DE10023591A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gefüllten verschlossenen Behältern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gefüllten verschlossenen BehälternInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von gefüllten und verschlossenen Einzelbehältern. Hierbei werden Einzelbehälter, welche zu einem Behälterverband verbunden sind, zunächst grobgetrennt. Die so entstehenden vereinzelten Behälter werden anschließend mittels einer Feintrennvorrichtung fein geschnitten. Zur Gewährleistung einer präzisen Schnittführung ist mindestens eine Führung zur Aufnahme der Einzelbehälter und zur Ausrichtung der Einzelbehälter bezüglich einer Feintrennvorrichtung und/oder Siegelvorrichtung vorgesehen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren sowie eine
Vorrichtung zur Herstellung von gefüllten, verschlossenen
Behältern.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind als Form-, Füll-
und Verschließ-(FFS-)Verfahren bzw. Vorrichtungen bekannt
und werden beispielsweise bei der Verpackung von
Lebensmitteln eingesetzt. Bei der Herstellung von
gefüllten, verschlossenen Behältern in einem üblichen
derartigen FFS-Verfahren wird zunächst ein Behälterverband
mit einer Mehrzahl von an der Oberseite geöffneten
Einzelbehältern ausgeformt, wobei die Einzelbehälter in der
durch die Oberkanten ihrer Behälterwände definierten
horizontalen Ebene miteinander durch eine
Wandmaterialschicht verbunden sind. Die in dem
Behälterverband eingebundenen Einzelbehälter werden mit
einem Inhaltsstoff gefüllt und anschließend durch
Verbindung der horizontalen Wandmaterialschicht mit einer
auf der Wandmaterialschicht angeordneten
Siegelfolienschicht entlang von jeweils an der Peripherie
der Behälteröffnungen vorgesehenen Siegelnähten gas-
und/oder flüssigkeitsdicht verschlossen bzw. versiegelt.
Bereits in diesem Verfahrensschritt kann ein Versatz
zwischen Behälteröffnung und Siegelnaht auftreten, so daß
eine dichte Versiegelung nicht immer gewährleistet ist.
Anschließend werden die Einzelbehälter aus dem
Behälterverband getrennt. Bei diesem letzten Schritt eines
herkömmlichen FFS-Verfahrens werden die durch die
Wandmaterialschicht verbundenen Einzelbehälter aus dem
Behälterverband durch gleichzeitiges Ausstanzen aller
Einzelbehälter unter Ausbildung eines Behälterkragens
jeweils entlang einer Trennlinie am äußeren Rand der
Siegelnähte der Einzelbehälter getrennt. Bei dem Ausstanzen
der Einzelbehälter ergeben sich jedoch oft erhebliche
Unregelmäßigkeiten bezüglich der Ausrichtung von
Behälteröffnung, Siegelnaht und Kragenrand zueinander. Das
Ausmaß des Versatzes zwischen Siegelnaht und Kragenrand
hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der
Art und der Dicke der Bodenfolie, dem
Folienschrumpfverhalten, der Art der Ausbringung der Folie,
dem Format, dem Vorzug usw.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen,
mit dem bzw. mit der gefüllte verschlossene bzw.
versiegelte Behälter herstellbar sind, deren Kragenrand
gleichmäßig von der Siegelnaht und deren Siegelnaht
gleichmäßig von der Behälteröffnung beabstandet ist.
Zur Lösung der Aufgabe werden Verfahren gemäß Anspruch 1
und 2 vorgeschlagen.
In einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst
gefüllte verschlossene Einzelbehälter, die zu einem
Behälterverband verbunden sind, in an sich bekannter Weise
hergestellt. In diesem Behälterverband sind die
Einzelbehälter in der durch die Oberkanten ihrer
Behälterwände definierten horizontalen Ebene miteinander
durch eine Wandmaterialschicht verbunden und die
Behälteröffnungen sind mit einer auf der
Wandmaterialschicht angeordneten Siegelfolienschicht
entlang von jeweils an der Peripherie der Behälteröffnungen
vorgesehenen Siegelnähten verschlossen bzw. versiegelt.
Erfindungsgemäß erfolgt im Anschluß zunächst eine
Grobtrennung der Einzelbehälter aus dem Behälterverband.
Bei der Grobtrennung wird vorteilhafterweise entweder durch
Schneiden, Ausstanzen oder andere Trennverfahren die
Wandmaterial- und Siegelfolienschicht in Grobabschnitte
geteilt, die im wesentlichen rechteckig oder rund, aber
auch andersartig ausgebildet sein können. Jeder dieser
Abschnitte umfaßt hierbei genau einen Einzelbehälter. Eine
zentrische bzw. mittige Ausrichtung der Form des
Grobabschnittes bzgl. der Behälteröffnung und/oder der
Siegelnaht ist in diesem Schritt nicht erforderlich. Somit
kann bei diesem ersten Teilschritt mit einfachen Maßnahmen
wie beispielsweise dem Schneiden bzw. Stanzen von parallel
und senkrecht verlaufenden Schnitten eine Vereinzelung der
Behälter aus dem Behälterverband erfolgen.
In dem folgenden Verfahrensschritt werden die
Einzelbehälter in eine Führung eingesetzt und dadurch in
ihrer Position fixiert. Die Führung kann ein- oder
mehrteilig ausgebildet sein und greift an dem Bodenbereich
und/oder dem Wandbereich des Einzelbehälters an.
Vorteilhafterweise ist die Führung auf verschiedene
Behältergrößen einstellbar.
Anschließend wird der in der Führung fixierte
Einzelbehälter bezüglich eines Feintrennwerkzeuges
ausgerichtet und nachfolgend ein Behälterkragen in der
gewünschten Form entlang einer Trennlinie an der Peripherie
der Siegelnaht ausgestanzt. Das Feintrennwerkzeug kann
beispielsweise bzgl. des Mittelpunkts der Behälteröffnung
und/oder des Mittelpunkts der Siegelnaht mittels der
Führung derart ausgerichtet sein, daß in einem
vorbestimmten Abstand zu der Siegelnaht eine Trennlinie
exakt positionierbar ist. Durch diese Ausrichtung der
Einzelbehälter bzgl. der Feintrennvorrichtung mittels der
Führung wird ein Versatz zwischen Trennlinie und
Behälteröffnung vermieden und somit wird ein gleichmäßig
ausgebildeter Behälterkragen erhalten. Mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren kann somit sowohl einem
ästhetischen Anspruch Rechnung getragen als auch zur
Vermeidung von Fehlchargen beigetragen werden, die anfallen
können, wenn beispielsweise die Siegelnaht durch das
Trennverfahren verletzt wird.
In anderer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden zunächst gefüllte Einzelbehälter, die zu einem
Behälterverband verbunden sind, in an sich bekannter Weise
hergestellt. Die Grobtrennung der Einzelbehälter aus dem
Behälterverband und das Einsetzen jedes Einzelbehälters in
eine Führung erfolgt jedoch vor dem Verschließen bzw.
Versiegeln des Einzelbehälters. Der in der Führung
positionierte Einzelbehälter kann bei dieser
Verfahrensvariante präzise bezüglich der Siegelvorrichtung
ausgerichtet werden, so daß beim Verschließen bzw.
Versiegeln des Einzelbehälters kein bzw. ein nur sehr
geringer Versatz der Siegelnaht bezüglich der
Behälteröffnung auftritt. In einem anschließenden
Verfahrensschritt erfolgt wie oben beschrieben nach
Ausrichtung des in einer Führung positionierten
Einzelbehälters bezüglich eines Feinschneidwerkzeuges ein
Feinschneiden bzw. -stanzen eines Behälterkragens.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren sind besonders für
die Herstellung von Behältern mit nach außen gebogenen
Oberkanten geeignet. Bei der Herstellung dieses
Behältertyps ist es von besonderer Wichtigkeit,
insbesondere beim Trennen der Einzelbehälter aus dem
Behälterverband einen exakten Schnitt entlang einer um die
Behälteröffnung verlaufenden Rille zu führen.
Zur weiteren Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung für
die Herstellung von gefüllten und versiegelten Einzel
behältern mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt neben den an sich
bekannten Einrichtungen für die Herstellung eines
Behälterverbandes, die Befüllung und Versiegelung der
Einzelbehälter eine Grobtrennvorrichtung zum Trennen der
Einzelbehälter aus dem Behälterverband und eine
Feintrennvorrichtung zum Feinschneiden bzw. -stanzen eines
Behälterkragens an jeder Behälteröffnung entlang einer
Trennlinie an der Peripherie der Siegelnaht. Erfindungs
gemäß ist mindestens eine Führung vorgesehen, die zur
positionsfesten Aufnahme eines Einzelbehälters dient. Diese
Führung ist vorteilhafterweise einstellbar zur Anpassung an
verschiedene Behältergrößen bzw. -formen. Mittels der
Führung ist ein in der Führung eingesetzter Einzelbehälter
bezüglich der Siegelwerkzeuge der Siegelvorrichtung
und/oder der Feintrennwerkzeuge einer Feintrennvorrichtung
ausrichtbar. Vorteilhafterweise sind die Siegelwerkzeuge
bzw. die Feintrennwerkzeuge bezüglich der Behälteröffnung
zentrisch bzw. mittig angeordnet und auf die gewünschte
Geometrie der Siegelnaht in Bezug zu der Behälteröffnung
und/oder der Trennlinie in Bezug zu der Siegelnaht
einstellbar.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die
nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der
jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der
beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt und wird im
folgenden unter Bezugnahme auf diese ausführlich
beschrieben.
Es zeigt, jeweils schematisch,
Fig. 1 einen Verfahrensschritt zum Grobtrennen von
Einzelbehältern aus einem versiegelten
Behälterverband in perspektivischer Ansicht als
Diagramm,
Fig. 2 einen Einzelbehälter im Querschnitt im Verlauf
eines Verfahrensschrittes zum Feintrennen,
Fig. 3 einen Einzelbehälter in Draufsicht, der gemäß dem
Stand der Technik hergestellt ist,
Fig. 4 den Einzelbehälter der Fig. 3 im Querschnitt,
Fig. 5 einen Einzelbehälter mit nach außen umgelegten
Oberkanten im Querschnitt während des in Fig. 2
erläuterten Verfahrensschrittes, und
Fig. 6 einen Einzelbehälter mit nach außen umgelegten
Oberkanten im Querschnitt vor und nach dem in
Fig. 2 erläuterten Verfahrensschritt.
In der Fig. 1, links, ist ein Behälterverband 10
dargestellt, in dem vier an ihren Oberseiten geöffnete
Einzelbehälter 12 mit kreisförmigem Boden 15 und
zylinderförmiger Wandung 13 zusammengefaßt sind. Die
Einzelbehälter 12 können selbstverständlich auch jede
andere Form aufweisen, wie beispielsweise halbkugelförmig,
kegelstumpfförmig, quaderförmig usw.. Die Einzelbehälter 12
sind in dem Behälterverband 10 in einem Raster angeordnet
und miteinander durch eine in Höhe der Behälteröffnung
entlang einer horizontalen Ebene verlaufende
Wandmaterialschicht 14 verbunden. Die Behälteröffnungen 18
und die Wandmaterialschicht 14 sind mit einer Siegelfolie
abgedeckt, die entlang von Siegelnähten 20 im Bereich der
Öffnungsränder mit der Wandmaterialschicht 14 gas- und/oder
flüssigkeitsdicht verbunden ist. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind die Siegelnähte 20 und die
Behälteröffnungen 18 rund ausgebildet.
Es erfolgt nun eine Grobtrennung der Einzelbehälter 12 aus
dem Behälterverband 10 (Fig. 1, rechts). Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Vereinzelung
der Behälter 12 durch Schneiden bzw. Stanzen der
Wandmaterial- und Siegelfolienschicht 14, 16 in rechteckige
Grobabschnitte 22. Die Grobabschnitte 22 können aber auch
jede andere Form aufweisen. So ist beispielsweise auch eine
Ausstanzung kreisförmiger Grobabschnitte aus der
Wandmaterial- und Siegelfolienschicht 14, 16 möglich, wobei
der Durchmesser des Grobabschnitts 22 deutlich größer als
der der Behälteröffnung 18 ist. Bei diesem
Verfahrensschritt ist keine exakte Schnittführung
erforderlich.
Fig. 2 veranschaulicht den Ablauf eines anschließenden
Feintrennverfahrens, wobei ein Einzelbehälter 12 mit
geradem Behälterkragen 26 aus einem mit einer (nicht
dargestellten) Siegelfolie abgedeckten grobgeschnittenen
Einzelbehälter mittels einer Feintrennvorrichtung mit
Feintrennwerkzeugen 32 ausgestanzt wird. Der
grobgeschnittene Einzelbehälter wird vor der Abtrennung der
überstehenden Randbereiche 24 des Grobabschnitts 22 von dem
Behälterkragen 26 in eine Führung 28 eingesetzt. Die
Führung 28 kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und
ist vorteilhafterweise auf die Größe und Form des zu
bearbeitenden Einzelbehälters einstellbar, so daß der
grobgeschnittene Einzelbehälter paßgenau und positionsfest
in der Führung 28 zurückgehalten wird. Dadurch wird eine
präzise Ausrichtung des grobgeschnittenen Einzelbehälters
in Bezug zu einem Feintrennwerkzeug 32 der
Feintrennvorrichtung ermöglicht bzw. gewährleistet. Die
Feintrennwerkzeuge trennen die Randbereiche 24 der
Grobabschnitte 22 aus der Wandmaterial- und
Siegelfolienschicht 14, 16 derart ab, daß ein gleichmäßig
breiter, horizontal von der Behälteröffnung 18 abstehender
Kragen 26 verbleibt, der die Siegelnaht 20 des
Siegelfolienabschnitts 30 der (nicht dargestellten)
Siegelfolienschicht umfaßt.
Im Vergleich dazu ist in den Fig. 3 und 4 ein
Einzelbehälter 12 in Draufsicht bzw. im Querschnitt
dargestellt, der gemäß dem Stand der Technik hergestellt
wurde. Da bei dem bekannten FFS-Verfahren sowohl die
Versiegelung als auch die Ausstanzung des Behälterkragens
26 direkt aus dem Behälterverband 10 (gemäß Fig. 1)
erfolgen, ergeben sich bei der Anordnung der Siegelnaht 20
und beim Schneiden des Behälterkragens 26 oft erhebliche
Verschiebungen der Mittelpunkte der in diesem Beispiel
kreisförmig ausgeführten Siegelnaht 20 und Trennlinie bzgl.
des Mittelpunktes 19 der Behälteröffnung 18.
Das vorliegende Verfahren ist besonders geeignet für die
Herstellung von in den Fig. 5 und 6 dargestellten
Einzelbehältern 12 mit heruntergebogenem Behälterkragen 36.
In diesem Fall sind der Behälterverband 10 (gemäß Fig. 1)
und in der Folge die grobgeschnittenen Einzelbehälter
derart ausgebildet, daß an der Peripherie der Siegelnaht
20, die um die Behälteröffnung 18 herum verläuft, in der
Wandmaterialschicht 14 eine Rille 34 ausgebildet ist. Aus
einem derartigen grobgeschnittenen Einzelbehälter entsteht
ein Einzelbehälter 12 mit heruntergebogenen Kragen 36
dadurch, daß ein präziser Schnitt entlang eines unteren
Bereichs der der Behälterwand 13 benachbarten Wand 38 der
Rille 34 geführt wird.
Eine derartige präzise Schnittführung wird erfindungsgemäß
durch positionsfestes Einstellen des grobgeschnittenen
Einzelbehälters in eine Führung 28 (Fig. 5, oben, Mitte)
ermöglicht, wie sie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2
beschrieben wurde. Der in der Führung 28 positionsfest
gelagerte grobgeschnittene Einzelbehälter ist gegenüber
einem Feintrennwerkzeug 32 in der gewünschten Lage (in
diesem Beispiel zentrisch) ausgerichtet, so daß die
Feintrennwerkzeuge den gewünschten Schnitt ohne Versatz
ausführen. Im Ergebnis entsteht ein Einzelbehälter 12 mit
heruntergebogenen Behälterkragen in einer besonders
gleichmäßigen Ausführung.
Die Fig. 6 zeigt links einen grobgeschnittenen
Einzelbehälter und rechts den dazugehörigen "fertigen"
Einzelbehälter 12 mit heruntergebogenen Behälterkragen 36
im einzelnen. Hierbei wird deutlich, daß insbesondere bei
dieser Behälterart eine präzise Anordnung der Siegelnaht 20
an dem oberen Ende der Behälterwand 13 erforderlich ist und
auch die Schnittführung des letzten Verfahrensschrittes nur
wenig Spiel erlaubt, damit die Trennlinie 40 genau im
Bereich der der Behälterwand 13 benachbarten Wand 38 der
Rille 34 angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit in einer
relativ einfachen Anordnung die Herstellung von gefüllten
und versiegelten Behältern aus einem Behälterverband, wobei
auch Behälterformen berücksichtigt werden, deren
Herstellung eine hohe Anforderung an die Präzision der
Schnittführung stellt. Bei jeder Behälterform wird mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren die Wahrscheinlichkeit der
Herstellung von Fehlchargen minimiert.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von gefüllten verschlossenen
Einzelbehältern (12) mit folgenden Schritten:
- a) Herstellen von gefüllten und verschlossenen Behältern (12), die in der durch die Oberkanten Ihrer Behälterwände (13) definierten horizontalen Ebene miteinander durch eine Wandmaterialschicht (14) zu einem Behälterverband (10) verbunden sind und deren Behälteröffnungen (18) mit einer auf der Wandmaterialschicht (14) angeordneten Siegelfolienschicht (16) entlang von jeweils an der Peripherie der Behälteröffnungen (18) vorgesehenen Siegelnähten (20) verschlossen bzw. versiegelt sind,
- b) Grobtrennen der Einzelbehälter (12) aus dem Behälterverband (10),
- c) Einsetzen der jeweiligen Einzelbehälter (12) in eine Führung (28),
- d) Feinschneiden bzw. -stanzen eines Behälterkragens (26, 36), insbesondere entlang einer Trennlinie (40) an der Peripherie der Siegelnaht (20) der Einzelbehälter (12), wobei die Einzelbehälter (12) mittels der Führung (28) bezüglich eines Feintrennwerkzeuges (32) positioniert und/oder positionsfest ausgerichtet werden.
2. Verfahren zur Herstellung von gefüllten verschlossenen
Einzelbehältern (12) mit folgenden Schritten:
- a) Herstellen von gefüllten Behältern (12), die in der durch die Oberkanten ihrer Behälterwände (13) definierten horizontalen Ebene miteinander durch eine Wandmaterialschicht (14) zu einem Behälterverband (10) verbunden sind,
- b) Grobtrennen der Einzelbehälter (12) aus dem Behälterverband (10),
- c) Einsetzen der jeweiligen Einzelbehälter (12) in eine Führung (28),
- d) Verschließen bzw. Versiegeln der jeweiligen Einzelbehälter (12) mit einer auf der Wandmaterialschicht (14) anordenbaren und die Behälteröffnung (18) abdeckenden Siegelfolie (16) entlang einer an der Peripherie der Behälteröffnung (18) vorgesehenen Siegelnaht (20), wobei die Einzelbehälter (12) mittels der Führung (28) bezüglich der Siegelvorrichtung positioniert und/oder positionsfest ausgerichtet werden, und
- e) Feinschneiden bzw. -stanzen eines Behälterkragens (26, 36) entlang einer Trennlinie (40) an der Peripherie der Siegelnaht (20) der Einzelbehälter (12), wobei die Einzelbehälter mittels der Führung (28) bezüglich eines Feintrennwerkzeugs (32) positioniert und/oder positionsfest ausgerichtet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das
Grobtrennen das Schneiden der Wandmaterial- und
Siegelfolienschicht (14, 16) in rechteckige
Grobabschnitte (22) umfaßt.
4. Vorrichtung zur Herstellung von gefüllten und
verschlossenen Einzelbehältern, insbesondere zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1
bis 3, mit einer insbesondere aseptisch arbeitenden
Formanlage, insbesondere einer Form-Fill-Seal-
Maschine, zur Herstellung eines Behälterverbandes
(10), einer Füllanlage zur Befüllung der
Einzelbehälter, einer Siegelvorrichtung zur
Versiegelung der Behälteröffnungen mit einer
Siegelfolie (16), einer Grobtrennvorrichtung zum
Trennen der Einzelbehälter (12) aus dem
Behälterverband (10), einer Feintrennvorrichtung zum
Feinschneiden bzw. -stanzen eines Behälterkragens (26)
und mindestens einer Führung (28) zur Aufnahme der
Einzelbehälter (12) und zur Ausrichtung der
Einzelbehälter (12) bezüglich der Feintrennvorrichtung
und/oder der Siegelvorrichtung.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Führung (28)
für die Aufnahme unterschiedlich ausgebildeter
Einzelbehälter einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5 zur
Herstellung von Einzelbehältern mit nach außen
gebogenen Oberkanten.
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