METHOD OF AND APPARATUS FOR PRODUCING VACUUM SKIN PACKAGES

Abstract: 1. Process for vacuum-packaging, especially of articles of great height between a thermoplastic upper web (1) and a thermoplastic lower web (2), in which the upper web (1) is heated, the article (5) is inserted between a lower web (2) and the heated upper web (1) and is introduced into a vacuum chamber (9), the lower web (2) being narrower and the upper web (1) being wider than the vacuum chamber (9), with the air being aspirated from the space between the webs (1, 2) through the gap formed by the side edges of the lower web (2) and the lateral inner walls of the vacuum chamber (9) and from the space above the upper web (1) while the lower web is heated (2), and with the upper web (1) being urged against the lower web (2) for areal sealing by means of air pressure, characterized in that the upper web (1) is extended in the direction of the width during heating, and in that the lower web (2) and the upper web (1) are additionally sealed together in their marginal region by mechanical pressure on the order of magnitude of 200 N/cm**2 and by heat and, in that the areal sealing takes place during sealing in the marginal region (20).

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Vakuum-Skin-Verpackungen Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Herstellen von Vakuum-Skin-Verpackungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 4. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der US-PS 3 634 993 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Versiegelung der Oberund der Unterbahn ausschliesslich durch atmosphärischen Druck oder durch Druckluft, die auf eine oder auf beide Bahnen wirken. Die äusseren Zonen der Siegelplatte sind jedoch gekühlt und eine Konturensiegelung ist daher nicht möglich. Es entsteht bei dem bekannten Verfahren zwar eine flächige Versiegelung der Bahnen miteinander, jedoch ergibt sich insbesondere bei Packgut mit grossen Höhenabmessungen der Nachteil, dass sich während der Verformung der Oberbahn in ihr Spannungsfalten bilden, welche bis zum Rand der Packung verlaufen können. Im Bereich dieser Falten sind die beiden Bahnen nicht immer einwandfrei zusammen versiegelt. Je nach Grösse der Falten dringt Luft sofort oder allmählich in die Packung ein, so dass diese undicht ist und der Inhalt verdirbt. Aus der US-PS 3 267 634 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuum-Skin-Verpackung bekannt, bei dem zwischen den Bahnen die Luft abgezogen wird und danach noch während des Bestehens des Vakuums die Packungsränder durch Wärme zusammengesiegelt werden. Nachtei-. lig ist bei dem bekannten Verfahren, dass sich die Folien erst nach dem Zusammensiegeln der Ränder eng an das Packgut anlegen und daher, je nach der Stärke des angelegten Vakuums und der Form des Packguts, eine bestimmte Menge Luft in der Packung verbleibt. Der Atmosphärendruck wirkt auf die Packung erst nach dem öffnen der Vakuumkammer ein. Da die Bahnen nicht vorerwärmt werden, entsteht zwischen ihnen keine flächenhafte Siegelung oder Verschweissung. Aus der US-PS 3 260 032 ist es bekannt, Packgut, das auf einer steifen Unterlage liegt, mit einer Folie zu drapieren, wobei die Luft zwischen der Unterlage und der Folie abgezogen wird und die Folie im Bereich des Packungsrandes mit der Unterlage durch mechanischen Druck und durch Wärme verbunden wird. Die Oberbahn wird in den Randbereichen erwärmt. Durch eine spezielle Ausbildung des Randes des Oberteils der Vakuumkammer entsteht beim Verschliessen der Vakuumkammer an einzelnen Stellen eine Siegelung. Die Evakuierung der Vakuumkammer erfolgt durch Kanäle im Klemmring zwischen den einzelnen Siegelungspunkten. Die endgültige Siegelung wird durch atmosphärischen Druck auf die Oberbahn erreicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch das auch. bei Packgut von grosser Höhe eine luftdichte Skin-Ver packung hergestellt werden kann, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 4 gelöst. Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch das zusätzliche Zusammensiegeln der Bahnen durch mechanischen Druck und Wärme, was nachfolgend als Konturensiegelung bezeichnet wird, die Grösse der Bahnen besser ausgenutzt werden, d.h. das Packgut kann im Verhältnis zu der Abmessung der Bahnen grösser sein als bei reiner Flächensiegelung. Während bei der Flächensiegelung rund um das Packgut ein Rand von mindestens 20 mm bestehen muss, genügt es bei dem erfindungsgemässen Verfahren, einen Rand von ca. 10 mm vorzusehen. Die für einen Verpackungszyklus benötigte Zeit kann dadurch verringert werden, dass die Oberbahn bereits vor dem Einlegen des Packgutes vorerwärmt wird. Bei einem zyklisch arbeitenden Verfahren kann diese Vorerwärmung stattfinden, während die vorhergehende Skin-Verpackung hergestellt wird. Die Erwärmung der Unterbahn kann während des Abziehens der Luft zwischen den Bahnen stattfinden. Nach dem Abziehen der Luft zwischen den Bahnen wird vorzugsweise zuerst an die Oberbahn und dann an die Unterbahn Luftdruck an der vom Packgut abgewandten Seite angelegt, um die Bahnen gegen das Packgut zu drücken Insbesondere, wenn sehr dünne Folien als Bahn verwendet werden, ist es zweckmässig, nicht nur die Oberbahn, sondern auch die Unterbahn an den seitlichen Rändern durch Förderketten zu führen. Die Unterbahn wird dabei bis unmittelbar vor die Vakuumkammer geführt. Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird die Vakuum-Skin-Verpackung durch die Führungskette der Oberbahn aus der Vakuumkammer herausbewegt und zieht dabei die Unterbahn nach. Wird die Unterbahn bis unmittelbar vor die Vakuumkammer durch eigene Führungsketten geführt, so wird auf die Siegelungsnähte durch die nachgezogene Unterbahn nur wenig Kraft ausgeübt. Wird vor der Vakuumkammer eine Vorheizstation angeordnet, so kann dies dazu führen, dass die Oberbahn, die sich aufgrund der Erwärmung in ihrem plastischen Zustand befindet, durchhängt. Um dieses Durchhängen zu vermeiden, ist es zweckmässig, die Führungsketten der Oberbahn divergieren zu lassen, so dass sich ihr Abstand vergrössert. Dadurch wird die Oberbahn auch nach dem Erwärmen und beim Einführen in die Vakuumkammer gespannt gehalten. In der Vakuumkammer wird die Luft zwischen den Bahnen abgezogen. Es müssen hierzu Vorkehrungen getroffen werden, dass sich die Bahnen nicht bereits bei ihrem Einführen in die Vakuumkammer berühren und zusammenkleben. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Bahnen unter einem spitzen Winkel zueinander in die Vakuumkammer einlaufen und sich erst am Ende der Vakuumkammer berühren. Damit sich die Bahnen auch nach dem Schliessen der Vakuum kammer nicht sofort berühren, ist im Unterteil der Vakuumkammer vorzugsweise eine in der Höhe verschiebbare Siegelplatte angeordnet, die sich nach dem Schliessen der Vakuumkammer zunächst in ihrer tiefen Stellung von einigen Millimetern unterhalb des Öffnungsrandes des Unterteils befindet, so dass zwischen den Bahnen ein entsprechender Spalt freibleibt, durch den die Luft abgezogen werden kann. Nach dem Abziehen der Luft und etwa gleichzeitig mit dem Einlassen der Aussenluft in das Oberteil wird die Siegelplatte angehoben und siegelt sie die beiden Bahnen zwischen sich und dem Siegelgummi am öffnungsrand des Oberteils zusammen. Damit das Packgut auf der Unterbahn glatt in die Vakuumkammer einläuft, ist über das Unterteil vorzugsweise ein Gewebeband gespannt, die die Unterbahn auf ihrem Weg durch die Vakuumkammer stützt und verhindert, dass die Unterbahn und das Packgut unmittelbar auf der beheizten Siegelplatte aufliegen. Beim Freigeben der Unterbahn durch deren Führungsketten unmittelbar vor der Vakuumkammer werden die Führungskettenglieder durch Kettenräder nach unten umgelenkt. Es besteht dabei die Gefahr, dass die Mitnehmerlaschen der Führungskette die Ränder der Unterbahn beschädigen. Um dies zu vermeiden, werden vorzugsweise die Mitnehmerlaschen seitlich weggekippt, so dass sie beim Umlenken der Förderketten mit den Seitenrändern der Unterbahn nicht in Berührung kommen können. Das seitliche Wegkippen der Mitnehmerlaschen wird dadurch erreicht, dass die Mitnehmerlaschen auf einen zentrisch zum Kettenrad angeordneten konischen Abhebering auf laufen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in zum Teil vereinfachter Form die verschie denen Komponenten der Vakuumverpackungs vorrichtung und deren gegenseitige Anordnung; Fig. 2 die Vakuumkammer im Schnitt quer zur Förder richtung; Fig. 3 in Gegenüberstellung eine Vakuumverpackung mit Flächensiegelung und eine Vakuum verpackung mit Flächensiegelung und zu sätzlicher Konturensiegelung; Fig. 4 die vor der Vakuumkammer angeordnete Vor heizstation für die Oberbahn; Fig. 5 oben im Schnitt und unten-in Draufsicht das Unterteil der Vakuumkammer einschliesslich Unter- und Oberbahn und dem Packgut; Fig. 6 und 7 die Vakuumkammer in geöffnetem Zustand, wobei zwei Beispiele dafür dargestellt sind, wie ein vorzeitiges Aneinanderhaften der Bahnen- vermieden werden kann; ; Fig. 8 oben im Querschnitt und unten in Draufsicht die Führung der Oberfolie unter der Vor heizstation; Fig. 9 im Schnitt die Führungskette für die Ober- oder Unterbahn mit geöffneten Klemmgliedern; Fig. 10 eine Darstellung ähnlich der von Fig. 9 mit seitlich gekippten, geöffneten Klemmgliedern; Fig. 11 in einer Explosionsdarstellung ein Klemmglied der Kette und Fig. 12 die Strukturierung des Siegelgummis. Durch das Verfahren kann Packgut jeder Art, insbesondere auch verderbliche Lebensmittel, vakuumverpackt werden. Die Verpackung besteht aus einer Oberbahn 1 und einer Unterbahn 2, die zusammengesiegelt sind. Die Bahnen bestehen aus thermoplastischen Kunststofffolien, insbesondere aus Folien thermoplastischer Ionomer-Harze auf der Basis von vernetzten Xthylen- copolymeren, wie sie unter der Handelsbezeichnung Surlyn bekannt sind. Die Unterbahn 2 kann jedoch auch aus Karton oder einem anderen starren Material bestehen, das einen Überzug aus einem thermoplastischen Material aufweist und daher mit der Oberbahn 1 heisssiegelbar ist. Die Siegelung der Bahnen besteht aus einer Flächensiegelung und einer zusätzlichen durch Druck und Wärme hergestellten Siegelung in einem schmalen Randstreifen 20, die hier als Konturensiegelung bezeichnet wird. Bei einer Vakuum-Skin-Packung, die nur eine Flächensiegelung besitzt, besteht die Gefahr, dass durch Falten 21, die sich insbesondere bei Packgut grosser Höhe kaum vermeiden lassen, je nach der Grösse der Falten Luft sofort oder allmählich in die Packung eindringt. Durch den Luftsauerstoff wird dabei die Haltbarkeit von Lebensmitteln verkürzt. Durch die zusätzliche Konturensiegelung werden derartige Falten 21 am Rand der Packung abgedichtet. Die Vakuum-Skin-Packung wird in der Weise hergestellt, dass das Packgut 5 auf die Unterbahn 2 gelegt wird und über dem Packgut 5 die bereits vorerwärmte Oberbahn 1 angeordnet wird. Zwischen den Bahnen und um das Packgut 5 herum wird die Luft abgezogen und gleichzeitig wird auch die Unterbahn 2 soweit erwärmt, dass sie plastisch ist. Darauf wird durch mechanischen Druck in dem schmalen Randstreifen 20 die Konturensiegelung bewirkt und wird durch Luftdruck auf die Aussenseite der Oberbahn 1 die Oberbahn 1 an das Packgut 5 und gegen die Unterbahn 2 gelegt. Der Randstreifen 20 erstreckt sich um die gesamte Packung herum. Die Packung 3 kann dann von den Bahnen getrennt werden und etwaige Randteile der Bahnen ausserhalb des Randstreifens 20 können abgeschnitten werden. Die Temperaturen, auf die die Oberbahn 1 und die Unterbahn 2 erwärmt werden, und der Druck, der auf den Randstreifen 20 ausgeübt wird, hängen von dem Folienmaterial und dessen Stärke ab. Bei Verwendung einer Surlyn-Folie als Material für die Ober- und die Unterbahn wird die Oberbahn auf eine Temperatur von etwa 100"C erwärmt und erfolgt die Erwärmung der Unterbahn durch Kontakt mit einer auf ca. 90"C erwärmten Siegelplatte. Der im Randstreifen 20 ausgeübte Druck liegt in der Grössenordnung von 200 N/cm2. Dieser Druck wird für die Dauer von etwa 1 Sekunde ausgeübt. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Unterbahn 2 seitlich durch Führungsketten 4 über einen Tisch 22 geführt, auf dem das Packgut 5 von Hand oder mechanisch auf die Unterbahn 2 gelegt wird. Die Führungsketten 4 laufen um Kettenräder 23, 24 am Anfang und am Ende des Tisches 22. Die Unterbahn 2 wird dabei von einer Vorratsrolle 26 abgewickelt und bei dem am Anfang des Tisches 22 an geordneten Kettenrad 23 von Klemmgliedern 27 der Führungskette 4 erfasst. Die Klemmglieder 27 und deren Arbeitsweise werden später noch im einzelnen beschrieben. Die Oberbahn 1 wird durch eine Führungskette 7 mit den gleichen Klemmgliedern 27 wie die Führungskette 4 von einer Vorratsrolle 26 abgewickelt und unter einer Vorheizstation 8 vorbeigeführt, in der die Oberbahn 1 soweit erwärmt wird, dass sie plastisch ist. Nach der Vorheizstation 8 läuft die Oberbahn 1 in eine Vakuumkammer 9 ein. Die Oberbahn 1 wird auch beim Durchlaufen durch die Vakuumkammer 9 und danach bis zur Ausgabe der Vakuumpackung durch die Führungskette 7 geführt. Die Oberbahn 1 muss daher breiter als die Vakuumkammer 9 sein, da die Führungskette 7 nicht durch die Vakuumkammer 9, sondern seitlich daran vorbeiläuft. Die Unterbahn 2 wird bei dem unmittelbar vor der Vakuumkammer 9 angeordenten Kettenrad 24 freigegeben und die Unterbahn 2 wird hinter dem Kettenrad 24 von der Oberbahn 1, ausgehend von der Stelle, wo beide Bahnen zusammengesiegelt sind, mitgenommen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Unterbahn 2 nicht durch Führungsketten 4 zu führen, sondern nur ausgehend von der Siegelungsstelle, durch die Oberbahn 1 mitnehmen zu lassen. In der Unterbahn 2 können sich dann jedoch Zugfalten bilden. Ausserdem besitzen die für die Bahn verwendeten thermoplastischen Kunststoffe im warmen Zustand eine sehr kleine mechanische Festigkeit, so dass die Gefahr besteht, dass die Unterbahn 2 reisst oder die Oberbahn 1 entlang ihren beiden Führungsketten 7 abgetrennt wird. Diese Nachteile werden durch die synchron mit der Führungs kette 7 laufende Führungskette 4 der Unterbahn 2 vermieden. Die Vakuumkammer 9 besteht aus einem anhebbaren und absenkbaren Oberteil 10 und einem stationären Unterteil 11. Das Oberteil 10 ist kastenförmig ausgebildet und ist nach unten offen. Am waagrechten Teil des Öffnungsrandes ist ein Siegelgummi 14 angebracht. Das Unterteil 11 besitzt eine Aussparung für eine Siegelplatte 12, die durch hydraulische oder pneumatische Einrichtungen anhebbar und absenkbar ist. Die Siegelplatte 12 wird auf ihrer gesamten Oberseite beheizt, insbesondere auch in den Randbereichen, da die Randbereiche der Unterbahn 2 zur Herstellung der Konturensiegelung eine ausreichend hohe Temperatur besitzen müssen, um das Material plastisch und siegelbar zu machen. Zwischen der Siegelplatte 12 und dem Rand der Aussparung in dem Unterteil 11 ist nur ein geringer Zwischenraum von einigen Millimetern. In der abgesenkten Stellung der Siegelplatte 12 befindet sich deren Oberseite einige Millimeter, vorzugsweise 8 mm, unter dem öffnungsrand des Unterteils 11. In ihrer angehobenen Stellung drückt die Siegelplatte 12 gegen den Siegelgummi 14 und zwischen beiden wird dadurch die Konturensiegelung der beiden Folien hergestellt. Die Breiten- und Längenabmessungen der Siegelplatte 12 müssen daher etwas, nämlich um die Breite des Randstreifens 20 der Konturensiegelung, grösser sein als die lichte Breite und die lichte Länge der offenen Unterseite des Oberteils 10. Unter Breite wird hierbei die Abmessung quer zur Transportrichtung und unter Länge die Abmessung längs der Transportrichtung der beiden Bahnen verstanden. Die Innenabmessungen der Aussparung in dem Unterteil 11 liegen etwa in der Mitte zwischen den Innen- und Aussenabmessungen des Öffnungsrandes des Oberteils 10, so dass der äussere Teil des Siegelgummis 14 gegen'den öffnungsrand der Aussparung des Unterteils 11 anliegt und als Dichtung wirkt. Der Siegelgummi 14 besitzt vorzugsweise eine Strukturierung, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist. Durch die Strukturierung wird einerseits erreicht, dass die beiden Bahnen mit hohem Druck zusammengesiegelt werden und wird andererseits vermieden, dass die Oberbahn 1 an dem Siegelgummi 14 festklebt. Die Strukturierung kann zum Beispiel rasterförmig sein, so dass die Oberfläche waffelgemustert ist. Ein geeignetes Material für den Siegelgummi 14 ist Silikonkautschuk mit einer Shorehärte von ca. 70". Der Siegelgummi 14 kann zum Beispiel dadurch mit dem Oberteil 10 verbunden sein, dass er ein T-förmiges Profil besitzt, das in eine entsprechende Nut des Oberteils 10 eingesetzt wird. In der Vakuumkammer 9 wird die Vakuumpackung hergestellt. Das Oberteil 10 wird dabei zunächst soweit angehoben, dass die Unterbahn 2 mit dem darauf angeordneten Packgut 5 und der darüber angeordneten vorerwärmten Oberbahn 1 in die geöffnete Vakuumkammer 9 einlaufen können. Der Transport erfolgt dabei durch die Führungskette 7 der Oberbahn 1. Die Vakuumkammer 9 wird dann geschlossen, das heisst das Oberteil 10 wird auf das Unterteil 11 aufgesetzt, wobei der äussere Teil des Siegelgummis 14 als Dichtung wirkt. Die Oberbahn 1, die breiter als die Vakuumkammer 9 ist, wird zwischen dem Siegelgummi 14 und dem öffnungsrand des Unterteils 11 eingeklemmt. Die Unterbahn 2 ist etwa so breit wie die Siegelplatte 12 und muss auf jeden Fall breiter als die Öffnung des Oberteils 10 und schmäler als die Aussparung im Unterteil 11 sein. Die Unterbahn 2 wird dadurch nur am vorderen und hinteren Ende der Vakuumkammer 9 eingeklemmt, jedoch nicht seitlich. Beim Einlaufen des Packgutes 5 und der Bahnen in die Vakuumkammer und beim Schliessen der Vakuumkammer wird die Oberbahn 1 zeltförmig über das Packgut 5 gespannt. Nach dem Schliessen der Vakuumkammer 9 wird aus dem Unterteil 11 und damit auch um das Packgut 5 herum die Luft abgesaugt, zum Beispiel durch eine an der Unterseite der Aussparung des Unterteils 11 angebrachte Leitung. Während des Absaugens der Luft befindet sich die Siegelplatte 12 noch-in ihrer abgesenkten Stellung, so dass zwischen der Oberbahn 1 und der Unterbahn 2 innerhalb der Vakuumkammer 9 ein Spalt bleibt, durch den die Luft um das Packgut 5 herum abgesaugt werden kann. Der Spalt zwischen der Aussparung im Unterteil 11 und der Siegelplatte 12 ist ebenfalls so bemessen, dass die Luft durch ihn abgesaugt werden kann. Im geschlossenen Zustand der Vakuumkammer 9 ist das Oberteil 10 durch die Oberbahn 1 luftdicht von dem Unterteil 11 abgeschlossen. Um beim Evakuieren des Unterteils 11 einen Druckausgleich zu erhalten, wird daher gleichzeitig auch das Oberteil 10 evakuiert. Während des Evakuierens wird die Unterbahn 2 durch Heizeinrichtungen in der Siegelplatte 12 erwärmt und plastisch gemacht. Nach beendeter Evakuierung wird die Siegelplatte 12 durch hydraulische oder pneumatische Einrichtungen, vorzugsweise durch Druckluftkissen 13, nach oben gegen den Siegelgummi 14 gepresst. Dadurch wird die Konturensiegelung zwischen den beiden Bahnen hergestellt und die Packung verschlossen. Während der Siegelzeit wird das Oberteil 10 der Vakuumkammer 9 belüftet, so dass der sich aufbauende atmosphärische Druck die erwärmte, plastische Oberfolie an das Packgut 5 anlegt und so die Packung formt. Durch den noch bestehenden Unterdruck itn Unterteil 11 werden beide Bahnen in dem das Packgut 5 umgebenden Teil gemeinsam gegen die Siegelplatte 12 gepresst, wodurch die Flächensiegelung entsteht, bei der beide Bahnen auf der gesamten Fläche rings um das Packgut 5 verschweisst werden. Danach kann die Vakuumkammer 9 geöffnet werden, wozu zweckmässigerweise zuvor auch das Unterteil 11 belüftet wird. Durch die seitlich noch von ihrer Führungskette festgehaltene Oberbahn 1 kann die fertige Vakuumpackung dann aus der Vakuumkammer 9 herausgezogen werden, wobei gleichzeitig der zur Herstellung der nächsten Vakuumpackung benötigte Teil der Oberbahn 1 und der Unterbahn 2 mit dem darauf angeordneten nächste Packgut 5 in die Vakuumkammer 9 gezogen werden. Beim Austreten aus der Vakuumkammer 9 gelangt die fertige Vakuumpackung 3 zunächst auf eine Kühlplatte 29 und dann in eine Einrichtung 30, in der die Vakuum-. packung 3 in Längs- und Querrichtung von der Oberbahn 1 und der Unterbahn 2 abgeschnitten wird. Bis zu dieser Einrichtung 30 wird die Vakuumpackung von der Führungskette 7 transportiert. Über dem Unterteil 11 der Vakuumkammer 9 ist zweckmässigerweise noch eine Trenneinrichtung angeordnet, die ein Festkleben der Unterbahn 2 verhindert. Als Trenneinrichtung kann ein hitzebeständiges und reibungsminderndes Band über das Unterteil 11 gespannt sein, das durch Federn 31 auf der einen oder auf beiden Seiten des Unterteils 11 befestigt ist. Das Band ist vorzugsweise ein PTFE-beschichtetes Glasgewebeband 15. Die Spannung in dem Glasgewebeband 15 ist ausreichend, um das Packgut 5 zu halten und zu verhindern, dass die Unterbahn 2 mit dem darauf befindlichen Packgut 5 beim Einlaufen in die geöffnete Vakuumkammer 9, zu welchem Zeitpunkt sich die Siegelplatte 12 noch in ihrem abgesenkten Zustand befindet, unmittelbar auf der Siegelplatte 12 aufliegt. Dadurch soll zum einen eine übermässige Erwärmung des Packgutes 5 vermieden werden und soll zum anderen verhindert werden, dass die Unterbahn 2 und das Packgut 5 beim Einlaufen in die Vakuumkammer 9 über die Sttlte nach unten gleiten, die zwischen den Rand der Aussparung im Unterteil 11 und der im beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa 8 mm tiefer liegende-n Siegelplatte 12 entsteht, siehe Fig. 5. Falls erforderlich, kann auch im Oberteil 10 der Vakuumkammer 9 eine Einrichtung zur weiteren Erwärmung der Oberbahn 1 vorgesQ!ien sein. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Vakuumkutmer 9 durch Trennwände 32 im Oberteil 10 unterteilt werden. An der Unterseite der Trennwand oder der-Trennwände 32 ist wieder ein Siegelgummi 14 vorgesehen. In einer einzigen Vakuumkammer 9 können auf diese Weise gleichzeitig mehrere Vakuumpackungen 3 hergestellt werden. In den Figuren 6 und 7 sind zwei Möglichkeiten dargestellt, wie die Oberbahn 1 geführt werden kann, um zu verhindern, dass sie bereits beim Einlaufen in die geöffnete Vakuumkammer 9 mit der Unterbahn 2 in Berührung kommt und an ihr festklebt. Gemäss Fig. 6 wird ein derartiges Festkleben dadurch verhindert, dass die Führungskette 7 der Oberbahn 1 durch das letzte vor der Vakuumkammer angeordnete Kettenrad 25 in einem spitzen Winkel zu der Unterbahn 2 und zur Ebene der Öffnung des Unterteils 11 der Vakuumkammer 9 geführt wird. Der spitze Winkel ist dabei etwa derart, dass die Oberbahn 1 am Einlaufende der Vakuumkammer 9 etwa 6 mm über der Unterbahn 2 einläuft. Dadurch wird sichergestellt, dass die-beiden Bahnen nicht vorzeitig zusammenkleben und dass nach dem Schliessen der Vakuumkammer 9 zwischen beiden Bahnen ein ausreichender Evakuierungsspalt besteht. In Fig. 7 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, um dies zu erreichen. Hierbei ist die Oberbahn 1 im gesamten Bereich der Vakuumkammer 9 etwa um 6 mm angehoben. Diese Anhebung ist in Fig. 7 übertrieben dargestellt. Beim Schliessen der Vakuumkammer 9 wird die Oberbahn 1 dann auf den Rand des Unterteils 11 der Vakuumkammer 9 heruntergedrückt. Die Siegelplatte 12 im Unterteil 11 der Vakuumkammer 9 wird elektrisch erwärmt. Durch den Kontakt der Siegelplatte 12 milden übrigen Teilen der Vakuumkammer und durch Strahlung besteht die Gefahr, dass das Unterteil 11 insgesamt so stark erwärmt wird, dass die Bahnen an ihm festkleben. Um eine. derartige unkontrollierte Erwärmung des Unterteils 11 zu vermeiden, wird vorzugsweise der öffnungsrand des Unterteils 11 wassergekühlt. Durch die Konturensiegelung werden zwar eventuelle Falten 21 in der Oberbahn 1 abgedichtet, dennoch ist es für einen störungsfreien Betrieb der Vorrichtung zweckmässig, Vorkehrungen zu treffen, die bereits das Entstehen derartiger Falten 21 verhindern. Eine der hierzu getroffenen Massnahmen besteht darin, dass, wie bereits erwähnt, auch die Unterbahn 2 bis zur Vakuumkammer 9 durch eine Führungskette 4 transportiert wird. Zur Vermeidung von Falten trägt ferner insbesondere die in den Figuren 9 und 10 dargestellte Ausbildung der Klemmglieder 27 der Führungsketten 4, 7 bei, wie sie in dem DE-GM 7 219 147 im einzelnen beschrieben sind. Die Führungsketten 4, 7 bestehen aus einer Kette 33, z.B. einer Gallschen Kette oder einer Buchsenkette. Die äusseren Kettenlaschen sind als Winkel 34 ausgebildet, die eine Mitnehmerlasche 16 und eine Schraubendruckfeder 35 tragen. Der waagrechte Teil des Winkels 34 bildet zusammen mit der Mitnehmerlasche 16 einens Schnabel, der die Oberbahn 1 bzw die Unterbahn 2 festhält. Der Hauptteil der Mitnehmerlasche 16 befindet sich über dem Winkel 34 und wird durch die Schraubendruckfeder 35, die sich auf der.gegenüberliegenden, unteren Seite des Winkels 34 befindet, gegen diesen gedrückt. Durch Druck von unten gegen die Mitnehmerlasche 16 öffnet sich der Schnabel und gibt die Bahn frei. Ein öffnen des Schnabels findet nicht nur beim Ergreifen und Freigeben einer Bahn statt, sondern zweckmässigerweise auch dann, wenn die Führungsketten 4, 7 um Kettenräder 23, 24, 25 umgelenkt werden. Da die Schnäbel gegenüber den Bolzen der Kettenglieder in der Höhe versetzt sind, beschreiben die Schnäbel nämlich beim Umlenken der Ketten einen grösseren Weg als die Kettenglieder selbst, so dass die Bahnen beim Umlenken um Kettenräder ebenfalls einen grösseren Weg beschreiben müssen. und daher gespannt werden. Damit die Spannung in den Bahnen möglichst klein gehalten wird und sich insbesondere nicht an den Schnäbeln konzentriert, werden vorzugsweise die Schnäbel im Bereich der Kettenräder 23, 24, 25 geöffnet. Dies geschieht durch zentrisch oder exzentrisch zu den Kettenrädern 23, 24, 25 angeordnete Ringe oder Scheiben 17. Die exzentrischen Ringe oder Scheiben 17 sind so angeordnet, dass sich die Schnäbel möglichst früh öffnen, damit sich die Spannung und Dehnung der Bahn auf eine möglichst grosse Strecke verteilt. Eine weitere mit der Führungskette 4 für die Unterbahn 2 verbundene Schwierigkeit besteht darin, dass beim Freigeben der Unterbahn 2 durch das vor der Vakuumkammer 9 angeordnete Kettenrad 24 die Klemmglieder zwar ohne weiteres die Unterbahn in der beschriebenen Weise freigeben können, die geöffneten Klemmglieder dann jedoch um das Kettenrad 24 herum nach unten geführt werden. Dabei besteht die Gefahr, dass die angehobene Mitnehmerlasche 16 den Weg der Unterbahn 2 kreuzt und diese einreisst. Um eine derartige Beschädigung der Unterbahn 2 zu vermeiden, werden die Mitnehmerlaschen im Bereich des Kettenrades 24 nicht nur so wie in der Figur 9 dargestellt angehoben, sondern zugleich zur Seite gekippt, so dass sich der Abstand der Mitnehmerlaschen der zu beiden Seiten der Unterbahn 2 verlaufenden Führungsketten 4 vergrössert und grösser wird als die Breite der Unterbähn 2. Dies geschieht dadurch, dass der exzentrische Ring oder die Scheibe 17 durch einen sich nach aussen konisch verjüngenden Abhebering 18 ersetzt wird. Dadurch dass sich das untere Ende der Mitnehmerlasche 16 an dem Konus des Abhebering 18 anlegt, wird die Mitnehmerlasche 16 nicht nur so wie in Fig. 9 senkrecht angehoben, sondern zugleich seitlich aus dem Weg der Unterbahn 2 weggekippt. Bei der Führung der Oberbahn 1 unterhalb der Vorheizstation 8 vorbei wird vorzugsweise der Abstand zwischen den Führungsketten 7 vergrössert, um die Oberbahn 1 möglichst gespannt zu halten und ein Durchhängen der in der Vorheizstation 8 erwärmten Oberbahn 1 zu verhindern. Würde die Oberbahn 1 beim Einlaufen in die Vakuumkammer 9 nämlich durchhängen, so würde dadurch die Faltenbildung beim Überspannen des Packgutes 5 begünstigt. Dies ist im einzelnen in Fig. 8 dargestellt. Bei einer zum Beispiel 30 cm breiten Oberbahn 1 ist der Abstand der Kettenräder 25 nach der Vorheizstation 8 um insgesamt etwa 5 mm grösser als der Abstand der Kettenräder 25 vor der Vorheizstation 8, das heisst die Oberbahn 1-wird in der Breite um etwa 5 mm gedehnt. Das Ausmass -der Dehnung hängt selbstverständlich von dem Material, der Dicke und der Breite der Oberbahn 1 sowie der Temperatur ab, auf die die Oberbahn 1 durchdie Vorheizstation 8 erwärmt wird. In der Vorheizstation 8 selbst kann die Oberbahn. 1 durch Kontakt mit einer Heizplatte, durch Infrarotstrahler oder durch Heissluft erwärmt werden. Eine Heizplatte hat den Nachteil, dass bei Änderung der zu beheizenden Länge der Oberbahn .1 die Heizplatte entweder ausgewechselt oder teilweise abgedeckt werden muss. Eine unterschiedliche Erwärmung einzelner Zonen ist nur schwer realisierbar ausserdem muss die Oberbahn 1 entweder durch Vakuum oder durch Druckluft in Kontakt mit der Heizplatte gebracht werden, wodurch der mechanische Aufbau vergrössert wird. Bei Verwendung eines Infrarot-Flächenstrahler ist es ebenfalls schwierig, die beheizte Länge zu ändern oder einzelne Zonen unterschiedlich stark zu erwärmen. Der Einsatz von Heizelementen in Form von rechteckigen Quarzstrahlern oder Quarzröhren führt im allgemeinen ebenfalls zu einer ungleichmässigen Erwärmung der Bahn. Vorzugsweise wird daher ein Strahlerfeld aus einzelnen Heizelementen 40 zusammengesetzt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Heizelemente 40 verlaufen quer zur Laufrichtung der Bahn. Um die beheizte Länge der Bahn der jeweiligen Taktlänge der Vorrichtung anpassen zu können, sind mehrere der Heizelemente 40 einzeln abschaltbar. Zur unterschiedlichen Erwärmung einzelner Zonen können Heizelemente 40 unterschiedlicher Leistung eingesetzt werden. Die Leistung der einzelnen Heizelemente 40 kann ferner zum Beispiel durch Triacs gesteuert werden. Das gesamte durch die Heizelemente 40 gebildete Strahlerfeld ist in Längsrichtung gegenüber der Vakuumkammer 9 einstellbar. Vorzugsweise ist die Vakuumkammer austauschbar ausgebildet, so dass sie mit wenigen Handgriffen durch eine andere Vakuumkammer mit grösseren oder kleineren Abmessungen ersetzt werden kann. Die pro Zyklus zugeführte Länge der Ober- und Unterbahn wird entsprechend der Längsabmessung der Vakuumkammer gesteuert. Die Ausbildung der Heizeinrichtung mit mehreren getrennt steuerbaren Heizelementen 40, die Austauschbarkeit der Vakuumkammer und die Steuerung der Vorschublänge der Ober- und Unterbahn führen zusammen zu einer optimalen Anpassung der jeweiligen Packung an das Packgut.

Claims: 1. Process for vacuum-skin-packaging of relatively high articles between a thermoplastic upper web (1) and a thermoplastic lower web (2), in which the article (5) is inserted between the plain lower web (2) and the for the present plain and only warmed upper web (1) and is introduced into a vacuum chamber (9), wherein the lower web (2) is narrower and the upper web (1) is wider than the vacuum chamber (9), with the air being aspirated from the space between the webs (1,2) through the gap formed by the side edges of the lower web (2) and the lateral inner walls of the vacuum chamber (9) and from the space above the upper web, while the lower web (2) is heated and with the upper web (1) being urged against the lower web (2) for areal sealing by means of air pressure and during the time of sealing the space above the upper web (1) is aerated, characterized in that the upper web (1) during heating, when it is made plastic and extended is hold in the direction of the width under pressure, in that the so heated and extended hold upper web (1) is guided over the article (5) on the plain lower web (2), in that the lower web (2) and the upper web (1) are sealed together additionally in their marginal region by mechanical pressure on the order of magnitude of 200 N/cm² and by heat along a continous line, in that the areal sealing takes place during the sealing in the marginal region (20) and in that during the sealing the air under the lower web (2) and between the webs (1,2) remains aspirated. 2. Apparatus for carrying out the process according to claim 1 comprising a means (7) for feeding the upper web (1), a means (4) for feeding the lower web (2), which is narrower than the upper web (1), a means for pre-heating (8) for heating the upper web, a topped vacuum chamber (9) with an open-bottom upper part (10) and an open-top lower portion (11) and with a heated sealing platen (12) arranged in a recess of the lower portion (11) so as to be movable towards the upper portion (10), the rim of the upper part (10) having a width such that, on closing of the vacuum chamber (9), it bears against the rim of the opening in the lower portion (11), and that the sealing platen (12), in its lifted position, overlaps with the rim of the opening in the upper portion (10), the upper web (1) being wider than the vacuum chamber (9) and the lower web (2) being wider than the inner width of the opening in the upper portion (10), but narrower than the inner width of the opening in the lower portion (11), and guide means (7) being provided, which grasp the upper web (1) on its lateral margins, characterized in that before the vacuum chamber (9) the preheating station (8) heats the upper web (1) in such a way, that it is plastic and in that the guide means (7) are dimensioned in such a way, that they hold the so heated upper web under pressure, that the rim of the opening in the upper portion (10) is provided with a sealing rubber (14) and a means (13) is provided to urge the sealing platen (12) against the sealing rubber (14) with a pressure on the order of magnitude of 200 N/cm², with the sealing platen (12) being heated on the hole upper side, at best with the exception of the region occupied by article (5), for producing a sealing of both webs as well in the region of the sealing rubber (14) as simultanously in the region between sealing rubber (14) and the article (5) in connection with the aeration of the space above the upper web (1). 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the upper web (1) is guided along its lateral margins by guide chains (7) from its entry until the discharge of the vacuum package (3) and that the lower web (2) is guided by guide chains (4) from its entry directly before the vacuum chamber (9). 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the guide chains (7) of the upper web (1) diverge somewhat in the region of the preheating station (8). 5. Apparatus according to any one of the claims 2 to 4, charcterized in that the upper web (1) is supplied in the region of the vacuum chamber (9) at an acute angle with respect to the lower web (2). 6. Apparatus according to any one of the claims 2 to 5, characterized in that above the sealing platen (12) a separating means is provided. 7. Apparatus according to any one of the claims 3 to 6, characterized in that the guide chains (4,7) have engaging clips (16), and that the engaging clips of the guide chain (4) are turned laterally away from the lower web (2) by means of a lifting ring (18) conically tapering in outward direction to release the lower web (2) upstream of the vacuum chamber (9). 8. Apparatus according to any one of the claims 2 to 7, characterized in that the sealing rubber (14) has a surface structure. 9. Apparatus according to any one of the claims 2 to 8, characterized in that the vacuum chamber (9) is exchangeable, the preheating station (8) consists of a plurality of separately controllable heating elements (40) and the length of advance of the upper and the lower web is adaptable to the length of the vacuum chamber.

Inventors: PAULSEN, RALF F., SEND, DIETMAR
Applicants: DIXIE-UNION VERPACKUNGEN GMBH
Application year: 1981
Main classification: B65B11
IPC codes: B65B9, B65B31, B65B11