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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum seriellen Verpacken von Stückgütern, insbesondere von Käseblöcken, in Kunststoffbeutel, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum seriellen Verpacken von Stückgütern in Kunststoffbeuteln gemäß Anspruch 8.
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Vorrichtungen zum Verpacken von Stückgütern, insbesondere Lebensmittel wie z.B. Käseblöcke oder Fleischstücke, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der
JP 2008265844 A ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verpacken von Fleischstücken bekannt, wobei die Fleischstücke mit einem Schieber in einen geöffneten Beutel geschoben werden und der Beutel danach verschweißt wird.
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Die
DE 197 49 825 A1 zeigt beispielsweise eine Vorrichtung zum Einbringen von Füllgütern, wie z.B. Käsestücke, in einseitig geöffnete Kunststoffbeutel, die schuppenförmig übereinanderliegend an zwei im Abstand zueinander und senkrecht zum Öffnungsrand der Beutel verlaufende Tragbänder lösbar befestigt sind. Die einseitig geöffneten Beutel werden in der Vorrichtung entlang einer Zuführbahn einer Öffnungsstation durch Zug an den Tragbändern schrittweise (d.h. im Takt) zugeführt und in der Öffnungsstation mittels einer pneumatischen Öffnungsvorrichtung geöffnet, damit ein Füllgut in den geöffneten Beutel eingeschoben werden kann. Das Füllgut liegt zunächst auf einer waagerechten Auflagefläche eines in Beutellängsrichtung verfahrbaren Schlittens auf, an dessen der Öffnungsstation zugekehrtem Ende zwei Spreizbleche angeordnet sind, welche quer zur Beutellängsrichtung gegenläufig verschiebbar gelagert sind. An dem verfahrbaren Schlitten ist weiterhin ein linear verschiebbarer Einschubzylinder angeordnet. Zum Einschieben eines Füllguts in einen sich in der Öffnungsstation befindlichen und dort mittels der Öffnungsvorrichtung geöffneten Beutel wird der Schlitten zusammen mit den daran angeordneten Spreizblechen und dem Einschubzylinder in Beutellängsrichtung zur Öffnungsstation verschoben, wobei die am vorderen Ende des Schlittens angeordnete Spreizbleche sich in einer einander genäherten Stellung befinden und durch das Verschieben des Schlittens in Beutellängsrichtung in die geöffnete Beutelöffnung eintreten. Der an dem verfahrbaren Schlitten angeordnete Einschubzylinder wird dabei mit dem Schlitten ebenfalls in Richtung der Öffnungsstation verschoben und stößt mit seiner vorderen Einschubfläche an der Rückseite des sich auf der Auflagefläche des Schlittens befindlichen Füllguts an, wenn der Schlitten seine vordere Stellung erreicht, in der die gegenläufig verschiebbaren Spreizbleche in den geöffneten Beutel eingefahren sind. In dieser vorderen Stellung des Schlittens werden die Spreizbleche quer zur Beutellängsrichtung gegenläufig auseinander gefahren, soweit die Elastizität des Kunststoffbeutels dies zulässt, wodurch die Beutelöffnung aufgespreizt wird. In dieser Stellung der Spreizbleche wird das sich auf der Auflagefläche des Schlittens befindliche Füllgut von dem Einschubzylinder zwischen den Spreizblechen hindurch in den geöffneten Beutel geschoben, bis das Füllgut am geschlossenen Ende des Beutels anstößt. In dieser Stellung befindet sich der Einschubzylinder in seiner vordersten Position. Durch das Einschieben des Füllguts in den geöffneten Beutel wird der Beutel von den Tragbändern gelöst und die gelösten Abschnitte der Tragbänder werden mittels einer Aufwickeleinrichtung auf Rollen aufgewickelt. Der mit einem Füllgut gefüllte Beutel wird schließlich mittels einer Rollenbahn abtransportiert.
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Der mit einem Füllgut befüllte Beutel kann anschließend in einer Vakuum- und Schweißstation zunächst evakuiert und anschließend durch Verschweißen der Beutelöffnung vakuumdicht verschlossen werden. Eine Vorrichtung zum maschinellen Evakuieren und Verschließen von Kunststoffbeuteln ist beispielsweise aus der
DE 31 07 485 A1 bekannt. Diese Vorrichtung zum Evakuieren und Verschließen von Kunststoffbeuteln umfasst eine aus Spannbacken gebildete Spannvorrichtung die einen zu verschließenden Beutel im Bereich seiner Beutelöffnung aufnimmt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein in den Beutel einführbares Saugschwert sowie eine Schweißvorrichtung. Die Aufspannvorrichtung und das Saugschwert sind dabei gemeinsam und taktweise horizontal verschiebbar, so dass die Evakuierung des Beutels während der Verschiebebewegung erfolgen und nach deren Rückführung in eine Ausgangsstellung bereits ein neuer (mit einem Füllgut gefüllter) Beutel aufgespannt werden kann, während sich noch ein evakuierter Beutel zum Verschweißen in der Schweißvorrichtung befindet.
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Eine weitere Vorrichtung zum Verpacken von größeren Stücken, insbesondere von Käsestücken, in Beuteln aus thermoplastischem Material ist aus der
DE 72 331 50-U bekannt, wobei die darin beschriebene Vakuumverpackungsvorrichtung je zwei aneinander drückbare Klemm- und Schweißschienen sowie zwei etwa in Abstand der Beutelbreite voneinander beabstandet angeordnete Saugdüsen umfasst, welche in einer Richtung senkrecht zu den Klemm- und Schweißschienen zwischen einer vorderen Stellung und einer hinteren Stellung verschiebbar und parallel zu den Klemm- und Schweißschienen beweglich gelagert sind, so dass sie in einer einander genäherten Stellung in den geöffneten und mit einem Füllgut (Käsestück) gefüllten Beutel einführbar und in ihrer vorderen Stellung auseinanderbewegbar und schließlich nach dem Evakuieren hinter die Klemm- und Schweißschienen zurückziehbar sind. Der mit einem Füllgut (Käsestück) gefüllte Beutel wird mittels der Saugdüsen zunächst evakuiert und nach dem Zurückziehen der Saugdüsen in ihre hintere Stellung (hinter die Klemm- und Schweißschienen) verschlossen, indem die Klemmschienen nach dem Zurückziehen der Saugdüsen in ihre hintere Stellung den Beutel zunächst gespannt halten und abdichten und die Beutelöffnung anschließend durch Aneinanderdrücken der Schweißschienen verschweißt wird.
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Die aus dem Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen zum Öffnen von Kunststoffbeuteln und zum Einschieben eines Füllguts in den geöffneten Kunststoffbeutel gemäß der
DE 197 49 825 A1 und die Vorrichtungen zum Evakuieren und Verschweißen von (mit einem Füllgut gefüllten) Kunststoffbeuteln gemäß der
DE 23 29 507-A und der
DE 72 331 50-U können in Kombination miteinander eingesetzt werden, indem die Kunststoffbeutel zunächst in der Vorrichtung zum Öffnen von Kunststoffbeuteln und zum Einschieben eines Füllguts in den geöffneten Kunststoffbeutel geöffnet und mit einem Füllgut gefüllt und anschließend zu einer Vakuum- und Schweißvorrichtung gemäß transportiert und dort evakuiert und vakuumdicht verschweißt werden. Die bekannten Vorrichtungen zum Öffnen und Befüllen von Kunststoffbeuteln mit einem Füllgut und zum anschließenden Evakuieren und Verschließen der gefüllten Kunststoffbeutel werden dabei taktweise betrieben, d.h. die zu verpackenden Füllgüter werden seriell und im Takt der Öffnungsstation der Vorrichtung zum Öffnen von Kunststoffbeuteln zugeführt und dort in einem Takt in den geöffneten Kunststoffbeutel eingeschoben und schließlich auf eine Transporteinrichtung (Rollenbahn) übergeben, von der sie in einem nächsten Takt zu einer Vakuum- und Schweißstation transportiert und dort in einem weiteren Takt evakuiert und verschweißt werden. Während des Evakuierens und Verschweißens eines mit einem Füllgut gefüllten Beutels in der Vakuum- und Schweißstation kann bereits ein weiterer Beutel in der Öffnungsstation der Vorrichtung zum Öffnen von Kunststoffbeuteln geöffnet und mit einem weiteren Füllgut befüllt werden.
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Beim Einschieben eines Füllguts in einen geöffneten Beutel in der Öffnungsstation der Vorrichtung der
DE 197 49 825 A1 kann das Öffnen der Beutel und das anschließende Einschieben eines Füllguts in den geöffneten Beutel nur nacheinander ausgeführt werden, wodurch der Durchsatz, d.h. die Anzahl der pro Zeiteinheit mit einem Füllgut befüllten Beutel, limitiert wird. Dadurch wird der Durchsatz der Gesamtvorrichtung, d.h. die Anzahl der pro Zeiteinheit mit einem Füllgut gefüllten sowie evakuierten und verschlossenen Kunststoffbeuteln, selbst dann limitiert, wenn das Evakuieren und Verschweißen der gefüllten Beutel in der effizienten Weise der
DE 31 07 485 A1 erfolgt.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum seriellen Verpacken von Stückgütern in Kunststoffbeutel aufzuzeigen, mit denen ein möglichst hoher Durchsatz erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung bzw. des Verfahrens sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Zufuhreinrichtung zum seriellen Zuführen der Stückgüter, eine Einschubeinrichtung zum Einschieben eines Stückguts in einen geöffneten Kunststoffbeutel mit einer Einfüllöffnung, wobei die Einschubeinrichtung eine in einer horizontalen Ebene entlang einer Einschubrichtung verschiebbare Auflage und einen linear beweglichen Schieber umfasst. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Transporteinrichtung zum Abtransport der mit einem Stückgut befüllten Kunststoffbeutel in einer Transportrichtung sowie eine Vakuum- und Schweißstation zum Evakuieren und zum Verschließen der Einfüllöffnung der mit einem Stückgut befüllten Kunststoffbeutel, wobei die Vakuum- und Schweißstation mindestens eine und bevorzugt mehrere Vakuum- und Schweißeinrichtungen aufweist. Die von der Zufuhreinrichtung seriell zugeführten Stückgüter werden im Takt an die Einschubeinrichtung übergeben und auf der Auflage abgelegt und von dem Schieber, der erfindungsgemäß von der verschiebbaren Auflage entkoppelt und unabhängig von der Bewegung der verschiebbaren Auflage in Einschubrichtung zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung verschiebbar ist, in den geöffneten Beutel geschoben.
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Durch die erfindungsgemäße Entkopplung des linear beweglichen Schiebers von der Bewegung der verschiebbaren Auflage können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Stückgüter schneller in einen geöffneten Beutel eingeschoben werden. Dies liegt zum Einen daran, dass die verschiebbare Auflage, anders als in der Vorrichtung der
DE 197 49 825 A1 , beim Einschieben eines Stückguts in einen geöffneten Beutel lediglich das Gewicht des sich auf der Auflage befindlichen Stückguts und nicht auch noch das Gewicht des Schiebers tragen muss und deshalb schneller bewegt werden kann. Dies wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erzielt, dass der Schieber von der verschiebbaren Auflage entkoppelt und nicht an dieser angeordnet ist. Weiterhin kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein höherer Durchsatz beim Einschieben der Stückgüter in einen geöffneten Beutel erzielt werden, weil bereits während der Übergabe eines Stückguts von der Zufuhreinrichtung auf die verschiebbare Auflage ein Beutel, in den dieses Stückgut eingefüllt werden soll, in der Einfüllstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung geöffnet werden kann.
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Die verschiebbare Auflage ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Oberfläche eines linear verschiebbaren Schlittens gebildet, welcher in Bezug auf die fest stehende Einfüllstation zwischen einer der Einfüllstation abgewandten hinteren Stellung und einer der Einfüllstation zugewandten vorderen Stellung linear verschiebbar ist. Wenn sich der Schlitten in seiner vorderen Stellung befindet, wird ein Stückgut von der Zufuhreinrichtung auf die Auflage aufgelegt und kann von dort durch den beweglichen Schieber in einen sich in der Einfüllstation befindlichen und geöffneten Beutel eingeschoben werden.
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Eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich dadurch realisieren, dass die Stückgüter von der Zufuhreinrichtung quer zur Einschubrichtung auf die verschiebbare Auflage (Oberfläche des Schlittens) geschoben werden, während sich diese in ihrer vorderen Stellung befindet.
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An der Vorderseite des Schlittens, welche der Einfüllstation zugewandt ist, sind bevorzugt Spreizelemente angeordnet, welche quer zur Einschubrichtung zwischen einer Ausgangsstellung, in der die Spreizelemente benachbart zueinander angeordnet sind, und einer Spreizstellung, in der sie einen Abstand zueinander aufweisen, gegeneinander verschiebbar sind und bei einer Verschiebung des Schlittens von seiner hinteren Stellung in seine vordere Stellung zunächst in ihrer Ausgangsstellung in einen geöffneten Beutel eingefahren und dort danach in ihre Spreizstellung gebracht werden, um den Beutel aufzuspreizen.
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Dadurch kann die Öffnung eines Beutels in der Einfüllstation durch die Spreizelemente unterstützt werden, um sicher zu stellen, dass die Einfüllöffnung des Beutels maximal geöffnet ist und ein ungehindertes Einschieben eines Stückguts durch die aufgespreizte Einfüllöffnung gewährleistet werden kann. Die Spreizelemente werden dabei mit dem beweglichen Schlitten in ihrer Ausgangsstellung in die zweckmäßig von einem Greifer offen gehaltene Einfüllöffnung eines Beutels eingefahren. Zum Einfahren der Spreizelemente in die Beutelöffnung wird der verschiebbare Schlitten in seine vordere Stellung gebracht und die Spreizelemente werden anschließend quer zur Einschubrichtung in ihre Spreizstellung auseinander gefahren, um die Beutelöffnung aufzuspreizen. In dieser vorderen Stellung des Schlittens kann ein Stückgut von der Zufuhreinrichtung auf die von der Oberfläche des Schlittens gebildete Auflage übergeben werden, während die Spreizelemente zum Aufspreizen der Beutelöffnung auseinander gefahren werden. Das sich auf der Auflage befindliche Stückgut kann dann mittels des beweglichen Schiebers zwischen den Spreizelementen hindurch von der Auflage in den geöffneten Beutel eingeschoben werden, wobei der Schieber unabhängig von der Bewegung und der Stellung des Schlittens bzw. der Auflage zum Einschieben des Stückguts in den geöffneten Beutel von einer eingefahrenen Grundstellung in eine ausgefahrene Stellung verschoben wird.
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Beim Verschieben des beweglichen Schiebers von seiner eingefahrenen Grundstellung in seine ausgefahrene Stellung wird das Stückgut in einer Einschubrichtung zweckmäßig in einem Zug zunächst vollständig in den geöffneten Beutel eingeschoben, bis die Vorderkante des Stückguts am geschlossenen Ende des Beutels anstößt und anschließend beim Weiterschieben des beweglichen Schiebers das in den geöffneten Beutel eingeschobene Stückgut zusammen mit dem Beutel auf die Transporteinrichtung weiter geschoben. Während dieses Vorgangs befindet sich der Schlitten mit der Auflage weiterhin in seiner vorderen Stellung und gleichzeitig kann ein neuer Beutel der Einfüllstation zugeführt werden. Dadurch werden eine sehr effiziente Arbeitsweise und ein höherer Durchsatz ermöglicht.
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Der Schieber ist hierzu zweckmäßig mit einem Schieberantrieb gekoppelt, der den Schieber unabhängig von einem Schlittenantrieb für den Schlitten verschiebt, so dass der Schieber unabhängig von der Bewegung der verschiebbaren Auflage zwischen seiner hinteren und seiner vorderen Stellung linear verschoben werden kann.
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Die Einfüllstation ist zweckmäßig mit einer Vorratsrolle und einer Einrichtung zum Öffnen der Beutel ausgestattet, wobei die Einrichtung zum Öffnen der Beutel bevorzugt eine Einrichtung zur Zuführung der Beutel zu der Einfüllstation sowie mindestens einen Greifer zum Öffnen der Beutel umfasst. Die Beutel sind bspw. als Kettenbeutel ausgebildet, welche schuppenförmig auf der Vorratsrolle aufgewickelt und an zwei parallel und im Abstand zueinander geführten Tragbändern lösbar befestigt sind und entlang einer Zuführbahn der Einfüllstation zugeführt werden. Die Einrichtung zur Zuführung der Beutel umfasst dabei zweckmäßig eine Aufwickeleinrichtung und einen Anschlag, wobei die Beutel durch Zug an den Tragbändern der Einfüllstation zugeführt werden und der öffnungsseitige Bereich der Beutel durch die gespannten Tragbänder an dem Anschlag gehalten wird. In dieser Stellung kann die Einfüllöffnung des Beutels von einem Greifer, bspw. einem Sauggreifer, geöffnet und anschließend von den in die geöffnete Beutelöffnung eingefahrenen Spreizelementen aufgespreizt werden, damit ein Stückgut problemlos durch die aufgespreizte Einfüllöffnung in den Beutel eingeschoben werden kann. Beim Einschieben eines Stückguts in den Beutel und dem Weiterschieben des mit dem Stückgut befüllten Beutels durch den Schieber auf die Transporteinrichtung wird der Beutel von den Tragbändern gelöst und die abgelösten Abschnitte der Tragbänder können von der Aufwickeleinrichtung aufgewickelt werden.
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Die Transporteinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält zweckmäßig eine Mehrzahl von in einer Transportrichtung hintereinander angeordnete Fächer, wobei jedes Fach zur Aufnahme eines gefüllten Beutels ausgebildet ist und jedes Fach bevorzugt über wenigstens einen Mitnehmer verfügt, der zweckmäßig bezüglich einer Transportfläche der Transporteinrichtung versenkbar ist. Dadurch können die mit einem Stückgut gefüllten Beutel in den Fächern der Transporteinrichtung gesammelt und zu einer Gruppe von befüllten Beuteln gruppiert und zwischengelagert sowie takt- und gruppenweise mit der Transporteinrichtung von der Einfüllstation zu der Vakuum- und Schweißstation weiter transportiert werden.
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Zur Erhöhung des Durchsatzes umfasst die Vakuum- und Schweißstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere in Transportrichtung hintereinander angeordnete Vakuum- und Schweißeinrichtungen, wobei besonders zweckmäßig drei oder mehr solcher Vakuum- und Schweißeinrichtungen vorgesehen sind. Jede dieser Vakuum- und Schweißeinrichtungen kann von den eingangs beschriebenen Typen mit einem Saugschwert oder mit aneinander drückbaren Klemm- und Schweißschienen und einem Paar von auseinanderfahrbaren Saugdüsen sein. Zweckmäßig wird dabei eine in der Transporteinrichtung gesammelte Gruppe von befüllten Beuteln (bspw. drei Stück) in einem Takt zu der Vakuum- und Schweißstation weiter transportiert und die befüllten Beutel dieser Gruppe werden in einem nachfolgenden Takt alle gleichzeitig in einer der Vakuum- und Schweißeinrichtungen evakuiert und verschweißt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das serielle Verpacken von Stückgütern in Kunststoffbeuteln mit einem hohen Durchsatz und zeichnet sich durch folgende Schritte aus:
- a.) Zuführen eines an einer Einfüllöffnung offenen Beutels zu einer Einfüllstation,
- b.) Bewegen einer bezüglich der Einfüllstation zwischen einer von dieser entfernten hinteren Stellung und einer dieser zugewandten vorderen Stellung verschiebbaren Auflage in ihre vordere Stellung, wobei vor und/oder während dieser Bewegung die Einfüllöffnung des Beutels geöffnet wird,
- c.) serielles Zuführen der Stückgüter mit einer Zufuhreinrichtung und Übergeben eines Stückguts auf die verschiebbare Auflage, wobei sich die Auflage beim Übergeben des Stückguts in ihrer vorderen Stellung befindet,
- d.) Zuführen des auf der Auflage abgelegten Stückguts zu der Einfüllstation und Einschieben des Stückguts in den geöffneten Beutel mittels eines unabhängig von der Auflage beweglichen Schiebers, der zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung linear verschiebbar ist, während sich die Auflage in ihrer vorderen Stellung befindet,
- e.) Weiterschieben des beweglichen Schiebers in seine ausgefahrene Stellung, wodurch der mit dem Stückgut gefüllte Beutel von der Einfüllstation zu einer Transporteinrichtung weiter geschoben wird, während sich die Auflage in ihrer vorderen Stellung befindet,
- f.) Zurückfahren des beweglichen Schiebers in seine eingefahrene Stellung und Zurückfahren der verschiebbaren Auflage in ihre hintere Stellung,
- g.) Gleichzeitiges Zuführen eines neuen Beutels während des Weiterschiebens des beweglichen Schiebers in seine ausgefahrene Stellung und/oder während des Zurückfahren des beweglichen Schiebers in seine eingefahrene Stellung,
- h.) Transportieren des befüllten Beutels in der Transporteinrichtung entlang einer Transportrichtung ,
- i.) Öffnen der Einfüllöffnung des neuen Beutels,
- j.) Verschieben der Auflage von ihrer hinteren Stellung in ihre vordere Stellung,
- k.) Wiederholen der Schritte a) bis j).
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Diese und weitere Merkmale sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Zeichnungen zeigen:
- 1: Schematische Darstellung der Schritte zum Öffnen eines Kunststoffbeutels und Zuführen eines Stückguts auf eine verschiebbare Auflage der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2: Schematische Darstellung des Einschiebens eines Stückguts in einen geöffneten Beutel;
- 3 bis 7: Schematische Darstellung der taktweisen Gruppierung und Zuführung von mit Stückgütern befüllten Beuteln zu einer Vakuum- und Schweißstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 8: Detaillierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Einfüllstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
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Die in den Figuren schematisch gezeigte Vorrichtung zum seriellen Verpacken von Stückgütern wie z.B. Käsestücke oder andere stückförmige und insbesondere blockförmige Lebensmittel umfasst eine Zufuhreinrichtung 20, eine Einfüllstation 10, eine Einschubeinrichtung 30 mit einer Auflage 17 und einem beweglichen Schieber 9, eine Transporteinrichtung 13 und eine Vakuum- und Schweißstation 40.
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Die Auflage 17 ist dabei durch die Oberfläche eines verschiebbaren Schlittens 7 gebildet ist, welcher in Bezug auf die fest stehende Einfüllstation 10 zwischen einer der Einfüllstation 10 abgewandten hinteren Stellung und einer der Einfüllstation 10 zugewandten vorderen Stellung linear verschiebbar ist. Der Schieber 9 ist von dem Schlitten entkoppelt und insbesondere nicht mit dem Schlitten 7 verbunden und ist unabhängig von der Bewegung und Stellung des Schlittens 7 zwischen einer hinteren und einer vorderen Stellung linear verschiebbar. Hierzu ist der Schieber 9 mit einem hier nicht dargestellten Schieberantrieb gekoppelt, der über eine Steuereinrichtung angesteuert wird. Die Verschieberichtungen des Schlittens 7 und des Schiebers 9 verlaufen dabei parallel zueinander entlang einer Einschubrichtung E (1a).
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Die Zufuhreinrichtung 20 enthält eine Fördereinrichtung, wie z.B. ein Förderband oder Förderrollen, mit der die zu verpackenden Stückgüter 1 seriell und zweckmäßig getaktet zugeführt werden. Weiterhin umfasst die Zufuhreinrichtung 20 einen Übergabeschieber 18, der senkrecht zur Verschieberichtung des Schlittens 7 bzw. des Schiebers 9 (Einschubrichtung E) verschiebbar ist.
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Die in 8 im Detail gezeigte Einfüllstation 10 umfasst einen Beutelvorrat, der einseitig offene Schlauchbeutel (im folgenden: Beutel B) aus Kunststoff enthält, eine Einrichtung 11 zur Zuführung der Beutel B zu der Einfüllstation 10 und eine Einrichtung zum Öffnen der Beutel B. Bei den Beuteln B handelt es sich bevorzugt um sog. Kettenbeutel, welche schuppenförmig auf einer Vorratsrolle aufgewickelt und an zwei parallel und im Abstand zueinander geführten Tragbändern lösbar angeklebt sind. Der Beutelvorrat kann jedoch auch andere Beutel enthalten, bspw. in einem Karton oder einem anderen Behältnis lose aufeinanderliegende und einseitig offene Beutel. Die Beutel B, welche eine obere B2und eine untere Beutelwand B3 aus Kunststoff aufweisen und einseitig an einer Einfüllöffnung B1 offen sind, werden durch die Einrichtung 11 zur Zuführung der Beutel entlang einer Zuführbahn, bspw. durch Zug an den Tragbändern, der Einfüllstation 10 zugeführt und dort von der Einrichtung zum Öffnen der Beutel geöffnet. Hierfür umfasst die Einrichtung zum Öffnen der Beutel zweckmäßig eine Greifeinrichtung 31 mit mehreren Greifern 32, 33, 36, welche die obere bzw. die untere Beutelwand (B2, B3) erfassen und voneinander abheben, um die Einfüllöffnung B1 der Beutel B zu öffnen (1b). Bei den Greifern 32, 33, 36 kann es sich um Sauggreifer oder um mechanische Greifer oder auch um eine Kombination davon handeln. Alternativ oder ergänzend kann die Einrichtung zum Öffnen der Beutel auch eine Blaseinrichtung enthalten, welche die Einfüllöffnung B1 der Beutel B mit Blasluft aufbläst. Falls es sich bei den verwendeten Beuteln B um Kettenbeutel handelt, umfasst die Einrichtung 11 zur Zuführung der Beutel B weiterhin eine Aufwickeleinrichtung 34, deren Funktion nachfolgend noch erläutert wird.
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An der Einfüllstation 10 ist ein Anschlag 38 vorgesehen, an dem der öffnungsseitige Bereich der zugeführten Beutel B durch die gespannten Tragbänder in einer Befüllposition gehalten wird. Die Tragbänder (welche in den Figuren nicht dargestellt sind) werden in der Einfüllstation 10 über Umlenkrollen 35 zu der Aufwickeleinrichtung geführt. Die Aufwickeleinrichtung 34 dient zum Aufwickeln der von den Beuteln B abgelösten Tragbänder und - durch einen von der Aufwickeleinrichtung 34 auf die Tragbänder ausgeübten Zug - zum (schrittweisen) Abziehen der Beutel B aus dem Beutelvorrat und zur Zuführung der Beutel B zur Einfüllstation 10.
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In der Einfüllstation 10 ist ferner eine quer zur Einschubrichtung E und horizontal verlaufende Anlageplatte 37 vorgesehen, deren Unterseite eine Anlagefläche für die beiden Tragbänder und auch für die obere Beutelwand B2 bildet. Die Greifer 32, 33, 36 zum Öffnen der Einfüllöffnung B1 der Beutel B sind dabei unterhalb der Anlageplatte 37 angeordnet. Die von den Beuteln B abgelösten Abschnitte der Tragbänder werden über Umlenkrollen 35 geführt und durch die Aufwickeleinrichtung 34 gespannt und dadurch in Anlage an der Anlagefläche der Anlageplatte 37 gehalten.
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Die Greifeinrichtung 31 umfasst bspw. ein Paar von mechanischen Greifern 32, 33 und ein Paar Sauggreifer 33, wobei die mechanischen Greifer 32,33 an der Vorderkante der Anlageplatte 37 und die Sauggreifer 33 unterhalb der Anlageplatte 37 platziert sind und jeweils in vertikaler Richtung über einen Teleskopmechanismus 39 bewegt werden können. Die mechanischen Greifer 32 sind dabei um eine parallel zur Anlageplatte 37 verlaufende Achse schwenkbar gelagert. Zum Verschwenken der mechanischen Greifer 32,33 ist ein Verschwenkantrieb in Form einer Kolben-Zylinder- Einheit 39' vorgesehen. Mittels des Verschwenkantriebs können die mechanischen Greifer 32, 33 auf eine horizontale Greiferplatte 32' abgesenkt werden.
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An der Vorderseite des Schlittens 7, welche der Einfüllstation 10 zugewandt ist, sind zwei Spreizelemente 8a, 8b angeordnet, welche quer zur Einschubrichtung E zwischen einer Ausgangsstellung, in der die Spreizelemente 8a, 8b benachbart zueinander angeordnet sind, und einer Spreizstellung, in der sie einen Abstand zueinander aufweisen, gegeneinander verschiebbar sind und bei einer Verschiebung des Schlittens 7 von seiner hinteren Stellung in seine vordere Stellung zunächst in ihrer Ausgangsstellung in einen von den Greifern 32, 33 geöffneten Beutel B eingefahren und dort danach in ihre Spreizstellung gebracht werden, um den Beutel B aufzuspreizen. Hierfür sind die Spreizelemente 8 mit einem Antrieb gekoppelt, über den die Spreizelemente 8a, 8b quer zur Einschubrichtung E gegeneinander zusammen bzw. auseinander verschiebbar sind.
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Die Transporteinrichtung 13 umfasst eine Mehrzahl von in einer Transportrichtung T hintereinander angeordnete Fächer 14 bis 16 und 24 bis 26, wobei jedes Fach zur Aufnahme eines gefüllten Beutels B vorgesehen und ausgebildet ist. Dabei sind stromaufwärtige Fächer 14 bis 16 und in Transportrichtung T nachgelagerte stromabwärtige Fächer 24 bis 26 vorgesehen. Jedes Fach enthält wenigstens ein Paar von Mitnehmern 17, die quer zur Transportrichtung T im Abstand zueinander angeordnet sind und bezüglich einer Transportfläche 13' der Transporteinrichtung 13 versenkbar sind (3).
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Die Vakuum- und Schweißstation 40 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 bis 7 drei jeweils gleichartige Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c, welche in Transportrichtung T hintereinander angeordnet und in den Figuren nur schematisch angedeutet sind (3 bis 7). Jeder Vakuum- und Schweißeinrichtung 40a, 40b, 40c ist dabei eines der stromabwärtigen Fächer 24 -26 zugeordnet, wobei das jeweils einer Vakuum- und Schweißeinrichtung 40a, 40b, 40c zugeordnete Fach 24, 25, 26 benachbart zur jeweiligen Vakuum- und Schweißeinrichtung 40a, 40b, 40c angeordnet ist, so dass ein sich ein in dem Fach befindlicher (befüllter) Beutel B aus dem Fach in die jeweilige Vakuum- und Schweißeinrichtung 40a, 40b, 40c geschoben werden kann, damit der befüllte Beutel dort evakuiert und seine Einfüllöffnung verschweißt werden kann.
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Nachfolgend wird das Zuführen eines Beutels B zur Einfüllstation 10 und das Öffnen des der zugeführten Beutels B anhand der 1a bis 1d erläutert:
- Die bspw. auf einer Rolle aufgewickelten und als Kettenbeutel ausgebildete Beutel B werden mit der Einrichtung 11 zur Zuführung der Beutel durch Zug an den Tragbändern von der Rolle abgezogen und über eine zumindest im Wesentlichen horizontale Zuführbahn der Einfüllstation 10 zugeführt, indem die Aufwickeleinrichtung 34 durch einen Schrittmotor angetrieben wird. Durch den schrittweisen Antrieb werden die Kunststoffbeutel B durch Zug auf die Tragbänder taktweise weiter transportiert, bis der vordere (offene) Beutelrand am Anschlag 38 anliegt, wobei die Aufwickeleinrichtung 34 den (später) von den Beuteln B abgelösten Abschnitt der Tragbänder auf eine Spule aufwickelt.
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Ein zugeführter und sich in der Einfüllstation 10 in seiner Befüllposition befindlicher Beutel B wird dort zunächst mit den Greifern 32, 33, 36 geöffnet. Der Schlitten 7 befindet sich dabei in seiner hinteren, der Einfüllstation 10 abgewandten Stellung und der Schieber 9 befindet sich ebenfalls in seiner hinteren Stellung. Ein Stückgut 1 befindet sich dabei in der Zufuhreinrichtung 20 in einer Wartestellung. Sobald ein Beutel B seine Befüllposition in der Einfüllstation 10 erreicht hat, in der der vordere Rand des Beutels B mit der Beutelöffnung B1 am Anschlag 38 anliegt, wird die Aufwickeleinrichtung 34 stillgesetzt (1a). Mittels des Teleskopmechanismus 39 werden danach die Greifer 32, 33 an den Beutel B im Bereich seiner Einfüllöffnung B1 herangeführt und ein oberer Greifer 32 ergreift die obere Beutelwand B2 um diese fest zu halten und ein unterer Greifer 33 ergreift die untere Beutelwand B3 und zieht diese nach unten. Dadurch wird die untere Beutelwand B3 von der oberen Beutelwand B2, welche durch die gespannten Tragbänder an der Anlageplatte 37 gehalten wird, abgehoben und dabei die Einfüllöffnung B1 des Beutels B geöffnet.
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Danach wird, wie in 1c gezeigt, der Schlitten 7 in Einschubrichtung E nach vorne gefahren, wodurch die sich zunächst in einer geschlossenen Stellung befindlichen Spreizelemente 8 durch die geöffnete Einfüllöffnung B1 in den Beutel B eingeschoben werden. Sobald der Schlitten 7 mit den daran angeordneten Spreizelementen 8 seine vordere Endstellung erreicht hat und sich die Spreizelementen 8 in dem geöffneten Beutel B befinden, werden die beiden Spreizelemente 8a, 8b quer zur Einschubrichtung E gegenläufig (in Richtung des in 1d gezeigten Doppelpfeils) in eine gespreizte Stellung auseinander gefahren. Dabei spreizen die Spreizelemente 8 die Einfüllöffnung B1 möglichst weit auf, soweit dies der elastische Kunststoffbeutel B zulässt ohne zu reißen. Das Auseinanderfahren der Spreizelemente 8 kann dabei bspw. über ein in den Figuren nicht gezeigtes Hebelgestänge erfolgen, an dem die Spreizelemente 8a, 8b befestigt sind und welches mit einem Hebelantrieb gekoppelt ist. Durch das Aufspreizen der Einfüllöffnung B1 reisen die Tragbänder von der (oberen) Beutelwand ab und die abgelösten Abschnitte der Tragbänder können von der Aufwickeleinrichtung 34 aufgewickelt werden. Während des Aufspreizens des Beutels B durch die Spreizelemente 8 befindet sich der Schlitten 7 in seiner der Einfüllstation 10 zugewandten vorderen Stellung (1d).
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Nachfolgend wird das Befüllen eines sich in der Einfüllstation 10 befindlichen und dort geöffneten Beutels B mit einem Stückgut 1 anhand der 2a bis 2d erläutert:
- Bereits während des Aufspreizen des Beutels B durch die Spreizelemente 8 wird das sich in der Zufuhreinrichtung 20 in einer Wartestellung befindliche Stückgut 1 mit dem Übergabeschieber 18 quer zur Einschubrichtung auf die Auflage 17 geschoben, wobei sich der Schlitten dabei weiterhin in seiner vorderen Stellung befindet (2a). Sobald die Einfüllöffnung B1 des Beutels B mittels der Spreizelemente 8 aufgespreizt worden ist, kann das sich auf der Auflage 17 befindliche Stückgut 1 mittels des Schiebers 9 zwischen die gespreizten Spreizelemente 8a, 8b hindurch in den geöffneten Beutel B geschoben werden, während der Schlitten 7 in seiner vorderen Stellung verharrt (2b). Hierfür wird der Schieber 7 von dem Schieberantrieb in Einschubrichtung E von seiner eingefahrenen Grundstellung in seine ausgefahrene Stellung linear nach vorne verschoben (2b).
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Beim Verschieben des beweglichen Schiebers 9 von seiner Grundstellung in seine ausgefahrene Stellung wird das Stückgut 1 in der Einschubrichtung E zweckmäßig in einem Zug zunächst vollständig in den geöffneten Beutel B eingeschoben, bis die Vorderkante des Stückguts 1 am geschlossenen Ende des Beutels B anstößt. Durch Weiterschieben des beweglichen Schiebers 9 wird das in den geöffneten Beutel eingeschobene Stückgut 1 zusammen mit dem Beutel B auf die Transporteinrichtung 13 geschoben. Dabei wird der mit dem Stückgut 1 befüllte Beutel B in ein in Transportrichtung T stromaufwärtig angeordnetes erstes Fach 14 der Transporteinrichtung 13 übergeben und dort abgelegt (2c). Während dieses Vorgangs befindet sich der Schlitten 7 mit der Auflage 17 weiterhin in seiner vorderen Stellung. Gleichzeitig wird bereits ein neuer Beutel B' der Einfüllstation 10 in der oben beschriebenen Weise zugeführt (2c).
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Nach dem Zuführen eines neuen Beutels B' zu der Einfüllstation 10 wird der Schieber 9 in seine eingefahrene Ausgangsstellung und der Schlitten 7 in seine hintere Stellung zurück gefahren, wie in 2d gezeigt. Gleichzeitig wird in der Zufuhreinrichtung 20 ein neues Stückgut 1' in eine Wartestellung gebracht (2d). Danach wird der neue Beutel B' in der oben beschriebenen Weise mittels der Greifer 32, 33, 36 geöffnet und der Schlitten 7 wieder in seine vordere Stellung gebracht, um die Spreizelemente 8 in den geöffneten Beutel B' einzufahren und in der oben beschriebenen Weise aufzuspreizen, wie in den 1c und 1d gezeigt. Das sich in der Wartestellung befindliche neue Stückgut 1' wird wiederum in der oben beschrieben Weise mit dem Übergabeschieber 18 auf die Auflage 17 geschoben, während die Spreizelemente 8a, 8b in dem Beutel auseinander gefahren werden. Danach wird das neue Stückgut 1' in der oben beschrieben Weise in den aufgespreizten Beutel B' durch den Schieber 9 eingeschoben und auf die Transporteinrichtung 13 geschoben.
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In der Transporteinrichtung 13 wird während des Öffnen des neuen Beutels B' und des Einschiebens des neuen Stückguts 1' der vorausgehende und bereits befüllte Beutel B mit dem darin eingefüllten Stückgut 1 in ein stromabwärtig der Transportrichtung T folgendes zweites Fach 15 weiter geschoben, so dass das stromaufwärtige erste Fach 14 wieder frei ist. Der neue Beutel B', der mit dem neuen Stückgut 1' befüllt ist, kann daher wieder in dieses erste Fach 14 der Transporteinrichtung 13 abgelegt werden. Das Verschieben des befüllten Beutels B vom ersten Fach 14 in das zweite Fach 15 erfolgt in der Transporteinrichtung 13 mit den dem ersten Fach 14 zugeordneten Schiebern 17, welche dazu in eine Wirkstellung gebracht werden, in der sie über die Transportfläche 13' vorstehen und in Transportrichtung T bewegt werden, so dass sie den gefüllten Beutel B in Transportrichtung T um ein Fach weiter schieben.
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Die mit einem Stückgut 1 befüllten und in den Fächern 14, 15, 16 der Transporteinrichtung gesammelten Beutel B, B' werden mittels der Transporteinrichtung 13 zu der Vakuum- und Schweißstation 40 transportiert, welche in dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel drei in Transportrichtung T hintereinander angeordnete Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c enthält.
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Der Transport der mit einem Stückgut 1 gefüllten Beutel B, B' zu der Vakuum- und Schweißstation 40 erfolgt dabei takt- und gruppenweise. Hierfür werden zunächst die mit einem Stückgut 1 gefüllten Beutel B, B' in den Fächern 14 bis 16 der Transporteinrichtung 13 gesammelt und zu einer Gruppe von befüllten Beuteln gruppiert und zwischengelagert. Dies wird nachfolgend anhand der 3 bis 7 erläutert:
- In 3a ist die Transporteinrichtung 13 in einem Zustand gezeigt, in dem die stromaufwärtigen Fächer 14 bis 16 leer und die stromabwärtgen Fächer 24 bis 26 jeweils mit einem gefüllten Beutel A, A', A'' belegt sind. Die gefüllten Beutel A, A', A'' können in diesem Zustand alle zur gleichen Zeit in eine der Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c eingeführt und dort zunächst evakuiert und danach verschweißt werden. Nach dem Verschweißen der gefüllten Beutel A, A', A'' werden diese wieder aus der jeweiligen Vakuum- und Schweißeinrichtung 40a, 40b, 40c heraus und zurück auf die Transporteinrichtung 13 geschoben (in das der jeweiligen Vakuum- und Schweißeinrichtung 40a, 40b, 40c zugeordnete Fach 24, 25 bzw. 26) und von dort weiter transportiert, bspw. zu einer Verpackungsstation, in der mehrere gefüllte und vakuumdicht verschweißte Beutel in eine Umverpackung, bspw. einem Karton oder einem Transportbehälter verpackt werden können.
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Während die gefüllten Beutel A, A', A'' in den Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c evakuiert und verschweißt werden, werden die stromaufwärtigen Fächer 14 bis 16 in der oben beschriebenen Weise nacheinander und im Takt mit gefüllten Beuteln B, B', etc. gefüllt. Dabei werden die gefüllten Beuteln B, B' in Gruppen zusammen gefasst. So bilden bspw. die in 3a in den stromabwärtigen Fächern 24 bis 26 abgelegten Beutel A, A', A'' eine erste Gruppe von gefüllten Beuteln.
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In 3b ist die Transporteinrichtung 13 in einem Zustand gezeigt, in dem sich die gefüllten Beutel A, A', A'' der ersten Gruppe noch in den stromabwärtigen Fächern 24 bis 26 (oder auch schon in den Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c) befinden. Das erste Fach 14 der stromaufwärtigen Fächer 14 bis 16 ist mit einem ersten gefüllten Beutel B einer zweiten Gruppe belegt. Die Mitnehmer 17 der Fächer sind unter der Oberfläche 13' der Transporteinrichtung 13 versenkt. Zum Weitertransport des ersten befüllten Beutels B der zweiten Gruppe vom ersten Fach 14 in das in Transportrichtung nachfolgende zweite Fach 15 werden die Mitnehmer 17 des ersten Fachs 14 angehoben, so dass sie über der Oberfläche 13' vorstehen, wie in 3c gezeigt und in Transportrichtung (um einen Takt) bewegt, wodurch der erste gefüllte Beutel B der zweiten Gruppe in das zweite Fach 15 transportiert wird ( 3d). Danach werden die Mitnehmer 17 wieder versenkt (4a) Währenddessen wird in der Einfüllstation ein zweiter Beutel B' der zweiten Gruppe bereits mit einem Stückgut 1' befüllt und in das nun frei gewordene erste Fach 14 gelegt (4b).
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Anschließend werden die Mitnehmer 17 der belegten Fächer 14 und 15 wieder angehoben (4c) und in Transportrichtung T bewegt, so dass die gefüllten B, B' der zweiten Gruppe jeweils in das in Transportrichtung nachfolgende Fach 15 bzw. 16 transportiert werden ( 5a). Danach werden die Mitnehmer 17 wieder versenkt (5b). Währenddessen wird in der Einfüllstation 10 ein dritter Beutel B'' der zweiten Gruppe bereits mit einem Stückgut 1" befüllt und in das nun frei gewordene erste Fach 14 gelegt (5c).
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Während dieses Vorgangs sind alle befüllten Beutel A, A', A'' der ersten Gruppe in den Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c evakuiert und verschweißt sowie wieder zurück in die stromabwärtigen Fächer 24 bis 26 gelegt worden. Die fertig verschweißten Beutel der ersten Gruppe werden danach gruppenweise von der Transporteinrichtung 13 (d.h. alle gemeinsam in einem Takt) abtransportiert. Dadurch werden die stromabwärtigen Fächer 24 bis 26 wieder frei. Diese können nun durch die befüllten und noch nicht verschweißten Beutel B, B', B'' der zweiten Gruppe besetzt werden. Hierfür werden (gleichzeitig mit dem Abstransport der Beutel A - A" der ersten Gruppe) die noch nicht verschweißten Beutel B, B', B'' der zweiten Gruppe gruppenweise (d.h. alle auf einmal in einem Takt) von den Fächern 14 bis 16 der stromaufwärtigen Fächer in die stromabwärtigen Fächer 24 bis 26 überführt, indem die Mitnehmer 17 der stromaufwärtigen Fächer 14 bis16 angehoben ( 6b) und in Transportrichtung T bewegt werden, so dass die gefüllten Beutel B, B', B'' der zweiten Gruppe alle gleichzeitig in das jeweils in Transportrichtung T nachfolgende Fach 24, 25 bzw. 26 transportiert werden (6c). Anschließend werden die Mitnehmer 17 der stromaufwärtigen Fächer 14 bis 16 wieder abgesenkt (6d) und jeder der gefüllten Beutel B, B', B'' der zweiten Gruppe kann danach (gleichzeitig mit den anderen) in eine der Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c gebracht und dort zuerst evakuiert und danach verschweißt werden.
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Der Befüll- und Transportvorgang beginnt danach wieder von vorne und wird in der oben beschriebenen Weise iterativ (und taktweise) wiederholt, d.h. in das (nun wieder freie) erste Fach 14 wird ein befüllter Beutel C einer dritten Gruppe abgelegt, während die Beutel B, B', B'' der zweiten Gruppe (alle gleichzeitig) in den Vakuum- und Schweißeinrichtungen 40a, 40b, 40c evakuiert und verschweißt werden, usw.(7a, 7b).
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Diese Vorgehensweise erlaubt eine gleichzeitige und damit effiziente und zeitsparende Evakuierung und Verschweißung einer Gruppe von befüllten Beuteln, während die Beutel einer nachfolgenden Gruppe mit Stückgütern 1 befüllt und in den stromaufwärtigen Fächern 14 bis 16 der Transporteinrichtung 13 zwischengelagert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Stückgüter 1 daher auf sehr effiziente Weise und mit einem hohen Durchsatz vakuumverpackt werden. Die Erfindung ist dabei nicht auf das zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere ist die Anzahl der Vakuum- und Schweißeinrichtungen nicht auf drei limitiert. Ferner können insbesondere sowohl die Füllstation als auch die Vakuum- und Schweißeinrichtungen anders ausgestaltet sein als oben beschrieben.
