EP2110321B1 - Verpackungsmaschine und Verfahren zum Verpacken von Produkten in Beuteln - Google Patents

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EP2110321B1
EP2110321B1 EP09158041A EP09158041A EP2110321B1 EP 2110321 B1 EP2110321 B1 EP 2110321B1 EP 09158041 A EP09158041 A EP 09158041A EP 09158041 A EP09158041 A EP 09158041A EP 2110321 B1 EP2110321 B1 EP 2110321B1
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EP
European Patent Office
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chamber
closure element
suction device
chamber base
packaging
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EP09158041A
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EP2110321A8 (de
Inventor
Rainer Häring
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Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Original Assignee
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B65B31/024—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for wrappers or bags

Definitions

  • the present invention relates to a packaging machine and a method for packaging products in bags, in particular for a chamber belt machine.
  • a suction device In the field of chamber belt machines, a suction device is usually provided for the evacuation of a vacuum chamber in the lid of the machine. Since the vacuum pump is generally located under the packaging machine or a central vacuum system is provided near the packaging machine, the suction device must be connected via long pipes and hoses with the suction device in the lid of the machine. This affects the timing of the vacuum generation in the chamber and has a high susceptibility to errors of the system, increased cost and a little attractive optical impression result.
  • US patent publication US 2003/0046907 A1 discloses a vacuum packaging machine in which an opening is provided in the bottom, which is connected by pipes to a vacuum pump, so that a chamber can be evacuated.
  • the disadvantage here is that can get into the opening components of the material to be packaged and thus a cleaning and hygienic operation of the machine is difficult.
  • the international patent application WO 03/038322 A1 discloses a valve for introducing cryogenic media into a container, the valve being located in the bottom of the container under a mixing and cutting tool.
  • a valve needle in the closed state is substantially flush with the inner surface of the container to avoid unwanted deposits of material in the region of the valve.
  • the outlet from the container is located on a lid of the container.
  • the object of the present invention is to provide an improved apparatus and method for evacuating the vacuum chamber of a packaging machine.
  • the device By providing a suction device in the chamber bottom of the chamber belt machine long pipes and hoses are avoided to the vacuum pump.
  • the device simultaneously forms a suction device and a sealing device of the vacuum chamber. So it is only a drive unit for both functions necessary, which space and cost can be saved.
  • Fig. 1 to Fig. 2b a first embodiment of the invention described by way of example on a chamber belt machine.
  • the chamber belt machine is designed as an automatic chamber belt machine.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a chamber belt machine with a conveyor belt 1, a frame 2, a laying area 3, a chamber 4 and a lid 5.
  • the chamber 4 is through the lid 5 together with a chamber bottom 6 (see Fig. 2a ), wherein the lid 5, for example, automatically opens automatically opened or manually open, for example, to be evacuated or sealed bag, which are automatically fed by the conveyor belt 1, and then closes to form the chamber 4 ,
  • Fig. 2a shows a schematic sectional view of a portion of the chamber belt machine in the region of the suction device 100.
  • the suction device 100 is provided substantially directly under the chamber bottom 6.
  • the closing element 8 closes the opening in the chamber bottom 6 and is designed so that it can work as a valve.
  • the closing element 8 has a central, in Fig. 2a Bottom mounted hole 9 with a thread 101 into which a piston rod 10 is screwed.
  • the piston rod 10 is also provided for this purpose at its upper end with a corresponding screw thread.
  • the closing element 8 is moved by a first housing part 11 in a direction perpendicular to the chamber bottom 6, in this embodiment, vertical direction.
  • the piston rod 10 is guided in the vertical direction through a second housing part 12, wherein the second housing part 12 is inserted in the lower region of the first housing part 11.
  • the piston rod 10 is vertically displaceable. At its lower end, the piston rod 10 is fixedly connected to a piston 131, which in turn is guided vertically displaceably in a third housing part 13.
  • the third housing part 13 has a cylindrical shape to receive the piston 131 and respectively.
  • a spring element 14 is provided, which is on the one hand connected to the bottom of the third housing part 13 and on the other hand connected to the underside of the piston 131.
  • a compressed air supply 16 is provided above the piston 131, through which the piston 131 is moved during operation.
  • a seal 82 for example in the form of an O-ring.
  • a suction tube 7 in the form of a 90 ° -Krümmers.
  • Fig. 2b shows the suction device 100 in the operating position.
  • the third housing part 13, the piston rod 10 and the piston 131 are formed in this embodiment as a single-acting pneumatic cylinder.
  • the piston 131 is moved downward.
  • the return of the cylinder or the piston rod 10 is effected by the restoring force of the tensioned in the lowered position of the closing element 8 spring element 14.
  • the piston 131 could also be moved by suction of the air in the lower region of the third housing part 13. In this case, the same vacuum pump could be used, the chamber 4 (see Fig. 1 ) evacuated.
  • the spring element 14 is stretched in this position or is compressed by the piston 131. In this position, the vacuum pump via the suction pipe 7 and the gap formed by the lowered closing element 8, the chamber 4 (see Fig. 1 ) evacuate. The restoring force of the spring element 14 then moves the piston 131 and thus the piston rod 10 and the closing element 8 back into their raised position Starting position in which the closing element 8 via the first housing part 11 gas-tight with the chamber bottom 6 closes.
  • Fig. 3a shows in a second embodiment of the present invention, the same construction as in Fig. 2a with the exception that the Verschmirroredelementober Structure 83 'of the closing element 8' is not planed here, but convex and protrudes in its raised position, at least partially beyond the chamber bottom 6. In this way, it is to be prevented during operation that liquids or contaminants of solid form collect on the closing element 8 ', which are sucked off during lowering of the closing element 8' into the suction device 100 and contaminate it.
  • Fig. 3b shows accordingly the same structure as in Fig. 2b , also with the exception that the closing element 8 'is crowned. This has on the function of the suction device 100 when evacuating the chamber 4 (see Fig. 1 ) no impact.
  • Fig. 4 shows the same structure of the suction device 100 as in Fig. 2a ,
  • a grid 15 is provided.
  • the grid 15 is mounted above a suction opening which opens as soon as the closing element 8, 8 '(see FIG Fig. 2a -3b ) is lowered.
  • the grid 15 is to prevent that during the evacuation of the chamber 4 (see Fig. 1 ) Bag or product residues can get into the suction tube 7 or in the movement mechanism of the suction device 100.
  • the grid 15 can be designed arbitrarily. For example, it is conceivable to mount a cylindrical ring on the chamber bottom 6 and to fix a circular grid 15 thereon, which in the embodiment would be useful with the crowning Verschgreselementober Structure 83 '.
  • the risk of suction of a bag or a bag neck by the suction device 100 or the application to the grid 15 and a resulting malfunction during operation does not exist because the suction device 100 preferably in a corner of the chamber 4 (see Fig. 1 ) is provided.
  • the invention is not limited to the use of a chamber belt machine. It is also applicable to a chamber machine without a conveyor belt.

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  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vacuum Packaging (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zum Verpacken von Produkten in Beuteln, insbesondere für eine Kammerbandmaschine.
  • Im Bereich der Kammerbandmaschinen ist für die Evakuierung einer Vakuumkammer üblicherweise im Deckel der Maschine eine Absaugvorrichtung vorgesehen. Da sich die Vakuumpumpe im Allgemeinen unter der Verpackungsmaschine befindet oder eine zentrale Vakuumanlage in der Nähe der Verpackungsmaschine vorgesehen ist, muss die Absaugvorrichtung über lange Rohre und Schläuche mit der Absaugvorrichtung im Deckel der Maschine verbunden werden. Dies beeinträchtigt den Zeitablauf der Vakuumerzeugung in der Kammer und hat eine hohe Fehleranfälligkeit des Systems, erhöhten Kostenaufwand und einen wenig attraktiven optischen Eindruck zur Folge.
  • Die US-Offenlegungsschrift US 2003/0046907 A1 offenbart eine Vakuumverpackungsmaschine, bei der im Boden eine Öffnung vorgesehen ist, die mittels Rohrleitungen mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, sodass eine Kammer evakuiert werden kann. Nachteilig ist hierbei, dass in die Öffnung Bestandteile des zu verpackenden Materials gelangen können und somit eine Reinigung und ein hygienisches Betreiben der Maschine erschwert wird.
  • Die internationale Patentanmeldung WO 03/038322 A1 offenbart ein Ventil zum Einbringen von kryogenen Medien in einen Behälter, wobei das Ventil im Boden des Behälters unter einem Misch- und Schneidwerkzeug angeordnet ist. Eine Ventilnadel ist im geschlossenen Zustand im Wesentlichen bündig mit der inneren Oberfläche des Behälters um unerwünschte Ablagerungen von Material im Bereich des Ventils zu vermeiden. Der Auslass aus dem Behälter befindet sich an einem Deckel des Behälters.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zur Evakuierung der Vakuumkammer einer Verpackungsmaschine bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 6. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Durch das Vorsehen einer Absaugvorrichtung im Kammerboden der Kammerbandmaschine werden lange Rohre und Schläuche zur Vakuumpumpe vermieden. Darüber hinaus bildet die Vorrichtung gleichzeitig eine Absaugvorrichtung und eine Abdichtvorrichtung der Vakuumkammer. Es ist also nur eine Antriebseinheit für beide Funktionen notwendig, wodurch Platz und Kosten eingespart werden können.
  • 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 Seitenansicht einer Kammerbandmachine;
    Fig. 2a
    eine schematische Schnittansicht einer Absaugvorrichtung mit angehobenem pla- nem Verschließelement;
    Fig. 2b
    eine schematische Schnittansicht der Absaugvorrichtung mit abgesenktem planem Verschließelement;
    Fig. 3a
    eine schematische Ansicht der Absaugvorrichtung mit angehobenem balligem Verschließelement;
    Fig. 3b
    eine schematische Ansicht der Absaugvorrichtung mit abgesenktem balligem Verschließelement;
    Fig. 4
    eine schematische Schnittansicht der Absaugvorrich- tung mit angehobenem planem Verschließelement und aufgesetztem Gitter.
  • Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 1 bis Fig. 2b eine erste Ausführungsform der Erfindung beispielhaft an einer Kammerbandmaschine beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kammerbandmaschine als automatische Kammerbandmaschine ausgebildet.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Kammerbandmaschine mit einem Förderband 1, einem Gestell 2, einem Auflegebereich 3, einer Kammer 4 und einem Deckel 5. Die Kammer 4 wird durch den Deckel 5 zusammen mit einem Kammerboden 6 (siehe Fig. 2a) gebildet, wobei sich der Deckel 5 beispielsweise motorisch betrieben automatisch öffnet oder manuell öffnen lässt, um beispielsweise zu evakuierende bzw. zu versiegelnde Beutel aufzunehmen, die durch das Förderband 1 automatisch zugeführt werden, und der sich anschließend schließt, um die Kammer 4 zu bilden.
  • Fig. 2a zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils der Kammerbandmaschine im Bereich der Absaugvorrichtung 100. Die Absaugvorrichtung 100 ist im Wesentlichen direkt unter dem Kammerboden 6 vorgesehen. Ein Verschließelement 8, das in Form eines Bolzens vorgesehen ist, bildet mit dem Kammerboden 6 in dieser angehobenen Position des Verschließelements 8 eine Ebene, da eine Verschließelementoberfläche 83 bzw. eine Bolzenoberfläche im Wesentlichen plan ausgebildet ist und auf dem Höhenniveau des Kammerbodens 6 liegt. Dies schafft die Voraussetzung für hygienische Bedingungen beim Betrieb der Vorrichtung. Es ist auch denkbar, dass sich das Verschließelement 8 etwas über die Ebene des Kammerbodens 6 hinaus erstreckt. Das Verschließelement 8 verschließt die Öffnung im Kammerboden 6 und ist so ausgebildet, dass es als Ventil arbeiten kann. Das Verschließelement 8 weist eine mittige, in Fig. 2a von unten angebrachte Bohrung 9 mit einem Gewinde 101 auf, in das eine Kolbenstange 10 eingeschraubt ist. Die Kolbenstange 10 ist zu diesem Zweck an ihrem oberen Ende ebenfalls mit einem entsprechenden Schraubengewinde versehen.
  • Das Verschließelement 8 wird durch ein erstes Gehäuseteil 11 in einer zum Kammerboden 6 senkrechten, in dieser Ausführungsform vertikalen Richtung bewegt. Die Kolbenstange 10 wird in vertikaler Richtung durch ein zweites Gehäuseteil 12 geführt, wobei das zweite Gehäuseteil 12 im unteren Bereich des ersten Gehäuseteils 11 eingeschoben ist.
  • Im unteren kammerbodenfernen Bereich des Verschließelements 8 ist einstückig mit diesem ein hülsenförmiges Zentrieraußenteil 81 vorgesehen, das im Betrieb, bei einer abgesenkten Position des Verschließelements 8 mit einem Zentrierinnenteil 121 des zweiten Gehäuseteils 12 ineinander greift. Dies dient der exakten linearen Führung der Kolbenstange 10.
  • Die Kolbenstange 10 ist vertikal verschiebbar. An ihrem unteren Ende ist die Kolbenstange 10 fest mit einem Kolben 131 verbunden, der wiederum in einem dritten Gehäuseteil 13 vertikal verschiebbar geführt ist. Das dritte Gehäuseteil 13 weist eine zylindrische Form auf, um den Kolben 131 aufzunehmen und zu führen. In dem dritten Gehäuseteil 13 ist ein Federelement 14 vorgesehen, das einerseits mit dem Boden des dritten Gehäuseteils 13 verbunden ist und andererseits mit der Unterseite des Kolbens 131 verbunden ist. Ebenfalls im dritten Gehäuseteil 13 ist über dem Kolben 131 eine Druckluftzuführung 16 vorgesehen, durch die der Kolben 131 im Betrieb bewegt wird.
  • Um eine dichte Verschließbarkeit der Kammer 4 (siehe Fig. 1) zu gewährleisten, ist zwischen dem Verschließelement 8 und dem ersten Gehäuseteil 11 eine Dichtung 82, beispielsweise in Form eines O-Rings vorgesehen. Es ist außerdem ein Absaugrohr 7 in Form eines 90°-Krümmers vorgesehen.
  • Fig. 2b zeigt die Absaugvorrichtung 100 in Betriebsposition. Das dritte Gehäuseteil 13, die Kolbenstange 10 und der Kolben 131 sind in dieser Ausführungsform wie ein einseitig wirkender Pneumatikzylinder ausgebildet. Durch Einbringen von Druckluft in das dritte Gehäuseteil 13, wird der Kolben 131 nach unten bewegt. Die Rückführung des Zylinders bzw. der Kolbenstange 10 erfolgt durch die Rückstellkraft des in der abgesenkten Position des Verschließelements 8 gespannten Federelements 14. Der Kolben 131 könnte ebenso durch Absaugung der Luft im unteren Bereich des dritten Gehäuseteils 13 bewegt werden. Hierbei könnte die gleiche Vakuumpumpe verwendet werden, die die Kammer 4 (siehe Fig. 1) evakuiert.
  • Das Federelement 14 ist in dieser Position gespannt bzw. wird durch den Kolben 131 zusammengepresst. In dieser Position kann die Vakuumpumpe über das Absaugrohr 7 und den durch das abgesenkte Verschließelement 8 entstandenen Spalt die Kammer 4 (siehe Fig. 1) evakuieren. Die Rückstellkraft des Federelements 14 bewegt den Kolben 131 bzw. somit die Kolbenstange 10 und das Verschließelement 8 anschließend wieder in ihre angehobene Ausgangsposition, in der das Verschließelement 8 über das erste Gehäuseteil 11 gasdicht mit dem Kammerboden 6 abschließt.
  • Fig. 3a zeigt in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den gleichen Aufbau wie in Fig. 2a, mit der Ausnahme, dass die Verschließelementoberfläche 83' des Verschließelements 8' hier nicht plan, sondern ballig ausgebildet ist und in seiner angehobenen Position, zumindest teilweise über den Kammerboden 6 hinaussteht. Auf diese Weise soll im Betrieb verhindert werden, dass sich Flüssigkeiten oder Verunreinigungen fester Form auf dem Verschließelement 8' sammeln, die beim Absenken des Verschließelements 8' mit in die Absaugvorrichtung 100 abgesaugt werden und diese verunreinigen.
  • Fig. 3b zeigt dementsprechend den gleichen Aufbau wie in Fig. 2b, ebenfalls mit der Ausnahme, dass das Verschließelement 8' ballig ausgebildet ist. Dies hat auf die Funktion der Absaugvorrichtung 100 beim Evakuieren der Kammer 4 (siehe Fig. 1) keine Auswirkung.
  • Fig. 4 zeigt den gleichen Aufbau der Absaugvorrichtung 100 wie in Fig. 2a. Zusätzlich ist ein Gitter 15 vorgesehen. Das Gitter 15 ist über einer Absaugöffnung angebracht, die sich öffnet, sobald sich das Verschließelement 8, 8' (siehe Fig. 2a -3b) abgesenkt wird. Das Gitter 15 soll verhindern, dass während der Evakuierung der Kammer 4 (siehe Fig. 1) Beutel- oder Produktreste in das Absaugrohr 7 oder in die Bewegungsmechanik der Absaugvorrichtung 100 gelangen können. Das Gitter 15 kann beliebig ausgeführt sein. Es ist z.B. denkbar einen zylindrischen Ring auf dem Kammerboden 6 zu montieren und darauf ein kreisförmiges Gitter 15 zu befestigen, was bei der Ausführungsform mit der balligen Verschließelementoberfläche 83' zweckmäßig wäre.
  • Die Gefahr des Ansaugens eines Beutels oder eines Beutelhalses durch die Absaugvorrichtung 100 bzw. des Anlegens an das Gitter 15 und einer daraus resultierende Funktionsstörung während des Betriebs besteht nicht, da die Absaugvorrichtung 100 vorzugsweise in einer Ecke der Kammer 4 (siehe Fig. 1) vorgesehen ist.
  • Es ist auch denkbar mehrere Ventile und/oder Vakuumpumpen zur Leistungssteigerung vorzusehen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung einer Kammerbandmaschine beschränkt. Sie ist auch auf eine Kammermaschine ohne Förderband anwendbar.

Claims (8)

  1. Verpackungsmaschine zum Verpacken von Produkten in Beutel mit einem Deckel (5), der mit einem Kammerboden (6) eine Kammer (4) bildet,
    wobei im Kammerboden (6) eine Absaugvorrichtung (100) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass sie evakuiert, und
    wobei die Kammer (4) gasdicht verschließbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein Verschließelement (8, 8') der Absaugvorrichtung (100) vorgesehen ist, das von einer ersten angehobenen Position in eine zweite abgesenkte Position bewegbar ist, und
    dass das Verschließelement (8, 8') eine Verschließelementoberfläche (83, 83') aufweist, die in ihrer angehobenen Position einen Teil des Kammerbodens (6) bildet.
  2. Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschließelementoberfläche (83) in ihrer angehobenen Position in einer Ebene mit oder über dem Kammerboden (6) liegt.
  3. Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschließelementoberfläche (83') des Verschließelements (8') ballig ausgebildet ist und in seiner angehobenen Position durch den Kammerboden (6) hervorsteht.
  4. Verpackungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kammerboden (6) über der Absaugvorrichtung (100) ein Gitter (15) angeordnet ist.
  5. Verpackungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließelement (8, 8') ein Ventil ist.
  6. Verfahren zum Verpacken von Produkten in Beutel bei dem ein Deckel (5) mit einem Kammerboden (6) eine Kammer (4) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Kammerboden (6) vorgesehene Absaugvorrichtung (100) mit einem Verschließelement (8, 8') die Kammer (4) in einer ersten Position gasdicht verschließen kann, wobei eine Verschließelementoberfläche (83, 83') des Verschließelements (8, 8') in der ersten Position einen Teil des Kammerbodens (6) bildet, und die Kammer (4) in einer zweiten Position evakuieren kann, wobei das Verschließelement (8, 8') als Ventil arbeitet.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über ein Absaugrohr (7) Gas aus der Kammer (4) gesaugt werden kann.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kammerboden (6) ein Gitter (15) vorgesehen ist, wobei das Gitter (15) derart ausgebildet ist, dass im Wesentlichen nur Gas in die Absaugvorrichtung (100) gelangen kann.
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EP2110321A1 EP2110321A1 (de) 2009-10-21
EP2110321A8 EP2110321A8 (de) 2011-04-27
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