CH458182A - Verfahren zum Vakuum-Verpacken einer dosierten Materialmenge - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum Vakuum-Verpacken einer dosierten Materialmenge
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vakuum Verpacken einer dosierten   Materialmenge.   



   Es ist erwünscht, dass der Behälter mit der darin verpackten Ware den Eindruck gibt, dass er mit dieser Ware ganz gefüllt ist. Wenn die Ware z. B. aus Nahrungsmitteln besteht, kann miteingeschlossene Luft dazu führen, dass die Ware bald verdirbt, weshalb es erwünscht ist, dass die Menge von miteingeschlossener Luft höchst gering ist. Um dies zu erreichen, könnte man daran denken, die dosierte Menge dem Behälter bis an seinen obersten Rand füllen zu lassen; es bestünde dann aber die Gefahr, dass beim Verschliessen des Behälters die Ware jene Zone des Behälters auch berührt, in welcher der luftdichte Verschluss vorgenommen werden soll. Ein solcher Verschluss kann dann nicht mehr erreicht werden.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.



   Eine Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird hernach anhand der beiliegenden   Zeich-    nung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Aufriss einer sich zur Durchführung des Verfahrens eignenden   Vsrpackungs-    anlage,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer fertig verschlossenen Packung mit Inhalt,
Fig. 3 und 4 Teillängsschnitte, welche gewisse Schritte des Verfahrens veranschaulichen und
Fig. 5-7 sind   Teilquerschnitte    einer Unterdruckkammer und veranschaulichen ebenfalls aufeinanderfolgende Phasen bei der Durchführung des Verpackungsverfahrens.



   Bei der Durchführung des Verfahrens gelangt ein Behälter C zur Verwendung, von dem eine typische Ausführungsform in den Zeichnungen veranschaulicht ist. Dieser Behälter ist topfförmig; er hat einen zusammenfassend mit 12 bezeichneten Boden und eine sich nach oben kegelig erweiternde Mantelwand 14.



  Der Übergang vom Boden 12 in die Mantelwand 14 ist ausgeprägt; er ist mit 15 bezeichnet. An die Mantelwand bzw. an deren oberen Rand, schliesst sich ein ununterbrochener Aussenflansch 16 an. Bei leerem und ungespanntem Behälter C befindet sich der zentrale Teil des Bodens 12 in grösserem Abstand von der Ebene des Aussenflansches 16 als der periphere Teil des Bodens; die Ausbildung ist dabei zweckmässig so getroffen, dass namentlich der zentrale Bodenteil sich nach Auffüllen und Verschliessen des Behälters gegen die Aussenflanschebene bewegen lässt zur Verminderung des Innenvolumens des Behälters bis auf eine Grösse, die im wesentlichen dem Volumen der eingefüllten Ware entspricht. Der aufgefüllte und geschlossene Behälter gibt dann den Eindruck, vollständig gefüllt zu sein.

   Um eine solche Verformung des Behälters und insbesondere dessen Bodens zu ermöglichen bzw. zu erleichtern, ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel im Boden eine geschwächte Zone vorgesehen, und zwar in Form einer im Querschnitt   V-förmigen,    nach oben offenen Rille 17, die sich konzentrisch zum Übergang 15 und in geringem Abstand von demselben erstreckt, und in Form einer zweiten ähnlichen Rille 18, die sich konzentrisch zur ersten, aber weiter innen erstreckt.



  Diese beiden Rillen 17 und 18 ergeben Faltlinien für die Übernahme von Behälterwandungsmaterial bei der Verformung des Bodens 12 in die nach oben gewölbte Form. Beim gezeigten Beispiel sind ausserdem im Boden nach unten ragende Vorsprünge 21 bis 23 gebildet als Füsse für eine Dreipunktauflage des Behälters.



   Nachdem der Behälter C geformt worden ist, wird eine dosierte Menge des Materials P in den Behälter gegeben. Diese Materialmenge hat kleiner zu sein als das Aufnahmevermögen des geformten Behälters C.



  Bei diesem Material wird es sich meistens um eine fliessfähige Masse handeln. Nach ihrem Einfüllen wird sich ihre freie Oberfläche   ausebnen    und dann nicht bis an den oberen Rand der Mantelwand 14 reichen. Dies wird der Fall sein,   unbekümmert    darum. ob es sich um eine mehr oder weniger zähflüssige Masse oder um eine trockene, aber körnige Masse handelt. Der Umstand, dass das Volumen der eingefüllten Ware kleiner  ist als das Aufnahmevermögen des geformten Behälters, ist beim   nachherigen    Erzielen eines luftdichten Ver  schlusses    von grossem Vorteil.



   Bevor dieses Verschliessen erfolgt, wird der Behälter samt der darin befindlichen Ware in eine unter Druck setzbare Kammer gebracht und dann aus dieser die Luft in weitgehendem Mass abgesaugt. Dann wird ein Deckel gasdicht mit dem Behälterflansch verbunden zur Bildung eines vakuumdichten Verschlusses. Danach wird der Umgebungsluft wieder erlaubt, die Kammer aufzufüllen. Der Unterdruck bleibt hierbei aber im Inneren des Behälters bestehen, was zur Folge hat, dass der von aussen her auf die Behälterwandung wirkende atmosphärische Druck die Behälterform im Sinne der Verminderung des Behältervolumens verändert.



  Diese Umformung unter der Einwirkung des atmosphärischen Druckes wird begünstigt durch die vorgeschriebene Schwächung des Bodens. Nach der erfolgten Umformung ist das Volumen des Behälters im wesentlichen gleich demjenigen des eingefüllten Produktes.



   Ein Ausführungsbeispiel einer sich zur Durchführung des Verfahrens eignenden Anlage ist in der Fig. 1 schematisch veranschaulicht. Am einen Ende der Einlage ist eine Rolle 30 von thermoplastischem Folienmaterial drehbar gelagert. Ein Folienstreifen   31    wird von dieser Rolle abgezogen und in Längsrichtung der Anlage durch verschiedene Stationen hindurch bewegt.



  Bei den Erwärmungsköpfen 32 und 33 wird der Folienstreifen 31 so weit erwärmt, dass er in die gewollte Form gebracht werden kann. Letzteres erfolgt in der nächsten Station; in dieser wird der Behälter C aus dem erwärmten Folienstreifen 31 pressgeformt mit Hilfe einer Matrize 34 und eines Stempels auf der anderen Seite. Anstatt dessen könnte auch die Vakuum-Formung zur Anwendung gelangen oder sonst ein geeigneter Formprozess. In dem in Fig. 3 veranschaulichten Beispiel ist ein unteres Glied 35 vorgesehen, in welchem eine Formmatrize 34 eingebettet ist, und ein oberes Glied 36. Das untere Glied 35, samt der Matrize 34, kann im Sinne des Doppelpfeiles 37 auf und ab bewegt werden, wobei es sich in oberer Lage beim Folienstreifen befindet, wogegen es sich in der in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Lage weiter unten befindet und dann den Vorschub des Folienstreifens ermöglicht.



  Wenn es sich oben befindet (IFig. 3), bildet es zusammen mit dem oberen Glied 36 eine luftdicht abgeschlossene Kammer. Eine Leitung 38 mündet in eine Einlassöffnung 39 im oberen Glied 36 und ermöglicht es, das Innere der Kammer mit einer Quelle von unter Druck stehendem Gas in Verbindung zu setzen, wobei in dieser Leitung ein Absperrorgan 40 eingesetzt ist. Die Matrize 34 hat eine Vielzahl von Auslassöffnungen 41, die es der auf der Unterseite des in der Kammer befindlichen Folienstreifenabschnittes befindlichen Luft ermöglichen, aus der Matrizenmulde zu entweichen, und zwar durch ein Absperrorgan 43 hindurch, dessen Körper im Boden des unteren Gliedes eingesetzt ist. Im gezeigten Beispiel ist ein Stempel 44 vorgesehen, der von oben her gegen den Folienstreifenabschnitt bewegt werden kann, um bei der Formung des Behälters C mitzuhelfen.

   Dieser Stempel kann gemäss dem Doppelpfeil 45 auf und ab bewegt werden. Der Vorschub des Folienstreifens kann in üblicher Weise mittels Greifern 46 erfolgen, die mittels einer Zylinder- und Kolbeneinheit 47 in Richtung des Doppelpfeiles 48 hin und her bewegt werden können.



   Das Produkt P wird in dosierter Menge von Hand oder mittels einer hiezu geeigneten Vorrichtung 49 in jeden Behälter gegeben bei einer Einfüllstation. Von einer zweiten Rolle 50 wird ein zweiter Folienstreifen 51 abgezogen, welcher das Material bildet, mit welchem der die dosierte Materialmenge enthaltende Behälter C gasdicht verschlossen wird durch Heissversiegeln oder Klebeversiegeln dieses Folienmaterials 51 mit dem Behälterflansch 16. Bekanntlich kommen als geeignetes Material in diesen Behälter und den Deckel mannigfaltigste Materialien und entsprechend geeignete Versiegelungsverfahren in Frage; es erübrigt sich deshalb, hierauf näher einzutreten. Es ist hingegen hervorzuheben, dass das den Abschluss ergebende Folienmaterial 51 den Behälter C einigermassen gespannt abschliessen soll, nachdem es mit dem Flansch versiegelt worden ist.

   Vor dem Versiegeln gelangen ein Behälter C und ein zugehöriger Abschnitt des Folienstreifens 51 in eine luftdicht abschliessbare, unter Hochvakuum setzbare, zusammenfassend mit X bezeichnete Kammer. In dieser erfolgt nach   Zeugung    des Hochvakuums das Versiegeln der Deck- oder Abschlussfolie 51 und dem Flansch 16.



   Wie im einzelnen dargestellt ist, weist die Kammer X ein unteres Glied 52 und ein oberes Glied 53 auf, die durch relative Bewegung in bezug aufeinander in Vertikalrichtung in luftdichte gegenseitige Anlagen gebracht werden können. Im oberen Glied 53 ist ein Versiegelungskopf 54 enthalten, dessen Wirkfläche mindestens angenähert derjenigen des Flansches 16 entspricht. Dieser Versiegelungskopf ist bezüglich zum oberen Glied in Vertikalrichtung beweglich, und zwar von einer Ruhelage (Fig. 5), in welcher er vom Folienstreifen 51 abgehoben ist, in eine Wirklage (Fig. 6), in welcher er mit seinem unten vorstehenden Rand eine entsprechende Ringzone des Folienstreifens 51 an den Behälterflansch 16 anpresst. Falls Heissversiegelung vorgesehen ist, sind nicht dargestellte Mittel zum Erhitzen des Versiegelungskopfes vorgesehen, z. B. solche, die mit Hochfrequenzstrom arbeiten.

   Der Versiegelungskopf 54 hat Öffnungen 55, die das Absaugen der Luft aus der Kammer und aus dem Behälter erleichtern.



  Das Innere der Kammer kann abwechslungsweise mit der Aussenatmosphäre und mit einer Saugpumpe in Verbindung gesetzt werden durch Betätigung eines Absperrorgans 56, welches in einem   Auslasskanal    57 eingesetzt ist. Das untere Glied 52 hat einen Kanal 58, durch welchen hindurch dessen Innenraum auch bei verschlossener Vakuumkammer mit dem Innenraum des oberen Gliedes 53 in Verbindung steht, zur   Ermögli    chung der Luftabsaugung aus dem Innenraum des unteren Gliedes. Vorzugsweise wird Hochvakuum erzeugt, beispielsweise solches von 27 bis 29 Zoll Quecksilbersäule. Sobald das gewünschte Vakuum erreicht ist, wird das Verschliessen des Behälters durchgeführt; danach wird das Absperrorgan so betätigt, dass der Innenraum der Kammer X wieder mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird.

   Das Stadium, in welchem der Abschlussfolienstreifen 51 bereits mit dem Flansch des Behälters C versiegelt ist und in dem ein Teilvakuum innerhalb des Behälters zwischen der freien Oberfläche der eingefüllten Ware und der Abschlusskappe 51 besteht, ist in Fig. 6 veranschaulicht. Sobald nun das Innere der Kammer X wieder mit der Aussenatmosphäre in Verbindung gesetzt wird, erfolgt unter Einwirkung atmosphärischen Druckes eine Umformung des Behälters C, wobei diese Umformung durch die Schwächungszonen im Behälterboden begünstigt wird. Bei  dieser Umformung bewegt sich der Behälterboden 12 gegen die Abschlusskappe 51 hin, wobei der Behälterinnenraum im wesentlichen auf eine Grösse verringert wird, die dem Volumen der eingefüllten Ware entspricht.



  Dieser Boden 12 hat einen zentralen Teil 12a, der im Ursprungszustand des Behälters weiter weg von der Ebene des Behälterflansches 16 wegliegt als der   Über-    gang 15 zwischen Boden und Behältermantel 14.



   Dieser Bodenteil   1 2a    liegt innerhalb der Schwächungszone, welche durch die innere Rille 18 gebildet ist; in einer Variante könnte diese zentrale Zone aber den ganzen Bodenteil erfassen, der innerhalb der äusseren Rille 17 gelegen ist. Dieser zentrale Teil 12a erfährt die grösste Bewegung gegen die Abschlusskappe 51 hin, und zwar über eine   Übergangslage    hinweg, wie in Fig. 7 gezeigt. Während dieser Bewegung versteift der Behälteraussenflansch den oberen Teil der Verpackung. Dank dem Umstand, dass eine geschwächte Zone vorhanden ist, wird erreicht, dass die Umformung im wesentlichen diese erfasst und es ergibt sich schliesslich eine Verpackung von gutem Aussehen, welche im wesentlichen vollständig mit dem Produkt gefüllt ist.

   Dabei ist aber die Gefahr einer Verschmutzung des Flansches 16 während des Verpackungsprozesses bzw. vor Versiegelung des Flansches mit dem Abschlussteil, beseitigt.



   Nachdem die Glieder 52, 53 genügend voneinander abgehoben worden sind, um den Durchlass des gefüllten Behälters zu ermöglichen, erfolgt ein neuer Vorschub, durch den nun der eben verschlossene Behälter in eine Station 64 gelangt, in welcher er vom Streifen abgetrennt wird durch Messer 65 und 66. Die so erhaltenen einzelnen Verpackungen werden zweckmässig auf einem Förderer 68 liegend wegbefördert und das Folienrestmaterial, wie bei 69 angedeutet, auch aus der Anlage heraus befördert.



   Es liegt auf der Hand, dass das Verfahren nicht ein kontinuierliches sein muss, sondern dass vielmehr einzelne Behälter nach dem beschriebenen Verfahren gefüllt, verschlossen und umgeformt werden können.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Vakuum-Verpacken einer dosierten Materialmenge, da durch gekennzeichnet, dass man aus halbsteifem Material einen oben offenen Behälter bildet, der ein grösseres Aufnahmevermögen hat als das Volumen der vordosierten Materialmenge und der ausserdem eine in Abstand von seinem oberen Rand gelegene, geschwächte Zone hat, die vordosierte Materialmenge in den Behälter gibt, den Behälter in einer Kammer einschliesst, aus welcher anschliessend die Luft herausgesaugt wird, ebenso wie aus dem verbleibenden Innenraum des Behälters, den Behälter gasdicht abschliesst durch Anbringen eines Deckels noch vor Verlassen der Kammer, dann in letzterer der Unterdruck vermindert wird, zwecks Herbeiführung einer Umformung des Behälters in dessen geschwächter Zone anlässlich des Anstieges des Kammerinnendruckes bis auf atmosphärischen Druck, in der Weise,

   dass das Volumen des verschlossenen Behälters praktisch gleich demjeni- gen der dosierten Materialmenge wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Behälter einen Boden und eine Mantelwand hat und dass die geschwächte Zone beim Übergang zwischen Boden und Mantelwand gelegen ist.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man beim Bilden des Behälters einen flachen Folienstreifen von thermoplastischem Material abschnittsweise erhitzt und den jeweils erhitzten Abschnitt press- bzw. saugformt in eine Topfform mit Aussenflansch am oberen Ende der Mantelwand.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Behälter die Form eines Topfes gibt, dessen Boden einen zenralen Teil hat, der bis zur Umformung weiter weg von der Ebene des Flansches gelegen ist als der Übergang zwischen Boden und Mantelwand.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Verschliessen des Behälters den Abschlussteil mit dem Flansch versiegelt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man anlässlich der Bildung des Behälters die geschwächte Zone dadurch erhält, dass man im Boden eine oder zwei zueinander konzentrische Rillen mit nach oben offener V-Form bildet.