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WO2015003852A9 - Vorrichtung und verfahren zum auffalten, befüllen und verschliessen von packungsmänteln - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum auffalten, befüllen und verschliessen von packungsmänteln Download PDF

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Publication number
WO2015003852A9
WO2015003852A9 PCT/EP2014/061439 EP2014061439W WO2015003852A9 WO 2015003852 A9 WO2015003852 A9 WO 2015003852A9 EP 2014061439 W EP2014061439 W EP 2014061439W WO 2015003852 A9 WO2015003852 A9 WO 2015003852A9
Authority
WO
WIPO (PCT)
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cells
packing
shells
aseptic chamber
packaging
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/061439
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English (en)
French (fr)
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WO2015003852A1 (de
Inventor
Werner Seiche
Original Assignee
Sig Technology Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Sig Technology Ag filed Critical Sig Technology Ag
Priority to BR112016000189A priority Critical patent/BR112016000189A2/pt
Priority to US14/903,127 priority patent/US20160376045A1/en
Priority to JP2016524715A priority patent/JP2016527152A/ja
Priority to RU2016104024A priority patent/RU2616817C1/ru
Priority to AU2014289560A priority patent/AU2014289560A1/en
Priority to MX2015017024A priority patent/MX2015017024A/es
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Priority to ES14727547.3T priority patent/ES2640107T3/es
Priority to CN201480039334.8A priority patent/CN105377699A/zh
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Publication of WO2015003852A9 publication Critical patent/WO2015003852A9/de

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    • B65B7/00—Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/20—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by folding-down preformed flaps

Definitions

  • the invention relates to an apparatus for unfolding, aseptically filling and aseptically closing packaging coats, comprising: a transport device comprising a conveyor belt and cells connected to the conveyor belt for transporting the packaging coats, a device for unfolding and feeding the packaging coats to the cells of the transport device, a device for Sterilizing of the packaging coats, means for folding and closing the bottom surfaces of the packaging coats, means for filling the packaging coats
  • Packaging wraps with contents means for folding and closing the gable surfaces of the wrapper coats, and having an aseptic chamber.
  • the invention also relates to a process for unfolding, aseptic filling and aseptic sealing of packaging coats comprising the following steps: a) unfolding and feeding the packaging coats to cells fastened to a conveyor belt, b) sterilizing the packaging coats, c) folding and closing the packaging coats
  • the term " aseptic" in particular sets a germ reduction rate of the filling or packaging plant of at least four
  • the germ reduction rate is determined by means of defined test methods with suitable test germs. Not every plant known from the prior art with aseptic or sterile properties can therefore be regarded as "aseptic" within the meaning of this invention.
  • Packaging can be done in different ways and in different ways
  • Blanks are very flat and thus can be stacked to save space.
  • the blanks or packing coats can be made at a different location than the folding and filling of the packaging coats is often used as a material composites, for example, a composite of several thin layers of paper, cardboard, plastic or metal.
  • Such packaging is widely used, especially in the food industry.
  • numerous devices and methods are known with which flat folded packaging coats unfolded closed on one side, filled with content and can then be completely closed.
  • Conventional non-aseptic devices and methods for unfolding, filling and sealing composite packaging are known, for example, from EP 0 112 605 A2 or US 3,060,654.
  • Procedures therefore not An improvement in the durability can be achieved by plants that are sterilized before filling the packs
  • the state achieved by the sterilization should be maintained.
  • the means of transport with which the packages are transported for example, conveyor belts or mandrel wheels - completely enclosed by a chamber. This has the purpose of re-packing the packages following sterilization
  • Such systems are thus more of an aseptic " tunnel” than an aseptic chamber.
  • At the entrance and exit of the tunnel locks are provided to ensure a seal of the tunnel - for example, by a " curtain" of sterile air.
  • Such devices and methods are known, for example, from WO 2011/002383 A1.
  • the fact remains that the means of transport - at least in a subarea of the system - are guided through the aseptic tunnel and in this way impurities, for example in the form of lubricant or Dust, could carry into the tunnel.
  • the invention has the object, as well as the above-mentioned and previously described method to design and further develop the above-mentioned method such that, despite the most economical use of sterilizing means improved hygiene in the filling of composite packaging achieved becomes.
  • the invention is based on the idea that only the immediate environment of
  • a conveyor belt any means capable of moving the cells, for example belts, chains or the like.
  • the solution according to the invention is structurally more complex, it has the considerable advantage that the conveyor belt can not carry any contaminants into the aseptic chamber.
  • the volume of the aseptic chamber may be smaller when the conveyor belt is outside the aseptic chamber. The removal of the conveyor belt and the small chamber volume, despite a more economical use of sterilant (e.g.
  • an aseptic chamber is understood to mean a space which is suitable for shielding a certain volume, in particular aseptic air, from an external environment, in particular non-aseptic leakage. Sterile, ie largely germ-free conditions can be generated for example by the device described in WO 2010/142278 AI and by the method described therein. According to one embodiment of the invention, it is provided that the aseptic chamber has a wall with a slot extending in the transport direction.
  • This configuration represents a structurally particularly simple way of letting the cells run within the aseptic chamber although the conveyor belt runs outside the chamber For example, they may be passed through a narrow support arm that extends from the conveyor belt through the slot into the interior of the aseptic chamber where it is connected to the cells.
  • the slot is sealed with a gasket
  • the cells at least in the area of the device for sterilizing the packaging coats, the device for folding and closing the bottom surfaces of the packaging coats, the device for Filling the packing shells with contents, and the means for folding and closing the gable surfaces of the packing shells are arranged within the aseptic chamber.
  • the cells are preferably arranged continuously within the same aseptic chamber during said steps and between said steps. The cells can only be sterilized, bottom folded / sealed, filled and in hygienically critical steps
  • Giebelfaltung / -êtelung are arranged within the aseptic chamber, the volume to be kept sterile can be further reduced.
  • the cells are thus introduced into the aseptic chamber before or during the sterilization and are led out of the aseptic chamber again during or after the gable folding / sealing in this design can also be spoken of an aseptic "tunnel.”
  • the conveyor belt is always outside the aseptic
  • the inlet and the outlet of the aseptic chamber are preferably sealed off, for example, by a curtain of sterile air.
  • the filled and sealed packaging coats must be removed from the cells of the transport device, so that the cells can again accept new, not yet filled packing coats. This can be done, for example, by gripping arms which grip the packing shells at the seams which form during the sealing of the gable surfaces and the bottom surfaces ("fin seams").
  • Conveyor belt and the cells are arranged in a horizontal plane.
  • This design ensures that the packing shells are guided in a horizontal plane.
  • This has the advantage that the packing shells and possibly their contents are not exposed to vertical accelerations.
  • the arrangement in a horizontal level has the advantage that all areas of the system are equally accessible to carry out, for example, cleaning, maintenance or repair bills.
  • fold lines are pre-broken, which are located between adjacent floor surfaces and adjacent gable surfaces respectively between Bodenßambaen and adjacent side surfaces and between gable surfaces and adjacent side surfaces.
  • This pre-breaking has the purpose of
  • the reliability of the device can be increased by providing according to another embodiment of the invention; in that the device comprises at least one device for removing defective packaging shells from the cells and, if the device is arranged in the region of the aseptic chamber, from the aseptic chamber.
  • Defective packing shells can cause the device to come to a standstill. For example, an improperly folded package sheath could fall out of the cells.
  • a poor folding could lead to a sufficiently tight sealing of the bottom or the gable succeed Both a fallen out of the cell packaging jackets and a leaky pack coats could cause the content in the filling does not remain in the pack coats, but the Device contaminated which often requires several hours of cleaning and disinfection of the device requires This can be avoided by facilities where defective
  • Packing coats are separated or discharged.
  • sensors in particular optical sensors are provided which determine the state of
  • Packing coat carries, suspend or at least stop.
  • the device has a device for finishing the packaging coats, in particular for applying the ears of the packaging coats.
  • the final production brings the already filled and sealed packaging coats into their ready-to-sell form.
  • protruding areas in the final production are provided.
  • ears Packaging material applied A fixation of the ears
  • the packing shells have already been removed from the cells in the area of final production.
  • a further increase in hygiene can be achieved according to a further embodiment of the invention by the device, a device for
  • Conditioning the cells in particular for cleaning, disinfecting and / or drying of the cells
  • the conditioning is arranged between the device for removing the packaging coats and the means for feeding the packaging coats
  • the device for filling the packaging coats with contents is a rotary
  • the device for filling the packaging coats with contents is a rotary
  • the advantage of a rotary runner is mainly in a more compact design of the device, as well as the area in which the conveyor belt is deflected is used to fill the packaging coats.
  • the area in which the conveyor belt is deflected is used to fill the packaging coats.
  • Conveyor belt is guided outside the aseptic chamber.
  • the cells are guided through the aseptic chamber at least during steps b), c), d) and e).
  • the cells are introduced into the aseptic chamber before or during the sterilization and again out of the aseptic chamber during or after the gable folding / sealing
  • a further teaching of the invention provides that after step a) and before step b) the following step is carried out: aa) pre-folding of the bottom surfaces and / or the gable surfaces of the packing shells.
  • those fold lines are pre-broken, which are located between adjacent bottom surfaces and adjacent gable surfaces respectively between bottom surfaces and adjacent side surfaces and between gable surfaces and adjacent side surfaces.
  • the purpose of this pre-breaking is to make the fold lines more flexible, so that the final folding can be faster, easier and more precise. It can be provided that both the bottom surfaces and the gable surfaces are pre-folded before step b) [sterilization]. This has the advantage that dust formed during the prefolding does not impair the result of the sterilization. It is also sufficient, however, that the
  • step a in particular after step aa) and before step b), the following step is carried out: ab) removal of defective packing shells from the cells of
  • Transport means Alternatively or additionally, it is provided that after step c) and before step d), the following step is carried out: ca) removal of defective packaging coats from the cells of the transport device and from the aseptic chamber.
  • An ejection of defective packaging coats has above all the advantage already described above that the device works more reliably and as possible without interruptions
  • Packungsmäntel during step d) are guided along a circular path.
  • the leadership of the packaging coats along the circular path has the advantage of a compact design of the device. To compensate for the centrifugal forces created by the rotation of the filling device, it can be provided that the
  • Packungsmäntel be performed obliquely in the filling device.
  • a further embodiment of the invention provides that after step e) the following step is carried out: f) removing the filled and closed
  • Packungsmäntel is required in a device with endless circulating conveyor belt to be able to load the cells again with packing coats.
  • step f) it is proposed that the following step be carried out after step f): g) Finishing the packing shells, in particular applying the ears of the packing shells. By finishing the packing coats are brought into a salable condition
  • step f) the following step is carried out: h) conditioning of the cells of
  • Transport device in particular cleaning, disinfecting and / or drying the Cells of the transport device.
  • the hygiene of the process can be further improved.
  • the steps g) (final production) and h) (conditioning) can take place simultaneously, since the
  • Packing coats are no longer in the cells to be conditioned in the final production.
  • a particularly uniform and thus low-wear operation can be achieved by the conveyor belt and the cells have a constant speed after a further embodiment of the method.
  • the speed of the conveyor belt is changed, wherein the
  • Speed is always greater than zero.
  • a cyclic variation of the speed may in particular be a fluctuation about an average
  • the conveyor belt should therefore be stopped at any time, as would be the case with an intermittent operation.
  • a cyclic variation of the speed of the conveyor belt allows an optimization of certain
  • Procedural steps such as the enthralling of the packaging coats into the cells.
  • the aseptic chamber can not be hermetically sealed in operation despite seals and locks. In order to avoid that non-sterile air from the environment penetrates into the aseptic chamber becomes a continuous
  • Fig. 1A is a known from the prior art blank for folding a
  • Fig. 1B shows a prior art packaging jacket formed from the blank shown in Fig. 1A in the folded-flat state
  • Fig. 1C shows the package jacket of Fig. 1B in the unfolded state
  • Fig. 1D shows the package jacket of Fig. 1C in the filled and closed
  • FIG. 2 shows an inventive device for unfolding, filling
  • FIG. 3 shows a part of the device shown in Fig.2 in cross section along the section plane III-III shown in Figure 2, and
  • FIG. 1A shows a blank 1 known from the prior art, from which a packing jacket can be formed.
  • the blank 1 may comprise a plurality of layers of different materials, for example paper, cardboard, plastic or metal, in particular aluminum.
  • the blank 1 has a plurality of fold lines 2, which are intended to facilitate the folding of the blank 1 and divide the blank 1 into several areas.
  • the blank 1 may be divided into a first side surface 3, a second side surface 4, a front surface 5, a rear surface 6, a sealing surface 7, bottom surfaces 8 and gable surfaces 9. From the blank 1, a packing jacket can be formed by the blank 1 is folded such that the sealing surface 7 connected to the front surface 5, in particular can be welded.
  • FIG. 1B shows a packing jacket 10 known from the prior art in the flat folded state.
  • the regions of the packing jacket already described in connection with FIG. 1A are provided with corresponding reference symbols in FIG. 1B.
  • the blank 1 has been folded in such a way that the sealing surface 7 and the front surface S are arranged overlapping, so that the two surfaces can be welded together flatly.
  • a longitudinal seam 11 is formed.
  • the packing jacket 10 is shown in a flat folded state. In this state, one side surface 4 (hidden in Fig. 1B) lies under the front surface 5 while the other side surface 3 lies on the rear surface 6 (hidden in FIG. 1B).
  • Packungsmäntel 10 are stacked particularly space-saving. Therefore, the packing shells 10 are often stacked at the place of manufacture and transported in batches to the place of filling. Only there are the packing shells
  • FIG. 1C the packing jacket 10 from FIG. 1B is shown in the unfolded state.
  • the unfolded state is understood to mean a configuration in which an angle of approximately 90 ° is formed between the two respectively adjacent surfaces 3, 4, 5, 6, so that the packing jacket 10 has one, depending on the shape of these surfaces
  • the opposing rare surfaces 3, 4 are arranged parallel to each other. The same applies to the front surface 5 and the rear surface. 6
  • FIGS. 1D and 1E show the packing jacket 10 from FIG. 1C in the filled and closed state.
  • floor areas 8 In the area of floor areas 8 and in the area of
  • Gable surfaces 9 are formed after closing a fin seam 12.
  • the edge regions of the bottom surfaces 8 and the gable surfaces 9 projecting areas of excess material, which are also referred to as "ears" 13.
  • Fig. 1D are the fin seams 12 and the ears 13.
  • both the fin seams 12 and the ears 13 have been applied, such as by adhesive bonding, the ears 13 formed by the gable surfaces 9, ie upper ears, are applied to the side surfaces 3, 4 while those resulting from the bottom surfaces 8 - So lower - ears 13 are applied to the underside of the package shell 10. (Note: Fig. IE is still adapted accordinglyl)
  • the packaging shell 10 is therefore shown in a salable condition
  • FIG. 2 shows a device 14 according to the invention for unfolding, filling and closing packaging shells 10 in a top view.
  • the device 14 initially comprises a transport device, which in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 is a circulating, endless conveyor belt 15
  • the transport belt 15 and the cells 16 are preferably arranged in a horizontal plane.
  • the device 14 also comprises a device 17 for unfolding and feeding the packing shells 10 to the transport device.
  • This device 17 comprises a
  • the singulator 18 for separating and providing the flat Packungsmäntel 10 and a transfer unit 19.
  • the singulator 18 may be, for example, a magazine from which the flat
  • the transfer unit 19 can be designed, for example, as a rotating drum with suction elements for sucking the packing shells 10.
  • the device 17 is also referred to as "infeed"
  • the device 20 may comprise a sensor. Furthermore, the device 14 has a device 21 for sterilizing the pack coats 10. This may be the device known from WO 2010/142278 A1.
  • a device 22 for folding and closing the bottom surfaces 8 of the packaging shells 10 is provided as part of the device 14, followed by a second means 20 for discharging defective packaging coats 10.
  • the closing of the bottom surfaces 8 can by activating the
  • the devices 20, 21, 22 are arranged in a region in which the cells 16 of the transport device are guided along a straight line.
  • the device 14 shown in FIG. 2 comprises a device 23 for filling the packaging shells 10 with contents.
  • This device 23 is designed as a rotary so that the packing shells 10 are guided in the region of this device 23 along a circular path. After filling, the
  • the closing of the gable surfaces 9 can also be done by activation of the packaging material with hot air or by suitable welding or bonding process.
  • the device 14 also comprises a device 25 for removing the now filled and sealed packing jackets 10 from the cells 16 of the transport device.
  • This device 25 may comprise, for example, gripping arms and a conveyor belt for guiding the packing sheaths 10 removed from the transport device away from the device 14.
  • the device 25 is also referred to as "outfeed”.
  • a device 26 is provided for the final production of the packaging shells 10, whereby, for example, the application and adhering of the protruding "ears" 13 of the
  • This device 27 is arranged between the "outfeed” 25 and the “infeed” 17 and is therefore located in a region in which the cells 16 do not carry packing shells 10. In this way, the cells 16 can be conditioned particularly well by the device 27, which means, for example, a cleaning, disinfecting or drying of the cells 16.
  • the device 14 shown in Fig. 2 is characterized by a specially designed aseptic chamber 28.
  • the cells 16 of the transport device are arranged at least in the region of the devices 21, 22, 23 and 24 within the aseptic chamber 28. In this way, the degree of sterility achieved in the device 21 by the sterilization in the following devices 22, 23 and 24 can be largely remain.
  • FIG 3 shows a part of the device 14 shown in Figure 2 in cross section along the section plane III-III shown in Fig. 2.
  • the selected view is a cross-section through the aseptic chamber 28.
  • the aseptic chamber 28 has a wall 29 which encloses the cells 16 of the transport means.
  • the cells 16 have a back wall 30, side walls 31 and not in FIG shown - spring elements.
  • the spring elements are made of an elastic material, such as spring steel or a flexible plastic and serve to hold the packing shells 10 in the cells 16 and
  • the size of the cell 16 is sized to match the size of the package sheath 10 tuned that both the bottom surfaces 8 and the gable surfaces 9 of the packing shells 10 protrude downwards or upwards out of the cell 16. This facilitates the accessibility of the bottom and gable surfaces 8, 9 so that they can easily be folded and sealed while being held by the cells 16.
  • FIG. 4 shows the sequence of a method according to the invention for unfolding, filling and closing packaging sheaths 10 in a schematic manner
  • Packing jackets 10 record, there is a conditioning, so for example, a cleaning of the cells 16 in the device 27.
  • the final production of the packaging 10 coats in the device 26 and the conditioning of the cells 16 in the device 27 can take place simultaneously.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closing Of Containers (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Vacuum Packaging (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (14) zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln (10) mit: einer Transporteinrichtung umfassend ein Transportband (15) und mit dem Transportband (15) verbundene Zellen (16) zum Transport der Packungsmäntel (10), einer Einrichtung (17) zum Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel (10) zu den Zellen (16) der Transporteinrichtung, einer Einrichtung (21) zum Sterilisieren der Packungsmäntel (10), einer Einrichtung (22) zum Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10), einer Einrichtung (23) zum Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten, einer Einrichtung (24) zum Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10), und mit einer aseptischen Kammer (28). Dargestellt und beschrieben ist zudem ein entsprechendes Verfahren. Um trotz eines möglichst ökonomischen Einsatzes von Sterilisationsmittel eine verbesserte Hygiene bei der Befüllung von Verbundverpackungen zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Zellen (16) wenigstens in einem Teilbereich der Vorrichtung (14) innerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet sind, während das Transportband (15) außerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von
Packungsmänteln
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln mit: einer Transporteinrichtung umfassend ein Transportband und mit dem Transportband verbundene Zellen zum Transport der Packungsmäntel, einer Einrichtung zum Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel zu den Zellen der Transporteinrichtung, einer Einrichtung zum Sterilisieren der Packungsmäntel, einer Einrichtung zum Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel, einer Einrichtung zum Befüllen der
Packungsmäntel mit Inhalten, einer Einrichtung zum Falten und Verschließen der Giebelflächen der Packungsmäntel, und mit einer aseptischen Kammer.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln umfassend die folgenden Schritte: a) Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel zu an einem Transportband befestigten Zellen, b) Sterilisieren der Packungsmäntel, c) Falten und Verschließen der
Bodenflächen der Packungsmäntel, d) Befüllen der Packungsmäntel mit Inhalten, und e) Falten und Verschließen der Giebelflächen der Packungsmäntel. Im Sinne der im Folgenden dargestellten und beschriebenen Erfindung wird der Begriff "aseptisch" in Übereinstimmung mit den folgenden Publikationen des VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.) verstanden:
- "Aseptische Verpackungsmaschinen für die Nahrungsmittelindustrie:
Mindestanforderungen und Rahmenbedingungen für einen
bestimmungsgemäßen Betrieb" (Nr. 11/2006; Februar 2006), und - Merkblatt "Hygienische Abfüllmaschinen der Klasse V nach VDMA: Prüfung von Packmittelentkeimungsvorrichtungen auf deren Wirkungsgrad" (Nr.6/Juli 2002; überarbeitete Fassung Juli 2008). Nach den genannten Publikationen setzt der Begriff "aseptisch" insbesondere eine Keimreduktionsrate der Abfüll- bzw. Verpackungsanlage von wenigstens vier
Zehnerpotenzen voraus (wenigstens vier„Log-Stufen"; dies entspricht einer
Reduktion um mindestens 99,99%). Die Keimreduktionsrate wird anhand definierter Prüfverfahren mit geeigneten Testkeimen bestimmt Nicht jede aus dem Stand der Technik bekannte Anlage mit aseptischen oder sterilen Eigenschaften kann daher als „aseptisch" im Sinne dieser Erfindung angesehen werden.
Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten
Materialien hergestellt werden. Eine weitverbreitete Möglichkeit der Herstellung besteht darin, aus dem Verpackungsmaterial einen Zuschnitt herzustellen, aus dem durch Falten und weitere Schritte zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht Diese Variante hat unter anderem den Vorteil, dass die
Zuschnitte sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden als die Faltung und Befüllung der Packungsmäntel erfolgt Als Material werden häufig Verbundstoffe eingesetzt beispielsweise ein Verbund aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall. Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung. Auf dem Gebiet der Verpackungstechnik sind zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren bekannt mit denen flach zusammengefaltete Packungsmäntel aufgefaltet einseitig verschlossen, mit Inhalten befüllt und anschließend vollständig verschlossen werden können. Klassische nicht-aseptische Vorrichtungen und Verfahren zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Verbund Verpackungen sind beispielsweise aus der EP 0 112 605 A2 oder der US 3,060,654 bekannt Bei diesen Anlagen werden die Packungsmäntel typischerweise von Förderbändern oder anderen Transportmitteln von einer Station zu den weiteren Stationen transportiert. Die aus der EP 0 112 605 A2 oder der US 3,060,654 bekannten Anlagen haben jedoch den Nachteil dass die Packungsmäntel an keiner Stelle vor Keimen geschützt sind. Weder ist aktive Entkeimung bzw.
Sterilisation vorgesehen, noch ist es vorgesehen, den durch die Sterilisation erreichten Zustand aufrecht zu erhalten. Mit diesen Vorrichtungen und Verfahren lassen sich daher nur Lebensmittel verpacken, die ohnehin innerhalb von kurzer Zeit konsumiert werden müssen oder bei denen eine durchgehende Kühlung [„Kühlkette")
sichergestellt werden muss, beispielsweise Fruchtsäfte. Zum Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln, die selbst sterilisiert worden sind, um längere Zeit haltbar zu sein, eignen sich die aus der EP 0 112 605 A2 oder der US 3,060,654 bekannten
Vorgehensweisen daher nicht Eine Verbesserung der Haltbarkeit kann durch Anlagen erzielt werden, bei denen vor der Befüllung eine Sterilisation der Packungen erfolgt Zudem soll der durch die Sterilisation erreichte Zustand aufrecht erhalten werden. Hierzu werden oftmals die Transportmittel, mit denen die Packungen transportiert werden - beispielsweise Förderbänder oder Dornräder - vollständig von einer Kammer umschlossen. Dies hat den Zweck, die Packungen im Anschluss an die Sterilisation vor einer erneuten
Verunreinigung zu schützen. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 4,590,734, der US 5,534,222 oder der US 4,375,145 bekannt Die Transportmittel vollständig innerhalb einer Kammer anzuordnen hat jedoch den Nachteil, dass derartige Kammern ein sehr großes Volumen aufweisen müssen, das vollständig sterilisiert werden muss oder jedenfalls steril gehalten werden muss. Ein weiterer Nachteil einer vollständigen Einhausung der Transportmittel durch eine Kammer liegt darin, dass die innerhalb der Kammer liegenden Bauteile für Reinigungs-, Wartungsoder Reparaturarbeiten schwer zugänglich sind. Zudem hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass die Transportmittel nicht auf herkömmliche Weise geschmiert werden können, da übliche Schmiermittel, z.B. Öl oder Fett regelmäßig nicht die hygienischen Anforderungen erfüllen, die in der Kammer eingehalten werden müssen. Das zu sterilisierende Volumen kann verringert werden, indem das Transportmittel nicht entlang seines gesamten Verlaufs von einer Kammer umschlossen wird.
Stattdessen können die zu befüllenden Packungen zusammen mit dem
Transportmittel in eine aseptische Kammer eingeführt und nach der Befüllung und ggf. weiteren Schritten wieder aus dieser Kammer herausgeführt werden. Es handelt sich bei derartigen Anlagen also eher um einen aseptischen "Tunnel" als um eine aseptische Kammer. Am Eingang und am Ausgang des Tunnels sind Schleusen vorgesehen, die eine Abdichtung des Tunnels - etwa durch einen "Vorhang" aus steriler Luft - sicherstellen sollen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind beispielsweise aus der WO 2011/002383 A1 bekannt Problematisch bleibt jedoch die Tatsache, dass auch die Transportmittel - jedenfalls in einem Teilbereich der Anlage - durch den aseptischen Tunnel geführt werden und auf diese Weise Verunreinigungen, z.B. in Form von Schmiermittel oder Staub, in den Tunnel hineintragen könnten.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Vorrichtung ebenso wie das eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass trotz eines möglichst ökonomischen Einsatzes von Sterilisationsmittel eine verbesserte Hygiene bei der Befüllung von Verbundverpackungen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch erreicht; dass die Zellen wenigstens in einem Teilbereich der Vorrichtung innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sind, während das Transportband außerhalb der aseptischen Kammer angeordnet ist
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, nur das unmittelbare Umfeld der zu
sterilisierenden Packungsmäntel von der aseptischen Kammer zu umschließen.
Insbesondere sollen nur die Zellen, welche die Packungsmäntel tragen und führen, innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sein, während das Transportband, mit dem die Zellen verbunden sind, außerhalb der aseptischen Kammer angeordnet ist Unter Zellen werden Jegliche Elemente verstanden, die dazu geeignet sind,
Packungsmäntel zu tragen, beispielsweise Klemmelemente, Rahmen, Behälter oder dergleichen. Unter einem Transportband wird jedes Mittel verstanden, das geeignet ist, die Zellen zu bewegen, beispielsweise Riemen, Ketten oder dergleichen. Die erfindungsgemäße Lösung ist zwar konstruktiv etwas aufwändiger, hat jedoch den erheblichen Vorteil, dass das Transportband keine Verunreinigungen in die aseptische Kammer hineintragen kann. Zudem kann das Volumen der aseptischen Kammer kleiner ausfallen, wenn das Transportband außerhalb der aseptischen Kammer verläuft. Die Auslagerung des Transportbands und das geringe Kammervolumen ermöglichen trotz eines sparsameren Einsatzes von Sterilisationsmittel (z.B.
Wasserstoffperoxid) einen sehr hohen Reinheitsgrad innerhalb der aseptischen Kammer. Hieraus ergibt sich eine besondere Eignung zur Abfüllung von sehr empfindlichen Inhalten wie Lebensmitteln. Unter einer aseptischen Kammer wird ein Raum verstanden, der dazu geeignet ist, ein bestimmtes Volumen, insbesondere aseptische Luft, gegenüber einer äußeren Umgebung, insbesondere nicht-aseptischer Luit abzuschirmen. Sterile, also weitgehend keimfreie Bedingungen können beispielsweise durch die in der WO 2010/142278 AI beschriebene Vorrichtung sowie durch das dort beschriebene Verfahren erzeugt werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die aseptische Kammer eine Wand mit einem in Transportrichtung verlaufenden Schlitz aufweist Diese Ausgestaltung stellt eine konstruktiv besonders einfache Möglichkeit dar, die Zellen innerhalb der aseptischen Kammer verlaufen zu lassen obgleich das Transportband außerhalb der Kammer verläuft Denn die Zellen können beispielsweise durch einen schmalen Haltearm geführt werden, der sich von dem Transportband ausgehend durch den Schlitz in das Innere der aseptischen Kammer hinein erstreckt und dort mit den Zellen verbunden ist Vorzugsweise ist der Schlitz mit einer Dichtung abgedichtet
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zellen wenigstens im Bereich der Einrichtung zum Sterilisieren der Packungsmäntel, der Einrichtung zum Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel, der Einrichtung zum Befüllen der Packungsmäntel mit Inhalten, und der Einrichtung zum Falten und Verschließen der Giebelflächen der Packungsmäntel innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Zellen während der genannten Schritte und zwischen den genannten Schritten durchgehend innerhalb derselben aseptischen Kammer angeordnet Indem die Zellen nur bei den hygienisch besonders kritischen Schritten Sterilisation, Bodenfaltung/-versiegelung, Befüllung und
Giebelfaltung/-versiegelung innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sind, kann das steril zu haltende Volumen weiter verringert werden. Die Zellen werden also vor oder während der Sterilisation in die aseptische Kammer eingeführt und während oder nach der Giebelfaltung/-versiegelung wieder aus der aseptischen Kammer herausgeführt Bei dieser Ausgestaltung kann auch von einem aseptischen„Tunnel" gesprochen werden. Das Transportband verläuft ständig außerhalb der aseptischen Kammer. Vorzugsweise werden der Eingang und der Ausgang der aseptischen Kammer abgedichtet Dies kann beispielsweise durch einen .Vorhang" aus steriler Luft erfolgen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine
Einrichtung zum Entnehmen der befüllten und verschlossenen Packungsmäntel aus den Zellen der Transporteinrichtung aufweist Die befüllten und verschlossenen Packungsmäntel müssen aus den Zellen der Transporteinrichtung entnommen werden, damit die Zellen wieder neue, noch nicht befüllte Packungsmäntel aufnehmen können. Dies kann beispielsweise durch Greifarme erfolgen, die die Packungsmäntel an den Nähten greifen, die sich bei der Versiegelung der Giebelflächen und der Bodenflächen bilden („Flossennähte"). Vorzugsweise folgen die Greifarme hierzu kurzzeitig der Richtung und der Geschwindigkeit des Transportbandes.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Transportband und die Zellen in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass die Packungsmäntel in einer horizontalen Ebene geführt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Packungsmäntel und ggf. ihr Inhalt keinen vertikalen Beschleunigungen ausgesetzt sind. Zudem hat die Anordnung in einer horizontalen Ebene den Vorteil, dass alle Bereiche der Anlage gleich gut zugänglich sind um beispielsweise Reinigungs-, Wartungs- oder Reparaturarbelten auszuführen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung
Einrichtungen zum Vorfalten der Bodenflächen und der Giebelflächen der
Packungsmäntel aufweist Dabei werden diejenigen Faltlinien vorgebrochen, welche sich zwischen benachbarten Bodenflächen und benachbarten Giebelflächen respektive zwischen Bodenßächen und benachbarten Seitenflächen und zwischen Giebelflächen und benachbarten Seitenflächen befinden. Dieses Vorbrechen hat den Zweck, die
Faltlinien flexibler zu machen, so dass die abschliessende Faltung schneller, einfacher und präziser erfolgen kann.
Die Zuverlässigkeit der Vorrichtung kann erhöht werden, indem gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen ist; dass die Vorrichtung wenigstens eine Einrichtung zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln aus den Zellen und - sofern die Einrichtung im Bereich der aseptischen Kammer angeordnet ist - aus der aseptischen Kammer aufweist Defekte Packungsmäntel können einen Stillstand der Vorrichtung verursachen. Beispielsweise könnte ein nicht ordnungsgemäß gefalteter Packungsmäntel aus den Zellen herausfallen. Zudem könnte eine schlechte Faltung dazu führen, dass keine ausreichend dichte Versiegelung des Bodens oder des Giebels gelingt Sowohl ein aus der Zelle heraus gefallener Packungsmäntel als auch ein undichter Packungsmäntel könnte dazu führen, dass der Inhalt bei der Befüllung nicht in dem Packungsmäntel verbleibt, sondern die Vorrichtung verunreinigt was eine oftmals mehrstündige Reinigung und Desinfektion der Vorrichtung erforderlich macht Dies kann durch Einrichtungen vermieden werden, an denen defekte
Packungsmäntel ausgesondert bzw. ausgeschleust werden. Hierzu sind vorzugsweise Sensoren, Insbesondere optische Sensoren vorgesehen, die den Zustand der
Packungsmäntel ermitteln. Da es mit einem hohen Aufwand verbunden wäre, die defekten Packungsmäntel durch ordnungsgemäße Packungsmäntel zu ersetzen, wird stattdessen vorgeschlagen, die Befüllung und die weiteren Bearbeitungsschritte im Bereich derjenigen Zelle, die den defekten Packungsmantel oder gar keinen
Packungsmantel trägt, auszusetzen oder jedenfalls anzuhalten.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zur Endfertigung der Packungsmäntel, insbesondere zum Anlegen der Ohren der Packungsmäntel aufweist Die Endfertigung bringt die bereits befüllten und verschlossenen Packungsmäntel in ihre verkaufsfertige Form. Insbesondere werden bei der Endfertigung abstehende Bereiche aus
Verpackungsmaterial („Ohren") angelegt Eine Fixierung der Ohren kann
beispielsweise durch eine Behandlung mit Heißluft oder Klebstoff erfolgen.
Vorzugsweise wurden die Packungsmäntel im Bereich der Endfertigung bereits aus den Zellen entnommen.
Eine weitere Steigerung der Hygiene kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung erreicht werden, indem die Vorrichtung eine Einrichtung zur
Konditionierung der Zellen, insbesondere zum Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen aufweist Vorzugsweise ist die Konditioniereinrichtung zwischen der Einrichtung zum Entnehmen der Packungsmäntel und der Einrichtung zum Zuführen der Packungsmäntel angeordnet Dies hat den Vorteil, dass die Zellen in diesem Bereich keine Packungsmäntel tragen, so dass die Reinigung, Desinfektion und Trocknung der Zellen besonders gründlich erfolgen kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Befüllen der Packungsmäntel mit Inhalten ein Rundläufer ist Bei der Befüllung liegt der Vorteil eines Rundläufers vor allem in einer kompakteren Bauweise der Vorrichtung, da auch derjenige Bereich, in dem das Transportband umgelenkt wird, zur Befüllung der Packungsmäntel ausgenutzt wird. Vorzugsweise weist der
Rundläufer mitrotierende Füllausläufe auf. Bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 11 wird die zuvor beschriebene Aufgabe dadurch gelöst dass die Zellen wenigstens in einem Teilbereich des Verfahrens durch eine aseptische Kammer geführt werden, während das
Transportband außerhalb der aseptischen Kammer geführt wird.
Wie bereits zuvor für die Vorrichtung ausgeführt wurde, liegt ein Vorteil einer Auslagerung des Transportbands aus der aseptischen Kammer in einer kompakteren Form der aseptischen Kammer sowie in einer verbesserten Hygiene.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Zellen wenigstens während der Schritte b), c), d) und e) durch die aseptische Kammer geführt werden. Eine Beschränkung der Führung der Zellen in der aseptischen
Kammer auf die hygienisch besonders kritischen Schritte Sterilisation, Bodenfaltung/- versiegelung, Befüllung und Giebelfaltung/-versiegelung ermöglicht eine
Verringerung des steril zu haltenden Volumens. Die Zellen werden hierzu vor oder während der Sterilisation in die aseptische Kammer eingeführt und während oder nach der Giebelfaltung/-versiegelung wieder aus der aseptischen Kammer
herausgeführt
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass nach Schritt a) und vor Schritt b) der folgende Schritt ausgeführt wird: aa) Vorfalten der Bodenflächen und/oder der Giebelflächen der Packungsmäntel. Dabei werden diejenigen Faltlinien vorgebrochen, welche sich zwischen benachbarten Bodenflächen und benachbarten Giebelflächen respektive zwischen Bodenflächen und benachbarten Seitenflächen und zwischen Giebelflächen und benachbarten Seitenflächen befinden. Dieses Vorbrechen hat den Zweck, die Faltlinien flexibler zu machen, so dass die abschliessende Faltung schneller, einfacher und präziser erfolgen kann. Es kann vorgesehen sein, dass sowohl die Bodenflächen als auch die Giebelflächen vor Schritt b) [Sterilisieren] vorgefaltet werden. Dies hat den Vorteil, dass bei der Vorfaltung entstehender Staub das Ergebnis der Sterilisation nicht beeinträchtigt Ausreichend ist jedoch auch, dass die
Bodenflächen vor Schritt c) vorgefaltet werden und dass die Giebelflächen vor Schritt e) vorgefaltet werden. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt a), insbesondere nach Schritt aa) und vor Schritt b) der folgende Schritt ausgeführt wird: ab) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln aus den Zellen der
Transporteinrichtung. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass nach Schritt c) und vor Schritt d) der folgende Schritt ausgeführt wird: ca) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln aus den Zellen der Transporteinrichtung und aus der aseptischen Kammer. Eine Ausschleusung defekter Packungsmäntel hat vor allem den bereits zuvor beschriebenen Vorteil, dass die Vorrichtung zuverlässiger und möglichst ohne Unterbrechungen arbeitet
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Packungsmäntel während Schritt d) entlang einer Kreisbahn geführt werden. Die Führung der Packungsmäntel entlang der Kreisbahn hat den Vorteil einer kompakten Bauweise der Vorrichtung. Um die durch die Rotation der Befülleinrichtung entstehenden Fliehkräfte auszugleichen, kann vorgesehen sein, dass die
Packungsmäntel im Bereich der Befülleinrichtung schräg geführt werden.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass nach Schritt e) der folgende Schritt ausgeführt wird: f) Entnehmen der befüllten und verschlossenen
Packungsmäntel aus den Zellen der Transporteinrichtung. Die Entnahme der
Packungsmäntel ist bei einer Vorrichtung mit endlos umlaufendem Transportband erforderlich, um die Zellen erneut mit Packungsmänteln beladen zu können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach Schritt f) der folgende Schritt ausgeführt wird: g) Endfertigung der Packungsmäntel, insbesondere Anlegen der Ohren der Packungsmäntel. Durch die Endfertigung werden die Packungsmäntel in einen verkaufsfertigen Zustand gebracht
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt f) der folgende Schritt ausgeführt wird: h) Konditionierung der Zellen der
Transporteinrichtung, insbesondere Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen der Transporteinrichtung. Durch die Konditionierung der Zellen kann die Hygiene des Verfahrens weiter verbessert werden. Vorzugsweise können die Schritte g) (Endfertigung) und h) (Konditionierung) gleichzeitig erfolgen, da sich die
Packungsmäntel bei der Endfertigung bereits nicht mehr in den Zellen befinden, die konditioniert werden sollen.
Ein besonders gleichmäßiger und somit verschleißarmer Betrieb kann erreicht werden, indem nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens das Transportband und die Zellen eine konstante Geschwindigkeit aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit des Transportbands verändert wird, wobei die
Geschwindigkeit stets größer Null ist Beispielsweise kann eine zyklische Variation der Geschwindigkeit insbesondere eine Schwankung um einen Mittelwert;
vorgesehen sein. Das Transportband soll also zu keiner Zeit angehalten werden, wie dies bei einem intermittierenden Betrieb der Fall wäre. Eine zyklische Variation der Geschwindigkeit des Transportbands ermöglicht eine Optimierung bestimmter
Verfahrensschritte, beispielsweise des Einfährens der Packungsmäntel in die Zellen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das
Transportband und die Zellen in einer horizontalen Ebene geführt werden. Wie bereits zuvor im Hinblick auf die Vorrichtung beschrieben wurde, liegt ein Vorteil der Anordnung in einer horizontalen Ebene in der Vermeidung von
Vertikalbeschleunigungen sowie in einer guten Zugänglichkeit der Packungsmäntel sowie in einem einfacheren Aufbau der Vorrichtung. Schließlich ist nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass innerhalb der aseptischen Kammer eine kontinuierliche Zufuhr von steriler Luft erfolgt Die aseptische Kammer kann im Betrieb trotz Dichtungen und Schleusen nicht absolut luftdicht verschlossen werden. Um zu vermeiden, dass nicht-sterile Luft aus der Umgebung in die aseptische Kammer eindringt wird eine kontinuierliche
Zuführung von steriler Luft in die aseptische Kammer vorgeschlagen. Dies hat zur Folge, dass sterile Luft in geringen Mengen aus der nicht vollständig dichten aseptischen Kammer entweicht Auf diese Weise wird das Einströmen von nichtsteriler Luft in die aseptische Kammer verhindert
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A einen aus dem Stand der Technik bekannten Zuschnitt zum Falten eines
Packungsmantels,
Fig. 1B einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel, der aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt gebildet ist im flach gefalteten Zustand, Fig. 1C den Packungsmantel aus Fig. 1B im aufgefalteten Zustand, Fig. 1D den Packungsmantel aus Fig. 1C im befüllten und verschlossenen
Zustand, Fig. 1E den Packungsmantel aus Fig. 1C im befüllten, verschlossenen und
verkaufsfertigen Zustand, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auffalten, Befüllen und
Verschließen von Packungsmänteln in einer Draufsicht Fig. 3 einen Teil der in Fig.2 dargestellten Vorrichtung Im Querschnitt entlang der in Fig.2 eingezeichneten Schnittebene III-III, und
Fig. 4 den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Auffalten,
Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln in einer schematischen Darstellung. In Fig. 1A ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Zuschnitt 1 dargestellt aus dem ein Packungsmantel gebildet werden kann. Der Zuschnitt 1 kann mehrere Lagen unterschiedlicher Materialien umfassen, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Der Zuschnitt 1 weist mehrere Faltlinien 2 auf, die das Falten des Zuschnitts 1 erleichtern sollen und den Zuschnitt 1 in mehrere Flächen aufteilen. Der Zuschnitt 1 kann in eine erste Seitenfläche 3, eine zweite Seitenfläche 4, eine vordere Fläche 5, eine hintere Fläche 6, eine Siegelfläche 7, Bodenflächen 8 und Giebelflächen 9 unterteilt werden. Aus dem Zuschnitt 1 kann ein Packungsmantel gebildet werden, indem der Zuschnitt 1 derart gefaltet wird, dass die Siegelfläche 7 mit der vorderen Fläche 5 verbunden, insbesondere verschweißt werden kann.
Fig. 1B zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel 10 im flach gefalteten Zustand. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in Fig. 1B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Packungsmantel 10 ist aus dem in Fig.1A gezeigten Zuschnitt 1 gebildet Hierzu wurde der Zuschnitt 1 derart gefaltet dass die Siegelfläche 7 und die vordere Fläche S überlappend angeordnet sind, so dass die beiden Flächen miteinander flächig verschweißt werden können. Als Ergebnis entsteht eine Längsnaht 11. In Fig. 1B ist der Packungsmantel 10 in einem flach zusammengefalteten Zustand dargestellt In diesem Zustand liegt eine Seitenfläche 4 (in Fig. 1B verdeckt) unter der vorderen Fläche 5 während die andere Seitenfläche 3 auf der hinteren Fläche 6 (in Fig. 1B verdeckt) liegt In dem flach zusammengefalteten Zustand können mehrere
Packungsmäntel 10 besonders platzsparend gestapelt werden. Daher werden die Packungsmäntel 10 häufig an dem Ort der Herstellung gestapelt und stapelweise zu dem Ort der Befüllung transportiert Erst dort werden die Packungsmäntel
abgestapelt und aufgefaltet um mit Inhalten, beispielsweise mit Lebensmitteln, befüllt werden zu können. In Fig. 1C ist der Packungsmantel 10 aus Fig.1B im aufgefalteten Zustand dargestellt Auch hier sind die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A oder Fig. 1B beschriebenen Bereiche des Packungsmantels mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Unter dem aufgefalteten Zustand wird eine Konfiguration verstanden, bei der sich zwischen den beiden jeweils benachbarten Flächen 3, 4, 5, 6 ein Winkel von etwa 90° ausbildet, so dass der Packungsmantel 10 - je nach der Form dieser Flächen - einen
quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist Dem entsprechend sind die gegenüberliegenen Seltenflächen 3, 4 parallel zueinander angeordnet Das Gleiche gilt für die vordere Fläche 5 und die hintere Fläche 6.
Die Figuren 1D und 1E zeigen den Packungsmantel 10 aus Fig. 1C im befüllten und verschlossenen Zustand. Im Bereich der Bodenflächen 8 und im Bereich der
Giebelflächen 9 entsteht nach dem Verschließen eine Flossennaht 12. Zudem bilden sich in den Randbereichen der Bodenflächen 8 und der Giebelflächen 9 abstehende Bereiche aus überschüssigem Material, die auch als„Ohren" 13 bezeichnet werden. In Fig. 1D stehen die Flossennähte 12 und die Ohren 13 ab. In Fig. IE wurden sowohl die Flossennähte 12 als auch die Ohren 13, etwa durch Klebverfahren, angelegt Die durch die Giebelflächen 9 entstehenden - also oberen - Ohren 13 sind an die Seitenflächen 3, 4 angelegt während die durch die Bodenflächen 8 entstehenden - also unteren - Ohren 13 an die Unterseite des Packungsmantels 10 angelegt sind. (Anmerkung: Fig. IE wird noch entsprechend angepasstl) In Fig. IE wird der Packungsmantel 10 daher in einem verkaufsfertigen Zustand gezeigt
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln 10 in einer Draufsicht Die Vorrichtung 14 umfasst zunächst eine Transporteinrichtung, bei der es sich in dem in Fig. 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel um ein umlaufendes, endloses Transportband 15 mit daran befestigten Zellen 16 zur Aufnahme und zum Transport der Packungsmäntel 10 handelt Das Transportband 15 und die Zellen 16 sind vorzugsweise in einer horizontalen Ebene angeordnet Die Vorrichtung 14 umfasst zudem eine Einrichtung 17 zum Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel 10 zu der Transporteinrichtung. Diese Einrichtung 17 umfasst eine
Vereinzelungseinrichtung 18 zum Vereinzeln und Bereitstellen der flachen Packungsmäntel 10 und eine Übergabeeinheit 19. Bei der Vereinzelungseinrichtung 18 kann es sich beispielsweise um ein Magazin handeln, aus dem die flachen
Packungsmäntel 10 einzeln herausgeschoben werden. Die Übergabeeinheit 19 kann beispielsweise als rotierende Trommel mit Saugelementen zum Ansaugen der Packungsmäntel 10 ausgeführt sein. Die Einrichtung 17 wird auch als„Infeed" bezeichnet
Nach der in Fig.2 nicht dargestellten Vorfaltung ist eine erste Einrichtung 20 zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln 10 aus den Zellen 16 der
Transporteinrichtung vorgesehen. Zur Detektion von beschädigten Packungsmänteln 10 kann die Einrichtung 20 einen Sensor aufweisen. Weiterhin weist die Vorrichtung 14 eine Einrichtung 21 zum Sterilisieren der Packungsmäntel 10 auf. Hierbei kann es sich um die aus der WO 2010/142278 A1 bekannte Einrichtung handeln.
Anschließend daran ist eine Einrichtung 22 zum Falten und Verschließen der Bodenflächen 8 der Packungsmäntel 10 als Teil der Vorrichtung 14 vorgesehen, auf die eine zweite Einrichtung 20 zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln 10 folgt Das Verschließen der Bodenflächen 8 kann durch eine Aktivierung des
Verpackungsmaterials mit Heißluft oder durch geeignete Schweiß- oder
Klebverfahren erfolgen. Die Einrichtungen 20, 21, 22 sind in einem Bereich angeordnet in dem die Zellen 16 der Transporteinrichtung entlang einer Geraden geführt werden.
Weiterhin umfasst die in Fig.2 gezeigte Vorrichtung 14 eine Einrichtung 23 zum Befüllen der Packungsmäntel 10 mit Inhalten. Diese Einrichtung 23 ist als Rundläufer ausgeführt so dass die Packungsmäntel 10 auch im Bereich dieser Einrichtung 23 entlang einer Kreisbahn geführt werden. Nach der Befüllung werden die
Packungsmäntel 10 in eine Einrichtung 24 zum Falten und Verschließen der
Giebelflächen 9 der Packungsmäntel 10 geführt Das Verschließen der Giebelflächen 9 kann ebenfalls durch eine Aktivierung des Verpackungsmaterials mit Heißluft oder durch geeignete Schweiß- oder Klebverfahren erfolgen. Die Vorrichtung 14 umfasst zudem eine Einrichtung 25 zum Entnehmen der nunmehr befüllten und verschlossenen Packungsmäntel 10 aus den Zellen 16 der Transporteinrichtung. Diese Einrichtung 25 kann beispielsweise Greifarme und ein Förderband aufweisen, um die aus der Transporteinrichtung entnommenen Packungsmäntel 10 von der Vorrichtung 14 wegzuführen. Die Einrichtung 25 wird auch als„Outfeed" bezeichnet Weiterhin ist eine Einrichtung 26 zur Endfertigung der Packungsmäntel 10 vorgesehen, worunter beispielsweise das Anlegen und Ankleben der abstehenden„Ohren" 13 der
Packungsmäntel 10 verstanden wird. Schließlich ist eine Einrichtung 27 zur
Konditionierung der Zellen 16 vorgesehen. Diese Einrichtung 27 ist zwischen dem „Outfeed" 25 und dem„Infeed" 17 angeordnet und befindet sich daher in einem Bereich, in dem die Zellen 16 keine Packungsmäntel 10 tragen. Auf diese Weise können die Zellen 16 von der Einrichtung 27 besonders gut konditioniert werden, worunter beispielsweise eine Reinigung, Desinfizierung oder Trocknung der Zellen 16 verstanden wird. Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung 14 zeichnet sich durch eine speziell ausgebildete aseptische Kammer 28 aus. Die Zellen 16 der Transporteinrichtung sind wenigstens im Bereich der Einrichtungen 21, 22, 23 und 24 innerhalb der aseptischen Kammer 28 angeordnet Auf diese Weise kann der in der Einrichtung 21 durch die Sterilisation erreichte Grad an Keimfreiheit in den folgenden Einrichtungen 22, 23 und 24 weitgehend erhalten bleiben. Das Transportband 15 verläuft hingegen stets außerhalb der aseptischen Kammer 28.
Fig.3 zeigt einen Teil der in Fig.2 dargestellten Vorrichtung 14 im Querschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittebene III-III. Es handelt sich bei der gewählten Ansicht um einen Querschnitt durch die aseptische Kammer 28. Die aseptische Kammer 28 weist eine Wand 29 auf, die die Zellen 16 der Transporteinrichtung umschließt Die Zellen 16 weisen eine Rückwand 30, Seitenwände 31 und - in Fig. 3 nicht dargestellte - Federelemente auf. Die Federelemente sind aus einem elastischen Material, beispielsweise Federstahl oder einem flexiblen Kunststoff hergestellt und dienen dazu, die Packungsmäntel 10 in den Zellen 16 festzuhalten bzw.
festzuklemmen. Die Größe der Zelle 16 ist derart auf die Größe des Packungsmantels 10 abgestimmt dass sowohl die Bodenflächen 8 als auch die Giebelflächen 9 der Packungsmäntel 10 nach unten bzw. nach oben aus der Zelle 16 herausragen. Dies erleichtert die Zugänglichkeit der Boden- und Giebelflächen 8, 9, so dass diese leicht gefaltet und versiegelt werden können während sie von den Zellen 16 gehalten werden.
Die Rückwand 30 der in Fig. 3 dargestellten Zelle 16 ist über einen Haltearm 32 und eine Befestigungsplatte 33 mit dem Transportband 15 verbunden. Der Haltearm 32 wird durch einen Schlitz 34 aus der aseptischen Kammer 28 herausgeführt wobei dieser Schlitz 34 durch eine Dichtung 35 abgedichtet ist Mit anderen Worten ist daher die Zelle 16 innerhalb der aseptischen Kammer 28 angeordnet und von der Wand 29 umschlossen, während das Transportband 15 außerhalb der aseptischen Kammer 28 angeordnet ist In Fig.4 ist schließlich der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln 10 in einer schematischen
Darstellung gezeigt Die bereits im Zusammenhang mit Fig.2 beschriebenen Stationen der Vorrichtung 14 sind in Fig.4 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Zunächst erfolgt eine Einschleusung der Packungsmäntel 10 in die Zellen 16 der Transporteinrichtung. Dies erfolgt durch die Einrichtung 17. In der Einrichtung 20 werden sodann die defekten Packungsmäntel 10 aus der Transporteinrichtung ausgeschleust während die ordnungsgemäßen bzw. unbeschädigten Packungsmäntel 10 in die Sterilisiereinrichtung 21 sowie in die aseptische Kammer 28 eintreten. Im Anschluss an die Sterilisation erfolgt in der Einrichtung 22 die Faltung und
Versiegelung der Bodenflächen 8. Danach erfolgt erneut eine Ausschleusung der defekten Packungsmäntel 10, wobei die Packungsmäntel diesmal nicht nur aus der Transporteinrichtung sondern auch aus der aseptischen Kammer 28 ausgeschleust werden müssen. In der Einrichtung 23 werden die Packungsmäntel 10 sodann mit Inhalten befüllt bevor die Giebelflächen 9 in der Einrichtung 24 zusammengefaltet und versiegelt werden. Im Anschluss hieran werden die befüllten und verschlossenen Packungsmäntel 10 durch die Einrichtung 25 sowohl aus der Transporteinrichtung als auch aus der aseptischen Kammer 28 ausgeschleust Es folgt eine Endfertigung der Packungsmäntel 10 in der Einrichtung 26. Bevor die Zellen 16 die nächsten
Packungsmäntel 10 aufnehmen, erfolgt eine Konditionierung, also beispielsweise eine Reinigung der Zellen 16 in der Einrichtung 27. Die Endfertigung der Packungsmäntel 10 in der Einrichtung 26 und die Konditionierung der Zellen 16 in der Einrichtung 27 können gleichzeitig erfolgen.
Bezugszeichenliste
1: Zuschnitt
2: Faltlinie
3, 4: Seitenflächen
5: vordere Fläche
6: hintere Fläche
7: Siegelfläche
8: Bodenfläche
9: Giebelfläche
10: Packungsmantel
11: Längsnaht
12: Flossennaht
13: Ohren
14: Vorrichtung zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von
Packungsmänteln
15: Transportband
16: Zellen
17: Einrichtung zum Auffalten und Zufuhren von Packungsmänteln 18: Vereinzelungseinrichtung
19: Übergabeeinheit
20: Einrichtung zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln
21: Einrichtung zum Sterilisieren von Packungsmänteln
22: Einrichtung zum Falten und Verschließen der Bodenflächen der
Packungsmäntel
23: Einrichtung zum Befüllen von Packungsmänteln
24: Einrichtung zum Falten und Verschließen der Giebelflächen der
Packungsmäntel
25: Einrichtung zum Entnehmen von Packungsmänteln aus der
Transporteinrichtung
26: Einrichtung zur Endfertigung von Packungsmänteln 27: Einrichtung zur Konditionierung der Zellen der Transporteinrichtung 28: Aseptische Kammer
29: Wand der aseptischen Kammer
30: Rückwand der Zelle
31: Seitenwand der Zelle
32: Haltearm
33: Befestigungsplatte
34: Schlitz
35: Dichtung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (14} zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen
Verschließen von Packungsmänteln (10) mit
- einer Transporteinrichtung umfassend ein Transportband (15) und mit dem Transportband (15) verbundene Zellen (16) zum Transport der
Packungsmäntel (10),
- einer Einrichtung (17) zum Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel (10) zu den Zellen (16) der Transporteinrichtung,
- einer Einrichtung (21) zum Sterilisieren der Packungsmäntel (10),
- einer Einrichtung (22) zum Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10),
- einer Einrichtung (23) zum Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten,
- einer Einrichtung (24) zum Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10), und mit
- einer aseptischen Kammer (28),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellen (16) wenigstens in einem Teilbereich der Vorrichtung (14) innerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet sind, während das Transportband (15) außerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet ist 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die aseptische Kammer (28) eine Wand (29) mit einem in Transportrichtung verlaufenden Schlitz (34) aufweist 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellen (16) wenigstens im Bereich der - Einrichtung (21) zum Sterilisieren der Packungsmäntel (10), der
- Einrichtung (22) zum Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der
Packungsmäntel (10), der
- Einrichtung (23) zum Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten, und der
- Einrichtung (24) zum Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der
Packungsmäntel (10)
innerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet sind. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (14) eine Einrichtung (25) zum Entnehmen der befüllten und verschlossenen Packungsmäntel (10) aus den Zellen (16) der
Transporteinrichtung aufweist 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Transportband (15) und die Zellen (16) in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (14) Einrichtungen zum Vorfalten der Bodenflächen (8) und der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10) aufweist 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (14) wenigstens eine Einrichtung (20) zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln (10) aus den Zellen (16) und insbesondere aus der aseptischen Kammer (28) aufweist 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (14) eine Einrichtung (26) zur Endfertigung der Packungsmäntel (10), insbesondere zum Anlegen der Ohren (13) der Packungsmäntel (10) aufweist 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (14) eine Einrichtung (27) zur Konditionierung der Zellen (16), insbesondere zum Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen (16) aufweist 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einrichtung (23) zum Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten ein Rundläufer ist 11. Verfahren zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln (10) umfassend die folgenden Schritte:
a) Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel (10) zu an einem
Transportband (15) befestigten Zellen (16),
b) Sterilisieren der Packungsmäntel (10),
c) Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10), d) Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten, und
e) Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10), dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellen (16) wenigstens in einem Teilbereich des Verfahrens durch eine aseptische Kammer (28) geführt werden, während das Transportband (15) außerhalb der aseptischen Kammer (28) geführt wird. 12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (16) wenigstens während der Schritte b), c), d) und e) durch die aseptische Kammer (28) geführt werden. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12,
gekennzeichnet durch
den folgenden Schritt, der nach Schritt a) und vor Schritt b) ausgeführt wird: aa) Vorfalten der Bodenflächen (8) und/oder der Giebelflächen (9) der
Packungsmäntel (10). 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, g e k e n n z e i c h n e t
durch
den folgenden Schritt, der nach Schritt a), insbesondere nach Schritt aa) und vor Schritt b) ausgeführt wird:
ab) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln (10) aus den Zellen (16) der Transporteinrichtung. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet
durch
den folgenden Schritt; der nach Schritt c) und vor Schritt d) ausgeführt wird: ca) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln (10) aus den Zellen (16) der Transporteinrichtung und aus der aseptischen Kammer (28). 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Packungsmäntel (10) während Schritt d) entlang einer Kreisbahn geführt werden. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet
durch
den folgenden Schritt der nach Schritt e) ausgeführt wird: f) Entnehmen der befüllten und verschlossenen Packungsmäntel (10) aus den Zellen (16) der Transporteinrichtung. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, g e k e n n z e i c h n e t
durch
den folgenden Schritt, der nach Schritt f) ausgeführt wird:
g) Endfertigung der Packungsmäntel (10), insbesondere Anlegen der Ohren (13) der Packungsmäntel (10). 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, gekennzeichnet
durch
den folgenden Schritt, der nach Schritt f) ausgeführt wird:
h) Konditionierung der Zellen (16) der Transporteinrichtung, insbesondere Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen (16) der
Transporteinrichtung. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Transportband (15) und die Zellen (16) eine konstante Geschwindigkeit aufweisen. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Transportband (15) und die Zellen (16) in einer horizontalen Ebene geführt werden. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb der aseptischen Kammer (28) eine kontinuierliche Zufuhr von steriler Luft erfolgt
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