DE102017125135A1

DE102017125135A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Füllen und/oder Bearbeiten von Verpackungen in einem mit Seitenwänden verschlossenen Raum

Info

Publication number: DE102017125135A1
Application number: DE102017125135.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Klaus; Frank Ott; Michael Schaaf; Lars Wallentin; Christian Weiler; Franco Zagar
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Combibloc Services AG
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-05-02
Also published as: EP3700824A1; US20200339293A1; CN111372858A; JP2021500277A; WO2019081276A1

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Vorrichtung (1,50,70) zum Füllen und/oder Bearbeiten von Verpackungen, (2), insbesondere Kartonverbundverpackungen, und/oder zum Bearbeiten von Packungen (2), vorzugsweise umfassend Kartonverbundverpackungen, mit einem wenigstens teilweise durch Seitenwände (41) begrenzten Raum (15), insbesondere zur Aufnahme einer sterilen oder aseptischen Atmosphäre, mit wenigstens einem Zellträger (45,53,73) zur Aufnahme wenigstens einer Verpackung (2) und/oder Packung (2) und mit wenigstens einer Transporteinrichtung (14,51,71) zum Transportieren der Verpackungen (2) und/oder Packungen (2) wenigstens teilweise und wenigstens abschnittsweise durch den Raum (15). Damit eine sterile oder aseptische Atmosphäre in dem begrenzten Raum mit geringem Aufwand und zuverlässig erreicht werden kann, ist vorgesehen, dass wenigstens eine Seitenwand (41) mit einem unteren Rand (42) in ein Flüssigkeitsbad (43) eingetaucht ist und dass der wenigstens eine Zellträger (45,53,73) unterhalb der Seitenwand (41) durch das Flüssigkeitsbad (43) nach außen zu der auf der dem Raum (15) abgewandten Seite der in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Seitenwand (41) angeordneten Transporteinrichtung (14,51,71) geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen und/oder Bearbeiten von Verpackungen, insbesondere Kartonverbundverpackungen, und/oder zum Bearbeiten von Packungen, vorzugsweise umfassend Kartonverbundverpackungen, mit einem wenigstens teilweise durch Seitenwände begrenzten Raum, insbesondere zur Aufnahme einer sterilen oder aseptischen Atmosphäre, mit wenigstens einem Zellträger zur Aufnahme wenigstens einer Verpackung und/oder Packung und mit wenigstens einer Transporteinrichtung zum Transportieren der Verpackungen und/oder Packungen wenigstens teilweise und wenigstens abschnittsweise durch den Raum. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Füllen und/oder Bearbeiten von Verpackungen, insbesondere Kartonverbundverpackungen, und/oder zum Bearbeiten von Packungen, vorzugsweise umfassend Kartonverbundverpackungen.
Vorrichtungen und Verfahren zum Füllen von Verpackungen mit Produkten, insbesondere in Form von Lebensmitteln, und/oder zum Bearbeiten der zu füllenden Verpackungen bzw. der gefüllten Packungen sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Dabei erfolgt das Füllen der Verpackungen mit, vorzugsweise fließfähigen, Lebensmitteln und das Bearbeiten der Verpackungen beispielsweise in einer sterilen oder aseptischen Umgebung einer Füllmaschine. Da die Lebensmittel nach dem Füllen der Verpackungen lange haltbar sein sollen, ist eine möglichst keimfreie Abfüllung wünschenswert. Hierzu weisen die Füllmaschinen beispielsweise Sterilisationsräume bzw. Aseptikkammern auf, in denen die Verpackungen sterilisiert und anschließend unter möglichst sterilen Bedingungen gefüllt sowie verschlossen werden.
Als Verpackungen werden dabei insbesondere solche verwendet, die an einer Oberseite offen sind, um eine Öffnung zum Befüllen bereitzustellen. Die Verpackungen sind beispielsweise Kartonverbundverpackungen, die aus einem Laminat umfassend eine Kartonschicht und äußeren, insbesondere thermoplastischen, Kunststoffschichten, etwa aus Polyethylen (PE), gebildet sind. Der Karton verleiht den Verpackungen eine ausreichende Stabilität, damit die Packungen, die sich aus der Verpackung und dem darin abgefüllten Produkt zusammensetzen, einfach gehandhabt und beispielsweise gestapelt werden können. Die Kunststoffschichten schützen den Karton vor Feuchtigkeit und die Lebensmittel vor der Aufnahme von unerwünschten Stoffen aus der Verpackung. Zusätzlich können noch weitere Schichten, wie etwa eine Aluminiumschicht, vorgesehen sein, die eine Diffusion von Sauerstoff und anderen Gasen durch die Verpackung verhindern.
Die Verpackungen können, vorzugsweise in der Füllmaschine, aus einem Packungsvorläufer gefertigt werden. Als Verpackungsvorläufer können beispielsweise Packstoffzuschnitte verwendet werden, die bedarfsweise vorkonfektioniert sein können, und zwar beispielsweise durch Siegeln von Längskanten zu einem Verpackungsrohling. Entsprechende Verpackungsrohlinge werden typischerweise auf Dornen eines sogenannten Dornrades aufgezogen, wobei ein gegenüber den Dornen vorstehender Bereich der Verpackungsrohlinge gegen die Stirnseite des Dorns gefaltet und dort gesiegelt wird, um einen Verpackungsboden oder Verpackungskopf zu bilden. Alternativ kann das für die Verpackungsvorläufer verwendete Verpackungsmaterial quasi unendlich von einer Rolle abgewickelt werden. Im Falle eines Packstoffzuschnitts, wird dieser an Biegelinien gefaltet, um zunächst einen Verpackungsmantel und einen Verpackungsboden zu bilden. Durch Siegeln sich überlappender Abschnitte des Packstoffs werden der Verpackungsmantel und der Verpackungsboden geschlossen. Der Kopf der Verpackung bleibt zunächst noch offen. Bedarfsweise kann auch zunächst der Verpackungskopf verschlossen und die Verpackung durch den, vorzugsweise nach oben weisenden, noch offenen Boden befüllt werden. Ob die geschlossene Packung anschließend zur Lagerung, zum Transport und/oder zum Verkauf gedreht wird oder nicht, also wo bei der fertigen Packung oben und unten ist, kann dann grundsätzlich dahinstehen.
Anschließend werden die Verpackungen in eine Sterilisationszone der Füllmaschine eingeschleust. Dies erfolgt meist, indem die Verpackungen nacheinander an die Verpackungen aufnehmende Zellträger einer Transporteinrichtung übergeben werden. Die Transporteinrichtung sorgt dann dafür, dass die Verpackungen mit definierter Geschwindigkeit in definiertem Abstand zueinander durch die Sterilisationszone der Füllmaschine transportiert werden.
In der Sterilisationszone werden die Verpackungen bedarfsweise vorgewärmt. Dazu werden die Verpackungen mit heißer Sterilluft angeblasen. Anschließend werden die inneren Oberflächen der Verpackungen und wenigstens der Kopfbereich der äußeren Oberfläche der Verpackungen mit einem Sterilisationsmittel, wie etwa Wasserstoffperoxid, beaufschlagt und dabei sterilisiert. Anschließend kann eine Trocknung der sterilisierten Verpackungen mit Sterilluft erfolgen. Die sterilisierten Verpackungen werden in die Füll- und Siegelzone übergeben und dort vorzugsweise mit einem Lebensmittel befüllt. Das Lebensmittel ist dabei insbesondere fließfähig. In einer Vielzahl von Fällen handelt es sich bei dem Lebensmittel um Getränke. Anschließend wird die befüllte Verpackung noch verschlossen, wodurch die Packung als solche gebildet wird. Die verschlossene Packung wird sodann über die Transporteinrichtung aus der Füll- und Siegelzone transportiert und anschließend aus den entsprechenden Zellen der Zellträger der Transporteinrichtung entnommen.
In einigen Füllmaschinen werden die Verpackungen von der Transporteinrichtung in einer geraden Linie durch die Füllmaschine transportiert. Entsprechende Füllmaschinen werden auch als Langläufer oder Längsläufer bezeichnet. In anderen Füllmaschinen, den sogenannten Rundläufern, beschreiben die Verpackungen eine mehr oder weniger bogenförmige Bewegung, die ein oder mehr Kreisbogenabschnitte umfassen kann.
In der Füll- und Siegelzone bildet sich eine sogenannte Aseptikzone aus. Die Aseptikzone bezeichnet den tatsächlich aseptischen bzw. sterilen Bereich im oberen Abschnitt der Füll- und Siegelzone. Die Aseptikkammer umfasst die Sterilisationszone sowie die Füll- und Siegelzone. Die Aseptikkammer kann nach Art eines Gehäuses ausgebildet sein, wobei Öffnungen zum Zuführen und Abführen von Verpackungen vorgesehen sind. Zudem kann die Aseptikkammer am unteren Ende wenigstens eine Öffnung aufweisen, um die Atmosphäre aus der Sterilisationszone und/oder der Füll- und Siegelzone abzuziehen. Der Raum unterhalb der Aseptikkammer ist nicht aseptisch und kann kaum mit vertretbarem Aufwand aseptisch gehalten werden, da in dem Raum unter der Aseptikkammer der Antrieb für die Transporteinrichtung vorgesehen ist. Typischerweise handelt es sich bei der Transproteinrichtung um eine Zellenkette, deren Zellen die einzelnen Verpackungen aufnehmen und deren Zellen über eine Kette miteinander verbunden sind, die unterhalb der Aseptikkammer endlos umläuft. Dabei sind maximal die Zellen steril. Die eigentliche Kette ist es aber aufgrund des Antriebs typischerweise nicht.
Daher muss sichergestellt werden, dass die Aseptikzone der Aseptikkammer nicht über die Transporteinrichtung kontaminiert werden kann. Dies wird regelmäßig beispielsweise dadurch versucht zu erreichen, dass in der Aseptikzone eine laminare oder im Wesentlichen laminare Strömung steriler Luft von oben nach unten bereitgestellt wird, so dass keine Verunreinigungen in die Aseptikzone eingebracht werden. Eine solche Strömung mit möglichst wenig Turbulenzen zuverlässig bereitzustellen, ist mit einem hohen Aufwand verbunden. Dagegen werden in die Sterilisationszone regelmäßig solch große Mengen an Sterilisationsmittel eingebracht, dass eine Kontamination von unten verhindert wird. Dies ist zwar verhältnismäßig einfach zu erreichen, hat aber einen erhöhten Verbrauch an Sterilisationsmittel zur Folge, der Anlagenteile angreifen kann.
Neben dem Füllen und Bearbeiten von Verpackungen kann auch ein Bearbeiten von bereits gefüllten Packungen, vorzugsweise umfassend Kartonverbundverpackungen, in einer sterilen Umgebung gewünscht sein. Dies kann etwa der Fall sein, wenn nach dem Füllen der Verpackungen noch Ausgießelemente, Öffnungsvorbereitungen oder dergleichen an der Packung vorgesehen werden sollen.
Um eine sterile und oder aseptische Umgebung für das Füllen oder Bearbeiten bereitstellen zu können, wird der sterile oder aseptische Raum typischerweise durch Seitenwände begrenzt. In der Transportrichtung können ebenfalls Wände zur Begrenzung des sterilen oder aseptischen Raums vorgesehen sein. Diese können beispielsweise als Stirn- und Rückwand abgesehen werden. Damit die Verpackungen bzw. Packungen in den Raum und wieder aus dem sterilen oder aseptischen Raum transportiert werden können, weisen diese Wände allerdings typischerweise Aussparungen auf, die mit der Kontur der Verpackungen bzw. Packungen in der Transportrichtung gesehen korrespondieren. Während die Verpackungen bzw. Packungen auf Höhe einer solchen Wand sind, ist der sterile oder aseptische Raum daher auch parallel zur Transportrichtung um die Verpackungen bzw. Packungen wenigstens im Wesentlichen geschlossen.
Daher lieget der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung und das Verfahren jeweils der eingangs genannten und zuvor näher erläuterten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine sterile oder aseptische Atmosphäre in dem begrenzten Raum mit geringem Aufwand und zuverlässig erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass wenigstens eine Seitenwand mit einem unteren Rand in ein Flüssigkeitsbad eingetaucht ist und dass der wenigstens eine Zellträger unterhalb der Seitenwand durch das Flüssigkeitsbad nach außen zu der auf der dem Raum abgewandten Seite der in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Seitenwand angeordneten Transporteinrichtung geführt ist.
Zudem wird die genannte Aufgabe gemäß Anspruch10 durch ein Verfahren zum Füllen und/oder Bearbeiten von Verpackungen, insbesondere Kartonverbundverpackungen, und/oder zum Bearbeiten von Packungen, vorzugsweise umfassend Kartonverbundverpackungen, vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gelöst,

- bei dem wenigstens ein wenigstens eine Verpackung und/oder Packung aufnehmender Zellträger über wenigstens eine Transporteinrichtung wenigstens teilweise durch einen, insbesondere eine sterile oder aseptische Atmosphäre aufweisenden, wenigstens teilweise durch Seitenwände begrenzten Raum transportiert wird,
- bei dem der wenigstens eine Zellträger über die wenigstens eine Transporteinrichtung abschnittsweise in ein Flüssigkeitsbad eingetaucht wird,
- bei dem der eingetauchte Abschnitt des einen Zellträgers zwischen zwei außerhalb des Flüssigkeitsbads angeordneten Abschnitten des Zellträgers angeordnet ist und über wenigstens eine Transporteinrichtung unterhalb eines ebenfalls in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rands der Seitenwand hinweg transportiert wird und
- bei dem der eingetauchte Abschnitt des einen Zellträgers nach dem Passieren des in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rands der Seitenwand aus dem Flüssigkeitsbad herausbewegt wird.

Die Erfindung hat erkannt, dass der Antrieb der Transporteinrichtung umfassend die die Verpackungen bzw. die Packungen transportierenden Zellen nach außen verlegt werden kann, wenn dies so erfolgt, dass die Seitenwand weiterhin den sterilen oder aseptischen Raum nach außen begrenzt. Dies bedeutet nicht zwingend, dass die wenigstens eine Seitenwand den gesamten Raum seitlich begrenzt, durch den die Verpackungen bzw. Packungen transportiert werden. Dieser Raum muss zudem auch nicht in Gänze steril oder aseptisch oder gar geschlossen sein. Es reicht aus, wenn in diesem Raum ein Bereich mit einer sterilen oder aseptischen Atmosphäre vorgesehen ist. Dieser Bereich kann dann als der sterile oder aseptische Raum verstanden werden, der in einem größeren körperlichen Raum aufgenommen und durch die wenigstens eine Seitenwand begrenzt ist. Die Seitenwand verhindert dann, dass der sterile oder aseptische Raum etwa durch über den Antrieb der Transporteinrichtung oder von außen eindringende Luft kontaminiert wird.
Dazu muss wenigstens eine Zelle an wenigstens einem Zellträger angeordnet sein, der eine Verbindung zwischen zwei sich zu beiden Seiten der wenigstens einen Seitenwand erstreckenden Abschnitten aufweist. So kann ein seitlich außerhalb des sterilen oder aseptischen Raums und seitlich neben der diesen Raum begrenzenden wenigstens einen Seitenwand angeordneter Abschnitt beispielsweise mit einer Führung, einer Stütze und/oder einem Antrieb für den Zellträger verbunden sein. Ein anderer auf der anderen Seite der wenigstens einen Seitenwand vorgesehener Abschnitt kann die wenigstens eine Zelle tragen, mit der die Verpackungen oder Packung wenigstens abschnittsweise durch den sterilen oder aseptischen Raum bzw. Bereich transportiert wird. Damit über die entsprechende Seitenwand keine Bakterien, Keime oder dergleichen in den sterilen oder aseptischen Raum eindringen können, ist die Seitenwand mit einem unteren Rand in ein Flüssigkeitsbad eingetaucht, und der Zellträger mit dem zuvor beschriebenen Verbindungsbereich unterhalb des Rands der Seitenwand durch das Flüssigkeitsbad hindurchgeführt. Die verbleibende Lücke zwischen dem Rand der Seitenwand und dem Boden des Flüssigkeitsbads wird durch die in dem Flüssigkeitsbad vorhandene Flüssigkeit geschlossen. So wird verhindert, dass mit Bakterien, Keimen oder dergleichen belastete Luft von der Seite in den sterilen oder aseptischen Raum eindringen kann.
Sofern es ausreicht, den Zellträger an einer Seite mit einem Antrieb zu verbinden, zu führen und/oder zu stützen, kann es ausreichen, eine Seitenwand wie vorstehend beschrieben auszubilden und den Zellträger ebenfalls wie zuvor beschrieben durch das Flüssigkeitsbad hindurchzuführen. Um jedoch einen zuverlässigen Betrieb der Vorrichtung sicherstellen zu können und insbesondere ein Verkanten der Zellträger im sterilen oder aseptischen Raum zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, wenn die beiden gegenüberliegenden Seitenwände des sterilen oder aseptischen Raums mit ihren unteren Rändern jeweils in ein Flüssigkeitsbad eintauchen, durch das der Zellträger mit jeweils einem Verbindungsbereich an gegenüberliegenden Seiten des Raums durch die Flüssigkeitsbäder hindurch nach außen geführt ist.
Verfahrensmäßig wird folglich wenigstens eine Verpackung und/oder Packung in wenigstens einer Zelle wenigstens eines Zellträgers aufgenommen. Die wenigstens eine Verpackung oder Packung wird dann wenigstens teilweise abschnittsweise über den Zellträger mit einer Transporteinrichtung durch einen Raum mit einer sterilen oder aseptischen Atmosphäre transportiert. Dieser Raum ist dabei wenigstens teilweise durch Seitenwände begrenzt. Dabei wird der wenigstens eine Zellträger entlang der Transporteinrichtung in einem ersten Bereich des Flüssigkeitsbads wenigstens abschnittsweise in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads eingetaucht. Der in die Flüssigkeit eingetauchte Abschnitt des wenigstens einen Zellträgers ist zwischen zwei außerhalb des Flüssigkeitsbads angeordneten Abschnitten des Zellträgers angeordnet und verbindet diese beiden Abschnitte im Sinne eines Verbindungsabschnitts. Der in die Flüssigkeit eingetauchte Abschnitt des wenigstens einen Zellträgers wird über die wenigstens eine Transporteinrichtung unter den in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads eintauchenden Rand der den sterilen oder aseptischen Raum begrenzenden Seitenwand bewegt und unter dem Rand durch die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads transportiert. Nachdem der in das Flüssigkeitsbad eingetauschte Abschnitt des Zellträgers den in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rand der Seitenwand passiert hat, wird der entsprechende Abschnitt des Zellträgers wieder aus dem Flüssigkeitsbad herausbewegt.
Bevorzugt aber nicht erforderlich ist es dabei, wenn der in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads eintauchende Rand der Seitenwand sich geradlinig durch die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads erstreckt. Dann kann der Zellträger im Bereich des sterilen oder aseptischen Raums linear transportiert werden. Auch können die Seitenwand und das Flüssigkeitsbad gerade ausgebildet werden.
Der besseren Verständlichkeit halber und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen werden nachfolgend die Vorrichtung und das Verfahren gemeinsam beschrieben, ohne jeweils im Einzelnen zwischen der Vorrichtung und dem Verfahren zu unterscheiden. Für den Fachmann ergibt sich jedoch aus dem Kontext, welche Merkmale jeweils für die Vorrichtung und das Verfahren bevorzugt sind.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung weist das Flüssigkeitsbad in Transportrichtung gesehen ein vorderes und ein hinteres Ende auf. Dies bedingt, dass der Zellträger an einem Ende des Flüssigkeitsbads in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads eingetaucht und an dem anderen Ende des Flüssigkeitsbads aus der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads entnommen werden muss. Dies erlaubt aber zugleich eine wenigstens im Wesentlichen geradlinige Transportbewegung der Zellträger im Bereich der sterilen oder aseptischen Atmosphäre bzw. während des Füllens und/oder Bearbeitens der Verpackungen bzw. Packungen, also beispielsweise nach dem Eintauchen des Zellträgers in die Flüssigkeit und vor dem Entfernen des Zellträgers aus der Flüssigkeit. Dies vereinfacht nicht nur die Vorrichtung, sondern auch die Verfahrensführung für das Füllen und/oder Bearbeiten der Verpackung oder Packung. Eine Vereinfachung der Vorrichtung wird auch erreicht, wenn sich das Flüssigkeitsbad zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende des Flüssigkeitsbads wenigstens im Wesentlichen geradlinig und/oder parallel zur Transportrichtung des Zellträgers erstreckt.
Eine Vereinfachung der Vorrichtung und der Verfahrensführung kann alternativ oder zusätzlich auch erreicht werden, indem die Transporteinrichtung wenigstens teilweise als Linearantrieb oder Riementrieb ausgebildet wird. Dies ist einerseits einfach und bietet eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Geschwindigkeitsprofils beim Transport der Zellträger. Bedarfsweise können mehrere untereinander über die Transporteinrichtung verbundene Zellträger zum Transportieren der Verpackungen und/oder Packungen wenigstens teilweise und wenigstens abschnittsweise durch den Raum vorgesehen sein. Insbesondere für den Fall, dass die Zellträger ausschließlich über die Transporteinrichtung miteinander verbunden sind, ansonsten also unverbunden sind, können einzelne Zellträger unabhängig von den anderen Zellträgern transportiert werden. Mithin können die einzelnen Zellträger mit einem Geschwindigkeitsprofil und/oder Richtungsprofil transportiert werden, dass wenigstens im Wesentlichen unabhängig von dem Geschwindigkeitsprofil und/oder Richtungsprofil anderer Zellträger gewählt werden kann.
Um die Zellträger einfach unter dem in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads eingetauchten Rand der Seitenwand hindurch transportieren zu können, bietet es sich an, wenn die Zellträger einen U-förmigen Abschnitt aufweisen, der wenigstens teilweise in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads eingetaucht und unter den eingetauchten Rand der Seitenwand bewegt wird.
Unabhängig davon kann die Transporteinrichtung zum teilweisen Eintauchen des Zellträgers, insbesondere eines U-förmigen Abschnitts des Zellträgers, in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads vor dem in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rand der Seitenwand ausgebildet sein, und zwar insbesondere in der Transportrichtung des Zellträgers gesehen vor dem eingetauchten Rand der Seitenwand. So lässt sich eine zuverlässige Prozessführung erreichen. Alternativ oder zusätzlich kann zudem die Transporteinrichtung zum teilweisen Herausheben des Zellträgers, insbesondere eines U-förmigen Abschnitts des Zellträgers, aus dem Flüssigkeitsbad nach dem eingetauchten Abschnitt der Seitenwand ausgebildet sein, und zwar in der Transportrichtung des Zellträgers gesehen hinter dem in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rand der Seitenwand.
Um das Eintauchen und das Herausheben von Teilen des Zellträgers zu vereinfachen, kann die Transporteinrichtung dazu ausgebildet sein, den Zellträger in, nicht zwingend ausschließlich, vertikaler Richtung anzuheben und/oder abzusenken. Dabei betrifft das Anheben und/oder Absenken, insbesondere einen U-förmigen Abschnitt des Zellträgers. So kann der Transport entlang der Vorrichtung in einfacher Weise mit dem Anheben und/oder Absenken kombiniert werden, ohne dass es neben der eigentlichen Transporteinrichtung noch weiterer separater Einrichtungen bedarf.
Das Absenken und/oder Anheben der Zellträger kann insbesondere dann besonders einfach bewerkstelligt werden, wenn nicht jeweils der gesamte Zellträger angehoben und abgesenkt wird. Dies erfordert Platz und ist zudem apparativ aufwändig bzw. mit hohen Kräften verbunden. Hierzu kann die Transporteinrichtung zum Einschwenken und/oder Herausschwenken des Zellträgers, insbesondere eines U-förmigen Abschnitts des Zellträgers, zum Eintauchen und/oder Herausheben des Zellträgers, insbesondere eines U-förmigen Abschnitts des Zellträgers, ausgebildet sein. Dabei erfolgt vorzugsweise das Einschwenken und/oder das Herausschwenken des Zellträgers mit einer vertikalen Komponente, um den Zellenträger von oben in das Flüssigkeitsbad eintauchen und nach oben aus dem Flüssigkeitsbad herausbewegen zu können. Es wird also ein Anheben und/oder Absenken des Zellträgers zumindest teilweise entbehrlich, wenn der Teil des Zellträgers, der in die Flüssigkeit eintauchen soll, oder der gesamte Zellträger als solches zum Eintauchen in und/oder Herausheben aus der Flüssigkeit geschwenkt wird.
Wenn die Transporteinrichtung eine, vorzugsweise außerhalb des sterilen oder aseptischen Raums angeordnete, Führung und/oder eine Kulisse aufweist, kann diese so ausgebildet sein, dass diese das vertikale Verstellen und/oder das Schwenken des Zellträgers, insbesondere eines U-förmigen Abschnitts des Zellträgers, bewirkt. Dies vereinfacht den apparativen Aufwand und stellt zudem zuverlässig sicher, dass keine Betriebsstörungen auftreten. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Führung und/oder eine Kulisse im Zusammenspiel mit der eigentlichen Transporteinrichtung das vertikale Verstellen und/oder das Schwenken wenigstens eines Teils des Zellträgers bewirkt. Apparativ einfach und zudem zuverlässig ist es, wenn der wenigstens eine Zellträger gegen die Kulisse federbelastet angestellt ist und zum Abgleiten und/oder Abrollen an der Kulisse vorgesehen ist. Dazu kann beispielsweise die Kulisse und/oder der Zellträger Rollen aufweisen, um die Reibung zu verringern.
Für einen harmonischen Transport der Zellträger, ohne besondere Belastungsspitzen und zur einfacheren Ausgestaltung der Transporteinrichtung kann es sich anbieten, wenn die Transporteinrichtung zum Transportieren des wenigstens einen Zellträgers zum Eintauchen des Zellträgers, insbesondere eines U-förmigen Abschnitts des Zellträgers, in das Flüssigkeitsbad und/oder zum Herausheben des Zellträgers, insbesondere eines U-förmigen Abschnitts des Zellträgers, aus dem Flüssigkeitsbad entlang einer Klothoide ausgebildet ist. Dabei handelt es sich um eine speziell ausgestaltete, insbesondere ebene, Kurve, deren Krümmung an jeder Stelle der Kurve proportional zur Länge ihres Bogens bis zu der jeweiligen Stelle ist. Der Radienverlauf entlang der Klothoide ist also stetig, was einer hohen Transportgeschwindigkeit entgegenkommt.
Besonders effektiv können die erfindungsgemäßen Vorteile genutzt werden, wenn der sterile oder aseptische Raum eine Aseptikkammer, ein Füll- und Siegelraum, ein Sterilisationsraum, ein aseptischer Raum und/oder ein steriler Raum ist. Mithin kann der gesamte körperliche Raum steril oder aseptisch ausgebildet sein, während im Stand der Technik der körperliche Raum nur teilweise bzw. abschnittsweise steril oder aseptisch gehalten werden konnte. Ebenso sind die erfindungsgemäßen Vorteile besonders bevorzugt in einer Vorrichtung im Sinne einer Füllmaschine zum Füllen und, vorzugsweise, zum Verschließen der Verpackungen, insbesondere Kartonverbundverpackungen, gewinnbringend einzusetzen. Unabhängig davon ist es besonders einfach, wenn das Flüssigkeitsbad ein Wasserbad ist, mithin die Flüssigkeit des Wasserbads durch Wasser gebildet wird. Das Wasser kann dabei bedarfsweise mit Zusätzen oder Additiven Versetzt sein, etwa um, insbesondere biologische, Verunreinigungen zu vermeiden. Grundsätzlich können aber auch andere Flüssigkeiten als Wasser verwendet werden.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der wenigstens eine Zellträger von wenigstens einer außerhalb des Raums vorgesehenen Transporteinrichtung transportiert. Bedarfsweise können auch zwei Transporteinrichtungen auf beiden Seiten des Raums vorgesehen sein oder die Transporteinrichtung wird geteilt und jeweils teilweise auf einer der Seiten des Raums angeordnet. So wird eine zuverlässige Trennung des sterilen oder aseptischen Raums von dem nicht sterilen oder aseptischen Antrieb der Zellträger abgeschirmt.
Alternativ oder zusätzlich kann der in das Flüssigkeitsbad eingetauchte Abschnitt des wenigstens einen Zellträgers an einem in Transportrichtung gesehenen vorderen Ende des Flüssigkeitsbads eingetaucht und an einem hinteren Ende des Flüssigkeitsbad herausbewegt werden. Dies ermöglicht eine einfache Bewegung des Zellträgers, was den Prozess beschleunigen und die Zuverlässigkeit des Verfahrens steigern kann. Gleiches kann alternativ oder zusätzlich erreicht werden, wenn der in das Flüssigkeitsbad eingetauchte Abschnitt des wenigstens einen Zellträgers wenigstens im Wesentlichen geradlinig und/oder parallel zur Transportrichtung des Zellträgers durch das Flüssigkeitsbad bewegt wird.
Um eine einfache und zuverlässige Transportbewegung des Zellträgers zu erreichen, die bedarfsweise zudem recht flexibel im Hinblick auf das Geschwindigkeitsprofil der Zellträger und/oder unabhängig von den Geschwindigkeitsprofilen anderer Zellträger sein kann, kann der wenigstens eine Zellträger wenigstens abschnittsweise über einen Linearantrieb oder Riementrieb der Transporteinrichtung in das Flüssigkeitsbad eingetaucht, durch das Flüssigkeitsbad bewegt und/oder aus dem Flüssigkeitsbad herausbewegt werden.
Die aufeinanderfolgenden Zellträger können dann besonders einfach unterschiedlich und unabhängig voneinander transportiert werden, wenn mehrere untereinander, insbesondere ausschließlich, über die Transporteinrichtung verbundene Zellträger separat voneinander von der Transporteinrichtung wenigstens entlang des Flüssigkeitsbads bewegt werden.
Um die Transportbewegung zu vereinfachen und/oder insgesamt zu beschleunigen, kann der wenigstens eine Zellträger, insbesondere ein U-förmiger Abschnitt des Zellträgers, in der Transportrichtung des Zellträgers gesehen vor dem in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rand der Seitenwand in das Flüssigkeitsbad eingetaucht, insbesondere vertikal, in das Flüssigkeitsbad abgesenkt und/oder in das Flüssigkeitsbad geschwenkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Zellträger, insbesondere ein U-förmiger Abschnitt des Zellträgers, analog auch in der Transportrichtung des Zellträgers gesehen hinter dem in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rand der Seitenwand aus dem Flüssigkeitsbad herausbewegt, insbesondere vertikal, aus dem Flüssigkeitsbad herausgehoben und/oder aus dem Flüssigkeitsbad geschwenkt, werden. Welche Bewegung im Einzelnen bevorzugt ist, hängt dabei beispielsweise von der Art der Verpackung und/oder Packung sowie von der Art der beabsichtigten Bearbeitung und den jeweiligen Platzverhältnissen ab.
In einer einfachen und zugleich zuverlässigen Weise kann der wenigstens eine Zellträger zum abschnittsweisen Eintauchen in das Flüssigkeitsbad, zum abschnittsweisen Hinwegbewegen unterhalb des in das Flüssigkeitsbad eingetauchten Rands der Seitenwand und/oder zum abschnittsweisen Herausbewegen aus dem Flüssigkeitsbad an einer Führung und/oder Kulisse der Transporteinrichtung geführt werden, die dann die jeweilig bevorzugte Bewegung des Zellträgers in definierter Weise vorgibt. Dabei können die Zellträger bevorzugt mittels Rollen an der Kulisse oder der Führung abgleiten, um unnötige Reibung zu vermeiden. Um die Masse des Zellträgers dazu nicht unnötig zu erhöhen kann es abgebracht sein, wenn die Rollen der Kulisse oder der Führung und nicht dem Zellträger zugeordnet sind. Zwingend ist dies jedoch nicht.
Um den Kontakt des wenigstens einen Zellträgers mit der Kulisse oder Führung sicherzustellen und damit das gewünschte Abgleiten und/oder Abrollen an der Kulisse oder der Führung zuverlässig bereitstellen zu können, kann der wenigstens eine Zellträger federbelastet sein und über die entsprechende Rückstellkraft gegen die Kulisse oder die Führung angestellt werden, jedenfalls während der wenigstens eine Zellträger teilweise in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads eingetaucht und/oder aus der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbads entnommen wird.
Eine besonders gleichmäßige und damit materialschonende Bewegung kann mit hoher Geschwindigkeit erreichet werden, wenn der wenigstens eine Zellträger wenigstens abschnittsweise zum Eintauchen in das Flüssigkeitsbad und/oder zum Herausbewegen aus dem Flüssigkeitsbad von der Transporteinrichtung entlang einer Klothoide bewegt wird.
Nachträglich wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
2 eine Verpackung zum Bearbeiten und Füllen in der Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht,
3 ein Detail der Vorrichtung aus 1 in einer Seitenansicht,
4 das Detail aus 3 in einer schematischen Schnittansicht entlang der Schnittebene IV-IV aus 3,
5 das Detail aus 3 in einer schematischen Schnittansicht entlang der Schnittebene V-V aus 3,
6 das Detail aus 3 in einer schematischen Schnittansicht entlang der Schnittebene VI-VI aus 5,
7 ein Detail einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht,
8 ein Teil des Details aus 7 in einer schematischen Schnittansicht entlang der Schnittebene VIII-VIII aus 7,
9 ein Detail einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht und
10 das Detail aus 9 in einer schematischen Schnittansicht entlang der Schnittebene X-X aus 9.

In der 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Bearbeiten und Füllen von Verpackungen 2 in Form von Kartonverbundverpackungen, insbesondere mit fließfähigen Lebensmitteln, mithin eine sogenannte Füllmaschine, umfassend eine Formvorrichtung 3 zum Formen von Packungen 2 dargestellt. Die dargestellte und insoweit bevorzugte Vorrichtung 1 weist eine Reihe von parallelen Bearbeitungslinien, insbesondere vier oder sechs Bearbeitungslinien, auf, von denen in der 1 jedoch lediglich eine Bearbeitungslinie dargestellt ist. Jeder Bearbeitungslinie ist ein Bündel 4 von Verpackungsrohlingen 5 in Form von Packstoffzuschnitten zugeordnet, deren Längsränder aneinander gesiegelt sind und so Verpackungsmäntel 6 bilden, die zusammengefaltet vorgehalten werden. Durch eine Zuführeinrichtung 7 werden die Verpackungsrohlinge 5 in Form von Verpackungsmäntel 6 aufgefaltet, wobei bedarfsweise noch eine Applikationseinrichtung, zum Applizieren von nicht dargestellten Ausgießelementen an die Verpackungsmäntel 6 vorgesehen sein kann.
Die Formvorrichtung 3 zum Formen der Packung 2 weist ein Dornrad 8 auf, das im dargestellten und insoweit bevorzugten Fall sechs Dorne 9 umfasst und sich zyklisch, also schrittweise, gegen den Uhrzeigersinn dreht. In der ersten Dornradstellung I wird ein Verpackungsrohling 5 in Form eines Verpackungsmantels 6 auf den Dorn 9 geschoben. Anschließend wird das Dornrad 8 in der nächsten Dornradstellung II weitergedreht, in der der gegenüber dem Dorn 9 vorstehende Endbereich 10 des Packungsmantels 6 über eine Heizeinheit 11 mit Heißluft erwärmt wird. In der nächsten Dornradstellung III wird der erwärmte Endbereich 10 des Verpackungsmantels 6 durch eine Presse 12 vorgefaltet und in der nachfolgenden Dornradstellung IV in der gefalteten Position durch eine nicht näher bezeichnete Siegeleinrichtung dicht verschlossen, insbesondere zu einem Boden, gesiegelt. Es wird auf diese Weise eine einseitig verschlossene Verpackung erhalten, die in der nachfolgenden Dornradstellung V vom Dorn 9 entnommen und an eine Zelle 13 einer bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 1 im Kreis geführten endlosen Transporteinrichtung 14 übergeben wird. In der nächsten Dornradstellung VI ist dem Dorn 9 kein Arbeitsschritt zugeordnet. Die Anzahl von Dornradstellungen bzw. Dornen und die dort vorgesehenen Bearbeitungsschritte können bedarfsweise von der Darstellung gemäß 1 und der zugehörigen Beschreibung abweichen.
Die Verpackungen 2 werden mit dem offenen Ende nach oben weisend in den jeweiligen Zellen 13 durch eine bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 1 seitlich und nach unten geschlossenen Aseptikkammer 15 transportiert, die eine Sterilisationszone 16 und eine Füll- und Siegelzone 17 umfasst, durch die die Verpackungen in der durch die Pfeile symbolisierten Transportrichtung von links nach rechts transportiert werden. Der Transport der Verpackungen 2 muss nicht geradlinig erfolgen, sondern kann auch in wenigstens einem Bogen oder gar im Kreis erfolgen.
Der Aseptikkammer 15 wird Sterilluft über entsprechende Sterilluftanschlüsse 20 zugeführt. Die Verpackungen 2 werden durch eine Vorwärmeinrichtung 21 nacheinander durch Anblasen mit heißer Sterilluft vorgewärmt. Anschließend werden die Verpackungen 2 mittels einer Sterilisiereinrichtung 22, vorzugsweise mittels Wasserstoffperoxid, sterilisiert, woraufhin die Verpackungen 2 durch Beaufschlagen mit Sterilluft über eine Trocknungseinrichtung 23 getrocknet und nach dem Übergang von der Sterilisationszone 16 in die Füll- und Siegelzone 17 in eine Füllposition 24 unterhalb eines Füllauslaufs 25 gebracht werden. Dort werden die Verpackungen 2 nacheinander mit Lebensmitteln 26 gefüllt. Die gefüllten Verpackungen 2 werden sodann mit einer Verschließeinrichtung 27 durch Falten des oberen Bereichs der Verpackung 2 und Siegeln unter Bilden einer Packung verschlossen. Die verschlossenen Verpackungen 2 werden anschließend aus den Zellen 13 der Transporteinrichtung 14 entnommen. Die nun leeren Zellen 13 werden mit der Transporteinrichtung 14 weiter in Richtung des Dornrads 8 bewegt, um dort weitere Verpackungen 2 aufzunehmen.
In der 2 ist ein Verpackungsrohling 5 bzw. ein Verpackungsmantel 6 dargestellt, wie er beispielsweise in der zuvor beschriebenen Vorrichtung 1 erhitzt und sodann einseitig geschlossen wird. Bei den Verpackungen 2 handelt es sich insbesondere um Kartonverbundverpackungen aus einem entsprechenden Packstoff 30 in Form eines Laminats bzw. Packstofflaminats, mit wenigstens einer Kartonschicht, bedarfsweise wenigstens einer Barriereschicht, etwa bestehend aus Aluminium, Polyamid und/oder einem Ethylen-Vinylalkohol, und äußeren Schichten aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyethylen (PE). Die Längsränder 31 des aus dem Packstoff 30 gebildeten Packstoffzuschnitts sind bereits miteinander gesiegelt worden. Das bedeutet, dass die Längsränder des Packstoffzuschnitts überlappend aufeinandergelegt und in dieser Position miteinander verschweißt worden sind. An den beiden offenen Enden 32,33 des Verpackungsmantels 6 sind ein Bodenbildungsbereich 34 zur Bildung des Bodens und ein Giebelbildungsbereich 35 zur Bildung des Giebels der Packung vorgesehen. Dazu werden die entsprechenden Bereiche an den dafür vorgesehenen Faltlinien 36 zusammengefaltet.
In der 3 ist ein Detail der Vorrichtung 1 aus 1 im Bereich des vorderen Endes der Aseptikkammer 15 in einer Seitenansicht dargestellt. Die dargestellte und insoweit bevorzugte Aseptikkammer 15 wird nach unten durch einen geschlossenen Boden 40 und zu beiden Seiten wenigstens abschnittsweise durch jeweils eine Seitenwand 41 begrenzt. Diese Seitenwände 41 sind dabei jeweils mit einem unteren Rand 42 in ein Flüssigkeitsbad 43 eingetaucht. Unterhalb der Flüssigkeitsbäder 43 schließen sich bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 1 noch weitere Seitenwände bzw. Seitenwandabschnitte 44, welche das Flüssigkeitsbad 43 mit dem Boden 40 der Aseptikkammer 15 verbinden. Diese Seitenwände oder Seitenwandabschnitte 44 sind jedoch nicht zwingend und daher bedarfsweise entbehrlich. Die Verpackungen 2 werden von Zellen 13 tragenden Zellträgern 45 getragen, die mit ihren äußeren Rändern außerhalb der die Aseptikkammer 15 seitlich begrenzenden Seitenwänden 41 angeordnet sind. Die Zellträger 45 müssen folglich abschnittsweise vor der jeweiligen Seitenwand 41 in das Flüssigkeitsbad 43 abgesenkt und unter dem in das Flüssigkeitsbad 43 eintauchenden Rändern 42 durch das Flüssigkeitsbad 43 bewegt werden. Dazu werden die Zellträger 45 einzeln und separat voneinander sowie nacheinander von zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Aseptikkammer 15 angeordneten Teilen eines Antriebs 46 oder bedarfsweise zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Aseptikkammer 15 angeordneten Antrieben 46 der Transporteinrichtung 14 angetrieben bzw. bewegt.
In der 4 ist das Detail der 3 in einer Schnittansicht entlang einer Ebene vor der Aseptikkammer 15, jedenfalls vor den in die Flüssigkeitsbäder 43 eingetauchten Rändern 42 der die Aseptikkammer 15 begrenzenden Seitenwände 41, dargestellt Der dargestellte Zellträger 45 weist nebeneinander vier Zellen 13 auf, in denen jeweils eine Verpackung 2 aufgenommen ist. Der Zellträger 45 ist an seinen beiden äußeren Rändern von einem Antrieb 46 der Transporteinrichtung 14 geführt und gestützt. Zudem werden die Zellträger 45 von dem Antrieb 46, der vorliegend vorzugsweise in Form eines elektromagnetischen Linearantriebs ausgebildet ist, in der Transportrichtung 14 bewegt. Der elektromagnetische Linearantriebs kann dabei insbesondere als Direktantrieb ausgebildet sein, der die lineare Bewegung ohne Zwischenschaltung von mechanischen Getrieben, Spindeln oder Riemen rein elektrisch und verschleißfrei erzeugen kann. Dabei können die Zellenträger 45 selbstverständlich auch entlang von Kurven transportiert werden. Der Begriff linear ist nämlich in Abgrenzung zur Rotation zu verstehen. Unterhalb des Zellträgers 45 ist an beiden Seiten der Aseptikkammer 15 das Flüssigkeitsbad 43 mit einer Flüssigkeit 48 vorgesehen. Nicht dargestellt ist in der 4 die Vorderwand 47 des Flüssigkeitsbads 43, welche verhindert, dass die Flüssigkeit 48 ausläuft. Am Ende des Flüssigkeitsbads 43 ist eine ebenfalls nicht dargestellte Rückwand vorgesehen, die gleichfalls verhindert, dass die Flüssigkeit 48 ausläuft.
Der Zellträger 45 und die Transporteinrichtung 14 sind vorzugsweise in einer elektromotorischen Wirkverbindung zueinander. Insbesondere erfolgt ein Antrieb der Zellträger 45 elektromagnetisch. Hierbei können Zellträger 45 und Transporteinrichtung 14 einen Linearantrieb bilden. Der Vorteil des Linearantriebs ist beispielsweise, dass jeder einzelne Zellträger 45 individuell ansteuerbar ist. Hierzu weist jeder einzelne Zellträger 45 vorzugsweise eine elektromagnetisch auslesbare Kennung auf. Ferner hat die Transporteinrichtung 14 Lesemittel, um die Position eines jeden Zellträgers 45 sowie die Kennung des Zellträgers 45 auslesen zu können.
Dadurch kann eine individuelle Ansteuerung jedes einzelnen Zellträgers 45 erfolgen. Zudem kann die Transporteinrichtung 14 eine Transportschiene aufweisen, welche die Transportrichtung bzw. die Transportbahn vorgibt. Die Zellträger 45 sind dabei entlang der Transportschiene beweglich angeordnet. Die Transportschiene oder die Transporteinrichtung 14 einerseits und die Zellträger 45 andererseits bilden zusammen einen elektromagnetischen Antrieb, insbesondere in Form eines Linearmotors.
Die Zellträger 45 können wenigstens abschnittsweise getaktet bewegt werden. In einem Takt wird ein Zellträger 45 während einer Vorschubzeit bewegt und während einer Verweilzeit in der vorgegebenen Bewegungsrichtung unbewegt an einer Position angehalten. Das Verhältnis zwischen Haltezeit und Vorschubzeit kann dabei, insbesondere für jeden Takt separat, variabel gestaltet werden. Dies ist insbesondere aus dem Grunde interessant, da die Verweilzeit insbesondere beim Abfüllen von flüssigen Produkten in die Verpackung 2 möglichst lang sein sollte, um die Füllmenge, die Füllqualität und/oder Schaumbildung sowie ggf. Schwappen zu verhindern. Die Vorschubzeit sollte vorzugsweise so ausgelegt sein, dass ein Schwappen reduziert wird. Dies kann insbesondere über ein Beschleunigungsprofil während des Vorschubs realisiert sein.
In der 5 ist das Detail der 3 in einem Schnitt entlang der Schnittebene V-V der 3 dargestellt, der in der Transportrichtung der Zellträger 45 weiter hinten angeordnet ist als die Schnittebene gemäß 4. Der Zellträger 45 ist dabei entlang des Antriebs bzw. der Führung mit seitlichen U-förmigen Abschnitten 49 in die Flüssigkeit 48 der Flüssigkeitsbäder 43 abgesenkt. Das untere Ende der U-förmigen Abschnitte 49 ist dabei unterhalb der in die Flüssigkeit 48 der Flüssigkeitsbäder 43 eingetauchten Ränder 42 der Seitenwände 41 angeordnet. Mithin ist der Zellträger 45 in der entsprechenden Position aus der Aseptikkammer 15 zu beiden Seiten jeweils durch das Flüssigkeitsbad 43 und unter dem unteren, in die Flüssigkeit 44 des Flüssigkeitsbads 43 eingetauchten Rand 42 der entsprechenden Seitenwand 41 hindurch nach außen zu dem dort jeweils vorgesehenen Antrieb 46 der Transporteinrichtung 14 geführt.
Der Antrieb 46 der Transporteinrichtung 14 bewegt die Zellträger 45 entlang der Aseptikkammer 15. Unterhalb der Flüssigkeitsbäder 43 schließen sich bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 1 noch weitere Seitenwände bzw. Seitenwandabschnitte 44 an, welche das Flüssigkeitsbad 43 mit dem Boden 40 der Aseptikkammer 15 verbinden. Diese Seitenwände oder Seitenwandabschnitte 44 sind jedoch nicht zwingend und daher bedarfsweise entbehrlich, etwa wenn die Flüssigkeitsbäder 43 direkt mit dem Boden 40 der Aseptikkammer 15 verbunden sind. Trotz des Umstands, dass der Zellträger 45 an beiden Seiten aus der Aseptikkammer 15 herausgeführt ist, kann von außen keine Luft seitlich in die Aseptikkammer 15 eindringen, die den dortigen sterilen oder aseptischen Bereich kontaminieren könnte.
Die Aseptikkammer 15 steht vorzugsweise unter einem geringen Überdruck, so dass die sterile oder aseptische Atmosphäre ständig aus den Längsenden der Aseptikkammer 15, als der Vorderseite und der Rückseite der Aseptikkammer 15, herausgedrückt wird. Diese konstante Strömung von der Aseptikkammer 15 nach außen bewirkt letztlich, dass auch über der Vorderseite und die Rückseite keine belastete Luft in die Aseptikkammer 15 eindringen kann, welche die Aseptikkammer 15 mit Keimen, Bakterien oder dergleichen kontaminieren könnte.
In der 6 ist das Detail der Vorrichtung 1 gemäß 3 in einer Schnittansicht entlang einer durch das in Blickrichtung vordere Flüssigkeitsbad 43 und teilweise durch die zugehörige Seitenwand 41 dargestellt, wie dies durch die Schnittebene VI-VI der 5 veranschaulicht ist. Die nicht lineare Transportbahn der Zellträger 45 ist durch den Pfeil dargestellt und wird über die Transporteinrichtung 14 für die Zellträger 45 herbeigeführt. Zunächst werden die Zellträger 45 über eine gekrümmte Bahn angehoben, und zwar auf ein Niveau oberhalb des Flüssigkeitsbads 43, insbesondere oberhalb der Vorderwand 47 des Flüssigkeitsbads. Die gekrümmte Transportbahn setzt sich hinter der Vorderwand 47 des Flüssigkeitsbads 43 nach unten fort, wodurch die Zellträger 45 mit den U-förmigen Abschnitten 49 in die Flüssigkeit 48 des Flüssigkeitsbads 43 eintauchen. Das untere Ende des U-förmigen Abschnitts 49 der Zellträger 45 gelangt dabei unter den ebenfalls in die Flüssigkeit 48 des Flüssigkeitsbads 43 eintauchenden Rand 42 der Seitenwand 41. In dieser Ausrichtung der Zellträger 45 weisen die von den dargestellten und insoweit bevorzugten Zellträgern 45 getragenen Verpackungen 2 mit ihren offenen Enden wenigstens im Wesentlichen vertikal nach oben.
Die Zellträger 45 werden bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 1 zudem in dieser Ausrichtung wenigstens im Wesentlichen linear entlang der Seitenwand 41 bewegt. Die unteren Enden der U-förmigen Abschnitte 49 der Zellträger 45 werden dabei unter den in die Flüssigkeit 48 der Flüssigkeitsbäder 43 eingetauchten Ränder 42 der Seitenwände 41 hindurchgeführt. Wenn die Zellträger 45, insbesondere deren U-förmige Abschnitte 49, das Ende der in die Flüssigkeit 48 eingetauchten Ränder 42 der Seitenwände 41 passiert haben, werden die Zellträger 45, insbesondere deren U-förmige Abschnitte 49, wieder aus der Flüssigkeit 48 des Flüssigkeitsbads 43 herausbewegt.
Die Transportbahn der Zellträger 45 kann dabei analog zu der in der 6 dargestellten Transportbahn ausgebildet sein, wobei die Zellträger 45 die Transportbahn jedoch in entgegengesetzter Richtung entlang bewegt werden. Mithin werden die Zellträger 45 in einer gekrümmten Bewegung über die Flüssigkeitsbäder 43, insbesondere die Rückwand der Flüssigkeitsbäder 43 angehoben und in Fortführung der gekrümmten Bewegung wieder hinter die Rückwände der Flüssigkeitsbäder 43 abgesenkt. Bedarfsweise können die Zellträger 45 sowohl zum Eintauchen in das Flüssigkeitsbad 43 als auch zum Herausholen aus dem Flüssigkeitsbad 43 wenigstens abschnittsweise entlang einer Klothoide bewegt werden.
In der 7 ist ein Detail einer alternativen Vorrichtung 50 dargestellt. Der Unterschied zu der zuvor beschriebenen Vorrichtung 1 besteht dabei insbesondere in einer abweichenden Transporteinrichtung 51 und Führung 52 zum Transport und zur Führung der Zellträger 53. Die Zellträger 53 sind an beiden Seiten über Halteelemente 54 an einer Führung 52 in Form von Schienen 55 in Transportrichtung 51 der Zellträger 53 längs der Aseptikkammer 15 geführt. Der Antrieb der Halteelemente 54 der Zellträger 53 ist der besseren Übersichtlichkeit halber nicht im Einzelnen dargestellt. Grundsätzlich kommen unterschiedliche Arten von Antrieben wie ein Linearantrieb, ein Riementrieb, eine Transportkette oder dergleichen in Frage.
Zusätzlich ist noch eine Kulisse 56 vorgesehen, die vorliegend durch zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Schienen 57,58 gebildet wird. An der Kulisse 56, insbesondere zwischen den beiden Schienen 57,58, rollt eine Rolle 59 der Zellträger 53 ab. Die Form der Kulisse 56 sorgt dabei dafür, dass die Zellträger 53 zunächst geschwenkt werden, um eine Kollision mit dem Flüssigkeitsbad 43, insbesondere mit der Vorderwand 47 des Flüssigkeitsbads 43, zu verhindern. Die Schwenkachse 60 ist dabei bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 50 wenigstens im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung und wenigstens im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Anschließend werden die Zellträger 53 wieder zurück, insbesondere zurück in eine Ausgangsstellung, geschwenkt, um so ein Eintauchen der U-förmigen Abschnitte 61 der Zellträger 53 in die Flüssigkeit 48 der Flüssigkeitsbäder 43 zu bewirken. Auch diese Schwenkachse 60 kann dabei wie zuvor beschrieben ausgerichtet sein. Die Führung 52 und die Kulisse 56 sind in der 8 in einer Schnittansicht quer zur Transportrichtung dargestellt Um das entsprechende Schwenken des Zellträgers 53 um die Schwenkachse 60 zu ermöglichen, ist das dargestellte und insoweit bevorzugte Haltelement 54 schwenkbar bzw. drehbar mit dem sich anschließenden Teil des Zellträgers 53 verbunden.
Die Zellträger 53 könnten alternativ auch federbelastet sein und so etwa gegen die Kulisse 56 angestellt sein. Dies könnte beispielsweise durch ein Federmittel erreicht werden, dessen Rückstellkraft den Zellträger 53 um dessen Schwenkachse 60 in eine aufrechte bzw. vertikale Ausrichtung vorspannt. Die Kulisse 56 kann den Zellträger 53 dann aus dieser Ausrichtung gegen die Rückstellkraft des Federmittels hin und her schwenken, wobei die Rollen 59 der Zellträgers 53 immer an der Kulisse 56 anliegen. Dann wäre beispielsweise eine zweite, insbesondere untere, Schiene 58 der Kulisse 56 entbehrlich.
In den 9 und 10 ist ein Detail einer weiteren Vorrichtung 70 dargestellt, bei der die Transporteinrichtung 71 einen Riementrieb 72 umfasst. Dabei sind die Zellträger 73 vorliegend in gleichbleibenden, vordefinierten Abständen am Riemenantrieb 72 vorgesehen. Andere Antriebe kämen in diesem Zusammenhang aber ebenfalls in Frage. Dabei wird der Riemen 74 an beiden Enden der Aseptikkammer 15 endlos über Umlenkrollen 75 geführt. Um die Zellträger 73 dabei in die Flüssigkeit 48 des Flüssigkeitsbads 43 eintauchen bzw. die Zellträger 73 aus dem Flüssigkeitsbad 43 herausholen zu können ist jeder Umlenkrolle 75 eine weitere Führungsrolle 76 zugeordnet, die jeweils zwischen der Umlenkrolle 75 und der Aseptikkammer 15 angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Transportbahn für die Zellträger 73 bereitgestellt, die der in der 6 dargestellten Transportbahn ähnelt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Verpackung
3: Formvorrichtung
4: Bündel
5: Verpackungsrohling
6: Verpackungsmantel
7: Zuführeinrichtung
8: Dornrad
9: Dorn
10: Endbereich
11: Heizeinheit
12: Presse
13: Zelle
14: Transporteinrichtung
15: Aseptikkammer
16: Sterilisationszone
17: Füll- und Siegelzone
20: Sterilluftanschlüsse
21: Vorwärmeinrichtung
22: Sterilisiereinrichtung
23: Trocknungseinrichtung
24: Füllposition
25: Füllauslauf
26: Lebensmittel
27: Verschließeinrichtung
30: Packstoff
31: Längsränder
32,33: Ende
34: Bodenbildungsbereich
35: Giebelbildungsbereich
36: Faltlinien
40: Boden
41: Seitenwand
42: Rand
43: Flüssigkeitsbad
44: Seitenwandabschnitt
45: Zellträger
46: Antrieb
47: Vorderwand
48: Flüssigkeit
49: U-förmiger Abschnitt
50: Vorrichtung
51: Transporteinrichtung
52: Führung
53: Zellträger
54: Halteelement
55: Schiene
56: Kulisse
57,58: Schiene
59: Rolle
60: Schwenkachse
61: U-förmiger Abschnitt
70: Vorrichtung
71: Transporteinrichtung
72: Riementrieb
73: Zellträger
74: Riemen
75: Umlenkrolle
76: Führungsrolle

Claims

Vorrichtung (1,50,70) zum Füllen und/oder Bearbeiten von Verpackungen (2), insbesondere Kartonverbundverpackungen, und/oder zum Bearbeiten von Packungen (2), vorzugsweise umfassend Kartonverbundverpackungen, mit einem wenigstens teilweise durch Seitenwände (41) begrenzten Raum (15), insbesondere zur Aufnahme einer sterilen oder aseptischen Atmosphäre, mit wenigstens einem Zellträger (45,53,73) zur Aufnahme wenigstens einer Verpackung (2) und/oder Packung (2) und mit wenigstens einer Transporteinrichtung (14,51,71) zum Transportieren der Verpackungen (2) und/oder Packungen (2) wenigstens teilweise und wenigstens abschnittsweise durch den Raum (15), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seitenwand (41) mit einem unteren Rand (42) in ein Flüssigkeitsbad (43) eingetaucht ist und dass der wenigstens eine Zellträger (45,53,73) unterhalb der Seitenwand (41) durch das Flüssigkeitsbad (43) nach außen zu der auf der dem Raum (15) abgewandten Seite der in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Seitenwand (41) angeordneten Transporteinrichtung (14,51,71) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsbad (43) in Transportrichtung gesehen ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und dass, vorzugsweise, sich das Flüssigkeitsbad (43) zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende wenigstens im Wesentlichen geradlinig und/oder parallel zur Transportrichtung des Zellträgers (45,53,73) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14,51,71) wenigstens teilweise als Linearantrieb oder Riemenantrieb (72) ausgebildet ist und/oder dass mehrere untereinander, insbesondere ausschließlich, über die Transporteinrichtung (14,51,71) verbundene Zellträger (45,53,73) zum Transportieren der Verpackungen (2) und/oder Packungen (2) wenigstens teilweise und wenigstens abschnittsweise durch den Raum (15) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14,51,71) zum teilweisen Eintauchen des Zellträgers (45,53,73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (49,61) des Zellträgers (45,53,73), in das Flüssigkeitsbad (43) in Transportrichtung des Zellträgers (45,53,73) gesehen vor dem in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Rand (42) der Seitenwand (41) ausgebildet ist und/oder dass die Transporteinrichtung (14,51,71) zum teilweisen Herausheben des Zellträgers (45,53,73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (49,61) des Zellträgers (45,53,73), aus dem Flüssigkeitsbad (43) in Transportrichtung des Zellträgers (45,53,73) gesehen hinter dem in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Abschnitt (42) der Seitenwand (41) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14,51,71) zum vertikalen Anheben und/oder Absenken des Zellträgers (45,53,73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (49,61) des Zellträgers (45,53,73), zum Eintauchen und/oder Herausheben des Zellträgers (45,53,73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (49,61) des Zellträgers (45,53,73), vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (71) zum Einschwenken und/oder Herausschwenken des Zellträgers (73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (71) des Zellträgers (73), zum Eintauchen und/oder Herausheben des Zellträgers (73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (71) des Zellträgers (73), vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14,51,71) eine, vorzugsweise außerhalb des Raums (15) angeordnete, Führung (52) und/oder eine Kulisse (56) zum vertikalen Verstellen und/oder zum Schwenken des Zellträgers (45,53,73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (49,61) des Zellträgers (45,53,73), aufweist, und dass, vorzugsweise, der wenigstens eine Zellträger (73) gegen die Kulisse (56) federbelastet ist und zum Abgleiten und/oder Abrollen an der Kulisse (56) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14,51,71) zum Transportieren des wenigstens einen Zellträgers (45,53,73) zum Eintauchen des Zellträgers (45,53,73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (49,61) des Zellträgers (45,53,73), in das Flüssigkeitsbad (43) und/oder zum Herausheben des Zellträgers (45,53,73), insbesondere eines U-förmigen Abschnitts (49,61) des Zellträgers (45,53,73), aus dem Flüssigkeitsbad (43) entlang einer Klothoide vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (15) eine Aseptikkammer, ein Füll- und Siegelraum (17), ein Sterilisationsraum (16), ein aseptischer Raum und/oder ein steriler Raum ist und/oder dass die Vorrichtung (1,50,70) eine Füllmaschine zum Füllen und, vorzugsweise, zum Verschließen der Verpackungen (2), insbesondere Kartonverbundverpackungen ist und/oder dass das Flüssigkeitsbad (43) ein Wasserbad ist.
Verfahren zum Füllen und/oder Bearbeiten von Verpackungen (2), insbesondere Kartonverbundverpackungen, und/oder zum Bearbeiten von Packungen (2), vorzugsweise umfassend Kartonverbundverpackungen, vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung (1,50,70) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, - bei dem wenigstens ein wenigstens eine Verpackung (2) und/oder Packung (2) aufnehmender Zellträger (45,53,73) über wenigstens eine Transporteinrichtung (14,51,71) wenigstens teilweise durch einen, insbesondere eine sterile oder aseptische Atmosphäre aufweisenden, wenigstens teilweise durch Seitenwände (41) begrenzten Raum (15) transportiert wird, - bei dem der wenigstens eine Zellträger (45,53,73) über die wenigstens eine Transporteinrichtung (14,51,71) abschnittsweise in ein Flüssigkeitsbad (43) eingetaucht wird, - bei dem der eingetauchte Abschnitt (49,61) des einen Zellträgers (45,53,73) zwischen zwei außerhalb des Flüssigkeitsbads (43) angeordneten Abschnitten des Zellträgers (45,53,73) angeordnet ist und über wenigstens eine Transporteinrichtung (14,51,71) unterhalb eines ebenfalls in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Rands (42) der Seitenwand (41) hinweg transportiert wird und - bei dem der eingetauchte Abschnitt (49,61) des einen Zellträgers (45,53,73) nach dem Passieren des in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Rands (42) der Seitenwand (41) aus dem Flüssigkeitsbad (43) herausbewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, - bei dem der wenigstens eine Zellträger (45,53,73) von wenigstens einer außerhalb des Raums (15) vorgesehenen Transporteinrichtung (14,51,71) transportiert wird und/oder - bei dem der in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchte Abschnitt (49,61) des wenigstens einen Zellträgers (45,53,73) an einem in Transportrichtung gesehenen vorderen Ende des Flüssigkeitsbads (43) eingetaucht und an einem hinteren Ende des Flüssigkeitsbad (43) herausbewegt wird und/oder - bei dem der in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchte Abschnitt (49,61) des wenigstens einen Zellträgers (45,53,73) wenigstens im Wesentlichen geradlinig und/oder parallel zur Transportrichtung (14,51,71) des Zellträgers (45,53,73) durch das Flüssigkeitsbad (43) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, - bei dem der wenigstens eine Zellträger (45,53,73) abschnittsweise über einen Linearantrieb oder Riementrieb der Transporteinrichtung (14,51,71) in das Flüssigkeitsbad (43) eingetaucht, durch das Flüssigkeitsbad (43) bewegt und/oder aus dem Flüssigkeitsbad (43) herausbewegt wird und/oder - bei dem mehrere untereinander, insbesondere ausschließlich, über die Transporteinrichtung (14,51,71) verbundene Zellträger (45,53,73) separat von der Transporteinrichtung (14,51,71) wenigstens entlang des Flüssigkeitsbads (43) bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, - bei dem der wenigstens ein Zellträger (45,53,73), insbesondere ein U-förmiger Abschnitt (49,61) des Zellträgers (45,53,73), in der Transportrichtung des Zellträgers (45,53,73) gesehen vor dem in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Rand (42) der Seitenwand (41) in das Flüssigkeitsbad (43) eingetaucht, insbesondere vertikal in das Flüssigkeitsbad (43) abgesenkt und/oder in das Flüssigkeitsbad (43) geschwenkt, wird und/oder - bei dem der wenigstens eine Zellträger (45,53,73), insbesondere ein U-förmiger Abschnitt (49,61) des Zellträgers (45,53,73), in der Transportrichtung des Zellträgers (45,53,73) gesehen hinter dem in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Rands (42) der Seitenwand (41) aus dem Flüssigkeitsbad (43) herausbewegt, insbesondere vertikal aus dem Flüssigkeitsbad (43) angehoben und/oder aus dem Flüssigkeitsbad (43) geschwenkt, wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, - bei dem der wenigstens eine Zellträger (45,53,73) zum abschnittsweisen Eintauchen in das Flüssigkeitsbad (43), zum abschnittsweisen Hinwegbewegen unterhalb des in das Flüssigkeitsbad (43) eingetauchten Rands (42) der Seitenwand (41) und/oder zum abschnittsweisen Herausbewegen aus dem Flüssigkeitsbad (43) an einer Führung (52) und/oder Kulisse (56) der Transporteinrichtung (14,51,71) geführt ist und - bei dem, vorzugsweise, der wenigstens eine Zellträger (73) zum Abgleiten und/oder Abrollen an der Kulisse (56) federbelastet gegen die Kulisse (56) angestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, - bei dem der wenigstens eine Zellträger (45,53,73) wenigstens abschnittsweise zum Eintauchen in das Flüssigkeitsbad (43) und/oder zum Herausbewegen aus dem Flüssigkeitsbad (43) von der Transporteinrichtung (14,51,71) entlang einer Klothoide bewegt wird.