(57)【要約】      （修正有）【課題】包装体への制御されたガス供給を可能とする包装装置を提供する。【解決手段】ガス、具体的には、空気、を包装体から抜き出す吸引手段１２と、供給用の１種類または複数種類のガスを供給する手段１３と、前記包装体をシールする手段１０を備え、ガスの供給前に、前記吸引手段との間で包装体内部を密封し、内容物を包装体内へ包装する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス、具体的には、空気、を包装体から抜き出す吸引手段と、
供給用の１種類または複数種類のガスを供給する手段と、
前記ガスの供給後、前記包装体をシールする手段と、を備える、内容物を包装体内へ包装する包装装置であって、
前記ガスの供給前に、前記吸引手段との間で包装体（１６）内部を密閉する手段を備えた包装装置。
【請求項２】
前記包装体（１６）が少なくとも２つのシート（６，８）を用いて成形されることを特徴とする請求項１に記載の包装装置。
【請求項３】
前記包装体が上部シート（８）と底部シート（６）とを用いて成形され、
前記上部シート（８）と前記底部シート（６）との間において、少なくとも部分的な前記空気の抜き出しがなされることを特徴とする請求項１または２に記載の包装装置。
【請求項４】
上部シート（８）と底部シート（６）との間において、ガスの供給がなされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項５】
吸引口（１７）が、上部シート（８）および／あるいは底部シート（６）に備えられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項６】
ガス供給口（１３ａ）が、上部シート（８）および／あるいは底部シート（６）に備えられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項７】
上部シート（８）および／あるいは底部シート（６）が、槽状の形状を有しており、吸引口（１２ａ）および／あるいはガス供給口（１３ａ）を有する周縁部（７）を備えることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項８】
前記シールする手段が、少なくとも吸引口（１２ａ）の領域において、２つのシート（６，８）を共に押圧するための加圧部材（１０，１８）を備えることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項９】
加圧部材（１０，１８）がシールバーとして構成されていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１０】
加圧部材（１０，１８）が、少なくともシール位置において、ガス供給管（１９）に対し形状が適合した状態で当接することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１１】
シート（６）にある少なくとも１つの吸引口（１２ａ）に対し、もう一方のシート（８）が押圧されることによって該吸引口が閉じられることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１２】
シール装置（１５）は、前記シールする手段（１０，１８）の内側で前記包装体（１６）をシールするために用いられうると共に、前記シールする手段の内側は前記包装体（１６）方向に向いていることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１３】
シール装置（１５）は、ガス供給管（１３，１９）の開口部が配置された箇所の内側で使用されうることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１４】
前記包装体の移動方向に対して、長手方向および横方向に延びるシールする手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１５】
前記シールする手段が、横方向に延びる、負圧チャンバ（２）の壁部を備えていることを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１６】
前記シールする手段が、横方向に延びる、シールバーを備えていることを特徴とする、請求項１ないし１５のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１７】
前記シールする手段が、長手方向に延びる、シールバー（１０，１８）を備えていることを特徴とする、請求項１ないし１６のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１８】
少なくとも２つの部材を備える負圧チャンバ（２）を備え、前記負圧チャンバが有する少なくとも１つの前記部材が移動可能であり、その移動によって、前記包装体（１６）が有する少なくとも２つのシート（６，８）が、共に、前記負圧チャンバ（２）が有する前記２つの部材間で、押圧されうることを特徴とする、請求項１ないし１７のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項１９】
ガスの供給量を計るための計量装置を備えた、請求項１ないし１８いずれか１に記載の包装装置。
【請求項２０】
機械制御装置を備え、該機械制御装置が、１.ガス抜き工程、２．シール工程、３．ガス供給工程、４．シール工程、という工程が順に行われるようにするよう構成されていることを特徴とする、請求項１ないし１９のいずれか１に記載の包装装置。
【請求項２１】
少なくとも２つのシートを用いて成形される包装体内に内容物を包装する工程と、該包装体からガスを抜く工程と、該包装体にガスを充填する工程と、該包装体をシールする工程と、を有する方法であって、
前記ガスを抜く工程と前記ガスを充填する工程との間に、前記ガスを抜く工程のために設けられた吸引手段との間で包装体を密閉する工程を備えた、方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［背景技術］
本発明は、請求項１のプリアンブル部分に記載の包装装置に関する。
内容物を包装体として包装する包装装置としては、様々な態様のものが知られている。食品包装業界で一般的に使用される装置は、内容物を充填した包装体から空気を抽出し、シール前に１または複数のガスを包装体に供給する装置である。この真空化工程とガス供給工程は、包装された製品をどのくらいの期間保存できるか、という点においてとりわけ重要である。
【０００２】
従来装置においては、包装体は真空チャンバー内で真空化処理される。ガスの供給は、ガス処理される包装体の領域に配管されたガス管を経由して行われる。ガス処理が行われる間、包装体はまだシールされていない。そのため、供給されたガスは、先立って残留空気が排気された流路と同じ流路を通って、負圧チャンバまたは包装装置の吸引システムへ流入しうる。それゆえ、包装体へのガス処理を、制御し、且つ計量することはできない。
【０００３】
本発明の目的は、包装体への制御されたガス供給を可能とする包装装置を提供することである。
［発明の概要］
上記において概略説明されたタイプの包装装置を出発点として、本発明の目的は、請求項１に明記された特徴によって達成される。
【０００４】
有利な効果が得られる実施例や、本発明の発展形に関しては、従属項に示された手段を取ることにより実現される。
本発明は、ガスの供給前に、吸引手段との間で包装体を密閉する手段が備えられている点で区別される。
【０００５】
これにより、供給されたガスが包装体から流出し、ガス抜きのための流路へ流入することが防がれる。それゆえ、供給されるガスの制御の上での包装体へ供給が可能となる。これにより、供給されるガスに関して、全体として改善された計量が可能となり、それゆえ包装体内に包装される内容物に関する改善された調整が可能となる。
【０００６】
本発明による包装装置によれば、複数の連続した包装体について、同時に真空化処理（ガス抜き処理）を行うと共に、ガス処理することも可能である。この場合、個々の包装体に対し、それぞれ吸引口やガス供給口を配置する必要はない。むしろ、シールする処理の前に、複数の連続した包装体に関して、１または複数の共通の吸引口を経由し真空化処理がなされ、１または複数の共通のガス供給管経由でガス処理がされるようにすることも可能である。
【０００７】
本発明が、少なくとも２つのシート（例えば、上部シートと底部シート）を用いて成形される包装体に関して適用されると有利である。そのような包装装置は、熱成形機あるいはロール搬送成形機、更には、トレイシーラー（traysealers）として知られている。
【０００８】
熱成形機あるいはロール搬送成形機のような包装装置の場合、複数の相互に連結された包装容器（槽；troughs）が底部シートを用いて成形され、その包装容器に内容物が充填された上で、当該包装容器が上部シートにより密閉される。封止ステーションでは、ガス抜き工程と、ガス処理工程と、そして包装体をシールする工程とが、通常、一工程の処理として行われる。包装体がシール（密閉）された後、下流の切断装置で個別の包装体として切断される。
【０００９】
いわゆるトレイシーラーの場合、封止ステーションにおいては、個々の作成済みのトレイに内容物が充填され、その後、当該トレイが上部シートにより密閉される。この場合、シール処理前にガス抜きとガス処理とを行ってもよい。包装用トレイは、通常、同様に、シートを用いて予め成形される。
【００１０】
個々のトレイは外周部に周縁部を有している。熱成形機あるいはロール搬送成形機で成形される相互に連結された包装体は、その外周部の周縁部に加え、個々の包装体の間に中間的な周縁部を有していてもよい。上部シートは、包装体のシール時に、例えば、溶接によって、これら周縁部に固定される。
【００１１】
包装体から空気が抜かれる前に、包装体を負圧チャンバ内へ移動させるのが好ましい。既知の態様においては、負圧チャンバが有する２つの部材が互いの方向へ移動することにより（例えば、底部が上部に向かって上昇移動されることにより）、負圧チャンバは密閉される。ここで、包装体の側面の周縁は、負圧チャンバが有する上部と底部との間に配置される。この２つの部材（上部と底部）が互いに対して押圧されることにより、上部シートと底部シートとが互いに押圧される。それに伴って、押圧処理の方向との関連で、少なくとも横方向において、密封（シール）が実現される。
【００１２】
上部シートと底部シートとの間において、ガス抜きとガス供給との両方を実行してもよい。包装装置の実施形態によって、異なる手法を取ることも可能である。仮に、上部シートが幅狭で、負圧チャンバが有する部材間で上部シートを底部シートと共に側面に沿って互いに押圧させることができない場合は、包装体に関しては負圧チャンバ内の負圧によってガス抜き処理を行ってもよい。この場合、包装体から流出する空気は、上部シートと底部シートとの間の周縁部に沿って包装体から流出する。上部シートが幅広の場合には、負圧チャンバが閉じられるのに伴い、負圧チャンバが有する部材間で、上部シートと底部シートとを互いに押圧させてもよい。この場合、包装体内の空気は、上部シートと底部シートとのうちの一方または両方にある１または複数の開口部（例えば、底部シートの周縁部にある１または複数の開口部）を通して、抜かれうる。このような開口部は、包装体の周縁領域（または、複数の相互に連結された包装体の場合には、包装体が配置されている箇所の周縁領域）に、配置されることが好ましい。
【００１３】
このような上部シートと底部シートとを備える包装体の場合、抜かれる空気が包装体から流出する流路は、２つのシートを互いに押圧する加圧部材を用いることによって閉じられうる。これにより、ガスが、上部シートの下方領域から上部シートの周縁部に沿って、あるいは、上部シートと底部シートとのうちの一方または両方（例えば、底部シート）にあるガス抜き用の開口部を通って、流出することが防がれる。これは、両方のシートを互いに対して押圧することで、周縁領域全体が密閉されるについて、ガス抜き用の開口部が密閉されるからである。ここで、開口部がもう一方のシートで閉じられるか、直接加圧部材によって閉じられるかについては、一方に限定されない。
【００１４】
包装体の周縁領域をシールする加圧部材は、（包装装置における包装体の移動方向との関係で）横方向に延びる包装体の周縁部の領域において、横方向に延びるシールバーによって、実現されうる。シールバーは、好ましくは、負圧チャンバの部材をなす壁部によって機能する装置として、成形される。
【００１５】
通常、１または複数のガス供給管は、包装体の移動方向との関係で、縦方向に位置している。このガス供給管は、好ましくは、シートの間（例えば、上部シートと底部シートとの間）で開口するように配置される。ガス供給管は、負圧チャンバ内部に位置するので、負圧チャンバが本発明によるシールする手段によらずに閉じられる場合には、包装体へ供給されたガスが、負圧チャンバ内に流入し、さらには装置の吸引システムへも流入しうる。
【００１６】
この流入を防ぐため、上述したように、包装体内部をシールすることが求められる。本発明の好ましい実施形態では、シート（例えば上部シートと底部シート）を相互に押圧させる追加の加圧部材を縦方向において適用させることで、包装体内部のシールが実行される。この目的のために、例えば、包装体、あるいは、包装体の配置または一群に対して縦方向に延びる１または複数のシールバーを使用してもよい。
【００１７】
加圧部材を作動させるため、本発明は、縦方向および／あるいは横方向に延びるシールバーを上昇および／あるいは降下させることができる、昇降装置を使用することを提案する。
【００１８】
ガス供給管がシート間の隙間に配置される場合、周縁のシールする手段は、具体的には、シールバーの形式のシールする手段は、好ましくは、ガス供給管を形状が適合するよう囲むように構成される。両シート、または、一方のシート（例えば、上部シート）は、シールバーとガス供給管との間で、ガス供給管の形に沿って成形される。このため、シートは、好ましくは、弾性部材である。
【００１９】
このように構成されたシール用の部材によれば、従来よりも大幅に制御されたガス供給が可能となるよう、包装体内部をシールすることが可能となる。
本発明の実施形態では、例えばエラストマーのような変形しやすい素材が、少なくともガス供給管の領域で、シールバーをなすものとして使用される。それゆえ、例えばシートを互いに押圧させる領域においては、シールバー全体をエラストマーを用いて構成することができる。押圧操作中、この素材は、ガス供給管に形状が適合するように、また、シールバー内に該ガス供給管がある程度入り込むように、変形する。
【００２０】
本発明の包装装置によれば、上部シートと底部シートとが、例えば、溶接によって連結されるという従来の方法により、包装袋はシールされる。このため、シール板などのシールする手段が、シールバー内に配置される。それゆえ、このシールする手段は、シールバー内において、上部シートと底部シートを周縁部に沿って（例えば、溶接により）連結することができる。個別の包装体の場合は、上部シートと底部シートとを互いに押圧させるシールバーの内側で、シールバーに直に隣接する周縁部の全周が溶接される。（例えば、熱成形機あるいはロール搬送成形機により成形された）複数の相互に連結された包装体の配置の場合には、シート中央の中間に位置する周縁部やシートの長手方向周縁部が、従来の方法によりシールされる。シールバーの領域でシールされる長手方向および／あるいは横方向周縁部（例えば長手方向周縁部）は、個別の包装体の場合と同様に、シールバー内側の対応するシールバーに直に隣接する領域でシールされる。
【００２１】
このような包装装置は、次のように作動されうる。個別の包装体あるいは複数の相互に連結された包装体の配置を循環的に移動させる制御手段は、包装装置に連動した形式にて、内容物が充填された包装体の封止ステーションの底部への移動を、対応する運搬装置に実行させる。このような移動を実行するため、封止ステーションの底部は下降される。その後、この底部は上昇させられる。こうして、空気抜きを実行するために負圧チャンバが閉じられる。これにより、吸引ポンプを使用することで、負圧チャンバ内にある残留空気と共に、包装体内にある空気を抜くことが可能になる。この空気抜きの際には、上部シートと底部シートとの間において、包装体から空気が横方向に排出されうる。この排出は、上部シートが対応する横方向に関して幅狭である場合の排出である。上部シートが幅広の場合で、装置におけるシートの移動方向との関係で上部シートが長手方向においても負圧チャンバにおける上部と底部との間の領域内にまで延び、それにより、上部シートがこの領域内で底部シートと共に押圧される場合には、従来どおり吸引口（例えば、底部シートにおける吸引口）を利用すると共に、下流に配置されるガス抜き管を利用することで、包装体内の残留空気を抽出するようにしてもよい。
【００２２】
長手方向および／あるいは横方向においてシールを実行するために設けられたシールバーが、その後、側面にそって下降させられる。これにより、上記領域内における上部シートと底部シートとの間において、シールが行われる。特に、エラストマーが使用される場合には、上部シートと底部シートとの間の領域内に突出したどのガス供給管も、形状が適合する形式にて囲まれる。
【００２３】
このシールの後においては、シールに対応して、供給用のガスあるいは混合ガスを供給することが可能になる。この供給は、真空状態であることによって、または、外部からの正圧付与によって、可能となる。包装体の内部は、大部分において、外部に対してシールされた状態にあるため、ガスが供給される時点での包装体内部とガス抜きシステムとの連通はない。それゆえ、供給されたガスの精密な計量が可能となる。
［発明の実施形態の詳細な説明］
以下、本発明が適用された実施例について、図面を用いて説明する。
【００２４】
図１に示された封止ステーション１は、負圧チャンバ２を備える。負圧チャンバ２は、箱状の上部３と、同様に箱状の底部４とから形成される。本実施例では、負圧チャンバ２を閉じた状態で負圧チャンバ２をシールするため、底部４の頂部周縁部にシール部５が設けられている。
【００２５】
底部シート６から成形されるトレイが、負圧チャンバ２の底部４へ挿入される。ここで、底部シートの周縁部７が、上部３と底部４の間で、負圧チャンバ２を越えて延在する。熱成形機あるいはロール搬送成形機の場合、底部シートは連続して供給ロールから引き出されるためである。従って、該底部シートから成形されたトレイを有するシートは、供給ロールから封止ステーション下流の切断ステーション(図示されていない)に至るまで、一片のものとして装置全体に亘って長手方向に延在する。
【００２６】
蓋部として備えられている上部シート８は、供給ロールから一片のものとして引き出されることにより、底部シート６の上方部分を閉じる。また、同様に、該上部シート８は周縁部７の領域に延在する周縁９を有する。
【００２７】
シールバー１０は、包装装置のシートの処理方向との関係で示された長手方向Ｌに沿って延在している。シールバー１０は、負圧チャンバ２内に配置され、底部に凹部１１を備えている。長手方向に対する吸引管１２とガス供給管１３の位置を説明するため、吸引管１２とガス供給管１３が図１に示されている。吸引管１２とガス供給管１３は、図１の縦断面図に示されるように、実際には負圧チャンバ２の後方の長手方向に延びる壁部に位置している。それゆえ、吸引管１２とガス供給管１３は、実際には図１に示される断面において可視でない。
【００２８】
しかしながら、ガス供給管１３が凹部１１の領域に配置されている一方で、吸引管１２は長手方向を持つようシールバー１０の下方に配置されていることは、図１における吸引管１２とガス供給管１３の位置から判る。
【００２９】
図２に示されている横断面図では、ガス供給管１３を通る断面部が右側に図示されている。この図により、ガス供給管１３は、底部４の側壁１４内に配置されていることがわかる。本発明によるシールバー１０が配置されている中央領域の部分拡大図は、図４に示されており、この点については、後述する。
【００３０】
吸引管１２を通る断面部は、図２の左側に図示されている。図２に示されるシールバー１０は、凹部１１の外側であって吸引管１２の上の領域における断面部に図示されている。図２はまた、底部シート６と上部シート８とから形成される包装体１６をシールするためのシール手段として機能するシール板１５を図示している。
【００３１】
シールバー１０を図示する図２の詳細は、図３の拡大図に示されている。しかしながら、図２とは異なり、シールバー１０は、包装体１６が真空状態とされる、シールバー１０が上昇した位置にある状態が図示されている。図３から容易にわかるように、底部シート６と上部シート８は、周縁部に沿って、負圧チャンバ２の底部４と上部３とによって共に押圧される。それゆえ、包装体１６は、周縁部に沿ってシールされる。このとき、空気は、例えば、吸引ポンプを用いた、適切な負圧を利用して、吸引管１２の吸引口１２ａを通り、吸引方向Ｓに沿って包装体１６から排気されうる。底部シート６と上部シート８との間の吸引管１２への流路は、シールバー１０がこの位置の時に開口している。
【００３２】
図４は、図３と同様の詳細を図示しているが、この場合は、双方向矢印Ｈの方向に移動可能なシールバー１０は、降下している。それゆえ、上部シート８は、吸引管１２の吸引口１２ａの領域で、底部シート６へ押圧される。その結果、吸引口１２ａは閉じられる。ガスあるいはガス混合物が包装体１６に供給される場合、図４に図示されているシールバー１０の位置が設定される。
【００３３】
図５は、ガス供給管１３の領域における平断面で切った時の横断面を図示しており、降下したシールバー１０を図示している。しかしながら、底部シート６と上部シート８との間のガス供給は、ガス供給管１３の領域における凹部１１によって可能である。１または複数の吸気口１３ａが、ガスを供給するため、周縁部７に備えられている。シールバー１０がこの位置の時、矢印Ｚで示されるように、吸入ガスを、ガス供給管１３を経由して包装体１６内へ導くことができる。このときのシールバー１０の位置において吸引口１２ａが閉じられるため、包装体１６内部と、装置における吸引または負圧システムは連通しない。それゆえ、包装体１６内部への、制御されたガス供給が可能となる。
【００３４】
図６は、例えば、上部シート８が負圧チャンバ２よりも幅狭の時に利用されうる、本発明の変形例を示す。該変形例は、例えば図７に示される横断面図からわかる。上部シート８の周縁１７は、この場合、いくぶん変形されたシールバー１８の下方の、負圧チャンバ２の内部で終端する。この実施例（変形例）では、ガス抜き工程とガス供給工程とが、以下の方法で実施される。
【００３５】
図６に示されているように、横方向に延びるガス供給管１９が備えられている。該ガス供給管１９は、上部シート８と底部シート６との間の領域に突出し、シールバー１８の下方で包装体１６の内部へ開口する。この実施例において、シールバー１８は、例えば、エラストマー等の弾性素材２０を、底部周縁に沿って備えている。図６に示されているように、エラストマー２０は、シールバー１８が降下した位置でガス供給管１９を囲包する。
【００３６】
図７は、ガス供給管１９が、シールバー１８の下方において、どのように当該シールバー１８の周縁部に沿って包装体１６内部へ突出しているかを示している。
図８に示されている拡大詳細図は、真空化処理中において上昇した位置にあるシールバー１８を示している。この場合、空気は上部シート８と底部シート６との間を横方向に流出し、ガス供給管１９に沿って負圧チャンバ２の頂部領域２１へと流出する（矢印Ｓ参照）。負圧チャンバ２が真空化されるため、包装体１６内にある空気についても、それゆえ、外部に抜かれる。
【００３７】
図９は、双方向矢印Ｈの方向に移動可能なシールバー１８が、降下した位置にある状態を示している。このシールバー１８の位置はガス供給のための位置である。ここで、ガス供給管１９の領域において、上部シート８は、上方からガス供給管１９へ押圧されていることがわかる。また、この押圧箇所の長手方向側では、周縁に沿って取り付けられたエラストマー２０が、図１０に示されているように、ガス供給管１９の領域において、底部シート８を直接上部シート６へ押圧している。エラストマー２０は、ガス供給管１９に対し形状が適合するように成形されている。これにより、上部シート８は、底部シート６の至るところに対して押圧され、底部シート６の至るところと接触することとなり、それゆえ、周縁に沿って包装体１６をシールすることが可能となる。このシールバーの位置で、包装体１６の内部は、ガス供給管１９を通して、所望のガスあるいは所望のガス混合物で充填される。この場合、ガス充填のときに、吸引システムの領域とりわけ負圧チャンバ２へ、いかなる気体も流入することはない。それゆえ、ガス供給の制御の改善あるいはガスの計量の改善が、本実施例により可能となる。
【００３８】
上述した２つの実施例からわかるように、包装体１６は、シール板１５により、密閉されることができる。その密閉は、包装体１６の周縁の領域で実現され、シールバー１０、１８内の領域において、所望のガスの充填処理に続いて、実行される。
【００３９】
説明を簡略化するため、上記実施例では、１つの包装体１６のみが図示されている。しかしながら、本発明は、複数の包装体１６が、複数の縦列および／あるいは横列に配置されてなる封止ステーションに対しても容易に適用されうる。この複数の包装体１６が、底部シート６により連続した状態で成形され、上部シート８により連続して閉じられる場合には、上記と同様の手順を選択してもよい。この場合、周縁の吸引口や周縁のガス供給管を通って、ガス抜きすることも可能である。
【００４０】
さらに、１または複数のシールバー１０，１８を、個々の包装体の間に位置する周縁部の領域に備えることも可能である。但し、このように備えることは原則として必要ないと言える。本発明の主旨は、装置の吸引システムに対して、包装体１６の内部を密閉することである。
【００４１】
本発明は、図示されている封止ステーション１の上部３と底部４の配置について、限定されるものではない。明らかに、上記実施例と反対の配置、すなわち、上部シートの開口を通ってガスの供給が上方からなされるような配置をとることも可能であり、この配置によっても、本発明による効果が得られる。同様に、負圧チャンバの上部と底部が移動可能であるかどうかについても、本発明では重要ではない。原則として、吸引システムと包装体内部との間に分離がありさえすれば、他の態様にかかる吸引のための構成を備えた場合でも、本発明にかかる方法を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施例にかかる封止ステーションの概略構成を示す封止ステーションの縦断面図である。
【図２】図１に示されている封止ステーションの横断面図である。
【図３】シールバーが上昇した位置にある、図１および図２に示されている封止ステーションの横断面の部分拡大図である。
【図４】図３と同様の部分拡大図であり、シールバーが降下した状態を示す図である。
【図５】図１および図２に基づく断面図におけるガス供給管の領域の部分拡大図である。
【図６】本発明の第２実施例における、概略構成を示す縦断面図である。
【図７】図６に示されている封止ステーションの概略構成を示す封止ステーションの横断面図である。
【図８】シールバーが上昇した位置にある、図７に示されている横断面の部分拡大図である。
【図９】図８と同様の部分拡大図であり、シールバーが降下した状態を示す図である。
【図１０】図６に示されている概略構成を示す縦断面図の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…封止ステーション、２…負圧チャンバ、３…上部、４…底部、５…シール部、６…底部シート、７…周縁部、８…上部シート、９…周縁、１０…シールバー、１１…凹部、１２…吸引管、１２ａ…吸引口、１３…ガス供給管、１３ａ…吸気口、１４…側壁、１５…シール板、１６…包装体、１７…周縁、１８…シールバー、１９…ガス供給管、２０…エラストマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
1   Title of the Invention
Sealing bar
2   Detailed Description of Invention
Background to the Invention
The invention relates to a packaging machine according to the preamble of claim 1.
Various embodiments of packaging machines for packaging contents in packs are known. Machines which are commonly used in the foodstuffs-packaging sector are ones in which the atmospheric air is extracted from the filled pack and then one or more gases are supplied to the packs prior to sealing. These evacuating and subsequent gas-supply steps are important, inter alia, in terms of how long the packaged products can be kept.
In conventional machines, the packs are evacuated in a vacuum chamber. The supply of gas takes place via gas lines which are laid in the region of the packs which are to be treated with gas. Since the packs, during the gas treatment, are not yet sealed, the gas supplied can pass into the negative-pressure chamber or into the suction system of the machine along the same path as the atmospheric air remaining has previously been evacuated. Controlled metered gas treatment of the packs is thus not possible.
The object of the invention is thus to propose a packaging machine in which the controlled supply of gas into the packs is possible.
Summary of the Invention
Taking a packaging machine of the type outlined in the introduction as the departure point, this object is achieved by the defining features of claim 1.
Advantageous embodiments and developments of the invention are made possible by the measures mentioned in the subclaims.
Accordingly, the invention is distinguished in that means are provided for closing the packs in relation to the suction means prior to the gas being supplied.
This prevents the gas supplied from escaping from the pack into the machine flow path used for extraction purposes. The gas which is to be supplied can thus be supplied to the packs in a controlled manner. This allows overall better metering of the gas which is to be supplied and thus better coordination with the contents which are packaged in the pack.
In a packaging machine according to the invention, it is also possible for a plurality of interconnected packs to be simultaneously evacuated and treated with gas. There is no need here for each individual pack to be assigned a suction opening or a gas-inlet opening. Rather, it is also possible for a plurality of interconnected packs, prior to the sealing operation, to be evacuated via one or more common suction openings and treated with gas via one or more common gas-supply lines.
The invention is advantageously used in packs which are produced from at least two sheets, e.g. a top sheet and a bottom sheet. Such packaging machines are known as thermoforming or roll-fed machines and as traysealers.
In the case of the first type of machine, a plurality of interconnected packaging troughs are formed from a bottom sheet and then filled with contents and closed by a top sheet. In a sealing station, the extraction, gas-treatment and pack-sealing steps are carried out usually in one operation. It is only once the pack has been sealed that it is cut into individual packs in a downstream cutting unit.
In so-called traysealers, individual prefabricated trays are filled with contents and then closed by a top sheet in a sealing station, it also being possible here for extraction and gas treatment to take place prior to sealing. The packaging tray is usually likewise prefabricated from a sheet.
Individual trays have a peripheral crosspiece all the way round, while the interconnected packs made in a thermoforming or roll-fed machine may also comprise, in addition to the external peripheral crosspieces, intermediate crosspieces between the individual packs. The top sheet is fixed, e.g. welded, to these crosspieces during sealing of the packs.
Prior to the atmospheric air being extracted from the packs, the latter are preferably moved into a negative-pressure chamber. This is closed, in known embodiments, by two parts of the chamber being moved against one another, e.g. by a bottom part being raised against a top part. The side crosspieces of the packs here are located between the top and bottom parts of the negative-pressure chamber. When these two components are pressed together, the top and bottom sheets are thus pressed together, in which case correspondingly tight sealing can take place at least in the transverse direction, as seen in relation to the advancement direction.
It is possible for both extraction and the supply of gas to take place between the top and bottom sheets. Different procedures are possible here depending on the embodiment of the packaging machine. If use is made of a top sheet which is so narrow that it cannot be pressed together with the bottom sheet laterally between the parts of the negative-pressure chamber, the pack can be evacuated by a negative pressure in the negative-pressure chamber, the air which flows out of the packs passing out along the periphery between the bottom sheet and top sheet. In the case of a wider top sheet, the latter can be pressed together with the bottom sheet all the way round between the parts of the negative-pressure chamber as the latter is closed. In this case, the air in the packs can be extracted through one or more openings in one or both sheets, e.g. in a peripheral crosspiece of the bottom sheet. These openings are preferably located in the peripheral region of the packs or of the arrangement of packs, in the case of a plurality of interconnected packs.
In the case of such packs comprising top and bottom sheets, the flow path out of the packs for the air which is to be extracted can thus be closed by use being made of pressing elements which press the two sheets together. This prevents gas from escaping along the periphery beneath the top sheet, or through any extraction openings in one or both sheets, e.g. the bottom sheet, since these extraction openings can be closed, as can the entire peripheral region, by pressing the sheets together. It is immaterial here as to whether such an opening is closed by the respectively other sheet or by the pressing element directly.
A pressing element for sealing the peripheral region of the packs can be realized, in the region of the transversely running crosspieces (as seen in relation to the advancement direction of the packs in the packaging machine), by a transversely running sealing bar, which is advantageously formed, as a functional unit, by a wall of part of the negative-pressure chamber.
Usually one or more gas-supply lines are located in the longitudinal direction, as seen in relation to the advancement direction of the packs. These gas-supply lines are preferably arranged such that they open out between the sheets, e.g. between a top sheet and a bottom sheet. Since these gas-supply lines are located in the interior of the negative-pressure chamber, it is possible, in the case of the negative-pressure chamber being closed without sealing means according to the invention, for gas supplied into the packs to pass into the negative-pressure chamber and thus into the suction system of the machine. 
In order to avoid this it is sought, as has already been indicated a number of times, to seal the interior of the pack. In a preferred embodiment of the invention, then, this is carried out in the longitudinal direction preferably using an additional pressing element which presses the sheets, e.g. the top and bottom sheets, together. For this purpose, use can be made, for example, of one or more sealing bars extending in the longitudinal direction of the packs or of the arrangements or groups of packs.
In order to operate these pressing elements, the invention proposes the use of a lifting unit, which can raise and/or lower the longitudinally and/or transversely running sealing bars.
If use is made of gas-supply lines which are arranged in the interspace between the sheets, the peripheral sealing means, in particular in the form of sealing bars, are preferably developed such that they enclose the gas-supply lines in a form-fitting manner. The sheets or one of the sheets, e.g. the top sheet, mold themselves or molds itself here, between the sealing bars and the gas line, to the shape of the gas line. For this purpose, the sheet is advantageously of elastic design.
Sealing elements which are formed in this way make it possible to seal the interior of the packs in a manner which is sufficient for the gas to be supplied in a considerably more controlled manner than has been the case up until now.
In a particular embodiment of the invention, a deformable material, for example an elastomer, is used for a sealing bar at least in the region of the gassupply lines. It is thus possible for sealing bars to consist entirely of an elastomer, for example, in the region with which they press the sheets together. This material deforms, during the pressing operation, such that it molds itself against the gas-supply lines in a form-fitting manner and these gas-supply lines are accommodated, to a certain extent, in the sealing bar.
In the case of packaging machines according to the invention, the packs can be sealed in a conventional manner by the top and bottom sheets being connected, for example by welding. For this purpose, preferably a sealing tool, such as a sealing plate or the like, is arranged within the sealing bars. This sealing tool is then capable, within the sealing bars, of connecting, e.g. welding, the top and bottom sheets along the peripheral crosspieces. In the case of individual packs here, the periphery all the way round, which directly adjoins the sealing bar on the inside, the sealing bar pressing the top and bottom sheets together, is welded. In the case of an arrangement of a plurality of interconnected packs, for example made in a thermoforming or roll-fed machine, the central intermediate and longitudinal crosspieces are also sealed in a conventional manner. The longitudinal and/or transverse crosspieces which are to be sealed in the region of the sealing bars, e.g. the peripheral longitudinal crosspieces, are sealed, as in the case of individual packs, in the region which directly adjoins the corresponding sealing bar on the inside.
Such a packaging machine can operate as follows. A control means for cyclically advancing individual packs or an arrangement of a plurality of interconnected packs causes a corresponding transporting unit to advance the filled packs, in time with the machine, into the bottom part of the sealing station. The bottom part of the sealing station is lowered for this purpose. This bottom part is then raised, in which case the negative-pressure chamber is closed in order for the atmospheric air to be extracted. It is then possible to use a suction pump to extract the atmospheric air located in the packs along with the rest of the air located in the negative-pressure chamber. For this purpose, the air can escape from the packs in the transverse direction between the top and bottom sheets if the top sheet is correspondingly narrow. In the case of a wide top sheet, which also extends along the longitudinal side, as seen in relation to the advancement direction of the machine, into the region between the top and bottom parts of the negative-pressure chamber, and which is thus also pressed together with the bottom sheet in this region, use can be made, in a conventional manner, of suction openings, e.g. in the bottom sheet, and of a downstream arrangement of extraction lines in order to extract the atmospheric air remaining in the packs.
The sealing bars provided for sealing in the longitudinal direction and/or transverse direction are then lowered laterally. This results in sealing between the top and bottom sheets in this region as well. In particular if use is made of elastomers, any gas-supply lines projecting in between the sheets are accommodated in a form-fitting manner.
It is then possible to supply a correspondingly provided gas or a gas mixture. This can be done with the aid of the vacuum present or with the aid of an external positive pressure. Since the interior of the pack is largely sealed toward the outside, there is no connection between the interior of the packs and the extraction system at the point in time when gas is supplied. Precise metering of the gas supplied, inter alia, is thus possible.
Detailed description of Embodiments of the Invention
An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail hereinbelow with reference to the figures.
The sealing station 1 according to figure 1 has a negative-pressure chamber 2 which is formed from a box-like top part 3 and a likewise box-like bottom part 4. In the present embodiment, a seal 5 is provided along the top periphery of the bottom part 4 in order to seal the negative-pressure chamber 2 in the closed position.
A tray formed from a bottom sheet 6 is inserted into the bottom part 4 of the negative-pressure chamber 2. The peripheral crosspiece 7 of the bottom sheet here extends, between the top part 3 and bottom part 4, beyond the negative-pressure chamber 2 since, in the case of a thermoforming or a roll-fed machine, the bottom sheet is drawn off continuously from a supply roll. Accordingly, the sheet with the trays formed therefrom extends longitudinally through the entire machine in one piece from the supply roll to a cutting station (not illustrated) downstream of the sealing station.
A top sheet 8, which is provided as a cover, closes the top side of the bottom sheet 6 and likewise has its periphery 9 extending into the region of the peripheral crosspiece 7, since it is likewise drawn off in one piece from a supply roll.
A sealing bar 10, which extends in the longitudinal direction L as seen in relation to the advancement direction of the sheets in the packaging machine, is arranged in the negative-pressure chamber 2 and provided with a bottom recess 11. Suction lines 12 and gas-supply lines 13 are indicated in figure 1 in order to demonstrate the position thereof in the longitudinal direction 11. The lines 12, 13 are actually located in the rear longitudinal wall of the negative-pressure chamber 2, as seen in relation to the illustration in figure 1, and are thus not in fact visible in section according to figure 1.
It can be gathered from this indication of the position of the lines 12, 13 in figure 1, however, that the suction lines 12 are arranged longitudinally beneath the sealing bar 10, while the gas-supply lines 13 are arranged in the region of the recess 11.
In the schematic cross-sectional illustration according to figure 2, a section through a gas-supply line 13 is illustrated on the right-hand side. It can be seen in this illustration that the gas-supply line 13 is arranged in a side wall 14 of the bottom part 4. An enlarged detail of the central region, in which the sealing bar 10 is arranged according to the invention, is illustrated in figure 4 and will be explained at a later stage in the text.
A section through a suction line 12 is illustrated on the left-hand side of figure 2. Correspondingly, the sealing bar 10 here is illustrated in section in a region located outside the recess 11 and above a suction line 12. Figure 2 also shows a sealing plate 15, which serves as a sealing tool for sealing the pack 16 formed from bottom sheet 6 and top sheet 8.
The detail from figure 2 which comprises the sealing bar 10 is shown on an enlarged scale in figure 3. In contrast to figure 2, however, the sealing bar 10 is illustrated in its raised position, in which the pack 16 is evacuated. As can easily be seen in figure 3, the bottom sheet 6 and the top sheet 8 are pressed together along the periphery by the bottom part 4 and the top part 3 of the negative-pressure chamber 2. The pack 16 is thus sealed along the periphery. Air can then be extracted from the pack 16 in suction direction S through the suction opening 12a of the suction line 12 using suitable negative pressure, for example by way of a suction pump. The flow path between the bottom sheet 6 and top sheet 8 to the suction line 12 is open in this position.
Figure 4 illustrates the same detail, although in this case the sealing bar 10, which is movable in the direction of the double arrow H, has been lowered. The top sheet 8 is thus pressed onto the bottom sheet 6 in the region of the suction opening 12a of the suction line 12, as a result of which the suction opening 12a is closed. That position of the sealing bar 10 which is illustrated in figure 4 is established if a gas or gas mixture is to be supplied to the pack 16.
Figure 5, which shows a cross section through a section plane in the region of the gas-supply line 13, likewise illustrates the sealing bar 10 located in lowered position. However, the supply of gas between bottom sheet 6 and top sheet 8 is possible on account of the recess 11 in the region of the gas-supply line 13. One or more inlet openings 13a are provided in the peripheral crosspiece 7 for gas-supply purposes. An incoming gas can be directed into the pack 16 via the gas-supply line 13 in this position, as is indicated by the arrow Z. Since, in the same position of the sealing bar 10, the suction openings 12a are closed, there is no connection, at this point in time, between the interior of the pack 16 and the suction or negative-pressure system of the machine. The controled supply of gas into the interior of the pack 16 is thus possible.
Figure 6 shows another variant of the invention, which can be used, for example, when the top sheet 8 is narrower than the negative-pressure chamber 2. This can be seen, for example, in the cross-sectional illustration according to figure 7. It can be seen here that the peripheries 17 of the top sheet 8 terminate in the interior of the negative-pressure chamber 2, beneath the in this case somewhat modified sealing bar 18. In this embodiment, the extraction and gas-supply steps take place in the manner described hereinbelow.
As can already be seen in figure 6, lateral gas-supply lines 19, which project in between the top sheet 8 and bottom sheet 6 and open out into the interior of the pack 16 beneath the sealing bar 18, are provided. The sealing bar 18, in this case, is provided along its bottom periphery with an elastic material 20, for example an elastomer. As can already be seen in figure 6, this elastomer 20 encloses the gas-supply lines 19 in the lowered position of the sealing bar 18.
Figure 7 shows how the gas-supply lines 19 project along the periphery, beneath the sealing bar 18, into the interior of the pack 16.
The enlarged detail according to figure 8 shows the sealing bar 18 in the raised position, which is assumed during evacuation. In this case, the air can escape between the top and the bottom sheets 6, 8 and pass laterally, alongside the gas-supply line 19, into the top region 21 of the negative-pressure chamber 2 (cf. arrows S). By virtue of the negative-pressure chamber 2 being evacuated, the air located in the pack 16 is thus also extracted.
Figure 9 shows the bottom position of the sealing bar 18, which is movable in the direction of the double arrow H, this position being provided for the supply of gas. It can be seen here that the top sheet 8, in the region of the gas-supply line 19, is pressed onto the latter from above. Also longitudinally in relation to this, the elastomer, 20, which is fitted along the periphery, nevertheless presses the top sheet 8 directly onto the bottom sheet 6, as is illustrated in figure 10 in the region of the gas-supply line 19. The elastomer 20 molds itself against the gas-supply line 19 in a form-fitting manner, in which case the top sheet 8 is subjected to pressure throughout and, interacting with the bottom sheet 6, can thus seal the pack 16 along the periphery. In this position, the interior of the pack 16 can be filled with a desired gas or gas mixture through the gas-supply line 19 without any gas flowing into the region of the suction system, in particular of the negative-pressure chamber 2. Improved control of the supply of gas or metering of gas is thus also possible in this embodiment.
As can be gathered from the two embodiments illustrated, the packs 16 can be sealed tight by the sealing plate 15 in the peripheral region of the pack 16, within the sealing bars 10, 18, following filling with the desired gas.
In order to simplify matters, the exemplary embodiments illustrated have been shown just with one pack 16. However, the invention can also readily be used in sealing stations in which a plurality of packs 16 are arranged in a number of rows and/or columns. Provided that these packs 16 are produced in an interconnected manner from a bottom sheet 6 and are closed in an interconnected manner by a top sheet 8, then the same procedures may be selected. It is also possible in this case for extraction to take place via peripheral suction openings and peripheral gas-supply lines.
Furthermore, in such an embodiment, it is additionally possible for one or more sealing bars 10, 18 to be provided in the region of the intermediate crosspieces between individual packs, although there is no need for this in principle. The critical point of the invention is to close the interior of the pack 16 in relation to the suction system of the machine.
It is also the case that the invention is not restricted in respect of the arrangement of the top and bottom parts 3, 4 of the sealing station 1 illustrated. Obviously, the converse arrangement of supplying the gas from above through corresponding openings in the top sheet can likewise be realized and provides the advantages according to the invention. Similarly, it is immaterial for the invention as to whether the top part and bottom part of the negative-pressure chamber are movable. It is also possible, in principle, for the process to be realized according to the invention with a suction arrangement which is configured in some other way, as long as there is separation between the suction system and the interior of the packs.
3   Brief description of the Drawings
Figure 1 shows a schematic longitudinal section through a sealing station of a first exemplary embodiment of the invention; 
Figure 2 shows a schematic cross section through a sealing station according to figure 1;
Figure 3 shows an enlarged detail of a cross section through a sealing station according to figures 1 and 2, with the sealing bar raised;
Figure 4 shows an illustration according to figure 3, with the sealing bar lowered;
Figure 5 shows a further enlarged detail of the cross section according to figures 1 and 2, in the gas-supply region;
Figure 6 shows a schematic longitudinal section through a further embodiment of the invention;
Figure 7 shows a schematic cross section through a sealing station according to figure 6;
Figure 8 shows an enlarged detail of a cross section according to figure 7, with the sealing bar raised;
Figure 9 shows an enlarged detail according to figure 8, with the sealing bar lowered; and
Figure 10 shows an enlarged detail of a schematic longitudinal section according to figure 6.
Description of reference symbols
1   Sealing station
2   Negative-pressure chamber
3   Top part
4   Bottom part
5   Seal
6   Bottom sheet
7   Peripheral crosspiece
8   top sheet
9   Periphery
10   Sealing bar
11   Recess
12   Suction line
12a   Suction opening
13   Gas-supply line
13a   Inlet opening
14   Side wall
15   Sealing plate
16   Pack
17   Periphery
18   Sealing bar
19   Gas-supply line
20   Elastomer
1.     A packaging machine for packaging contents in packs, suction means being provided for extracting gas, in particular atmospheric air, from the packs, means being provided for supplying one or more gases provided for this purpose, and means being provided for sealing the packs once the gas has been supplied, wherein means are provided for closing the interior of the packs (16) in relation to the suction means prior to the gas being supplied.
2.     The packaging machine as claimed in claim 1, wherein the packs (16) are produced from at least two sheets (6, 8).
3.     The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the packs are produced from a top sheet (8) and a bottom sheet (6), and wherein provision is made for the air to be extracted, at least in part, between the top sheet (8) and bottom sheet (6).
4.     The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein provision is made for gas to be supplied between the top sheet (8) and bottom sheet (6).
5.     The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein a suction opening (17) is provided in the top sheet (8) and/or bottom sheet (6).
6.     The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein a gas-supply opening (13a) is provided in the top sheet (8) and/or bottom sheet (6).
7.     The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the top sheet (8) and/or bottom sheet (6) are/is of trough-like form and have/has a peripheral crosspiece (7) which contains a suction opening (12a) and/or a gas-supply opening (13a).
8.     The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the sealing means comprise a pressing element (10, 18) for pressing the sheets (6, 8) together at least in the region of the suction opening (12a).
9.     The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the pressing element (10, 18) is designed as a sealing bar.
10.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the pressing element, at least in the sealing position, butts in a form-fitting manner against a gas-supply line (19).
11.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein at least one suction opening (12a) in a sheet (6) can be closed by virtue of the other sheet (8) being pressed against it.
12.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein sealing equipment (15) can be used for sealing the packs (16) on the inner side of the sealing means (10, 18), this inner side being directed toward the packs (16).
13.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the sealing equipment (15) can be used on the inside alongside the mouth openings of the gas-supply lines (13, 19).
14.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein sealing means which run longitudinally and transversely in relation to the advancement direction of the packs are provided.
15.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the sealing means comprise, in the transverse direction, the wall of a negative-pressure chamber (2).
16.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the sealing means comprise sealing bars in the transverse direction.
17.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein the sealing means comprise sealing bars (10, 18) in the longitudinal direction.
18.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein an at least two-part negative-pressure chamber (2) is provided, in which case at least one part of the negative-pressure chamber (2) is movable and thus at least two sheets (6, 8) of the pack (16) can be pressed together between the parts of the negative-pressure chamber (2).
19.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein a metering unit is provided for metering the supply of gas.
20.    The packaging machine as claimed in one of the preceding claims, wherein machine control is provided and is designed for a sequence of process steps: 1. evacuating, 2. sealing, 3. supply of gas, 4. sealing in this order. 
21.    A process for packaging contents in packs made of at least two sheets, the filled packs being evacuated, filled with a gas and then sealed, wherein, between the evacuating and gas-supply steps, the packs are sealed in relation to the suction means provided for evacuating purposes.
1   Abstract
The invention proposes a packaging machine for packaging contents in packs, suction means being provided for extracting gas, in particular atmospheric air, from the packs, means being provided for supplying one or more gases provided for this purpose, and means being provided for sealing the packs once the gas has been supplied. The packaging machine according to the invention is intended to allow the controled supply of gas into the packs. This is achieved according to the invention in that means are provided for closing the interior of the packs in relation to the suction means prior to the gas being supplied.
2   Representative Drawing
Figure 1
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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