DE10109360A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schlauchbeuteln - Google Patents

Abstract

Zum Herstellen befüllter Schlauchbeutel werden eine Vorrichtung und ein Verfahren vorgeschlagen, wobei durch Extrudieren ein Folienschlauch zur unmittelbaren Weiterverarbeitung zu Schlauchbeuteln erzeugt wird. Die Temperatur des abfließenden Folienschlauches wird durch Kühlen zumindest soweit gesenkt, daß die mechanischen Eigenschaften des Folienschlauches einer Befüllung mit einem gewünschten Füllgut genügen. Durch Ausbilden einer ersten Quernaht wird der abfließende Folienschlauch verschlossen und mittels einer Fülleinrichtung mit dem gewünschten Füllgut befüllt. Durch Ausbilden einer weiteren Quernaht sowie Trennen des Folienschlauches im Bereich der Quernähte wird der befüllte Schlauchbeutel fertiggestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Schlauchbeuteln.

Aus der DE 44 06 605 A1 ist eine Schlauchbeutelmaschine zum Staubfreihalten der Innenseite eines Folienschlauches in dessen Siegelbereich bekannt. Dabei wird aus einer Packstoffbahn mittels eines Formrohres und einer Quernahtsiegeleinrichtung zunächst ein Folienschlauch geformt, der über ein innerhalb des Formrohres angeordnetes Füllrohr mit einem Füllgut befüllt wird. Der Ringraum zwischen Füllrohr und Formrohr ist in zwei gegeneinander abgedichtete Kanäle unterteilt, die in Form eines geschlossenen Kreislaufes miteinander verbunden sind. Der eine Kanal dient zum Zuführen und der andere zum Abführen von Luft oder Schutzgas. Über die Kanäle kann die Luft oder das Schutzgas dem Siegelbereich des Folienschlauches gezielt zugeführt und so eine sichere Entstaubung des Folienbereiches, der die Quernaht bilden wird, gewährleistet werden. Über einen Filter wird die Luft bzw. das Schutzgas gereinigt und in einem Kreislaufbetrieb der Vorrichtung wieder zugeführt.

Aus der DE 196 27 851 A1 ist eine Schüttgutabmeßvorrichtung mit Schutzgasatmosphäre bekannt. Diese umfaßt einen umlaufenden Verteilerteller mit mehreren Dosierkammern und einen ortsfesten Abschlußteller mit einer Auslaßöffnung an einer Abschüttstelle, wobei im Bereich des Umlaufweges der Dosierkammern Düsen zum Zuführen von Schutzgas angeordnet sind und Einfüllöffnungen der Dosierkammern durch eine Abdeckplatte außerhalb einer Schuttgutzuführung gegen die Umwelt abgedichtet werden. Über die Schutzgasdüsen wird in den mit dem Füllgut gefüllten Dosierkammern eine Schutzgasatmosphäre erzeugt. Dadurch ist nicht erforderlich, den die Vorrichtung umgebenden Raum mit einer Schutzgasatmosphäre zu versehen. Mit dem Füllgut der Dosierkammern werden Schlauchbeutel einer herkömmlichen Schlauchbeutelmaschine steril befüllt.

Bei herkömmlichen vertikalen oder horizontalen Schlauchbeutelmaschinen werden vorgefertigte Folienrollen verarbeitet, die zur Beutelformung über mehrere Umlenkrollen und eine Formschulter oder Faltkeil gezogen werden. Diese Maschinen weisen eine zwangsläufig aufwendige Mechanik auf, damit aus einer ebenen Folienbahn ein Schlauchbeutelkörper geformt werden kann. Dabei wirken beim Herstellen der Schlauchbeutel an der Formschulter hohe Abzugskräfte. Dadurch wird es schwierig, die Längsnaht hinsichtlich der Anforderungen an mechanische Festigkeit und Dichtigkeit in gleichbleibend hoher Qualität zu erzeugen. Die Verwendung fertiger Folienrollen bedingt zudem hohe Packstoffkosten. Steril arbeitende Schlauchbeutelmaschinen benötigen zusätzlich eine aufwendige Abkapselung gegenüber der Umwelt. Bei Störungen sind neben einer notwendigen Neusterilisation die Zugangsmöglichkeit zu Teilen der Maschine aufgrund dieser Abkapselung eingeschränkt. Zusätzlich müssen die Folienrollen vor der Verarbeitung kontinuierlich sterilisiert werden. Um ein Eindringen von Keimen zu verhindern, ist in der äußeren Abkapselung ein steriler Luftüberdruck notwendig. Diese Nachteile bedingen außerdem einen hohen Sterilluftverbrauch.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von befüllten Schlauchbeuteln mit verbesserten mechanischen Eigenschaften sowie eine Vor­ richtung zum Ausführen des Verfahrens zu schaffen. Außerdem soll das Verfahren insbesondere hinsichtlich der Herstellung steril befüllter Schlauchbeutel einfach und kostengünstig auszuführen und die Vorrichtung kompakt gebaut sowie einfach zu handhaben sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird zum einen ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1, zum anderen eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 8 vorgeschlagen.

Erfindungsgemäß wird durch Extrudieren ein Folienschlauch unmittelbar zur Herstellung befüllter Schlauchbeutel erzeugt, die Temperatur des abfließenden Folienschlauches durch Kühlen zumindest soweit gesenkt, daß die mechanischen Eigenschaften des Folienschlauches einer Befüllung mit einem gewünschten Füllgut genügen, der abfließende Folienschlauch durch Ausbilden einer Quernaht verschlossen und mittels einer Fülleinrichtung mit dem Füllgut gefüllt und ein Schlauchbeutel durch Ausbilden einer weiteren Quernaht sowie Trennen des Folienschlauches im Bereich der jeweiligen Quernaht hergestellt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mit der Vorrichtung wird ein Zwischenprodukt für die Schlauchbeutelherstellung, nämlich der Folienschlauch kostengünstig mit eigenen Mitteln hergestellt und nicht als teurer Packstoff in Form von fertigen Folienrollen eingekauft. Durch das Extrudieren wird insbesondere ein Folienschlauch, der keine Längsnaht aufweist, kontinuierlich und bedarfsgerecht hergestellt. Aufgrund der fehlenden Längsnaht weisen die aus dem Folienschlauch herzustellenden Schlauchbeutel verbesserte mechanische Eigenschaften wie eine höhere Dichtigkeit und Festigkeit gegenüber Schlauchbeuteln mit Längsnaht auf. Durch den Schmelzprozeß beim Extrudieren bzw. den dabei auftretenden Temperaturen ist der Folienschlauch an sich steril. Zur Herstellung eines sterilen Folienschlauches müssen lediglich die im Inneren des Schlauches befindlichen Maschinenteile vorsterilisiert und steril gehalten werden. Aufgrund der unmittelbaren Verarbeitung dieses Folienschlauches zu Schlauchbeuteln bedarf es dann keiner zusätzlichen (erneuten) Sterilisierung des Folienschlauches. Alle Maschinenteile außerhalb des geschlossenen Folienschlauches müssen nicht sterilisiert sein bzw. benötigen keine sterile Umgebung. Folglich werden keine Sterilluft oder Schutzgas für eine äußere sterile Atmosphäre und auch keine Einrichtungen zum Erzeugen und Überwachen einer derartigen Atmosphäre vorzusehen sein.

Störungen an außenliegenden Maschinenteilen können somit ohne Sterilisation der betroffenen Anlagenteile behoben werden. Außerdem werden dadurch Korrisionsprobleme vermieden und kostengünstigere Werkstoffe für die außenliegenden Teile einsetzbar.

Um die zuvor genannten Vorteile zu erzielen, ist eine möglichst unmittelbare Herstellung der Schlauchbeutel aus dem extrudierten Folienschlauch, d. h. im wesentlichen eine möglichst unmittelbare Befüllung desselben vorteilhaft. Unabhängig davon besteht die Voraussetzung, daß der Herstellungsprozeß des Folienschlauches und der Herstellungsprozeß der daraus zu erzeugenden Schlauchbeutel nicht voneinander getrennt sind. Die unmittelbare Weiterverarbeitung bzw. Befüllung mit Füllgut wird durch Kühlung des Folienschlauches gewährleistet. Die Temperatur des Folienschlauches wird dabei soweit abgesenkt, daß mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität bzw. Plastizität, Oberflächenhaftung eine entsprechende Weiterverarbeitung des Schlauches insbesondere im Hinblick auf das Füllgut ermöglichen. Folglich hängt diese Temperatur und somit die notwendige Kühlung von dem eingesetzten Ausgangsmaterial, der Schmelztemperatur, der Wandstärke des Folienschlauches, dem Füllgut und ähnlichen Parametern ab.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt wenigstens einen Extruder zum Erzeugen eines Folienschlauches, Schlauchbearbeitungsmittel zum Erzeugen von Schlauchbeuteln aus dem Folienschlauch, eine Kühleinrichtung zum Kühlen des extrudierten Folienschlauches sowie eine Fülleinrichtung zum Befüllen des extrudierten Folienschlauches bzw. der herzustellenden Schlauchbeutel. Um ein unmittelbares Befüllen des Folienschlauches zu ermöglichen, ist die Fülleinrichtung innerhalb der Extruderdüse des Extruders angeordnet. Insbesondere die Kombination der Anordnung der Fülleinrichtung innerhalb der Extruderdüse und die Verwendung einer Kühleinrichtung zum Kühlen des abfließenden Folienschlauches vor bzw. innerhalb eines Bereiches eines vorgesehenen Einfüllortes ermöglichen das Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren wird der Folienschlauch von innen und/oder außen gekühlt. Durch ein gleichzeitiges Kühlen von innen und außen wird eine schnellere Kühlung auf die Befülltemperatur erreicht. Mit anderen Worten: der Abstand zwischen Extruderdüse und Ort der Befüllung des aus dem Extruder abfließenden Folienschlauches wird verkürzt bzw. die Abfließgeschwindigkeit des extrudierten Schlauches und somit die Produktionskapazität der herzustellenden Schlauchbeutel kann erhöht werden. Insbesondere kann der Folienschlauch zuerst von außen auf die notwendige Befülltemperatur abgekühlt und nach Erreichen dieser Temperatur weiter von innen durch die Befüllung mit dem Füllgut abgekühlt werden. Ein solches Verfahren ist insbesondere bei flüssigem Füllgut von Vorteil. In Abhängigkeit vom verwendeten Folienmaterial, zu befüllenden Füllgut, Materialstärke der herzustellenden Schlauchbeutel und dergleichen kann auch eine einfache Kühlung von innen oder außen ausreichend sein, wodurch der apperative Aufwand zum Umsetzen des erfindungsgemäßen Verfahrens verringert wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Kühlen ein Gas verwendet. Der Einsatz des Kühlgases ermöglicht ein berührungsloses Kühlen des aus der Extruderdüse austretenden Folienschlauches. Ein solches Verfahren ist besonders bei dünnen Folienschläuchen, die nach Austritt aus der Extruderdüse im noch plastisch verformbaren Zustand gegenüber mechanischen Beanspruchungen besonders anfällig sind, vorteilhaft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Herstellen befüllter, steriler Schlauchbeutel der Folienschlauch von innen mit einem sterilen Kühlmedium, insbesondere Schutzgas oder sterilisierter Luft gekühlt. Da der Folienschlauch aufgrund des unmittelbar vorangegangenen Extrudierprozesses selbst steril ist, wobei eine Sterilisation der innerhalb des erzeugenden Folienschlauches liegenden Maschinenbauteile vorausgesetzt wird, muß lediglich für das Folienschlauchinnere ein steriles Kühlmedium eingesetzt werden. Über das Schutzgas oder die sterilisierte Luft kann somit außerdem in der Umgebung der innenliegenden Maschinenteile eine Schutzgas- bzw. sterile Atmosphäre erzeugt werden. Als steriles Kühlmedium kann auch ein steriles Füllgut verwendet werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Gas zum Kühlen jeweils als ein Gasstrom entlang der Folienschlauchinnenseite und/oder der Folienschlauchaußenseite geleitet. Dadurch wird eine rasche Kühlung erreicht, da die Gasströmung einen schnelleren Abtransport der Wärme gewährleistet. Darüber hinaus kann durch eine entsprechende Gestaltung der Strömungsverhältnisse die Formgebung des abfließenden Folienschlauches zumindest unterstützt werden.

Zum Erzielen einer erhöhten Kühlwirkung wird dem Kühlgas in vorteilhafter Art und Weise Feuchtigkeit zugeführt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird zum Ausbilden einer Schlauchform des ablaufenden Folienschlauches ein Überdruck im Inneren des Folienschlauches und/oder ein Unterdruck in der äußeren Umgebung des Folienschlauches erzeugt. Durch diese Maßnahme wird der Folienschlauch auf ein bestimmtes Maß aufgeblasen, so daß für die Weiterverarbeitung und Befüllung des Schlauches eine definierte Form vorgegeben wird.

Bei einer bevorzugten Fortbildung des Verfahrens wird der Überdruck im Inneren des Folienschlauches und/oder der Unterdruck in der äußeren Umgebung des Folienschlauches zeitweilig, insbesondere taktweise, verändert. Durch ein derartiges Verfahren kann die Ausbildung der Schlauchform beeinflußt und zumindest innerhalb der Grenzen, die von der Geometrie der Extrudierdrüse vorgegeben sind, gesteuert werden. Insbesondere kann der innere Überdruck taktweise stark bzw. auf Null reduziert werden, um schlanke Schlauchbeutel mit geringem oder ohne Kopfraum zu bilden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kühleinrichtung so angeordnet, daß der Folienschlauch unmittelbar nach Austritt der Extruderdüse gekühlt wird. Der Abstand von Ort der Befüllung des Folienschlauches und der Extruderdüse ist gleich der Strecke, die der ablaufende Folienschlauch bis zum Erreichen der Befülltemperatur zurückliegt. Durch die unmittelbare Kühlung nach Austritt wird nicht nur schnell die Anfälligkeit des noch weichen Folienschlauches gegenüber Umgebungseinflüssen verringert, sondern auch eine kompakte Bauweise gefördert. Dazu sind die Kühleinrichtungen, wie beispielsweise Kühlflächen oder Zuführungen für Kühlmedien, in unmittelbarer Nähe der Extruderdüse vorgesehen. Es kann aber auch ein verlängerter Abschnitt der Extruderdüse selbst als Kühlbereich ausgestaltet sein. Um einen Anhaften des Folienschlauches vorzubeugen, kann dieser Bereich mit einer entsprechenden Antihaftbeschichtung versehen sein oder Mittel zum Ausbilden eines Flüssigkeitsfilms oder eines Gaspolsters in diesem Bereich zwischen Extruderdüse und Folienschlauch aufweisen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die Kühl­ einrichtung als Kühlmedium ein Gas. Durch das berührungslose Kühlen wird einer möglichen Deformierung oder plastischen Verformung des weichen Folienschlauches wirksam vorgebeugt. Das Problem eines eventuellen Anhaftens bzw. Anklebens des Folienschlauches an der Kühleinrichtung wird vermieden.

Bei einer zweckmäßigen Fortbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Mittel zum Befeuchten des Gases vorgesehen. Durch das befeuchtete Gas kann ein rascheres Abkühlen erreicht werden. Bei einer extremen Ausgestaltung dieser Maßnahme erzeugen die Befeuchtungsmittel einen Sprühnebel, durch den der zu kühlende Folienschlauch hindurchgeführt wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Kühleinrichtung innere und/oder äußere Kühlmittel, wodurch wahlweise ein Kühlen des Folienschlauches von innen und/oder außen ermöglicht wird. Die inneren und äußeren Kühlmittel können unabhängig voneinander betrieben werden. Insbesondere können bei den inneren und äußeren Kühlmitteln unterschiedliche Kühlmedien bzw. Kühlverfahren zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann, wenn das vorgesehen Füllgut eine Flüssigkeit oder ein feinkörniger Feststoff ist, der Folienschlauch von außen durch ein Kühlgas und von innen durch das Füllgut gekühlt werden. Bei einem flüssigen Füllgut kann insbesondere vor dem eigentlichen Befüllen vorgesehen sein, daß die Folienschlauchinnenseite zum Kühlen zunächst mit dem Füllgut benetzt wird.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfassen die Schlauchbearbeitungsmittel Einrichtungen zum Klemmen, Versiegeln und Trennen des Folienschlauches. Mit den Klemmeinrichtungen wird dem Folienschlauch vor dem Versiegeln bereichsweise eine flache Form mit gleicher Stärke aufgeprägt. Beim Versiegeln dieser flachen Bereiche wirken die Versiegelungseinrichtungen dann gleichzeitig auf die gesamte Breite des Bereiches. Dadurch wird eine faltenfreie und dichte Versiegelung des Folienschlauches sichergestellt. Über die Trenneinrichtungen wie Schneiden oder Messer kann der Folienschlauch im Bereich der Quernähte abgetrennt werden, um einzelne Schlauchbeutel zu erhalten.

Weiter Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

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 zweier Ausführungsbeispiele in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in seitlicher Schnittansicht einer erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen befüllter Schlauchbeutel.

Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung in seitlicher Schnittansicht. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Schlauchbeuteln umfaßt einen Extruder 1 zum Erzeugen eines Folienschlauches 32, eine Fülleinrichtung 16 zum Befüllen eines Folienschlaucheabschnittes 36 bzw. des herzustellenden Schlauchbeutels 40 mit einem Füllgut 18, eine Kühleinrichtung 20 zum Kühlen des Folienschlauches 32 und Schlauchbearbeitungsmittel 10 zum Erzeugen der Schlauchbeutel 40.

Als Extruder 1 können herkömmliche Extruder des Standes der Technik verwendet werden. Über eine Zuführeinrichtung 2 wie einem Zuführtrichter wird dem Extruder 1 kontinuierlich Material 5 für die herzustellenden Schlauchbeutel 40 zugeführt. Die Wahl des Materials 5 hängt von dem Füllgut 18 bzw. den Anforderungen an den Schlauchbeutel 40 ab. Als geeignetes Material 5 kommt beispielsweise ein Kunststoffgranulat in Frage. Das Granulat 5 wird über einen Schneckenförderer 3 einer Heizvorrichtung 4 zugeführt und dort aufgeschmolzen. Durch den Schneckenförderer 4 bzw. das nachgeförderte Granulat wird das geschmolzene Material 6 durch eine Extruderdüse 7 gepreßt, die die Form des herzustellenden Profiles definiert. Zum Herstellen des Folienschlauches 32 ist als Extruderdüse 7 eine Ringblasdüse vorgesehen.

Dem Extruder 1 ist eine Fülleinrichtung 16 zugeordnet, die ein Befüllen des aus der Ringblasdüse abfließenden Folienschlauches 32 mit einem Füllgut 18 ermöglicht. Die spezielle Ausgestaltung der Fülleinrichtung 16 richtet sich nach dem vorgesehenen Füllgut 18, beispielsweise Massenprodukte aus dem Bereich der Lebensmittel wie Milch, Säfte, Pudding oder medizinische Präparate, die als Flüssigkeit, Gas oder in Pulverform vorliegen können. Zu diesem Zweck ist die Fülleinrichtung 16 mit (nicht dargestellten) entsprechenden Fördermitteln wie Pumpen oder dergleichen ausgestattet. Unabhängig davon umfaßt die Fülleinrichtung 16 ein Füllrohr bzw. eine Fülldüse 17, die in das Innere des erzeugten Folienschlauches 32 hineinragt.

Dazu weist die Ringblasdüse 7 eine Durchführung 8 auf, durch die das Füllrohr 17 innerhalb der Ringdüse 7 in den Innenraum des erzeugten Folienschlauches 32 geführt ist.

Weiterhin sind dem Extruder 1 und insbesondere der Ringblasdüse 7 eine Kühleinrichtung 20 zum Kühlen des Folienschlauches 32 zugeordnet. Dabei ist die Kühleinrichtung 20 derart an der Ringblasdüse 4 angeordnet, daß der erzeugte Folienschlauch 32 unmittelbar nach Austritt aus der Ringblasdüse 7 gekühlt wird. Eine Kühlung des Folienschlauches 32 kann von innen und/oder außen sowie unter Hinzuziehung unterschiedlicher Kühlmedien erfolgen.

Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel wird zum Kühlen des Folienschlauches 32 ein Gas eingesetzt, wobei eine Kühlung von innen und außen vorgesehen ist. Als Kühlgas wird vorzugsweise Umgebungsluft eingesetzt, die über (nicht dargestellte) Gebläse angesaugt/gefördert sowie mittels (nicht dargestellter) Kühlaggregate gekühlt wird. Zum Reinigen der Luft können Filter vorgesehen sein. Zum Kühlen der Folienschlauchaußenseite 35 sind äußere Kühlmittel 26 vorgesehen, die eine Zuleitung 27 für das Kühlgas, eine Kühlgasaustrittsöffnung 28 und einen äußeren Kühlmantel 29 aufweisen. Der äußere Kühlmantel 29 ist radial beabstandet zu dem Folienschlauch 32 angeordnet und erstreckt sich unterhalb der Extruderdüse 7. Der äußere Kühlmantel 25 dient zum Entlangführen des zugeführten Kühlgases an der äußeren Folienschlauchoberfläche 35. Bei einer entsprechenden Gestaltung der Kühlgasaustrittsöffnung 28, die ein Umströmen der äußeren Folienschlauchoberfläche 35 gewährleistet, beispielsweise in Form einer umlaufenden Ringdüse, kann auch auf den äußeren Kühlmantel 29 verzichtet werden.

Die inneren Kühlmittel 22 sind entsprechend den äußeren Kühlmitteln 26 gestaltet. Der innere Kühlmantel 25 ist an der Ringblasdüse 7 derart angebracht, das er das Füllrohr 17 umschließt und innerhalb der Ringblasdüse 7 angeordnet ist. Über eine weitere Durchführung bzw. eine Zuleitung 9 in der Ringblasdüse 7 wird das Kühlgas für die inneren Kühlmittel 22 zwischen die Folienschlauchinnenseite 34 und den inneren Kühlmantel 25 geleitet.

Überdies können (nicht dargestellte) Ableitungsmittel vorgesehen sein, über die das Kühlgas der inneren Kühlmittel 22 abgeleitet bzw. abgesaugt wird. Es ist auch möglich, die Menge des dem Folienschlauchinneren zugeführten Kühlgases derart pro Zeiteinheit zu bemessen, daß diese Menge (bei Berücksichtigung der vorgesehen Füllmenge des zu erzeugenden Schlauchbeutels 40) im wesentlichen dem pro Zeiteinheit erzeugten Folienschlauchvolumen entspricht.

Zum Ausbilden einer definierten Form des Folienschlauches 32 bzw. dem Verleihen einer mechanischen Stabilität, kann das Kühlgas auch zum Aufblasen des Folienschlauches 32 verwendet werden. Die Form des Folienschlauches 32 kann aber auch durch einen Umgebungsunterdruck, der beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung der Strömungsverhältnisse des äußeren Kühlgases erzeugt werden kann, vorgegeben sein.

Die Strömungsrichtung des Kühlgases muß nicht wie im Ausführungsbeispiel in Richtung des abfließenden Fo­ lienschlauches 32 verlaufen. Sowohl das innere als auch das äußere Kühlgas kann beispielsweise als Gegen- und/oder Radialströmung entlang der Oberflächen 34, 35 des Folienschlauches 32 geführt werden. Darüber hinaus ist auch die Ausbildung einer Gasströmung zum Kühlen des Folienschlauches 32 nicht zwingend notwendig. Beispielsweise können der äußere und/oder innere Kühlmantel 25, 29 selbst gekühlt ausgeführt sein, wobei der abfließende Folienschlauch im engen Abstand berührungslos zwischen den Kühlmitteln entlanggeführt wird. Durch Gewährleisten einer entsprechenden Temperaturdifferenz zwischen Kühlmantel 25, 29 und Folienschlauch 32 kann auch so eine ausreichende Kühlung erreicht werden. Die vorstehend beschriebenen Arten der Kühlung können selbstverständlich auch miteinander kombiniert eingesetzt werden.

Als äußeres Kühlgas wird wie zuvor erwähnt vorzugsweise Umgebungsluft eingesetzt, die durch entsprechende (nicht dargestellte) Kühlaggregate auf die gewünschte Einsatztemperatur gekühlt wird. Insbesondere zum Herstellen steril befüllter Schlauchbeutel 40 wird als Kühlgas der inneren Kühlmittel 22 ein steriles Schutzgas oder sterilisierte Luft verwendet. Sowohl dem äußeren als auch dem inneren Kühlgas kann über (nicht dargestellten) Befeuchtungseinrichtungen Feuchtigkeit zugesetzt werden, wodurch eine erhöhte Kühlwirkung erreicht werden kann. Im Extremfall kann das Kühlgas in Form eines Flüssigkeitsnebels vorliegen. Vorzugsweise wird als inneres Kühlgas ebenfalls Umgebungsluft bzw. bei Bedarf steriles Kühlgas eingesetzt.

Zum Herstellen der Schlauchbeutel 40 sind Schlauchbearbeitungsmittel 10 vorgesehen, die das Zwischenprodukt Folienschlauch 32 in die Schlauchbeutel 40 umwandeln. Durch die Schlauchbearbeitungsmittel 10 werden oberhalb und unterhalb des Füllgutes 18 im Folienschlauch 32 Quernähte 38, 39 ausgebildet und der Folienschlauch 32 im Bereich dieser Quernähte durchtrennt. Zu diesem Zweck umfassen die Schlauchbearbeitungsmittel 10 Klemmbacken 13, Siegelbacken 14 und Schneidmesser 15. Die Schlauchbearbeitungsmittel 10 sind im Ausführungsbeispiel in Form von zwei Schlauchbearbeitungswerkzeugeinheiten 11 gruppiert, die jeweils ein Schneidmesser 15 und oberhalb und unterhalb des Schneidmessers 15 angeordnete Klemm- und Siegelbacken 13, 14 aufweisen.

Zum Herstellen befüllter Schlauchbeutel 40 wird durch den Extruder 1 zunächst kontinuierlich ein Folienschlauch 32 erzeugt. Dieser Folienschlauch 32 wird nach Austritt aus der Ringblasdüse 7 durch die zuvor beschriebene Kühleinrichtung 20 zumindest soweit abgekühlt, daß die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Elastizität einer Befüllung mit dem jeweiligen Füllgut 18 genügen. Diese Mindestkühlung kann auch ausschließlich durch äußere Kühlmittel 26 erreicht werden und insbesondere bei flüssigem Füllgut 18 kann eine Restkühlung des Folienschlauches 32 über das Befüllen mit dem gegebenenfalls gekühlten Füllgut 18 erfolgen.

Nachdem der Folienschlauch 32 auf diese Mindesttemperatur gekühlt ist, wird durch eine erste Schlauchbearbeitungseinheit 11 eine Quernaht 38, 39 bzw. mit Bezug auf das Schneidmesser 15 der Schlauchbearbeitungseinheit 11 jeweils eine Quernaht oberhalb 38 und unterhalb 39 des Schneidmessers 15 erzeugt und der Folienschlauch 32 mit dem Schneidmesser 15 durchtrennt. Die unterhalb des Schneidmessers 15 ausgebildete Quernaht 39 verschließt einen bereits gefüllten Folienschlauchabschnitt 36 und mit dem Abtrennen vom Folienschlauch 32 erhält man einen befüllten Schlauchbeutel 40. Die oberhalb des Schneidmessers 15 ausgebildete Quernaht 38 verschließt den Folienschlauch 32 unterhalb der Füllrohröffnung 17 und der neu gebildete Folienschlauchabschnitt 36 wird über das Füllrohr 17 der Fülleinrichtung 16 mit dem Füllgut 18 befüllt. Durch die Schlauchbearbeitungseinheit 11 wird in einem Arbeitsschritt eine Anfangs- und eine Endquernaht 38, 39 für jeweils aufeinanderfolgende zu erzeugende Schlauchbeutel 40 in dem Folienschlauch 32 erzeugt. Für eine kontinuierliche Herstellung der Schlauchbeutel 40 am abfließenden Folienschlauch 32 sind mindestens zwei Schlauchbearbeitungseinheiten 11 vorgesehen, die übergreifend und synchron mit dem kontinuierlich hergestellten Folienschlauch 32 arbeiten. Die Bewegungsrichtungen der Schlauchbearbeitungsmittel 10 sind in der Figur durch Pfeile angedeutet. Die gefüllten Schlauchbeutel 40 werden über (nicht dargestellte) Fördermittel zum Verpacken an Verpackungsmaschinen übergeben.

In Fig. 2 ist eine geschnittene Seitenansicht einer modifizierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen befüllter Schlauchbeutel der Fig. 1 dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen. Die modifizierte Vorrichtung zeichnet sich gegenüber der Vorrichtung der Fig. 1 insbesondere durch eine veränderte Anordnung eines Extruders 1 mit Extruderdüse 7 und einer Fülleinrichtung 16 aus. Der Extruder 1 ist seitlich zur Extruderdüse 7 angeordnet und mittels einer Leitung 52 mit derselben verbunden. Die Extruderdüse 7 weist einen oder mehrere Verteilkanäle 53 für die Schmelze 6 und Extruderdüsenschlitze 54 auf. In vorteilhafter Weise wird der Raum oberhalb der Extruderdüse 7 nicht von dem Extruder 1 belegt und steht somit als erweiterter Zugangsraum, beispielsweise für auf das Schlauchinnere gerichtete Einrichtungen zur Verfügung. Oberhalb der Extruderdüse 7 ist die (nicht dargestellte) Fülleinrichtung 16 mit einem Füllrohr 17 angeordnet. Aufgrund des erweiterten Zugangsraumes oberhalb der Extruderdüse 7 kann das Füllrohr 17 mit geringem konstruktiven Aufwand höhenverstellbar ausgebildet sein. Außerdem sind Durchführungen bzw. Zuleitungen, beispielsweise für innere Kühleinrichtungen, ohne Unterbrechungen von Schmelzzuführungen der Extruderdüse 7 zu verwirklichen.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung weist lediglich äußere Kühlmittel 26 auf. Diese umfassen im wesentlichen (nicht dargestellte) Kühlagregate zum Kühlen eines äußeren Kühlgases sowie Zuleitungen 27 mit einer Gasaustrittsöffnung 28 für das Kühlgas. Dabei kann die Kühlung des Folienschlauches 32 auch mittels eines Sprühnebels erfolgen, der über die Austrittsöffnungen 28 der Zuleitungen 27 erzeugt wird. Zwischen dem Füllrohr 17 und der umgebenden Extruderdüse 7 ist eine Isolation 55 als Wärmesperre vorgesehen. Für den Fachmann ist es ohne weiteres ersichtlich, daß das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zusätzlich auch mit den vorstehend beschriebenen inneren Kühlmitteln ausgestattet sein kann.

Erfindungsgemäß werden befüllte Schlauchbeutel 40 mit verbesserten mechanischen Eigenschaften hergestellt, wobei insbesondere die Herstellung steril befüllter Schlauchbeutel kostengünstig und effizient durchgeführt werden kann.

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen befüllter Schlauchbeutel (40), bei dem durch Extrudieren ein Folienschlauch (32) unmittelbar zur Herstellung befüllter Schlauchbeutel (40) erzeugt wird, die Temperatur des abfließenden Folienschlauches (32) durch Kühlen zumindest soweit gesenkt wird, daß die mechanischen Eigenschaften des Folienschlauches (32) einer Befüllung mit einem gewünschten Füllgut (18) genügen, der abfließende Folienschlauch(32) durch Ausbilden einer Quernaht (38, 39) verschlossen und mittels einer Fülleinrichtung (16) mit dem gewünschten Füllgut (18) befüllt und ein Schlauchbeutel (40) durch Ausbilden einer weiteren Quernaht (38, 39) sowie Trennen des Folienschlauches (32) im Bereich der Quernaht (38, 39) hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Folienschlauch (32) von innen und/oder außen gekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kühlen als Kühlmedium ein Gas verwendet wird.

4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen befüller, steriler Schlauchbeutel (40) der Folienschlauch (32) von innen mit einem sterilen Kühlmedium, insbesondere Schutzgas oder sterilisierter Luft gekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zum Kühlen als ein Gasstrom entlang der Folienschlauchinnenseite (34) und/oder der Folienschlauchaußenseite (35) geleitet wird.

6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlgas Feuchtigkeit zugeführt wird.

7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Definieren einer Schlauchform des ablaufenden Folienschlauches (32) ein Überdruck im Inneren des Folienschlauches (32) und/oder ein Unterdruck in der äußeren Umgebung des Folienschlauches (32) erzeugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck im Inneren des Folienschlauches und/oder der Unterdruck in der äußeren Umgebung des Folienschlauches zeitweilig, insbesondere taktweise, verändert werden.

9. Vorrichtung zum Herstellen befüllter Schlauchbeutel (40) mit wenigstens einem Extruder (1) zum Erzeugen eines Folienschlauches (32), Schlauchbearbeitungsmitteln (10) zum Erzeugen von Schlauchbeuteln (40) aus dem Folienschlauch (32) und einer Fülleinrichtung (16) zum Befüllen des Folienschlauches (32), wobei die Fülleinrichtung (16) innerhalb einer Extruderdüse (7) des Extruders (1) angeordnet ist und eine Kühleinrichtung (20) zum Kühlen des Folienschlauches (32) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (20) so angeordnet ist, daß der Folienschlauch (32) unmittelbar nach Austritt aus der Extruderdüse (7) gekühlt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (20) als Kühlmedium ein Gas verwendet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Befeuchten des Gases vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (20) innere Kühlmittel (22) und/oder äußere Kühlmittel (26) umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel (22, 26) Zuleitungen (23, 27) für das jeweilige Kühlmedium, Kühlmediumaustrittsöffnungen (24, 28) sowie innere und/oder äußere Kühlmäntel (25, 28) umfassen, um das Kühlmedium zum Kühlen entlang der inneren und/oder äußeren Oberfläche (34, 35) des Folienschlauches (32) zu leiten.

15. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen befüllter, steriler Schlauchbeutel (40) ein steriles Kühlmedium, insbesondere Schutzgas und/oder sterilisierte Luft zumindest zum Kühlen des Folienschlauches (32) über die Folienschlauchinnenseite (34) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchbearbeitungsmittel (10, 11) Einrichtungen (13, 14, 15) zum Klemmen, Versiegeln und Trennen des Folienschlauches (32) umfassen.