EP2093147B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren von Düsen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren von Düsen, insbesondere für den Einsatz in Kammermaschinen.
• Bei verpackten Gütern wird aus verschiedenen Gründen die Verpackung nach dem Evakuieren mit Schutzatmosphäre geflutet. Anschließend wird die Verpackung luftdicht versiegelt. Wird das Produkt in einem Beutel verpackt, sind Gasdüsen zum Begasen innerhalb eines Beutels notwendig, da der Beutel andernfalls unter dem Druck des einströmenden Schutzgases kollabiert und so eine Begasung von außerhalb des Beutels nicht mehr möglich ist. Dazu wird der Beutelhals des Beutels händisch über eine oder mehrere Gasdüsen gezogen, um das Innere des Beutels mit Gas zu fluten. Bei herkömmlichen Maschinen wird zwar der mit dem Produkt gefüllte Beutel selbst automatisch in eine Vakuumkammer eingefahren und die Kammer schließt automatisch, der Beutelhals muss aber dennoch vor dem Schließen der Kammer manuell über die Gasdüsen gezogen werden. Dies erfordert Personal, Zeit und erhöht somit die Kosten.
• US 2003/0054072 A1 zeigt ein Verpackungsverfahren bei dem eine erste Verpackung befüllt und versiegelt wird und eine luftundurchlässige zweite Verpackung vorgesehen wird, wobei die erste Verpackung mit der zweiten Verpackung verschlossen wird ohne diese zu siegeln, um zwischen der ersten und der zweiten Verpackung eine Tasche zu bilden. In diese Tasche werden verschiedene Gase eingeleitet und der Sauerstoffpegel in der Tasche wird reduziert.
• WO 99/48758 zeigt eine Vorrichtung zum Positionieren einer Düse in eine Kammermaschine.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, die/das die oben genannten Nachteile ausräumt und die Begasung von Beuteln mit Schutzgas bzw. das Einspritzen von Flüssigkeit oder Feststoff vereinfacht bzw. beschleunigt. Vorzugsweise soll hierbei eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet sein.
• Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Begasung bzw. das Einspritzen von Flüssigkeit oder Feststoff vereinfacht und beschleunigt werden. Durch die Automatisierung werden Kosten eingespart und eine identische Reproduzierbarkeit erreicht, die bei händischem Justieren der Beutel über die Gas-, Flüssigkeit- oder Feststoffdüsen unmöglich ist, wodurch eine hohe Betriebssicherheit erreicht wird. Außerdem wird auf diese Weise ein hygienischer Arbeitsprozess im Siegelbereich, z. B. beim Einspritzen von Lake oder Öl, gewährleistet, da die Düsen immer ausreichend weit in den Beutel eingebracht werden.
• Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1

eine schematische Gesamtansicht einer Kam- mermaschine;

Fig. 2

eine perspektivische Teilansicht einer Kam- mermaschine;

Fig. 3

eine schematische Teilansicht eines Messers von vorne;

Fig. 4a.) - f.)

schematische Ansichten der Vorrichtung zur Evakuierung, Begasung bzw. Einspritzung und Versiegelung;

Fig. 5a

eine perspektivische Ansicht einer Vorrich- tung zur Positionierung einer Düse in Ruhe- position;

Fig. 5b

eine perspektivische Ansicht einer Vorrich- tung zur Positionierung einer Düse in Be- triebsposition.

• Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft an einer Kammermaschine beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kammermaschine als automatische Kammerbandmaschine ausgebildet.
• Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Kammermaschine 1 mit einem Förderband 2, einer Kammer 3, einem Gestell 4 und einem Auflegebereich 5. Die Kammer 3 wird durch einen Deckel gebildet, der sich motorisch betrieben automatisch öffnet, um Beutel 9 (siehe Fig. 4) aufzunehmen, die durch das Förderband 2 automatisch zugeführt werden, und der sich anschließend automatisch schließt, um die Kammer 3 zu bilden.
• Fig. 2 zeigt den für die Erfindung relevanten Teil der Kammermaschine 1. Es sind mehrere Messer 8, ein Druckbalken 13, eine Bodenschiene 18, ein Abtrennmesser 14, ein Messerhalter 16, eine Siegelschiehenaufnahme 17 und die beiden Siegelschienen 6 (siehe Fig. 4), 7 dargestellt. In Fig. 2 sind sechs Messer 8 an dem Messerhalter 16 befestigt, ein weiterer Messerhalter 16 mit Messern 8 ist angedeutet. Die Messerhalter 16 sind an dem Druckbalken 13 befestigt und werden zusammen mit diesem vertikal bewegt. Die Bodenschiene 18 bildet eine Begrenzung für die vertikale Bewegung des Druckbalkens 13. Auf diese Weise wird auch die Bewegung der Messer 8 begrenzt und eine Endposition definiert. Somit ist gewährleistet, dass die Messer 8 nicht auf eine harte Oberfläche stoßen und mit der Zeit abstumpfen. Die Öffnung des Beutels 9 würde in dieser Darstellung nach rechts zeigen. Im Gegensatz hierzu zeigt die Öffnung des Beutels 9 in Fig. 4 nach links.
• Im Betrieb schneidet das Abtrennmesser 14 den Beutel 9 nach dem Siegelvorgang in dieser Darstellung rechts neben der zweiten Siegelschiene 7 bzw. der Siegelschienenaufnahme 17. Der befüllte und versiegelte Beutel 9 kann, ebenso wie der durch die Messer 8 perforierte Teil des Beutels 9, entweder händisch entnommen werden oder automatisch abtransportiert werden.
• Fig. 3 zeigt ein im Wesentlichen rechteckiges Messer 8 in der Vorderansicht mit zwei Durchbrüchen 81, die ebenfalls eine rechteckige Form aufweisen und die sich in der unteren Hälfte des Messers 8 befinden. An der Unterseite ist eine Klinge 82 zum Schlitzen einer Folie vorgesehen. Die Klinge 82 setzt sich aus einer Vielzahl von Zacken, ähnlich wie bei einer Säge, zusammen.
• Fig. 4 zeigt in sechs Schritten das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Arbeitsweise der Vorrichtung. In den Figuren ist jeweils eine obere erste Siegelschiene 6, eine untere zweite Siegelschiene 7, ein Messer 8 und ein Beutel 9 mit einem darin enthaltenen Produkt 10 gezeigt. Der Beutel 9 hat seine Öffnung im linken Bereich der jeweiligen Figuren. Der gesamte Aufbau befindet sich während des Betriebs in der Kammer 3 der Kammermaschine 1. Im Folgenden zeigt:
1. a.) wie das Messer 8 den Beutel 9 durchstoßen hat. Die erste Siegelschiene 6 befindet sich in ihrer Ruheposition.
2. b.) eine Düse 11, die mit Hilfe einer nicht gezeigten Haltevorrichtung in Richtung der Beutelöffnung bewegt wird. Der Pfeil gibt die Bewegungsrichtung an. Gleichzeitig wird die Kammer 3 evakuiert. Da die Luft aus dem Beutelinneren langsamer entweicht, als die Luft in der Kammer 3, bläht sich der Beutel 9 auf. Nach bzw. bei der Evakuierung befindet sich eine untere Folienlage des Beutels 9 knapp über der Klinge 82 (siehe Fig. 2) des Messers 8 und eine obere Folienlage des Beutels 9 wird durch die ausströmende Luft bis über die Durchbrüche 81 (siehe Fig. 2) des Messers 8 geschoben.
3. c.) wie die Düse 11 durch den Durchbruch 82 des Messers 8 in den aufgeblähten Beutel 9 geschwenkt und/oder geschoben wird. Fig. 3c.) zeigt die Betriebsposition der Düse 11.
4. d.) den Begasungs- bzw. den Einspritzvorgang von einer Flüssigkeit und/oder eines Feststoffs. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet hierbei allgemein ein Zusatzmittel, wie beispielsweise Schutzgas, Öl oder Konservierungsmittel.
5. e.) den Siegelvorgang, bei dem sich die obere erste Spiegelschiene 6 aus ihrer Ruheposition nach unten bewegt und zusammen mit der unteren zweiten Siegelschiene 7 den Beutel 9 einklemmt und den Beutel 9 durch einen Wärmeeintrag versiegelt. Vor dem Siegelvorgang wird die Düse 11 in ihre Ruheposition geschwenkt und/oder geschoben.
6. f.) wie die obere erste Siegelschiene 6 wieder in ihre Ruheposition zurückgekehrt ist und der Beutel 9 versiegelt ist.
• Fig. 5a und b zeigen eine mögliche Ausführungsform einer Haltevorrichtung 15 für die Düse 11. Die Haltevorrichtung 15 besteht aus einer im wesentlichen quadratischen Platte, an der ein Vierkantrohr befestigt ist, das sich in Fig. 5a in der rechten oberen Ecke der Platte senkrecht aus der Zeichenebene heraus erstreckt. An diesem Vierkantrohr ist ein Rohr angebracht, das sich nach unten erstreckt. Am Ende dieses Rohres ist die Düse 11 mit einem Winkel von ca. 45° befestigt. Fig. 5a zeigt diese Vorrichtung in Ruheposition, Fig. 5b zeigt sie in Betriebs position. Die Düse 11 wird in dieser Ausführungsform durch den Durchbruch 81 des Messers 8 hindurch geschwenkt. Das Messer 8 verändert seine Position bei diesem Vorgang nicht, ist also ortsfest.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Messer bzw. eine Düse beschränkt. Es kann, wie auch in Fig. 2 gezeigt ist, eine Vielzahl von Messern und Düsen vorgesehen sein. Es können sowohl mehrere Düsen in einen Beutel eingebracht werden, als auch mehrere Beutel gleichzeitig mit einem Produktzusatz befüllt und versiegelt werden. Je nach der Größe der Maschine können beispielsweise zwei oder mehr Beutel in die Kammer 3 eingebracht werden. In oben beschriebener Weise werden die Beutel begast bzw. mit einem Produktzusatz versehen und anschließend gemeinsam durch zwei lange Siegelschienen oder mehrere auf den Bereich der Beutel begrenzte Siegelschienenpaare versiegelt. Das Abschneiden könnte ebenfalls durch ein langes durchgängiges Messer oder mehrere auf den Bereich der Beutel begrenzte Messer realisiert werden.
• Es ist auch denkbar, die Messer durch eine andere Öffnungshilfsvorrichtung für die Beutel zu ersetzen. Beispielsweise könnte eine Spreizvorrichtung vorgesehen sein, die den Beutelhals öffnet und es somit den Düsen ermöglichen in die Beutel hineingeschwenkt bzw. geschoben zu werden. Vorzugsweise sind allerdings Messer zu verwenden, da diese unabhängig von über die Maschine hinausragende Beutelhälse arbeiten können. Um eine Reproduzierbarkeit und eine Systemsicherheit zu erreichen, ist vorteilhafterweise zumindest eine Öffnungshilfsvorrichtung für die Beutel vorzusehen.
• Beim Verpacken von empfindlichen oder hochsterilen Erzeugnissen ist oft eine exakte Einstellung der Temperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit von Bedeutung. Die Messung innerhalb der Evakuierkammer ist allerdings ungenau, da die Werte von denen im Beutel abweichen. Daher ist es auch denkbar mit Hilfe der Haltevorrichtung, anstelle der Düsen, andere Vorrichtungen, wie beispielsweise Feuchtigkeitsmessgeräte oder Thermometer in den Beutel einzubringen. Dadurch können z.B. auch durch die Evakuierung siedende Produkte erkannt werden.
• In den Beutel kann mit Hilfe der Düsen ein flüssiges, gasförmiges oder pulverförmiges Material, ein Produktzusatz (z.B. Lake, Trennmittel) oder ein Schutzmittel zur Konservierung (z. B. Öl bei Kugellagern) eingebracht werden. Auch andere Produktzusätze sind denkbar.
• Die Positionierung der Düsen mit Hilfe der Haltevorrichtung kann mechanisch durch eine Schwenk- oder Schiebevorrichtung realisiert werden.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Kammermaschinen begrenzt. Ein Einsatz ist bei allen Arten von Maschinen denkbar, bei denen begast bzw. Flüssigkeit oder Feststoff oder Messsensoren eingebracht werden soll.

Claims (8)

1. Vorrichtung für eine Kammermaschine zur Positionierung mindestens einer Düse (11) und/oder einer Messvorrichtung relativ zu einem Beutel (9) mit einer Beutelöffnung, mit
   einer bewegbaren Haltevorrichtung (15), an der die Düse (11) und/oder die Messvorrichtung befestigbar ist und die mindestens zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition bewegbar ist,
   wobei die Haltevorrichtung (15) die Düse (11) und/oder die Messvorrichtung in ihrer Ruheposition außerhalb der Beutelöffnung positioniert und in ihrer Arbeitsposition so positioniert, dass sie in die Beutelöffnung ragt, dadurch gekennzeichnet, dass
   die Vorrichtung mindestens einer Öffnungshilfsvorrichtung aufweist, die mindestens zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition bewegbar ist,
   wobei die Öffnungshilfsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie in ihrer Arbeitsposition das Öffnen des Beutels (9) unterstützt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungshilfsvorrichtung als Messer (8) mit einer Klinge (82) und mindestens einem Durchbruch (81) ausgebildet ist, wobei das Messer (8) mindestens zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition bewegbar ist,
   wobei sich die Düse (11) und/oder die Messvorrichtung in ihrer Ruheposition außerhalb des Durchbruchs (81) befindet und in ihrer Arbeitsposition in den Durchbruch (81) ragt.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (8) zwei Durchbrüche (81) aufweist.
4. Verfahren für eine Kammermaschine zur Positionierung von Düsen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das folgende Schritte aufweist:

   Bewegen der Haltevorrichtung (15) aus der Ruheposition in die Arbeitsposition,

   Positionieren der Düse (11) und/oder der Messvorrichtung in ihre Arbeitsposition, so dass sie in die Beutelöffnung ragt,

   wobei eine Öffnungshilfsvorrichtung aus einer Ruheposition in ihre Arbeitsposition gebracht wird und das Öffnen des Beutels (9) unterstützt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungshilfsvorrichtung als Messer (8) mit mindestens einem Durchbruch (81) und einer Klinge (82) ausgebildet ist,
   wobei das Messer (8) aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition bewegt wird und dabei den Beutel (9) schlitzt,
   wobei die Düse (11) und/oder die Messvorrichtung aus ihrer Ruheposition außerhalb des Durchbruchs (81) in ihre Arbeitsposition bewegt wird, so dass sie in den Durchbruch (81) geschwenkt und/oder geschoben wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte aufweist:

   Evakuieren der Kammer (3) und Öffnen der Beutelöffnung,

   Einführen eines Zusatzmittels (12) durch die Düse (11), wenn die Düse (11) und/oder die Messvorrichtung durch den Durchbruch (81) des Messers (8) in den Beutel (9) ragt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufblähen des Beutels (9) und Öffnen der Beutelöffnung eine untere Folienlage des Beutels (9) über die Klinge (82) und/oder eine obere Folienlage des Beutels (9) über den Durchbruch (81) gebracht wird.
8. Kammermaschine die eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist.

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