder des perforierten Blechs 127 durch Kaffeekörnchen und
jedes Problem vermieden, das durch das massenhafte Anheben der Kaffeefüllmenge 134 hervorgerufen
wird.
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Nachdem das Evakuieren des Beutels 133 abgeschlossen
ist, kann das Gleitglied 24 bei Bedarf so bewegt werden,
dass die Verbindung zwischen dem Innenraum des Beutels 133 und
der Vakuumleitung 23 abgeschnitten wird. Dann kann eine
kleine Menge eines Inertgases, beispielsweise Kohlendioxid oder
Stickstoff, oder ein wünschenswerter
Kaffeearomatenanteil durch eine (nicht gezeigte) Öffnung in
den Innenraum des rohrförmigen
Glieds 7 und daher in den Beutel 133 zurückgeführt werden. Typischerweise
fällt das
Vakuum in dem Beutel 133 etwas ab; mithin kann dann, wenn
zu Anfang ein Vakuum von etwa 950 Millibar auf den Beutel 133 aufgebracht
wird (was einem absoluten Druck von etwa 50 Millibar entspricht),
das nach dem Rückführen auf den
Innenraum des Beutels 133 aufgebrachte Vakuum etwa 920
Millibar betragen, was einem absoluten Druck von etwa 80 Millibar
entspricht. Neben dem Einführen
von wünschenswerten
Materialien, beispielsweise von Inertgas oder Aromatenbestandteilen,
in den Beutel 133 wird durch Verwendung der Rückführung dabei
mitgeholfen, etwaige Kaffeeteilchen an der Unterseite der Gaze oder
des perforierten Blechs 127 zurück in den Beutel 133 zu
verdrängen.
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Während
die oberen Backen UJ und die unteren Backen LJ geschlossen
gehalten werden, wird die Hohlsonde 14 zurückgezogen.
Wenn sich das innere Glied 13 zu heben beginnt, um die
Hohlsonde 14 zurückzuziehen,
wird die Bohrung 128 geöffnet, da
sich ihr unteres Ende von dem Gummipad 131 abhebt, und
das innere Glied 13 kann angehoben werden, ohne ein noch
größeres Vakuum
zwischen dem inneren Glied 13 und dem Endstück 130 zu
schaffen, da durch die Bohrung 128 nunmehr ein Druckausgleich über das
untere Ende des inneren Glieds 13 ermöglicht wird.
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Wenn die Hohlsonde vollständig zurückgezogen
ist, ist die Situation so, wie in 14 dargestellt.
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Dann schließen sich die Aufheizbacken HJ unter
der Einwirkung des Betätigungsstabs 85.
Die Situation ist dann so, wie in 15 dargestellt.
Der von den Heizbacken HJ ausgeübte Druck in Kombination mit
der hohen Temperatur der Heizflächen
derselben hat zur Folge, dass die heißversiegelbaren Innenseiten
des Beutels weich werden oder ausreichend schmelzen, um eine sichere
Wärmeversiegelung 144 für die fertige
Packung zu bilden. Während dieses
Versiegelungsschritts ist bei Verwendung der Rückführung das Vakuum in der Sonde 14 höher (d. h.
der absolute Druck ist höher)
als im Innenraum des Beutels 133. Nach einer ausreichenden
Verweilzeit, damit die Wärme
die vier Lagen in dem Zwickelbereich an der Oberseite des Beutels 133 ausreichend durchdringen
und eine zuverlässige
Bildung der Wärmeversiegelung
ermöglichen
kann, kann die Verbindung zu der Vakuumleitung 23 wieder
hergestellt werden, indem das Gleitglied 24 unter der Einwirkung des
Betätigungsstabs 44 bewegt
wird, bevor sich die Heizbacken HJ wieder öffnen. Durch
Wiederherstellung des vollständigen
Vakuums an dieser Stelle in dem Funktionszyklus wird dabei mitgeholfen,
die Seitenwände
des Beutels im Bereich der noch warmen Versiegelung zusammenzuhalten,
wenn sich die Heizbacken HJ öffnen, wodurch bei der Bildung
einer ordnungsgemäßen permanenten
Versiegelung mitgeholfen wird. Des weiteren bewegen sich die Betätigungsstäbe 85, 62 und 105 rückwärts (d.
h. in der in 2 gezeigten
Weise nach rechts), damit sich die Heizbacken HJ und danach
die oberen Backen UJ und die unteren Backen LJ öffnen, wodurch
der versiegelte Beutel 133 als fertige Packung in der in 16 gezeigten Weise abfallen
kann.
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Das Karussell dreht sich weiter und
durchläuft
eine Reinigungsstation, an der ein Luftgebläse und/oder eine Luftbürste zum
Reinigen von etwaigen Kaffeekörnchen
verwendet werden kann, die noch an der Gaze oder dem perforierten
Blech 127 haften, bevor es wieder an die erste Station
entsprechend 9 gelangt.
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Bei dem Verfahren, das an Hand der 9 bis 16 dargestellt ist, wird die Sonde 14 zuerst
in einem Augenblick zwischen der Stufe gemäß 11 und derjenigen gemäß 12 ausgefahren. Sie kann auch früher als
an diesem ausgefahren werden. Beispielsweise kann sie schon zu Beginn
der Abfolge auf der Stufe gemäß 9 abgesenkt werden.
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Bei der dargestellten Evakuierungs-
und Versiegelungskopfanordnung werden die oberen Backen UJ,
die Heizbacken HJ und die unteren Backen LJ usw.
mit Hilfe einer Reihe von Betätigungsstäben, Zahnstangen
und Ritzeln mit Hilfe der sich entgegen den Kurvenbahnen bewegenden
Kurvenstößel in Bewegung
gesetzt. Wenn die Anordnung ist selbständige Einheit verwendet werden
soll, so kann die Bewegung alternativ mit Hilfe von Pneumatikkolben
und -zylindern zustandegebracht werden. Wenn die Evakuierungs- und
Versiegelungskopfanordnung bewegbar sein soll, indem sie beispielsweise
auf einem drehbaren Karussell oder auf einem sich bewegenden Förderer angebracht
wird, dann können
jeder obere Backen UJ, jeder Heizbacken HJ und
jeder unteren Backe LJ usw. anstatt mit Hilfe von Betätigungsstäben, Zahnstangen
und Ritzeln durch einen einzelnen Betätigungsstab bewegt wer den,
der jeweils mit einem Kurvenstößel versehen
ist, der mit einer von einem Paar von entsprechenden Kurvenbahnen
zusammenwirkt, von denen je eine auf jeder Seite der Bewegungsbahn
der Anordnung angebracht ist.
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Bei dem oben beschriebenen Verfahren
wird erläutert,
wie der Beutel 133 evakuiert werden kann und dann eine
kleine Menge eines wünschenswerten Aromatenanteils
oder eines Inertgases (beispielsweise CO2 oder
N2) oder von Luft in den Beutel 133 zurückgeführt werden
kann, um so das Vakuum innerhalb des Beutels 133 vor dem
Versiegeln etwas zu vermindern. In diesem Falle steht die fertige
Packung immer noch unter Vakuum, jedoch entspricht das Vakuum in
der fertigen Packung einem höheren
Druck (beispielsweise etwa 80 Millibar absolut) im Vergleich zu
dem höchsten
Vakuum (oder niedrigsten absoluten Druck), das/der während des
Evakuierungsvorgangs in dem Beutel 133 erzeugt wird (beispielsweise
etwa 50 Millibar absolut).
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Es wurde oben erwähnt, dass das ordentliche Verschließen der
Oberseite des Beutels 133 über der Oberseite der Füllmenge 134 und
die Bildung eines Zwickels erleichtert werden, wenn der Beutel 133,
während
er gebildet wird, längs
seiner vertikalen Ecken 138, 139, 140 und 141 und
längs der
Längslinien 142, 143 vorgeknickt
wurde. Die ordentliche Weise des Verschließens lässt sich noch weiter verbessern
durch ein Vorknicken längs
horizontaler Linien, beispielsweise den horizontalen Linien 145, 146, 147 und 148,
die den letztlichen oberen und unteren Kanten der fertigen Packung
entsprechen. Die ordentliche Weise des Verschließens wird insbesondere dann
verbessert, wenn solche Vorknicklinien in den Bereichen vorgesehen
werden, wo ein Zwickel in der Packung gebildet werden soll.
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In 17 entspricht
das der Ansicht von 2,
und es wird ein Teil einer alternativen Form einer Evakuierungs-
und Versiegelungskopfanordnung 201 dargestellt. Wie die
Anordnung 1 gemäß den 1 bis 16 ist die Anordnung 201 in
zweckmäßiger Weise
auf einem (nicht dargestellten) Karussell angebracht, das um eine
vertikale Achse drehbar angeordnet ist und eine Anzahl von Baugruppen
(bei spielsweise insgesamt 30 oder mehr) trägt, die jeweils identisch mit
der Anordnung 201 sind. Da viele von den Teilen der Anordnung 201 im
wesentlichen mit denen von Anordnung 1 gemäß den 1 bis 16 identisch sind, werden in 17 Bezugsziffern verwendet,
die mit den in den 1 bis 16 verwendeten identisch
sind.
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Die Anordnung 201 umfasst
ein oberes Glied 2, durch das hindurch ein rohrförmiges Glied 202 der Anordnung 1 geführt ist,
das identisch mit dem rohrförmigen
Glied 7 der Anordnung 7 ist, nur dass dieses einen
Abschnitt 203 mit etwas vergrößertem Innendurchmesser aufweist.
Innerhalb des rohrförmigen
Glieds 202 ist verschieblich einen hohles Innenglied 204 angebracht,
bei dem nahe an seinem oberen Ende ein Kolben 205 ausgebildet
ist. Die Hohlsonde 14 ist an ihrem unteren Ende befestigt
und ist verschieblich in einem unteren Glied 206 aufgenommen,
an dem mit Hilfe einer Schraube 207 die Hülse 12 befestigt
ist. Das hohle Innenglied 204 weist eine untere äußere Versiegelung 208 und
eine obere äußere Versiegelung 209 auf.
Innerhalb des Oberteils des rohrförmigen Glieds 202 ist
ein rohrförmiges
Hülsenglied 210 aufgenommen;
dieses bildet eine eng anliegende Passung innerhalb des hohlen Innenglieds 204.
An seinem unteren Ende trägt
das rohrförmige
Hülsenglied 210 eine äußere Versiegelung 211,
und an seinem oberen Ende trägt
es eine äußere Versiegelung 212,
mit deren Hilfe eine vakuumdichte Verbindung zwischen dem rohrförmigen Hülsenglied 210 und
einem oberen Block 213 hergestellt wird. Das Hülsenglied 210 ist
an dem oberen Block 213 befestigt.
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Am oberen Ende des von dem oberen
Ende der vergrößerten Bohrung
des Abschnitts 203 und dem Hülsenglied 210 gebildeten
ringförmigen
Zylinders ist eine Öffnung 214 vorhanden,
die durch eine (schematisch durch die Linie 215 angezeigte)
Leitung mit einer entsprechenden Öffnung 216 am unteren
Ende des rohrförmigen
Glieds 202 verbunden ist. Auf diese Weise kommuniziert
der ringförmige
Zylinder 217 unterhalb des unteren Endes des rohrförmigen Glieds 202 jederzeit
mit dem ringförmigen
Zylinder 218 oberhalb des rohrförmigen Glieds 202.
Daher kann dann, wenn zum Evakuieren von Luft aus dem Innern eines
Beutels 133 mit geröstetem
und gemahlenem Kaffee darin ein Vakuum durch die Vakuumsonde 14 gesaugt
wird, das rohrförmige
Glied 202 angehoben werden, um die Sonde 14 aus
dem Innern des Beutels 133 herauszuziehen, ohne den Druck
in dem ringförmigen
Zylinder 217 weiter zu vermindern. Der ringförmige Raum 219 kommuniziert mit
der Außenluft,
da dieser Bereich der Anordnung eine Verbindung der gegabelten Arme
der Kurbel 30 ermöglichen
soll.
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Der obere Block 213 ist
mit einer vertikalen Bohrung 220 und mit horizontalen Bohrungen 221 und 222 versehen,
die mit Blindbohrungen 223 bzw. 224 kommunizieren. Oberhalb
der vertikalen Bohrung 220 ist ein Drehkugelventil 225 befestigt,
damit eine Verbindung zwischen der vertikalen Bohrung 220 und
der Vakuumleitung 226 hergestellt und getrennt werden kann.
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Das Ventil 225 weist ein
(nicht gezeigtes) im wesentlichen kugelförmiges Ventilglied auf, das
im Innern eines im wesentlichen gasdichten Gehäuses auf einer horizontalen
Spindel angebracht ist, deren Drehungsachse im wesentlichen rechtwinkelig
zu der Ebene des Papiers gemäß 17 liegt, und die eine hindurchführende polare
Bohrung rechtwinkelig zu ihrer Drehungsachse aufweist. In einer
Position des Ventilglieds kann die Bohrung mit Bohrungen 220 und 226 ausgerichtet
werden, um für
eine Verbindung zwischen der Vakuumleitung 226 und der
Sonde 14 zu sorgen; durch Drehung des Ventilglieds um einen
Winkel von annähernd
90° aus
dieser Position kann die Verbindung zwischen den Bohrungen 220 und 226 getrennt
werden, wodurch mithin die Verbindung zwischen der Vakuumleitung
(über die
Bohrung) und der Hohlsonde 14 getrennt wird.
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Ein weiteres Drehkugelventil 227 steuert
die Verbindung zwischen der Blindbohrung 223 und einer
(nicht gezeigten) Druckluftquelle, die mit einer Öffnung 228 im
Oberteil des Körpers
des Ventils 227 verbunden ist; dabei besteht der Zweck
der Druckluft darin, das untere Ende der Hohlsonde 14 zum
geeigneten Zeitpunkt in dem Funktionszyklus zwischen dem Abschluss
des Versiegelns eines Beu tels 133 und dem Beginn der Versiegelungsabfolge
für den nächsten Beutel 133 zu
reinigen. Wiederum liegt die Drehungsachse der Betätigungsspindel
des Ventils 227 im wesentlichen rechtwinkelig zur Ebene
des Papiers gemäß 17.
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Es ist ein drittes Drehkugelventil 229 vorgesehen
mit dem Zweck, Luft (oder einen wünschenswerten Kaffeearomatenanteil)
in die Hohlsonde 14 zurückzuführen, nachdem
das vollständige
Vakuum in den Beutel 133 eingesaugt wurde mit dem Zweck, Kaffeeteilchen
vor dem Herausziehen der Sonde 14 und dem Schließen der
Versiegelungsbacken HJ aus dem oberen Ende der Hohlsonde 14 zu
verdrängen. Dieses
weist eine Konstruktion auf, die im allgemeinen ähnlich derjenigen der Ventile 225 und 277 ist, nur
dass es nicht nur eine Öffnung 230 im
Oberteil des Körpers
des Ventils 229, das entweder zur Luft offen ist oder mit
einer (nicht gezeigten) Quelle eines wünschenswerten Kaffeearomatenanteils
verbunden ist, sondern auch eine seitliche Öffnung 231 aufweist, die
mit einer Kammer 232 verbunden ist. Das (nicht gezeigte)
Ventilglied des Ventils 229 weist ebenfalls eine andere
Konstruktion als diejenige des Ventils 225 und 277 auf;
anstelle einer geraden Bohrung weist es eine Bohrung mit einem annähernd 120° ausmachenden
Knick darin auf. Durch diese Bohrung kann eine Verbindung zwischen
der freien Luft (oder einer Quelle eines wünschenswerten Kaffeearomatenanteils) über die Öffnung 230 und
dem Innenraum der Kammer 232 in einer Position des Ventilglieds
und zwischen dem Innenraum der Kammer 232 und der Blindbohrung 222 in
einer anderen Position des Ventils 229 hergestellt werden.
Jedoch ist eine direkte Verbindung zwischen der Öffnung 230 und der
Blindbohrung 222 nicht möglich. Durch diese Anordnung
kann eine vorgegebene Menge an Luft (oder an einem wünschenswerten
Kaffeearomatenanteil) zurück
in den Innenraum eines evakuierten Beutels 133 geführt werden,
bevor dieser über
die Sonde 14 versiegelt wird.
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Wie aus 19 ersichtlich ist, trägt die Betätigungsspindel 233 des
Ventils 225 einen Bund 234, der mit Hilfe einer
Mutter 235 festgehalten wird. Der Bund 234 trägt eine
versetzte Rolle 236, die auf einer Spindel 237 gelagert
ist.
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Die Ventile 227 und 229 tragen
(nicht gezeigte) Bünde ähnlich dem
Bund 234 auf ihren jeweiligen Betätigungsspindeln, und diese
Bünde tragen
jeweils eine versetzte Rolle ähnlich
der Rolle 236.
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Bei dem Betätigungsstab 44 ist
an seinem freien Ende ein Gleitglied 238 befestigt. Dieses
ist mit einer Nut 239 ausgebildet (siehe 17) und ist so eingeengt, dass es sich
in bezug auf die Achse des Karussells zwischen den drehbaren Rollen 240, 241 und 242 im
wesentlichen nach innen und nach außen bewegt. Wenn sich der Betätigungsstab 44 unter
der Einwirkung des in der Kurvenbahn 48 der stationären Kurve 47 laufenden
Kurvenstößels 45 hinein
und heraus bewegt, dann bewegt sich auch das Gleitglied 238 nach
innen und nach außen
in Richtung zu der und weg von der Achse des von den Rollen 240, 241 und 242 geführten Karussells.
Durch die Form der Nut 239, die als Kurvenbahn für die Rolle 236 und
die entsprechenden Rollen für
die Ventile 227 und 229 wirkt, werden diese Rollen
in vertikale Bewegung gesetzt und rufen daher eine begrenzte Drehung
der Betätigungsspindeln
einschließlich
der Spindel 237 und mithin der Ventilglieder aller drei
Ventile 225, 227 und 229 hervor. Durch
geeignetes Profilieren der Kurvenbahn können die Ventile 225, 227 und 229 in
der gewünschten
Abfolge in Betrieb gesetzt werden.
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20 zeigt
die Form der Hohlsonde 14 und der Hülse 12, innerhalb
derer diese gleitet. Wie aus 20 ersichtlich
ist, erinnert das äußere Schnittprofil
der Hülse 12 etwas
an ein Lippenpaar. Durch diese Form wird sichergestellt, dass das
Material des oberen Endes des Beutels 133 durch die elastischen Pads 80 und 84 so
ordentlich wie möglich
gegen die Hülse 12 gedrückt wird,
und dass die Gefahr, dass das Beutelmaterial in diesem Bereich knittert,
minimiert wird. Dadurch wird wiederum sichergestellt, dass während der
gesamten Evakuierungs- und Versiegelungsschritte eine optimale temporäre Versiegelung
oberhalb des Versiegelungsbereichs aufrechterhalten wird.
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Die Bewegungsabfolge der Backen UJ, LJ und HJ ist
die gleiche wie die bei Anordnung 1. Außerdem wird durch die Bewegung
des Betätigungsstabes 44 sichergestellt,
dass die Ventile 225, 227 und 229 in
der richtigen Abfolge öffnen,
wie oben in bezug auf Anordnung 1 beschrieben ist.