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Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken
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von Waren in steriler Umgebung Die erfindung betrifft ein Verfahren
zum Verpacken von Waren in steriler Umgebung, bei dem in einem "Behälterband" genannten
thermoplastischen Materialband in einer Formstation durch Verformung unter Warmeeinwirkung
Behälter gebildet, die Behalter in einer im Inneren einer sterilen
Kammer,
in der ein leichter bberdruck herrscht und deren Boden wenigstens teilweise von
dem Behalterband gebildet wird, angeordneten Füllsxation gefüllt und anschließend
die gefüllten Behälter mit einem Deckelband verschlossen werden, dessen wenigstens
dem Inneren der Behälter zugewandte eite steril ist, ohne daß das Innere der Behälter
durch eine nichtsterile Umgebung verunreinigt werden könnte.
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Eine Hauptschwierigkeit bei den bekannten Verfahren dieser Art besteht
darin, ein Behälterband sowohl in sterilem Zustand als auch bei der Verformungstemperatur
dem eingang der i'ormstation zuzuführen Tatsächlich ist es häufig angezeigt, daß
die Sterilisierung des thermoplastischen Bandes durch die Wärme erfolgt, die diesem
Band zugeführt wird, um es auf die Verformungstemperatur zu bringen. Für eine bferiedigende
Sterilisierung ist es erforderlich, das Band während einer bestimmten Zeit auf einer
bestimmten Temperatur zu halten. Die zum Sterilisieren erforderliche Mindestzeit
ist um so kürzer, je höher die zum Sterilisieren angewendete Temperatur ist.
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Aus diesen Gründen können die Bedingungen für eine gute Sterilisierung
durch einfaches Anwenden der Verformungstemperatur nur erreicht werden, wenn die
Zeit, während der das Band auf dieser Temperatur gehalten wird, relativ lang ilt.
Bei bekannten Vorrichtungen zur Verpackung von Molkereiprodukten in durch Thermoverformung
hergestellten Bechern hat diese Forderung zur Folge, wenn eine bezüglich der wirts(:haftlichen
Rentabilität ausreichende Produlstionsgeschwindigkeit erzielt werden soll, daß für
das thermoplastische Band ein Weg von mehreren metern Länge in einem
beheizten
Tunnel vorgesehen werden muß. Die Anwendung eines derart langen Tunnels hat einen
zu großen Platzbedarf für die Vorrichtung, die Gefahr einer Uberhitzung des Bandes
im Falle eines momentanen Bandstillstandes und bei der Inbetriebnahme eine große
Anlaufzeit, bei der eine betrachtliche enge des Materials verlorengeht, zur Folge.
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Man könnte demnach versucht sein, zur einhaltung vernünitiger Abmessungen
und vernünftiger Produktionsfolgen das Band zu sterilisieren, bevor es auf die Verformungstemperatur
gebracht wird0 Zu diesem Zweck könnte das Materialband während einer relativ kurzen
Zeit auf eine Sterilisierungstemperatiu' gebracht werden, die bedeutend über der
Verformungstemperatur liegt, und dann das Band vor seinem Eintritt in die Formstation
abgekühlt wird.
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IIier besteht jedoch die Gefahr einer zu starken Erweichung des Materials,
die Transportschwierigkeiten sowie das Auftreten von Hissen oder Oberflächen-Unregelmäßigkeiten
zur Folge haben kann, die ihrerseits zum Abreißen des Bandes oder zum entstehen
von Löchern bei der Verformung Anlaß geben können. Es wäre auch möglich, das Band
durch ein Bad mit einer sterilisierenden Flüssigkeit zu leiten.
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Eine solche Maßnahme würde jedoch die Installation komplizieren und
wäre für die Verpackung von Lebensmitteln kaum zulässig.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Verpacken von Uhren in steriler Umgebung zu schaffen, das nicht die vorstehend behandelten
Nachteile
aufweist, also ein Verfahren, welches es ermöfslicht,
der Formstation ein steriles Behälterband mit der Verformungstemperatur zuzuführen,
ohne daß die Zeit oder die Sinrichtung zur Erwärmung über das zur brwärmung des
Material3 auf die Verformungstemperatur Notwendige hinausgehen. Dabei besteht dann
keine Gefahr einer zu starken Erweichung des Materialbandes und keine Notwendigkeit
zur Anwendung eines Sterilisierungsmittels.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein erstes
za:sammengesetztes Band verwendet wird, das aus dem Behälterband und mindestens
einem Abdeckband besteht, die mit sterilen Flächen aneinander anliegen und wenigstens
an ihren Rändern dicht miteinander verbunden sind, daß das zusammengesetzte Band
dem Eingang der sterilen Kammer zugeführt und das Abdeckband am eingang der Kammer
von dem Behälterband getrennt wird und die Behälter so gebildet werden, daß die
zuvor von dem wbdeckbund bedeckte sterile Seite des Behälterbandes die Innenseite
der Behälter bildet, und daß endlich außerhalb der sterilen Kammer das Deckelband
wenigstens an seinen Rändern mit dem die gefüllten Behälter aufweisenden Behälterband
dicht verbunden wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Behalterband zweckmäßig
nach der Abtrennung des Abdeckbandes auf seinem Weg vom Eingang der sterilen Kammer
zur Formstation auf die Verformungstemperatur gebracht, auf welchem Weg das Behälterband
bereits einen Teil des Bodens der Kammer bilden kann. Die erwärmung kann
beispielsweise
dadurch erfolgen, daß das Band über eine warme Oberfläche, insbesondere über einen
oder mehrere Heizzylinder geleitet wird.
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Die als Deckel dienende Folie kann von einem beweglichen Deckelband
gebildet werden, das unmittelbar vor dem Aufbringen auf die gefüllten Behälter sterilisiert
wird, was durch Wärmeeinwirkung erfolgen kann, insbesondere wenn das Deckelband
aus Metall, beispielsweise aus Aluminium besteht.
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Unabhängig davon, ob das Deckelband aus Metall besteht oder nicht,
kann es in vorteilhafter Weise auch ebenso wie das Behälterband von einem zusammengesetzten
Band abgezogen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsfori des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird ein erstes zusammengesetztes Band verwendet, das aus dem Behälterband
und mindestens einem Deckelband besteht, von denen das letzte ein oder das Abdeckband
für das Behälterband bildet. Das Deckelband wird nach der Jrennung vom Behälterband
dem Ausgang der sterilen Kammer auf einem Weg zugeführt, der über den Weg des Behälterbandes,
die Formstation und die Füllstation hinwegführt. Endlich werden am Ausgang der sterilen
Kammer die gebildeten und gefüllten Behälter mit der sterilen Unterseite des Deckelbandes
verschlossen, indem das Deckelband und das Behälterband zusammengeführt und wenigstens
an ihren Händern dicht miteinander verbunden werden.
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Wenn das Deckelband von einem zusammengesetzten Band abgezogen wird,
kann es vorteilhaft zur Bildung wenigstens eines Teiles der oberen Wand oder Decke
der sterilen Kammer benutzt werden, die bis zu der Stelle reicht, an der die gefüllten
Behälter verschlossen werden.
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Diese Maßnahme ist unabhängig davon, ob das Deckelband von dem gleichen
zusammengesetzten Band abgezogen wi d, das auch das Behälterband enthält, oder von
einem davon getrennten zusammengesetzten Band.
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Gegenstand der Erfindung ist auch Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verf ahrens, also eine Vorrichtung zum Verpacken von Waren in
steriler Umgebung mit einer sterilen Kammer, einer Einrichtung zum Speisen der Kammer
mit einem sterilen Gas unter einem Druck, der etwas höher ist als der außerhalb
der Kammer herrschende Druck, mit einer ersten Transporteinrichtung für ein NBehälterband"
genanntes Band aus thermoplastischem Material, das wenigstens einen Teil des Bodens
der sterilen Kammer bildet, mit einer Heizstation sur Erwärmung des Behälterbandes,
mit einer wenigstens teilweise in der sterilen Kammer angeordneten Formstation zur
Erzeugung von Behältern in dem Behälterband, die wenigstens eine unterhalb des Behälterbandes
angeordnete, vertikal bewegliche Form und wenigstens einen oberhalb des Behälterbandes
angeordneten, innerhalb einer Formglocke vertikal beweglichen Formstempel umfaßt,
mit einer Füllstation, die wenigstens eine an einem Düsenträger angebrachte, oberhalb
des Behälterbandes mündende Düse umfaßt, mit einer Schließstation,
in
der die gefüllten Behälter mit einem Deckelband bedeckt werden, und mit einer Siegelstation,
in der das Deckelband längs des Umfanges der einzelnen Behälteröffnungen mit dem
Behälterband direkt verbunden wird.
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Nach der Erfindung ist bei einer solchen Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens am Eingang der sterilen Kammer eine Einrichtung
zum Abziehen eines Abdeckbandes von dem Behälterband, das mit dem Behälterband wenigstens
längs seiner Ränder dicht verbunden ist, angeordnet, es sind die Formglocke und
der Düsenträger an einem oberhalb der Ebene des Behälter bandes gelegenen Wandabschnitt
der sterilen Kammer dicht befestigt und es sind die oberhalb der Formglocke gelegenen
elemente der Formstation, die oberhalb des Düsenträgers gelegenen Elemente der Füllstation
sowie alle Elemente der Schließstation und der Siegelstation außerhalb der sterilen
Kammer angeordnet.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
die Heizeinrichtungen der Heizstation wenigstens auf einem Teil des Weges des Behälterbandes
vom Eingang der sterilen Kammer zur Formetation angeordnet.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird das Deckelband mittels Führungsgliedern von einer vor der Formstation
gelegenen ersten Stelle bis zu einer am Ausgang der sterilen Kammer
gelegenen
zweiten Stelle getrennt vom Behälterband auf einem Weg geführt, der über die Formstation
uni die Füllstation hinwegläuft.
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Weitere Einzelheiten und sLusgestultungen sowie Vorteile des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Die der Beschreibung
und der zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen guoführungsformen
der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung
finden. Bs zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch
eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 einen schematischen
Schnitt längs der Linie II-II durch die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 und 4 schematische
Darstellungen von Längsschnitten durch weitere Ausführungsformen einer Vorrichtung
nach der Erfindung, Fig. 5 einen schematischen Schnitt längs der Linie V-V durch
die Vorrichtung nach Fig. 4, Fig. 6 bis 8 schematische Darstellungen von Längs schnitten
durch weitere Ausführungsformen einer Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 9
einen Schnitt längs der Linie IX-IX durch die Vorrichtung nach Fig. 7 in vergrößertem
Maßstab.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung unfaßt eine Formstation
12, eine hiillstation 16 und eine Schließstation 18 zur Bildung von Behältern 11
in einem Band 10 aus thermoplastischem Material, das in der Folge "Behälter~ band"
genannt wird, zum Füllen der gebildeten und in dem Band enthaltenen Behälter und
zum Verschließen der gefüllten und noch immer in dem Bund 10 vorhandenen Behälter
mittels einer Deckfolie oder eines Deckelbandes 20.
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Das Behälterband 10 wird mindestens vom Beginn der Formstufe an in
einer horizontalen Ebene P schrittweise vorgeschoben. Der Transport des Behälterbandes
erfolgt durch Ergreifen seiner Ränder mittels Zangen 21 (Fig. 2), die von endlosen
Ketten getragen werden, die über nicht dargestellte Antriebs- und Umlenkrollen laufen.
Eine solche Transporteinrichtung ist an sich bekannt und beispielsweise in der US-PS
3 653 175 beschrieben.
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Die Formstation 12 weist mindestens einen, im allgemeinen jedoch mehrere
Formstempel 13 auf, die in Vertikalrichtung beweglich im Inneren einer Formglocke
14 angeordnet sind, die sich über der Transportebene des Bandes 10 in der Formstation
12 befindet. Der untere Rand der Formglocke 14 liegt in der gleichen Bbene wie die
Oberfläche des Behälterbandes 10. Unterhalb des Behälterbandes 10 ist eine Form
15 mit hohlräumen 13a angeordnet, deren Anzahl der Zahl der Formstompel 13 gleich
ist und deren Form der gewünschten Form der Behälter 11 entspricht.
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Die Form 15 ist in Vertikalrichtung zwischen einer oberen Formstellung,
die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und in der der obere Hand der Form das Behälterband
10 gegen den unteren Ilond der Formglocke anpreßt, und einer unteren Stellung beweglich,
in der die Form 15 den Weg für den kustritt der geformten Behälter aus der Formstation
freigibt.
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Die Füllstation 16, die mit dem zu verpackenden Produkt über eine
Leitung 16a gespeist ist, umfaßt einen Düsenträger 17, der so viel Düsen 17a trägt,
wie gleichzeitig zu füllende Behälter vorhanden sind.
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Die gefüllten Behälter werden in der nur in Fig. 1 dargestellten Schließstation
durch huisiegeln einer Deckelfolie längs des Umfanges der Einfüllöffnung der Behälter
verschlossen. Das Aufsiegeln erfolgt mittels eines beheizten Stempels 19 und eines
Gegenstempels 19a, die zu beiden Seiten der Trunsportebene des Behälterbandes 10
in Vertikalrichtung beweglich angeordnet sind.
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Nach der Erfindung wird das Behälterband 10 von einem zusammengesetzten
Band 22 abgezogen, das beispielsweise von einer nicht dargestellten Vorratsrolle
abgewickelt wird. Das zusammengesetzte Band 22 besteht aus zwei übereinander angeordneten
Bändern, nämlich dem Behälterband 10 und einem Abdeckband 23, die wenigstens längs
ihrer Ränder dicht aneinander anliegen und deren einander gegenüberliegenden Flächen
steril sind. Diese
beiden Bänder können durch anwendung, geringer
Zugkräfte voneinander getrennt werden. Die Trennung kann ggfO durch Anheben des
zusammengesetzten Bandes auf eine höhere Temperatur unterstützt werden, die als
Trennt temperatur" bezeichnet wird und etwas über der Umgebungstemperatur, Jedoch
erheblich unter der Formtemeperatur liegt, auf welche das Behälterband 10 vor seinem
Eintritt in die iormstation 12 gebracht wird0 Das Behälterband 10 besteht aus einem
thermoplastischen Material, während das Abdeckband 23 aus einem Celluloseband, insbesondere
Papier oder Karton, aber auch aus einem Metall wie Aluminium oder einer Metallegierung
oder sogar aus Kunststoff bestehen kann.
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Das zusammengesetzte Band 22 kann in einer sterilen Umgebung hergestellt
werden, indem das die Bänder 10 und 23 bildende Material während einer zur Sterilisierung
ausreichenden Zeit auf einer Sterilisierungstemperatur gehalten und dann noch immer
in steriler Umgebung durch eine Heißverklebung oder lIeißversiegelung wenigstens
an ihren Rändern dicht miteinander verbunden werden.
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Das zusammengesetzte Band 22 kann auch dadurch hergestellt werden,
daß das das Behälterband bildende thermoplastische Material auf das auf eine Sterilisierungstemperatu
gebrachte Abdeckband 23 durch Extrudieren aufgebracht wird.
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Es ist auch möglich, das zusammengesetzte Band durch gemeinsames Extrudieren
der beiden einzelnen Bänder herzustellen, so daß die Sterilisierung der aneinander
anliegenden Flächen der Bänder das unmittelbare Ergebnis ihrer Herstellung ist,
ohne daß eine Nachbehandlung erforderlich wäre.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Lbdeckbund 23 von dem Behälterband
10 getrennt und über eine Umlenkrolle 24 geleitet, von der aus das abdeckband zu
einem nicht dargestellten Aufspul-Zylinder gelangt, um ggf.
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einer VJiederverwendung zugeführt zu werden. Die Trennung erfolgt
an einer Stelle, die den Eingang in eine sterile Kammer 25 bildet, deren Innenraum
in den Fig. 1 und 2 durch eine Schraffur mit großem Strichabstand gekennzeichnet
ist.
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Nach seinem Eintritt in die sterile Kammer 25 läuft das Behälterband
10 über eine Heiztrommel 26 und über eine ebenfalls beheizte Umlenkrolle 27, die
das Behälterband der ebene P zuführt, in der es durch den restlichen Teil der Vorrichtung
geleitet wird. Die Trommel 26 ist ebenso wie die Umlenkrolle 27 mit eingebauten
Heizeinrichtungen versehen, beispielsweise mit inneren Kanälen 26a (Fig. 2) für
ein heißes Fluid, um das Behälterband 10 auf die Verformungstemperatur zu bringen.
Da die Außenflächen der Trommel 26 und der Rolle 27 ständig heiß sind, sind sie
auch steril.
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Von der Stelle des Eintrittes in die Kammer 25 bis zu der Stelle,
an der es die Umlenkrolle 27 berührt, sowie von der Stelle an, an der es die Umlenkrolle
27 verläßt, bildet das Behälterband 10 die untere Wand oder den Boden der sterilen
Kammer 25.
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Im Bereich vor der Formstation 12 wird die sterile Kammer 25 nach
oben durch eine starre Wand 28 begrenzt, die sich oberhalb des Behälterbandes 10
vom eintritt in die Kammer bis
zur Formglocke 14 erstreckt. Ln
den Seiten ist die Kammer 25 durch seitliche, vertikale, starre Wände 29 begrenzt,
die mit der oberen Wand ;)8 oder Decke verbunden sind und deren unterer 1vand ein
profil hat, dessen Form genau der Bahn des Behälterbandes 10 folgt. Schon vor der
Formstation wird das Behälterband 10 auf seinem eg an seinen über die oeitenwände
29 überstehenden Rändern 29 von den Zangen 21 erfaßt und transportiert. Die endlosen
Ketten, an deren Gliedern die Klammern angebracht sind, sind auf solchen Bahnen
geführt, daß das Behalterband 10 an den unteren Rändern der seitlichen Wände 2'3
entlanggleitet (siehe Fig. 2).
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hinter dem Eintritt in die Formstation ist die Kammer nach oben durch
eine starre horizontale Wand 30 begrenzt, welche die Formglocke 14 und den Düsenträger
17 tragt und über der Transportebene des Behälterbandes 10 angeordnet ist. Vertikale
Wände 31 schließen die Kammer seitlich von der oberen Wand 30 bis zur IIöhe des
Behlilterbandes 10 ab, das auch auf diesem Abschnitt seines horizontalen Weges von
den Zangen 21 an seinem außerhalb der seitlichen Wände liegenden Rand gehalten ist.
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Die Kammer 25 wird über eiiie Leitung 32 die an nicht dargestellte,
in das Innere der Kammer mündende Öffnungen angeschlossen ist, mit steriler Luft
gespeist, so daß in der Kammer eine sterile Atmosphäre unter einem Druck herrscht,
der etwas über dem Außendruck liegt. Dieser leichte Überdruck hat nur den Zweck,
ein Eindringen von
Außenluft im Bereich zwischen dem Behälterband
10 und den seitlichen starren Wänden 29 und 31 zu verhindern.
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Der Uberdruck kamin geregelt werden, indem ein nicht dargestellter
ausgang mit einer Ventilklappe vorgesehen wird.
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In der Formstation 12 gewahrleisten DicEltungen 33, die in einer den
beweglichen Stößel 14a, der den Formstempel 13 trägt, umgebenden Manschette 34 angeordnet
sind, die Abdichtung zwischen dem oberen Abschnitt der Formglocke 14 und dem Außenraum.
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Außerhalb der Kammer 25 angeordnete starre Wände 35 und 36 erstrecken
sich horizontal unter der Bahn des Behälterbandes 10 und sind vor bzw. hinter der
Formstation angeordnet. Von diesen Wänden ist die hinter der Formstation angeordnete
Wand 36 vertikal beweglich.
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Wie Fig. 1 deutlich erkennen läßt, befinden sich die Elemente der
Formstation 12, die sich oberhalb der Formglocke 14 befinden, die Elemente der Füllstation
16, die sich oberhalb des Düsenträgers 17 befinden, und alle Elemente der Schließstation
18 außerhalb der sterilen Kammer 25.
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Das Deckelband 20, das von einer nicht dargestellten Vorratsrolle
abgezogen und über eine Umlenkrolle 37 geleitet wird, durchläuft einen vertikalen
Sterilisierungs-Tunnel 38, in dem wenigstens die Fläche 20a, die dem Inneren der
Behälter zugewandt sein wird, durch Anwendung von Wärme, die von einer quelle 39
geliefert wird, sterilisiert wird.
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Das Deckelband 20 dringt iri die steile Kammer .') ein und bildet
einen Teil der Endwand dieser Kammer. In diesem Bereich ist die sterile Fläche 20a
des Deckelbandes dem Inneren der Kammer zugewandt. hinter der Füllstation pressen
Paare von Druckwalzen 40 die länder des Behälterbandes 10 und des Deckelbandes 20
dicht geben einander. Die Kontaktlinie zwischen den Bändern bildet das äußerste
Ende am Ausgang der sterilen Kammer.
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Hinter den Druckwalzen 40 kann auf das Deckelband zusätzlich ein Überzugband
41 aufgebracht w rden, das von einer nicht dargestellten Vorratsrolle abgewickelt
und über Umlenkrollen 42 zugeführt wird0 Das Überzugband wird über dem Deckelband
in der station 18 längs des Randes der Einfüllöffnungen der Behälter aufgesiegelt
oder aufgeschweißt.
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Die Funktion der in den Eig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ergibt
sich aus der vorstehenden Beschreibung.
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Die Bänder 22, 10 und 20 werden schrittweise synchron zueinander vorgeschoben.
Der Vorschub knn durch verschiedene Transportmittel oder durch das gleiche, mit
Zangen 21 versehene Kettenpaar erfolgen. Es genügt, Einrichtungen zur vorübergehenden
Öffnung der angen bei der Trennung des abdeckban(1es 23 und bei der Zuführung des
Deckelbandes LO sowie des Überzugbandes 41 vorzusehen. Es sei an dieser Stelle erwähnt,
das dichte Aufeinanderbringen der Bänder der Bänder 10 und 20 auch durch die Zangen
21 selbst erfolgen könnte. bine solche
Lösung kann tatsächlich
vollständig beiriedigend sein, da auf dem kurzen Weg von dem ausgang der sterilen
Kammer bis zur Siegelstation 18 keine Gefahr einer Verunreinigung des Inneren der
Behalter besteht.
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Bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung werden die Innenseiten der
starren Wände der Kammer 25, die Oberseite der Wand 36, die in hoher Stellung am
unteren Rand der Seiten wände 31 angeordnet ist, und das Innere des Tunnels 38 sterilisiert.
Der vordere Abschnitt des Deckelhndes 10 wird bis zum Ausgang der sterilen Kammer
25 gezogen und mit dem vorderen Abschnitt des Deckelbandes 20 wieder abgedeckt.
endlich wird im Inneren der Kammer die sterile Atmosphäre hergestellt. Der schrittweise
Vorschub des Behälterbandes und synchron dazu des Deckelbandes wird erst nach der
beschriebenen Einrichtung der Vorrichtung zusammen mit der Funktion der Formstation
und der Füllstation ausgelöst, nachdem auch die bewegliche Wand 34 abgesenkt wurde,
um den eg für die geformten Behälter freizugeben.
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Die Fig. 3 bis 9 veranschaulichen andere Ausführungsformen einer Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Elemente, die den dargestellten
Vorrichtungen gemeinsam sind, tragen die gleichen Bezugsziffern und sind nur einmal
beschrieben.
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Die in Fi. 3 dargestellte Vorrichtung stimmt mit der Vorrichtung nach
den Fig. 1 und 2 überein, abgesehen von der Zuführung des Deckelbande:; 20. Tatsächlich
wird das
Deckelband 20 nicht vor seiner Aufbringung auf die Behälter
sterilisiert, sondern ebenso wie das Behälterband von einem zusammengesetzten Band
50 abgezogen. Das zusammengesetzte Band 50 besteht aus dem Deckelband 20, das aus
einem thermoplastischen Material der gleichen Art bestehen kann wie das Behälterband
10 und einem Abdeckband 51. Das Deckelband 20 und das abdeckband 51 sind mit sterilen
Flächen aufeinandergelegt und wenigstens längs ihrer Ränder dicht miteinander verbunden.
Das zusammengesetzte Band 50 kann in der gleichen Weise hergestellt werden wie das
zusammengesetzte Band220 Die Abtrennung des hbdeckbandes 51 erfolgt am eintritt
des zusammen gesetzten Bandes 50 in die Kammer 25 in der Weise, daß nur das Abdeckband
51 über eine Umlenkrolle 52 wieder nach außen geführt wird, während das Deckelband
20 auf das Behälterband mittels Andruckrollen 40 aufgebracht wird.
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Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dai3 die Kammer 25 an ihrem Ausgang durch
die sterilen Flächen der gerade voneinander getrennten Bander 20 und 51 verschlossen
wird. Nicht dargestellte Antriebseinrichtungen bewirken einen Vorschub des zusammengesetzten
Bandes 50 synchron zum Behälterband und ein Zuführen des Abdeckbandes 51, nach seiner
Trennung von dem Deckelband ;10, zu einem Aufwickelzylinder.
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Bei der in den Fig. 4 und 9 dargestellten Vorrichtung werden das Behälterband
10 und das Deckelband 20 von zwei verschiedenen zusammengesetzten Bändern 22 und
50 abgezogen. Ihre Abtrennung von den entsprechenden Abdeckbändern 23 und 51 erfolgt;
am Eingang der sterilen Kammer 25.
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Benachbarte Umlenkrollen 53 und 24, die in entgegengesetztem Sinne
umlaufen, lenken die Abdeckbänder 23 und 51 aus der Kammer 25 hinaus. Die sterilen
Flächen der Abdeckbänder 23 und 51 können dabei gegeneinunder gelegt und wenigstens
länge ihrer Ränder dicht miteinander verbunden werden, bevor eine Verunreinigung
in einer nichtsterilen Atmosphäre stattfindet. Das Zusammenfügen der Bänder erfolgt
spätestens beim Austritt aus der sterilen Kammer 25, beispielsweiHe mittels der
Umlenkrollen 53 und 24. M;n gewinnt auf diese Weise ein zusammengesetztes Band zurück,
das aus den Abdeckbändern 23 und 51 besteht und das vorteilhaft in der gewonnenen
Form wieder verwendet werden kann. Insbesondere, wenn zwei zusammengesetzte Bänder
22 und 50 verwendet werden, die beide identisch sind und Jeweils aus einem ersten
und einem zweiten Band bestehen, von denen das erste Band des einen als Behalterband
und das zweite Band des anderen als Deckelband dienen, wird ein zusammengesetzte
Band zurückgewonnen, das wiederum mit den verwendeten Bändern identisch ist und
dessen Wiederverwendung eine bedeutende Einsparung an Material ermöglicht.
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Auf seinem Weg von der Stelle, an der die Abtrennung des hbdeckbandes
51 erfolgt, bis zu der Stelle, an der es auf das Behälterband am Ausgang der Kammer
aufgebracht wird, bildet das Deckelband 20 die obere Wand der sterilen Kammer, deren
Volumen in Fig. 5 durch nicht unterbrochene Striche veranschaulicht ist. Das Band
20 verläuft oberhalb der Trommel 26, des Zylinders 27, der Formstation 12 und der
Füllstation 16.
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Die elemente der Formstation und der Füllstation, die sich oberhalb
der Formglocke bzw. des Düsenträgers befinden, die von der horizontalen und 50 getragen
werden, befinden sich im Inneren eines Quertunnels 54, der mit der Außenluft in
Verbindung steht und die sterile Kammer 25 in Querrichtung durchdringt. Der Tunnel
54 ist von der sterilen Kammer 25 durch eine in sich geschlossene querwand getrennt.
Diese Querwand besteht aus der horizontalen Wand 30, welche die untere Wand des
Tunnels 54 bildet, und einer Wand 55, die im wesentlichen die Form eines umgekehrten
U aufweist, die r'ormstation und die Füllstation überspannt und deren Enden vor
der Formstation bzw. hinter der Füllstation mit der horizontalen Wand 30 verbunden
sind.
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An den Seiten ist die sterile Kammer 25 durch vertikale Wände 56 verschlossen,
deren oberer Rand der Bahn des Deckelbandes 20 und deren unterer Rand der Bahn des
Behälterbandes 10 folgt. Diese vertikalen Wände 56 weisen Offnungen 56a und 56b
auf, welche den Zugang zum Tunnel 54 freigeben (siehe Fig. 5).
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Die horizontalen Wände 35 urid 36 erstrecken sich unter dem Behälterband
10 vor und hinter der Formstation 12.
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Die Wand 36 ist in Vertikalrichtung beweglich. taine obere Wand 57,
auch Dach genannt, die ebenfalls den Querschnitt eines umgekehrten U aufweist, erstreckt
sich über dem Weg des Deckelbandes 20. Die senkrechten stege 57a und 57b am Hand
der Wand 57 fluchten mit den
seitlichen Wänden 56 und berühren
die obere Fläche des Deckelbandes 20. Die Ränder des Deckelbandes 20 sind auf diese
Weise in Spalten 58 geführt (siehe Fig. 5). Der Transport des Deckelbandes 20 kann
mittels Zangen ;1' erfolgen, die den Zangen 21 entsprechen und die die ränder des
Deckelbandes 20 außerhalb der seitlichen Wände der sterilen Kammer erfassen, Die
Bänder der spalte 58 können bei Bedarf mit Dichtungslippen versehen sein.
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Bei diesem sowie auch bei den vorhergehenden und nachfolgenden Ausführungsbeispielen
kann die Führung der Bänder 10 und 20 längs ihrer Wege in der sterilen Kammer und
nach der Erwärmung des Behülterbandes 10 mittels Gleitschienen erfolgen, die an
den seitlichen starren Wänden der sterilen Kammer angebracht sind und in welche
die Ränder der Bänder eingreifen. Der Transport kann in diesem Fall, bei der Ausführungsform
nach den Fi6r. 4 und 5 wenigstens für das Deckelband, mittels eines Transportbandes
erfolgen, ds in den Rund dieses Bandes eingreifende Vorsprünge aufweist, wie es
beispielsweise in der französichen Patentanmeldung Nr. 75 38785 beschrieben ist.
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Die Bander 10 und 20 werden zur Ausgang der sterilen Kammer 25 miteinander
verbundene Anschließend folgt das Versiegeln der Behälter, ggf. nach Aufbringen
eines zusätzlichen Überzugbandes 41, wie es vorstehend beschrieben woiden ist.
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Die in Fig. 6 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der Vorrichtung
nach Fig. 4 durch die Tatsache, daß das Deckelband 20 zugleich das abdeckband ist,
dns zusammen mit dem Behälterband 10 das zusammengesetzte Band 22 bilden. Die sterilen
Flächen der Bänder 10 und 20 sind wieder einander zugewandt. Es handelt sich daher
bei der Anordnung nach Fig. 6 um eine besonders vorteilhafte ausführungsform, weil
nur ein einziges zusammengesetztes Band 22 benötigt wird.
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Nach ihrer Trennung verlaufen die Bänder 10 und 20 zu beiden Seiten
eines quertunnels 54 und bilden die weitere bzw. obere Wand der sterilen Kammer
2. Wie oben angegeben, wird das Deckelband 2'0 synchron zu dem Behälterband 10 transportiert,
beispielsweise mittels von Ketten getragenen Zangen, welche die Händer der Bänder
an der Außenseite der beitenwände der Kammer ergreifen.
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Die liand 57, die oberhalb des zuges des Deckelbandes 20 verläuft,
ist an ihrem hinteren binde durch eine vertikale Wand 57c verlängert, die sich bis
zu der Stelle erstreckt, an der das zusammengesetzte Blind 22 in das Deckelband
20 und das Behälterband 10 getrennt wird. Diese Trennung erfolgt an der Stelle,
an der das zusammengesetzte Band die Heiztrommel 26 berührt und zwischen dieser
Trommel und einer Holle 59 hindurchläuft.
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Bei der Inbetriebnahme der Vorriciltung wird analog zu der Weise verfahren,
wie es zuvor für die Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist.
Die Bildung
der sterilen Kammer erfolgt im vorliegenden Fall .rch
Auftrennen des Anfangs-Abschnittes des zusammengesetzten Bandes 22 in einen Anfangsabschnitt
des Behälterbandes 10 und einen Anfangsabschnitt des Behälterbandes 20 und in der
Vereinigung der freien sonden dieser Abschnitte am Ausgang der Kammer, um dadurch
die Kammer abzuschließen, bevor mit dem Bilden und Füllen der Behälter unter gleichzeitigem
synchronem Vorschub des Behalterbandes und des Deckelbandes und Trennen dieser beiden
Bänder am eingang der Kammer gemäß ihrem Vorschub unter der Wirkung von Zugkräften
begonnen wird, die von den Transportmitteln für die Bänder in auseinanderstrebenden
Richtungen ausgeübt werden.
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Bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung bildet das Deckelband
20, wie im vorhergehenden Fall, zugleich das Abdeckband, das zusammen mit dem Behälterband
10 das zusammengesetzte Band 22 bildet. In diesem Fall wird Jedoch die obere Wand
der sterilen Kammer wie im F.ll der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform
von starren Wandelementen gebildet.
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Das Deckelband 20 wird von der Stelle, an der es von dem Behälterband
10 an der Umfangs fläche einer Rolle 61 getrennt wird, bis zum Ausgang der Kammer
in einem Kanal 60 geführt, Der Kanal 60 verläuft über die Heiztrommel °6, den Heiz-
und Umlenkzylinder 27 und die Formstation !2 sowie die Füllstation 16. Die untere
Wand des Kanals 60 bildet einen Teil der oberen stand der sterilan Kammer, der vor
der Füllstation 12 liegt, und ist durch eine vertikale Wand 62 mit der horizontalen
stand 30 verbunden, welche die Formglocke 14 und den Düsenträger 17 tragt.
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ie aus Fig. 9 ersichtlich, hat der EAnal 60 die Form einer Gleitschiene.
Diese Gleitschiene wird mit einem sterilen Gas gespeist, dessen Druck etwas höher
ist als der Umgebungsdruck. Dieses Gas wird über nicht dargestellte Offnungen zugeführt,
die im Boden des Kanals münden und an eine Quelle eines sterilen Gases ungeschlossen
sind. Der Boden der Gleitschiene steht der sterilen Fläche des Deckelbandes gegenüber,
die in dichte Berührung mit dem Behälterbind gebracht werden soll. Die Gleitschiene
weist an ihren Händern nach oben und innen gerichtete Stege 60a und 60b auf, welche
die Randabschnitte des Bandes 20 umgreifen. Eine Schutzplatte 61 kann die Gleitschiene
oberhalb des Bandes 20 bedecken, so daß ein Kanal in Form einer Rinne oder eines
Tunnels entsteht, in dem eine sterile atmosphäre unter leichtem Uberdruck besteht.
Es ist zu beachten, daß das Hinduchleiten eines sterilen Gases durch den Haum zwischen
dem Boden der Gleitschiene und der sterilen Flache des Bandes einerseits eine Verunreinigung
dieses Haumes verhindert und andererseits eine schwimmende Führung des Deckelbandes
in der Gleitschiene ermöglicht. Es ist nicht erforderlich, für das Deckelband besondere
Antriebsmittel vorzusehen, da es genügt, einen Antrieb durch den gleichzeitigen
Vorschub der vereinigten Deckel- und Behälterbänder zu bewirken.
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Die Inbetriebnahme der Vorrichtung nach den Fig. 7 und 9 erfolgt im
wesentlichen in der gleichen Weise, wie es für die Vorrichtung nach Fig. 1 beschrieben
worden ist.
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Die in Fig. 8 schematisch dargestel:lte Ausführungsform einer Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Vorfahrens unterscheidet sich von der Ausführungsform
nach Big. 7 dadurch, daß das zusammengesetzte Band ;1;1 außer dem Behälterband 10
und dem Deckelband 20 noch ein Zwischenband 66 umfaßt, das zwischen dem Behalterband
und dem Deckelband angeordnet und zumindest mit deren Bändern dicht verbunden ist.
In diesem Fall sind die sterilen Flächen des Behälterbandes und des Deckelbandes
dem Zwischenband 66 zugewandt.
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Die Herstellung des dreifach-zusammengesetsten Bundes 22 kann analog
zu der Herstellung des zweifach-zusammengesetzten Bandes erfolgen. beispielßweise
kann zunächst ein erstes zweifaches Band in steriler Umgebung hergestellt und dann
dem zweifachen Band noch immer in steriler Umgebung als drittes Band das sterile
Behälter-oder Deckelband hinzugefügt werden. Statt dessen können auch gleichzeitig
oder nacheinander das Behälterband und das Deckelband zu beiden Seiten des durch
Wärme sterilisierten Zwischenbandes extrudiert werden. Es sei besonders darauf hingewiesen,
daß ein solches dreifaches zusammengesetztes Band die Verwendung nut eines zusammengesetzten
Bandes auch in dem Fall erlaubt, in dem das Behälterband und das Deckelband aus
dem gleichen Material bestehen, wwas für die Herstellung und Anwendung nur eines
zweifach-susasmengesetzten Bandes Probleme bei der Trennung ergeben könnte. Bei
der Ausführungsform nach Fig. 8 wird das Behülterband 10 von den beiden anderen
Bändern 66 und 20 am i:.intritt in den kanal 60, bei dem es sich auch um den Eingaue
in die sterile Kammer ;)5 handelt, getrennt.
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Das Deckelband 20 wird später von dem zwischenband 66 getrennt, indem
das Zwischenband 66 durch einen im worden des Kanals 60 angebrachten spalt 63 geleitet
wird, der sich an einer hinter der vertikalen Viand 62 gelegenen Stelle, befindet.
Der Spalt 63 befindet sich daher in einem Bereich, in dem der Boden des Kanals 60
nicht mehr zugleich die obere Wand der sterilen Kammer bildet.
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Das am Spalt 63 über eine Rolle 64 geleitete Zwischenband 66 wird
auf einem Zylinder 65 aufgewickelt, während hinter dem Spalt das Deckelband allein
durch den restlichen Teil des Kanales 60 bis zu der Stelle geführt wird, an der
es auf das Behälterband aufgebracht wird.
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Als Variante zur beschriebenen Vorrichtung kann die Trennung des l)eckelbandes
20 von den beiden anderen Bändern 66 und 10 am Eintritt der sterilen Kammer erfolgen,
so daß das Deckelband 20 allein durch den Kanal 60 dem ausgang der Kammer zugeführt
wird. Das Zwischenband 66 wird in diesem Fall von dem Behälterband 10 getrennt,
bevor das Behälterband die Eleiztrommel 26 verlaßt und wird aus der sterilen Kammer
beispielsweise durch einen Spalt hinausgeleitet, der in der Wand 62 angebraclit
ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung,
die beide anhand mehrerer Ausführungsbeispiele vorstehend erläutert worden sind,
erlauben die Verpackung verschiedenster Nahrungsmittel und pharmazeutischer produkte
in steriler Umgebung. Es versteht sich, daß die dargestellten Ausführungsbeispiele
in vielfältiger XJeise abgewandelt werden können, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung
zu verlassen, der sich aus den folgenden Patentansprüchen ergibt.
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