DE3876216T2 - Verpackungsmaschine. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein sterile bzw. keimfreie Systeme. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System, um die keimfreien Bereiche einer sterilen Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine gegenüber den nicht- sterilen Bereichen der sterilen Form-, Abfüll- und Schweiß- Verpackungsmaschine zu isolieren.
• Typischerweise werden Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpakkungsmaschinen verwendet, um ein Erzeugnis in einem flexiblen Behälter zu verpacken. Dazu werden Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschinen eingesetzt, um Pharmazeutika, Molkereiprodukte, Wein, Nahrungsmittel, Kosmetika und andere Erzeugnisse in flexible Behälter einzuschweißen. Die Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine stellt eine Vorrichtung dar, um diese Erzeugnisse in effizienter Weise zu verpacken.
• Bei einer Art von Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine wird eine Bahn von thermo- bzw. warmschweißbarer Folie über eine Formeinheit oder einen Dorn geführt, der die Folie zu Schlauchform umformt. Um die Schlauchform zu erhalten, wird die Folie in Längsrichtung gefaltet und entlang aneinanderliegenden Längsrändern warmgeschweißt, um die Schweißrippe zu bilden. Die schlauchförmige Folie wird dann um ein rohrförmiges Abfüllsystem herumgeleitet, das das zu verpackende Erzeugnis in die schlauchförmige Folie einbringt. Um Einzelpackungen (nachstehend "Beutel") herzustellen, muß die Folienbahn durch seitliche Schweißungen über ihre Breite geschweißt werden. Die Seitenschweißungen werden typischerweise von einer Schweißeinrichtung gebildet, die die zweite Schweißung für einen Beutel herstellt, während sie gleichzeitig die erste Schweißung für den nächsten Beutel herstellt. Nachdem die Seitenschweißungen gebildet sind, kann die Folienbahn zwischen den Schweißstellen durchtrennt werden, um Einzelbeutel zu erhalten.
• Charakteristisch werden die Beutel in einer Warmschweißstation geschweißt. Die Warmschweißstation hat die Funktion, die Folie zusammenzuschweißen, indem entgegengesetzte Seiten der schlauchförmigen Folienbahn auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmt werden, so daß die Seiten miteinander verschmelzen, um die Folie zu verschweißen. Die gefaltete Folienbahn kann unter Anwendung von zwei verschiedenen Systemen warmgeschweißt werden. Ein System ist ein Impuls- Warmschweißsystem, bei dem ein Leiter oder ein sonstiges Element intermittierend aufgeheizt wird, um die Folienbahnen zu erwärmen oder miteinander zu verschweißen. Das zweite System ist ein Heizstabsystem oder statisches System, bei dem ein Schweißelement in aufgeheiztem Zustand gehalten und gegen die Folienbahn gedrückt wird, um die Folie zu verschweißen.
• Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschinen haben ferner typischerweise weitere Stationen, an denen die Folienbahn erwärmt wird, beispielsweise eine Fitting- bzw. Formstück- Befestigungsstation und eine Rippenschweißstation zur Bildung der Schweißrippe. Auf einigen Verpackungsgebieten ist es erwünscht, ein Formstück an einer Folienbahn zu befestigen, um eine Öffnung für den Zutritt zum Füllgut der Packung vorzusehen. Dies kann erfolgen, indem die Folienbahn mit dem Formstück verschweißt wird.
• Es kann erwünscht sein, die flexiblen Beutel, die das Produkt enthalten, keimfrei in einer sterilen Umgebung herzustellen. Beispielsweise müssen in der Nahrungsmittel- und pharmazeutischen Industrie aufgrund von Vorschriften die flexiblen Beutel typischerweise in einer sterilen Umgebung hergestellt oder am Ende nach dem Verpackungsvorgang sterilisiert werden. Wegen der Wärmeempfindlichkeit der zu verpackenden Produkte ist eine Sterilisierung am Ende nicht immer praktikabel. Außerdem erhöht eine End-Sterilisierung der flexiblen Beutel die Herstellungskosten des verpackten Guts. Wenn möglich, kann es also vorteilhaft sein, die flexiblen Beutel keimfrei in einer sterilen Umgebung herzustellen.
• Eine der Schwierigkeiten bei der Herstellung eines flexiblen Beutels, der ein keimfreies Erzeugnis enthält, in einer Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine besteht darin, in der Verpackungsmaschine eine keimfreie Umgebung zu schaffen. Dies gilt besonders an den Schweißstationen und den Formstück-Befestigungsstationen. Wegen der bewegten Teile, elektrischer Verbindungen, Kühlelemente und Heizelemente, die an diesen Stationen eingesetzt werden, ist es schwierig, die nichtsterilen von den sterilen Bereichen so zu trennen, daß eine keimfreie Umgebung geschaffen und aufrechterhalten wird.
• Es darf nicht nur das Vorsehen und Unterhalten einer keimfreien Umgebung bedacht werden, sondern auch der Schutz einiger der Bereiche der Verpackungsmaschine gegenüber dem Sterilisationsmittel, das zur Sterilisierung der Maschine eingesetzt wird. Der Sterilisierungsvorgang kann für die bewegten Teile der Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine schädlich sein. Beispielsweise ist es bekannt, einen Teil einer Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine dadurch zu sterilisieren, daß das Maschineninnere mit Wasserstoffperoxid eingenebelt wird. Wenn jedoch die gesamte innere Umgebung der Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine so eingenebelt wird, entfernt das Wasserstoffperoxid zwangsläufig Schmiermittel von den bewegten Teilen der Verpackungsmaschine. Wenn andererseits jedoch Schmierstoffe in dem sterilen Bereich vorhanden sind, können sie Mikroorganismen enthalten und sie später während eines Sterilisationsvorgangs schützen.
• Eine weitere Schwierigkeit bei der Schaffung einer keimfreien Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine ist, daß bestimmte bewegte Teile und Einrichtungen notorisch schwer, wenn überhaupt, zu sterilisieren sind. Beispielsweise ist es nahezu unmöglich, von Druckluft angetriebene Einrichtungen zu sterilisieren.
• FR-A-2302919 beschreibt eine Verpackungsmaschine, die einen sterilen und einen nichtsterilen Bereich sowie eine Vielzahl von flexiblen Gummi- oder gummiartigen Faltenelementen aufweist, um den sterilen Bereich von dem nichtsterilen Bereich zu isolieren bzw. abzutrennen.
• EP-A-0286276, die unter Artikel 54(3) EPÜ genannt wird, zeigt eine Verpackungsmaschine eines ähnlichen Typs wie desjenigen, der in der vorliegenden Anmeldung offenbart ist.
• Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik durch die Kombination von Merkmalen, wie sie in Anspruch 1 aufgeführt sind.
• Vorteile der Erfindung sind, daß sie die Verwendung einer Standard-Drucklufteinrichtung in einer sterilen Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine sowie das Kühlen der Schweißelemente ohne Kontaminierung der sterilen Umgebung zuläßt.
• Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich und sind beschrieben in der folgenden genauen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen.
• Figur 1 zeigt einen perspektivischen Querschnitt einer Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels der Trenneinrichtung gemäß der Erfindung.
• Figur 2 zeigt einen Querschnitt einer Warmschweißstation der Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine unter Verwendung der Trenneinrichtung von Fig. 1 entlang der Linie II-II.
• Figur 3 zeigt einen Querschnitt der Trenneinrichtung entlang der Linie III-III von Fig. 2.
• Figur 4 zeigt einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Warmschweißstation, die die Trenneinrichtung nach der Erfindung verwendet.
• Figur 5 zeigt einen Querschnitt der Trenneinrichtung entlang der Linie IV-IV von Fig. 4.
• Fig. 1 zeigt eine Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine, die die vorliegende Erfindung verwendet. Im vorliegenden Fall bezieht sich der Ausdruck Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine auf eine Maschine zum Herstellen eines flexiblen Beutels aus einer flexiblen Folienbahn zur Aufnahme eines Produkts. Bei einer typischen Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine wird eine Bahn von warmschweißbarer Folie über eine Formeinrichtung geführt, die die Folie zu Schlauchform umformt. Die Folie wird in Längsrichtung gefaltet und entlang aneinanderliegenden Längsrändern warmgeschweißt, um die Schweißrippe zu bilden. Eine erste Seitenschweißverbindung wird in der Folie gebildet, Füllgut wird in die schlauchförmige Folie eingebracht, und dann wird eine zweite Seitenschweißverbindung gebildet. Die Folie wird dann durchtrennt, um eine flexible Packung zu erhalten. Selbstverständlich kann die Trenn- bzw. Isoliereinrichtung nach der Erfindung in anderen Verpackungsmaschinen oder in anderen Vorrichtungen verwendet werden, in denen ein Umgebungsbereich von einem anderen getrennt werden muß.
• Die bei der vorliegenden Erfindung dargestellte Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10 ist eine sterile Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine. Zu diesem Zweck sieht die Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10 einen sterilen Innenbereich 16 vor, in dem die Folienbahn 12 geformt, gefüllt und geschweißt wird, um eine flexible Packung, die ein Produkt enthält, herzustellen. Im vorliegenden Fall bedeutet der Ausdruck "steril" oder "keimfrei" das Zusammenbringen von sterilen Komponenten auf eine keimfreie Weise, wobei keine am Ende des Produktionsvorgangs erforderlichen Sterilisationstechniken benötigt werden.
• Bevorzugt wird die Folienbahn 12 behandelt, bevor sie in die Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10 einläuft, indem sie durch ein Bad oder eine sonstige Einrichtung (nicht gezeigt) zum Behandeln der Folie geführt wird. Die Folienbahn 12 tritt dann durch eine Öffnung 14 in der Maschine in die Verpackungsmaschine 10 ein. Die Folienbahn 12 durchläuft dann die Verpackungsmaschine 10 zu einer Umformeinrichtung 18, an der die Folie zu Schlauchform umgeformt wird. Eine Schweißrippe wird in der Folienbahn 12 an der Rippenschweißstation 20 gebildet. Seitenschweißverbindungen werden in der Folienbahn 12 an der Seitenschweißstation 22 gebildet. Eine Füllrohrkonstruktion 24 ist vorgesehen, um in die schlauchförmige Folienbahn 12 ein Produkt abzugeben und sie dadurch zu füllen.
• Die Trenn- bzw. Isoliereinrichtung gemäß der Erfindung stellt eine Möglichkeit zur Bildung einer sterilen Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10 dar. Zu diesem Zweck sieht die Trenneinrichtung ein Mittel zum Trennen der nichtsterilen Bereiche der Verpackungsmaschine 10 von den sterilen Bereichen der Verpackungsmaschine 10 vor. Das gewährleistet die Sterilität des inneren Bereichs 16, während gleichzeitig die Schmierung und sonstige Beschichtungen, die in der nichtsterilen Umgebung für die Mechanismen jeder Vorrichtung, z. B. die Einrichtungen zum Herstellen der Seitenschweißungen, notwendig sind, aufrechterhalten werden.
• Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Querschnitt der Schweißstation 22 der sterilen Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10. Es ist zu beachten, daß zwar die Trenneinrichtung an der Schweißstation 22 veranschaulicht ist, aber die Einrichtung zum Trennen der Umgebungsbereiche voneinander kann auch an anderen Stationen in der Maschine, beispielsweise etwa der Rippenschweißstation, der Formstück-Befestigungsstation und weiteren Stationen eingesetzt werden, an denen es notwendig oder erwünscht ist, einen sterilen Bereich in der Verpackungsmaschine zu unterhalten.
• Wie gezeigt, weist die Schweißstation 22 ein Paar von Backen 32 und 34 auf. Die erste Backe 32 weist ein Schweißelement 33 und die zweite Backe 34 ein Unterlageelement 35 auf. Das Schweißelement 33 hat die Funktion, einen Bereich der Folienbahn 12 zu schmelzen, so daß Seitenschweißverbindungen in der Folienbahn gebildet werden. Das Unterlageelement 35 hat die Funktion, die Folienbahn 12 in Anlage an das Schweißelement 33 zu drücken.
• Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind die erste Backe 32 und die zweite Backe 34 auf entgegengesetzten Seiten der Folienbahn 12 diametral zueinander, d. h. einander zugewandt, positioniert. Die Backen 32 und 34 haben teilweise die Funktion, die Folienbahn 12 durch die Schweißstation der Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine vorwärtszubewegen. Zu diesem Zweck werden die Backen 32 und 34 aktiviert und gleichzeitig in bezug auf die Folienbahn 12 gehoben und gesenkt. Ein Vorschub der Folienbahn 12 wird erreicht, indem die Backen 32 und 34 intermittierend geschlossen und geöffnet werden.
• Die Backen 32 und 34 werden in Vertikalrichtung durch einen Mechanismus bewegt, d. h. gehoben und gesenkt, der das gesamte Schweißsystem auf- und abbewegt. Zu diesem Zweck ist das gesamte Schweißsystem auf einem Wagen (nicht gezeigt) festgelegt, und ein Mechanismus (nicht gezeigt) bewegt den Wagen in Vertikalrichtung. Wie oben gesagt, hat diese Vertikalbewegung der Backen 32 und 34 die Aufgabe, einen Vorschub der Folienbahn 12 durch die Schweißstation 22 zu bewirken.
• Wie Fig. 3 zeigt, weisen die Backen 32 und 34 ein Paar von Greifern 36 und 38 auf, die in der Hauptsache die Funktion haben, die Lagen der Folienbahn 12 in inniger Berührung miteinander so festzulegen, daß die Folie geschweißt und durchtrennt werden kann. Zum Durchtrennen der Folienbahn 12 ist ein betätigbares Messer 37 vorgesehen. Das Messer 37 ist in einem Kanal 39 angeordnet, der in dem Unterlageelement 35 der zweiten Backe 34 definiert ist, und hat die Funktion, die Folienbahn 12 zwischen den Seitenschweißungen, die in der Folienbahn hergestellt werden, zu durchtrennen. Das Messer 37 wird von zwei Luftzylindern betätigt.
• Die Warmschweißstation 22, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine Impuls-Warmschweißstation. Dazu sind Schweißelemente 41 und 43 vorgesehen. Die Schweißelemente 41 und 43 können ein dünnes Rohr oder einen Draht aufweisen, der aufgeheizt wird, wenn die Backen 32 und 34 zusammengespannt sind und die Folienbahn 12 sandwichartig zwischen sich einschließen. Die Schweißelemente 41 und 43 bewirken, daß die Folienbahn 12 mit sich selbst verschweißt wird, indem ein Bereich der Folie angeschmolzen wird. Das obere Schweißelement 41 hat die Funktion, eine erste Seitenschweißung in der Folienbahn 12 zu erzeugen, während das zweite Element 43 die Funktion hat, eine zweite Seitenschweißung in der Folienbahn zu erzeugen.
• Wie bereits gesagt, ist dem Schweißelement diametral gegenüberstehend ein Unterlageelement 35 angeordnet. Das Unterlageelement 35 weist eine Unterlagefläche 45 auf, gegen die die Folienbahn 12 gedrängt wird, während sie von den Schweißelementen 41 und 43 geschweißt wird. Wie Fig. 2 zeigt, wird der Unterlagestab 35 mit Kühlwasser gekühlt, das durch ein Rohr 44 in einen Kanal im Unterlagestab zugeführt und durch ein Rohr 46 abgeleitet wird.
• Die Backen 32 und 34 sind an Platten 47 bzw. 49 festgelegt. Die Platten 47 und 49 sind an Stangen 48 und 50 drehbar. Zu diesem Zweck weisen die Platten 47 und 49 Führungsbuchsen 51a, b, c und d auf, die Kugel-Loslager 52 aufweisen. Die Führungsbuchsen 51a, b, c, d und Kugel-Loslager 52 ermöglichen den Platten 47 und 49, entlang den Stangen 48 und 50 axial verlagert zu werden. Die Platten 47 und 49 veranlassen die Backen 32 und 34, aufeinander zu bewegt zu werden, um die Folienbahn 12 zu berühren. Um die Platten 47 und 49 zu einer Axialbewegung zu veranlassen, ist jede Platte an wenigstens einem Hydraulikzylinder (nicht gezeigt) befestigt.
• Um eine sterile Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine zu bilden, werden Trenneinrichtungen verwendet, um den sterilen Umgebungsbereich 53 von den nichtsterilen Bereichen zu trennen. Der sterile Bereich 53 umfaßt diejenigen Bereiche in der Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10, die mit der Folienbahn 12 oder dem Gut, das in die Folienbahn zu verpacken ist, in Fluidverbindung sind. Diese sterilen Bereiche 53 sind von den nichtsterilen Bereichen getrennt. Infolgedessen bildet die Trenneinrichtung gemäß der Erfindung ein Mittel zum Isolieren der nichtsterilen Bereiche von den sterilen Bereichen 53.
• Die Trenneinrichtungen weisen eine Vielzahl von Stiefeln auf. Im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich der Ausdruck "Stiefel" auf flexible Bauelemente, die aus Kautschuk oder ähnlichem Material bestehen. Weil zum Sterilisieren der Innenbereiche einer Maschine wie etwa einer Verpackungsmaschine typischerweise ein Wasserstoffperoxid-Nebel angewandt wird, bestehen die Stiefel bevorzugt aus einem gegenüber Wasserstoffperoxid beständigen Material. Am meisten bevorzugt sind die Stiefel aus Silicongummi hergestellt. Die Verwendung von Silicongummi ist nicht nur erwünscht, weil es gegenüber Wasserstoffperoxid beständig ist, sondern auch, weil Silicongummi warmfest ist. Dies ist an den Schweißstationen besonders wichtig, wo Wärme angewandt wird, um einen Bereich der Folienbahn 12 zu schmelzen, um die Seiten- und Rippenschweißungen zu bilden und Formstücke zu befestigen.
• Bevorzugt sind die Stiefel nicht nur flexibel, sondern auch gefaltet. Dies erlaubt es den Stiefeln, entsprechend den bewegten Teilen der Maschinenanlage flexibel zu sein. Es muß gewährleistet sein, daß eine Pumpwirkung oder sonstige Möglichkeit, wodurch auf der nichtsterilen Seite des Stiefels ein höherer Druck erhalten wird, nicht entsteht. Ein Zustand derart hohen Drucks in dem nichtsterilen Bereich kann, auch wenn er nur von kurzer Dauer ist, potentiell nichtsterile Luft oder Mikroorganismen in die sterilen Bereiche drücken. Die Stiefel, Stangen und alle Befestigungsteile müssen ausreichend offen und gelüftet sein, um eventuelle potentiellen Hochdruckzonen in dem nichtsterilen Bereich oder einen eventuellen Unterdruckbereich in dem sterilen Bereich, wodurch die Maschine kontaminiert werden würde, zu verhindern.
• Die Stiefel stellen nicht nur sicher, daß die Integrität des sterilen Bereichs 53 aufrechterhalten bleibt, sondern sie verhindern auch, daß das Sterilisationsfluid die Schmierung zerstört oder abwäscht, die für die bewegten Teile erforderlich ist, und daß es sich störend auf die nichtsterilen Bereiche der Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10 auswirkt.
• Wie gezeigt, ist jede Stange 48 und 50 von einem zylindrischen Stiefel 55 bzw. 57 umschlossen. Die zylindrischen Stiefel 55 und 57 sind langgestreckte zylindrische gefaltete Gummikörper. Jeder zylindrische Stiefel 55 und 57 ist um die Führungsbuchsen 51a und 51d bzw. 51b und 51c herum befestigt, die an den Platten 47 und 49 festgelegt sind. Die Stiefel 55 und 57 sind so ausgebildet, daß die Stiefelenden 55a und 55b bzw. 57a und 57b einen Bereich des Endes der Führungsbuchsen 51a und 51b bzw. 51c und 51d aufnehmen. Eine Spanneinrichtung wie etwa eine Schlauchklemme sichert die Stiefel 55 und 57 um das Ende der Führungsbuchsen 51a, 51b, 51c und 51d herum. Selbstverständlich kann jede Einrichtung zum Festlegen der Stiefel 55 und 57 um die Führungsbuchsen 51a,b,c,d herum verwendet werden, solange sie eine Leckage verhindert
• Die Stiefel 55 und 57 erlauben den Platten 47 und 49 eine Bewegung in Axialrichtung entlang den Stangen 48 und 50, während sie gleichzeitig die nichtsterilen Bereiche 59a und 59b im Inneren der Stiefel 55 und 57 von dem sterilen Bereich 53 der Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine 10 trennen bzw. isolieren. Dadurch ist nicht nur die Sterilität des sterilen Bereichs 53 gewährleistet, sondern auch sichergestellt, daß erforderliche Schmierung für die Stangen 48 und 50 und die Kugel-Loslager 52 nicht während des Vorsterilisierungsvorgangs von den Stangen und Kugel-Loslagern abgewaschen wird.
• Ein zweiter Satz von Stiefeln 61 und 63 ist vorgesehen, um den inneren nichtsterilen Bereich 62 bzw. 64, der nahe den Platten 47 und 49 und Seitenwänden 65 und 67 liegt, abzudichten. Dabei sind die Stiefel 61 und 63 wiederum bevorzugt aus flexiblem gefaltetem Gummi hergestellt. Wie gezeigt, verlaufen die Stiefel 61 und 63 um die Platte 47 und die Seitenwand 67 bzw. die Platte 49 und die Seitenwand 65 herum und umschließen die nichtsterilen Bereiche 62 und 64 und trennen sie von dem sterilen Bereich 53.
• Jeder Stiefel 61 und 63 hat im wesentlichen viereckige Querschnittsform und ist auf jeder seiner Seiten 61a,b,c und d sowie 63a,b,c und d an Seitenwänden 65 bzw. 67 festgelegt. Bevorzugt sind die Seiten 61a,b,c und d sowie 63a,b,c und d, wie in Fig. 2 gezeigt, an den Seitenwänden 65 und 67 durch eine Anordnung aus einer Platte 66 und einem Bolzen 68 festgelegt. Die Anordnung aus Platte 66 und Bolzen 68 verhindert eine Fluidverbindung zwischen den nichtsterilen Bereichen 62 und 64 und dem sterilen Bereich 53. Selbstverständlich können andere Einrichtungen verwendet werden, um die Stiefel 61 und 63 an den Seitenwänden 65 und 67 so zu befestigen, daß eine Fluidverbindung zwischen dem sterilen Bereich 53 und den nichtsterilen Bereichen 62 und 64 verhindert wird.
• Wie ferner in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist jeder Stiefel 61 und 63 auf jeder seiner Seiten 61a',b',c' bzw. d' sowie 63a',b',c' und d' an der Rückseite der Platten 47 bzw. 49 befestigt. Dabei sind die Stiefel 61 und 63 wiederum an den Platten 47 und 49 über eine Anordnung aus einer Platte 66' und einem Bolzen 68' befestigt.
• Wie oben erläutert, sind die Stiefel 61 und 63 ebenfalls gefaltet und bestehen aus einem flexiblen Material wie etwa Silicongummi, so daß die Stiefel 61 und 63 mit einer Axialbewegung der Platten 47 und 49 elastisch mitgehen können.
• Wie Fig. 2 zeigt, gibt es eine Vielzahl von Öffnungen in den Endflächen der Platten 47 und 49, die entweder abgedichtet werden müssen oder abgedichtet sind. Beispielsweise weist die Schweißstation 22 auch Durchführungsleitungen 71 und 72 für elektrische Leitungen auf. Die Durchführungsleitungen 71 und 72 sind umgossen oder mit Stopfen verschlossen. Bevorzugt sind die Durchführungsleitungen 71 und 72 mit RTV-Silicondichtmasse verschlossen, um ihre Enden dicht zu verschließen. Die Durchführungsleitungen 71 und 72 sorgen für Zugang zu den elektrischen Verbindungen.
• Stiefel 81, 82, 83 und 84 sind vorgesehen, um den Backen 32 und 34 zu ermöglichen, mit Luftzylindern 73, 74 bzw.. 75, 76 verbunden zu werden. Somit wirken die Stiefel 81, 82, 83 und 84 mit den Stiefeln 61 und 63 zusammen, um die nichtsterilen Bereiche 62 und 64 von dem sterilen Bereich 53 dicht zu trennen. Die Luftzylinder 73, 74 und 75, 76 haben die Funktion, den Druck zu ändern, mit dem die Backen 32 und 34 die Folienbahn 12 schweißen. Die Stiefel 81, 82, 83 und 84 verschließen die Öffnungen 77, 78 und 79, 80 durch abdichtende Aufnahme der Kolben 73a, 74a bzw. 75a, 76a der Luftzylinder in Öffnungen 77, 78 bzw. 79, 80.
• Wie Fig. 3 zeigt, ist der Kolben 74a abdichtend in der Öffnung 78 des Stiefels 82 aufgenommen. Es sind zwar nur ein Stiefel 82 und ein Kolben 74 gezeigt, es ist aber zu beachten, daß die übrigen Stiefel 81, 83 und 84 und Kolben 73, 75 und 76 gleichartig ausgebildet sind und ebenso zusammenwirken. Die Stiefel 81, 82, 83 und 84 sind ebenfalls gefaltet, so daß sie den Kolben 73a, 74a, 75a und 76a ermöglichen, sich in Axialrichtung zu bewegen, während die Stiefel 81, 82, 83 und 84 abdichtend daran festgelegt sind. Wie Fig. 3 zeigt, verhindert der Stiefel 82 eine Fluidverbindung zwischen einem nichtsterilen Bereich 62a im Luftzylinder 74 und dem sterilen Bereich 53.
• Um eine Druckerhöhung oder einen Druckaufbau innerhalb der nichtsterilen Bereiche 62 und 64, die von den Stiefeln 61 und 63 sowie 80, 81, 82 und 83 umschlossen sind, zu verhindern, sind diese Bereiche zur Atmosphäre gelüftet. Wie nachstehend im einzelnen erläutert wird, kann es erwünscht sein, einen Kanal um und durch die Luftzylinder 73, 74, 75 und 76 vorzusehen, um diesen Bereich zu kühlen. Um eine Bahn für den Luftdurchfluß zu schaffen, sollten die Stiefel 80, 81, 82 und 83 an einem ausreichend weit vorn befindlichen Ende der Kolben 73a, 73b, 73c und 73d liegen, um einen Luftstrom zuzulassen, wie in Fig. 5 durch die Pfeile angedeutet ist.
• Die Stiefel 61, 63, 80, 81, 82 und 83 haben die Funktion, die nichtsterilen Bereiche 62 und 64, die nahe den Platten 47 und 49 sowie den Seitenwänden 65 und 67 liegen, sowie die Luftzylinder 73, 74, 75 und 76 gegenüber dem sterilen Bereich zu isolieren. Infolgedessen wirken die Stiefel 61 und 63 mit den Stiefeln 80, 81, 82 und 83 und den Stiefeln 55 und 57 zusammen, um die nichtsterilen Bereiche 59a, 59b, 62 und 64 der Schweißstation 22 von dem sterilen Bereich 53, durch den der Vorschub der Folienbahn 12 erfolgt, zu trennen. Wie gezeigt, erlauben die Stiefel 55, 57, 61, 63, 80, 81, 82 und 83 eine Trennung der nichtsterilen Bereiche 59a, 59b, 62 und 64 von dem sterilen Bereich 53 durch die Verwendung von nur acht Stiefeln.
• In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung bezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel arbeitet die Warmschweißstation 122 mit einem statischen Heizstab 133, um die Folienbahn 12 zu schweißen. Die Schweißstation 122 weist eine erste Backe 132 mit einem Heizstab 133 und eine zweite Backe 134 auf, die ein Unterlageelement 135 hat (das Unterlageelement kann ähnlich wie der Heizstab 133 ebenfalls aufgeheizt werden, um das Aufbringen von Wärme von beiden Seiten der Folie 12 zuzulassen). Der Heizstab 133 hat die Funktion, einen Bereich der Folienbahn 12 zu schmelzen, so daß die Seitenschweißungen in der Folie erzeugt werden, und das Unterlageelement 135 hat die Funktion, die Folie gegen denn Heizstab 133 zu drängen.
• Wiederum erfolgt der Vorschub der Folie 12 durch die Maschine durch intermittierendes Schließen und Öffnen der Backen 132 und 134, während die Backen gleichzeitig in Vertikalrichtung bewegt werden.
• Ebenso wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die erste Backe 132 an einer Platte 147 festgelegt, die auf zwei Stangen 148 und 150 über Führungsbuchsen 151a und 151c, die geschmierte Kugel-Loslager 152 aufweisen, drehbar gelagert ist. In gleicher Weise ist die zweite Backe 134 an einer Platte 149 festgelegt, die auf den beiden Stangen 148 und 150 über Führungsbuchsen 151b und 151d mit geschmierten Kugel-Loslagern 152 gelagert ist.
• Um den sterilen Bereich 153 von den nichtsterilen Bereichen 159a und 159b zu isolieren, werden zylindrische Stiefel 155 und 157 verwendet. Dabei sind die zylindrischen Stiefel 155 und 157 wiederum langgestreckte gefaltete Gummikörper. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist jeder zylindrische Stiefel 155 und 157 an seinem einen Ende 155a, b und 157a, b an den Führungsbuchsen 151a, c bzw. b, d durch eine Klemmeinrichtung oder eine andere Einrichtung festgelegt. Somit haben die Stiefel 155 und 157 die Funktion, die nichtsterilen Bereiche 159a und 159b zu umschließen und sie von dem sterilen Bereich 153 zu trennen.
• Ebenso wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird ein zweiter Satz von Stiefeln 161 und 163 verwendet, um die nichtsterilen Bereiche 162 und 164 nahe den Platten 147 und 149 und Seitenwänden 165 und 167 von dem sterilen Bereich 153 zu trennen. Wie gezeigt, verlaufen die Stiefel 161 und 163 um die Platte 147 und die Seitenwand bzw. die Platte 149 und die Seitenwand 167 und umschließen die nichtsterilen Bereiche 162 und 164 und trennen sie von dem sterilen Bereich 153.
• Zu diesem Zweck hat der zweite Satz von Stiefeln 161 und 163, wie die Fig. 4 und 5 zeigen, eine im wesentlichen viereckige Querschnittsform, und die Stiefel sind an den Seitenwänden 165 und 167 an Seiten 161a, b, c und d bzw. 163a, b, c und d befestigt. Die Stiefel 161 und 163 können zwar an den Seitenwänden 165 und 167 mit Hilfe aller bekannten Einrichtungen befestigt sein, aber bevorzugt sind die Stiefel 161 und 163 an den Seitenwänden 165 und 167 durch eine Anordnung aus einer Platte 166 und einem Bolzen 168 befestigt. Die Anordnung aus Platte 166 und Bolzen 168 verhindert eine Fluidverbindung zwischen dem sterilen Bereich 153 und den nichtsterilen Bereichen 162 und 164.
• Die Stiefel 161 und 163 sind ferner auf jeder ihrer Seiten 161a',b',c' und d' bzw. 163a',b',c' und d' mit der Rückseite von Platten 147 bzw. 149 verbunden. Wiederum sind die Stiefel 161 und 163 an den Platten 147 und 149 durch eine Anordnung aus einer Platte 166' und einem Bolzen 168' befestigt.
• Die Stiefel 161 und 163 sind ebenfalls gefaltet und aus einem flexiblen Material wie etwa Gummi hergestellt. Infolgedessen können sich die Stiefel 161 und 163 dehnen, während sich die Platten 147 und 149 in Axialrichtung bewegen.
• Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wirken die Stiefel 161 und 163 mit Stiefeln 180, 181, 182 und 183 zusammen, um zu ermöglichen, daß die Backen 132 und 134 mit Luftzylindern 173, 174, 175 und 176 verbunden werden können. Die Stiefel 180, 181, 182 und 183 dichten die Öffnungen 177, 178 bzw. 179, 180 zur abdichtenden Aufnahme der Kolben 173a, 174a, 175a und 176a der Luftzylinder 173, 174, 175 und 176 ab. Die Stiefel 180, 181, 182 und 183 sind um den Kolbenbereich 173a, 174a, 175a und 176a der Luftzylinder 173, 174, 175 und 176 herum festgelegt, so daß keine Fluidverbindung zwischen dem sterilen Bereich 153 und den nichtsterilen Bereichen 162a, b und 164a, b besteht. Wegen ihrer flexiblen und gefalteten Beschaffenheit dehnen sich die Stiefel 180, 181, 182 und 184 an diesem Bereich aus, um eine Bewegung der Kolben 173a, 174a, 175a und 176a in Axialrichtung zuzulassen.
• Um eine Druckerhöhung oder einen Druckaufbau in den nichtsterilen Bereichen 162 und 164, die von den Stiefeln 161 und 163 sowie 181, 182, 183 und 184 umschlossen sind, zu verhindern, werden die nichtsterilen Bereiche 162 und 164 durch die Seitenwände 165 und 167 zur Atmosphäre gelüftet. Zu diesem Zweck werden, wie Fig. 4 zeigt, die nichtsterilen Bereiche 162 und 164, die von Stiefeln 161, 163, 180, 181, 182 und 183 umschlossen sind, unter anderem durch Lüftungsöffnungen 185, 186, 187 und 188 gelüftet.
• Wie oben gesagt, wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Schweißstation 122 ein statischer Heizstab 133 verwendet. Wegen des statischen Heizstabs 133 ist es notwendig, die Luftzylinder 173 und 174 zu kühlen, um zu verhindern, daß die Luftzylinder festfressen. Es ist auch erwünscht, die Zylinder 175 und 176 zu kühlen, indem eine Luftzirkulation durch sie vorgesehen wird. Wie Fig. 5 zeigt, wird zu diesem Zweck ein Luftstrom durch einen Kanal 191 angewandt. Es ist zwar nur ein Luftzylinder 174 gezeigt, aber es ist zu beachten, daß die Luftzylinder 173, 175 und 176 gleichartig ausgebildet sind und mit den Stiefeln 181, 183 und 184 zusammenwirken. Infolgedessen ist es nicht nur erforderlich, daß die Stiefel 181, 182, 183 und 184 eine Fluidverbindung zwischen dem sterilen Bereich 153 und den nichtsterilen Bereichen 162 und 164 verhindern, sondern es muß auch die Zirkulation von Luft um und durch die Luftzylinder 173, 174, 175 und 176 vorgesehen werden.
• Um eine Bahn für den Luftstrom vorzusehen, ist jeder Stiefel 181, 182, 183 und 184 an einem ausreichend weit vorn befindlichen Ende der Kolben 173a, 174a, 175a und 176a angeordnet, um einen Luftstrom zu ermöglichen, wie er durch die Pfeile in Fig. 5 angedeutet ist. Dadurch ermöglichen die Stiefel 181, 182, 183 und 184 einen Luftstrom, der diesen Bereich kühlt und ein Festfressen der Luftzylinder 173, 174, 175 und 176 verhindert, isolieren aber gleichzeitig diesen nichtsterilen Bereich. Somit kann zwar Kühlluft auf die durch die Pfeile bezeichneten Weise zirkulieren, sie kontaminiert aber nicht den sterilen Bereich 153.
• Wie oben gezeigt, sind bei beiden Ausführungsbeispielen unter Anwendung der Trenneinrichtung nach der Erfindung nur acht Stiefel erforderlich, um den sterilen Bereich von den nichtsterilen Bereichen an der Schweißstation einer Form-, Abfüll- und Schweiß-Verpackungsmaschine zu trennen. In gleicher Weise ist an anderen Stationen nur eine begrenzte Anzahl von Stiefeln erforderlich, um den sterilen Bereich und die nichtsterilen Bereiche voneinander zu trennen, so daß eine sterile Verpackungsmaschine geschaffen wird.
• Die Trenneinrichtung nach der Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Isolieren nichtsteriler Bereiche von sterilen Bereichen zur Verfügung. Außerdem stellt die Trenneinrichtung ein Mittel und eine Vorrichtung zum Isolieren von teilchenförmigen Stoffen von den sterilen Verpackungsbereichen dar. Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt es, sämtliche Funktionen eines typischen Schweißsystems, z. B. Aufheizen, Kühlen und unabhängiges Aufbringen von Druck, ohne Kontaminierung des sterilen Bereichs zu nutzen. Die Trenneinrichtung wurde zwar an der Seitenschweißstation dargestellt, sie kann aber selbstverständlich in anderen Bereichen der Maschine verwendet werden, beispielsweise an der Rippenschweißstation und der Formstück- Befestigungsstation.
• Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung steht der sterile Bereich der Kabine unter einem positiven Druck. Infolgedessen werden sämtliche Abdichtungs-Leckstellen in die nichtsterilen Bereiche gelüftet.

Claims (11)

1. Verpackungsmaschine, die aufweist: einen sterilen Bereich (153), der zum Vorschub einer Bahn von flexibler Folie (12) durch ihn ausgebildet ist, einen nichtsterilen Bereich (162, 164) und eine Vielzahl von flexiblen gummiartigen Faltenelementen (161, 163, 181, 182, 183, 184), um den sterilen Bereich von dem nichtsterilen Bereich zu trennen, und eine Thermoschweißeinrichtung (133, 135) in dem sterilen Bereich (153)

eine Druckaufbringeinrichtung (173, 174) einschließlich eines Kolbens (173a, 174a) im nichtsterilen Bereich (162, 164), um die Schweißeinrichtung gegen die Folie zu drücken,

wobei die Faltenelemente (161, 163, 181, 182, 183, 184) ein Faltenelement (161, 163) aufweisen, das die Druckaufbringeinrichtung (173, 174) von dem sterilen Bereich (162, 164) trennt und eine Zone um die Druckaufbringeinrichtung herum und im Inneren des Faltenelements definiert, um die Zirkulation von Luft um die Druckaufbringeinrichtung herum zuzulassen,

eine in dem Kolben (173a, 174a) vorgesehene Luftdurchlaßeinrichtung (191), um Kühlluft durch den Kolben und in die genannte Zone umzuwälzen, und

eine Lüftungseinrichtung (185-188), um den nichtsterilen Bereich (153) zu lüften, um einen Druckaufbau zu verhindern.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Schweißeinrichtung (133, 135) Teil einer Impuls-Thermoschweißstation (22) oder einer statischen Thermoschweißstation (122) ist.

3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 2, die wenigstens vier der Faltenelemente (161, 163, 181, 182, 183, 184) aufweist, die die nichtsterilen inneren Bereiche (162, 164) der Schweißstation (22, 122) von dem sterilen Bereich (153) trennen.

4. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, die ein Paar von Backen (132, 134) aufweist, von denen der eine mit einer Einrichtung (133) zum Aufheizen der Folie und der andere mit einem Stützelement (135) gekoppelt ist, wobei die Backen mit der Druckaufbringeinrichtung (173, 174) verbunden sind, um die Backen in einem Schweißbetrieb relativ zueinander zu bewegen.

5. Verpackungsmaschine nach Anspruch 4, wobei: wenigstens eine Stange (148, 150) vorgesehen ist, um den Backen (132, 134) eine Axialbewegung zueinander zu gestatten, und jeder Backen (132, 134) mit einer Platte (147, 149) gekoppelt und die Platten verschiebbar an der Stange (148, 150) angeordnet sind,

und ein flexibles Faltenelement (155, 157) vorgesehen ist, um einen nichtsterilen Bereich (159a; 159b) der Stange von dem sterilen Bereich zu trennen.

6. Verpackungsmaschine nach Anspruch 5, wobei:

zwei Stangen (148, 150) vorgesehen sind;

eine Einrichtung zum Verschieben jeweiliger Platten (147, 149) zu den Stangen eine Führungshülse (151a-151d) aufweist, die mit jeder Platte gekoppelt ist; und

zwei Faltelemente (155, 157) vorgesehen sind, wobei jedes Faltenelement an seinem einen Ende um eine Führungshülse herum festgespannt ist.

7. Verpackungsmaschine nach Anspruch 6, wobei: jeder Backen mit einer Platte (147, 149) gekoppelt ist; und die Elemente (161, 163), die die Druckaufbringeinrichtung abtrennen, von einer Seitenwand (165, 167) zu jeder der Platten (147, 149) verlaufen.

8. Verpackungsmaschine nach Anspruch 7, wobei die Elemente (161, 163), die von der Seitenwand zu den Platten verlaufen, im wesentlichen viereckige Querschnittsform haben.

9. Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei:

die Druckaufbringeinrichtung Druckluftzylinder (173, 175, 175, 176) aufweist, die den Druck, mit dem die Thermoschweißeinrichtung (133, 135) die Folienbahn (12) verschweißt, jeweils unabhängig ändern; und

die Elemente (161, 163, 181, 182, 183, 184) Elemente (181, 182, 183, 184) aufweisen, die Öffnungen (177, 178, 179, 180) zur abdichtenden Aufnahme der Kolbenbereiche (173a, 1774a, 175a, 176a) der Druckluftzylinder abdichten unter Trennung der nichtsterilen Bereiche der Druckluftzylinder von dem sterilen Bereich.

10. Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elemente (161, 163, 181, 182, 183, 184) aus Silicon hergestellt sind.

11. Verpackungsmaschine nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Elemente (161, 163) an den Seitenwänden (165, 167) und Platten (147, 149) über eine Vielzahl von weiteren Platten (166') befestigt sind, deren jede wenigstens eine Schraube (168') aufnimmt, die entsprechend in der Seitenwand oder den Platten aufnehmbar ist.