DE1611873A1 - Selbsttaetige Warenverpackungsvorrichtung - Google Patents

Description

1011873

. (ZoeeHaeiL i/Cnestetli 28» 2 * 1968 PATENTANWALT Anw.-Akte:. 67/H

Anmelder; - Mahaf±j & Harder Engineering Oo.,_: Furier Street,

' Totowa,. Jew Jersey

Selbsttätige WarenverpackungsvorriGhtung

Pie Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige VerpaGkuiigsvorriGiitung für Wären, insbesondere ITahrungsmittel, in einem luftleeren Becher aus Jaälbstarrem Plastikniaterial mit einem -ueckel-aus elastisehern Plastilcfilm, der sich durch den atmosphärischen Drück gegen die verpackten Wären anschmiegt. ; ;--." ■ .

In. der britischen Patentanmeldung fr, 484 284, angemeldet am I 1965, ist eine Torrichtung zum Herstellen derartiger Verpackungen dargelegt. Bei dieser Yorrichtung werden die hälbstarren Becher durch' übliche Becherketten 'weiterbefördert, die intermltüerend entsprechend den einzelnen Fertigungsstationen geschaltet sind. In zwei aufeinander folgenden Stationen erfolgt die Herstellung der Verpackungen, und zwar in einer Yordichtungsstation und in einer:Ehddichtüngsstation.

In der Yordichtungsstation werden die gefüllten Becher mit einem Bogen aus elastischem Piastikflim überzogen, der in seiner lage durch Heiß-verkleben entlang des Becheraußenrandes fixiert ist. ferner findet in dieser Station eine Erhitzung des Filmes innerhalb des Becheraußenrandes statt, um ihn für die nachfolgende Dehnung vorzubereiten* xTach der Schaltung zur Enddichtungsstation wird die bereits dichte •Yerpaokung evakuiert und die entstandene Evakuierungsöffnuiig durch

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Heißverkleben geschlossen. Bei der Luftabfuhr aus dem Svakuierungsraum drückt der atmosphärische Druck den elastischen Film in den halbstarren Becher hinein, so daß die verpackten Waren von denselben umgeben sind. Bei der Vorrichtung hat es sich gezeigt, daß sich der Dehnungsgrad des elastischen Films mit der Änderung der Beschaffenheit oder der Eigenschaft (z.B. der Temperatur)der zu verpackenden Waren ändert, wodurch für verschiedene Waren unterschiedliche Verpackungsqualitäten entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Verpackungsvorrichtung für Waren zu schaffen, bei der die Verpackungsergebnisse trotz andersartiger Waren immer gleichbleibend gut sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Kopf der Vorrichtung drei aufeinanderfolgende Fertigungsstationen zur Abdichtung und Evakuierung der Becher, die jeweils paarweise nebeneinander liegen, angeordnet sind. Somit ist' es möglich, Verpackungen gleichbleibender Qualität für Waren unterschiedlichen Aufbaus herzustellen.

In der ersten Fertigungsstation wird die Vordichtung entsprechend der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt und der elastische Film für die nachfolgende Dehnung aufgeheizt. In der nächsten Fertigungsstation wird der noch heiße Film unter Unterdruck an den Randzonen innerhalb der vorher gelegten Schweißnaht gedehnt, um einen Deckel mit entsprechenden Seitenwänden zu bekommen. Der Film wird bis zu einer derartigen Größe gedehnt, daß die Seitenwände des Deckels eine etwas größere Höhe, als unbedingt notwendig ist, aufweist, um das Anschmiegen zwischen dem Deckelfilm und den verpackten V/aren sicherzustellen. In dieser gedehnten Lage wird der Plastikfilm zwecks Ausschaltung jeder späteren Verzerrung gekühlt.

Die Verpackung wird dann zu der Endfertigungsstaticn weiterbefördert, wo das Innere der Verpackung evakuiert und die Evakuierungsöffnung anschließend geschlossen wird. Die Luftabfuhr aus der Evakuierungskammer bewirkt, daß der vorher gedehnte Deckel sich durch atmosphäri-

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sehen Druck gegen die verpackte Ware legt* Die Vordehnung und Vorkühlung stellt sicher, daß der Örad der Dehnung genügend gleichbleibend ist, um die' zweckmäßigste Anschmiegung zwischen dem Deckel und den verpackten Waren ohne Berücksichtigung der Beschaffenheit oder der Temperatur der Waren gewähren.

Weitere Einzelheiten und Merkmale* einer Verpackungsvorrichtung gemäß iur Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrunrsbeispieles , das in der,Zeichnung dargestellt ist.

Es seifen: ' .

Pi .j. 1 einen Längsschnitt durch den Kopf der erfindungsgemäien Vorrichtung mit den einzelnen Fertigungsstationen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines nebeneinander liegenden Verpackungspaares in der letzten Pertigunjjss tat ion.

Die Vorrichtung besteht aus einer großen Anzahl von Becherträgern IC (nur einige sind in der Figur 1 dargest&lt), welche entsprechend dem Schaltmechanismus einer endlosen Kette, die im einzelnen in der amerikanischen Patentschrift 30.61 9ö4 beschrieben ist, weiterbewegt werden. Die Beeherträger legen sich von rechts nach links und halten topfförmige Becher 12 aus relativ dickem und starkem Material. Diese Becher ist als halbstarr zu bezeichnen. Jeder Beeherträger hat vorzugsweise zwei nebeneinander liegende, die Verpackung aufnehmende Vertiefungen, die ebenfalls ausführlich in der oben genannten amerikanischen Patentschrift beschrieben sind. Vorgeformte- Becher können in die Vertiefungen der Beeherträger mittels üblicher Arbeitsverfahren eingesetzt werden. Zweckmäßiger ist jedoch-, die Becher-durch Dehnung und Hineindrücken eines Bogen Flastikmaterials in die Vertiefungen der Beeherträger in bekannter Art und Weise herzustellen.

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Wenn die Becher 12.mit Hilfe eines Vakuums geformt werden sollen, so ist es vorteilhaft, die Becherträger IG mit vakuumabdichtenden Elementen 14 zu versehen, die mit einer glatten Oberfläche eines Vakuum-Rohrleitungssystem entsprechend der amerikanischen Patentschrift j5 125 639 gleitend verbunden sind. Die Vertiefungen der Becherträger können jede beliebige Form haben. Diese Form muß nur mit der Gestalt der herzustellenden Verpackung Uber-einstlmmen. Die Verpackungsbecher sind mit kreisförmigem Querschnitt (Figur 2) dargestellt. Sie sind besonders geeignet für das Aufbewahren von Waren l6, die in Scheiben übereinander geschichtet sind, wie z.B. der Luncheon.

Die aufeinanderfolgenden Fertigungsstationen A, B, C sind mit Preßbacken ic, 20, 22 ausgerüstet. An den unteren Enden der Außenwände der Preßbacken sind Schweißflächen vorgesehen, die gegen die Oberfläche des Außenbundes der Beeherträger gedrückt werden. Diese Preßbacken sind Einheiten eines einzigen Kopfes (nicht dargestellt) einer Verpackungsvorrichtung. Der Kopf wird am Ende der "Verweilperiode" der Vorrichtung senkrecht angehoben, wodurch sich die Preßbäcken von den Becherträgern während des Schallvorganges derselben lösen.

In der Fertigungsstation A wird ein dünner Film aus elastischem und dehnbarem Plastlkmaterial, das sich von einer Abspulrolle (nicht dargestellt) abwickelt, über die Beeherträger 10 gezogen. Dieser Film überdeckt die Becher 12 einschließlich seines waagerechten Seitenrandes, der sich über den gesamten Umfang desselben erstreckt. Der S'challVorgang der Beeherträger befördert zuerst den Film 24 unter die erste Preßbacke Ic (Station A). Die anschließende senkrechte Abwärtsbewegung der Preßbacke drückt den Film dicht gegen den Becherrand und zwar entlang einer Linie, die sich über den gesamten Umfang des Becherträgers einschließlich beider nebeneinander liegender Beeiffvertiefungen erstreckt. '

Die Preßbacke 18 ist mit elektrischen Heizelementen 26 ausgestattet, die die untere Schweißfläche der Preßbacke auf-eine relativ hohe Tem-"

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peratur erhitzen. Hiermit wird die bleibende Verschweißung des Films 24 mit den Beeherrändern über den gesamten Umfang der Becherträger IQ ' erreicht, d.h. mit beiden· Bechern, was durch die Verschweißungslinie .25 in Figur 2 angedeutet·ist. ' ·

Kurz, nachdem die Preßbacke 18 ihre bestimmte Stellung erreicht hat, wird ein Vakuum in den Innenraum der Preßbacke über eine Vakuumleitung 28 erzeugt. Der entstehende Differentialdruck über der Filmoberflache bringt den Film in Berührung mit der waagerechten Fläche des thermisch-Isolierten und damit relativ kalten Teil 30., Für- jede der nebeneinander liegenden Verpackungen ist ein derartiges Teil konzentrisch zu der Vertiefung seines entsprechenden Becherträgers angeordnet.

Die Teile 30 sind von physikalisch getrennten Dachabschnitten 32 umgeben, gegen die der Film ebenfalls angedrückt wird. Diese Dachabschnitte v/erden durch die Heizelemente 2ό auf eine erhöhte Temperatur gebracht, wodurch die Wärme zu den Randzonen des Films getragen wird, d.h. innerhalb der Verschseißungslinie 25'rund um den Umfang der Becherträger. Die übertragene Wärme erweicht den Plastikfilm ein wenig für den nachfolgenden Dehnvorgang. Dann wird die Vakuumleitung 28 geöffnet und die Preßbacke aufwärts bewegt, damit das verbundene Verpackungspaar (3etzt über den Umfang zerschweißt) zur nächsten Station B weiterbefördert werden kann. ·

In der Station B erfaßt die abgesenkte Preßbacke 20 den bereits zerschweißten Film 24 rund um den Umfang des Becherträgers. Dann wirdder Innenraum dieser Preßbacke bis zu einem ziemlich tiefen Niveau durch in-die Vaküumleitung 34 evakuiert. Der entstehende Differentialdruck bewirkt ein Anliegen des Films 24 an das Innendach der Preßbacke. Dieses Dach begrenzt zwei zylindrische Vertiefungen, deren Form mit der zylindrischen Form der endgültigen Verpackungsdeckel übereinstimmt.

Der Film wird mit stetiger Kraft in diese Preßbackenvertiefungen hinein gedehnt, um das Plastikmaterial In diejenige Form zu bringen, wie sie

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durch die strichpunktierte Linie 24 A in Figur 2 angedeutet ist. Das Plastikmaterial wird insbesondere in den Seitenwänden 36 des aufrechten Deckels gedehnt, d.h. in den Zonen der Randgebiete, die durch die Dachabschnitte 32 aufgeheizt werden. Diese Dehnung wird zweckmäßigerweise bis zu einer bleibenden Dehnung durchgeführt, d.h. über die Elastizitätsgrenze des Films hinaus. Der mittlere Bereich J7 des Films innerhalb der Seitenwände 36 wird nicht wesentlich gedehnt; dieser Bereich des Films wird von den beheizten Dachabschnitten 32 isoliert und ist somit relativ kalt während des Dehnungsvorganges.

Die Preßbacke 20 ist durch wasserführende Rohre 38 gekühlt. Da der Film 24 durch Vakuum in seiner gedehnten Lage gegen das Dach der Preßbacke 20 während der "Verweilperiode" zwischen den Schaltschritten der Vorrichtung gehalten ist, kühlen die Seitenwände nach und nach in ihrem gedehnten Zustand ab. Dies bezweckt., das Plastikmaterial in seiner gedehnten Gestalt zu stabilisieren. Sin. geringes "Zurückwandern" des Plastikmaterials tritt ein, wenn das Vakuum später beseitigt wird.

Sogleich nach der" Beseitigung des Vakuums innerhalb der Preßbacke 20 und bevor der nächste Schaltschritt erfolgt, wird der aufrechte Plastikdeckel 3ό, 37 in die normale Abwärtsstellung 24 B umgestülpt. Diese Umstülpung wird durch die nebeneinander liegenden Druckplatten 40 (nur eine von ihnen ist dargestellt) vorgenommen. Von der Druckplatte 40 führt eine Stange 42 zu einem Kolben 44, der mit einem Luftzylinder· 46 zusammenarbeitet. Das Innere des Zylinders wird mit Druckluft durch einen Schlauch 48 sogleich nach der Belüftung des Preßbaekeninneren gefüllt. Die Abwärtsbewegung der Druckplatte zwingt den gedehnten Film in seine normale Lage innerhalb der nebeneinander liegenden Becher 12. Die Druckluft wird dann abgelassen und die Druckplatten werden nun durch Federn 50 in ihre ursprüngliche Stellung zurückgebracht.

Der Film 24 wird in der Station B zu einer größeren Weite gedehnt, .als es erforderlich ist, um die Waren 16 nach der ümstülpung des Deckels zu bedecken. Die Seitenwände 36 des geformten Deckels sind höher als der senkrechte Abstand zwischen der Oberfläche der verpackten Waren und dem waagerechten Rand der Becher 12.

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Daher ist eine unbedeutende Menge von überschüssigem Plastikmaterial der Seitenwandflache des Deckels, nachdem der Deekel in seine normale Lage innerhalb des entsprechenden Bechers umgestülpt wurde.

Mit dem Deckel in seiner normalen Lage £4 B werden die Becherträger IG zu der letzten Fertigun^sstation C für die Evakuierung und Vollendung der Verpackung weiterbefördert. In dieser Station sind/in dem Bereich unmittelbar unterhalb der Becherträger Vorrichtung für die gleichzeitige Evakuierung beider nebeneinander liegender Verpackungen vorgesehen. Die Evakuierung erfolgt durch einen Schlitz 54 im Plastikbogen, aus demdie Becher hergestellt sind. Dieser Schlitz 54 ( Figur 2) befindet sich in dem horizontalen Rand zwischen den nebeneinander liegenden Bechern 12.

Zu der Evakuierungsvorrichtung kann ein üblicher, in jedem Becherträger gehaltene Hebelarm, wie er in der amerikanischen Patentschrift 5 06l "984 beschrieben ist, gehören. Während des Stillstandes der Vorrichtung in .der letzten Fertigungsstation wird dieser Hebelarm aufwärts nach oben durch, den Schlitz 54 verschoben, um eine ausreichende Öffnung des elastischen Films 24 für einen geeigneten Evakuierungsdurchgang in das Innere beider nebeneinander liegender Becher 12 zu schaffen. Dann wird ein Vakuum durch den Hebelarm-Durchgang mittels einer vertikalen bewegbaren, abgedichteten Kupplung erzeugt, die mit dem Element 14 am Boden des Muldenträgers verbunden ist. Der Innenraum der Preßbaeke 22 wird ebenfalls gleichzeitig über eine Vakuumleitung 56 evakuiert, so daß jeder Differentialdruck über dem Film während des Evakuierungsvorganges verringert wird.

Nach der vollständigen Evakuierung fällt der Hebelarm aus dem Schlitz 54 in.den Becherträger 10 zurück. Anschließend wird der Film in dem Gebiet des Schlitzes 54 verschweißt, d.h. in den angrenzenden Flächen der nebeneinander liegenden Becher 12, um eine völlige luftdichte Abdichtung für beide Verpackungen zu erzielen. Diese luftdichte Abdichtung zwischen den zwei Seiten der vorher geschweißten Naht 25 ist relativ breit, so daß jede der beiden Verpackungen unabhängig abgedichtet ist gegenüber der AtmcSphäre.

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Nachdem die Evakuierungsöffnung geschlossen ist, wird die Vakuumleitung.der letzten Fertigungsstation C mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht. Die in die Preßbackenlcammer eindringende Luft drückt den mittleren Teil j57 jeden Deckels eng und fest gegen die verpackten Waren 16. Da die Seitenwände J6 der Deckel vorher zu einer Höhe gedehnt wurden, die größer ist als der senkrechte Abstand zwischen der Oberfläche der Waren 16 und dom horizontalen Hand der Becher 12, wird der mittlere Teil des Deckels die Waren IC im wesentlichen gänzlich quer über den Becher bedecken. Die Vordehnung kann in vorteilhafter Weise soweit durchgeführt werden, daß der Film 24 dicht in den Eekzonen avi_T schen den verpackten Waren und den Seitenwänden eines jeden Bechers hineingepreßt wird. Somit überträgt der Film 24 im wesentlichen sämtliche atmosphärischen Druckkräfte unmittelbar auf die verpackten Waren ohne Verzerrung der normalen Gestalt des halbstarren Bechers.

Da die' Luftzufuhr in die Preßbacke 22 in den meisten Fällen auf einfache Art durch eine Öffnung in derselben bewirkt werden kann, können plötzlich eintretende Luftteilchen den Film 24 aus seiner normalen Lage innerhalb des Bechers 12 herauslösen. Um diesen möglichen Fertigungsfehler auszuschalten, kann Preßbacke 22 mit einigen Druckschienen 16 aus Inertem elastischem Material ausgerüstet sein. Diese Schienen drücken den Film gegen die verpackten Waren 16 während der Verweilperiode zwischen den einzelnen Schaltschritten. Wie Figur 2 zeigt, haben die Schienen im allgemeinen einen kreisförmigen Umfang. Ihr Durchmesser sollte etwas kleiner sein als der Innendurchmesser der Becher 12, um zu gewährleisten, daß der Film noch genügend durch den Hebelarm zur Bildung eines angemessenen Evakuierungskanals in das Innere eines jeden Bechers abgehoben werden kann.

In der Preßbache 22 der Endfertiguncsstation C sind erforderlichenfalls wasserführende Kühlleitungen 58 angeordnet, um eine genügende Wärmeabfuhr bzw. Abkühlung der verschiedenen Bauteile zu gewährleisten.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. Patentansprüche ι

   . Selbsttätige Verpackungsvorrichtung fUr "Waren, insbesondere Nahrungsmittel, in einem luftleeren Becher aus halbstarrem Plastikmaterial mit einem Deckel aus elastischem Plastikfilm, der sieh durch den atmosphärischen Druck"gegen die verpackten Waren anschmiegt, dad u r c h £·; e k e η η ze i c h η e t , da8 im Kopf der Vorrichtung 3 aufeinanderfolgende Fertigunßsstationen (rt,B,C) zur Abdichtung und Evakuierunfj; der Becher (12) die jeweils paarweise nebeneinander liegen, angeordnet • sind. ·

   . Selbsttätige verpackungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch t; e ken η ze lehnet, daß in der Pertiguhgsstation (A) der Hecher (12) einschließlich seines waagerechten Seitenrandes mit einem elastischen Film (2¹J) üborzogen ist,

   j5. Selbsttätige Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a -du roh ι; e k e η η ζ e ic h η e t , daß die Preßbacke (18) der Fertigungsstation (A) mit elektrischen Heizelementen (26) ausgestattet 1st.

   . Selbsttätige Vörpackungsvprriehtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, da d u^fr 6 h g ο k e η η ζ e i c h η e t , daß an die Schweißflächen der Preßbacke(l8) zum Innern derselben hin Dachabschnitte (32) vorgesehen sind·^ '

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   Selbsttätige Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dad u r c h g e k β η h ζ e i 'c h η et , daß das Teil (30) der Preßbaoke(l8) physikalisch von den Daehabischnitten (32) getrennt i^

   6. Selbsttätige Verpackungsvorriohtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, d a d u r ö hg ^k en η ζ β i ο h η e t daß das Innere der Preßbacke (18.)' über eine Leitung (28) evakuierbar ist. ' *.",..

   7. Selbsttätige Verpackungsyorriohtung nach einem oder mehreren der voraneehenden Ansprüche, dad "ü\r e hg e ke η η ζ e i c h net

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   -IC-

   daß der Innenraum der Preßbacke (20) der FertigurucssUiöiou (.i) üier eine Leitung (^4) evakuierbar ist.

   δ.. Selbsttätige Verpackungsvorrichtung nach einem oder tnenreren rir.-r vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach des Irmenraums der Preßbacke (20) zwei zylindrische 7·.γ-tiefungen begrenzt, deren Gestalt mit der zylindrischen Form der· ^r.clgültigen Verpackungsdeckel übereinstimmt.

   9. Selbsttätige Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der verangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbacke (20) mit wasserführenden KühLrohrer. (>c) durchsetzt ist.

   -Ιο. ' Selbsttätige Verpackungsvorrichtung nach, einem cder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e α r. ζ e i c η η e t , daß innerhalb der Preßbacke (20) zwei nebeneinander liegende Druckplatten (40) angeordnet sind, die über Druckluft betriebene r.cl'oer. (44) und Feiern (5C) auf und a: bev.'o.jO-:.i riiid.

   11. Selbsttätige Verpackungsvorri^r-tur-g :'.aor. einerr· eier mehreren aer verangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e κ e ü n. zeichnet,

   ': daß die Seiter.wände (>6) des in der Preßbacke (20) £& formten. Deckels

   höher sind als der senkrechre Acsöand zwischen der Oberfläche cer verpackten Waren und dem waagerechten Rand der Becher (12).

   12. Selbsttätige Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unterhalb der Becherträger (IC.) in der Fertigung station (C) Vorrichtungen für die gleichzeitige Evakuierung der nebeneinander liegenden Becher (12) ^vorgesehen sind._

   LjJ. Selbsttätige Verpackungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenraum der Preßbacke (22) der Fertigungsstation (C) eine Vakuumleitung (56) führt.

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   St;li/Stt.U·. i^e V--rp:tckunr,.sVorrichtung naci.einem oder mehreren der vo ruvi:chendtin Ansprüche,, d a d u r c Ii g e k e ι: η ζ e ic h η e t y daß i ie Preß backe (22) it:it einigen Di-'ucköchienen (Co) aus inertem
   elastischem Haterial ausgerüstet ist,

   SuIbGltätige VerpackunGSVorriciitun/j nach einem oder mehreren der vo ansehenden Aiispfiche, d a d u r c h '& e k e η η ζ e i c h net ,
   ■ i:-.3 der Pi-eSbitcko (22) .v.asEerführende Kühl!eituno;en (58) angeordnet iiind.

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