DE2750934A1

DE2750934A1 - Verfahren und vorrichtung zum vakuumverpacken von waren

Info

Publication number: DE2750934A1
Application number: DE19772750934
Authority: DE
Inventors: Piero Di Bernardo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-11-19
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1978-05-24
Also published as: ATA828477A; AU512246B2; IE45916L; NL186233C; SE433337B; AU3074077A; NL186233B; JPS624295B2; US4164111A; CH624068A5; FR2371345A1; CA1073796A; GB1575739A; IE45916B1; ES464280A1; IT1067343B; AR217268A1; FR2371345B1; DK512477A; BE860952A

Description

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Piero Di Bernardo, Kailand (Italien)

"Verfahren und Vorrichtung zum Vakuumverpacken von Waren",

Den Gegenstand der Erfindung bilden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vakuumverpacken von Waren in Behältnissen aus thermoplastischen Kunststoffen und zum gleichzeitigen Warmbehandeln derselben·

Es sind Verfahren bekannt geworden, die darin bestehen, daß ein oder mehrere Warenstücke in ein vorgefertigtes Behältnis eingeführt und das Behältnis in eine luftdicht verschlossene Kammer gebracht wird, wo die Luft aus dem Innern des Behältnisses abgesaugt, worauf die offen· Seite des Behältnisses durch Ver-

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schweißen oder ein anderes Verfahren endgültig verschlossen wird, und daß die Kammer dann wieder auf den atmosphärischen Druck gebracht und aufgemacht wird um die fertige Verpackung herauszunehmen. Die so hergestellten Vakuumverpackungen werden oft nachträglich einer Warmbehandlung in besonderen Öfen unterzogen, um die einzelnen inneren Schichten des zum Verpacken verwendeten thermoplastischen Kunststoffes an allen Stellen, wo sie in gegenseitiger Berührung stehea, miteinander zu verschweissen oder um eine V/armschrumpfung dieses Kunststoffes herbeizuführen, damit sich die Verpackung dem Verpackungsgut besser anschmiegt und ihre Dichtheit erhöht wird. Di« dszu verwendeten öfen sind meist als Heißluftumwälzöfen hergestellt und mit einem Stetigförderer' zum Transport der verpackten Waren versehen. Diese öfen haben den Nachteil, daß sie einen großen Raumbedarf haben und teuer sind. Außerdem erfolgt die Entnahme der verpackten Waren an einer Stelle, die vom Platz der Bedienungsperson für die Kammer der Vakuumverpackung entfernt liegt, wodurch eine Person mehr für die Entnahme der fertigen Verpackungen eingesetzt werden muß.

Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Beseitigung dieses Nachteiles, dadurch, daß die nachträgliche Warmbehandlung im Innern der Vakuumkammer selbst und gleichzeitig mit den Vorgängen der Luftabsaugung, des Zuschweißens der Verpackung und der Wiedererstellung des atmosphärischen Druckes in der Kammer erfolgt.

Durch bereits im Gebrauch stehende Vorrichtungen ist die Möglichkeit bekannt, die Warmschrumpfung einer im Innern einer

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Kammer befindlichen thermoplastischen Verpackung durch Zufluß heißer Druckluft herbeizuführen, die einer besonderen Heißluftquelle entnommen wird. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist jedoch die Möglichkeit nicht vorgesehen, die Warmschrumpfung gleichzeitig mit dem Luftleersaugen und dem Vakuumverschließen der Verpackung durchzuführen. Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Vorgänge gleichzeitig vorgenommen werden können. Praktisch beginnt das Luftabsaugen sofort nach Einführung der verpackten Ware in die Kammer und das Verschließen derselben; obwohl sich die Luft dabei nach und nach verdünnt, reicht die zurückbleibende Menge aus, um die erforderliche Wärme aus einer Wärmequelle der Verpackung zu übertragen, wenn die geeignete Temperatur der umlaufenden Druckluft aufrechterhalten bleibt. Es besteht außerdem die Möglichkeit, wieder Heißluft, diesmal mit atmosphärischem Druck der Kammer zuzuführen, sobald der Schweißvorgang beginnt und solange derselbe andauert; dabei kann die Erwärmung dieser Luft dadurch erfolgen, daß man sie - bevor sie in die Kammer einströmt - durch dieselbe Wärmequelle durchfließen läßt, oder aber daß Wärme' einer fremden Wärmequelle entnommen wird. Selbstverständlich kann der Heißluftumlauf auch auf die Stufe nach Beendigung des Schweißvorganges ausgedehnt werden; das würde aber die Gesamtzeitdauer des Vakuum-Verpackungsablaufes verlängern· Die vorsorgliche Ausdehnung des Heißluftumlaufes ist jedoch in der Regel nicht erforderlich. Es ist schließlich möglich, die Wirkung der Heißluft durch das Einsetzen von Heizelementen mit Infrarotstrahlen in die Kammer zu unterstützen.

Die Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens ist mit den be-

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kannten Vorrichtungen dieser Art unter verschiedenen. Gesichtspunkten gleich, Sie besteht aus einer Kammer, die geöffnet worden kann, um ein oder mehrere, bereits in ihren Hüllen (Tüten, Säcke) oder zwischen Folien aus einem verschweißboren Werkstoff gelegte Erzeugnisse einzuführen. Die offene Seite (bzw. offene Seiten) dieser Vorverpackung ist so orientiert, daß die Arbeit der Schließvorrichtung erleichtert wird. Darauf wird die Kammer geschlossen und die darin enthaltene Luft durch öffnen eines mit einer Vakuumpumpe in Verbindung stehenden Ventils abgesaugt, Die Schließvorrichtung für die Verpackungen besteht gewöhnlich aus zwei oder mehreren Stäben, die in ihrer Ruhestellung voneinander entfernt sind. Einer dieser Stäbe oder beide sind erwärmbar, damit die '.varinverschweißung der offenen Seite der Verpackungen durchgeführt werden kann. Das erfolgt durch Betätigung von einem der Stäbe, der gegen den anderen Stab geschoben und gedrückt wird, wobei die beiden Folien dazwischen in dem zu verschweißenden Bereich zusammengepreßt werden. Die Üchweißung erfolgt durch Wärme und Druck. Ein zweites Ventil dient zum Einlassen der Luft mit atmosphärischem Druck in die Kammer. Zu diesen, bereits bekannten Einrichtungen sieht die Erfindung noch eine Einrichtung zum Erhitzen der im Heizraum befindlichen Luft und ein Organ zum Erzeugen einer Luftströmung vor. Diese Warrabehandlung, während in der Kammer atmosphärischer Druck herrscht, ermöglicht, die Verpackungsstücke auch mit nicht erhitzten Stäben zu verschließen, die dabei nur die Aufgabe eines luftdichten Zusammenpressens erfüllen. Die Heizeinrichtung kann aus einem elektrisch betriebenen Heizkörper bestehen, der so angeordnet ist, daß er von der Luftströmung umspült wird.

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Um den Wärmeübergang zu begünstigen, kann der Heizkörper mit entsprechenden Rippen versehen sein. In der Regel haben sich Heizkörper mit erhöhter Wärmeträgheit am besten bewährt, aber auch unverkleidete, elektrische Heizwiderstände kommen in Frage, die aus Chrom-Nickel-Draht bestehen und erst im Bedarfsaugenblick eingeschaltet werden. Es können ein oder mehrere Heizkörper vorgesehen werden, die direkt in der Vakuumkammer oder in einem getrennten Kaum untergebracht sind, der mit der Vakuumkammer dauernd oder durch Öffnen eines Ventils in Verbindung steht. Ist dieser getrennte Raum vorgesehen, kann dieser einen nützlichen Vorratsraum für Heißluft darstellen, die bei Bedarf zu verwenden ist. In allen Fällen muß ein Lüfter oder ein gleichwertiges Organ das Durchströmen der Luft vom Heizraum in die Vakuumkammer und umgekehrt gewährleisten. Der Heißluftumlauf kann vor oder während des Luftabsaugvorganges, während des Heiß-

scheißens und der Wiedererstellung des atmosphärischen Luftdrukkes oder auch nur während eines Teiles dieses Vorganges erfolgen; die Einstellung des Heißluftumlaufes kann durch Abstellen des Lüfters oder auch durch Schließen des den Heizraum mit der Vakuumkammer verbindenden Ventils erreicht werden. Die Zufuhr der Luft zum Wiedererstellen des atmosphärischen Druckes kann dadurch erfolgen, daß die Luft zuerst durch den Heizraum und jedenfalls an den Heizkörpern vorbei strömt, was mit einer zweckentsprechenden Anordnung des Lufteinlassventils zu erreichen ist.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen drei stehende Längsschnitte durch eine als Beispiel geltende Vorrichtung, während drei verschiedener

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Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 sind die zwei Schalen 1 und 2, die die Wandung der Vakuumkammer 20 bilden, auseinandergezogen und die Vorrichtung steht bereit, um ein oder mehrere Erzeugnisse aufzunehmen. Das Ventil 3, das die Verbindung mit der Vakuumpumpe herstellt und das Ventil 4 für die Verbindung mit der Außenluft sind beide geschlossen. Der Lüfter 5 und sein Antriebsmotor stehen still. Der Heizkörper 7 ist dauernd eingeschaltet; er besitzt eine hohe thermische Masse und ist zur Begünstigung der Wärmeübertragung mit Rippen versehen. In diesem Zustand nimmt die im Heizraura 8 enthaltene Luft Wärme auf.

Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung nachdem eine Vorverpackung 9 mit einem Erzeugnis 10 von Hand oder automatisch in die Vakuumkammer eingeführt und diese geschlossen wurde. Die Dichtheit des Verschlusses ist durch eine Dichtung 11 sichergestellt. Der offene Teil 12 der Vorverpackung 9 liegt zwischen einem oberen Schweißstab 13 und einem unteren Schweißstab 14, die die an sich bekannten Schweißelemente darstellen.

Der obere Schweißstab 13 liegt parallel zum unteren Schweißstab 14 und zwischen beiden bleibt ein Zwischenraum frei, damit die Luft beim Vakuumabsaugen aus dem Inneren der Vorverpackung 9 entweichen kann. Die Vorverpackung 9 liegt auf einer Reihe Stege 15» zwischen welchen die Luft auch die Unterseite der Verpackung 9 umspült. Sobald die Vakuumkammer 20 geschlossen wird, setzt sich der vom Motor 6 angetriebene Lüfter 5 ia Bewegung und fördert die aus dem Heizraum 8 kommende Heißluft in das In nere der Vakuumkammer 20. Die Luft umspült die Oberfläche der

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Vorverpackung 9 und gelangt durch den Kanal 16 wieder in den Heizraura 8 zurück u.s.f.. Eine Klappe 17» deren Aufgabe weiter unten noch erklärt wird, hebt sich unter dem Druck der Luftströmung und laßt den Durchgang für die Luft frei. Der Durchlaß 18 erleichtert den Luftumlauf. Natürlich wird dabei auch die in der Vakuumkammer 20 befindliche Luft umgewälzt und vom Heizkörper 7 erwärmt. Gleichzeitig mit der Schließung der Vakuumkammer 20, bzw. nach einer kleinen, einstellbaren Verzögerung, öffnet sich das Ventil 3» durch welches die Luft von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vakuumpumpe allmählich abgesaugt wird. Beim üruckabbau in der Vakuumkammer 20 wird auch die in der Vorverpackung 9 enthaltene Luft abgesaugt. Auch die Wärmeabgabe an die Vorverpackung 9 nimmt nach und nach unter der Wirkung der LuftVerdünnung ab, bis sie sehr niedrige Werte erreicht. Jetzt kann aber trotzdem die Verschweißung der Verpackungsöffnung beginnen und der atmosphärische Druck in der Vakuumkammer 20 und im Heizraum 8 wiedererstellt werden.

Diese Arbeitsstufe ist in Fig. 3 dargestellt. Man sieht darin, daß der obere Schweißstab 13 gegen den unteren Schweißstab 14-geschoben wird, womit der Schweißvorgang eingeleitet wird. Die genaue Ausbildung des oberen Schweißstabes 13 und seines Antriebes 25 werden nicht näher beschrieben, da sie ja bekannt sind. Sobald die offene Seite 12 der Vorverpackung 9 zwischen die bei. den Schweißstäbe geklemmt ist, wird das Saugventil 3 geschlossen und gleichzeitig das Ventil 4 geöffnet, welch Letzteres das Eindringen der Außenluft freigibt. Beim Aufhören eines ausreichenden Luftdruckes hatte sich inzwischen die Klappe 17 ge-

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schlossen, so daß jetzt die eindringende Luft gezwungen ist, durch den Heizkörper 7 durchzugehen, bevor sie in die Vakuumkammer 2ü gelangt. Der Lüfter 5 sorgt dann dafür, daß die Luft dauernd umläuft, damit sie die Fortsetzung der Warmbehandlung der Verpackung ermöglicht. Am Ende des Schweißvorganges, oder kurz darauf, wird der Lüfter ausgeschaltet, das Ventil ¹V geschlossen, die Schale 1 der Vakuumkammer hochgehoben und der obere Schweißstab 1$ in die Ruhestellung gebracht. Die Verpakkung ist nun fertig und kann aus der Vakuumkammer 20 genommen v/erden.

Die Entnahme der fertigen Verpackung kann auch autouiutisch erfolgen, wenn die Stege 15 mit einer passenden Bewegung versehen oder durch passende Förderbänder ersetzt werden. Diese Ausführung ist zwar vorgesehen, jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt worden. Die in T?ig. 1, 2 und 3 gezeigte Vorrichtung gilt lediglich als Beispiel, da die möglichen Ausführungen im Rahmen des Schutzbereiches der Erfindung zahlreich sind.

Z.B. anstatt der Evakuierung der εβ·^ηΖ£*η Vakuumkammer, kann lediglich das Innere der Vorverpackung luftleer gemacht werden; das läßt sich leicht mit Saugdüsen verwirklichen, die durch die offene Seite der Vorverpackung in ihr Inneres eingeführt werden« Dabei kann während der Evakuierung gleichzeitig auch die Warmbehandlung durch Umlauf heißer Druckluft erfolgen.

Natürlich kann in jeder Verpackung auch eine Vielzahl Erzeugnisse einzeln verschweißt werden, die dann durch Ausschneiden voneinander getrennt werden.

14. Wovembor 1977

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Claims

Γ ATENTA N SPRÜCHE

/ 1. Verfahren zum Vakuumverschließen und Warmbehandeln von Verpak klingen aus thermoplastischem und/oder warmschrumpfendem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Vorgänge der Evakuierung der Luft aus dem Inneren der Verpackung, des Zuschweißens und des Y/armbehandelns derselben in einer und derselben Kammer erfolgen·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer luftdicht verschlossen werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Warmbehandlung vor dem Verschweißen erfolgt und bis in den Vorgang des Luftabsaugens reicht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Vorgänge des Arbeitszyklus die Kammer vorbeheizt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbeheizen der Kammer bis nach dem Vorgang des Zuschweißens fortgesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmbehandlung durch Umlauf von Beißluft in der Kammer erfolgt.

7« Vorrichtung zum Vakuumverschließen und Warmbehandeln von Verpackungen aus thermoplastischem oder warmschrumpfendem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vakuumkammer, die zum Einführen sowie Entnehmen einer Verpackung geöffnet werden kann, Mittel zum gesteuerten Absaugen

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ORIGINAL INSPECTED

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und Einlassen der Luft aus der bzw. in die Vakuumkammer, Mittel zum luftdichten Verschließen der Verpackung und Mittel zum Umwälzen der Luft in der Vakuumkammer umfaßt, und zwar über eine Strecke, die ein Heizelement zum Erwärmen der Luft einschließt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einlassen der Luft mit dem Inneren der Vakuumkammer über das Heizelement in Verbindung stehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement eine hohe Wärmeträgheit besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftumwälzmittel aus einem Lüfter bestehen, der in die vorgenannte Strecke eingeschaltet ist, welche einen geschlossenen Kreislauf bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßmittel in die vorgenannte Strecke einmünden, in der ein Einwegventil eingebaut ist, das die eingelassene Luft in der Richtung fördert, die durch das Heizelement führt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuschweißen der Verpackung aus einer passenden, in der Vakuumkammer eingebauten Heißschweißeinheit bestehen.

13· Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daS die Verpackung in der Vakuumkammer auf einer nicht zusammenhängenden Auflage liegt, damit die Warmbehandlung über die Gesamtoberfläche der Verpackung is wesentlichen gleichmäßig erfolgt.

14. November 1977

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