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Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von festen Warenporitionen
in Pa@kungen aus thermoplastischer Kunststoffolie Die Erfindung bezieht sich auf
Packungen die aus einer Formfolie mit tiefgezogenen, die Warenportionen aufnehmenden
rA buchtungen und einer die gefülltne Ausbuchtungen abdeckenden Flachfolie bestehen,
die an de sich rings um die Ausbuchtungen erstreckenden Randstreifen durch Schweinen
mit der Formfolie verbunden ist.
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Packungen dieser Art eignen sich zum Verpacken von Warenportionen
jeder Art, insbesondere aber von verderblichen Lebensmitteln, z.B. von Portionen
aus Käse, Wurst- oder Fleischwaren, wenn das Verschweißen der Flachfolie mit der
Formfolie zLtem Vakuum vollzogen wird.
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Zum Bilden dieser Packungen wurde bisher so verfahren, zum die Formfolie,
mit nach oben offenen Ausbuchtungen auf einem Förderband aufliegend, durch Einlegen
der Warenportionen in die Ausbuchtungen mit der Ware beschickt wld anschließend
durch die von oben zulaufende Flachfolie überdeckt wird worauf die Packu durch Ringsumverschweißen
der Flachfolie mit den die Ausbuchtungen umgebenden, ebenen Randstreifen der Formfolie,
gegebener falls unter Vakuum, verschlossen wird.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens ist jedoch ein kompliziertes Förderband
erforderlich, weil die die Ausbuchtungen der Formfolie umgebenden, ebenen Randstreifen,
die mit der Flachfolie zu verschweißen sind, mit einem der Tiefe der Ausbuchtungen
entsprechenden Abstand frei über dem Förderband liegen und ohne besondere Unterstützung
dem Druck des Schweißwerkzeugs ausweichen würden. Das Förderband muß deshalb mit
dem Verlauf der ebenen Randstrelf en entsprechenden Gegendruckleisten besetzt sein,
auf die sich die Formfolie mit ihren die Ausnehmungen umgebenden Randstreifen auflegt.
Diese Gegendruckleistenissen beim Umstellen der Vorrichtung auf andere Packungsgrößen
an deren Länge, Breite und Höhe anpaßbar und auswechselbar sein. Das Umstellen der
Vorrichtung auf andere Packungsgrößen ist deshalb schwierierig @nd zeitraubend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe @@grunde, die aufgezeigten, mit dem
bekannten Verfahren verbundenen Mängel zu beseitigen.
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Gemäß der Erfindung wird zum Bilden der Packung so verfahrer daß
die zu verpackender. Warenportionen im Abstand der Ausbuchtungen der Formfolie auf
die Flachfolie aufgelegt werden, worauf die Formfolie mit ihren Ausbuchtwlgen über
die Warenportionen gestülpt und in an sich bekannter Weise, gegebenenfalls unter
Vakuum, mit ihren sich rings um ihre Ausbuchtungen erstreckenden ebenen Randstreifen
mit der Flachfolie durch Schweißen verbunden wird.
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Bei diesem Verfahren liegen die die Ausnehmungen der Formfolie umgebenden
Randstreifen auf der von einer ebenen Tischfläche oder einem normalen Förderband
unterstützten Flachfolie auf. Die ebene Tischfläche oder das Förderband bildet dabei
gleichzeitig die Gegendruckfläche für die sich-zwischen den Ausbuchtungen
der
Formfolie abwärts bewegenden Schweißwerkzeuge. Sie kann ohne weiteres für sämtliche
Packungsgrößen unverändert beibehalten werden. Beim Umstellen der Vorrichtung auf
andere Packungsgrößen ist somit nur die Einstellung des Schweißwerkzeugs nach Länge
und Breite der Ausbuchtungen der Formfolie notwendig, die mit wenigen Handgriffen
vollzogen werden kann.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtwng besteht
erfindungsgemäß aus schrittweise umlaufenden Vorziehrollenpaaren zum gemeinsamen
Vorziehen der Formfolienbahn und der Flachfolienbahn um jeweils einen Teilungsabstand
der Ausbuchtungen in der Formfolienbahn oder ein gerades Vielfac'«z desselben, die
an den sich in Tranportrichtung erstreckenden auf der Flachfolie aufliegenden Längsrandstreifen
neben und zwischen den Ausbuchtungen der Formfolie angreifen unddenen im Bewegungsbereich
der Flachfolie ein dieselbe unterstützer Tisch zum Auflegen der Warenportionen auf
die Flachfolie, im Bewegungsbereich der Formfolie Führungsmittel zum Auflegen d
r Formfolie auf die Flachfolie und im gemeinsamen Bewegungsbereich beider Folienbahnen
ein auf- und abbewegliches Schweißwerkzeug zum Verschweißen der Randstreifen der
Formfolie mit der Flachfolie an wenigstens einer Seite der Ausbuchtungen dvr Formfolie
vorgeschaltet sind.
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Diese Vorrichtung ist im konstruktiven Aufbau einfach. Die Vorziehrollenpaare
in Verbindung mit der in Transportrichtung vor denselben angeordneten Schweißvorrichtung
gewährleisten das gemeinsame, registergenaue Vorziehen der Formfolie und dc-Flachfolie,
so daß die auf der Flachfolie angebrachten, den Inhalt der Packung kennzeichnenden
Auf drucke stets genau übe@ die die Ware enthaltenden Ausbuchtungen der Formfolie
gelang
Das genaue Auflegen der einzelnen Warenportionen auf die
Flachfolie wird-normalerweise durch die genannten Aufdruck erleichtert, die ohne
weiteres die Stellen auf der Flachfolie kennzeichnen, auf denen die Warenportionen
abgelegt werden müssen, um später genau unter die Ausbuchtungen der sich auf die
Flachfolie auflegenden Formfolie zu gelangen.
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Zum Herstellen von Packungen mit unbedruckten Flachfolien wird das
genaue Auflegen der Warenportionen auf die Flachfolie erfindungsgemäß dadurch ermöglicht,
daß die die Flachfolie stützende Tischfläche mit der Form und Anordnung der Ausbuchtungen
der Formfolie entsprechenden, durch die Flachfolie hindurch sichtbaren Markierungen
versehen ist, die während der Stillstandsphasen der Folienbahnen genau die Stellen
kennzeichnen, auf denen die Warenportionen abzulegen sind. Die Tischplatte kann
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung aus lichtdurchlässigem Werkstoff bestehen
und von unten beleuchtet sein, damit die Markierungen auch dann klar in Erscheinung
treten, wenn die Flachfolie nur transparent ist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung sind die Markierungen auf einer Rasterplatte angebracht, die zwischen
die Beleuchtung und die Tischplatte einschiebbar ist. Die Rasterplatte kann schnell
gegen eine mit anderen Narkierungsanordnungen ausgetauscht werden, wenn die Vorrichtung
auf die Fabrikation anderer Packungsgrößen umgestellt wird.
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Die Formfolie wird nach bekannten Tiefziehverfahren, z.B.
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durch Vakuumtiefziehen aus einer durch Erwärmen plastifizierten Folienbahn
geformt. Die Anordnung der Tiefziehvorrichtung ist dabei so getroffen, daß die Formfolie
mit nach unten offenen Ausbuchtungen aus der Tiefziehvorrichtung austritt. Zum genauen
Auflegen der Formfolie mit ihren offenen Ausbuchtungen auf die
Flachfolie
sind erfindungsgemäß Führungsmittel; vorsugsweise Führungsrollen, vorgesehen, die
an der Rückseite der Formfolie zwischen die sich in Transportrichtung erstreckenden
Reihen von Ausbuchtungen greifen und auf diese Weise eine genaue Führung der Formfolienbahn
gewährleisten.
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Sofern nur unverderbliche Waren zu verpacken sind, kann die Schweißvorrichtung
die Randstreifen der Formfolie ringsum die en Ausbuchtunge mit der Flachfolie verbinden.
Beim Verpacken von verderblichen Waren wird die Schweißvorrichtung dagegen so ausgebildet,
daß sie die Randstreifen an höchstens drei Seiten der Ausbuchtungen mit der Flachfolie
verschweißt. Die noch an wenigstens einer Seite offenen Packungen werden dann hinten
den Transportrollenpaaren von der Folienbahn abgetrennt und in an sich bekannter
Weise einem Vakuumraum zugeführt, in dem der letzte noch offene, das Evakuieren
des Innenraums der Packung ermöglichende Randstreifen unter Vakuum luftdicht mit
der Flachfolie verschweißt wird. Um in der Vakuumkammer das Ausbreiten des Vakuums
mit Sicherheit auf den mit der Ware getüllten Innenraum der Packung zu gewährleisten,
ist der noch ebene Randstreifen der Formfolie erfindungsgemaß mit einer sich bis
in die Ausbuchtung erstreckenden Riffelung oder Wellung versehen, die das dichte
Auflegen des Randstreifens auf die Flachfolie verhindert und damit die Luft unbehindert
aus der Ausbuchtung in die Vakuumkammer austreten läßt. Die Riffelung wird später
unter dem Druck des Schweißwerkzeugs eingeebnet, so daß eine luftdichte Verschweißung
gewahrleistet ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert
Von den auf der Zeichnung dargestellten Abbildungen zeigt: Fig. 1 eine beispielsweise
Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumpackungen in schematischer Auf rißdarstellung,
Fig. 2 die einzelnen Verpackungsphasen in der Fig. 1 entsprechenden Draufsicht.
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Am Ende eines ortsfesten Tisches 1 sind Vorziehrollenpaare 2,3 zum
gemeinsamen schrittweisen Vorziehen der ebenen Flachfolie 4 und der mit Ausbuchtungen
5 versehenen Formfolie 6 in Transportrichtung a vorgesehen. Die ebene Flachfolie
4 liegt dabei auf der Tischplatte auf. Die Formfolie 6 erhält ihre Form in Gestalt
der Ausbuchtungen 5 in einer an sich bekannten iefziehvorrichtung 7 , z.B. in einer
Vakuumtiefziehvorrichtung, die im wesentlichen aus einem ortsfesten Unterteil 70
mit Heizkörpera 71 zum Plastifizieren der Folie 6 und Belüftungsbohrungen 72 und
einer gegen den Unterteil vor- und zurückbewegbaren Form 73 mit Vakuumanschluß 74
besteht. Die Ausbuchtungen 5 bestimmen die Größe der Packung. Sie sind in einer
oder mehreren Längsreihen, z.B. in drei Längsreihen angeordnet und stehen an ihren
Öffnungen mit ebenen Längs- und Querrandstreifen 8,9 miteinander in Verbindung,
wie Fig. 2 erkennen läßt. Die Formfolie verlaßt die Tiefziehvorrichtung 7 mit mit
der Öffnung nach unten weisenden Ausbuchtungen. Sie wird mittels der Führungsrollen
10 oder ähnlicher Führungsmittel auf dem Tisch 1 mit den Öffnungen ihrer Ausbuchtungen
und ihren Randstreifen 8,9 auf die Flachfolie 4 aufgelegt. Die Führungsrollen 10
greifen dabei an der Rückseite der Formfolie zwischen die sich in Transportrichtung
erstreckender Ausbuchtungsreihen und gewährleisten auf diese Weise eine sichere
Führung der Formfolie 6 während des Auflegens derselben auf die Flachfolie 4 Im
Bereich des gemeinsamen Weges der Flachfolie und der Formfolie auf dem Tisch 1 und
in Transportrichtung vor den Vorziehrollenpaaren 2,3 ist eine auf- und abbewegbare
Schweißvorrichtung 11, 12, 13 vorgesehen, die sich während des Stillstandes der
Vorziehrollenpaare mit ihren elektrisch beheizten Schweißbacken 11,12 zwischen den
Ausbuchtungen 5 auf deren Randstreifen 8,9 aufsetzt und diese mit der darunter liegenden
Flachfolie 4
verschweißt. Die Schweißvorrichtung besitzt Längsbacken
11 und Querbacken 12, die zum Zweck des Anpassens an die vor kommenden Packungsgrößen
auswechselbar an einer gemeinsamen Halterung 13 befestigt sind. Die Breite der Längsbacken
11 entspricht der Breite der Längsrandstreifen 8 , während ihre Länt in Transportrichtung
a dem Teilungsabstand t der Ausbuchtungen 5 oder einem geraden Vielfachen desselben
entspricht. Die Querbacken 12 erstrecken sich zwischen den Längsbacken 11. Ihrc
Breite ist gleich der halben Breite der Querrandstreifen 9.
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Die insgesamt von den Schweißbacken 11, 12 erzeugten Schweißun sind
in Fig. 2 unter 450 schraffiert dargestellt. Sie umgeben die Ausbuchtungen 5 an
drei Seiten, während die Folien 4,6 an der vierten, horizontal schraffierten Seite
noch unverschweißt bleiben. Die Vorziehrollenpaare 2,3 greifen im Bereich der Längsrandstreifen
8 an den Folienbahnen 4,6 an. Sie werden durch einen an sich bekannten Schrittantrieb
derart schrittweise in Pfeilrichtung angetrieben, daß sie die Folien 4,6 jeweils
um den Teilungsabstand t der Ausbuchtungen 5 oder um ein gerades Vielfaches desselben
in Transportrichtung a voranbewegen. Hinter den Transportroll enpaaren ist ein Querschneider
14 vorgesehen, der die Folien 4,6 jeweils während des Stillstandes der Transportrollenpaare
2,3 in der Mitte der Querrandstreifen 9 durchschneidet und damit jeweils eine Querreihe
Q von Ausbuchtungen 5 von den Folienbihnen 4,6 abtrennt. Der Schnitt des Querschneiders
öffnet die Ausbuchtunzen 5 im Be-Flachreich des nicht mit der f@lie 4 verschweißten
Teiles des durchschnitteneL Querrandstreifens 9 , der in Fig. 2 durch horizontale
Schraffur gekennzeichnet ist.
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Zum Weitertransport der abgeschnittenen Querreihen Q ist
hinter
dem Querschneider 14 ein im Arbeitstakt der Vorziehrollenpaare 2, 3 schrittweise
laufendes Förderband 15 vorgesehen. Das Förderband 15 läuft durch eine Vakuumkammer
16, die aus einem ortsfesten Unterteil 17 unterhalb des Förderbandes und einer im
Arbeitstakt der Vorziehrollenpaare 2,3 heb- und senkbaren Glocke 18 oberhalb des
Förderbandes besteht. Der Hohlraum der Glocke 18 steht-mittels des Rohrstutzens
19 mit einer Vakuumpumpe in Verbindung. Unter der Glocke ist ein elektrisch beheizter
Schweißbalken 20 auf- und abbewegbar, dem eine Gegendruckleiste 21 am Unterteil
17 der Vakuumkammer 16 zugeordnet ist. Die Anordnung des Schweißbalkens 20 ist so
getroffen, daß sich derselbe beim Abwärtsbewegen auf den noch offenen, horizontal
schraffierten Querrand 9 der unter der Glocke befindlichen Packungsreihe Q aufsetzt
und denselben it der darunter liegenden Flachfolie 4 verschweißt.
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15 Das Förderband bestent aus Cr'ummi, so daß es beim Aursetzen der
Glocke 18 auf das Unterteil 17 den Hohlraum der Glocke hermetisch gegen die Atmosphäre
abdichtet.
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Der Teil des Tisches 1 , der sich in Transportrichtung a vor den
Führungsrollen 10 erstreckt, besteht vorzugsweise aus lichtdurchlässigem Werkstoff,
z.B. Milchglas, und ist von unten z.B. durch Sofitten 22 beleuchtet.
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Die zu verpackenden Warenportionen W werden im beleuchteten Bereich
des Tisches 1 im Abstand der Ausbuchtungen 5 der Formfolie 6 auf die Flachfolie
4 aufgelegt, wie die linke Seite der Fig. 2 erkennen läßt. Hierbei bietet normalerweise
ein auf der Flachfolie vorgesehener Aufdruck, der den Inhalt der zu bildenden Packungen
kennzeichnet, gleichzeitig eine genaue Kennzeichnung der Stellen auf der Flachfolie,
auf die die Warenportionen abzulegen sind. Sofern der erwähnte Aufdruck
die
Auflegestellen nicht ausreichend kennzeichnet oder Flachfolien 4 ohne Aufdruck zur
Anwendung kommen, können die Auflegestellen auch durch an der beleuchteten Tischplatte
angebrachte Markierungen gekennzeichnet werden, die durch die Flachfolie 4 hindurch
sichtbar sind. Eine solche Markierung erfolgt in einfacher Weise durch eine Rasterplatte
23, die zwischen die Tischplatte und deren Beleuchtung eingeschoben wird, und die
leicht gegen eine Platte mit einem anderen Raster, entsprechend anderen Packungsabmessungen,
auswechselbar ist.
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Die mit den Warenportionen W beschickte Flachfolie 4 wird mittels
der Vorziehrollenpaara 2,3 und der Führungsrollen 10 in der Weise mit der Formfolie
6 zusammengeführt, daß eich deren Ausbuchtungen 5 über die Warenportionen stülpen
und deren ebene Randstreifen 8,9 auf die Flachfolie auflegen. Die so aufeinandergelegten,
die Warenportionen umhüllenden Folienbahnen 4,6 werden anschließend während eines
Stillstandes mittels der Schweißvorrichtung 11,12, 13 in der beschriebenen Weise
an drei Seiten der Ausbuchtungen 5 luftdicht miteinander verschweißt und vom Querschneider
14 in Querreihen Q von den Folienbahnen 4,6 abgetrennt. Die abgetrennten Querreihen
gelangen auf dem Förderband 15 unter die angehobene Glocke 18 der Vakuumkammer 16,
die sich während eines Stillstandes des Förderbandes 15 senkt, so daß die Querreihe
in die Vakuumkammer eingeschlossen wird. Das Vakuum der Vakuumkammer läßt die unter
den Ausbuchtungen 5 eingeschlossene Luft durch die noch offenen, horizontal schraffierten
Randstreifen an der vierten Seite der Ausbuchtungen in die Vakuumkammer austreten,
so daß auch die in die Ausbuchtungen eingeschlossenen Warenportionen vom Vakuum
umgeben sind. Nunmehr senkt sich der SchweiBbalken 20 auf die noch offenen, horizontal
schraffierten Randstreiten der
Querreihe Q und verschließt dieselben
unter Vakuum durch luftdichtes Verschweißen. Nach dem Belüften und Abheben der Glocke
18 verbleiben die Warenportionen W unter Vakuum in der luftdicht verschlossenen
Verpackung.
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Um den Vorgang des Evakuierens der mit den Warenportionen gefüllten
Ausbuchtungen 5 in der Vakuumkammer 16 zu erleichtern, ist es vorteilhaft, die Querrandstreifen
9 der Formfolie 6 mit einer in Fig. 2 durch horizontale Schraffur angedeuteten Riffelung
oder Wellung 24 zu versehen, die sich bis in die Ausbuchtungen 5 erstreckt. Eine
solche Riffelung kann z.B. in der Tiefziehvorrichtung 7 gleichzeitig mit dem Formen
der Ausbuchtungen 5 erzeugt werden. Die Riffelung wird, wie Fig. 2 erkennen läßt,
zur Hälfte von den Querbacken 12 der Schweißvorrichtung 11,12,13 wieder eingeebnet
und bleibt zur anderen Hälfte nach dem Querschneiden an den abgeschnittenen Querreihen
Q erhalten. Die Riffelung verhindert, daß sich in ihrem Bereich der Randstreifen
der Formfolie 6 dicht auf die Flachfolie 4 auflegt und dadurch das Evakuieren der
Ausbuchtungen 5 in der Vakuumkammer 16 erschwert. Sie wird nach erfolgter Evakuierung
der Ausbuchtungen von dem Schweißbalken 20 eingeebnet.
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Sofern das Evakuieren der Packungen nicht erforderlich ist, werden
auch die Querrandstreifen 9 der Formfolie 6 in voller Breite von den entsprechend
breiteren Querbacken 12 der Schweißvorrichtung mit der Flachfolie 4 verschweißt,
so daß die Querreihen Q schon vor dem Abtrennen in der Querschneidvorrichtung 14
ringsum verschlossene Ausbuchtungen 5 aufweisen.
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Die aus mehreren Packungen bestehenden Querreihen Q können durch
in Fig. 2 gestrichelt angedeutete Längsschnitte 25 in der Mitte der Längsrandstreifen
8 in Einzelpackungen unterteilt werden. Anstelle der Längsschnitte können auch
Längsperforationen
in die Längsrandstreifen eingestochen werden, die es erlauben, die Packungen nach
Bedarf einzeln von der Querreihe Q abzureißen. Die Schneid- bzw. Perforierwerkzeuge
von bekannter Bauart werden zweckmäßig zwischen dem Querschneider 14 und der Schweißvorrichtung
11,12,13 angeordnet.